錢 博，張 揚(yáng).2，葛紅星.2，彭雄偉.2，陳建軍.2

(1.南京電子技術(shù)研究所，江蘇 南京 210039； 2.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司智能感知技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210039)

0 引言

雷達(dá)從20世紀(jì)30年代誕生以來獲得了巨大發(fā)展，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)和民用領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大作用。特別是在20世紀(jì)后半葉，各種雷達(dá)探測(cè)新體制和新技術(shù)突飛猛進(jìn)，極大提高了雷達(dá)裝備的探測(cè)能力，使雷達(dá)成為基于信息化條件下形成體系作戰(zhàn)能力的核心裝備[1]。

本文對(duì)雷達(dá)探測(cè)技術(shù)的規(guī)律進(jìn)行歸納總結(jié)。從雷達(dá)探測(cè)新體制、檢測(cè)技術(shù)、跟蹤技術(shù)和成像技術(shù)等角度對(duì)雷達(dá)探測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹。對(duì)雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望，并對(duì)我國(guó)雷達(dá)探測(cè)技術(shù)的推進(jìn)提出了工作建議。

1 雷達(dá)技術(shù)發(fā)展規(guī)律

通過全面地分析雷達(dá)探測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷史，可以發(fā)現(xiàn)雷達(dá)探測(cè)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

一是雷達(dá)體制不斷更新。雷達(dá)體制由非相參發(fā)展到全相參，由單脈沖發(fā)展到脈沖多普勒，由模擬陣發(fā)展到數(shù)字陣。

二是探測(cè)頻段與介質(zhì)的不斷擴(kuò)展。早期雷達(dá)只能工作在米波(VHF波段)，隨著器件的升級(jí)，雷達(dá)的頻段由VHF向上發(fā)展到了L、S、C、X波段。

三是交叉前沿技術(shù)的不斷發(fā)展。檢測(cè)與估計(jì)理論、匹配濾波理論、空間譜估計(jì)理論、自適應(yīng)濾波理論、稀疏信號(hào)理論等的應(yīng)用都對(duì)雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)。

圖1 雷達(dá)探測(cè)發(fā)展歷史規(guī)律

總之，探測(cè)體制的變革是預(yù)警探測(cè)裝備發(fā)展的推動(dòng)力，交叉前沿技術(shù)的革命是預(yù)警探測(cè)裝備發(fā)展的新動(dòng)能。

2 雷達(dá)探測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 雷達(dá)探測(cè)新體制

美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)林肯實(shí)驗(yàn)室提出了多輸入多輸出(MIMO)雷達(dá)的概念[2]。MIMO雷達(dá)提高了發(fā)射端和接收端的自由度，對(duì)于基于多維空間信號(hào)處理的雷達(dá)雜波抑制、空間分辨、抗干擾等方面都有一定很大優(yōu)勢(shì)。

認(rèn)知雷達(dá)通過感知復(fù)雜多變的外部工作環(huán)境，經(jīng)過學(xué)習(xí)、推理和判斷決策來自適應(yīng)地調(diào)整雷達(dá)發(fā)射和接收系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)雷達(dá)探測(cè)性能提升[3]。

2.2 雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)

海雜波是影響對(duì)海探測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)性能的主要雜波源。在海雜波回波數(shù)據(jù)的采集、海雜波特性分析、雜波中小目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)等方面開展了很多工作[4]。

基于信息幾何理論的雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)從一個(gè)全新的角度認(rèn)識(shí)雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)問題[5]。通過計(jì)算統(tǒng)計(jì)流形上由觀測(cè)數(shù)據(jù)估計(jì)得到的分布與目標(biāo)有無兩種假設(shè)分布間距離之差的大小來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的檢測(cè)。

2.3 雷達(dá)跟蹤技術(shù)

相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜液椭麑W(xué)者將Kalman濾波技術(shù)和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)技術(shù)有機(jī)結(jié)合獲得突破性進(jìn)展，成為目標(biāo)跟蹤技術(shù)的一個(gè)重要里程碑[6]。

檢測(cè)前跟蹤技術(shù)(TBD)對(duì)連續(xù)多幀數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合處理，再通過門限判決完成對(duì)目標(biāo)檢測(cè)并形成目標(biāo)航跡[7]。TBD技術(shù)在實(shí)際工程中得到了應(yīng)用。

2.4 雷達(dá)成像技術(shù)

合成孔徑雷達(dá)(SAR)在軍事偵察、軍事測(cè)繪和民用領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用[8]。多頻段、多極化、可變視角和靈活波束形成的多模式SAR已有產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)。

合成孔徑雷達(dá)層析成像通過對(duì)統(tǒng)一目標(biāo)地物的多角度觀測(cè)(干涉測(cè)量)，來反演目標(biāo)在斜距向(垂直于航向和視線向)上不同高度的散射值，從而還原SAR成像三維場(chǎng)景[9]。

3 雷達(dá)技術(shù)發(fā)展展望

3.1 體系化

通過有機(jī)集成和綜合利用分布于陸、海、空、天、潛立體空間中的雷達(dá)、聲納、光電、電子偵察、技術(shù)偵察等各種軍用信息獲取手段和AIS、ADS等各種民用信息獲取手段，構(gòu)建全方位、全時(shí)空、全頻段的多層次大縱深的信息獲取體系，對(duì)地面、空中、海上、水下和外層空間目標(biāo)進(jìn)行立體的一體化偵察監(jiān)視和預(yù)警探測(cè)，全面獲取并綜合處理情報(bào)信息，最終形成全球信息柵格。

3.2 智能化

雷達(dá)探測(cè)技術(shù)的智能化方向發(fā)展經(jīng)歷了自適應(yīng)、認(rèn)知雷達(dá)和智能化雷達(dá)等幾個(gè)發(fā)展階段。智能化探測(cè)技術(shù)將腦科學(xué)和人工智能融入雷達(dá)系統(tǒng)，賦予了雷達(dá)系統(tǒng)感知環(huán)境、理解環(huán)境、學(xué)習(xí)、推理并判斷決策的能力，使雷達(dá)系統(tǒng)能夠適應(yīng)日益復(fù)雜多變的電磁環(huán)境，從而提高雷達(dá)系統(tǒng)的性能。

3.3 傳感器平臺(tái)一體化

傳感器平臺(tái)一體化技術(shù)理念要求綜合考慮傳感器探測(cè)性能和平臺(tái)總體作戰(zhàn)性能，將傳感器性能發(fā)揮作為一種總體設(shè)計(jì)約束，把作戰(zhàn)性能優(yōu)異的平臺(tái)外形作為傳感器布設(shè)的有利引導(dǎo)。未來發(fā)展傳感器陣列在陣列單元分布上具有共形陣、分布式等特點(diǎn)，陣列單元可根據(jù)目的和要求選擇各陣元的分組與動(dòng)態(tài)重構(gòu)，從而使得波束形成具有極大的靈活性。

4 工作建議

對(duì)我國(guó)雷達(dá)探測(cè)技術(shù)發(fā)展提出以下建議：

1) 加強(qiáng)前沿技術(shù)研究：

緊盯國(guó)際先進(jìn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，加強(qiáng)學(xué)科交叉融合，探索雷達(dá)探測(cè)新技術(shù)、新方法，提出新型雷達(dá)系統(tǒng)體制和實(shí)現(xiàn)架構(gòu)。

2) 加強(qiáng)基礎(chǔ)技術(shù)研究：

重視加強(qiáng)雷達(dá)在設(shè)計(jì)、研制、試驗(yàn)和使用等不同階段中的雷達(dá)工作環(huán)境、雷達(dá)信息處理基礎(chǔ)理論、電子器件等基礎(chǔ)技術(shù)研究。

5 結(jié)論

雷達(dá)檢測(cè)、跟蹤、成像、識(shí)別、抗干擾技術(shù)等則隨著海量數(shù)據(jù)集完備和超快計(jì)算平臺(tái)的發(fā)展而走向精細(xì)化、智能化、多維化、軟件化的發(fā)展趨勢(shì)。建議加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，著力構(gòu)建雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)正向設(shè)計(jì)理念，大力整合國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)資源，促進(jìn)我國(guó)雷達(dá)探測(cè)裝備的飛躍發(fā)展。