现代预警机不仅能及早地发现和监视从300千米～600千米以外各个空域入侵的空中目标，而且还能引导和指挥己方战斗机进行拦截，所以又称预警指挥机，它是空中的指挥所，是现代高技术局部战争中争夺制空权的重要手段之一。预警机系统的核心是机载预警（AEW）雷达，这种雷达以高空飞行的飞机为平台，克服了地球曲率的影响，具有可视距离远、可检测远程低空飞行目标的优点，同时还具有很强的机动灵活性。正是由于预警机的强大功能，也使得它成为现代高技术局部战争中的重点进攻目标之一。
一、发展历程
高空入侵的亚声速轰炸机、低空突防的战斗机和巡航导弹的出现，对预警和防空提出了各种新的要求，概括起来主要有以下几点：作用距离远；低空目标探测性能好；反应速度快；生存能力及抗干扰能力强。其中低空性能和生存能力是两个非常关键的因素。
预警飞机（AEWA）和机载预警雷达（AEWR）已有40余年的发展史，按发展历程可分为三代。在第二次世界大战特别是在珍珠港事件中，由于地面雷达受地球曲率的影响，探测距离近、盲区大，致使美海军蒙受重大损失。为此，美海军于1945年底决定把当时较先进的AN／APS-20警戒雷达安装到TBM-3W小型飞机上，这就是机载预警系统的雏形。到20世纪50年代初，美国又换用C-14“贸易者”小型运输机和新型雷达AN/APS-82，并在飞机上加装了显示器、敌我识别器、定向仪、导航和通信设备。1958年，美国正式把这种飞机命名为E-1B“跟踪者”舰载预警机并装备海军。这就是世界上的第一种实用型舰载预警机（或者称第一代AEW系统），它先后共生产了88架，现已全部退役。
为了协调预警机和舰队指挥控制中心的工作，同时解决低空防御问题，美国于1972年研制成功了具有一定下视能力的E-2C“鹰眼”预警机。这种预警机装备有AN/APS-120雷达及后续型AN/APS-125雷达。它采用机载动目标显示（AMTI）系统、时间平均杂波相关机载雷达（TACCAR）及偏置相位中心天线（DPCA）等平台运动补偿技术。E-2C“鹰眼”预警机从1973年开始装备海军，目前仍在继续使用和生产。它可算作第二代预警机。126
作为舰载或岸基机载预警和控制飞机，现正在向“鹰眼”2000过渡。E-2C先后换装APS-120雷达、APS-125雷达、APS-138雷达、APS-139雷达和APS-145雷达，加装了JTIDS（联合战术信息分发系统）和GPS，能探测海面和陆地上空的目标，据说E-2C预警探测性能已接近美国空军的E-3A预警机。
美国空军为了满足各军种的作战需要，1963年提出研制定名为E-3A“哨兵”的新型预警机。在这种被称作第三代的预警机上装备有采用高重复频率脉冲多普勒体制的AN/APY-1雷达。1977年3月，第一架E-3A“哨兵”预警机交付使用，截止1984年6月共交付了34架。这34架预警机中的前24架缺少海上监视能力，计算机和通信系统方面也存在缺陷。后来根据美国空军的Block20改进计划，研制了E-3B预警机，第一架预警机于1984年7月交付使用。此后，又出现了E-3C、E-3D和E-3F改进型飞机，预警机上的预警雷达性能也不断提高。
E-3是美国波音公司按美国空军“机载预警和控制系统”计划研制的高档型全天候远程空中预警和控制飞机，能探测高空、低空、地面和海上活动目标，是迄今先进预警机的典型代表。
A-50是前苏联于20世纪70年代末开始研制的高档型预警机，是图-126预警机的后继机，1986年开始服役。A-50预警机选用伊尔-76作载机，装备有脉冲多普勒雷达，该雷达与E-3的雷达有许多相似之处，方位覆盖360°，对陆地上空战斗机的探测距离为230千米，对舰船探测距离为400千米，能同时跟踪50批目标，可引导拦截其中10批，载机巡航高度9000米～10000米，巡航速度700千米/小时～760千米/小时，最大航程5000千米，续航时间7.5小时，执行的任务与E-3相同，但探测性能与续航时间均不如E-3。128
全球已装备的各型预警机已达300余架，各国正在研制各种新型的预警机。
二、对现役机载预警雷达的新要求
先进反辐射导弹、隐身目标和低空飞行器的威胁以及各种对抗措施的不断发展，使得对现役机载预警雷达提出了新要求。
1．空域覆盖范围要更大。
向纵深打击和以空地一体化为主的全面作战指导思想以及实际作战能力，要求机载预警雷达既能探测超低空突防的高速飞行器，又能对付各种战术导弹，因此预警机（包括监视雷达、敌我识别器、导航、通信系统和电子支援措施等）应当具有大面积、全高度的空域覆盖能力。
目前，先进的反辐射导弹及其他战术武器的低空投放距离可达数十公里，高空投放距离将达数百公里。为了完成既定空防任务和确保自身的生存，防空拦截线需要外推到10千米～200千米。这样，预警机的作用距离应当在400千米左右。
要求预警机能观察到隐身目标或准隐身目标，这也导致了要提高预警雷达的探测能力。当预警机雷达在下视状况下从杂波中检测目标时，要进一步降低天线的副辦，提高信号处理中抑制杂波的能力。
2．下视能力要更好。
大量现役和下一代战斗机、巡航导弹和武装直升机等武器的超低空突防技术将日臻完善护航战斗机与制空战斗机的活动也将以中、低空为主，山区等复杂地形还会明显提高杂波强度，在强杂波背景下探测低空飞行的弱小目标回波信号乃是机载预警雷达的首要任务。面对飞行高度在100米～200米的低空突袭目标，地面雷达的探测距离仅为30千米～50千米，相应的拦击时间只有10秒～20秒，这样短促的时间往往使地面防空武器措手不及。
因此，目前各国都利用低空、超低空突袭作为出奇制胜的法宝。这样，对低空目标的探测能力，也就成了现代防空效能高低的标志。
下视能力在技术上的体现就是抑制杂波，提取信号。在诸多杂波抑制技术中，脉冲多普勒体制是迄今为止的最强者。
3．雷达反对抗能力要更新。
机载预警和控制系统在现代战争中的应用，必将迫使对方用电子干扰（ECM）作为对付手段。
4．生存能力要更强。
在这里，生存能力是指机载预警雷达在威胁环境中的适应能力。未来战争对机载预警雷达的威胁来自于隐身目标、反辐射导弹和电子干扰。
三、发展趋势
为了适应新的军事要求，在飞速发展的新技术推动下，第四代预警机正在孕育中。20世纪80年代末，美空军电子系统部和罗姆航空发展中心开始联合研究供2000年后使用的先进机载预警和控制系统。美空军系统司令部的电子系统分部于1989年4月向通用电气公司、波音公司、休斯公司、雷声公司和西屋公司5家公司分别提出5项研究计划。目前的中标方案之一，是通用电气公司和E系统公司的以B747作载机的背负式4面阵相控阵系统。与此同时，瑞典的爱立信无线电公司和以色列的IAI/ELTA公司也都在研制下一代的机载预警和控制系统，即Metro-Ⅲ和PHALCON预警机。美国空军正在研制替代E-3担任空中指挥、监视的L频段有源相控阵雷达预警。
从满足作战使用要求来看：发展系列型号（如舰载直升机、中型、大型、无人机型）预警机雷达及发展新型、新体制（如双/多基地预警机雷达、空地一体化预警与指挥控制网）及多功能预警机雷达已势在必然。新一代预警机将无一例外地采用相控阵体制雷达（特别是共形相控阵技术）和先进的多通道信号处理器，集监视、侦察、指挥控制、电子战装备于一体，既具有对空探测能力，又具有对地成像和地面慢速目标检测能力。
美国海军正在研制替代E-2担任海军指挥、监视的联合翼共形有源相控阵雷达预警机、新一代机载预警雷达的主要技术特色是：均采用相控阵体制；工作频率向低端发展；普遍采用分布式固态发射机；在采用传统的空时级联二维信号处理的同时，有迹象表明空时二维联合处理体制的信号处理机也在研究之中。
要克服传统雷达固有的缺陷，根本出路在于发展相控阵体制。相控阵体制将是提高雷达在恶劣电磁环境中对付低空、机动、隐身目标作战能力以及彻底改进系统可靠性的关键技术。由于采用了固态有源相控阵体制，机载预警雷达具有以下特点：
（1）高可靠性。有源相控阵天线的T/R单元成千上万，少量单元失效，不会影响整个系统的工作；分布式发射机代替集中发射机，降低了系统对单点故障的敏感度，同时可避开集中发射机内高压高功率问题；以电扫取代机械扫描，因而机载预警雷达的可靠性成数量级地提高。
（2）扫描速度快。机械扫描速度一般为6转/分，即每秒转36°，而电扫描波束的转动速度几乎无惯性，可达微秒量级。这样快的扫描速度为对付多目标、高机动目标、隐身目标和各种干扰提供了广阔的前景。
（3）多种工作模式、多种功能共存。相控阵雷达在同一时间内能完成多种功能或同一部雷达能分时实现多部雷达的功能。
（4）探测距离远。由于T/R单元紧靠天线，有源相控阵雷达收、发支路的损耗要比机械扫描雷达的小4～6分贝；相扫天线能充分利用机上空间使天线增益相对变大；另外，随着固态功率器件的发展，分布式发射机提供了加大总发射功率的潜力。这一切使得有源相控阵的探测距离提高了40%以上。
（5）被截获概率低。固态发射机可以实现瞬时开关，易于进行功率管理；通过阵列天线技术，使天线副辦的零陷对准侦察机方向，增加了雷达的隐蔽性，降低了被截获概率。
（6）抗干扰能力强。利用天线的低/超低副辦接收波束、窄波束以及自适应调零技术，可降低敌方干扰信号的影响；利用频率捷变、频率分集以及采用双频和多频同时工作，扩大雷达工作带宽、增大信号瞬时带宽，这些属频域提高抗干扰能力的技术措施；采用复杂的信号波形设计及对发射信号的能量管理，接收时采用长时间积累，这些属时域实现抗干扰能力的技术措施。
机载火控雷达
随着飞机性能的提高、空战武器种类的多样化、电子技术及探测技术的发展，空战战术也有了很大改变，即从20世纪50年代的尾追攻击，发展到了现在的尾追、拦射、下射、格斗和多目标攻击。由原来的以机炮攻击为主，变成了以导弹攻击为主。这些战术方式的实现与机载火控雷达有密切关系。
一、概况
机载火控雷达的研制始于第二次世界大战。1941年10月，美国辐射实验室开始着手世界上第一部机载火控雷达的研制工作，并于1944年将其装备在美国海军F-6F、F-7F战斗机上。这部雷达具有空空搜索、测距和跟踪等机载火控雷达的基本功能。
第二次世界大战后，机载火控雷达在新体制、新技术、新功能方面都有重大发展。机载火控雷达作下视搜索时，会遇到强的地杂波干扰。平台运动造成地杂波频谱展宽，使得运动目标显示对消效果不佳，解决这一问题的根本办法是进行体制更新，从而出现了脉冲多普勒体制的机载火控雷达。130
20世纪70年代初，第一部实用型机载脉冲多普勒火控雷达AWC-9由美国休斯公司研制成功，并装备在美国海军的F-14飞机上。随后，机载脉冲多普勒火控雷达得到迅速发展，已成为先进战斗机火控雷达的唯一选择，是第三代战斗机的重要指标之一。全世界能研制这种雷达的国家已有美国、英国、法国、俄罗斯、瑞典、以色列、意大利、中国等国家，已经装备和正在研制中的机载脉冲多普勒火控雷达有几十种。目前，脉冲多普勒技术已在机载火控雷达中得到了广泛的应用，使现代先进战斗机真正具有了远程、全天候、全方位和全高度攻击能力。131
20世纪90年代以来，在数字技术和微电子技术的推动下，机载火控雷达的体积、重量日益下降，可靠性、维修性日趋理想。大规模集成电路和微处理器在雷达中的应用使信号处理、数据处理、终端显示与控制实现了数字化和可编程，机载火控雷达开始真正进入多功能机载火控雷达的新阶段。随着新一代（第四代）高性能战斗机研制和现役战斗机的改进，以及现代高技术信息化作战条件对机载火控雷达提出的性能、功能、综合能力、作战适应性、可靠性、可维护性及物理尺寸的要求日益提高，各种先进的机载火控雷达为满足新一代歼击机的要求，都已开始采用相控阵天线。
21世纪初，机载火控雷达技术领域出现了更加深刻的变革。宽带技术、复杂信号产生与处理技术、多通道多维信息处理技术、智能化信息处理技术等的迅速发展，极大地促进了用于高性能战斗机机载火控雷达的自适应数字波束形成技术、高分辨力合成孔径成像技术、干涉式（三维）合成孔径成像技术、地面慢动目标显示与成像技术、自适应频率波形捷变技术、检测前跟踪长时间积累技术及多传感器信息融合处理技术等新技术的发展与实用化。
军用航空电子综合系统一体化趋势将使机载雷达的设计思路产生根本性变革，综合射频传感器系统将成为航空电子技术领域的一个研究热点，代表着航空电子技术的一个重大发展方向。机载火控雷达正逐步向多功能、综合化、一体化方向发展，多功能一体化的宽带综合射频传感器系统将取代目前机载雷达、电子战、通信、导航识别（CNI）等功能单一的专用航空电子射频传感器，机载雷达整个系统的数字化程度更高，A/D变换将尽量向射频端靠拢，中频乃至射频以下将全部采用数字化处理，系统的功能将软件化。此外，机载火控雷达将有机地嵌入近年来新发展的以先进的智能化信息处理为代表的新技术，使机载火控雷达的性能、功能出现一个飞跃。
创新是提高雷达探测能力的原动力。机载雷达经历了从机械扫描到有源相控阵电子扫描的发展过程。今后几十年内，机载火控雷达技术将以有源相控阵技术为主流发展方向，在此基础上进一步发展宽带数字波束形成技术、多功能综合孔径技术、共形阵技术、智能阵技术及智能蒙皮等新技术，21世纪是这些技术真正快速发展的时期。
二、基本功能