近年来，面对各类新型威胁目标、更加复杂的电磁干扰、 各类时变非均匀杂波等战场环境，雷达探测技术不断推陈出新， 锐意前进，引发雷达多方面持续性变革突破。
以威胁导向为思路，在传统“反隐身、反低空、反干扰、反摧毁”四抗基础上，面对目标空域 / 速度扩展、RCS 缩减等 问题，聚焦“低、慢、小、高、快、隐、远、多、扰”九类目标， 加快开发前沿技术，完成新时期反太空、反导、反临、反极隐、 反无人集群、反灵巧干扰等任务。 以反太空为例，瞄准高轨目标探测和地月空间态势感知， 探索多站分布式相参、雷达与射电望远镜协同探测等新体制， 提升对空间目标的巡天感知、异动意图判别能力等。 在地月空间探测方面，针对“金石”雷达对地月空间和 行星际探测功率不足、视场受限等问题，美国喷气推进实验室 （JPL）在 2023 年提出上行链路阵列雷达（UAR）概念，采用 2 发 1 收，对月球第谷环形山的中央山峰区域进行双站相参多 普勒延迟成像试验。同年，为支持 NASA 重返月球计划，JPL 实验室提出地月空间碎片雷达（CSDR）与射电望远镜协同探测， 用以探测跟踪地月空间目标和碎片。观测数据证明，在目标距 离月球较远的位置，绿岸望远镜作为接收站，CSDR 能够发现 目标的尺寸为 1 米，超出了预测值 2 米。
在探索新装备探测在轨目标方面，为弥补当前太空监视 网对深空探测的不足，诺斯罗普 • 格鲁曼与美国、澳大利亚和 英国在 2024 年 1 月签署“深空先进能力”（DARC）高轨探 测雷达备忘录，将在英国、澳大利亚、美国分别建成三个雷达站，实现对低轨、中轨和同步轨道的全高度监视。为探索现有 天波超视距雷达在太空域感知的可能性，渥太华研究中心在 2024 年 3 月利用 OTHR 雷达（载频 20.9MHz，带宽 10kHz）对 国际空间站（ISS）的跟踪能力进行了研究，测量 SNR 与预测 SNR 变化一致性很高，距离测量值和多普勒值与 TLE 预测值 非常吻合，但与高频段雷达相比跟踪精度依然较低，需要更精 确的电离层校准改善测量精度。澳大利亚国防科技组织提出将 BPST 大气风剖面探测雷达（工作于 HF 频段）、LOS 气象雷 达（工作于 VHF 频段）用于卫星观测。持续 393 天的观测数 据表明，HF 和 VHF 雷达受到电离层等离子体不稳定和电离层 等离子体波两种扰动，但未对雷达多普勒测量精度产生明显影 响。
以平台赋能为思路，结合局部战争经验，平台空间逐步呈 现“上天入地”的横纵深度拓展，纵向上逐步从传统的地海基、 航空层向临近空间、地球轨道、深空不断拓展，在横向上从常 规的低纬度地区向北极圈地区拓展；雷达平台控制逐步从有人 为主向有人 - 无人协同、无人自主转变。 在临空平台方面，英国 BAE 系统公司、意大利都灵理工学院均开展高超声速滑翔飞行器的目标 RCS 研究。BAE 系统 公司在英国国防部资助下，提出高超声速滑翔飞行器 S 波段雷 达单基地 RCS 模型。仿真表明，滑翔体后部在所有仰角条件下 RCS 都很大。在方位 90°俯仰 180°，以及方位 270°俯仰 0°， 出现底部平板引起的 RCS 闪烁。滑翔体 RCS 分布与瑞利分布 较为吻合。都灵理工学院采用近似渐进法、有限差时域（FDTD） 法两种方法，研究典型亚轨道高超声速飞行器的等离子鞘套对 RCS 的影响。结果表明，当电磁波以较大的俯仰角入射乘波体 时，等离子体产生的后向散射 RCS 较小，前向散射 RCS 较大。 而以较小的俯仰角入射乘波体时，散射效应较小，变化范围约 0 至 -50dB，-20dB 为主。 在天基平台方面，2024 年 3 月，美国太空军正在为天基地 面动目标指示（GMTI）卫星制定作战概念并制造试验卫星， 预计 2025 年发射。2024 年 6 月，英国 BAE 系统公司提出“杜 鹃花”天基侦察监视星座概念，由四颗卫星组成，搭载光学、 雷达和射频传感器，利用机器学习算法进行在轨数据分析。
在深空平台方面，2023 年 4 月，欧洲航天局发射全球首个 “木星冰卫星探测器”（JUICE），该探测器将于 2031 年抵达 木星，其“冰探测雷达”（RIME）天线在 9MHz 的中心频率 下工作，最大探测深度可达 9km。印度和 NASA 联合开发的“金星船”预计 2024 年底发射，将携带 1 部 SAR 载荷，成像分辨 率是 1989 年发射的“麦哲伦”金星轨道器的 4 倍。此外，美 国 NASA 计划在 2029 年发射 VERITAS 金星探测卫星，搭载一 部 X 波段 VISAR 金星干涉合成孔径雷达，旨在生成方位精度 250m、俯仰精度 5m 的金星地形数据集。 在极地平台方面，加拿大在 2023 年 10 月发布极地超视距 雷达（P-OTHR）标书，与 A-OTHR 北极超视距雷达均采用全 数字直采接收机，在方位 - 俯仰上实现自适应波束形成，提供 方位、距离、俯仰三维信息，覆盖北美大陆最北端、北极圈区 域，需解决电离层的电离层扰动和弱电离现象、以及极光带来 的全方位角杂波对消等问题。两部雷达预计 2029 年开始建设， 2032 年实现初始作战能力。
以物联网为思路，陆海空天、主被动、高频至太赫兹频段 装备泛在互联，拓扑结构从静态接入转向动态随遇接入，任务 匹配从预案固化控制转向按需灵活控制，协同规模从小规模局 域互联转向超大规模广域互联，协同层次由简单到复杂，从任 务级、参数级信息协同向信号级非相参 / 相参协同探测发展， 形成“一切皆资源、一切皆服务”全域探测网，看遍每一个角落，重塑协同形态。 在信息协同方面，AFRL 在 2023 年 12 月发布多源数据的 自适应融合和推理（AFAR）项目，突出多传感器数据融合、 任务推理、群目标交战控制等。法国泰雷兹集团提出多雷达分 布式包拍卖算法（CBBA），通过去中心竞标和拍卖的运算方 式，进行多目标跟踪，在雷达数量不多和目标不饱和时优于传 统卡尔曼滤波算法。2024 年 3 月，美国防部提出将 C2BMC 系 统升级至 Spiral 8.2.7 版本，增量能力包括多航迹融合和残差处 理，提高系统航迹精度和目标 - 对象映射相关性，改进跟踪和 识别能力等。2024 年 5 月，诺斯罗普 • 格鲁曼演示了 BattleOne 作战网络概念，以联盟联合全域防空反导为背景，验证了多传 感器联合检测跟踪识别能力。
在信号协同方面，多国提出分布式相参 SAR 星群、混合 模式分布式相参雷达、多波段有源无源一体化、星载双基地无 源 SAR、星 - 地多基地外辐射源雷达等多种新概念，在时间同 步精度、相位同步、频率同步等方面取得重大突破。针对分布 式相参问题，意大利 CNIT 在 2023 年提出基于微波光子的分 布式相参 SAR 星座概念，由多个主卫星、数个小卫星组成， 通过空间光学链路同步，再将光梳变换成 C、X 和 Ku 波段的 雷达射频信号并发射至地球。美国奥克拉荷马大学提出一种介于发射相参和接收相参之间的混合模式分布式相参概念（MMDCR），可获得 N2+logN（M）倍信噪比得益。由于降低了相 参参数误差的灵敏性，MM-DCR 性能可能优于收发全相参雷 达的性能。
针对无人机蜂群对非合作目标的三维干涉 ISAR 难题，意 大利通过 4 架无人机 1 发 3 收，形成双正交基线天线配置，通 过 GPSDO 系统进行同步，成功生成三维干涉 ISAR 成像，完 成全球首次无人机蜂群三维干涉逆合成孔径雷达试验。针对有 源无源一体协同问题，澳大利亚和德国航天局联合提出基于外 辐射源的星载无源 SAR 概念，两个雷达卫星同轨运行，有源 雷达卫星辐射信号，无源雷达卫星通过参考天线接收直达信号， 通过主天线接收有源雷达照射目标后的反射信号，利用距离多普勒算法（RDA）形成聚集图像，峰值旁瓣比（PSLR）达 16~17dB，可用于生成低成本高质量 SAR 图像。针对“冰眼”、 “卡佩拉”等商用 SAR 卫星，以及“星链”、“一网”等通 信卫星大规模应用引起的对星载 SAR 越来越多的干扰问题， 德国宇航局改变对非合作信号通过信号处理和机器学习等进行 抑制的思路，提出将非合作信号作为 SAR 辐射源，SAR 卫星 既进行单基地成像，也通过双基地无源模式接收干扰卫星对感 兴趣区域照射信号进行无源成像。波兰华沙理工大学完成雷达 与 LOFAR 射电望远镜双基太空目标探测试验，实现对 RCS 高 于 0.01 平方米的卫星和太空碎片的探测。2024 年，美国提出在 地球同步轨道部署 1020 颗 L 波段小卫星集群，通过 MIMO 实 现相参探测，降低所需的卫星集群规模。5 月，DARPA 授出 DRIFT 分布式成像项目二期合同，利用 2 部在轨 SAR 卫星完 成分布式成像实验，双基聚束模式下成像分辨率将达 0.5m。5月， 美国太空军选定 DARC 第 2、3 站点，每站采用 10~15 个 S 波 段抛物面天线，实现收发相参和多站协同，以及对地球同步轨 道目标 24×7 监视。
在“三同步”方面，密歇根州立大学在海军研究局资助下， 提出通过频谱稀疏双音波形技术，获得皮秒级时间同步精度。 试验使用的无线链路工作于 5.8GHz，使用单脉冲 40MHz 双音波形，信噪比 36dB，时间同步精度 2.26ps，达到目前已知的特 定信号带宽下的最高时间同步理论精度。
针对 MirrorSAR 多基地卫星相位同步问题，德国宇航局 （DLR）提出多基地 SAR 双镜像链路相位同步方法。试验证明， REF 低于 -10dB 时，相位同步的频率偏置估计精度优于 10-3 。
以电磁场统一为思路，射频综合一体从综合显控、联合处 理，向通道一体、孔径一体、信号一体纵深发展，实现用频系 统在任意时间、任意位置、任意频段、任意功能的按需自由灵 活重构，重塑雷达应用形态，夺取战场电磁控制主导权。 在射频一体方面，2024年 4月，美国海军研究实验室（NRL） 发布《未来 25 年的 25 项关键技术（2024~2048）》，雷达通信一体化位列 25 项技术之首。4 月，欧洲“皇冠”综合射频系 统完成暗室环境下的 2~18GHz 样机性能。该系统于 2021 年启 动，旨在为下一代战斗机研制基于宽带共孔径数字阵列的探干 侦通一体、轻量紧凑型、低成本机载综合射频方案，频率覆盖 2~40GHz，计划 2024 年达到 TRL-4，2027 年达到 TRL-7。4 月， 美国海军发布“宽带可扩展多功能射频载荷”（WSMRFP）项 目征询书，设计、开发和演示 0.01~40GHz 超宽带多功能射频 载荷，瞬时带宽 2~4GHz，可实现雷达、侦察、电子战、通信、 瞄准功能，为 1~3 类小型无人机提供通用射频解决方案。
在孔径一体方面，2023 年 2 月，诺 • 格公司成功完成“电 子扫描多功能可重构集成传感器”（EMRIS）的集成测试，采 用一种“像素化”的通用型射频前端模块，可调谐载频范围为 1~18GHz。此外，雷神公司基于 SMART 异质异构集成工艺， 研制出 16 单元的单元级毫米波数字阵列（MIDAS）瓦片样机， 载频范围 18~50GHz。 在通道一体方面， DARPA 在 2024 年 5 月推出 COFFEE 滤波天线第二阶段项目，试图攻关设计 2~18GHz 范围内的单 元级滤波器；针对下一代极宽频域覆盖、高灵敏度、无人平 台搭载低 SWaP 等需求，意大利多家研究机构联合提出基于微 波光子的六通道超宽带接收机，覆盖 0.5~40GHz，噪声系数44dB，SFDR=110dB@-30dBm。
在信号一体方面，德国亨索尔特公司在 2023 年利用 2 部 PrecISR 软件化雷达分别收发，发射脉冲调制 QAM-16、 QAM-64、PSK-8、PSK-16 等不同信号，最大通信传输速率 437Mbps。芬兰奥卢大学在 2024 年提出基于广义自适应扩频调 制（GASM）的新型通感一体多载波调制方案，通过独立地在 时频域控制符号扩展，解决通感一体波形的雷达 - 通信型折中 问题。结果表明，在频率选择和衰落信道时频快速变化情况下， GASM 凭借应对衰落起伏和同步误差的优势，性能优于所有现 有多载波方案，在雷达感知模式下，GASM 的 ISLR 指标降低 0.38dB，远低于 OFDM 波形的 20.9dB。
以开放闭环为思路，逐步转向软硬解耦通用、功能软件定 义、资源调度闭环，解决装备功能定制、升级重构周期长、规 模不易扩展等问题，重塑架构形态；以资源集约为思路，从同 频分时、同时分频收发，向同频同时收发转变，解决频谱自扰 互扰问题，集约利用频谱效率、时间资源，重塑收发形态。 在开放架构方面，2023 年，英国 BAE 系统公司“管弦乐” 小型无人机载综合射频系统样机技术成熟度达到 TRL-6。该项目采用积木式相控阵前端架构，阵面规模可根据四单元模块数 量进行自由裁剪，适装不同大小无人机。此外，林肯实验室设 计了工作在 2.7~3.5GHz 的规模可缩放带内全双工相控阵，验 证在任意规模阵列上的同时同频收发能力。12 月，DARPA 发 布可扩展阵上处理（SOAP）项目，立足“极速计算、降维解 算高效交换”，从架构、硬件、算法入手探索“计算上阵面”、 “处理可扩展”解决处理高复杂、海量数据搬移问题。2024 年 4 月，美海军“伯克”级导弹驱逐舰“丘吉尔号”（DDG-81） 成为美海军配备完全虚拟化“虚拟宙斯盾”系统的首舰，该系 统采用 VM 虚拟机，实现处理计算软硬解耦。
在软件定义方面，2023 年 2 月，诺格公司基于软件化平台 成功完成新型“电扫多功能可重构一体化传感器”（EMRIS） 的集成测试，基于灵活的软件定义模式，实现雷达、通信和 电子战等多种功能。2023 年 11 月，美国第一款软件化雷达 TPY-4 正式交付，美空军计划采购 35 套用于北美防空系统。 在同时收发方面，针对并行执行多任务，打破时分复用限 制，林肯实验室在原有孔径级同时收发样机（ALSTAR）基础 上，采用收发子阵空间隔离、自适应收发 DBF、基于观测通道 的数字对消等多手段，8 单元 2.45GHz 载频线阵收发隔离度达 140dB。此外，林肯实验室设计了工作在 2.7~3.5GHz 的规模可 缩放带内全双工阵列，验证在任意规模阵列上的同时同频收发 能力。针对大型相控阵自适应干扰对消性能不足问题，林肯实 验室提出通过将自适应数字滤波器时变和时不变自干扰对消部 件分离，将大型全双工相控阵的阵面计算复杂度降低到原来的 1/10。
在闭环管控方面，针对机载对地监视雷达，AFRL 实验室 在 2024 年国际雷达会议上提出一种新型认知雷达调度与资源 优化架构，采用视场最优器、任务最优器、调度优化器三大工具， 全局统一调度可用时序、空间覆盖、雷达资源等。
以极限集成为思路，基于宽谱扩展、模数混合、尺度微缩、 积木裁剪方式，实现射频宽带化，模数混合集成，数字化不断 推前；从简单共形向结构一体、随机共形发展；从板卡微米级 两维集成向晶圆纳米级三维异质异构集成；阵面规模从固定不 变向积木式灵活剪裁发展，重塑雷达硬件形态。 在宽带数字化方面，针对综合射频系统对阵列天线大带宽、 宽角搜索、多极化、低剖面的需求，法国宇航实验室（ONERA） 基于电流片阵列概念研制出 16*16 单元的超宽带多层天线，在 5~18GHz 频段主动 VSWR 低于 2，扫描角度 60°。后续经过 改进，该阵列将应用于欧洲“皇冠”机载多功能射频项目，实现 5 倍频程、扫描范围 60°、双线性极化能力；针对下一代极 宽频域覆盖、高灵敏度、无人平台搭载低 SWaP 等需求，意大 利光子网络实验室提出基于微波光子的六通道接收机方案，在 0.5~40GHz 频率范围内，寄生信号消失超过 40dB，系统噪声 系数 44dB，输入功率为 -30dBm 的 SFDR 达到 110dB；美国林 肯实验室利用 8 块 Xilinx 第三代 ZU49DR RFSOC 与 128 个单 元互联，形成积木式 ORCHA 模块，实现模数混合、阵面规模 / 计算能力双扩展；
在共形柔性方面，针对未来预警机的低剖面、宽角扫描相 控阵天线需求，瑞典萨博公司在 2023 年 5 月推出一种结构可 承载共形天线方案，16×16 单元演示样机试验结果表明，该方 案可在 2.4GHz ~3GHz 工作频段实现方位 ±80°波束扫描。澳 大利亚针对无人机 SAR 雷达与防撞雷达提出的宽视场且视场 可变需求，提出 12 通道模块化圆柱共形天线方案，工作频段 15.4~17.3GHz，通过共形阵设计实现宽视场，通过子阵实现视 场可变，每个子阵包含 2×4 个微带贴片单元，实现方位波束 宽度 45° ~65°，俯仰 20° ~30°。针对柔性设计，马萨诸塞 大学研制全球首款全 3D 打印、多层柔性毫米波雷达，与 PVC 共形安装后，天线增益为 12.80dB，最远探测距离 4m。 在微纳集成方面，DARPA 在 2024 年启动“下一代微电子制造”（NGMM）项目群，围绕工艺手段、开发工具、供 应链等，推动 3D 异质异构集成，互联间距 1μm，层数 >3、 材料种类 >3，性能较 3D 集成提升 3 倍。针对高频段射频滤 波器的紧凑集成，DARPA 在 COFFEE 项目中试图攻关设计 2~18GHz范围内的单元级滤波器，2023年验证高频振荡器性能。 此外，针对射频放大器散热难题，DARPA 在 2023 年 11 月启 动“器件级电子散热”（THREADS）项目，通过降低外延层 堆栈和热扩散层等结构热阻，实现晶体管热阻降低到传统的 1/8，晶体管功率密度提升至 81W/mm2（比氮化镓放大器高 16 倍），有望将 GaN 输出功率提高一个数量级，雷达威力提升 2~3 倍。针对高功率三维堆栈型芯片的散热难题，DARPA 在 2024 年 2 月启动“用于三维异构集成的微型集成热管理系统” （MiniTherms3D）项目，开发紧凑型热管理技术，将目前的顶 底两层冷却方式变革为全层冷却，实现 5 层三维堆栈，总散热能力从当前的 1kW 提升至 6.8kw，散热系统尺寸从当前 0.012m3 优化至小于 0.006m3。针对异构集成封装， Universal Chiplet Interconnct Express 联盟正在开发 UCIe 硅模块通用互连标准。 UCIe 互连有两个版本，一个用于 2D 封装的标准版本，在四通 道中最高可达 73GB/s，另一款是 2.5D 封装的 UCIe 进阶版， 带宽为 630GB/s，32 通道。UCIe 互连比 PCIe 板载连接更密集， 能效将是 PCIe Gen5 的 10 倍，UCIe 进阶版的能效将是 UCIe 标准版的 4 倍。
