雷达的应用
雷达所起的作用和眼睛和耳朵相似，当然，它不再是大自然的杰作，同时，它的信息载体是无线电波。事实上，不论是可见光或是无线电波，在本质上是同一种东西，都是电磁波，传播的速度都是光速C,雷达差别在于它们各自占据的频率和波长不同。
一、早期的雷达
雷达作为一种军事装备服务于人类是20世纪30年代的事，但雷达原理的发现和探讨，还要追溯到19世纪的末期。
1864年，麦克斯韦提出了电磁理论，预见到电磁波的存在。1886年，赫兹进行了用人工方法产生电磁波的实验，通过实践证明了“无线电”的存在，验证了电磁波的发生、接收和散射。1903年，德国人威尔斯姆耶探测到了从船上反射回来的电磁波。到1922年，马可尼主张用短波无线电来探测物体。他说：“电磁波是能够被导体所反射的，可以在船舶上设置一种装置，向任何所需要的方向发射电磁波，若碰到导电物体，它就会反射到发射电磁波的船上，由一个与发射机相隔离的接收机接收，以此表明另一船舶是存在的，并进而可以确定其具体位置。”这是最早比较完整地描述雷达概念的语句。
20世纪30年代，很多国家最先进行的是双基地连续波雷达的研究。当时，这种雷达的发射机与接收机彼此间分置于相隔较远的距离，当飞机穿越接收机站与发射机站之间时，接收机站就可检测到由发射机直接传输到接收机的信号和发射信号受目标散射后传输到接收机的信号二者之间的多普勒差拍，从而发现目标。这种双基地雷达的效果受到很多因素的限制，所以虽然法国和前苏联的军队早在第二次世界大战前就装备了双基地连续波雷达，但并未使得用无线电波探测目标成为军事上的重要手段。直到单基地的脉冲雷达开发成功后，才确立了雷达在军事上的重要地位。
20世纪30年代中期，很多国家都几乎同时开始而且独立地开发现代形式的脉冲雷达，所以难以确定其精确的诞生日期，而只能列举一些重要的事例。
二、第一部雷达的诞生
从军事应用上来说，雷达被比喻成战争的千里眼。千里眼的第一次睁开，是在1935年，当时正值第二次世界大战前。经历过第一次世界大战以后，作为飞机之一的轰炸机，在这场战争中已经扮演了重要的角色。为了发现入侵的轰炸机，光学（如探照灯）或声学这种方法对付老牛般的旧式飞机还勉强可以，如果对付速度较快的新式轰炸机，提供的预警时间太短，不能满足防空需要。1934年7月，英国皇家空军进行了一次演习，轰炸机躲开了战斗机的拦截，顺利“轰炸”了英国空军总部。
为了缓解巨大的，甚至是缓解从早到晚笼罩着的“轰炸机随时都会飞到头顶上来”的恐怖，英国空军开始考虑用新技术来解决防空问题。当时的英国物理学家、国家无线电研究实验室主管沃森·瓦特（也即是蒸汽机发明人詹姆斯·瓦特的后代）发现，即使使用当时最强功率的无线电波，也不会像探照灯那样对飞行员或飞机造成任何损伤，但是无线电波照射到飞机时会被反射回来，这种现象或许可以用来探测飞机；并且认为，这种探测方法，不仅可以测出飞机与雷达的距离，甚至还可以测出飞机的方位和高度。
1935年2月，为了争取经费支持，沃森·瓦特准备了一套演示系统，用无线电接收机接收飞机反射的广播电台信号。2月26日，当一架“黑福德”轰炸机穿越BBC广播电台所发射的无线电波时，接收机输出的信号明显增强。当年6月，沃森·瓦特领导的团队赶制出了世界上第一部雷达。多座高塔是这部雷达的最显著特征，高塔之间挂列着平行放置的发射天线，而接收天线则放置在另外的高塔上。7月，这部雷达探测到海上的飞机。1936年5月，英国空军决定在本土大规模部署这种雷达，称为“本土链”，到1937年4月，本土链雷达工作状态趋于稳定，能够探测到160千米以外的飞机；到了8月，已经有3个本土链雷达站部署完毕。而到了1939年年初，已有20个雷达站投入使用，形成了南至朴茨茅斯附近的温特诺、北至奥尼克郡尼德巴顿的无线电波防线。
值得一提的是，雷达投入使用后，皇家空军很快开始思考如何有效发挥其效能，也就是研究雷达的作战使用问题。皇家空军接收本土链雷达后，就把雷达网与地面观察哨网结合，试图组成战斗机引导网。1938年年初，皇家空军在世界上第一次演练了用雷达探测到的情报引导战斗机拦截民航机，虽然效果不尽如人意，但是，这是一个伟大的开端，它把情报和指挥结合起来了。后来的不列颠空战也证明，对于雷达作战使用的研究，这是一次伟大的尝试。
在德军入侵波兰后，英国对德国宣战。1940年6月10日，德国空军开始大规模轰炸英国，不列颠空战宣告开始。尽管在1939年下半年，又增加了30个本土链雷达，但威力仍然有限，特别是只能测定敌机的距离，不能准确地测定敌机的方位和高度。探测范围也只覆盖了英国东部和南部沿海，一旦敌机穿越了这道电波屏障，就只能靠地面观察哨网跟踪，通过早期的作战使用研究，英国意识到必须要有一个专门处理雷达情报的系统，否则仅靠雷达自身发挥不了多少作用。皇家空军研究了如何把雷达网和地面观察哨网的情报结合起来并且将综合后的结果以人们习惯的方式显示出来，研究的结果就是设立专门的情报室来处理多渠道的空中情报，这可能是世界上最早开展通过情报综合以形成统一作战态势图的工作。由于经过综合处理后的情报能够直观地显示战场态势，皇家空军变得耳聪目明，极大地节约了兵力，稍微平衡了德国空军在数量上的优势。到1940年8月初，皇家空军击落德机270架，损失145架。直到这时，德军才开始意识到那些高大的塔群可能隐藏着一些奥秘，所以在8月12日轰炸了其中的6部。但他们并没有真正理解雷达对英国防空的重要性，轰炸也就不是很猛烈，而且英军不但修复很快，还紧急部署了机动性的本土链雷达，把天线塔换成了便于机动的桅杆。
三、雷达与探照灯的比较
雷达工作时，首先发射无线电波，电波在空间传播时如果遇到物体（如飞机、导弹和舰船等目标），物体会向各个方向反射来自雷达的入射波，其中有一部分会朝向雷达（称为后向散射），被雷达接收。如果接收到的回波强度足够大，雷达就能对接收到的回波进行处理，获得关于目标的距离、方位、高度和速度等信息。这就是雷达工作的基本原理。
雷达的基本特征，在于它是“有源”的。雷达常常被比喻成战争的“眼睛”，或者是战争的千里眼。对于人类来说，80%以上的信息都是靠“眼睛”获得的，因此，战场中的绝大部分信息的获得，也是靠雷达。所以，这个比喻很好地说明了雷达在获取战场信息方面的重要作用。但是，列宁说过，任何比喻都是蹩脚的。那么，这个比喻“蹩脚”在什么地方呢？
人眼在看到物体时，需要有光源。只要光源照射到这个物体，物体就会把来自光源的入射光向各个方向上反射，有一部分反射光会进入人眼，如果光线足够强，人眼就能够看到。在人眼看到物体的过程中，眼睛本身并不能发光，或者说不能发出照射到物体的光线。但是，雷达不一样。由物体反射并被雷达接收到的回波，是由雷达自身发射的，这个特性，就叫做“有源”，这个特性使得雷达可以不依赖于外部的辐射源工作，因此自主性更强。
相比于探照灯，雷达有一些相同的特点，可以结合探照灯的光束来理解雷达射出的波束。首先，虽然雷达射出的波束是不可见的，但是，将电波能量在空间尽可能地会聚或集中起来，以使得电波能够传得更远，这个道理不但适用于探照灯，对于雷达也是适用的。虽然波束不可见，我们也可以画出电波波束在空间分布的图形。当然，这种图形是立体的。会聚能量形成波束，在雷达中需要靠天线。雷达有一种天线的形状就类似于抛物面，叫做抛物面天线，天线的焦点处放置了馈源，用以向天线馈送无线电波，然后由天线的反射面对电波进行会聚。其次，雷达的能量到底在空间能会聚到什么程度，或者说波束到底有多宽，这个定义也是与探照灯中光束宽度的定义相同，都是指从波束中能量最强点到下降到最大能量的一半处对应的角度。再次，两者都是有源的，为了获得更远的作用距离，都要求光强或电磁波的入射功率足够大，以承受传输过程中的自然衰减，规律是光强或电磁波的功率与传输距离的平方成反比。但由于还要考虑到人眼或者雷达还要接收反射回来的光（即人眼看到目标或雷达接收到回波），对于有源设备来说，光强或雷达功率是随传输距离的4次方衰减的，衰减极其迅速，因此就对射出的功率提出了更高的要求。
雷达与探照灯也有很大的不同。首先是两者的工作频段不一样。探照灯工作在可见光频段，由于频段更高，所以波束集中性更好。但是，电磁波在传输过程中，功率除随传输距离的增加而自然衰减以外，由于大气吸收的影响，还会产生衰减，这种衰减随着电磁波频段越高越明显。由于雷达工作在较低的无线电波频段，相对探照灯来说，能够获得更远的作用距离。由于这个原因，雷达也更适于在各种复杂气象条件下全天候地工作，比如刮风、下雨、下雪甚至下冰雹，我们都能看到雷达的天线在永不停止地旋转，不放过空中的任何情况。因为气象条件的恶劣，会引起大气衰减作用的加剧，而对高频段的电磁波，这种恶化效果更明显。其次，雷达能够测距，这是雷达最重要的特征。雷达通过测量电磁波从发射到照射到飞机等目标后返回雷达所用的时间除以2，得到单程传输的时间，再乘以光速，就得到飞机等目标与雷达的距离。探照灯是不需要这样做的。可以说，自雷达诞生到现在已经70余年了，可是，还没有另外一种设备，在测距方面能够像雷达那样又快又好。
四、现代雷达的发展趋势
通过技术资料和公开的报道，经过分析，国外雷达具有如下特点：
1．采用先进的全相参+有源电扫描阵列雷达工作体制
20世纪70年代以来，国外雷达都采用了全相参雷达工作体制，即脉冲多普勒（PD）雷达。这种雷达采用全波形工作（H/M/LPRF波形），不仅可以利用目标回波的时域信息，还可以利用目标回波的频域信息，从而增强了雷达的抗无源杂波干扰性能，大大提高了载机的下视作战能力和地面雷达低空探测能力。11
2．多传感器信息融合
在国外，新一代雷达不再是采用惟一的传感器，红外、电光传感器的应用越来越多，它们在新型战斗机上的良好性能和重要地位越来越明显。今后，雷达、红外、电光，以及其它非微波和微波传感器的信息融合将互为引导、统一协调。这样，既可以提高整个系统的目标探测能力，还可以提供目标识别信息和降低虚警概率。系统性能的提高不仅仅取决于雷达，而是战斗机多个传感器的系统综合效能。比如，美国的F-35攻击战斗机，采用了包括多功能雷达、威胁告警电子对抗、电子情报收集、光电传感器、引信系统、目标识别和决策、先进的数据链等多传感器的信息融合，这已经打破了雷达、电子系统的界限。12
3．具备同时多目标跟踪和攻击能力
为了提高战斗机的空战能力，新一代有源电子扫描阵列雷达，由于不受机械扫描速度的限制，可以提供快速的数据更新和数字波束形成，可以实现同时多目标精确跟踪，并为多目标攻击提供作战参数。比如，美国的AN/APC-77在TWS工作状态，可以同时跟踪10个目标和目标丢失时的记忆能力。13
4．同时多功能
最新一代雷达都具有同时多功能特点。所谓同时多功能，是指有源电子扫描阵列雷达通过强大的中央信息处理，以及应用分布式数据处理技术，能在同一时间内完成多种雷达功能。在战斗机中同时多功能有着重要意义，比如，在执行地形回避或地形跟随功能时，又要求雷达完成对空搜索功能，以便及时能发现敌机的攻击；在执行对地和对海目标攻击时，又要求雷达完成对空监视，以便随时转入空战，等等。由于大多数系统控制功能是在系统内部完成的，机组人员可以将精力集中在作战和战术动作上，不用分心进行雷达的操作。同时多功能实施的关键是有源相控阵天线，它能用一部分阵元完成一种功能，而用另一部分阵元完成其它功能；也可以用时间分割的方法交替用同一个阵面完成多种功能。
5．隐身性能
在隐身飞机发展过程中，对所有可能被探测器发现的装置都要加以限制，雷达的电磁反射特征是重点限制对象。实验证明，雷达天线和波束扫描转动框架是最主要的反射体，对隐身飞机的隐身性能影响最大。有源相控阵雷达则不需要波束扫描转动框架，对方只可能在被波束照射到时才能被发现（只能在有限的空间角内收到反射波），因此，被探测的概率将大大降低。
6．低截获概率能力
国外新一代雷达，尤其是有源相控阵雷达，容易实现功率管理技术、雷达天线波束控制技术、自适应雷达天线波束零点控制技术（对点源式干扰的电磁屏蔽）、频率捷变、波形捷变和控制雷达开机时间（即以最少的脉冲数或最短的射频发射时间，获取足够的目标信息）等低截获概率技术，从而最大限度的减小雷达自身被侦察和暴露的概率。5
7．电子对抗能力
国外新一代雷达系统，具有较完备的电子对抗作战能力。通常采用干扰侦察/识别/决策、低截获概率设计、频域对抗、空间对抗、自适应信号处理、杂波源跟踪与目标定位、隐蔽操作等抗有源和无源干扰战术技术，以及新型体制雷达所具有的抗干扰能力。此外，还特别发展红外、电光等无源传感器为雷达提供必要的信息（多传感器信息融合），从而避开了射频电子干扰。
最主要的，是国外新一代攻击战斗机都具有隐身能力和非常强的自卫式电子战能力。比如，美国最新的F-22攻击战斗机，雷达截面积为0.1平方米；F-35攻击战斗机，雷达截面积小于0.5平方米，且自携带从0.75厘米～10厘米波段的压制性杂波干扰源，干扰方位为360°、俯仰为±45°，辐射功率高达500瓦。
8．单一宽频带天线
有源电子扫描阵列雷达天线通常按宽频带设计，可以支持雷达系统、导航、电子侦察、通信、敌我识别等多种电子系统。
9．可靠性可维性高