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国外雷达探测感知领域年度发展白皮书(2024 版)I序回顾雷达发展的百年征程，技术创新始终是推动雷达进步的关键力量，每一次的技术飞跃都极大提升了雷达装备实战性能。回望来时路，其作始也简，其将毕也必巨。中国雷达七十年来从仿制到跟研，从奋力追赶到比肩超越，走出了一条永无止境的创新之路，创造出一个世界级的雷达科技工业体系和群星璀璨的雷达产品谱系，成为我军建设世界一流军队和捍卫国家安全的可靠支撑，也广泛应用于社会建设和日常生活领域，成为满足人民美好生活需要的科技利器。创新没有终点，每一次突破又是新的开始。站在“两个一百年”的历史大变局重要关口，雷达探测感知全国重点实验室作为国家级创新平台，将以强烈的使命意识、创新意识、超越意识，抢占雷达技术领域制高点，为我国雷达探测技术由“并跑和部分领跑”转向“全面领跑”提供原始创新力，助力实现“看遍全球每一个角落”的宏大愿景，保卫我国战略利益边疆。国外雷达探测感知领域年度发展白皮书(2024 版)II定义明天，需要超越当下；瞄准前沿，精准放锚，更是需要放眼世界，鉴彼识己。为此，雷达探测感知全国重点实验室南京分部、合肥分部联合拟制这份白皮书，旨在精准把脉国外雷达探测领域的发展态势，分析重大前沿技术突破、热点事件如何影响雷达发展，深入探讨雷达探测领域的技术创新趋势，资以借鉴。雷达感知世界，协同创新未来。雷达技术的创新发展不是一条单行道，需要举全行业之力集智攻关。极目万里，大道同行，翻开这份白皮书的下一页，希望能够激发更多的对话与思考，在探索雷达技术发展的未来旅程中携手共超越。集团首席科学家雷达探测感知全国重点实验室主任2024 年 8 月 国外雷达探测感知领域年度发展白皮书(2024 版)i目录一、总体态势篇（一）、战略态势.3（二）、装备态势.4（三）、技术态势.91、任务形态看，反制“低慢小、高快隐、远多扰”需求愈加迫切.92、平台形态看，平台空间逐步呈现“上天入地”深度拓展，平台控制向有人-无人协同、无人自主转变.113、协同形态看，全域互联、随遇组合、按需适变逐渐明晰，多源信息级协同、信号级非相参/相参协同并驾齐驱发展.134、应用形态看，射频综合向孔径一体、通道一体、信号一体纵深发展.175、架构形态看，从软硬耦合、静态配置、分时分频、开环调度转向开放架构、软件定义、同时收发、闭环调度.196、硬件形态看，数字宽带、共形一体、微纳集成、积木裁剪成为趋势.227、软件形态看，朝着云边端一体、软件工厂、零信任方向发展.25国外雷达探测感知领域年度发展白皮书(2024 版)ii8、处理形态看，朝着数据/模型混合驱动、高维联合动态博弈、通用基座持续赋能发展.279、创新形态看，多学科交叉融合加速，颠覆性+渐进性创新并存.3210、工程形态看，数字模型贯穿工程化全流程.34二、热点专题篇（一）、美推动国土防御体系重构，构建超远程、多层次封边探测.39（二）、美开展“会聚工程”演练，推动跨域协同探测能力持续提升.40（三）、美“深空先进雷达”取得重大里程碑，分布式相参技术在深空探测领域逐步落地.41（四）、美海军发布“宽带可扩展多功能射频载荷”项目，小型无人机综合射频技术逐步工程化.43（五）、德国 PrecISR 实现 400Mbps 通信速率，雷通一体水平迈上新台阶 45（六）、德国发布 OFA-NET 大模型，推动多模态遥感模型的通用泛化.46（七）、美 TRIAD 项目完成原理样机验证，智能化阵面技术愈加成熟.47（八）、美启动“可扩展阵上处理”项目，推动阵面处理形态变革.48（九）、美“超线性处理”项目稳步推进，变革雷达处理范式.50（十）、美推动 GMTI 星座填补 E-8C 退役空白，凸显天基广域监视优势.52（十一）、俄 A-50U 大型预警机被击落，凸显传统预警机战场安全问题.54国外雷达探测感知领域年度发展白皮书(2024 版)iii（十二）、俄“沃罗涅日”战略预警雷达遭乌无人机连续袭击，凸显重大装备战时生存难题.55（十三）、以“铁穹”系统在巴以冲突中失效，凸显抗饱和打击的迫切性.56（十四）、美 B-21 轰炸机首飞，凸显反极隐探测成为现实需求.57（十五）、MALD 空射诱饵实战应用于俄乌冲突，凸显雷达抗电磁干扰需求.59三、一流机构篇（一）、美国国防高级研究计划局（DARPA）.63（二）、美国三军研究实验室（AFRL、NRL、ARL）.65（三）、美国林肯实验室.66（四）、美国应用物理实验室（APL）.68（五）、德国弗朗霍夫高频物理雷达技术研究所（FHR）.70（六）、意大利国家大学电信联盟（CNIT）.72（七）、法国航空航天实验室（ONERA）.74（八）、美国雷神技术公司.75（九）、美国洛克希德 马丁公司.77（十）、美国诺斯罗普 格鲁曼公司.79（十一）、法国泰雷兹集团.80国外雷达探测感知领域年度发展白皮书(2024 版)iv（十二）、英国 BAE 系 .82（十三）、俄罗斯金刚石-安泰空天防御康采恩.83（十四）、以色列艾尔塔公司.85一、总体态势篇一、总体态势篇3（一）、战略态势世界正处于百年未有之大变局，大国竞争战略博弈加剧、新质新域作战力量兴起、交叉融合前沿科技蓬勃发展，驱动雷达探测感知领域深度重塑。大国竞争国防战略方面，中美战略博弈愈演愈烈。拜登政府 2025 财年国防预算总计 8498 亿美元创历史新高，以2022年国防战略和国家安全战略为指南，将中国视为主要竞争对手，重点支持空中力量、远程火力等精确打击能力提升，将“中程能力”（MRC）导弹部署至菲律宾吕宋岛，塑造综合威慑和持久优势，对我空天安全持续承压，雷达探测感知任重道远。新域新质作战力量方面，无人、高超、智能、电磁、网络等成为复杂对抗战场高技术战争的主流。俄乌冲突中，无人机成为猎杀高级指挥官、反装甲等攻防作战的主角，俄“匕首”与“爱国者”上演高超对抗赛，美时代周刊称“科技巨头把乌克兰变成人工智能战争的试验场”。伊以冲突中，伊朗黑客组织 Handala 宣称在伊朗发射的无人机打击以色列目标之前，通过网络成功入侵了以色列“铁穹”系统，关闭了 ELM-2084雷达。面向新域新质作战，雷达探测机遇挑战并存。交叉融合前沿科技方面，尖端科技成为战场制胜的最高点。国外雷达探测感知领域年度发展白皮书(2024 版)4美白宫科技政策办公室发布新版关键和新兴技术清单，包含人工智能、网络化感知、量子信息、微系统、定向能、脑机接口等 18 个领域。美海军研究实验室发布未来 25 年的 25 项关键技术（20242048），包括电磁战、自主系统、定向能等任务领域，其中雷达通信一体化位列 25 项技术之首。谁能率先跨学科应用颠覆性技术，谁将占领雷达探测优势的制高点。（二）、装备态势为适应威胁对象和战场环境的快速演变，雷达探测感知装备在太空态势感知、战略反导预警、战区联合防空、编队远洋作战、广域侦察监视等应用领域的发展呈现出新动态、新趋向。太空态势感知领域，雷达探测感知向体系化、深空化、多元化深入发展。体系化方面，持续扩展太空监视雷达频段和规模，美军正在对 SPY-1、TPY-2、LRDR 雷达进行改进，将 C2BMC 系统升级至 8.2.5 版本，保障反导任务的同时，兼顾轨道目标跟踪；欧洲计划部署 S3TSR.V2-i 雷达，功率为 S3TSR雷达的 4 倍，增强欧洲太空监视与跟踪（EU-SST）体系探测低轨小目标能力；美低轨实验室公司宣布将在阿根廷建设 1 部 S波段雷达，与部署在西澳大利亚和新西兰的 2 部 S 波段雷达协同，增强对南半球中倾角至高倾角太空驻留物体的跟踪与监视能力。深空化方面，加强同步轨道探测能力，美太空军稳步推userid:529794,docid:174182,date:2024-09-07,一、总体态势篇5进“深空先进雷达能力”（DARC）建设，2023 年完成了 1 号站的关键设计评审和软件演示评审，并正式启动 2 号、3 号站点部署。协同化方面，探索无源太空监视技术，发展新体制太空态势感知手段，波兰开展了射电望远镜探测太空目标的试验，将低频阵射电望远镜（LOFAR）为接收机，通过 15 千瓦非合作雷达进行照射，对 ENVISAT 太空目标探测距离超过 3500 千米。战略反导预警领域，雷达探测感知向系列化、机动化、实用化持续演进。系列化方面，反导预警雷达家族化演进，洛马公司在 LRDR、SPY-7 雷达的基础上，研制出 TPY-6 雷达，计划部署于关岛，美导弹防御局也获许在关岛部署“夏威夷国土防御雷达”（HDR-H）；TPY-6 和 HDR-H 雷达采用 S 波段雷达成熟技术，基于积木化、可扩充设计理念，天线阵面由多个固态标准子阵模块组成，通过合理组合模块，实现不同的功能需求。美计划将 C2BMC 系统升级至螺旋 8.2.7 版本，通过多雷达航迹图融合和残差处理，提高系统航迹精度，改进跟踪和识别能力。机动化方面，加快舰载雷达列装部署，提高应对全球突发事件和多元化导弹威胁的灵活性，美海军追加采购 SPY-6（V）雷达 7 套，总数量达到 38 套，预计在未来 10 年中，SPY-6（V）系列雷达将部署至 65 艘美海军舰艇上。实战化方国外雷达探测感知领域年度发展白皮书(2024 版)6面，强化反导预警雷达实战效能，巴以冲突中，以色列空军使用EL/M-2080“超级绿松”雷达跟踪了胡塞武装从也门发射“火山”-3 导弹的飞行轨迹，引导“箭-2”拦截弹摧毁；而“伊斯坎德尔”-M 战术导弹凭借全弹道机动、雷达诱饵、红外诱饵等措施，成功突破“爱国者”等防空反导系统防御圈，证明了现役反导系统难以满足对高突防型战术导弹的拦截要求。战区联合防空预警领域，雷达探测感知日益突出智能化、软件化、抗饱和。智能化方面，B-21 隐身飞机首飞成功、MALD 空射诱饵干扰机在俄罗斯卢甘斯克战场应用、MQ-9 无人机配备实现平台隐身的主动对消系统 SOAR、俄 A-50 预警机被击落和先进 Kasta 机动防空雷达被乌无人机摧毁、“匕首”高超声速打击乌克兰军事设施，凸显出雷达在反极度隐身、反电磁干扰欺骗、反无人机、反高超声速打击的急迫性，在传统探测理论逼近性能极限的形势下，需要智能化手段提升极低目标探测能力、灵活干扰抑制能力和极快目标反应能力。软件化方面，俄乌冲突和巴以冲突中，高超声速、巡航导弹、无人机、火箭炮等目标呈现出多速度、多弹道、多高度等特点，新型威胁不断在战场上出现，要求雷达能够通过软件进行升级，适应下一代威胁，TPY-4、TPY-5、“海火”等软件化雷达已经服役。抗饱和方面，哈马斯对以色列发起代号“艾萨克洪水”的军事一、总体态势篇7行动，短短20分钟时间内发射了“法吉尔”-3、“塞杰尔”、“拉乔姆”等多型火箭弹，数量达5000多枚，饱和攻击穿透以方“铁穹”系统防线，造成以色列军事基地、基础设施的巨大损失，凸显了雷达提高目标跟踪和引导容量，抗大规模饱和攻击的重要性。编队远洋作战预警领域，雷达探测感知加速走向开放式、无人化、一体化。开放式方面，雷达普遍采用开放式系统设计，模块化架构，通过对不同数量的模块进行组合拼接，适应不同规模的平台；SPY-6（V）1雷达安装于“宙斯盾”Flight.III首舰“卢卡斯”号（DDG-125）正式服役，单面阵包含 37 个雷达模块化组件。通过对 RMA 进行组合，形成了 SPY-6（V）1/2/3/4雷达家族，SPY-6（V）1 装备于 Flight.III 驱逐舰，SPY-6（V）2 装备于两栖攻击舰和“尼米兹”级航母，SPY-6（V）3 装备于“福特”级航母和未来 FFG（X）新一代护卫舰，SPY-6（V）4 用于 DDG.51.Flight.IIA。无人化方面，美海军提出“哨兵式、分布式、大规模、人机协同”无人系统运用模式，进一步推动无人舰艇、舰载无人机等无人平台雷达探测系统自主化、协同化、低成本发展。美矩阵空间公司为“复制器”计划开发“矩阵空间”雷达，基于人工智能和边缘处理，可探测和跟踪空中和地面目标。一体化方面，多国提出基于综合射频系统的下一国外雷达探测感知领域年度发展白皮书(2024 版)8代驱护舰，英国披露 83 型下一代主力驱逐舰，基于综合射频设计，其一体化桅杆上配备先进的多功能雷达（上方 4 面阵 X波段雷达和下方 S 波段雷达）、光电/红外和电子战装备；日本防卫省计划在下一个五年中采购 12 艘“最上”30FFM 多用途护卫舰，采用封闭式综合射频桅杆，其上布置了 4 面 OPY-2型 X 波段多功能相控阵雷达，开始设计新型高端防空驱逐舰13DDX，计划 2030 年代初服役。法国下一代航母舰岛采用一体化隐身设计，部署 4 部相控阵雷达，顶部采用圆锥形集成桅杆，集成程度超过“福特”级。广域侦察监视领域，雷达探测感知向太空化、商用化、新体制继续深入。天基化方面，天基广域侦察成大势所趋。E-8C“联合监视与目标攻击雷达系统”（JSATRS）飞机于 2023 年 11 月全部退役，美太空军提出“远程杀伤链”，开发天基 GMTI 系统，用于探测、跟踪地面移动目标，并通过先进战斗管理系统（ABMS）进行信息传输。新体制方面，双基地、干涉、层析、长驻留等新成像模式日趋成熟。卡佩拉公司完成卡佩拉-8 和卡佩拉-9 双基地成像和干涉成像试验；将 SAR 图像与人工智能相结合，使用户快速探测和识别感兴趣的船只。冰眼公司推出“驻留”新型成像模式，可对目标进行25秒时长的持续成像，确定机动车辆的驶向和速度，甚至发现隐藏在树冠下的人造目一、总体态势篇9标。军民融合方面，商用平台成为战场侦察的重要力量，美军在 2024-2028 年五年计划中，准备将数百颗在轨商业遥感卫星纳入到天基 GMTI 监视网络中。冰眼公司已部署 31 颗卫星，成为全球规模最大的 SAR 卫星星座运营商，成像分辨率达到0.5m；卡佩拉公司宣布加快研制和生产“阿卡迪亚”（Acadia）系列合成孔径雷达卫星及自主情报分析平台，为美国国家侦察办公室等政府机构提供卫星图像，最高分辨率达到 0.21 米，最快可在 15 分钟内回传应急需求图像。（三）、技术态势经历百年发展，雷达技术始终在与目标、干扰、杂波三驾马车的对抗博弈驱动下不断前行，在对抗中生存，在博弈中成长。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，引发雷达任务形态、平台形态、协同形态、应用形态、架构形态、硬件形态、软件形态、处理形态、创新形态和工程形态的持续性变革突破。1、任务形态看，反制“低慢小、高快隐、远多扰”需求愈加迫切以威胁导向为思路，在传统“反隐身、反低空、反干扰、国外雷达探测感知领域年度发展白皮书(2024 版)10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一、总体态势篇11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。2、平台形态看，平台空间逐步呈现“上天入地”深度拓展，平台控制向有人-无人协同、无人自主转变以平台赋能为思路，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、意大利都灵理工国外雷达探测感知领域年度发展白皮书(2024 版)12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“金一、总体态势篇13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。3、协同形态看，全域互联、随遇组合、按需适变逐渐明晰，多源信息级协同、信号级非相参/相参协同并驾齐驱发展以物联网为思路，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，国外雷达探测感知领域年度发展白皮书(2024 版)14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一、总体态势篇15于发射相参和接收相参之间的混合模式分布式相参概念（MM-DCR），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。图 1 意大利 CNIT 提出的分布式相参 SAR 星座架构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，利用距离国外雷达探测感知领域年度发展白皮书(2024 版)16多普勒算法（RDA）形成聚集图像，峰值旁瓣比（PSLR）达1617dB，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 1015 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 247 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 双音一、总体态势篇17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。图 2 密歇根州立大学分布式阵列时间同步方案针对 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。4、应用形态看，射频综合向孔径一体、通道一体、信号一体纵深发展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（20242048），雷达通国外雷达探测感知领域年度发展白皮书(2024 版)18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 218GHz 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240GHz，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 0.0140GHz 超宽带多功能射频载荷，瞬时带宽 24GHz，可实现雷达、侦察、电子战、通信、瞄准功能，为 13 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118GHz。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 1850GHz。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 218GHz 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 0.540GHz，噪声系数一、总体态势篇1944dB，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。5、架构形态看，从软硬耦合、静态配置、分时分频、开环调度转向开放架构、软件定义、同时收发、闭环调度以开放闭环为思路，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。该项国外雷达探测感知领域年度发展白皮书(2024 版)20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 2.73.5GHz 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。图 3“管弦乐”系统的可缩放阵面设计一、总体态势篇21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 2.73.5GHz 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。国外雷达探测感知领域年度发展白皮书(2024 版)226、硬件形态看，数字宽带、共形一体、微纳集成、积木裁剪成为趋势以极限集成为思路，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518GHz 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，实图 4 AFRL 实验室机载对地监视雷达资源调度框架一、总体态势篇23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0.540GHz 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，1616 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15.417.3GHz，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 24 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“下一代微电国外雷达探测感知领域年度发展白皮书(2024 版)24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 1m，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218GHz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23 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，总散热图 5 瑞典萨博公司共形可承载天线方案一、总体态势篇25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。图 6 MiniTherms3D 项目散热水平目标图像7、软件形态看，朝着云边端一体、软件工厂、零信任方向发展以敏捷安全为思路，从瀑布式开发向持续集成/持续集成（CI/CD）式软件工厂演变；从传统单站/多站、雷达局域网融合中心转向建设基于云-边-端一体的原生云基础设施；从云赋能向云原生演变；从网络边界安全架构向零信任架构国外雷达探测感知领域年度发展白皮书(2024 版)26（ZTA）演变。美国防部已将先进计算和软件能力确定为关键技术领域之一，包括超级计算、云计算、数据存储、计算架构和数据处理。近年来，美军大力发展软件能力，发布了国防部软件科学和技术战略、美国防部软件现代化战略等一系列战略文件，开展了“猩红龙绿洲”“数字猎鹰绿洲”等以软件和数据为中心的系列演习。在软件工厂方面，美国防部发布用于持续交付作战能力的软件工程指南和软件现代化实施计划摘要，加速建立国防部基于 DevSecOps 的企业云生态系统，提供云边缘能力，将联合应用程序和系统部署到战术边缘，采用“零信任”原则推进云环境现代化。构建软件工厂生态系统，满足特定用户需求，加快软件交付；实施持续授权，加快软件开发与部署流程，适应快速变化的软件技术、软件工程实践、软件开发及软件采办需求，快速、安全和有效地持续交付作战能力。继美国空军、海军成立软件工厂以来，美国海军陆战队在 2023 年正式成立软件工厂（MCSWF）。在软件安全方面，美军自 2022 年实施零信任战略以来，从应用场景、参考架构、安全策略、网络行为分析等层面，不断推进零信任架构（ZTA）的落地。“雷霆穹顶”原型示范系一、总体态势篇27统在 2023 年实现实战部署，正在开展运行测试、对抗性评估等；美国网络安全和基础设施安全局在推出零信任成熟度模型2.0 版；美国防部首席信息办公室在 2024 年推出零信任叠加网络，用户、设备、程序、数据、网络环境、编排和可视化分析等7大零信任能力支柱预计到2027年全部达到“目标级零信任”水平。8、处理形态看，朝着数据/模型混合驱动、高维联合动态博弈、通用基座持续赋能发展以自主演进为思路，从传统基于模型/专家规则、能力