1、軍用雷達(dá)的發(fā)展歷程
20 世紀(jì)前 60 年為雷達(dá)發(fā)展的第一階段,主要發(fā)展背景為實(shí)施國(guó)土防空警戒,指揮和引導(dǎo)己方作戰(zhàn)飛機(jī)以及各種地面防空武器(高炮、高射機(jī)槍、探照燈等),以非相參兩坐標(biāo)探測(cè)為主要技術(shù)特征。
20 世紀(jì) 60 年代至 80 年代中期為雷達(dá)發(fā)展的第二階段,主要發(fā)展背景為防空作戰(zhàn),對(duì)雷達(dá)提出了由粗略定位到精確引導(dǎo)的要求,直升機(jī)、超音速作戰(zhàn)飛機(jī)等目標(biāo)種類大量出現(xiàn),使得各種遠(yuǎn)距離支援和隨隊(duì)干擾手段成為一種基本作戰(zhàn)樣式,以全相參三坐標(biāo)探測(cè)為主要技術(shù)特征。
20 世紀(jì) 80 年代中期至 90 年代中后期為雷達(dá)發(fā)展的第三個(gè)階段,主要發(fā)展背景為隱身飛行器出現(xiàn)及作戰(zhàn)場(chǎng)景日趨復(fù)雜,有一定的隱身飛行器探測(cè)和抗反輻射導(dǎo)彈能力,以全固態(tài)發(fā)射為主要技術(shù)特征。
21 世紀(jì)初至今屬于雷達(dá)發(fā)展的第四階段,主要發(fā)展背景為應(yīng)對(duì)復(fù)雜電磁環(huán)境下對(duì)雷達(dá)高精度、高分辨力、高抗干擾能力、多目標(biāo)跟蹤能力、高可靠性的需求,同時(shí)應(yīng)對(duì)隱身目標(biāo)、高空高速、低空低速目標(biāo)的威脅,以相控陣技術(shù)為主要技術(shù)特征。
3、軍用雷達(dá)行業(yè)發(fā)展情況和未來發(fā)展趨勢(shì)
(1)全球軍用雷達(dá)行業(yè)發(fā)展情況
全球軍用雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模與各國(guó)國(guó)防支出相關(guān),2015 年以來全球國(guó)防預(yù)算呈現(xiàn)上升趨勢(shì),美國(guó)及其他北約成員國(guó)等國(guó)防支出大國(guó)國(guó)防預(yù)算逐年增長(zhǎng),相應(yīng)各國(guó)雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模也出現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì)。根據(jù)國(guó)際戰(zhàn)略研究所(IISS)數(shù)據(jù)顯示,2020 年全球國(guó)防支出增加到 1.83 萬億美元,與 2019 年相比增長(zhǎng)了 3.9%。以美國(guó)為例,2012 年以來其國(guó)防預(yù)算變化趨勢(shì)如下:
數(shù)據(jù)來源:美國(guó)總統(tǒng)歷年簽署《國(guó)防授權(quán)法案》。
隨著全球國(guó)防支出的穩(wěn)步增長(zhǎng)、國(guó)際熱點(diǎn)地區(qū)沖突的不斷加劇、各國(guó)邊境保護(hù)和早期威脅識(shí)別需求的增加、雷達(dá)技術(shù)的創(chuàng)新以及應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展等多方面因素影響,全球軍用雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)會(huì)保持穩(wěn)步增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。根據(jù) GrandviewResearch 研究報(bào)告,2020 年全球雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模為 314 億美元,全球軍用雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模為 192 億美元,約占全球雷達(dá)市場(chǎng)份額的 61.15%;預(yù)計(jì) 2025 年全球雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 380 億美元,按此比例測(cè)算,預(yù)計(jì) 2025 年全球軍用雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)??蛇_(dá)到 232 億美元。
數(shù)據(jù)來源:Grandview Research。
根據(jù) Strategic Defense Intelligence 出具的《全球軍用雷達(dá)市場(chǎng) 2017-2027》預(yù)測(cè),北美地區(qū)占據(jù) 38.3%的軍用雷達(dá)市場(chǎng)份額,是全球最大的軍用雷達(dá)市場(chǎng),其次是亞太地區(qū)和歐洲地區(qū),分別占據(jù) 28.3%和 19.6%的軍用雷達(dá)市場(chǎng)份額。
(2)我國(guó)軍用雷達(dá)行業(yè)發(fā)展情況
近年來我國(guó)加大了對(duì)國(guó)防軍事領(lǐng)域的投入,國(guó)防支出預(yù)算保持穩(wěn)步增長(zhǎng),我國(guó) 2023 年國(guó)防支出預(yù)算為 15,537 億元,相比 2022 年國(guó)防支出預(yù)算同比增長(zhǎng)7.12%,2013 年至 2023 年國(guó)防支出預(yù)算的復(fù)合增速為 8.00%。但同時(shí)我國(guó)國(guó)防預(yù)算總額以及 GDP 占比仍遠(yuǎn)低于美國(guó),未來我國(guó)國(guó)防支出依然具有較大的增長(zhǎng)空間。
數(shù)據(jù)來源:財(cái)政部。
根據(jù) 2019 年國(guó)務(wù)院新聞辦公室發(fā)布的《新時(shí)代的中國(guó)國(guó)防》白皮書,中國(guó)國(guó)防費(fèi)按用途劃分,主要由人員生活費(fèi)、訓(xùn)練維持費(fèi)和裝備費(fèi)構(gòu)成,其中裝備費(fèi)用于武器裝備的研究、試驗(yàn)、采購(gòu)、維修、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等;我國(guó)裝備費(fèi)從 2010年的 1,773.59 億元上升至 2017 年的 4,288.35 億元,復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到 13.4%,占整體國(guó)防費(fèi)比例由 33.2%上升至 41.1%。裝備費(fèi)占國(guó)防費(fèi)比例的提升為國(guó)防科技工業(yè)及相關(guān)企業(yè)的快速發(fā)展提供了良好的機(jī)遇。
隨著國(guó)防裝備費(fèi)的持續(xù)投入,我國(guó)軍用雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模逐年增加,根據(jù)民生證券研究報(bào)告1,預(yù)計(jì) 2025 年我國(guó)軍用雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模為 573 億元,2013-2025 年我
國(guó)軍用雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)情況如下:
資料來源:民生證券研究報(bào)告。
國(guó)防信息化戰(zhàn)略的實(shí)施有望進(jìn)一步提振信息化裝備的需求,軍用雷達(dá)作為信息化裝備的重要組成部分有望充分受益。2015 年國(guó)務(wù)院新聞辦公室發(fā)布的《中國(guó)的軍事戰(zhàn)略》明確提到“著眼建設(shè)信息化軍隊(duì)、打贏信息化戰(zhàn)爭(zhēng),發(fā)展先進(jìn)武器裝備,構(gòu)建適應(yīng)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)和履行使命要求的武器裝備體系”?!缎聲r(shí)代的中國(guó)國(guó)防》白皮書也指出:“中國(guó)特色軍事變革取得重大進(jìn)展,但機(jī)械化建設(shè)任務(wù)尚未完成,信息化水平亟待提高,軍事安全面臨技術(shù)突襲和技術(shù)代差被拉大的風(fēng)險(xiǎn),軍隊(duì)現(xiàn)代化水平與國(guó)家安全需求相比差距還很大,與世界先進(jìn)軍事水平相比差距還很大?!?/span>
隨著空軍和海軍在我國(guó)防御性國(guó)防政策轉(zhuǎn)變的背景下,軍用雷達(dá)未來的市場(chǎng)空間將更加廣闊?!缎聲r(shí)代的中國(guó)國(guó)防》白皮書指出:“空軍在國(guó)家安全和軍事戰(zhàn)略全局中具有舉足輕重的地位和作用,包括航空兵、空降兵、地面防空兵、雷達(dá)兵、電子對(duì)抗部隊(duì)、信息通信部隊(duì)等。按照空天一體、攻防兼?zhèn)涞膽?zhàn)略要求,加快實(shí)現(xiàn)國(guó)土防空型向攻防兼?zhèn)湫娃D(zhuǎn)變,提高戰(zhàn)略預(yù)警、空中打擊、防空反導(dǎo)、信息對(duì)抗、空降作戰(zhàn)、戰(zhàn)略投送和綜合保障能力,努力建設(shè)一支強(qiáng)大的現(xiàn)代化空軍。海軍在國(guó)家安全和發(fā)展全局中具有十分重要的地位。按照近海防御、遠(yuǎn)海防衛(wèi)的戰(zhàn)略要求,加快推進(jìn)近海防御型向遠(yuǎn)海防衛(wèi)型轉(zhuǎn)變,提高戰(zhàn)略威懾與反擊、海上機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)、海上聯(lián)合作戰(zhàn)、綜合防御作戰(zhàn)和綜合保障能力,努力建設(shè)一支強(qiáng)大的現(xiàn)代化海軍。”
在上述戰(zhàn)略思想的支撐下,為提升軍隊(duì)現(xiàn)代化水平,包括軍用雷達(dá)在內(nèi)的信息化裝備長(zhǎng)期來看都將作為武器裝備投入的重點(diǎn),市場(chǎng)需求將不斷得到深度挖掘,帶動(dòng)國(guó)內(nèi)軍用雷達(dá)市場(chǎng)的持續(xù)增長(zhǎng)。
防空預(yù)警雷達(dá)是軍用雷達(dá)產(chǎn)業(yè)內(nèi)應(yīng)用場(chǎng)景較廣、需求較大的雷達(dá)類別,用于警戒、監(jiān)視和識(shí)別以飛機(jī)類氣動(dòng)目標(biāo)為代表的空中目標(biāo),承擔(dān)空中目標(biāo)的預(yù)警探測(cè)和監(jiān)視管制任務(wù),是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中一種重要的電子裝備,在國(guó)防領(lǐng)域具有極其重要的戰(zhàn)略地位。防空預(yù)警雷達(dá)按照探測(cè)距離、工作頻段等方面劃分存在諸多種類,并承擔(dān)著各自獨(dú)特的工作任務(wù),按照探測(cè)距離劃分,主要包括近程、中程、遠(yuǎn)程和超遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá),探測(cè)距離從幾十公里到上千公里;按工作頻段劃分,包括VHF、UHF、L、S 等多個(gè)頻段,每個(gè)工作頻段的防空預(yù)警雷達(dá)都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和用途。
未來戰(zhàn)爭(zhēng)將是一場(chǎng)多層次、全方位、大縱深、主體覆蓋集陸、海、空、天、網(wǎng)為一體的高科技信息化戰(zhàn)爭(zhēng),防空預(yù)警雷達(dá)面臨的低空突防、干擾、隱身等威脅不斷革新,高空高速目標(biāo)、無人機(jī)蜂群等新式威脅不斷涌現(xiàn);同時(shí),隨著低空逐步開放,空中飛行器種類不斷涌現(xiàn),對(duì)防空預(yù)警雷達(dá)的探測(cè)能力要求不斷提高,不僅要發(fā)現(xiàn)目標(biāo)還要判斷目標(biāo)種類與威脅屬性,在全球范圍內(nèi)對(duì)雷達(dá)探測(cè)技術(shù)都是一種挑戰(zhàn)。
近年來,隨著我國(guó)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步,我國(guó)雷達(dá)技術(shù)發(fā)展迅速,已從雷達(dá)制造大國(guó)邁入雷達(dá)研發(fā)強(qiáng)國(guó)。防空預(yù)警雷達(dá)作為最重要的信息化裝備之一,產(chǎn)品在不斷迭代更新,應(yīng)對(duì)各類威脅、搭載于各類平臺(tái)、品種各異的新型雷達(dá)層出不窮,在各式武器裝備領(lǐng)域中的應(yīng)用場(chǎng)景不斷豐富,下游客戶的產(chǎn)品需求也越來越多元,同時(shí)隨著雷達(dá)整體技術(shù)水平和裝備性能的不斷提升,產(chǎn)品附加值也越來越高。
此外,面對(duì)全球的軍事沖突此起彼伏,國(guó)際環(huán)境復(fù)雜多變,眾多國(guó)家急需建設(shè)防空力量,對(duì)防空預(yù)警雷達(dá)需求也更加迫切。隨著我國(guó)國(guó)際地位穩(wěn)步提升、國(guó)防軍工行業(yè)高速發(fā)展以及防空預(yù)警雷達(dá)裝備性能不斷提高,我國(guó)防空預(yù)警雷達(dá)國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力逐年提升,雷達(dá)裝備的軍貿(mào)出口將迎來良好的發(fā)展機(jī)遇。
綜上,防空預(yù)警雷達(dá)作為軍用雷達(dá)的一個(gè)重要組成部分,在國(guó)土防空預(yù)警體系中承擔(dān)著重要職責(zé),是國(guó)防信息化建設(shè)的重要方向之一。
(3)行業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)
1)行業(yè)新技術(shù)發(fā)展情況
近年來我國(guó)相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)發(fā)展迅速,已從雷達(dá)制造大國(guó)邁入雷達(dá)研發(fā)強(qiáng)國(guó)。隨著武器裝備市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大,雷達(dá)的技術(shù)水平和產(chǎn)品性能也在不斷提高。特別是高功率發(fā)射器件、計(jì)算機(jī)與高速信號(hào)處理技術(shù)的快速進(jìn)步,使得雷達(dá)整體的性能得到不斷提升,雷達(dá)功能和用途不斷延伸。具體來看,伴隨著層出不窮的新式作戰(zhàn)武器、作戰(zhàn)樣式以及軍事電子技術(shù)的飛速發(fā)展,世界雷達(dá)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)軟件化、智能化和多功能一體化的新趨勢(shì),特別是隨著芯片技術(shù)不斷進(jìn)步,數(shù)字相控陣?yán)走_(dá)成為市場(chǎng)主流,并表現(xiàn)出向分布式、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的趨勢(shì)。
①軟件化、智能化
軟件化雷達(dá)可定義為基于開放式體系架構(gòu),采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和數(shù)字化硬件平臺(tái)的新一代雷達(dá)系統(tǒng),具有系統(tǒng)軟硬件解耦的特點(diǎn),能以軟件技術(shù)靈活地實(shí)現(xiàn)雷達(dá)系統(tǒng)的功能擴(kuò)展、重構(gòu)和性能提升。
目前,加速推進(jìn)軍事智能化已成為國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略導(dǎo)向,隨著人工智能等前沿技術(shù)的迅速發(fā)展和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的日趨復(fù)雜,作為新一代雷達(dá)核心能力的代表,目標(biāo)識(shí)別、抗干擾等關(guān)鍵技術(shù)已成為軍事智能應(yīng)用的競(jìng)爭(zhēng)高地。在未來戰(zhàn)場(chǎng)中,防空預(yù)警雷達(dá)面臨著作戰(zhàn)對(duì)象種類多樣、作戰(zhàn)樣式多變、電子戰(zhàn)設(shè)備性能不斷提升的一系列挑戰(zhàn),利用智能化技術(shù)能夠更好的應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境,提供更準(zhǔn)確、更及時(shí)的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息。
②多功能一體化
雷達(dá)的作戰(zhàn)功能設(shè)計(jì)逐步從最初的單一功能擴(kuò)展至可同時(shí)執(zhí)行多項(xiàng)任務(wù),而將雷達(dá)、電子戰(zhàn)、通信等功能集成在一起,由一部雷達(dá)擴(kuò)展成為一部集成式、多功能、多波束的綜合射頻系統(tǒng),極大程度提升整個(gè)系統(tǒng)的綜合作戰(zhàn)效能,是未來軍用雷達(dá)的發(fā)展趨勢(shì)之一。
③數(shù)字相控陣體制
數(shù)字相控陣?yán)走_(dá)是一種接收和發(fā)射波束都以數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)的相控陣?yán)走_(dá),其進(jìn)一步提升數(shù)字集成電路的占比,將數(shù)字波束形成技術(shù)應(yīng)用到相控陣?yán)走_(dá)中,以提升雷達(dá)的掃描頻率、掃描范圍以及抗干擾性,波束形成更靈活且方便實(shí)現(xiàn)多波束及多波束跟蹤,相比接收和發(fā)射波束由模擬器件實(shí)現(xiàn)的傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá),具有許多傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)無法比擬的優(yōu)越性,尤其是在抗干擾和多目標(biāo)同時(shí)探測(cè)方面具有極大優(yōu)勢(shì),是相控陣?yán)走_(dá)發(fā)展趨勢(shì)之一。數(shù)字相控陣?yán)走_(dá)的關(guān)鍵技術(shù)包括數(shù)字化 T/R 組件、高速大容量數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、高性能軟件化信號(hào)處理機(jī)等,隨著該等關(guān)鍵技術(shù)的逐步成熟,數(shù)字相控陣?yán)走_(dá)未來發(fā)展空間廣闊。
④分布式、網(wǎng)絡(luò)化
未來作戰(zhàn)將主要為體系對(duì)抗,并且隨著空中目標(biāo)的隱身性能和突防能力不斷提升,依靠單部雷達(dá)越來越難進(jìn)行有效探測(cè)。分布式、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)將多平臺(tái)、多頻段、多體制的探測(cè)裝備協(xié)同工作,在能量域、時(shí)間域、空間域和頻域等方面統(tǒng)一調(diào)配,形成一個(gè)完整統(tǒng)一的整體,實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)特別是隱身目標(biāo)的連續(xù)探測(cè),并提升對(duì)抗能力。分布式、網(wǎng)絡(luò)化雷達(dá)探測(cè)技術(shù)在多基地雷達(dá)、多傳感器網(wǎng)絡(luò)、MIMO 雷達(dá)、稀布陣綜合孔徑雷達(dá)、雷達(dá)組網(wǎng)等方面具有重要作用,將是雷達(dá)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的重要方向。
⑤新材料的應(yīng)用
目前第三代半導(dǎo)體材料-氮化鎵(GaN)開始廣泛應(yīng)用于高功率發(fā)射器件中,成為軍用雷達(dá)新材料應(yīng)用重點(diǎn)方向。氮化鎵具有高壓、高速、高功率、高效率、耐高溫的特點(diǎn),使用氮化鎵材料制作雷達(dá)芯片并進(jìn)行功率合成后,相同的雷達(dá)孔徑下,其發(fā)射功率、抗干擾能力和可靠性都大為增強(qiáng),而成本也大幅度下降。未來氮化鎵芯片在軍用雷達(dá)領(lǐng)域的應(yīng)用將更加廣泛。
2)未來軍用雷達(dá)作戰(zhàn)需求情況
軍用雷達(dá)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的作用主要表現(xiàn)在以下方面:①雷達(dá)是各個(gè)級(jí)別作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)、主動(dòng)、全天候獲取有關(guān)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境信息的探測(cè)手段;②雷達(dá)是各類先進(jìn)作戰(zhàn)平臺(tái)(飛機(jī)、導(dǎo)彈、戰(zhàn)艦、戰(zhàn)車等)不可缺少的組成部分,是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程打擊、精確打擊的必要手段,是發(fā)揮其作戰(zhàn)效能的倍增器;③雷達(dá)是發(fā)展和評(píng)估各類先進(jìn)武器系統(tǒng)和進(jìn)行軍事技術(shù)研究的測(cè)試手段。
因此,雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展直接影響到能否掌握制信息權(quán),在信息制勝的現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)背景下,軍用雷達(dá)的應(yīng)用已成為現(xiàn)代作戰(zhàn)的關(guān)鍵。軍用雷達(dá)的作戰(zhàn)需求是軍用雷達(dá)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向,未來軍用雷達(dá)的需求主要包括反隱身、反低空突防和反干擾能力等。