高波段固态发射机（固态发射机让雷达更便携）

在一段时间内，雷达通常被用作是防御性的电子武器为大型系统服务，尽管这项技术正在被集成于更小更轻的包装内。以前的雷达发射机需依靠全尺寸电源来驱动大型真空管来发射脉冲。这些组件巨大的尺寸和重量极大限制了雷达在战场中的灵活性。

然而，现状正随着以硅和碳化硅衬底上的氮化镓晶体管为代表的固态半导体技术的逐步应用而为之改变。固态器件设备和系统的尺寸大大缩小的同时，其在功率和频段上的得益保证了高功率的输出，真正让雷达便携成为可能。提供相同远距离告警信息的雷达系统可以随着部队一起运动。

AN/TPS-78

诺斯罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman)的晶体管S波段对空监视雷达AN/TPS-78成了便携式雷达中较大的一个。该多普勒雷达系统具备快速组装和拆卸的能力，美国空军用其来做远距离预警探测。即使在强大的地杂波和海杂波背景下，该系统仍能兼顾探测高空和低空目标。

图1 AN/TPS-78，可运输晶体管S波段远距离对空预警监视雷达系统，采用多普勒处理技术(诺斯罗普·格鲁曼公司提供)

由于工作在S波段，AN/TPS-78可以采用更小的天线和电子器件(频段越低对应波长越长)。包括天线、发射机和接收机，全系统可以安置于一个紧凑型的ISO防护罩内，并通过C-130飞机或者直升机来运输，系统的部署时间不超过30分钟。也可以在一辆四驱越野车中部署该系统(图1)。

高自适应性多任务雷达

诺格公司还提供了高自适应性多任务雷达(HAMMR)，其是地基战斗机雷达(为行军部队开发)的衍生产品。HAMMR系统是用于战斗机(或是越来越多的自动驾驶商用车)的有源相控阵天线(AESA)技术的轻量化地基版本。

它由超过一千个可编程发射/接收模块组成，这使得HAMMR能够成功检测，跟踪和参与多目标类型、多方位以及不同的路径和轨迹的目标。HAMMR AESA架构的灵活性使得其能够在不重新设计系统的情况下应对新的威胁，与现有的雷达系统相比，这是一个主要的优势。HAMMR除了具备360°覆盖能力之外，还具备空运或者陆运快速转移的能力。

由于进行了优化设计，HAMMR系统占地面积较小，可以探测固定翼、旋翼飞机，巡航弹和无人机，兼顾军民两用。HAMMR模块化的系统适用于多种不同的车辆类型，便于运输，在大型的公众集会上能够提供实时态势感知，此外还可以在战场部队周围提供保护性射频屏蔽。

早期的便携性

越战时期(始于1966)的AN/PPS-5是最早的手提便携式地基监视雷达系统之一，到现在仍然被广泛的使用。AN/PPS-5通常称其为便携式监视和目标捕获雷达(MSTAR)系统，这套轻量化的多普勒雷达可以在夜间以及糟糕的天气条件下捕获目标信息。它工作在I和J频段，可以发现5km范围内的敌人和10km范围内的小队或者车辆。

雷达系统的脉冲重复频率(PRF)是4kHz，通过50个接收通道获取目标回波信号。其采用了动目标检测技术(MTI)来凸显战场活动，在专注于固定目标探测时，MTI的功能可以关闭。

这个系统是以在野外组装的要求来设计的，它可以按照作战需求出现或者消失。其可以打包成2到3个包裹，每个包裹由一名士兵来携带。雷达工作频率为8.0至8.9GHz(I频段)，16.0至16.5GHz(J频段)，早期的系统功放部分为磁控管。MSTAR系统随着技术的进步也在不断的更新换代，现在采用固态功放器件替代了真空管及发射供电电源。

由于AN/PPC-5 MSTAR悠久的历史，该系统被军事系统专家视为“遗产”，不断的对其进行升级改进。AN/PPS-5B便携式雷达系统就是其中之一，在陆军部队的野外使用中，它的单人探测距离超过了12英里(19.2km)。

AN-PPC-5C低功耗版本，探测距离超过15英里(24km)。英国军队一直以来都是AN/PPS-5 MSTAR雷达系统的忠实用户，他们持续不断的升级系统，而不是采用新的系统来替代它。

图2 AN/TPS-75，美空军机动战术雷达系统，具备远程探测能力

AN/TPS-75(图2)是美国空军所钟爱的机动战术雷达系统，能够提供240海里(约444公里)范围内敌/友所处的方位角、距离、高度等重要信息。这种可部署/可运输的雷达系统可向战术飞机提供远程搜索和高度探测等作战支援和控制等服务。

在战场上，从AN/TPS-75发送出的数据可以通过无线电卫星或微波链路通信与其它雷达数据组合成一个清楚的战场情景，从而为作战指挥官提供重要的决策依据。该系统可以通过飞机、直升机或者卡车来运输。

越来越小

利用固态发射机的功率和效率，新型的雷达系统可以在不牺牲性能的前提下实现便携性。利用SiC、GaN等器件技术，在电池供电的情况下，晶体管放大器可以为远距离目标检测提供高分辨率的峰值输出功率。

例如布莱特监视系统有限公司的B202 Mk 2雷达，它是一部重量只有35磅的小型雷达装置，尺寸约为474×442×157mm。使用12V车载电池供电，设计工作时间为12小时，这部中距地基监视雷达用电扫描方法来探测移动的车辆和人员，采用多普勒和调频连续波体制。

宽垂直仰角波束和无源电子扫描阵列(PESA)技术使得B202 Mk 2系统具备探测近距离的目标的能力。实际上，仅采用Ku波段1W的发射功率，这部地基监视雷达系统可以探测8km范围内的移动目标。宽波束使系统能够在不倾斜雷达或其天线的情况下扫描不平坦的地形。

图3 FLIR Ranger R1地面周界监视和跟踪雷达

对雷达而言，做的更小通常意味着探测距离更近，或者覆盖一定区域需要更多的系统。FLIR Ranger R1地面周界监视和跟踪雷达系统就是如此(图3)。尽管它很小，但是可以准确的探测700m以外的个人和车辆。

它可以每秒钟扫描360°，覆盖范围达1.5km2。如果需要更大的覆盖区域，需要增加更多的单元，例如中距离FLIR Ranger R2雷达，并将它们联网以创建重叠的安全阵列。

氮化镓推动宽带雷达发展

GaN半导体等固态技术使得在宽带微波频率范围内的更小、更强大的雷达系统成为可能。一家开发固态设备的公司Integra Technologies在一份免费提供的白皮书中描述了高压GaN晶体管在宽带雷达和航空电子系统中的应用。

文章探讨了如何使用在高于标准(50-V)电源电压下工作的GaN晶体管来获得高、宽带输出功率(UHF频段)。用于雷达设备的功放模块采用150Vdc供电电压，工作频率420MHz到450MHz，可以输出100us脉冲宽度，10%占空比的1kW脉冲功率。

在GaN器件中使用更高的电压可以带来尺寸、重量、功率和成本(SWaP-C)方面的优势，既有利于提高效率，也有利于小型化、便携式雷达系统的发展。功率放大器模块核心的GaN器件具有600伏的击穿电压。

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