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研习《参军策》卷二:雷达:信息化战争的核心现代战争的眼睛(上

归档日期:11-28       文本归类:激光末端制导      文章编辑:爱尚语录

  本期《参军策》,我们将为您介绍现代国防体系中最为核心的装备之一——雷达。雷达是现代战争中的眼睛,雷达的出现大大提高了战斗半径,改变了战斗方式。针对雷达的对抗与反对抗也成为电子战的核心之一。我们认为,作为国防信息化中的核心装备,未来五到十年雷达将维持快速增长。

  雷达是现代战争中的“千里眼”,是实现战场感知和远距离精确打击的必要手段,在预警、扫描、警戒、火控等多方面有着重要应用。雷达直接影响到现代战争的制信息权,已成为电子战和信息战的核心装备。

  提高雷达的战场生存能力和对抗性决定了现代雷达技术的发展方向。相控阵雷达体制可全面提升电子对抗能力;合成孔径雷达可实现全天时全天候遥感侦察;毫米波雷达大大提高精度,成为现代雷达技术的主要发展方向。

  国内民用雷达需求主要来源于气象雷达和机场雷达,当前增速平稳,未来有望在通用航空机场的需求拉动下快速增长,当前市场规模在10亿元左右,远小于军用雷达市场规模。

  军用雷达受益于国防信息化建设,未来五年增速超过20%,市场空间在1600亿以上。

  军用机载雷达将受益于国产新机型列装,舰载雷达将受益于国家海洋强国战略下现代化作战舰船的需求增长,陆基雷达将受益于导弹防御系统的建设,卫星和无人机等侦察平台将拉动合成孔径雷达快速增长,预计未来五年我国军用雷达的市场规模为1600亿元。

  建议关注三类公司:一是雷达整机龙头及其下属上市公司,如四创电子、国睿科技、四川九洲以及舰船导航雷达和小目标雷达细分行业龙头海兰信;二是雷达核心元器件制造类公司,如振芯科技、海特高新、华讯方舟;三是雷达仿真测试行业领跑者,如雷科防务、天银机电、航天发展。

  雷达顺应现代战争需求,已成为电子战和信息战的核心装备,战场的“生存和对抗”需求推动雷达技术发展。

  雷达具有全天时、全天候的优点,典型应用包括预警、搜索、警戒、引导指挥、火控、制导等多个方面,在现代战争中是远距离获取信息的“千里眼”、实现精确打击的必要手段和武器系统的测试评估手段。提高雷达的战场生存能力和对抗性决定了现代雷达技术的发展方向,相控阵雷达体制可全面提升电子对抗能力,合成孔径雷达可实现全天时全天候遥感侦察,毫米波雷达大大提高精度,成为现代雷达技术的主要发展方向。

  全球军用雷达市场规模约百亿美元,北美市场最大,亚太地区增速最快,欧美企业垄断主要市场份额。

  综合多家市场预测机构数据,全球军用雷达市场规模在百亿美元左右,预计未来5-10年复合增速1%-4%。全球雷达市场北美地区占比最高约为38.5%,亚洲增速最快超过10%。从平台方面看,机载雷达占比最高,然后依次是陆基和舰载;高性能的有源相控阵雷达将大规模应用,占比有望从2010年的20%增加至2019年的68%。全球雷达行业市场相对集中,欧美企业处于垄断地位。中国雷达产业经过多年自力更生已达到世界先进水平,正在向世界雷达强国迈进。

  军用雷达受益于国防信息化建设增速有望超20%,民用雷达在气象和机场领域需求稳增长。

  国内军用雷达产业将充分受益于军费增长及国防信息化建设,未来5年增速有望超20%。我们认为,军用机载雷达将受益于国产新机型列装,舰载雷达将受益于国家海洋强国战略下现代化作战舰船的需求增长,陆基雷达将受益于导弹防御系统的建设,卫星和无人机等侦察平台将拉动合成孔径雷达快速增长,预计未来五年我国军用雷达的市场规模为1600亿元。

  国内民用雷达需求主要来源于气象雷达和机场雷达,当前增速平稳,未来有望在通用航空机场的需求拉动下快速增长,当前市场规模在10亿元左右,远小于军用雷达市场规模。

  建议关注三类公司:一是雷达整机龙头,二是雷达核心元器件制造类公司,三是雷达仿真测试行业领跑者。

  雷达行业壁垒高,国内参与者大致分为三个梯队:一是央企科研院所,属于国家队,垄断国内高端雷达市场;二是地方国企,具有较强生产能力,承担部分军用雷达产品;三是民企,多与高校或海外团队合作,产品多专注于特定的细分领域或雷达仿真测试设备。

  建议关注:技术领先的雷达整机龙头及其下属上市公司,如四创电子、国睿科技、四川九洲以及舰船导航雷达和小目标雷达细分行业龙头海兰信;具有雷达核心元器件国产化替代市场空间的公司,如振芯科技、海特高新;雷达仿真测试的领跑者,如雷科防务、天银机电、航天发展。

  雷达(RADAR,RadioDetectionandRanging)的原意是无线电探测与测距,其原理是利用目标对电磁波的反射现象来发现目标并确定其位置。

  按照IEEE的标准定义,雷达是通过发射电磁波信号,接收来自其威力覆盖范围内目标的回波,并从回波信号中提取位置和其他信息,以用于探测、定位以及有时进行目标识别的电磁系统。雷达的基本概念相对简单,但在许多场合并不容易实现。雷达是一种集成了现代电子科学技术各种成就的相当复杂的高科技系统。

  雷达可以发现目标并测量目标距离、方位角、速度等信息。随着技术的发展,雷达的任务在发现目标和测距的基础上进一步拓展,还包括测量目标的方位角、俯仰角、速度以及从目标回波中获取更多有关目标特征的信息。

  雷达系统主要由天线、发射机、接收机、信号处理机、数据处理机和显示器等若干分系统构成。发射机作用是产生雷达信号;天线的主要作用是发射和接受雷达信号;信号处理机主要作用是消除不需要的杂波信号和干扰,加强所关注的目标回波信号;数据处理机主要实现数据记录、自动跟踪、目标识别等功能。

  雷达天线收集回波信号,经接收机放大和滤波处理后发送至信号处理机和数据处理机进行处理,最终输入到显示器上。

  雷达的主要技术指标。雷达的主要技术指标包括天馈线性能、雷达信号形式、发射机性能、接收机性能、测角方式、信号处理以及数据处理能力等多个方面。

  雷达实现方式多种多样。为了满足不同的任务需求,雷达系统的实现方式多种多样,例如采用不同的承载平台、不同的信号形式、不同的天线扫描方法、不同的信号处理方式等。

  雷达的分类。不同标准划分下的雷达系统互有交叉,通常雷达工程师和武器装备使用人员依据不同标准对雷达进行分类。

  雷达的工作频率:不同工作频率的雷达呈现不同的特性,被应用于不同领域。常用的雷达频率范围在220MHz~35GHz,但实际应用已超出上述范围。例如,天波超视距雷达工作频率为4-5MHz,地波超视距雷达工作频率只有2MHz,毫米波雷达工作频率高达94GHz。

  雷达的主要优点是全天时、全天候、作用距离远、反应速度快、并且具有一定的穿透能力。与可见光、红外等遥感方式相比,雷达的主要优点是全天时、全天候、作用距离远、反应速度快、并且具有一定的穿透能力。

  军用领域:雷达是远距离获取信息的“千里眼”、实现精确打击的必要手段和武器系统的测试评估手段;

  民用领域:雷达广泛应用于气象、天文、遥感测绘、船只导航、汽车防撞、交通管制、车速测量等领域。星载和机载合成孔径雷达已经成为当今遥感领域的重要传感器,空间分辨力可达几米到几十米,在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面也显示出了很好的应用潜力。

  在第二次世界大战期间,大量飞机加入战争和精确打击需求推动了雷达在海陆空三军的快速发展,成为影响战争态势的重要因素。

  冷战时期,各超级大国的军备竞赛和航空航天技术的飞速发展对雷达提出新的要求,探测距离、精度、对抗性等指标全面提升,相控阵雷达、合成孔径雷达、毫米波雷达技术相继出现。

  冷战结束后,局部战争仍然不断,在海湾战争、科索沃战争、伊拉克战争等的刺激下,军用雷达向远距离、高精度、多目标、多功能、抗干扰等实战化方向发展。

  雷达直接影响到现代战争的制信息权,已成为电子战和信息战的核心装备。现代战争是陆、海、空、天、电一体化作战的多维战争,信息战已成为一种关键的作战样式。雷达作为现代战争的主要信息获取手段,担负的任务包括:

  雷达的应用包括预警、扫描、警戒、火控等多方面。雷达不再作为独立的探测设备,而是与通信、指挥控制、电子战等功能构成综合体,成为现代战争中的核心装备之一。雷达典型应用包括预警雷达、搜索和警戒雷达、引导指挥雷达雷达、火控雷达、制导雷达、机载雷达等多个方面。

  预警雷达主要用来发现远、中、近程弹道导弹和远程飞机,测定其瞬间位置、速度、发射点和弹着点等关键参数,为最高军事机关提供导弹预警情报。

  预警雷达可以搭载在海、陆、空等各种平台上,作用距离从几十公里到几千公里不等,再加上高性能的计算机数据处理系统,可以在搜索目标的同时跟踪100-200个目标。

  远程预警雷达:在陆基方面,美国在上世纪70年代,为应对洲际导弹威胁,研制出了AN/FPS-115“铺路爪”远程预警雷达系统,用于担负战略性防卫任务。“铺路爪”远程预警雷达,探测距离可达4800公里,主要用于探测、跟踪弹道导弹,提供导弹预警信息,其次是用于监视、跟踪和识别空间目标,提供绕地球轨道运行卫星的位置、速度等数据。

  中近程预警雷达:在中程和近程领域,美国分别部署了THAAD“萨德”反导系统和PAC-3“爱国者”反导系统。俄罗斯和中国也分别拥有自己的防空系统S-400和红旗-9,这些防空系统也都装备了相应的近程防空预警雷达。

  美国正在国家导弹防御系统(NMD)中发展海基X波段雷达(SBX)项目,载体为巨眼平台(改进的海上石油钻井平台),扫描范围远超普通雷达。

  美国的“宙斯盾”作战系统在巡洋舰和驱逐舰上大规模列装,采用了AN/SPY-1A多功能相控阵雷达,为系统提供主要的探测能力,它能完成全空域快速搜索、自动目标探测和多目标跟踪等功能。

  中国的052C以及052D型驱逐舰也装备极低频(VHF)远程对空警戒雷达。

  预警机是空基预警雷达的主要平台,拥有整套远程警戒雷达系统,用于搜索、监视空中或海上目标,指挥并引导己方飞机执行作战任务。预警机具有监视范围大、处理能力强、抗干扰能力突出的优点,但由于雷达反射面大导致容易,成为电子战优先攻击的目标。

  美国:50年代美国研制出世界上第一架实用预警机E-1B“跟踪者”,随后在70年代推出舰载预警机E-2C“鹰眼”和大型预警机E-3A“望楼”;

  中国:近年研制出了空警-500、空警-2000等预警机,达到或超过世界先进水平的预警机。

  火控雷达工作原理:火控雷达具有自动跟踪能力,截获目标后能不断准确给出目标坐标数据,转换成武器的射击参数后,通过伺服系统实现火力武器的自动瞄准射击。

  火控雷达系统包括雷达扫描系统和火力控制系统,一般在综合武器平台如飞机、军舰上使用(单兵或只有一个主要武器的无并发系统一般叫做制导系统,用于控制舰艇导弹系统、火炮系统、防空导弹系统等。

  火控雷达一般采用单脉冲和有源相控阵等雷达体制。火控雷达具有测量精度高(测角精度1~2mrad,测距精度几米到十几米),作用距离较近(通常15~50km)、自动跟踪和多目标探测等特点。

  现代火控雷达多与指挥仪、光学装置以及电视、激光、红外线等光电设备配合使用,与战场目标指示雷达等结合形成综合防控体系。由于一般的火控雷达都是主动发射电磁波,因此容易暴露自身位置,易成为对方攻击和干扰的目标。

  制导雷达是采用微波、红外等多种手段对目标进行搜索、跟踪、敌我识别和对拦截导弹进行制导的多用途雷达,主要用于地空导弹、空空导弹和反舰导弹等的制导。

  用雷达制导分为两类,即雷达波束制导和雷达寻的制导:雷达寻的制导可细分为主动式、半主动式和被动式三种导引方式。

  在现代战争中,雷达往往成为率先被摧毁的目标。对抗性是雷达的重要特点,从雷达方面讲,希望全面提升性能,例如增加探测距离、提高探测精度、缩短响应时间等;而从目标方面讲,则希望采取各种措施以削弱雷达的作战效能乃至使其完全丧失作用。雷达面临的威胁主要包括综合电子干扰、低空/超低空突防、高速反辐射导弹和隐身飞机四个方面。

  提高雷达的战场生存能力和对抗性成为现代雷达技术发展的重要推动力。对抗雷达的四个主要威胁,提高雷达生存能力和对抗性主要方式有:雷达抗电子干扰技术、雷达反辐射导弹技术、雷达反低空入侵技术、雷达反隐身技术。

  针对雷达的对抗和反对抗是电子战的一个核心。电子战的实质就是争夺对电磁频谱的有效使用权,包括电子战支援(ESM)、电子对抗(ECM)和电子反对抗(ECCM)。

  现代战争中,电子干扰是对抗雷达时最常用的一种手段,没有抗干扰能力的雷达很难在战争环境中发挥作用。对雷达的电子干扰指利用雷达干扰设备发射干扰电磁波或利用能反射、散射、衰减以及吸波的材料反射或衰减雷达波,从而扰乱敌方雷达正常工作或降低雷达效能。

  雷达的抗干扰分为反侦察和电子反对抗两个层面,目的是为了将各种干扰信号减弱到能容许的程度,或者完全避开干扰。

  反侦察的措施例如控制开机时间、控制雷达工作频率、适时更换雷达阵地、设置假雷达等。

  一方面可对天线、发射机和接收机的设计进行优化,例如采用窄波束、增加有效辐射功率、采用非相参的信号处理技术等;

  另一方面可采取雷达抗干扰技术,例如低截获概率(LPI)技术、稀疏布阵综合脉冲孔径雷达技术、无源探测技术等。

  反雷达导弹(ARM)利用雷达辐射的电磁波束进行指导来准确地击中雷达。ARM通常采用多种制导方式,导引头频率覆盖0.5-18GHz范围。目前的ARM采用了计算机与人工智能技术,具有记忆跟踪能力,能攻击关机后的雷达,能自动切换制导方式,自动搜索和截获目标,大大提高了对目标的命中精度和杀伤能力。

  被动方式,使ARM难以截获并跟踪雷达信号。例如缩短雷达工作时间、频繁更换雷达阵地、降低雷达带外辐射与热辐射等方式提高雷达隐蔽性;将发射机和接收机分开放置,采用双/多基地雷达体制;瞬时改变雷达脉冲参数;采用低截获概率雷达等方式。

  主动方式,通过有源或无源诱饵使ARM不能集中目标,或施放干扰,破坏和扰乱ARM导引头的工作。

  雷达在低空探测领域会遇到地形遮挡、多径效应、强表面杂波等影响,大大缩减雷达的战术和技术性能。低空/超低空指地表之上300m以下的空间,是大多数雷达探测的盲区,是现代防空火力最薄弱的空域。军事专家认为,目前飞机和巡航导弹低空突防最佳高度在海上为15m,在平原为60m,在山地为120m。

  技术措施:例如采用反杂波性能优良的低空监视雷达,利用电离层折射特性的超视距雷达来提高探测距离(可达3000-4000km,是普通微波雷达的5-10倍),采用地波超视距雷达等。

  战术措施:主要是物理上的反遮挡,例如通过提高雷达平台高度来增加雷达的水平视距、延长预警时间,或发挥雷达群体优势,低空探测雷达和各种空中平台监视系统结合,组成立体复合探测网。

  隐身飞机的特点是显著减小雷达截面积(RCS),主要方式包括飞行器外形设计、涂覆电波吸收材料(RAM)和选用新的结构材料等方法。

  隐身飞机的隐身效果不是全方位的,一般是正前方附近、水平45度和垂直30度范围照射的RCS下降,其他方向的RCS明显增大,因此可以采用在空间不同方向接收隐身目标散射波进行空间分集来发现它,例如采用双/多基地雷达技术。

  另外,涂覆吸波材料有一定的频带范围,通常为2-18GHz,因此可以采用米波或更长波长的雷达从频域进行反隐身,例如采用超视距(OTH)雷达。

  此外,采用相控阵雷达可以提高雷达发射功率以弥补目标RCS下降所造成的探测距离缩短;冲激雷达和极宽频带雷达采用大带宽,可提供从频域反隐身的途径;雷达网技术,将各单基地雷达在短瞬间观测到的较大雷达截面积进行数据融合,从而提供隐身飞机的轨迹。

  在信息战和电子战的需求带动下,以相控阵雷达、合成孔径雷达、毫米波雷达为代表的一系列先进雷达技术得到飞速发展,应用领域越来越广泛。

  相控阵雷达(PhasedArrayRadar,PAR)就是采用相控阵天线的雷达,相控阵天线由许多辐射单元组成的天线阵列,每个单元的馈电相位由计算机灵活控制,从而实现波束的电扫描。

  相控阵雷达体制全面提升雷达性能指标。相控阵雷达从根本上解决了传统机械扫描雷达的种种先天问题,在相同的孔径与操作波长下,相控阵的反应速度、目标更新速率、多目标追踪能力、分辨率、多功能性、电子反对抗能力等都远优于传统雷达。

  相控阵雷达适应现代战争的发展需求。虽然相控阵雷达技术复杂、造价昂贵、操作成本高,但由于性能优异,在军用领域被大量应用。美国国防科学委员会主席W·施耐德博士在向美国国防部递交的一份报告中特别强调相控阵技术可以极大的扩展雷达的功能,坚称21世纪美国的战斗机上都有必要采用相控阵体制。

  相控阵雷达技术由无源(PESA)向有源(AESA)发展。目前典型的相控阵雷达用移相器控制波束的发射和接收,共有两种形式:

  无源相控阵雷达:仅有一个中央发射机和一个接收机,发射机产生的高频能量经计算机自动分配给天线阵的各个辐射器,目标反射信号经接收机统一放大。

  有源相控阵雷达:每个辐射器都配装有一个发射/接收组件(T/R组件),每个组件都能自己产生、接收电磁波。

  有源相控阵雷达性能更佳,在军事领域应用越来越广。无源相控阵雷达属于相控阵雷达中的低端产品,技术难度相对较小,在功率、效率、波束控制及可靠性等方面不如有源相控阵雷达,但是在功能上明显优于普通机械扫描雷达。有源相控阵雷达在频宽、信号处理和冗度设计上都比无源相控阵雷达具有较大优势,虽然造价昂贵,工程化难度大,但在军用领域应用越来越广。

  相控阵雷达已广泛应用于地面远程预警系统、机载和舰载防空系统、炮位测量、靶场测量等领域。美国“爱国者”防空系统的AN/MPQ-53雷达、舰载“宙斯盾”指挥控制系统中的雷达和俄罗斯C-300防空武器系统的多功能雷达等都是世界上较为先进的相控阵雷达。

  合成孔径雷达是一种高分辨率成像雷达,利用雷达与目标的相对运动,把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成较大的等效天线孔径雷达。

  合成孔径雷达的优点:全天时、全天候、高分辨率、大幅宽,并且具有一定穿透力,可以透过地表或植被获取其掩盖的信息。

  逆合成孔径雷达(ISAR)的原理与合成孔径雷达相似,都是利用雷达与目标的相对运动成像,区别在于合成孔径雷达是雷达相对于静止目标运动,而逆合成孔径雷达是雷达固定在地面,目标在空中相对于雷达运动。

  干涉合成孔径雷达(InSAR)是利用具有干涉成像能力的两部SAR天(或一部天线重复观测)来获取同一地区具有一定视角差的两幅具有相干性的单视复数图像,并由其干涉相位信息获取地表高程信息。

  合成孔径雷达发展历史:合成孔径雷达的首次使用是在20世纪50年代后期,装载在RB-47A和RB-57D战略侦察飞机上。随着航天技术的飞速发展,在卫星平台上也得到广泛应用,美国的“长曲棍球”(Lacrosse)系列SAR卫星,是当今世界上最先进的军用雷达侦察卫星,已成为美国卫星侦察情报的主要来源。我国已成功发射了环境一号C星等SAR卫星。

  合成口径雷达从机载、星载向弹载、无人机、临近空间等平台拓展。随着技术发展,SAR雷达平台除了机载和卫星外,又逐渐出现了弹载、无人机、临近空间平台、手持式设备等多种形式。

  合成口径雷达主要用于侦察领域。各国都建立了自己的合成孔径雷达发展计划,在军用领域主要用于侦察,与可见光和红外等传统侦察手段互相配合。在民用领域主要应用于农、林、水或地质、自然灾害等领域。

  高频超视距雷达工作在短波波段,利用电磁波在电离层和地面之间的反射或电磁波沿地表的绕射作用实现超视距探测,而不受地球曲率限制。

  超视距雷达的分类:按传播途径可分为地波、天波和大气波导超视距雷达,前两者以岸基为主应用较多,后者以舰载为主。

  超视距雷达优势:远距离连续和长期探测,能对抗隐身目标、低空超低空目标、反辐射导弹方面。超视距雷达是一种多功能雷达,能实现远距离探测和跟踪,并可以连续和长期的监测空中和海面目标,是对付现代远程空袭的“杀手锏”之一,同时在对抗隐身目标、低空超低空目标、反辐射导弹等方面具有优势。

  美国典型的超视距雷达有空军的AN/FPS-118和海军的ROTHR可移动式雷达,作用距离可达3000km以上。俄罗斯、英国、澳大利亚、日本等国也都建设了自己的超视距雷达网络。

  毫米波雷达指工作在毫米波波段的雷达,工作频率在30~300GHz频域(波长为1~10mm)。毫米波的波长介于厘米波和光波之间,因此毫米波兼有微波制导和光电制导的优点。

  毫米波雷达的特点:同厘米波导引头相比,毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点;与红外、激光、电视等光学导引头相比,毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强,具有全天候(大雨天除外)全天时的特点;另外,毫米波导引头的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波导引头。

  毫米波雷达的应用:毫米波雷达已经应用于许多重要的民用和军用系统中,如近程高分辨力防空系统、导弹制导系统、目标测量系统等。

  全球军用雷达市场规模达百亿美元,处于稳步增长的趋势。国际上多家市场研究机构对全球军用雷达的市场情况进行了统计和预测,综合看来,当前全球军用雷达市场规模大约在90-130亿美元左右。未来军用雷达市场增长需求将来自于全球安全局势的不断升级、各国边境保护以及早期威胁识别需求的增加、雷达技术的创新以及应用领域的增加等多方面。同时,雷达系统由于价格昂贵,在投入方面也受到全球经济衰退和各国国防预算的紧缩的影响。全球军用雷达市场未来5-10年的年复合增速在1%-4%之间,处于稳步增长的趋势。

  从地区方面看,全球最大的军用雷达市场在北美,其次是亚太地区和欧洲,其中北美和亚太地区累计市场份额超过70%。

  从增速方面看,根据预测国际的数据,2011-2020年全球军用雷达市场增速在7%左右;亚洲增速超过10%,处于全球领先地位,其中中国和印度增速将高达15%左右;美国和俄罗斯处于全球平均水平增速在6%-8%;其他欧洲国家欧洲市场虽有少数国家在某段时间内需求减弱,但总体需求仍稳步增长。

  有源相控阵雷达正取代无源相控阵雷达,成为雷达的主要形式。新技术的发展为雷达产业的发展添加了动力,以有源相控阵雷达为代表的高性能雷达将引领了现代军用雷达的发展趋势。据《预测国际》分析,有源相控阵雷达占雷达总产值的比例将由2010年的20%增加至2019年的68%,而无源相控阵雷达占比将由2010年的49%下降到2019年的6%。

  机载雷达占雷达需求三分之一,其次是陆基和海基雷达。按照军用雷达搭载平台划分,根据StrategicDefenseIntelligence发布的《全球军用雷达市场2015-2025》预测,未来十年机载雷达的价值占比35.6%,陆基和海上雷达分别占27.3%和17.2%,声呐和天基雷达占剩余19.8%。

  美欧主要雷达制造商垄断国际军用雷达市场主要份额。雷达行业市场相对集中,全球主要雷达制造商主要集中在美欧。《预测国际》预测了排名前5位的公司依次是雷神、诺斯罗普·格鲁曼、MEADS、罗克韦尔·柯林斯和洛克希德·马丁,这5家公司的销售额在2011年-2020年约占市场总额的46.5%。

  雷达向大订单、少批量发展,公司之间与国家之间合作增加。近年来,随着雷达型号向多功能方向发展,订单总数在逐渐减少,大订单的数量在逐渐增加,雷达制造商之间的竞争越来越激烈,为了都能够从合同中分一杯羹,各公司间合作开始加强。例如,法意联合研制的“陆基地对空中程导弹系统”(SAMP/T)、美德意联合研制的“中程扩展防空系统”(MEADS)等。

  20世纪50年代,在苏联援助下开始仿制苏式雷达,形成了陆海空军雷达的雏形,也掌握了雷达试制生产的全过程。

  20世纪60-70年代,苏联停止对中国援助,我国雷达产业通过自主研发彻底摆脱了对国外的技术依赖,在雷达测控、导弹预警、气象雷达、空管雷达等应用领域填补了国内多项空白。

  20世纪70年代以后,我国雷达产业快速发展,在单脉冲跟踪体制、脉冲压缩体制、多普勒体制、相控阵体制、成像体制等多个方面取得技术突破,在三坐标雷达、低空雷达、机载预警雷达、数字阵列雷达、相控阵雷达和精密跟踪雷达等领域都迈入了国际先进行列。当前,每年例行举办的“系列国际雷达会议”由中、美、英、法、澳五国轮流主办。

  3.1、国内军用雷达市场增速有望超20%,未来五年市场空间1600亿以上

  未来10-15年,军费增速有望维持在10%左右。近年来,我国军费投入维持高增速,但军费投入占GDP的比例仍处于较低水平。我国的军费占GDP的比例保持在1.2%-1.4%,美俄等军事大国占比超过4%。党的十八大提出“建设与我国国际地位相称、与国家安全和发展利益相适应的巩固国防和强大军队”的战略任务,为国防发展确定了基调。考虑到美国重返亚太战略使中国周边局势持续紧张、国内军改提速以及GDP下滑等多方面影响,我们认为,未来10-15年我国军费支出的增速仍有望维持在10%左右的水平。

  信息化装备投入占比将持续提升,增速超过20%。未来战争是以信息化为基础的战争,中国《2015年国防白皮书》明确提到了“着眼建设信息化军队、打赢信息化战争”,“发展先进武器装备,构建适应信息化战争和履行使命要求的武器装备体系”。我们认为,信息化装备将成为武器装备投入的重点,未来占武器装备投入比重有望提升,增速也将高于军费的增速,有望达到20%以上。

  机载雷达未来五年市场空间为480亿元。军用飞机未来五年市场空间为3500亿元。一般而言,机载设备的价值约占整机的30-40%,其中航电设备约占20%,假设雷达设备价值约占全部航电设备的1/3;预警机等特种作战飞机中,雷达价值量占飞机总价值量的50%以上。我们估计未来五年我国军用机载雷达的市场空间约为480亿元。

  未来五年舰载雷达市场空间为375亿元。未来5年中国主力舰船市场空间为1875亿元。假设航母、驱逐舰和护卫舰雷达占全部舰载雷达市场的75%,舰载电子设备占舰船总价值的40%左右,雷达设备占全部电子设备的40%,预计未来五年国内舰载雷达的市场空间约为375亿元。

  未来五年军用雷达市场空间为1600亿以上。根据StrategicDefenseIntelligence发布的《全球军用雷达市场2015-2025》预测,未来机载雷达和舰载雷达的价值占比约为53%左右。根据我们的测算,未来五年我国军用机载雷达和舰载雷达的规模在855亿元,未来五年我国军用雷达的市场规模有望达到1600亿元。

  “十三五”期间,多款新型号飞机将进入服役。“十二五”期间,国内已经对多款新机型的研发进度进行了公开,预计“十三五”期间将陆续进入定型和批产阶

  现有型号飞机未来也将改装先进雷达体制。在战斗机方面,有源相控阵雷达将作为四代战机的标准配置,在三代机方面也将部分替代原有的雷达体制。在预警机方面,空警200、空警500、空警2000等机型均采用大型相控阵雷达作为主要载荷设备,预计随着运-20的批产大型预警机也将迎来加速列装;在侦察机方面,合成孔径雷达随着技术的成熟已成为标准配置之一,与光学或红外等遥感设备配合使用。

  军用飞机未来五年市场空间为3500亿元。未来武器装备投入根据《世界空中力量2013》统计,我国在三代及以上战斗机、特种飞机、运输机、直升机等数量均有所不足。我们假设未来5年我国军用战斗机总量不变但三代及以上飞机占比从35%提升到60%,其他各类机型数量均有不同程度增加,我们估计我国从绝对数上共需要新增各种军用飞机约1050多架,粗算市场空间约为3500亿元人民币。

  机载雷达未来五年市场空间为480亿元。一般而言,机载设备的价值约占整机的30-40%,其中航电设备约占20%,假设雷达设备价值约占全部航电设备的1/3;预警机等特种作战飞机中,雷达价值量占飞机总价值量的50%以上。我们估计未来五年我国军用机载雷达的市场空间约为480亿元。

  强大海军是国家战略实现的保障。《2015年中国国防白皮书》提出我国海军建设要向“近海防御与远海护卫型结合”转变,海上丝绸之路的建设必须以强大的海军力量作为保障。

  中国海军实力增长迅速。近年来我国海军建设快速发展,目前我国已经开始建造第二艘航母,052D型导弹驱逐舰已服役,媒体报道万吨级055大型驱逐舰已建造完成重大节点。从2009年到2014年,中国海军总排水量接近翻倍。

  与美国相比,中国海军差距巨大。根据《TheMilitaryBalance2015》数据,中国海军与美国海军相比,虽然在水面舰艇数量上占优,但在排水总量方面仅为美国的1/4左右,尤其在航母、巡洋舰、驱逐舰、护卫舰等主战舰艇方面,中国舰艇的排水总量仅为美国的1/5左右。

  大型水面舰船加速列装,舰载雷达将迎来快速发展。中国2000吨-4000吨级的护卫舰数量偏多,约占主战水面舰船总数的72%,而美国该比例只有10%左右。在7000吨级以上的大型舰船方面,中国远远落后于美国。另外,中国舰船的老旧程度较高,现代化作战舰船占比相对较低,严重影响了海军战斗力。我们认为,发展海军装备已成为刚性需求,高性能现代化作战舰船将成为主要发展方向,大型作战舰船将加速列装,舰载雷达也将迎来快速发展。

  航母、护卫舰、驱逐舰等均将装备新型雷达。舰载雷达主要担负着无源侦察、远程警戒、跟踪、目标指示、火控、制导等任务,是舰载作战系统的重要组成部分,主要装备于航母、护卫舰和驱逐舰等作战舰船。

  未来5年中国主力舰船市场空间为1875亿元。我们预测未来5年我国航母数量将增加至两艘,第三艘国产航母将开始建造,导弹驱逐舰和护卫舰的列装将以新型号为主,并将逐步淘汰落后舰艇。我们测算未来5年航母、驱逐舰和护卫舰的市场空间合计有望达到1875亿元。

  未来5年舰载雷达市场空间为375亿元。假设航母、驱逐舰和护卫舰雷达占全部舰载雷达市场的80%,舰载电子设备占舰船总价值的40%左右,雷达设备占全部电子设备的40%,预计未来五年国内舰载雷达的市场空间约为375亿元。

  美国有全球最全的反导防御网,反导防御网由多种雷达组成。目前美国已经形成了世界上最全面的弹道导弹的防御系统,包括战区导弹防御系统(TMD)和国家导弹防御系统(NMD),主要由预警卫星、预警雷达、地基雷达、地基拦截弹和作战管理指挥控制通信系统五部分构成。其中,预警雷达一般为超视距雷达,例如美国的“铺路爪”;地基雷达多为X波段大孔径相控阵雷达,例如美国萨德(THAAD)系统的AN/TPY-2雷达,同时具有火控和预警功能。据媒体报道,美国地面雷达探测系统共有85个雷达站,其中环绕美国本土的47个、加拿大东部与西部21个、阿拉斯加11个、夏威夷6个。

  目前常见的战区反导系统包括美国“爱国者”系列、“萨德”、俄罗斯S-300、S-400、欧洲“紫苑-30”、以色列“箭-3”、中国“红旗-9”等。目前,“红旗-9”及其舰载型“海红旗-9”已列装部队,其外贸型FD-2000防空导弹系统曾击败俄罗斯S-400、欧洲“紫菀”中标土耳其军购。

  中国反导系统建设将拉动地面雷达需求。据媒体报道,我国在2010年和2013年分别进行了陆基中段反导拦截技术试验,并取得预期效果,未来反导系统的建设将拉动地面雷达需求。

  军用无人机市场规模未来10年将保持16%以上增长。从应用领域看,具有侦察、预警、察打一体功能的无人机是军用无人机的主要发展方向,雷达产品将作为重要的有效载荷设备被广泛应用。2014年国内军用无人机市场规模在27亿元左右,占军费比重约为0.33%,而美国同期无人机投入占军费比重0.59%。按照10年后中国军用无人机投入占军费比重达到美国2014年水平测算,未来10年我国军用无人机市场总规模将超过570亿元人民币,年复合增速可达16%以上。

  合成孔径雷达占遥感卫星比例将越来越高。在卫星侦察领域,SAR卫星的应用越来越多,与传统的可见光成像卫星相比,不受昼夜和天气限制,大大提高了侦察效率。2000年以来,每个五年规划都带动卫星产业阶跃式发展,发射卫星数量增速超过80%。2015年6月国防科工局组织召开航天发展“十三五”规划编制工作领导小组会议,提出要以实施重大工程和重大项目为突破,带动空间技术应用发展。《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》明确提到要建设合成孔径雷达观测星座。我国的SAR卫星技术在2010年后取得突破,已先后发射了HJ-1-C、GF-3等卫星,我们预计随着SAR技术的成熟,SAR卫星占遥感卫星比重将越来越高。

  合成孔径雷达将受益于侦察无人机和侦察卫星的快速发展。在军用侦察领域,无人机和卫星等五人平台扮演越来越重要的角色。合成孔径雷达具有全天时全天候的优点,已成为军用侦察的主要手段之一,与可见光和红外等传统侦察装备配合使用,将充分受益于侦察无人机和侦察卫星的快速发展。

  与军用雷达相比,民用雷达市场相对较小。民用雷达下游需求主要来自气象局和机场。根据产业信息网的测算,2013年我国民用雷达市场规模约为4.68亿元,预计2014年我国民用雷达市场规模将达到7.09亿元。

  现在我国气象局的雷达需求主要是新一代多普勒天气雷达和风廓线部新一代多普勒天气雷达组成的雷达观测网,实现6分钟一次的数据实时传输和拼图联网,加强了暴雨等突发性灾害天气的监测预警服务。根据中国气象局局长郑国光的说法,在未来6年,我国将再建50多部多普勒天气雷达,天气雷达覆盖率由目前国土面积的70%左右提升到90%。我们预计每年新增的多普勒天气雷达数量约为8-9个。

  风廓线世纪世界气象组织推荐使用的一种新型大气遥感设备,建立风廓线雷达网,可以提高对大气污染物和灾害性天气的监测预警能力,提高人工影响天气的能力,提高数值预报和临近天气预报的准确度。21世纪初,美国和日本率先建立起国家风廓线雷达网,随后英国、德国、澳大利亚等国家也开始投入风廓线雷达网的建设。中国气象局计划建立国家风廓线雷达网,在十二五期间布设300套风廓线雷达,从近年的招标采购情况看,气象局每年集中招标采购的数量约为10台。

  我国机场的雷达需求一方面是与气象局相同的气象雷达,另一方面是用于空中管制各民航飞机的航管雷达。航管雷达分为一次雷达和二次雷达:一次雷达为主动探测雷达,不需要飞机应答即可通过电磁波探测飞机的位置、速度和方向;二次雷达是被动探测雷达,通过收发飞机上的应答机编码、飞机航表数据和呼叫飞行员来实现空中管制。

  我国民航机场业务量持续快速增长,民航机场数量也持续增加。根据《2014年民航行业发展统计公报》数据,2014年全国民航运输机场完成旅客吞吐量8.32亿人次,同比增长10.2%;全国运输机场完成货邮吞吐量1356.08万吨,比上年增长7.8%;飞机起降793.3万架次,比上年增长8.4%。2014年我国颁证民航运输机场数量达202个,比上年增加9个,相比2010年的175个增加了15%。

  国内通用航空机场建设将为机场雷达带来巨大市场空间。国内通用航空刚刚起步,与通航发达国家相比仍处于较低水平。中国2013年通航机场数量约400个,仅为美国的2%,巴西的16%,加拿大的23%。2010年民航局《关于深化我国低空空域管理改革的意见》标志着我国通用航空改革进入了实质性阶段;2012年国务院《关于促进民航业发展的若干意见》提出大力发展通用航空,加快把通用航空培养成新的经济增长点。2013解放军总参谋部和民航局联合下发了《通用航空飞行任务审批与管理规定》大大简化了非涉军飞行审批程序,对低空空域的放开具有重大的意义。

  空管雷达将受益于通用机场建设。根据民航局统计,2014年我国通用航空作业时间为67.5万小时,同比增长14.2%。根据《关于促进民航业发展的若干意见》目标,在2020年通用航空将实现规模化发展,飞行总量达200万小时,年复合增长率将达到20%左右。我们认为,随着通航政策的陆续出台,制约通航产业发展的政策障碍正逐步消除,国内通用航空产业有望在十三五期间快速发展,空管雷达作为通航机场重要的基础设施建设将充分受益。

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