实现这些功能，是否需要全数字雷达？

随着数字革命的不断发展，数字雷达已成为雷达的新领域。从严格意义上讲，全数字雷达是在天线阵元级进行数字化的雷达。

在每个天线阵元的后面产生发射信号，并将接收信号数字化，它简化了发射机和接收机的设计，几乎没有用到模拟信号，并且可以通过软件配置以实现高级需求和未来功能。这些转化为灵敏度和自适应波束形成的最大自由度——每个阵元都可以是波束——动态范围呈线性增加。

在天线架构上存在工程上的复杂性和挑战。装有有源电路的数字天线需要大量的电能，并相应地产生大量的热量，需要快速而有效地散热。对于机械旋转天线，由于需要传输重要的电力、冷却液和由每个天线单元产生的大量数字数据，因此造成设计变得复杂。

作为雷达开发者或用户，应该考虑以下几点：

1) 任务和性能要求是否需要全数字雷达？

2) 有负担得起的替代品吗？混合架构能满足日益增长的挑战性需求吗?

雷达应用，概念和天线架构方面的新颖和未来需求将要求越来越小的和高效的射频功率放大器。在不久的将来，GaN将继续成为固态TRM和AESA的首选半导体材料。下图将GaN与其他Si基和GaAs材料进行了比较，说明了其卓越的固有特性，这些特性转化为更好，更可靠的射频性能。

GaN技术和设备的普及体现在对GaN相关行业的持续投资及其在蜂窝通信，太空电子和物联网(IoT)传感器中的越来越多的应用，使其可承受性不断增加并持续推动创新。由于SAF和DSTA努力保持在雷达能力曲线上的领先地位，有一些特定的趋势和发展值得关注。

电磁(EM)频谱资源越来越稀缺和富有竞争力。随着频谱需求超出可用资源，当前的频谱分配策略和做法(例如拥有专用频谱带以确保接入)可能不再可持续。而且，在给定点上的实际频谱占有率可能随频率，时间，方向，极化和编码而变低。

因此，为了适应不断增长的频谱需求，EM频谱共存可能是未来的范例。这就要求实时检测频谱的占用并控制发射信号，以使多个信号共存并动态地减小相互干扰。

这就要求未来的雷达能够在动态EM环境中即时适应和优化先验知识的传输和接收，从而避免在嘈杂的EM环境中检测或保持高性能。这本质上需要认知雷达。给出了在具有挑战性的EM环境中运行的认知雷达的概念。由于它不再依赖于预编程的波形，因此需要实时可重新编程的波形合成。

面对日益严峻的射频互操作性挑战，多频带雷达是一个令人感兴趣的概念。多波段雷达利用了不同频段的物理特性和固有强度，可以使一个系统完成多项任务，而无需权衡性能。

随着对更好的分辨率和准确性的需求不断增长，雷达信号和频带越来越宽，这些都转化为大量的实时数据。数字雷达的信号和数据处理器也正在生成大量的高速数据。

因此，当前对数据分析(DA)的兴趣也与雷达应用有关。需要从机器学习，信息融合和大数据分析等新兴领域中补充新算法，以从庞大且看似不相关的数据集中提取价值，以推进自动目标分类和识别，异常检测并提高设备的可靠性，可用性和可维护性。

自动目标分类，识别和威胁评估

高保真多普勒回波可以帮助确定目标的动态特性。例如，由于目标的机械振动或旋转，对目标回波进行频率调制。与其他数据集(如高保真距离返回和跟踪器的运动特征)相关联，这可以增强对目标特征的分析，以进行自动目标分类，识别和威胁评估。它还有助于进行感测，以缩短OODA循环。

自动异常检测

在领空和沿海水域，寻找偏离计划航线或预期行为的不对称威胁对人工操作人员造成了极大的负担。自动异常检测尤其引人注目，它可以构成决策支持系统的一部分，以帮助雷达操作员及时做出行动决策。由于空中监视画面是随时间变化的动态实体，并且发生重复和非重复的变化并相互作用，因此可以使用机器学习或其等效方法来连续训练系统。

实时健康监控

常规的内置测试(或BIT)是被动的，常常发现其性能不足。对于全天候运行的雷达来说，这尤其令人沮丧，因为那里的可用性需要很高，停机时间必须很短。物联网传感器和数据分析可以用于执行实时健康状况监控，安排基于状况的维护以及在出现任何破坏性故障之前进行“及时”干预。总的来说，它们还帮助作出人员配备和备件储存和补充的决定。

当地雷达已经经历了雷达技术和能力在不同代雷达上的演变。雷达天线已经从反射型馈电天线发展成为复杂的阵列。笨重的高功率微波管发射器需要由两个操作员一同处理，如今已由书本大小的微型固态模块所取代；数字处理器使模拟处理器和老式处理器成为过时的技术，继续为雷达创新带来振奋人心的前景。

尽管雷达设计一直在权衡取舍，但技术和创新应用却扩大了取舍空间，如AESA天线的应用就是一个很好的例证。基于数字的技术开辟了许多以前在基于模拟的技术中不可实现的功能。通过利用这些技术，人们构思并实现了新颖的雷达功能概念，从而带来了一流的多功能和多任务雷达。

展望未来，外部威胁、本区域地形和电磁环境将越来越复杂。同时，射频数字化和数据分析的革命性进展将为雷达界带来广阔的前景，并为SAF引入创新性功能和应用局面。