已有的早期预警雷达包括2部在20世纪80年代研制成功的FPS-115，即代号为PAVEPAWS（中国译名为“铺路爪”）的全固态有源相控阵雷达和20世纪60年代初建造的弹道导弹早期预警系统（BMEWS）3部老式雷达于20世纪90年代开始逐步改造成同时能对多发、多方向来袭导弹监视与跟踪的相控阵雷达。NMD计划中，最引人注目的是正在研制与试验中，名为陆基雷达（GBR）的新型X频段有源相控阵雷达。天线直径预计为12.5米，在123平方米的单面阵天线面积内，预计分布有8.1万个发射/接收组件。每个发射组件的峰值功率为10瓦，平均功率为2.1瓦。天线波束电子扫描范围在方位与仰角的视野均只有50°，但可机械转动，左右转动范围达±178°，俯仰范围为0°～90°。50
GBR是为区分多批来袭导弹弹头与诱饵及其他假目标，而能有选择地对真弹头正确跟踪而特别设计的新型X频段相控阵雷达。其突出的特点是高的多普勒分辨能力与非常高的空间（角度与距离）分辨力结合，不但可以区分距离或方位上相互靠得很近的目标和滤除有源与无源电子干扰；而且对来袭导弹具有的成像分辨能力可以辨识目标与诱饵，代表了相控阵雷达技术和信号处理技术在新时代发展的水平。
美国研制的战区弹道导弹防御（TMD）系统，对雷达技术有高性能需求的是面防御系统中负责对来袭导弹在大气层外远距离拦截的多功能性。
现在，美国正在研制中的TMD面防御系统，有以陆地为基地与以舰船为基地两种。两种系统都由在大气层外远距离的空间进行高空拦截和在大气层内近距离拦截两个层次的分系统组成，以确保防区安全。研制中的陆基系统包括新型的高空区域防御（THAAD）系统和由“爱国者”改进的3型（PAC-3）大气层内近距离拦截系统组成，海基系统包括新型的海军战区广域战术弹道导弹防御（TBMD）高空远距离拦截系统和山海军导弹巡洋舰与驱逐舰上原有宙斯盾防空系统改装的低空拦截系统（NAD）。
雷达方面，陆基与海基系统的低空拦截系统多功能相控阵雷达如上所述，是采用已有型号改进的；而高空、远距离拦截用的是新型的X频段相控阵雷达。陆基高空区域防御（THAAD）X频段多功能相控阵雷达，代号也为GBR。
上述研制中的THAAD的X频段有源天线多功能相控阵雷达，又称THAAD的GBR，利用了NMD的GBR在有源天线等方面的研制成果，但天线阵面比前者缩小了很多，其预计性能为：
频段：9吉赫～10吉赫
性质：固态有源相控阵（单元数25344）
探测距离（千米）：>1000
方位覆盖角：110°（方位）
天线尺寸：10平方米（矩形）
波束宽度：水平约0.5°，垂直约1°
峰值发射功率（千瓦）：150～200
信号带宽（兆赫）：1000
部署方式：拖车机动式
THAAD的GBR也具有相当高的空间分辨力与目标辨识的能力。
俄罗斯在20世纪90年代研制的弹道导弹防御系统地空导弹制导雷达，技术上与美国基本相同，雷达采用C频段或X频段机动型、多功能相控阵雷达。零点几度的窄天线波束和宽达几百兆赫的发射信号带宽（如A-235系统的带宽达300兆赫）具有很高的空间分辨能力。
（4）毫米波大型宽带雷达已用于弹道导弹和空间目标的目标特性测量与研究的领域。毫米波雷达具有比目前广泛使用的微波雷达可以实现更宽的信号带宽、更高的反映目标径向速度的多普勒频率测量能力、更高的空间分辨能力、更好的小尺寸目标的检测能力。因此具有优良的空间目标探测、分类、辨识潜力。20世纪90年代，行波管、回旋速调管等毫米波高功率器件达到实用水平后，美、俄等国已研制出大型毫米波目标特性测量雷达，如美国的工作于34吉赫、峰值发射功率达60千瓦、最大发射信号带宽达1吉赫、采用行波管发射机代号为MMW的Ka频段单脉冲靶场测量雷达（图1.18）；工作于93吉赫～95吉赫、峰值发射功率达80千瓦、最大发射信号带宽为600兆赫、采用回旋速调管发射机，用于对某些低可观测性目标探测的W频段相参、单脉冲先进雷达WARLOR；俄罗斯的工作于34吉赫、峰值发射功率达1MW、发射信号带宽达100兆赫，用于靶场上对外空多目标测量的Ka频段“RUZA”型大型相控阵雷达。
雷达的工作原理
雷达的原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等)。
一、雷达的基本组成
以脉冲雷达为例说明。脉冲雷达主要由天线、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。
发射机产生的雷达信号（通常是重复的窄脉冲串）经由天线辐射到空间，收发开关使天线时分复用于发射和接收。反射物或目标截获并反射一部分雷达信号，其中少量信号沿着雷达的方向返回。雷达天线收集回波信号，经接收机加以放大和滤波，再经信号处理机处理。如果经接收机、信号处理机处理后输出信号幅度足够大，则目标可以被检测（发现）。雷达通常测定目标的方位和距离，但回波信号也包含目标特性的信息。显示器显示经接收机、信号处理机处理后的输出信号，雷达操作员根据显示器的显示判断目标存在与否，或者采用电子设备处理输出的结果，电子设备可以自动判断目标存在与否，并根据发现目标后一段时间内的检测结果建立目标轨迹，后一项功能通常由数据处理机完成。
1.发射机
雷达发射机产生辐射所需强度的脉冲信号，脉冲的波形由调制器产生，其波形是具有一定脉冲宽度和重复周期的高频脉冲，当然，某些雷达也采用更加复杂调制的波形。发射机可以是功率放大器，如速调管、行波管、正交场放大器或固态器件等；也可以是功率振荡器件，如磁控管等。
典型的地面对空监视雷达发射机的平均功率是几千瓦，近程雷达的平均功率是毫瓦数量级，而探测空间物体的雷达和高频超视距雷达的平均功率可达兆瓦数量级。基本雷达方程说明，雷达的探测距离与发射功率4次方根成正比。所以，为了将探测距离提高1倍，发射机功率要提高到原来的工6倍。这样的比例关系说明，为提高雷达探测距离应使用的发射功率总量通常要受到实际条件和经济条件的限制。
发射机不仅要能产生大功率、高稳定的波形，而且常常还要在很宽的频率范围内高效、长时间无故障地工作。发射机输出的能量用波导或其他形式的传输线馈送到天线，经由天线辐射到空间。
2.天线
通常，发射机能量由天线聚成一个窄波束辐射到空中。脉冲雷达的天线一般都具有很强的方向性，以便集中辐射能量获得较大的观测距离。同时，天线的方向性越强，天线波束宽度越窄，雷达测角的精度和分辨力也越高。在雷达中，机械控制的抛物面反射面天线和电扫描的平面相控阵天线都得到了广泛的应用。
雷达的天线是收发共用的，天线的切换需要依靠高速开关装置。在发射时，天线与发射机接通，并与接收机断开，以免强大的发射功率进入接收机将接收机高放混频部分烧毁；在接收时，天线与接收机接通，并与发射机断开，以免微弱的接收功率因发射机旁路而减弱。这种切换装置称为天线收发开关。天线收发开关属于高频馈线中的一部分，通常由高频传输线和放电管组成，或用环行器及隔离器等来实现。
3.接收机
天线收集到的回波信号送往接收机。现代雷达接收机几乎都是超外差式，超外差接收机混频器利用本振（LO）将射频（RF）信号转变为中频（IF）信号，在中频对信号进行放大、滤波等。雷达接收机通常由高频放大、混频、中频放大、检波、视频放大等电路所组成。58
接收机的首要任务是把微弱的回波信号放大到足以进行信号处理的电平，同时，接收机内部的噪声应尽量小以保证接收机的高灵敏度。因此，接收机的第一级常采用低噪声高频放大器。通常在接收机中也进行一部分信号处理，例如中频放大器的频率特性应设计为发射信号的匹配滤波器，这样就能在中频放大器输出端获得最大的峰值信号噪声功率比（信噪比，即SNR）。对于需要进行较复杂信号处理的雷达，例如需分辨固定杂波和运动目标回波的动目标显示（MTI）雷达，则还需要在典型接收机后接信号处理机。
对于普通脉冲雷达而言，中频处理之后可以直接通过包络检波器获取视频信号。视频放大器将信号电平提高到便于显示它所含有信息的程度。在视频放大器的输出端建立一个用于检测判决的门限，若接收机的输出超过该门限则判定有目标。判决可由操作员作出，也可无须操作员的干预而由自动检测设备得出。
4．信号处理机
雷达的信号处理究竟主要由哪些部分构成，这个问题一直没有得到普遍的认同。并不是所有雷达都包括信号处理部分。
早期雷达基本不需要单独的信号处理机，全部雷达回波的处理都由雷达接收机完成。雷达接收机进行高频放大、混频、中频放大后就进行检波、视频放大，然后送显示器显示。59
现代雷达(主要是相参雷达)基本上在接收机包络检波前先进行相位检波(又叫相干检波)，然后对检波后的同相支路(I通道)信号及正交支路(Q通道)进行信号处理。通常认为，信号处理是消除不需要的信号、杂波及干扰，并通过或加强所关注的目标产生的回波信号。信号处理是在检测判决之前完成的，不同雷达对信号处理的要求不同。信号处理可以包括动目标显示(MTI)以及脉冲多普勒雷达的多普勒滤波等，有时也包括复杂信号的脉冲压缩处理。现代雷达一般在信号处理之后再进行包络检波，获得视频信号。
5.数据处理机
检测判决之后的处理称为数据处理。同信号处理机一样，并不是所有雷达都包括单独的数据处理机。早期雷达检测判决后不需要进行数据处理，简单的数据录取、数据处理工作可以由操作员人工实现，因此不需要专门的数据处理机。
许多现代雷达在检测判决之后还要进行数据处理。自动跟踪是数据处理的主要实例，而目标识别则是另一实例。最好在能滤除大部分无用信号的雷达中使用自动跟踪系统，这时跟踪系统只需处理目标数据而不涉及杂波。输入端如果还有杂波剩余，则可以采用恒虚警（CFAR）技术来处理。
6.显示器
早期显示器可以直接显示由雷达接收机输出的原始视频回波。在通常情况下，接收机中频输出后经检波器取出脉冲调制波形，由视频放大器放大后送到显示器。例如，在平面位置显示器（PPI）上可根据目标亮弧的位置测读目标的距离和方位角两个坐标。
现代雷达的显示器还可以显示经过处理的信息。例如，自动检测和跟踪（ADT）设备先将原始视频信号（接收机或信号处理机输出）按距离方位分辨单元分别积累，而后经门限检测，取出较强的回波信号而消去大部分噪声；对门限检测后的每个目标建立航迹跟踪；最后，按照需要将经过上述处理的回波信息加到终端显示器去。自动检测和跟踪设备的各种功能常要依靠数字计算机来完成。
二、目标的雷达截面积
雷达是通过接收目标反射的电磁波获得目标信息的。目标的大小和性质不同，对雷达电磁波的散射特性就不同，雷达所能接收到的反射电磁波能量也不一样，因而雷达对不同目标的探测距离各异。为了便于讨论问题、统一表征目标的散射特性和估算雷达作用距离，人们把实际目标等效为一个垂直电波入射方向的截面积，并且这个截面积所截获的入射功率向各个方向均匀散射时，在雷达处产生的电磁波回波功率密度与实际目标所产生的功率密度相同。这个等效面积就称为雷达截面积（RCS）。通常，目标的雷达截面积越大则反射的电磁波信号功率就越强。
虽然自50年代起人们就开始研究电磁波从各种形状和不同尺寸的物体上的反射，但是，时至今日，要精确地计算和预测雷达截面积仍很困难。不过，人们可以从大量的实际测试中对一般目标得出一个大致的平均值。6
三、目标位置测量
雷达是以脉冲方式工作的，以一定的重复频率发射脉冲，在天线的扫描过程中，如果天线的辐射区内存在目标，那么雷达就可以接收到目标的反射回波。反射回波是发射脉冲照射到目标上产生的，然后再返回到雷达处口。
目标的角位置是指目标的方位角和俯仰角，在雷达技术中，这两个角的大小是利用天线的方向性来进行测量的。
对大多数两坐标雷达来说，雷达天线在方位上做机械旋转，天线波束在方位上扫描。当天线波束扫过目标时，雷达回波在时间顺序上从无到有，由小变大，再由大变小，然后消失，即天线波束形状对雷达回波幅度进行了调整。62
在波束扫描过程中，只有当波束的轴线对准目标，也就是天线法向对准目标时，回波强度才达到最大。当回波最大时，天线位置传感器（如光电轴角编码器、旋转变压器、同频电机和电容传感器等）所指示的方位角即为目标的方位角，这就是所谓最大回波法的测角原理。
另一种测角方法是顺序比较法，即利用相互交叉的两个波束左右交替扫描目标，只有天线方向轴对准目标时，左右两波束接收的回波强度才相等。两波束接收的回波强度相等时，天线所指角度就是目标的角坐标。
如果利用相互覆盖的两个接收波束同时对它们所收到的信号进行幅度比较，那么采用内插方法也可得到目标的角度位置，这种方法又称为单脉冲测角法，它在大多数精密跟踪雷达中获得了广泛的应用。
如果波束在垂直方向上扫描，用上述方法同样可以测定目标的俯仰角。和测距一样，测角也是假设电磁波是以直线传播的。
