在西安阎良机场，随着一架搭载巨型雷达罩的运-20B腾空而起，中国预警机技术实现了又一次惊天跨越，更宣告中国战略空军正式进入“完全体”时代。

空警3000采用装备4台涡扇20发动机的运20B作为载机，其最大起飞重量为220吨，最大运载能力66吨，最大速度920公里/小时，巡航时间10-12小时，航程逾8000公里，实用升限13000米，比空警500高出20%，意味着对低空目标探测距离增加约25%。加之元器件的进步、雷达功率的大幅度提高，以及基于计算阵列的架构和软件的优化，推测对飞行高度10000米的战斗机的探测距离为680公里，大于空警500的550公里、E-3的550公里和E-7A的600公里。对飞行高度50米的巡航导弹探测距离为450公里，大于空警500的350公里、美军E-3的320公里、E-7A的400公里。最关键的是，空警3000对隐身目标的探测距离很可能超过360公里。在未来的战略进攻型隐形制空作战中，空警3000在对敌方隐形战机保持足够的安全距离的同时，能够直接引导霹雳17这样的超远距空空导弹攻击B2和B21这样的隐形轰炸机。

从空警2000的有源相控阵、到空警500的数字阵列，再到空警3000的计算阵列，中国仅用二十年便完成了从技术追赶者到规则制定者的蜕变。而在太平洋彼岸，美国空军13位退役上将则联名上书：在遥不可及的天基分布式预警星座实用化以前，务必保留E-7A预警机项目，而不是以舰载预警机E-2D作为过渡。美国人或许已意识到：在预警机领域，E-7A是美军在青黄不接时期的妥协选择，而中国已建立起难以撼动的战略优势。

我们知道，机载预警雷达因架设在高空飞行的飞机上而克服地球曲率对观测视距的限制，采用脉冲多普勒和运动目标指示相结合的体制，加之STAP空时自适应处理技术，能够从复杂的背景杂波中有效检出目标，所以预警机大幅度扩大了低空探测距离，从而发现更远的低空突防的敌机和导弹。现代预警机更是集预警探测、情报融合、情报分发和指挥控制等多种功能于一体，负责对空中、海上及地面目标进行大范围搜索、跟踪与识别，并指挥和引导己方飞机、舰船以及岸基火控系统进行作战。

在上世纪50、60年代，国民党空军抓住我空军战斗机雷达水平较为落后、没有足够数量的夜间战斗机的弱点，经常利用夜色掩护进入东南地区。而当时我们的地面雷达因受多山地形以及地面杂波的影响，无法将低空飞行的飞机与山脉区分开来，甚至出现过战斗机直接撞山的飞行事故。1969年，空警1号正式立项研制。其载机平台是建国初期苏联赠予中国的图4轰炸机。机背部安装了直径7米、最厚1.2米、重达5吨的圆盘形雷达天线罩。不过空警1号探测范围仅200公里，且无法有效抑制地面杂波、无法解决雷达下视问题，最终中国于1979年放弃了空警1号的研制。

90年代初期，中国空军在引进苏-27SK战斗机后，开始改变国土防空的作战思想，向攻势防御的作战思想转变，而进攻就需要脱离地面雷达网。彼时的海湾战争中，预警机全面将探测传感器、通信网络、作战平台、武器系统和作战人员高效实时地融合于作战体系，起到了战场效能倍增器的作用。1977年就正式服役的15架E-3A空中预警机在海湾战争中平均每天连续飞行14-15小时，指挥控制3000架次的作战，飞行时间共9000小时，完成99%的作战任务。当时苏联的A-50预警机也曾在黑海上方空域巡逻，对从土耳其境内机场起飞的美军战斗机和海上游弋的舰船都了如指掌。

中国空军在中美蜜月期曾规划引进E-3A空中预警机未果，不过以色列于1993年6月在巴黎航空展中亮相的基于波音707载机的“费尔康”预警机让中国空军眼前一亮。其装备的EL/M-2075相控阵雷达采用L频段，4片天线分别共形安装于机身的前后及两侧，电子扫瞄方式对空中目标的侦获与追踪速率大幅提高。经过1994~1997年漫长协商，中国，以色列和俄罗斯三方达成了一项协议，俄罗斯将提供4架伊尔76作为载机，加装以色列“费尔康”机载预警雷达和指挥自动化系统。时任中国电科38所所长王小谟首次提出了在机背上搭载圆盘三面阵的方案，而非以色列的机身共形阵方案。因为伊尔76的气动构型为上单翼翼吊式发动机布局，而波音-707为下单翼布局。在伊尔76前机身两侧布置天线阵面，雷达波束容易被发动机所遮挡，且部分凸出机身表面的雷达天线，也会影响发动机进气。而背负式圆盘阵列的探测距离可能会更远，探测方位更均衡。不过就在1999年第一架预警机在俄罗斯完成天线罩改装飞到以色列准备加装雷达时，被美国卫星侦测到了。2000年7月，美国克林顿政府以“破坏台海平衡”为由，逼迫以色列撕毁合同并扣留已生产的雷达组件。王小谟决定争口气，自己干，带领预警机研制团队，开始了长达5年的“711”工作制，每周工作7天，每天工作11个小时以上，短短数年就攻克T/R组件生产工艺和质量管理，改装结构设计、气动补偿、大功率供电和冷却系统等问题，自行生产固态相控阵电子扫描雷达和开发指挥系统。仅仅在预警机项目立项的第二年，中国就研发成功预警机雷达系统地面样机，进入设备联调测试阶段。再过了一年，即2003年，空警2000就完成了首飞。2007年空警2000正式服役，成为全球第二款大型有源相控阵预警机，装备了当时世界上尺寸最大14米的、内含三面主动相控阵雷达天线的雷达罩。其雷达只有384套T/R组件，比以色列“费尔康”原版雷达的768个T/R组件少得多，但性能竟比原版提升30%。基于波束驻留时间更长的“凝视”探测，对隐身目标的发现距离提升50%。雷达可同时跟踪60-100个目标，对大型目标探测距离480千米，战斗机探测距离370千米，对重要空域扫描频率2-4秒，对普通空域的扫描频率10-12秒。

而以色列与中国的预警机交易破裂后，印度很快就取代中国，成为“费尔康”预警机的新买家。2004年3月，印度以11亿美元购买了原本将交付中国的3架搭载“费尔康”预警系统的预警机。然而，这笔交易的实际效果却让印度大失所望。直到中国空警2000服役5年后的2012年，印度的预警机才形成初始作战能力。加之“费尔康”预警机与印度现有的军事体系存在诸多不兼容问题，导致作战效能大打折扣。

而俄罗斯从2004年才开始研制搭载有源相控阵雷达的新一代预警机A-100，直到2017年才实现首飞，比空警2000迟到了10多年。而到了2025年，A-100更因为芯片和电子元器件依赖进口而不得不宣告项目失败。同时，好高骛远的美空军当时提出发展“多传感器指挥与控制飞机”（Multi-Sensor Command and Control Aircraft），即E-10预警机，以替代已经服役了25年的E-3。美国空军希望在一架能于2万米高空滞留50至60小时的波音767-400ER型飞机平台上，同时承担由E-8战场侦察飞机、E-3空中预警机、RC-135电子情报侦察飞机、EC-130E机载战场指挥控制中心飞机、EC-130H“罗盘呼叫”通信干扰飞机等承担的作战任务，实现战场目标侦察、战场信号侦察、战场空中预警、战场指挥控制以及战场电子干扰等功能，还可以控制无人机对常规侦察手段因地形地物的遮挡无法探测的区域遂行填补缝隙式的情报侦察，从而形成一幅无缝隙的完整的海、陆、空、天一体化的战场态势图。为此E-10的四方形雷达天线罩有着长40米、宽14.5米、高3.8米的巨大尺寸，重量更是达到了27至36吨。而且根据当时的技术基础，整个系统的电磁兼容的问题令人生畏，机载供电系统也远远跟不上。最终，E-10预警机项目于2007年被取消。

毫无疑问，空警2000是我空军数字化、信息化建设的里程碑，是“空天一体，攻防兼备”的空军战略转型的重要支撑。但考虑到空警2000的载机伊尔76数量不足，空警200性能上的不理想，中国空军很快立项了基于运9载机和数字阵列雷达的空警500预警机。考虑到中国在研制成功空警-200之后，便很快向巴基斯坦出口了四架基于运9平台、圆盘雷达构型的ZDK-03预警机，运9载机的改装不是问题。而吴曼青团队研发的世界首款机载数字阵列雷达采用数字收/发器件替代模拟器件，移相器等硬件功能可以用软件取代，还可以通过算法虚拟扩展孔径，从而大幅度降低了雷达系统的重量、体积和功耗。雷达天线罩仅8米，但预警能力与空警2000不相上下，这才有了“小平台，大预警机”的说法。空警500机身后部两侧还有凸起电子侦察天线，可准确获取雷达辐射源、电子对抗干扰源等电磁信息，从而将雷达、通信频段的电子情报收集、定位和对抗功能融合一体。雷达圆盘顶部搭载了卫星通信天线，空警500便可以在远离指挥所数千公里外进行前出预警。空警500具备强悍反隐身能力的同时，还可通过低截获数据链引导歼20先发制人，同时歼-16D可以与之配合，压制敌方雷达和通信系统，为歼20提供电磁安全通道，加强其高速隐身突防能力。这些先进机型的协同作战，建构了让美国空军颇为忌惮的强大的空中“杀伤链”。相比之下，老旧的E-3系列预警机对针对S、C、X波段进行隐形优化的隐身战机的探测距离会下降三分之二，而且其纯机械扫描雷达从确认目标到引导战斗机前往拦截需要数分钟。中国歼20携带超远距空-空导弹以超音速巡航逼近，几乎没有反隐形能力的E-3预警机是必死无疑的。美军只有靠舰载预警机E-2D的以碳化硅为衬底AN/APY-9相控阵雷达，基于UHF反隐形波段和大功率微波器件，尚有可能对隐形目标的威胁保持安全距离。

当然，空警500的先进雷达工作体制只是预警机整个系统的一个方面，预警机的性能还与载机性能、雷达元器件、数据链、系统软件等方面息息相关。空警500最大的缺陷就是运9载机平台性能很一般，其最大升限不超过9000米，而E-3最大升限至少是1.2万米。空警500的飞行速度一般不超过650公里/小时，而E3飞行速度在900公里/小时以上。加之运9的体积和起飞重量限制，严重制约了空警500的先进雷达体制的性能发挥。比如，空警500只能同时跟踪300多个目标，引导拦截数十个目标，而E3却能同时跟踪600个目标，引导拦截其中的100个目标。

中国空警3000作为下一代战略预警机，选用完全自主的200吨级的运20B作为载机，标志着中国在信息战与指挥控制领域的一次关键跨越。在一个由算法主导的战场里，空警3000不仅看得远、反应快，更重要的是，它能够自主“理解战争”，并在瞬息之间给出最优解。空警3000核心任务是在进攻型空中作战中对敌方隐形威胁的预警。为了扩大雷达孔径，提升雷达功率，空警3000和舰载预警机空警600一样，没有采用空警2000和空警500的三面阵雷达，而是采用旋转电子扫瞄两面阵天线。双面阵可集中功率于当前扫描方向，单方向辐射功率提升50%以上，显著增强对隐身目标或远距离小目标的探测能力。空警3000采用机扫与电扫相结合的定速回转模式，其天线本身的波束能涵盖120度的水平扇区，配合水平旋转基座便能涵盖360度的全方位。天线的水平旋转速率一般为每分钟4.5或6转，雷达机械扫描的同时进行电扫。比如说，在机扫转动到某一角度时，“抢先”电扫到更大的角度；然后在继续机扫的同时，电扫同步补偿反向电扫；甚至在机扫已经转过去之后，继续“回望”。这样就可以在机扫中，对同一目标保持凝视。凝视能力对提高探测距离、捕捉隐身目标非常有用。

相比运20B载机进步和预警雷达本身的元器件的提升，由数字阵列雷达带来的计算赋能优势才是空警3000综合性能跃升的关键，其能大幅提升反隐身、反干扰、反杂波、和目标识别能力，以适应发现、定位、打击以及打击效果评估这一完整的打击链，提升预警机与体系协同作战的能力。

我们知道，数字阵列雷达是一种接收和发射波束都以数字方式实现的全数字相控阵雷达。而传统相控阵雷达通过模拟合成网络形成波束后通过接收机接收，接收通道数有限，通常为和波束通道接收机、俯仰差波束接收机、方位差波束接收机等，其瞬时动态范围由单路接收机决定.。而数字阵列雷达先接收后合成，每个天线单元有一个接收机，在形成和波束、差波束时通过将每路接收信号进行不同的数字加权运算实现，因此数字阵列雷达接收机路数比传统相控阵雷达多得多。而且由于波束形成是通过数字运算实现，其运算位数可根据需要进行扩展，因此其瞬时动态范围比传统相控阵雷达大得多，发射波束的空间自由度也大很多，易实现多波束及自适应波束形成。加之数字阵列雷达有高的幅相控制精度，所以可获得更高的天线性能，天线副瓣低，降低了雷达副瓣杂波强度，提升了强杂波背景下检测目标的能力。此外，在宽带宽角扫描情况下，数字阵列雷达很容易在数字域利用调整时序来解决孔径渡越问题。但是使用第一代数字阵列雷达的空警500，仍在很大程度上受到相控阵雷达设计与工程应用思路的规范和制约，并未充分发挥全面数字化后带来的计算赋能优势。

计算阵列雷达是在数字阵列技术的基础上，引入单元级计算，将天线、收发通道与本级计算单元融为一体，从集中处理向分层分级计算赋能发展，构建空间–时间–波形–波束去级联的、高度统一和灵活的计算阵列雷达系统架构，克服传统数字阵列功能单一、性能固化、信息维度不全的固有缺陷，灵活合成多源高维电磁信号，实现具有全维信息高效利用、多尺度/变尺度探测和未知多种类信号协同探测能力的全新计算阵列系统。以基于计算阵列实现认知雷达为例，在空天目标探测任务中，由于不同高度、来向的目标运动速度、散射特性和杂波环境的差异，通过认知雷达可以智能的选择不同带宽、多普勒敏感性和编码形式的发射波形，以达到最优的探测效果，同时提高雷达的低截获率、抗干扰性。

传统数字阵列雷达发射和接收的波形参数只能在固定预存波形上改变频率和相位。而计算阵列的每个阵元包含传感单元和计算单元两部分，采用宽带单元级数字化计算体制，在单元级实现自适应射频和系统实时赋予的分级计算功能，功能灵活可配置。其中，传感单元完成空间电磁波接收，经低噪声放大、滤波、变频至合适的中频信号；计算单元完成中频信号由模拟至数字转换、数字正交解调、自适应滤波，实现宽带信号自适应接收、电子侦察宽带信号信道化处理、发射聚焦、多速率多尺度处理等功能。计算阵列的发射端具备配置多维度发射资源的能力，通过调节子脉冲宽度、发射通道间的载频差和阵列相位加权等方式，在满足全域覆盖的同时实现对不同照射空域中波形资源、频带资源和发射能量的灵活配置。

在先进的计算阵列和强大算力加持下，空警3000可以达到预警机一直以来追求的最高境界：即对复杂战场电磁环境的实时感知 ，采取自适应射频技术控制和调整各个平台的射频收发 ，真正实现整个电磁环境频谱资源的共享。这种境界落实到核心战技指标上意味着：空警3000对隐形目标的发现能力可能达到360公里以上，具备复杂电磁环境下强悍的适应能力，对合作目标识别概率达95％，对非合作目标识别概率达80％，“侦控打评”打击链响应时间相比现役预警机缩小一倍。

为了支持战略进攻型隐身空中作战，空警3000还要更好的支持低截获定向数据链。相比美军的MADL多功能先进数据链，以及TTNT战术目标瞄准网络技术，空警3000定向数据链系统基于“智能自适应通信架构”，采用KU波段和激光通信结合，高达300M的高带宽以支持“猝发通信”，还具备“认知无线电”能力，能够动态调整发射功率和频段，可自动规避干扰频段，使敌方电子战系统难以干扰和锁定。

相比中国不遗余力的稳步提升预警机性能，美军继E-10超级预警机失败后，提出了更庞大的“联合全域指挥与控制”（JADC2）概念。即所有军种的传感器连接到了一个类似“战斗云”的网络环境中，共享情报、监视和侦察数据。除了能够实现战场信息的高效流转外，还通过AI算法来处理数据、识别目标，辅助决策、推荐最佳打击武器与手段。美军希望通过JADC2，将现役F-35战斗机、E-2D和E-3等预警机，B-21轰炸机、忠诚僚机、搭载大功率雷达的无人机以及太空中的低轨卫星等个体，都编制到一个庞大全面、多维立体的“预警、监视与指挥控制”网络中。不论是预警机还是其他机型，都只是“战斗云”网络环境中的一个传感器节点而已。这样一来，传统预警机的任务职能就遭到了消解。不过 ，除了预警机外，其他空中探测单元的功率和孔径实在是不够，对隐身目标的探测距离非常有限，所以只能靠大量前出部署来延伸防御纵深。

另外，虽然星载合成孔径雷达和红外预警卫星已经被广泛应用，但是与预警机功能类似的天基雷达探测技术难度非常之大。从2001年开始，美国开始天基雷达计划的研究，总项目预算达340亿美元，最终此天基雷达计划胎死腹中。其中规划的L波段天基雷达卫星居高临下固然可以有效探测隐形战机，不过其相控阵天线面积达100平方米，辐射功率需几十千瓦。而太阳能电池板的发电功率很难支撑供电需求，加之太空中雷达还要面临极端高温和极端低温的恶劣环境，其隔热散热系统的复杂度比气冷要复杂得多。其次由于天基预警雷达在地球背景下观测空间、空中、地面各种运动或静止的复杂目标， 杂波受到很高的卫星速度和地球自转的影响，杂波处理与机载平台差异很大。此外，为了保证长时间的持续监视能力，需要维持相当庞大的卫星星座。一个完全基于太空的雷达预警体系将是耗资巨大，建设周期漫长的。更不要说在实战需求层面，像空中指控与海上部队的实时联合作战这样的高复杂度任务，预警机的灵活机动部署与复杂环境适应性是卫星难以匹敌的。

回望历史，20多年前，美国阻挠以色列对华出售“费尔康”，却意外逼迫中国炼就了自主预警机的“金刚不坏之身”；20多年后，美军寄予厚望的“天基预警星座”和“联合全域指挥控制（JADC2）”深陷泥潭，而E-7A预警机的性能和产能使其更像是一块“补丁”，而非“王牌”。未来的空战将是算法的战争，是电磁频谱与认知域的对抗。在这场无声的巅峰对决中，中国预警机体系正以“计算阵列”为矛、“自主平台”为盾，在苍穹之上打造无法被切断的“杀伤链”。