国防军工：雷达电子行业专题报告-军队信息化核心系统，数字相控阵已成方向

请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明1 行业研究/行业专题报告 2022年10月20日 军队信息化核心系统，数字相控阵已成方向 领先大市-A(维持) 雷达电子行业专题报告 国防军工 国防军工板块近一年市场表现 首选股票 评级 300593.SZ 新雷能 买入-A 688375.SH 国博电子 增持-A 688439.SH 振华风光 增持-A 相关报告： 【山证国防军工】俄乌开战半年度阶段总结-俄乌战场态势定期更新2022.9.23 分析师：骆志伟 执业登记编码：S0760522050002邮箱：luozhiwei@sxzq.com 投资要点： 雷达因军事应用而生，数字技术、计算机以及天线技术等诸多先进技术的应用促进了雷达系统的快速发展。雷达由于二战军事上的迫切需求，获得了实质的应用和发展，后来随着数字技术和计算机的应用，雷达体积不断缩小，性能不断提升，处理能力不断增强，最终实现覆盖海、陆、空、天各种承载平台的广泛应用。发展至今，连续波雷达和脉冲多普勒雷达是雷达发展史中非常典型和重要的雷达体制。 相控阵雷达是雷达未来发展的主流方向。采用相控阵天线是相控阵雷达的核心特征，相控阵天线通过控制阵元相位而具备了快速扫描和多波束形成的能力，这是相控阵雷达具备诸多技术特点的基础。有源相控阵雷达是未来相控阵雷达发展的重要方向，其中T/R组件是有源相控阵雷达天线最关键的部分，也是价值量占比最高的部分。 雷达导引头是雷达技术在制导方面的应用，有源相控阵雷达导引头是雷达导引头的未来发展方向。导引头是导弹的“眼睛”，决定了导弹的打击精度，雷达导引头可全天时全天候使用，探测距离远，因此得到广泛应用。相控阵雷达导引头具备相控阵雷达系统的特有优点，但导弹弹体过于狭小的空间对雷达半导体材料和集成技术提出了更为苛刻的要求，随着第三代半导体器件的应用和先进集成技术的发展，研发小型化、低功耗的有源相控阵雷达导引头的时机已成熟。 军用雷达电子产业链是配套产业链。上游主要是通用性较强的原材料和电子元器件，而中下游的大部分组件/模块、子系统和整机行业壁垒较高，配套关系较为固定，主要由军工集团及其下属子公司和研究所进行配套。 重点公司关注：重点推荐国博电子、新雷能和振华风光。国博电子整合中国电科五十五所资源，是国内面向各军工集团销量最大的有源相控阵T/R组件研发生产平台，定型产品多，具备技术和市场优势，标的稀缺性强。新雷能在导弹电源、雷达电源、航天产品电源领域具有核心技术优势，在新型重点型号战术及战略导弹、雷达等电子设备电源产品领域占比较高，随着这些总体类产品进入大批量生产时期，该类产品业绩进入高速成长期。振华风光的放大器系列产品在高可靠放大器领域处于领先地位，公司募资建设晶圆制造线，转型IDM经营模式，市场竞争力持续增强，受装备更新换代加速及国产化替代需求的影响，下游需求旺盛，公司业绩有望持续快速增长。风险提示：相控阵雷达更新换代速度不及预期；客户集中度较高的风险；若有涉及到采购、接装等部门的突发性事件影响，军工企业业绩可能低于预期。 目录 1.雷达早期发展5 1.1连续波雷达7 1.2脉冲多普勒雷达9 2.相控阵雷达：雷达未来发展的主流方向13 2.1相控阵天线是相控阵雷达的核心13 2.2相控阵雷达的发展与应用14 2.3有源相控阵雷达的组成17 3.雷达导引头：雷达技术的制导应用19 3.1导引头是导弹的“眼睛”19 3.2雷达制导系统分类以及相应的雷达导引头特点21 3.3相控阵雷达导引头发展26 4.军用雷达电子产业链及相关标的28 5.投资建议31 5.1国博电子：相控阵T/R组件龙头31 5.2新雷能：特种电源领先者31 5.3振华风光：深耕军用模拟集成电路市场32 6.风险提示33 图表目录 图1：雷达基本组成框图5 图2：MIM-23HawkHPIR（AN/MPQ-46）8 图3：半主动雷达制导导弹寻的制导图9 图4：AN/SPG-629 图5：苏-27的RLPK-27雷达的卡塞格伦天线12 图6：AWG-9平面缝隙阵天线12 图7：AN/MPQ-53C波段多功能相控阵雷达13 图8：相控阵天线波束控制原理图13 图9：相控阵雷达发展脉络14 图10：无源和有源相控阵雷达结构16 图11：有源相控阵雷达无线收发系统结构示意17 图12：雷达信号处理板卡17 图13：典型有源相控阵T/R组件工作原理示意图18 图14：T/R组件实物图（双面）18 图15：“战斧”巡航导弹总体组成示意图19 图16：制导系统和控制系统关系19 图17：Kh-35反舰导弹的雷达导引头20 图18：R-27R/ER、R-77及R-27EA雷达导引头20 图19：导弹电源系统组成框图21 图20：无线电指令制导原理图22 图21：雷达自动寻的制导原理图22 图22：Kh-31P反辐射导弹的导引头23 图23：乌克兰米格-29发射AGM-88反辐射导弹23 图24：日本AAM-4B空空导弹26 图25：俄罗斯K-77M相控阵导引头26 图26：军用雷达产业链28 表1：军用雷达按照功能分类5 表2：雷达系统分类6 表3：雷达频段的应用6 表4：AN/SPG-62装备情况9 表5：脉冲多普勒雷达的应用和要求10 表6：美军主要型号机载脉冲多普勒雷达主要战术及技术指标10 表7：采用不同天线形式的脉冲多普勒机载火控雷达的情况列表12 表8：相控阵雷达主要技术特点说明13 表9：典型地基相控阵雷达系统15 表10：典型舰载相控阵雷达系统15 表11：主要机载相控阵雷达列表15 表12：有源相控阵雷达、无源相控阵雷达和机械扫描雷达主要能力表17 表13：导弹构成部分及其功能组成和分类19 表14：不同类型导引头主要特点说明23 表15：使用不同雷达制导系统的导弹实例23 表16：有源相控阵雷达导引头战术特点说明26 表17：雷达产业相关上市公司梳理28 表18：重点推荐公司盈利预测及估值32 1.雷达早期发展 雷达是利用目标对电磁波的反射现象来发现目标并测定目标参数的一种电子设备。雷达发射电磁波照射目标，通过接收处理目标反射的回波信号，可得到目标的距离、角度和速度信息，当雷达具有足够高分辨力时还能识别目标的尺寸和形状等特征。通常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。发射机的作用是产生雷达信号；天线的主要作用是发射和接收雷达信号；接收机的主要作用是将微弱的回波信号放大到足以进行信号处理的电平；信号处理机的主要作用是消除不需要的信号及干扰，从而通过或加强所关注目标产生的回波信号；数据处理机主要实现数据记录、自动跟踪、目标识别等功能。 图1：雷达基本组成框图 资料来源：雷电微力招股说明书，山西证券研究所 雷达是防空和作战系统的重要组成部分。雷达在军事和民事领域都有广泛应用，但本文主要关注于军用雷达，军用雷达在探测距离、测量精度、分辨力及抗干扰等方面远高于民用雷达，更能代表雷达的发展水平。雷达在军事方面实现的主要任务包括搜索警戒、跟踪、侦察及校射。搜索警戒是指在尽可能大的空域范围内及早发现远距离的军事目标；跟踪是指对目标进行精密跟踪，为武器系统提供连续、精确的目标坐标参数及运动轨迹，引导武器系统对目标进行拦截和摧毁；侦察是指侦测敌方所处距离、方位及动态；校射是指测定己方炮弹的弹着点坐标，以校准火炮的设计。 表1：军用雷达按照功能分类 功能分类 主要类型 搜索警戒雷达 二维搜索雷达、机载预警雷达、弹道导弹预警雷达、超视距雷达等 跟踪雷达 炮瞄雷达、制导雷达、截击雷达、精密跟踪测量雷达、轰炸瞄准雷达、雷达引信等 侦察、校射雷达 战场监视雷达、炮位侦察校射雷达、侦察与地形显示雷达 资料来源：《雷达原理（第6版）》，山西证券研究所 雷达系统的分类比较复杂，除了按照功能分类外，还可以按照雷达承载平台、雷达信号形式、雷达信号处理方式、雷达天线波束扫描方式、测量的目标参数、工作频段等进行划分。 表2：雷达系统分类 分类方式 类型 承载平台 地面雷达、机载雷达、舰载雷达、弹载雷达、星载雷达等 雷达信号形式 脉冲雷达、连续波雷达 雷达信号处理方式 各种分集（频率、极化等）雷达、动目标显示雷达、动目标检测雷达、脉冲压缩雷达、脉冲多普勒雷达、合成孔径雷达 天线波束扫描方式 机械扫描雷达、相控阵雷达、频率扫描雷达 测量的目标参数 两坐标雷达、三坐标雷达、测高雷达、测速雷达 频段名称 频率 波长 国际电信联盟分配 的雷达频段 应用 HF 3-30MHz 100-10m 超远程监视。利用电离层的折射效应，具有超远程作用距离（数千千米）。空间分辨力机精度较低。常用于超视距雷达 VHF 30-300MHz 10-1m 138-144MHz216-225MHz 远程视线监视（200-500km）。具有中等分辨力及精度，无气象效应。适用于机载预警雷达（AEW），探地雷达等 UHF 300-1000MHz 100-30cm 420-450MHz850-942MHz L 1-2GHz 30-15cm 1215-1400MHz 远程监视。具有中等分辨力，适度的气象效应。适用与对空监视雷达，如航路监视雷达等 S 2-4GHz 15-7.5cm 2300-2500MHz2700-3700MHz 中程监视（约100-200km）和远程跟踪（50-150km）。具有中等精度，在雪或暴雨情况下有严重的气象效应。适用于机场监视雷达、气象雷达等 C 4-8GHz 7.5-3.75cm 5250MHz-5925MHz 近程监视、远程跟踪与制导。具有高精度，在雪或中雨情况下有更严重的气象效应。目前雷达应用该频段的较少 X 8-12GHz 3.75-2.5cm 8500-10680MHz 晴朗天气或小雨情况下的近程监视。晴朗天气情况下的高精度远程跟踪，在降雨条件下降为中程和近程（25-50km）跟踪。该波段为目前应用最广泛的雷达频段，适用于军用机载雷达、合成孔径雷达、民用航海雷达、机载多普勒导航雷达、RTMS交通监测雷达等 Ku 12-18GHz 2.5-1.7cm 13.4-14.0GHz15.7-17.7GHz 近程跟踪和制导（0-25km）。用于天线尺寸受限且不需要全天候工作情况。适用于云雨层以上个高度的军用机载雷达。 K 18-27GHz 1.7-1.1cm 24.05-24.25GHz Ka 27-40GHz 1.1-0.75cm 33.4-36GHz V 40-75GHz 0.75-0.4cm 59-64GHz 当必须避免在较远距离上信号被截获时，用于很近距离跟踪 W 75-110GHz 0.4-0.27cm 76-81GHz 92-100GHz 很近距离跟踪和制导（2-5km） mm 110-300GHz 27-1mm 126-142GHz 很近距离跟踪和制导（<2km）。用于雷达导引头、低空火控 资料来源：《雷达技术与系统（第2版）》，《雷达原理（第6版）》，山西证券研究所表3：雷达频段的应用 144-149GHz231-235GHz238-248GHz 雷达 资料来源：《雷达原理（第6版）》，山西证券研究所 雷达系统的作用和性能是由一系列技术战术指标来描述的，战术指标反映了雷达的用途和能力，往往决定了雷达各分机及系统总的技术指标。雷达的主要战术指标包括威力范围、测量精度、分辨力（距离分辨力、角分辨力、速度分辨力）、数据率、抗干扰能力及工作可靠性等。雷达的主要技术指标包括工作频率 （波长）及带宽、发射功率和调制波形、脉冲宽度、重复频率、天线波束形状、天线扫描方式及接收机灵敏度等。 雷达最初主要用于军事目的，20世纪40年代第二次世界大战加速了雷达的应用和发展，20世纪50年代是雷达理论与实践结合发展的重要时期，40年代发展起来的单脉冲原理成功应用于美国AN/FPS-16跟踪雷达，脉冲压缩原理开始应用于雷达发射系统，20世纪60年代机载动目标显示雷达应用于美国海军的E-2A预警机，探测