基于自然辯證性思想的雷達防御原理課程思政探析

鄧兵 黃勇 金丹 張財生

摘? 要：立德樹人是教育的根本任務，每門課、每位教師都有育人的職責和使命。雷達防御原理作為一門思想政治教育隱性課程，引入思政元素，并不是要增設內容或新的活動，而是將相關的思想政治教育融入授課環節，與顯性課程同向同行，構建全課程育人格局。該文對雷達防御原理的課程思政可行性作簡要分析，并結合自然辨證性思想探討該課程的思政引入元素，可為專業課程思政提供參考，開拓思路。

關鍵詞：課程思政;雷達防御;自然辯證法;對立統一;思政元素

中圖分類號：G641? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）08-0193-04

Abstract： As the fundamental task of education， every course and every teacher has the responsibility and mission of educating people. As a hidden course of ideological and political education， "Radar Defense Principle" introduces ideological and political elements， not to add content or new activities， but to integrate relevant ideological and political education into the teaching link， go in the same direction as the explicit course， and build the pattern of education of the whole course. This Paper makes a brief analysis of the ideological and political feasibility of the course "Radar Defense Principle"， and discusses the ideological and political elements of the course in combination with the natural dialectic thought， which can provide a reference for the professional course of ideological and political thinking and open up new ideas.

Keywords： curriculum ideology and politics; Radar Defense; dialectics of nature; unity of opposites; ideological and political elements

2014年，習近平總書記在第二十三次全國高等學校黨的建設工作會議上強調，“辦好中國特色社會主義大學，要堅持立德樹人，把培育和踐行社會主義核心價值觀融入教書育人全過程”。2016年，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上再次強調，“要用好課堂教學這個主渠道，思想政治理論課要堅持在改進中加強……使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應”[1]。在這一背景下，上海市各高校探索將馬克思主義理論貫穿教學和研究的全過程，挖掘各類課程的思想政治教育資源。2017年6月，教育部召開了高校思想政治理論課教學質量年上海調研片會暨高校課程思政現場推進會，大會肯定了上海課程思政改革的樣板效應，并提出制定專業課育人教學規范和評價標準，編制課程教學指南，推廣試點經驗。從2017年下半年開始，課程思政開始在全國更大范圍內推廣和踐行。課程思政的理念雖然近幾年才正式提出，但黨中央一直高度重視對學生的思想政治教育，并經歷了從政治與思想教育、學科德育到課程思政的發展階段。課程思政就是將高校思想政治教育融入課程教學的各環節、各方面，實現立德樹人、潤物無聲。可把高校所有課程劃分為思想政治教育顯性課程和隱性課程，強化顯性思政，細化隱性思政，構建全課程育人格局[2]。雷達防御原理作為一門專業課程，技術性強，屬于隱性課程范疇，因此，在課程思政方面應該發揮深化和拓展作用，在知識傳授中強調價值引領。

一? 雷達防御原理課程思政的可行性

2017年12月，教育部印發的《高校思想政治工作質量提升工程實施綱要》中指出，要構建課程育人體系，推動以課堂思政為目標的課堂教學改革，梳理各門專業課所蘊含的思想政治教育元素和所承載的教育功能，融入課堂教學各環節，實現思想政治教育與知識體系教育的有機統一。這也為專業課如何進行課程思政指明了方向。

雷達防御原理課程教學的目標之一就是要培塑學生探究精神、創新精神和科學素養，養成實事求是的科學態度，而科學發展總是量變和質變、積累和革命的辯證統一。雷達就是無線電理論研究和應用領域眾多成果積累的產物。1820年，奧斯特發現了電磁現象;之后，法拉第建立起電與磁的關系;1865年，麥克斯韋爾從理論上預言了電磁波的存在;1887年，赫茲實驗證明了電磁波的存在，并發現電磁波在傳播過程中會被反射，這也正是雷達的工作原理。1904年，候斯美爾發明了利用無線電回波進行探測的裝置，用于海上船舶防撞。1935年，沃森瓦特發明了第一臺實用雷達，用于對空預警探測。雷達從理論到實物的發展歷程就充分體現了自然辯證法的量變質變規律。伴隨著雷達的誕生而來的就是破壞雷達正常工作效能發揮的研究與實踐。1943年，英國在轟炸德國漢堡時首次投放金屬箔條，驗證了無源干擾有效性;1944年，盟軍在諾曼底登陸戰役中，綜合運用了機載、艦載、地基等多種平臺的有源/無源的壓制/欺騙干擾，對戰役的勝利起到了關鍵性的作用。當然，有矛就有盾。1938年，英國就在干擾試驗中采用了改換雷達工作頻率的防御措施。第四次中東戰爭初期，埃及采用SAM-6等新型導彈，其炮瞄雷達頻率超出了以色列偵察裝備的頻率范圍，使得以色列無法對埃及的防空導彈系統采取有效的對抗措施，造成戰爭初期以色列飛機損失巨大[3]。但是，隨著埃及新型防空武器的輻射信息和相關參數被以色列偵察而暴露，又沒有做出相應的改進和調整，從而導致戰場主動權的喪失和最終的戰爭失敗。可見，雷達的偵察與反偵察、干擾與反干擾、摧毀與反摧毀推動著雷達系統性能的螺旋式上升，這也體現了自然辯證法的否定之否定規律。雷達防御原理課程講述的就是基于雷達這一信息平臺的攻防對抗知識，包含有很多強對抗條件下的雷達對抗與反對抗原理和技術，既反映了信息科學技術的飛速發展，也能體現攻防雙方的對抗博弈。這些內容都為前述教學目標的實現和課程思政的設計提供了著眼點。

二? 自然辨證性思想起源及其在中國的發展

自然辯證法，是馬克思主義的自然觀和自然科學觀的反映，體現了馬克思主義哲學的世界觀、認識論、方法論的統一，是馬克思主義哲學的一個組成部分。馬克思主義的自然辯證法是在19世紀自然科學發展的基礎上建立起來的，始于19世紀40年代。恩格斯把自然科學所揭示的自然界的辯證法同自然科學認識發展和研究方法的辯證法聯系起來研究，指出辯證法是唯一的、最高度地適合于自然觀的這一發展階段的思維方法。馬克思論述了自然科學和技術在現代生產和現代社會中的作用。

在中國，自然辯證法隨著恩格斯《自然辯證法》中譯本于1929年的出版而逐漸傳播開來。毛澤東同志的哲學著作《實踐論》和《矛盾論》在中國的自然辯證法研究中發揮了重要作用。《矛盾論》指出事物的矛盾法則，對立統一的法則，是唯物辯證法最根本的法則。《實踐論》論述了實踐與認識的關系，指出真理的標準只能是社會實踐。改革開放以來，我們黨對社會主義現代化建設規律的認識進一步深化，在黨的十七屆三中全會明確地提出了科學發展觀。在黨的第十九次全國代表大會上將習近平新時代中國特色社會主義思想寫入了黨章，該思想是馬克思主義中國化最新成果，是全黨全國人民為實現中華民族偉大復興而奮斗的行動指南，必須長期堅持并不斷發展。

三? 自然辨證性思想體現

自然辯證性思想體現為三大規律，即對立統一規律、否定之否定規律和量變質變規律。對立統一規律亦稱矛盾規律，任何領域、任何事物內部以及事物之間都包含著矛盾。事物發展的根本原因就在于事物內部的矛盾性。事物的性質主要是由取得支配地位的矛盾主要方面決定。矛盾雙方的統一與斗爭，推動著事物的運動、變化和發展。否定之否定規律揭示了事物發展的前進性與曲折性的統一，表明了事物的發展不是直線式前進而是螺旋式上升的。其整個發展過程就是該規律的本質體現，經歷了肯定（A）、否定（B）、否定之否定（新現象，非A非B）的過程。量變質變規律揭示了事物因矛盾引起的發展過程和主要矛盾發生變化的特點。量變是質變的必然準備，質變是量變的必然結果。“千里之堤潰于蟻穴”就是該規律的一種體現。對立統一規律揭示了事物客觀存在的特點，否定之否定規律解釋了矛盾運動過程的特點，量變質變規律揭示了事物發展變化形式上的特點。

四? 雷達防御中的自然辨證性思想體現

自然辯證法的發展同自然科學的發展緊密聯系。自然界本身的辯證法是通過自然科學和技術的發展日益被揭示出來的，兩個方面的研究密切相聯，不可分割。20世紀自然科學的突飛猛進，極大地擴大和加深了人類對自然界的認識，也更加證明了自然辯證法的科學性。雷達作為一種全天候預警探測手段，誕生于第二次世界大戰，其后更是發展成為現代軍事信息系統核心。因此，在雷達防御原理的課程教學中不可避免地會碰到自然辯證法中對立統一規律、否定之否定規律的體現。

（一）? 距離分辨力和最大作用距離間的矛盾

雷達是英文單詞“Radar”的音譯，而“Radar”源于英文“radio detection and ranging”的縮寫，意思就是“無線電探測和測距”。可見，測距是雷達的最初功能，也是基本功能。測距方面最重要的兩個指標就是距離分辨力和最大作用距離。

距離分辨力ΔR是指同一方向上兩個大小相等的點目標之間的最小可區分距離，其計算公式可簡寫為[4]

ΔR=c·τ/2，

式中：c表示光速，τ表示脈沖的時域寬度。要提高距離分辨力往往需要減小脈沖寬度τ。但是減小脈沖寬度τ又會造成發射信號能量Et（Et=Pt×τ，Pt表示發射功率）的降低，從而導致最大作用距離Rmax的減小

，

式中：k為玻爾茲曼常數，T0表示標準室溫，Fn表示接收機噪聲系數，D0表示表示檢測因子，CB表示帶寬校正因子，L表示損失系數。從上式可以看出，最大作用距離與發射信號能量成正比;而在發射功率不變的條件下，發射信號能量與發射脈沖的持續時長（即脈沖寬度τ）有關，且隨著發射脈沖寬度τ的增大而增大。也就是說，為了提升發射信號能量，又需要采用大的脈沖寬度。

由此可見，僅通過調節時域參數（發射脈沖寬度τ）是無法做到同時提升距離分辨力和最大作用距離。不過，我們也知道信號的時域和頻域參數是能夠相互影響的。時域脈寬越寬，則頻域帶寬越窄，反之亦然。既然我們希望通過發射較大脈寬的信號來提升最大作用距離，那么能否在保持發射信號是寬脈沖條件下，通過增加頻域帶寬，來得到窄脈寬的高距離分辨力效果呢？答案是肯定的，這也就是脈沖壓縮技術的基礎。脈沖壓縮體制的雷達對發射脈沖采用大的時域脈寬以保證最大作用距離，而在接收回波信號時，通過匹配濾波處理，能夠將時域寬脈沖“壓縮”成時域窄脈沖來解決上述矛盾。同時，該技術也在一定程度上提升了雷達的反壓制干擾和抗偵察截獲能力。

（二）? 天線波束設計使用中搜索能力和測角性能的矛盾

天線方向圖是天線對不同角度入射/輻射信號的增益響應，也就是對不同角度入射/輻射信號的放大倍數。方向圖中一般包含有主瓣（主波束）和副瓣，相應的天線參數有：主瓣寬度θ、主瓣增益Gm、副瓣增益Gs等。主瓣是天線能量最集中的區域，也是天線期望的工作區域，而副瓣往往是天線不需要的工作區域。主瓣寬度θ就是對天線主瓣在空間分布上的度量，一般用主瓣增益在空間分布上從最大值衰減3 dB所覆蓋的角度來表示，也稱為3 dB寬度。根據主瓣形狀，又可區分為扇形波束、針狀波束等[4]。

不同形狀的波束對主瓣寬度的要求也不一樣，使用特點也完全不一樣。扇形波束的水平面和垂直面內的主瓣寬度有較大差別，采用的空間掃描方式一般為圓周掃描或扇掃。當需要在水平面觀測目標，則主瓣在垂直面內寬度很寬，水平面內很窄，保證方位角有較高的測角精度和分辨力，同時保證監視較大的仰角空域。此時，天線主瓣在水平面內作360°圓周運動。若需要對某一區域仔細觀察，則在所需方位角范圍內往復運動，即扇掃。如果天線是用于測高雷達，則正相反，主瓣在垂直面內寬度很窄，水平面內很寬。工作時，主瓣在水平面內做緩慢圓周運動，同時在一定的仰角范圍內作快速扇掃。而針狀波束的水平面和垂直面寬度都很窄，能夠同時測量目標的距離、方位和俯仰角，且方位和俯仰的分辨力和精度都較高，但是由于其主瓣寬度小、波束窄，掃描完一定空域所需的時間較長，也就是雷達的搜索能力較差。

（三）? 空域對抗中天線窄主瓣和低副瓣的矛盾

窄主瓣就是小的主瓣寬度，低副瓣就是小的副瓣增益。從上小節內容可以知道：當需要高精度的角度分辨時，往往需要減小主瓣寬度θ。而主瓣寬度的減小還會具備如下優勢[5]。①能夠增大雷達的自衛距離尤其是在對抗分布式多干擾源的情況。這是因為隨著主瓣寬度的減小，主瓣變窄，分布式多干擾源由于其空間分布的分散導致其通過雷達天線主瓣進入雷達接收機的能量會減小。也就是說，這種情況下雷達接收能夠得到更大的信干比，從而增大其自衛距離。②提高雷達的角分辨力，增強雷達的抗截獲能力。這是因為窄主瓣使得雷達輻射能量在空間分布上相對集中，會造成對方偵察接收天線波束在空間上與雷達發射主瓣相重合的概率降低，從而減小雷達信號的被截獲概率。從以上分析可以看出，在窄主瓣條件下，為保證偵察截獲概率不降低，偵察方往往就需要考慮從雷達的副瓣輻射信號入手進行截獲，因此，減小副瓣增益G，也就是降低雷達天線副瓣的輻射信號能量，則可以在對方偵察天線截獲雷達副瓣輻射信號時，降低偵察天線截獲的副瓣信號能量，減小偵察截獲成功率，從而提高雷達的反偵察能力，也通過減小其可能獲得的雷達先驗信息，為對方采取匹配的干擾方式制造困難。因此，從天線波束設計上希望能夠得到窄主瓣和低副瓣的天線方向圖。但是對于多陣元陣列來說，往往壓低副瓣增益就會造成主瓣寬度的展寬。因此，在雷達系統設計中必須折中確定這兩個參數值，尋求雷達系統的整體性能保證。

（四）? 最大不模糊徑向速度和最大不模糊距離間的矛盾

雷達測速是利用的電磁波多普勒效應，即雷達發射信號頻率與運動目標的反射回波頻率相差一個多普勒頻移fD

fD=2v/λ，

式中：λ表示波長，v表示目標相對雷達的徑向速度。對于既能測速又能測距的相參脈沖雷達，原則上的最大不模糊徑向速度vmax應為[6]

vmax=±λ·fPRF/4，

式中：正負號分別表示速度方向是相向還是背向，fPRF表示脈沖重復頻率。所謂最大不模糊徑向速度就是說只要目標相對雷達的徑向速度不超過vmax，則利用多普勒效應測量得到的徑向速度具有唯一性，反之，就會存在多值可能，這時測量得到的目標徑向速度不唯一。從上式可以看出，最大不模糊徑向速度的絕對值與脈沖重復頻率成正比。

類似地，最大不模糊距離Rmax是指目標距離雷達不超過Rmax時，雷達測量得到的目標距離是唯一的，反之，則不唯一。最大不模糊距離Rmax的表達式如下

Rmax=。

從上式可以看出，最大不模糊距離與脈沖重復頻率成反比。綜合上兩式，可以得到

vmax Rmax=±。

可以看出，對于給定波長，最大不模糊徑向速度和最大不模糊距離的乘積是定值。因此，通過增大脈沖重復頻率來提高最大不模糊徑向速度則將減小最大不模糊距離，反之亦然。

（五）? 反隱身的米波雷達

米波雷達，其頻段30～300 MHz，波長為1～10 m，屬于長波雷達。第一部實用雷達——英國的“本土鏈”對空警戒雷達所用的頻率就是22～28 MHz，極為靠近米波頻段。到了20世紀50年代，米波雷達已經成為各國防空網的主流雷達。但是隨著技術的進步和對測量精度的需求提高，米波雷達由于探測精度和分辨率不高，一度淪為簡單和落后雷達的代名詞不受重視，20世紀90年代在大多數國家只是作為補充的探測手段。與之形成鮮明對比的是以分米波和厘米波為代表的微波雷達，因為其有著非常好的精準度，而且體積小、不容易受到地面的干擾，因而成為了雷達領域的研究熱點。不過也正因為其主流地位，所以隱身技術都有針對性地對抗微波雷達探測，反而使得米波雷達成為了現有隱身技術的盲點[7]。1999年，一架美軍F-117隱身飛機被南聯盟的P18防空預警雷達成功鎖定并擊落，而P18雷達就是車載米波雷達。這一戰果使得米波雷達因其反隱身特性而重新獲得了重視。我國于2012年定型生產了“反隱身米波雷達”，并在2013年探測到美軍F-22隱身戰斗機。米波雷達發展歷程的起起伏伏體現了否定之否定規律。

五? 結束語

課程思政作為立德樹人這一教育根本任務在每門課程上的具體體現，已在全國高校得到了廣泛的探索和實踐。本文首先分析了雷達防御原理開展課程思政的可行性，發現該門專業課進行課程思政的切入點可以是自然辯證性思想。然后，在自然辯證性思想的簡要闡述基礎上，進一步探討了雷達防御原理進行課程思政的若干具體內容元素，為建立雷達防御原理課程的完整思政體系奠定了基礎。

參考文獻：

[1] 教育部課題組.深入學習習近平關于教育的重要論述[M].北京：人民出版社，2019.

[2] 陳華棟.課程思政：從理念到實踐[M].上海：上海交通大學出版社，2020.

[3] 張永順，童寧寧，趙國慶.雷達電子戰原理[M].3版.北京：國防工業出版社，2020.

[4] 丁鷺飛，耿富錄，陳建春.雷達原理[M].5版.北京：電子工業出版社，2013.

[5] 王滿玉，程柏林.雷達抗干擾技術[M].北京：國防工業出版社，2016.

[6] VICTOR C C，DAVID T，WILLIAM J M.雷達微多普勒特征處理及應用[M].王建明，金林，譯.北京：國防工業出版社，2020.

[7] 張友益，徐才宏.雷達對抗及反對抗作戰能力評估與驗證[M].北京：國防工業出版社，2019.

基金項目：2019年山東省高等學校青創科技支持計劃“MIMO陣列雷達多維信號處理關鍵技術研究”（2019KJN026）

第一作者簡介：鄧兵（1975-），男，漢族，湖南衡陽人，博士，副教授。研究方向為雷達防御原理教學、非平穩信號處理。