說起預警機就不得不提它的核心技術——雷達。二戰期間，英國人建成了世界上最早的雷達網.在不列顛戰役中英國正是憑藉雷達打贏了空戰。
儘管如此，進攻方很快就學會了通過“低空飛行”躲避地面雷達的方法。這是因為地球表面是一個曲面，而且地形起伏，雷達波沿直線傳播，因此雷達的探測距離便受到了限制。
▲地球曲率使雷達波存在盲區
但如果讓雷達上天，那麼地面和水面上的目標在很遠的距離就能夠被發現了。沿著這個思路，1944年，美國軍方將雷達搬上TBM-3W轟炸機上，改裝成世界上第一架空中預警機——AD-3W復仇者。
就在解決雷達上天的問題沒多久，人們就發現了另一個棘手的難題，雷達上天，雖然能擴大探測區域，但是在探測低空飛行目標時，工作條件和環境都發生了根本性的變化。雷達從天上向下看，電磁波照射到目標的同時，也照射到了地面，這樣一來，地面反射回來的電磁波也會被雷達接收到，這就是地雜波。
▲目標信號會被地雜波掩蓋
而事實上雷達收到的地雜波強度比目標的回波大幾十萬倍、上百萬倍，因此雷達要看到的目標就被地雜波掩蓋掉了。那麼怎樣才能從如此強烈的地雜波中提取到飛機回波，發現目標呢？聰明的科研人員找到了一個解決方法，就是在預警機上安裝一種新型脈衝多普勒雷達。
▲多普勒雷達探測原理
當雷達每隔一定時間間隔發射一定頻率的電磁波對空搜索時，如果遇到活動目標，通常情況下，這個目標會存在與雷達接近或遠離的活動，因此從活動目標反射回雷達的電磁波頻率與發射波的頻率的變化，二者的差值就是多普勒頻率。根據多普勒頻率的大小，可以測出目標的速度；根據發射脈衝和接收的時間差，可以測出目標的距離，再用頻率過濾方法檢測目標的多普勒頻率曲線，濾除干擾雜波的譜線，把微弱的目標信號分離出來。
20世紀60至70年代，美國成功將這一技術應用到了E-2和E-3預警機上，使其具備了下視能力。
E-2“鷹眼”預警機1965年開始服役，是目前世界上唯一的艦載空中預警機。E-2C型是E-2系列的成熟型，機組成員5名，採用高單翼結構設計，垂直安定面有四片，其中最靠外側的兩面延伸到水平安定面的下方。
兩邊機翼上各有一具渦輪螺旋槳發動機，驅動4片或8片槳葉的螺旋槳。它的雷達天線安裝在直徑達7.31米的扁形旋轉罩內，為了減少佔用航母機庫的空間，這個圓盤狀雷達天線罩還可以向下收縮0.6米。
E-2C的預警雷達使用的時候整個雷達罩以每分鐘6轉的速度旋轉，監控360度各方向空域，可以搜索和跟蹤400千米外、飛行高度為300到30000米的飛機，或搜索和跟蹤距離為270千米、高度為160到280米、雷達反射面積小於1平方米的巡航導彈。E-2C可以同時監視、跟蹤200個目標，引導指揮100架戰鬥機執行空中攔截任務。
▲E-3“望樓”
與E-2“鷹眼”不同，E-3“望樓”擺脫了航母的限制，採用民航客機波音-707為載機平臺，以安裝更多的設備來大幅提高預警機的性能。E-3預警機機組成員多達23名，相比於E-2C，它更好地解決了陸上遠距離下視探測目標的難題。
▲E3雷達探測原理
由於陸地對雷達波的反射比海面強幾十、幾百倍。一座E-3機背上的雷達相當於四十個地面雷達站的效率。E-3A的雷達天線裝在一個直徑9.14米能旋轉的扁圓型天線罩中，比E-2C擁有更良好的下視能力和抗雜波干擾能力。
旋轉雷達罩由液壓裝置驅動，雷達不工作時，每分鐘旋轉1/4圈，以保持軸承的潤滑。雷達工作時每分鐘旋轉6圈。E-3A對低空探測目標達到370公里，可以同時跟蹤600批目標，引導截擊100批目標。也就是說，E-2C和E-3A一樣，雷達波束旋轉一圈時間固定，也就是10秒鐘。如果發現一個威脅目標，下次再看到還需要10秒鐘。
▲空警2000預警機
1991年海灣戰爭期間，預警機為奪取制空權起到了關鍵作用。美國動用27架E-2C和11架E-3預警機參戰。共出動1631架次，累積飛行10246小時，平均每天指揮2000多架次飛機，一面為戰機實施雷達探測、目標指示，一面對空中作戰行動進行協調、指揮與控制，多國部隊的參戰飛機未損失一架，而伊拉克空軍被擊落40多架，在戰場上幾乎只有捱揍的份，讓世界再次看到了預警機在現代空戰中的威力。
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