雷达
鸟类百科
雷达概念形成于20世纪初。雷达是英文radar的音译，为Radio Detection And Ranging的缩写，意为无线电检测和测距，是利用微波波段电磁波探测目标的电子设备。
雷达 简介
雷达雷达（radar)是利用微波波段电磁波探测目标的电子设备。发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至雷达的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。电磁波同声波一样，遇到障碍物要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的。波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强，因此，雷达用的是微波波段的无线电波。雷达是英文RADAR(Radio Detection And Ranging)的译音，意为“无线电检测和测距”。雷达的优点是白天黑夜均能检测到远距离的较小目标，不为雾、云和雨所阻挡。雷达是现代战争必不可少的电子装备。它不仅应用于军事，而且也应用于国民经济（如交通运输、气象预报和资源探测等）和科学研究（如航天、大气物理、电离层结构和天体研究等）以及其他一些领域。
雷达 组成
各种雷达的具体用途和结构不尽相同，但基本形式是一致的，包括五个基本组成部分:发射机、发射天线、接收机、接收天线以及显示器。还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。雷达 原理
雷达所起的作用和眼睛相似，当然，它不再是大自然的杰作，同时，它的信息载体是无线电波。 事实上，不论是可见光或是无线电波，在本质上是同一种东西，都是电磁波，传播的速度都是光速C,差别在于它们各自占据的波段不同。其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，
雷达距离变化率或径向速度、方位、高度等)。测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成目标的精确距离。
测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。
测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同，两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时，雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。
雷达 无线电波
无线电波无线电波雷达有一个特制的可以转动的无线，它能向一定的方向发射不连续的无线电波。每次发射的时间约为百万分之一
秒，两次发射的时间间隔大约是万分之一秒，这样，发射出去的无线电波遇到障碍物时，可以在这个时间间隔内反射回来被无线接收。
根据公式2S=ct来确定障碍物的距离S，再根据发射无线电波的方向和仰角，便可以确定障碍物的位置了。
利用雷达可以探测飞机、舰艇、导弹以及其他军事目标，除了军事用途外，雷达在交通运输上可以用来为飞机、船只导航，在天文学上可以用来研究星体，在气象上可以用来探测台风，雷雨，乌云。
雷达 种类
雷达雷达种类很多，可按多种方法分类：
（1）按定位方法可分为：有源雷达、半有源雷达和无源雷达。
（2）按装设地点可分为；地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。
（3）按辐射种类可分为：脉冲雷达和连续波雷达。
（4）按工作被长波段可分：米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其它波段雷达。
（5）按用途可分为：目标探测雷达、侦察雷达、武器控制雷达、飞行保障雷达、气象雷达、导航雷达等。
相控阵雷达是一种新型的有源电扫阵列多功能雷达。它不但具有传统雷达的功能，而且具有其它射频功能。有源电扫阵列的最重要的特点是能直接向空中辐射和接收射频能量。它与机械扫描天线系统相比，有许多显著的优点。
雷达 简史
雷达雷达的基本概念形成于20世纪初。但是直到第二次世界大战前后，雷达才得到迅速发展。早在20世纪初，欧洲和美国的一些科学家已知道电磁波被物体反射的现象。1922年，意大利G.马可尼发表了无线电波可能检测物体的论文。美国海军实验室发现用双基地连续波雷达能发觉在其间通过的船只。1925年，美国开始研制能测距的脉冲调制雷达，并首先用它来测量电离层的高度。30年代初，欧美一些国家开始研制探测飞机的脉冲调制雷达。1936年，美国研制出作用距离达40公里、分辨力为457米的探测飞机的脉冲雷达。1938年,英国已在邻近法国的本土海岸线上布设了一条观测敌方飞机的早期报警雷达链。
第二次世界大战期间，由于作战需要，雷达技术发展极为迅速。就使用的频段而言，战前的器件和技术只能达到几十兆赫。大战初期，德国首先研制成大功率三、四极电子管,把频率提高到500兆赫以上。这不仅提高了雷达搜索和引导飞机的精度，而且也提高了高射炮控制雷达的性能，使高炮有更高的命中率。1939年，英国发明工作在3000兆赫的功率，地面和飞机上装备了采用这种磁控管的微波雷达,使盟军在空中作战和空-海作战方面获得优势。大战后期，美国进一步把磁控管的频率提高到10吉赫，实现了机载雷达小型化并提高了测量精度。在高炮火控方面，美国研制的精密自动跟踪雷达SCR-584,使高炮命中率从战争初期的数千发炮弹击落一架飞机，提高到数十发击中一架飞机。
40年代后期出现了动目标显示技术，这有利于在地杂波和云雨等杂波背景中发现目标。高性能的动目标显示雷达必须发射相干信号，于是研制了功率、、前向波管等器件。50年代出现了高速喷气式飞机，60年代又出现了低空突防飞机和中、远程导弹以及军用卫星，促进了雷达性能的迅速提高。60～70年代，电子计算机、、和大规模数字集成电路等应用到雷达上，使雷达性能大大提高，同时减小了体积和重量，提高了可靠性。在雷达新体制、新技术方面，50年代已较广泛地采用了动目标显示、单脉冲测角和跟踪以及脉冲压缩技术等；60年代出现了；70年代固态相控阵雷达和脉冲多普勒雷达问世。
在中国，雷达技术从50年代初才开始发展起来。中国研制的雷达已装备军队。中国已经研制成防空用的二坐标和三坐标警戒引导雷达、地－空导弹制导雷达、远程导弹初始段靶场测量雷达和再入段靶场测量与回收雷达。中国研制的大型雷达还用于观测中国和其他国家发射的人造卫星。在民用方面，远洋轮船的导航和防撞雷达、飞机场的航行管制雷达以及气象雷达等均已生产和应用。中国研制成的机载合成孔径雷达已能获得大面积清晰的测绘地图。中国研制的新一代雷达均已采用计算机或微处理器，并应用了中、大规模集成电路的数字式信息处理技术，频率已扩展至毫米波段。
雷达 发展年表
1842年多普勒（Christian Andreas Doppler）率先提出利用多普勒效应的多普勒式雷达。
1864年马克斯威尔（James Clerk Maxwell）推导出可计算电磁波特性的公式。
1886年赫兹（Heinerich Hertz）展开研究无线电波的一系列实验。
1888年赫兹成功利用仪器产生无线电波。
1897年汤普森（JJ Thompson）展开对真空管内阴极射线的研究。
1904年侯斯美尔（Christian Hülsmeyer）发明电动镜（telemobiloscope），是利用无线电波回声探测的装置，可防止海上船舶相撞。
1906年德弗瑞斯特（De Forest Lee）发明真空三极管，是世界上第一种可放大信号的主动电子元件。
1916年马可尼（ Marconi）和富兰克林（Franklin）开始研究短波信号反射。
1917年沃森瓦特（Robert Watson-Watt）成功设计雷暴定位装置。
1922年马可尼在美国电气及无线电工程师学会（American Institutes of Electrical and Radio Engineers）发表演说，题目是可防止船只相撞的平面角雷达。
1922年美国泰勒和杨建议在两艘军舰上装备高频发射机和接收机以搜索敌舰。
1924年英国阿普利顿和巴尼特通过电离层反射无线电波测量赛层（ionosphere）的高度。美国布莱尔和杜夫用脉冲波来测量亥维塞层。
1925年贝尔德（John L. Baird）发明机动式电视（现代电视的前身）。
1925年伯烈特（Gregory Breit）与杜武（Merle Antony Tuve）合作，第一次成功使用雷达，把从电离层反射回来的无线电短脉冲显示在阴极射线管上。
1931年美国海军研究实验室利用拍频原理研制雷达，开始让发射机发射连续波，三年后改用脉冲波。
1935年法国古顿研制出用磁控管产生16厘米波长的撜习窖捌鲾，可以在雾天或黑夜发现其他船只。这是雷达和平利用的开始。
1936年1月英国W.瓦特在索夫克海岸架起了英国第一个雷达站。英国空军又增设了五个，它们在第二次世界大战中发挥了重要作用。
1937年马可尼公司替英国加建20个链向雷达站。
1937年美国第一个军舰雷达XAF试验成功。
1937年瓦里安兄弟（Russell and Sigurd Varian）研制成高功率微波振荡器，又称速调管（klystron）。
1939年布特（Henry Boot）与兰特尔（John T. Randall）发明电子管，又称共振穴磁控管（resonant-cavity magnetron ）。
预警雷达1941年苏联最早在飞机上装备预警雷达。
1943年美国麻省理工学院研制出机载雷达平面位置指示器，可将运动中的飞机柏摄下来，他胶发明了可同时分辨几十个目标的微波预警雷达。
1944年马可尼公司成功设计、开发并生产「布袋式」（Bagful）系统，以及「地毡式」（Carpet）雷达干扰系统。前者用来截取德国的无线电通讯，而后者则用来装备英国皇家空军（RAF）的轰炸机队。
1945年二次大战结束后，全凭装有特别设计的真空管──磁控管的雷达，盟军得以打败德国。
1947年美国贝尔电话实验室研制出线性调频脉冲雷达。
50年代中期美国装备了超距预警雷达系统，可以探寻超音速飞机。不久又研制出脉冲多普勒雷达。
1959年美国通用电器公司研制出弹道导弹预警雷达系统，可发跟踪3000英里外，600英里高的导弹，预警时间为20分钟。
1964年美国装置了第一个空间轨道监视雷达，用于监视人造地球卫星或空间飞行器。
1971年加拿大伊朱卡等3人发明全息矩阵雷达。与此同时，数字雷达技术在美国出现。
雷达 应用
雷达雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡，具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力。因此，它不仅成为军事上必不可少的电子装备，而且广泛应用于社会经济发展(如气象预报、资源探测、环境监测等)和科学研究(天体研究、大气物理、电离层结构研究等)。星载和机载合成孔径雷达已经成为当今遥感中十分重要的传感器。以地面为目标的雷达可以探测地面的精确形状。其空间分辨力可达几米到几十米，且与距离无关。雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面显示了很好的应用潜力。
雷达 发明
在本世纪30年代，无线电技术出现了重大的突破，那就是雷达的发明。雷达又称作无线电测位。是利用无线电波的反射，来测量远处静止或移动目标的距离和方位，并辨认出被测目标的性质和形状。
早在1887年，赫兹进行验证电磁波存在的实验时就曾发现：发射的电磁波会被一大块金属片反射回来，正如光会被镜面反射一样。
中国旋转雷达罩式预警机1897年夏天，在波罗的海的海面上，俄国科学家波波夫在“非洲号”巡洋舰和“欧洲号”练习船上直接进行5千米的通信试验时，发现每当联络舰“伊林中尉号”在两舰之间通过时，通信就中断，波波夫在工作日记上记载了障碍物对电磁波传播的影响，并在试验记录中提出了利用电磁波进行导航的可能性。这可以说是雷达思想的萌芽。
1921年业余无线电爱好者发现了短波可以进行洲际通信后，科学家们发现了电离层。短波通信风行全球。
1934年，一批英国科学家在R．W．瓦特领导下对地球大气层进行研究。有一天，瓦特被一个偶然观察到的现象吸引住了。它发现荧光屏上出现了一连串明亮的光点，但从亮度和距离分析，这些光点完全不同于被电离层反射回来的无线电回波信号。经过反复实验，他终于弄清，这些明亮的光点显示的正是被实验室附近一座大楼所反射的无线电回波信号。瓦特马上想到，在荧光屏上既然可以清楚地显示出被建筑物反射的无线电信号，那么活动的目标例如空中的飞机，不是也可以在荧光屏上得到反映吗?
根据上述的设想，瓦特和一批英国电机工程师终于在1935年研制成功第一部能用来探测飞机的雷达。后来，探测的目标又迅速扩展到船舶、海岸、岛屿、山峰、礁石、冰山，以及一切能够反射电磁波的物体。
当时研制雷达纯粹是为了军事需要，因此是在保密状态下进行的。实际上，几乎在同一时期，各国的科学家们都在保密的条件下独立地开展这方面的工作，都有杰出的代表人物。R．W瓦特只能说是在这方面已为大家知晓的代表人物而已。
到1939年为止，一些国家秘密发展起来的雷达技术已达到了完全实用的地步。就在这一年，爆发了第二次世界大战，这项新发明在二战中显示出了它的巨大威力。
无线电波的波段划分
展开收起 无线电波一般指波长由100,000米到0.75毫米的电磁波。根据电磁波传播的特性，又分为超长波、长波、中波、短波、超短波等若干波段。 波段波长频率传播方式传播距离用途 超长波 100,000米~10,000米 3~30千赫 地球大气中时间和空间尺度最大的一类波动。它通常沿纬圈绕地球一周的波数为1～3个，其特征波长和地球半径同量级（104公里）。 超长波传播损耗小，绕射能力强、通信距离远；并能通过电离层绕过空间星体；对海水一般具有穿透100米深度的能力；在地下传播时吸收损耗也较小且不受核爆炸、太阳活动等外界的影响。 适合于对水下潜艇、远航舰艇和地下通讯等。 长波 10,000米~1,000米 30~300千赫 长波的传播主要是靠地面波和经电离层折回的天空波来进行的 它的传播距离由发射机的功率和地面情况所决定，一般不超过3000公里。 主要用作无线电导航，标准频率和时间的广播以及电报通信等 中波 1,000米~100米 300千赫~1.6兆赫 中波靠地面波和天空波两种方式进行传播。 在传播过程中，地面波和天空波同时存在，有时会给接收造成困难，故传输距离不会很远，一般为几百公里。 主要用作近距离本地无线电广播、海上通信，无线电导航及飞机上的通信等。 短波 100米~10米 1.6~30兆赫 短波的传播主要靠天空波来进行的 它能以很小的功率借助天空波传送到很远的距离。 主要是远距离国际无线电广播、远距离无线电话及电报通信、无线电传真、海上和航空通信等。 超短波 10米~1毫米 30~300,000兆赫 超短波，又叫米波或甚高频无线电波。主要传播方式是直射波传播。 传播距离不远，一般为几十公里。 主要用作调频广播、电视、导航、雷达及射电天文学等。 微波 1米以下 波长在1米以下的超短波又称为微波。主要是直射波传播。 微波的天线辐射波束可做得很窄，因而天线的增益较高，有利于定向传播；又因频率高，信道容量大，应用的范围也很广。 主要用作定点及移动通信、导航。雷达定位测速、卫星通信、中继通信、气象以及射电天文学等方面。 注：频率与波长的关系为：频率=光速／波长。
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