雷达

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雷达（RADAR），是英文“Radio Detection and Ranging”（无线电侦测和定距）的缩写及音译。将电磁能量以定向方式发射至空间之中，借由接收空间内存在物体所反射之电波，可以计算出该物体之方向，高度及速度，并且可以探测物体的形状。

目录

起源

雷达的出现，始于二战前。虽然美、法等国亦注意到“以无线电探测目标的可能”，这在当时的学术界并不是秘密，但真正开始研制实用设备的是英、德两国。因北大西洋时常恶劣的天气，英、德在两战间开发雷达的本意是在夜间或雾天协助钢铁货轮航行；而欲实现以无线电探测目标，需要大功率的发射源，这在当时是物理界的前沿技术；后发展出磁控管等一系列至今仍属高端技术的产品，历史证明各国均为此投入了大量资金和专业人员。因此英、德早期的研究人员均不约而同地找到政府申请投资，而政府又要求项目具有军事价值作为回报，从而在相互不知情的情况下，两国的雷达项目均成为了机密的军事项目。

两国雷达的最大不同在选择的频段，英国选择了高频频段（High frequency/HF），频率 3MHz-30MHz。因为这是英国当时技术能够得到的可靠的大功率发射器件的最高频率。由于波长太长，后来战时在英吉利海峡树立的天线极为庞大不可移动，对小物体的检测性能不好，战时实际用来探测德军机群而非单机；但是可以超视距工作，探测到因地球曲率处于地平线以下的机群或军舰。德国选择了K频段（德文Kurz，意思是短），频率12.5GHz-40GHz。功率密度更高，雷达体积较小拆解后可移动部署，后来战时更率先发展出机载版本用于Bf 110G-4夜间战斗机上，可探测到单机，英国只有木结构的蚊式易躲过侦测；但德国雷达的频率过于接近22.24GHz即水蒸气的谐振波长，存在大气衰减因素，其作用距离比较短，且易受雨雪天气影响。

二战期间列强的研究使得雷达技术得以快速的发展，雷达就已经出现了地对空、空对地（搜索）轰炸、空对空（截击）火控、敌我识别功能的雷达技术。二战以后，雷达发展了单脉冲角度跟踪、脉冲多普勒信号处理、合成孔径和脉冲压缩的高分辨率、结合敌我识别的组合系统、结合计算器的自动火控系统、地形回避和地形跟随、无源或有源的相位数组、频率捷变、多目标探测与跟踪等新的雷达体制。

后来随着微电子等各个领域科学进步，雷达技术的不断发展，其内涵和研究内容都在不断地拓展。目前，雷达的探测手段已经由从前的只有雷达一种探测器发展到了雷达、红外光、紫外光、激光以及其他光学探测手段融合协作。

当代雷达的同时多功能的能力使得战场指挥员在各种不同的搜索/跟踪模式下对目标进行扫瞄，并对干扰误差进行自动修正，而且大多数的控制功能是在系统内部完成的。自动目标识别则可使武器系统最大限度地发挥作用，空中预警机和JSTARS这样的具有战场敌我识别能力的综合雷达系统实际上已经成为了未来战场上的信息指挥中心。

技术发展的过程

早期的雷达天线是固定的、无方向的数组，只有距离信息。天线在一定的时间间隔内发射射频脉冲，将接收到的回波放大，并在示波器的CRT上显示（即常称的A显示），产生一个与目标位置对应的水平线，供雷达操作员识别目标的大致距离。

但由于当时所用的射频电波频率较低，为了有效地发射和接收射频信号，雷达系统需要一个很大的天线，这种天线不能迁移或者改变方向，而且只能探测到大目标，且距离信息的精度也很低。

到二战结束时，雷达系统中那些现在熟悉的特征—微波频率、抛物面天线和平面位置指示器显示，已建立起来。

当代雷达的主要特点：

• 同时多功能

• 传感器融合

• 高灵敏度

• 隐身

• 反隐身

• 雷达ECCM

• 自动目标识别

• 战场敌我识别

• 高可靠性

• 1917年：尼古拉•特斯拉首次建立关于第一个原始的雷达的频率和功率电平的原则，特斯拉声称了也是现代军用

雷达的原理。高频交流电导致这方面的发展。特斯拉已经形成使用无线电波在距离内，以侦测对象的概念。

• 1922年：无线电发展者之一马可尼提出一个新概念：在能见度极低时，可发射无线电波而凭“回声”

（实为反射波）探测船只。

• 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的高度。美国布莱尔和杜夫用脉冲波来测量亥维塞层。

• 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。

• 1934年：法国人埃米尔说他正在建一个雷达系统 “根据特斯拉规定的原则设想”。

• 1935年：A.L.Samuel最早研制出多腔磁控管的模型。同年法国Gutton用磁控管产生16厘米波长，十一月29日德国人

H.E. Hollmann注册了一项更为出色的多腔磁控管专利。1939年H.A.H.布特和J.T.兰道尔制成了完全达到实用标准的多 腔磁控管，从而使得大战中美国的分米级别雷达技术突飞猛进。而苏联却于40年代出版的刊物上声称两名苏联学者先 于36年制成了多腔磁控管，以将它的发明归功于自己名下。

• 雷达作为夜间和雾天的海上探测式工具开始进行和平利用。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：美国第一个军舰雷达XAF试验成功

• 1943年：美国麻省理工学院研制出机载雷达平面位置指示器，可将运动中的飞机拍摄下来，他亦发明了可同时

分辨几十个目标的微波预警雷达。

• 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，用于监视人造卫星或太空飞行器。

• 1971年：加拿大伊朱卡等3人发明全息矩阵雷达。与此同时，数位雷达技术在美国出现。

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