「雷达」修訂間的差異檢視原始碼討論檢視歷史
| (未顯示同一使用者於中間所作的 4 次修訂) | |||
| 行 1： | 行 1： | ||
| − | + | [[File: 雷达.jpg|350px|缩 略图|右|<big>雷达</big>[http://img01.jituwang.com/170628/256882-1F62PH04051.jpg 原图链 接][https://cn.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=7jcQN4w4&id=ADC7BAC9D140A8485B17803AE249DA2F456DA1F7&thid=OIP.7jcQN4w4Ozr9EY3DM84JvwHaE9&mediaurl=http%3a%2f%2fimg01.jituwang.com%2f170628%2f256882-1F62PH04051.jpg&exph=669&expw=1000&q=%E9%9B%B7%E8%BE%BE&simid=608021829380345668&selectedIndex=13&ajaxhist=0 来自 必应 的 图片]]] | |
| − | + | ''' 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 ， 藉由接收空间内存 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 。 | |
| − | |||
| − | 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 | + | ==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<ref>[http://www.elecfans.com/dianzichangshi/2008082211596.html 微波炉磁控管工作原理]，电子发烧友，2019-9-18</ref>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、[[合成孔径雷达|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。 | 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、[[合成孔径雷达|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。 | + | 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。 | 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 == | == 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。 | 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。 | + | 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 | + | 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： | 当代雷达的主要特点： | ||
* 同时多功能 | * 同时多功能 | ||
| + | |||
* 传感器融合 | * 传感器融合 | ||
| + | |||
* 高灵敏度 | * 高灵敏度 | ||
| + | |||
* 隐身 | * 隐身 | ||
| + | |||
* 反隐身 | * 反隐身 | ||
| + | |||
* 雷达ECCM | * 雷达ECCM | ||
| + | |||
* 自动目标识别 | * 自动目标识别 | ||
| + | |||
* 战场敌我识别 | * 战场敌我识别 | ||
| + | |||
* 高可靠性 | * 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。 | + | * 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]]<ref>[https://www.51test.net/show/6897666.html 科学家故事：无线电之父马可尼] ，无忧考网，2016-4-8</ref> 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。 | * 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。 | + | |
| + | * 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。 | * 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”。 | *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 | + | |
| − | * 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[[劳勃•华生-瓦特|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。 | + | * 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[[劳勃•华生-瓦特|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 | * 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。 | + | |
| + | * 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。 | * 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。 | * 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。 | + | |
| + | * 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。 | * 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。 | ||
| − | == 参考 | + | == 视频== |
| + | ===<center> 雷达 相关视频</center>=== | ||
| + | <center> 雷达两分钟宣传片 </center> | ||
| + | <center>{{#iDisplay:a0318la6s4v|560|390|qq}}</center> | ||
| + | <center> 从无到有，从弱到强！雷达经历了怎样的发展历史? </center> | ||
| + | <center>{{#iDisplay:m0794kuo2zf|560|390|qq}}</center> | ||
| + | |||
| + | == 参考 文献== | ||
| + | |||
| + | [[Category:338 磁學]] | ||
於 2020年3月8日 (日) 18:15 的最新修訂
雷達（RADAR），是英文「Radio Detection and Ranging」（無線電偵測和定距）的縮寫及音譯。將電磁能量以定向方式發射至空間之中，藉由接收空間內存在物體所反射之電波，可以計算出該物體之方向，高度及速度，並且可以探測物體的形狀。
起源
雷達的出現，始於二戰前。雖然美、法等國亦注意到「以無線電探測目標的可能」，這在當時的學術界並不是秘密，但真正開始研製實用設備的是英、德兩國。因北大西洋時常惡劣的天氣，英、德在兩戰間開發雷達的本意是在夜間或霧天協助鋼鐵貨輪航行；而欲實現以無線電探測目標，需要大功率的發射源，這在當時是物理界的前沿技術；後發展出磁控管[1]等一系列至今仍屬高端技術的產品，歷史證明各國均為此投入了大量資金和專業人員。因此英、德早期的研究人員均不約而同地找到政府申請投資，而政府又要求項目具有軍事價值作為回報，從而在相互不知情的情況下，兩國的雷達項目均成為了機密的軍事項目。
兩國雷達的最大不同在選擇的頻段，英國選擇了高頻頻段（High frequency/HF），頻率 3MHz-30MHz。因為這是英國當時技術能夠得到的可靠的大功率發射器件的最高頻率。由于波長太長，後來戰時在英吉利海峽樹立的天線極為龐大不可移動，對小物體的檢測性能不好，戰時實際用來探測德軍機群而非單機；但是可以超視距工作，探測到因地球曲率處於地平線以下的機群或軍艦。德國選擇了K頻段（德文Kurz，意思是短），頻率12.5GHz-40GHz。功率密度更高，雷達體積較小拆解後可移動部署，後來戰時更率先發展出機載版本用於Bf 110G-4夜間戰鬥機上，可探測到單機，英國只有木結構的蚊式易躲過偵測；但德國雷達的頻率過於接近22.24GHz即水蒸氣的諧振波長，存在大氣衰減因素，其作用距離比較短，且易受雨雪天氣影響。
二戰期間列強的研究使得雷達技術得以快速的發展，雷達就已經出現了地對空、空對地（搜索）轟炸、空對空（截擊）火控、敵我識別功能的雷達技術。二戰以後，雷達發展了單脈衝角度跟蹤、脈衝多普勒信號處理、合成孔徑和脈衝壓縮的高分辨率、結合敵我識別的組合系統、結合計算器的自動火控系統、地形迴避和地形跟隨、無源或有源的相位數組、頻率捷變、多目標探測與跟蹤等新的雷達體制。
後來隨着微電子等各個領域科學進步，雷達技術的不斷發展，其內涵和研究內容都在不斷地拓展。目前，雷達的探測手段已經由從前的只有雷達一種探測器發展到了雷達、紅外光、紫外光、激光以及其他光學探測手段融合協作。
當代雷達的同時多功能的能力使得戰場指揮員在各種不同的搜索/跟蹤模式下對目標進行掃瞄，並對干擾誤差進行自動修正，而且大多數的控制功能是在系統內部完成的。自動目標識別則可使武器系統最大限度地發揮作用，空中預警機和JSTARS這樣的具有戰場敵我識別能力的綜合雷達系統實際上已經成為了未來戰場上的信息指揮中心。
技術發展的過程
早期的雷達天線是固定的、無方向的數組，只有距離信息。天線在一定的時間間隔內發射射頻脈衝，將接收到的回波放大，並在示波器的CRT上顯示（即常稱的A顯示），產生一個與目標位置對應的水平線，供雷達操作員識別目標的大致距離。
但由於當時所用的射頻電波頻率較低，為了有效地發射和接收射頻信號，雷達系統需要一個很大的天線，這種天線不能遷移或者改變方向，而且只能探測到大目標，且距離信息的精度也很低。
到二戰結束時，雷達系統中那些現在熟悉的特徵—微波頻率、拋物面天線和平面位置指示器顯示，已建立起來。
當代雷達的主要特點：
- 同時多功能
- 傳感器融合
- 高靈敏度
- 隱身
- 反隱身
- 雷達ECCM
- 自動目標識別
- 戰場敵我識別
- 高可靠性
- 1917年：尼古拉•特斯拉首次建立關於第一個原始的雷達的頻率和功率電平的原則，特斯拉聲稱了也是現代軍用
雷達的原理。高頻交流電導致這方面的發展。特斯拉已經形成使用無線電波在距離內，以偵測對象的概念。
（實為反射波）探測船隻。
- 1922年：美國泰勒和楊建議在兩艘軍艦上裝備高頻發射機和接收機以搜索敵艦。
- 1924年：英國阿普利頓和巴尼特通過電離層反射無線電波測量賽層的高度。美國布萊爾和杜夫用脈衝波來測量亥維塞層。
- 1931年：美國海軍研究實驗室利用拍頻原理研製雷達，開始讓發射機發射連續波，三年後改用脈衝波。
- 1934年：法國人埃米爾說他正在建一個雷達系統 「根據特斯拉規定的原則設想」。
- 1935年：A.L.Samuel最早研製出多腔磁控管的模型。同年法國Gutton用磁控管產生16厘米波長，十一月29日德國人
H.E. Hollmann註冊了一項更為出色的多腔磁控管專利。1939年H.A.H.布特和J.T.蘭道爾製成了完全達到實用標準的多 腔磁控管，從而使得大戰中美國的分米級別雷達技術突飛猛進。而蘇聯卻於40年代出版的刊物上聲稱兩名蘇聯學者先 於36年製成了多腔磁控管，以將它的發明歸功於自己名下。
- 雷達作為夜間和霧天的海上探測式工具開始進行和平利用。1936年1月英國W.瓦特在索夫克海
岸架起了英國第一個雷達站。英國空軍又增設了五個，它們在第二次世界大戰中發揮了重要作用。
- 1937年：美國第一個軍艦雷達XAF試驗成功
- 1943年：美國麻省理工學院研製出機載雷達平面位置指示器，可將運動中的飛機拍攝下來，他亦發明了可同時
分辨幾十個目標的微波預警雷達。
- 1947年：美國貝爾電話實驗室研製出線性調頻脈衝雷達。
- 50年代中期：美國裝備了超距預警雷達系統，可以探尋超音速飛機。不久又研製出脈衝多普勒雷達。
為20分鐘。
- 1971年：加拿大伊朱卡等3人發明全息矩陣雷達。與此同時，數位雷達技術在美國出現。
視頻
雷達 相關視頻
參考文獻
- ↑ 微波爐磁控管工作原理，電子發燒友，2019-9-18
- ↑ 科學家故事：無線電之父馬可尼 ，無憂考網，2016-4-8