雷達是用無線電的方法發(fā)現(xiàn)目標并測定它們的空間位置,這也就是雷達的基本工作原理。為增進大家對雷達的認識,本文將對雷達的發(fā)展史進行詳細的介紹,并對雷達的種類加以闡述。如果你對雷達具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、雷達發(fā)展史
1842年,奧地利物理學家多普勒(Christian Andreas Doppler)率先提出利用多普勒效應的多普勒式雷達。
1864年,英國物理學家麥克斯韋(James Clerk Maxwell)推導出可計算電磁波特性的公式。
1886年,德國物理學家赫茲(Heinerich Hertz)展開研究無線電波的一系列實驗。
1888年赫茲成功利用儀器產(chǎn)生無線電波。
1897年湯姆遜(JJ Thomson)展開對真空管內(nèi)陰極射線的研究。
1904年侯斯美爾(Christian Hülsmeyer)發(fā)明電動鏡(telemobiloscope),是利用無線電波回聲探測的裝置,可防止海上船舶相撞
1906年德弗瑞斯特(De Forest Lee)發(fā)明真空三極管,是世界上第一種可放大信號的主動電子元件。
1916年馬可尼( Marconi)和富蘭克林(Franklin)開始研究短波信號反射。
1917年羅伯特·沃特森·瓦特(Robert Watson-Watt)成功設計雷暴定位裝置。
1922年馬可尼在美國電氣及無線電工程師學會(American Institutes of Electrical and Radio Engineers)發(fā)表演說,題目是可防止船只相撞的平面角雷達。
1922年美國泰勒和楊建議在兩艘軍艦上裝備高頻發(fā)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(ionosphere)的高度。美國布萊爾和杜夫用脈沖波來測量亥維塞層。
1925年貝爾德(John L. Baird)發(fā)明機動式電視(現(xiàn)代電視的前身)。
1925年伯烈特(Gregory Breit)與杜武(Merle Antony Tuve)合作,第一次成功使用雷達,把從電離層反射回來的無線電短脈沖顯示在陰極射線管上。
1931年美國海軍研究實驗室利用拍頻原理研制雷達,開始讓發(fā)射機發(fā)射連續(xù)波,三年后改用脈沖波。
1935年法國古頓研制出用磁控管產(chǎn)生16厘米波長的信號,可以在霧天或黑夜發(fā)現(xiàn)其他船只。這是雷達和平利用的開始。
1935年英國羅伯特·沃特森·瓦特發(fā)明第一臺實用雷達。
1936年1月英國羅伯特·沃特森·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(zhàn)中發(fā)揮了重要作用。
1937年馬可尼公司替英國加建20個鏈向雷達站。
1937年美國第一個軍艦雷達XAF試驗成功。
1937年瓦里安兄弟(Russell and Sigurd Varian)研制成高功率微波振蕩器,又稱速調(diào)管(klystron)。
1939年布特(Henry Boot)與蘭特爾(John T. Randall)發(fā)明電子管,又稱共振穴磁控管(resonant-cavity magnetron )。
1941年蘇聯(lián)最早在飛機上裝備預警雷達。
1943年美國麻省理工學院研制出機載雷達平面位置指示器,預警雷達。
1944年馬可尼公司成功設計、開發(fā)并生產(chǎn)「布袋式」(Bagful)系統(tǒng),以及「地氈式」(Carpet)雷達干擾系統(tǒng)。前者用來截取德國的無線電通訊,而后者則用來裝備英國皇家空軍(RAF)的轟炸機隊。
1945年二次大戰(zhàn)結束后,全憑裝有特別設計的真空管──磁控管的雷達,盟軍得以打敗德國。
1947年美國貝爾電話實驗室研制出線性調(diào)頻脈沖雷達。50年代中期美國裝備了超距預警雷達系統(tǒng),可以探尋超音速飛機。不久又研制出脈沖多普勒雷達。
1959年美國通用電器公司研制出彈道導彈預警雷達系統(tǒng),可發(fā)跟蹤3000英里外,600英里高的導彈,預警時間為20分鐘。
1964年美國裝置了第一個空間軌道監(jiān)視雷達,用于監(jiān)視人造地球衛(wèi)星或空間飛行器。
1971年加拿大伊朱卡等3人發(fā)明全息矩陣雷達。與此同時,數(shù)字雷達技術在美國出現(xiàn)。
1993年美國曼徹斯特市德雷爾·麥吉爾發(fā)明了多塔查克超智能雷達。
二、雷達種類
雷達廣泛應用于軍事、航空、天氣預報、交通運輸、海洋科學和環(huán)境監(jiān)測等領域,根據(jù)工作原理和用途等因素,可以將其分為以下三類:
1.連續(xù)波雷達
連續(xù)波雷達發(fā)送的是一個連續(xù)的無線電頻率信號,通過接收目標反射回來的回波信號來檢測目標并計算距離。連續(xù)波雷達的優(yōu)點是信號處理簡單、便于制造和使用,但其缺點是抗干擾性能較差,難以精確測量高速目標的速度等問題。常見的連續(xù)波雷達包括移動雷達、陣列雷達、固定波束雷達等。
2.脈沖雷達
脈沖雷達發(fā)送的是一個短暫的無線電信號,通過接收目標反射回來的脈沖信號來檢測目標并計算距離和速度。脈沖雷達具有測距精度高、抗干擾性強等優(yōu)點,但其缺點是無法持續(xù)監(jiān)測目標、無法探測一些細小或低反射率目標等問題。常見的脈沖雷達包括MTI雷達、口徑雷達、飛行器雷達等。
3.相控陣雷達
相控陣雷達是一種高精度雷達,利用多個天線元件組成的陣列來合成一個可變的寬波束或窄波束,可以實時控制波束的運動方向和幅度。相控陣雷達可以同時監(jiān)測多個目標,精確探知目標的距離、方位角和仰角等信息,具有高精度、高抗干擾性和快速響應等特點。常見的相控陣雷達包括防空雷達、艦船雷達和空管雷達等。
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