几句话雷达

雷　达

雷达是利用无线电技术进行侦察和测距的设备.它可以发现目标，并可决定其存在的距离及方向.雷达将无线电波送出，然后经远距离目标物的反射，而将此能量送回雷达的记发机.记发机与目标物间的距离，可由无线电波传雷达的目标物，再由目标物回到雷达所需的时间计算出.雷达的基本原理与无线电通讯系统的原理同时被人所发现.赫兹与马可尼两人都曾用超短波试验其反射情形，这也就是所谓雷达回波.赫兹用金属平面及曲面证明，电波的反射完全合乎光的反射定律.同时赫兹度量脉冲的波长及频率，并且计算其速度也发现与光相同，这也就是所谓的电磁辐射.雷达送出短暂的电波讯号的程序，称为脉冲程序.雷达的基本作用原理有些相似于声波的回声.唯一与声波测量距离的不同点，在于雷达系统具有一指示器，指示器中包含有一个与电视收像管相同的观察管.此管可将雷达所发出的脉冲及回波，同时显示于其标有距离的基线上.还有其他指示器，使雷达借天线所搜索的资料，制成一个图，从图上立即可以定出目标物的区域距离及方向.因为雷达的作用完全是借电波的反射原理而成，所以必须用频率在1000兆赫到10 000兆赫的类光微波方行.雷达所发射的电波可借抛物面形的反射器，使其成为极度聚焦的波束，这就像探照灯所射出的光束一样.此波束借旋转天线及抛物体形反射器的精密控制，有系统地对空间进行搜索.当波束从目标物反回来时，天线所指的方向，就表示目标物对天线的水平方位角.以角度为单位所表示的水平方位角，通常都显示于指示器上.为了决定目标物与雷达间的距离，雷达的发射脉冲距接收到回波的时间，必须精确测定.因为雷达电波在空中以每秒约30万公里的光速进行，因此在每微秒的时间内，电波行进约为300米.由于雷达脉冲必须从雷达行至目标物，再由目标物回到雷达，但目标物距雷达的距离，为雷达脉冲总行程的一半.约为每微秒l50米.此时间可利用电子束在阴极射线管的屏幕上，以直线扫描指示出.借电子束，以已知变动率（如以每微秒0.01米）作水平偏向，因此电子束打在萤光屏上所留的痕迹，就形成一个时间标度，或直接用长度来表示.如雷达天线送出一个1微秒长的脉冲，同时指示器的阴极射线管电子束在屏幕上，以每100微秒0.0254米的变动率开始扫描.再假设雷达脉冲在30000米的距离从一飞机反射回天线.当1微秒长的脉冲离开天线的同时，在雷达指示器的左侧也显示出一个0.025厘米长的主脉冲（发射脉冲）.由天线发射的脉冲，到飞机进行了30000米的距离，需时100微秒，然后反回天线也需100微秒.结果微弱的脉冲回波也显示于指示器上，其与主脉冲之间有5厘米的距离，或指示为200微秒.由于脉冲本身有1微秒的长度，所以量度距离时，必须量度两脉冲的前缘间距离.由于回波信号太弱，所以一个单一回波信号显示于指示器，很难被发现.因此回波信号，必须于每秒内，在指示器上重复显示数次，显示的方法是借电子束随天线扫描的速率（通常天线以每分钟15到20转转动）在指示器上扫描而得.雷达无论在平时及战时，都已被广泛的应用.在二次世界大战时使用雷达的目的，只是为了预知敌机的接近.用于预警网的预警雷达，预警雷达天线都是极大的转动抛物面形反射天线，或静止双极矩阵天线.战时雷达的应用很快就被扩展到地面拦截控制，以及高射炮和探照灯的方向控制等.这些所谓的射击控制雷达不仅能察知敌机的所在，并能自动决定高射炮的发射方向及使其发射.由于雷达可度量其与目标物间的距离，当然也可以从飞机上测量距地面的垂直高度.常用的各种脉冲式雷达就可度量一架飞机的高度，供飞行员飞行的参考.然而对很低的高度（低于1000米），因距离太近，脉冲式雷达的回波有与其发射出的主脉冲合并的趋势.因此大多数雷达测高仪都不用脉冲输出，而用等幅调频电波.雷达测高仪的发射天线，送出一垂直无线电波束，此电波的频率连续不断的变化.当信号离开发射天线的瞬间，其信号的频率为某一频率.然后当信号由地反射回到测高仪的接收天线后，因接收机内有一相位鉴别器（或简称为鉴相器），鉴相器可将接收到的回波，与正在发射出的信号频率（或相角）作一比较.因为当回波回到接收天线，已经过了一段时间，当然此时发射天线所发信号的频率，也已改变.利用已知每秒周数的频率偏差，就可决定出电波由发射天线到地，在回到接收天线的时间，因此可计算出飞机距地的高度.关于电波往来所需的时间与相应的高度，事先已经算出，并直接标示在指示器上，所以可以直接从指示器上读出飞机的高度数值.除此之外，雷达还可以用在飞机和船舶的导航，作为某一城市、机场，高山或某一特定点的辨别符号用的雷达指标，都已事先标示于航行图上.