雷達

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雷達天線

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。以地面為目標的雷達可以用於探測地面的精確形狀。

起源[編輯]

無線電偵測和定距

雷達的出現,是由於二戰期間當時英國和德國交戰時,英國急需一種能探測空中金屬物體的雷達(技術)能在反空襲戰中幫助搜尋德國飛機。二戰期間,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、脈衝都卜勒信號處理、合成孔徑和脈衝壓縮的高解析度、結合敵我識別的組合系統、結合計算機的自動火控系統、地形迴避和地形跟隨、無源或有源的相位陣列、頻率捷變、多目標探測與跟蹤等新的雷達體制。

後來隨著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、雷射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[編輯]

Radar Mac.png

早期的雷達天線是固定的、無方向的陣列,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PPI顯示,已建立起來。

當代雷達的主要特點:

  1. 同時多功能
  2. 傳感器融合
  3. 高靈敏度
  4. 隱身
  5. 反隱身
  6. 雷達ECCM
  7. 自動目標識別
  8. 戰場敵我識別
  9. 高可靠性
中華民國兩千元紙幣上的雷達陣列
二戰雷達站
  • 1922年:無線電之父馬可尼提出一個新概念:在能見度極低時,可發射無線電波而憑「回聲」(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。
  • 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(其類似的聲稱在飛機,無線電等多項榮譽中屢見不鮮),卻無法掩蓋大戰中蘇聯雷達與無線電技術落後,成為各交戰國中唯一在二戰時往夜間戰鬥機上裝米波雷達國家以及其戰艦在戰後才裝上進口的艦載雷達的事實。
  • 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,可將運動中的飛機柏攝下來,他膠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。不久又研製出脈衝都卜勒雷達。
  • 1959年:美國通用電器公司研製出彈道飛彈預警雷達系統,可發跟蹤3000英里外,600英里高的飛彈,預警時間為20分鐘。
  • 1964年:美國裝置了第一個空間軌道監視雷達,用於監視人造衛星或太空飛行器。
  • 1971年:加拿大伊朱卡等3人發明全息矩陣雷達。與此同時,數字雷達技術在美國出現。

分類[編輯]

按功能分類[編輯]

預警雷達、引導雷達、制導雷達、炮瞄雷達、機載火控雷達、測高雷達、盲目著陸雷達、地形迴避雷達、地形跟蹤雷達、成像雷達、氣象雷達等。

按工作體制分類[編輯]

圓錐掃描雷達、單脈衝雷達、無源相控陣雷達、有源相控陣雷達、脈衝壓縮雷達、頻率捷變雷達、MTI雷達、MTD雷達、PD雷達、合成孔徑雷達、噪聲雷達、衝擊雷達、雙/多基地雷達、天/地波超視距雷達等。

按工作波長分類[編輯]

米波雷達、分米波雷達、厘米波雷達、毫米波雷達、雷射/紅外雷達......

按測量目標坐標參數分類[編輯]

兩坐標雷達、三座標雷達、測速雷達、測高雷達、制導雷達等。

相關條目[編輯]

參考資料[編輯]

外部鏈結[編輯]