20世紀重大發明――雷達

2020-12-19 中華人民共和國科學技術部

     雷達是20世紀人類在電子工程領域的一項重大發明。雷達的出現為人類在許多領域引入了現代科技的手段。

1935年2月25日,英國人為了防禦敵機對本土的攻擊,開始了第一次實用雷達實驗。當時使用的媒體是由BBC廣播站發射的50米波長的常規無線電波,在一個事先裝有接收設備的貨車裡,科研人員在顯示器上看到了由飛機反射回來的無線電信號的回波,於是雷達產生了。

雷達是利用極短的無線電波進行探測的,雷達的組成部分有發射機、天線、接收機和顯示器等。由於無線電波傳播時,遇到障礙物就能反射回來,雷達就根據這個原理把無線電波發射出去,再用接收裝置接收反射回來的無線電波,這樣就可以測定目標的方向、距離、高度等。最初雷達主要用於軍事。第二次世界大戰期間,英國在海岸線上建起了雷達防禦網絡。這些早期的雷達使英國人能夠不斷地成功抗擊德軍破壞性的空中和海底襲擊。

雷達被人們稱為千裡眼。在現代戰爭中,由於雷達技術的進步,使交戰雙方在相距幾十公裡,甚至上百公裡,人還互相看不到,就已拉開了空戰序幕,這就是現代空戰利用雷達的一個特點――超視距空戰。

由於雷達自身的工作原理,造成了雷達在使用中存在有捕捉對象的盲區,這也就有了在戰爭中利用雷達盲區偷襲成功的戰例。現代戰爭中,為了躲避雷達的監視,美國生產出了一種隱形轟炸機,它可以有效驅散雷達信號,使它對於常規的雷達系統保持隱形。正是由於這種矛與盾的關係,科學家在這個領域不斷探索研製分辨能力更高的雷達。

隨著雷達技術的不斷改進,如今雷達被廣泛用於民航管制、地形測量、氣象、航海等眾多領域。面對日益擁擠的天空,擁有精密的雷達監測系統至關重要。使用雷達設備可不受天氣的影響,不分晝夜進行監測。民航管制員通過雷達直接獲取飛機的位置、高度、航行軌跡等信息,及時調節飛行方位和高度。在雷達的使用科學原理中,雷達與目標之間有相地運動,回波信號的頻率有都卜勒頻移,根據都卜勒效應的原理可以求得其相對速度。這也是交通警在公路上測量汽車速度的測速雷達工作的原理。

我國在雷達技術方面發展很快,取得了很大成就。探地雷達就是我國研製的,它可適用於不同深度的地下探測。目前,探地雷達已經廣泛應用於國防、城市建設、水利、考古等領域。中科院電子所研製成功了星載合成孔徑雷達模擬樣機,並對1998年長江中下遊特大洪澇災害進行了監測,獲取了受災地區的圖像,為抗洪救災提供了準確的災情數據。隨著高科技的不斷發展,雷達技術將在21世紀得到更廣泛的應用。

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