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雷达的发明

  雷达,从外观上看对许多人来说,已经并不是很陌生的东西,很多人在电影或画报上看到过它,有的人或许还直接见到过它。雷达有着奇特的外表:有的像几块大瓦片,有的像一口大锅,有的像一个蜘蛛网,有的像几排鱼骨,可谓五花八门。
  
  但它们都有共同的功能:可以看到千里以外的目标,是真正的千里眼。早在1888年赫兹证实电磁波存在以后,科学文献上就经常提到将电磁波用于目标探测的问题。1897年波波夫在实验时,发现电磁波被船只反射回来的现象,提出可将这个现象用于军用探测,但没引起人的重视。直到1922年马可尼提出有关论文,美国海军研究实验室才用实验证实了他的设想。
  
  他们使用波长为5米的连续波,发射器与接收器分别安放在目标两侧,当目标通过两者之间时,即可被探知,这种装置称为收发分离连续波雷达。美国从1925年起研究利用脉冲调制技术作为探测目标距离的手段。从1934年初起,投入许多力量进行脉冲雷达研究。1936年4月,研制成功第一台脉冲式雷达装置,它的探测距离达4千米。到1938年,防空袭雷达已实际应用。
  
  20世纪30年代,英、法、德、美都大力进行雷达研究,其中英、德、美都有明确的军事目的。法国开始时只将雷达用于为船只探测冰山,但在战争迫在眉睫时,也将雷达转为军用。在英国,1935年沃森·瓦特向英国空军提交了一份关于雷达的重要文件,才引起对军事雷达的重视,并开始大力研究。
  
  在德国,30年代初开始研究船只探测系统,很快又发展了飞机探测系统,1939年已有了入侵飞机早期报警系统,紧接着出现了船只报警系统。到40年代中期,德国利用600兆赫的雷达系统,能够精确地指挥高射炮。在第二次世界大战初期,英国研制使用3000兆赫微波的投弹瞄准雷达,用于投弹指挥。
  
  后来,美英合作,研制了频率高达10000兆赫的雷达系统,使瞄准更精确。德国虽然在战争初期也发展了雷达系统,但由于它把重点放在发展导弹上面,大大缩减了雷达研制费用,所以雷达系统远远落后于同盟国。大战结束后,人们对军用雷达的兴趣一时急剧减退,科学家开始研究如何用雷达作为科研工具。
  
  1946年美国成功地探测了从月球反射回来的雷达信号,这实际上是射电天文学的开始。此外,也开始用雷达作为导航工具,作为防止船只以及飞机碰撞的常规手段。高速飞机的出现,对雷达装置和技术都提出了新的要求。显然,将计算机和雷达结合起来,可以解决自动雷达侦察的问题。在洲际导弹发射成功之后,尽早报警已成为迫切需要。第一个满足这个要求的雷达设置在格陵兰。它有4个天线,每一个的宽度都超过90米,探测距离为4800千米,它的计算机可以确定导弹的轨道、目标和到达的时间。此外,战后还发展了多种小型军用和民用雷达。
  
  其中最突出的是机载小型雷达。飞机运载这种带有小型天线的雷达,沿固定航线飞行,雷达系统将天线接收的信号送计算机分析处理。这种雷达所获得的信息量大,分辨率高,这就是合成孔径雷达。50年代大功率速调管出现后,根据多普勒效应,制造出目标显示雷达,可以探测出目标的速度。
  
  60年代以后,雷达在航天事业中发挥了重要作用。例如,在登月活动和空间飞船对接活动中,雷达同计算机配合,完成了跟踪、定向等多种任务。
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