雷达

雷达是一种无线电探测装置,雷达的发明汇集了许多科学工作者的贡献。

1922年9月,美国海军实验员泰勒和扬格,在华盛顿附近的波特麦克河畔两岸进行无线电通信试验。在试验中他们发现,每当有船只从此地通过,耳机中就会出现异常的怪声,有时甚至导致通信中断。经分析,他们认为是行船阻碍了电磁波的传播。这就是有名的“波特麦克试验”。试验结果表明,无线电波遇到金属物体时,能够像光一样进行反射。泰勒和扬格由此受到启发,产生了用无线电波寻找障碍物,寻找敌机、敌船的念头。这就是有关雷达的初步设想。

1924年,英国剑桥的物理学家爱德华·阿普尔顿在进行无线电实验时发现了电离层。当时,他使用接收机接收从一个已知距离的地点发来的无线电波。然而,从收到的电波分析,其中一部分是直接到达接收机的:还有一些似乎经历了更长的路程。阿普尔顿反复做了试验,从大量数据资料中,他整理归纳出一条方程式,可以通过计算电波直线传播和绕道走的路程差值,很容易地求出反射点,即大气层中电离层的高度。阿普尔顿后来又采用美国人发明的脉冲发射系统,对地球上空电离层的高度进行了验证。他的这些工作为雷达的出现奠定了基础。

真正的雷达诞生于本世纪30年代,它首先被应用于军事目的。1934年,英国皇家物理研究所的沃森·瓦特博士,带领一批科学家对地球大气层进行无线电科学考察。一天,沃森·瓦特在观察荧光屏上的图像时,被一串亮点吸引住了。从其亮度分析,它不可能来自大气层,而像是被某个物体反射回来的无线电波信号。又经过一系列的实验,终于发现这些亮点原来是被实验室附近的高楼反射回来的电波信号。沃森·瓦特由此想到“应用我们已经了解的电磁波来探测在空中飞行的飞机,这将是可能的。”

沃森·瓦特博士及时开展了应用电磁波探测飞行物的研究。1935年夏,沃森·瓦特研制成功第一套实用雷达装置。

1938年,英国在东海岸建起对空警戒雷达网。100米高的天线,能探测到160公里以外的敌机。敌机距离可根据无线电脉冲的反射波传回雷达站所用的时间来计算。雷达天线来回摆动扫描,一收到反射波即刻停下,据此可判断敌机所在的方向。显示方位的反射波在阴极射线屏上是以一道光波振荡的形式出现的。第二次世界大战爆发后,德国飞机经常飞越大西洋对英国狂轰滥炸。但是,英国凭借雷达网,及时地把敌机的架数、航向、速度和抵达英国领空的时间十分准确地测出来,牢牢把握着制空权,有效地防止了德国的空袭。

第二次世界大战期间,雷达已使用得十分普遍,英、美、德、日本等国都陆续拥有了军用雷达设备。由于各国都投入了相当的力量从事雷达研究,使雷达技术有了长足的进步。

雷达发展至今,种类越来越多,技术性能越来越完善,应用领域大大扩展。除了军用方面外,还有其它用途。人们使用雷达测定人造卫星、宇宙飞船等飞行物的速度和轨道,测定水面舰船、陆上目标以及大气中的云雾团等。此外,雷达技术还应用于精密跟踪、导航、测绘摄影、空中交通管制、港口监视、气象预报、资源勘探、天文学、宇宙航行等领域。

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