雷达是怎样产生的?

2024-12-13 01:22:06
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1900年,克罗地亚物理学家泰斯拉提议,可利用回波现象设计无线电探测仪。1904年,德国工程师许尔斯迈尔研制出航海用的自动探测仪并申请了专利。他的这个探测仪,可以说是雷达的前身,但它不能测出待测物体到探测仪的距离及移动方向。1922年,美国海军实验员泰勒和杨根据一次实验中的偶然发现推测,大的金属体会阻拦或反射短波无线电信号。于是,他建议海军在两艘巡洋舰上分别装上无线电发射机和接收机,供在大海航行时搜索敌舰用。

1930年6月,泰勒和杨的同事海兰在进行高频无线电定向实验时再次发现,如果上空有飞机飞过,他的无线电信号就会受到严重的干扰。由此他建议海军采用发射定向无线电波束的方法来搜索远方的敌机。

30年代,美国、英国、法国、荷兰和德国等国家对探测飞机的雷达进行了研究。很难分清谁是首创者,因此有人把它称为是一种“同时的发明”。

1934年,英国物理学家沃森·瓦特带领一批科学家,利用无线电技术对大气层进行科学考察。他们使用的仪器有无线电发射机、接收机和阴极射线管。一天,当他们正对着阴极射线管的荧光屏观察时,沃森·瓦特发现有一串小亮点,这引起了他的注意。经过多次试验发现,这些亮点是从附近一幢大楼反射回来的电磁波信号。沃森·瓦特立即联想到:既然大楼能反射电波,并在荧光屏上显示出来,那么,在远处空中飞行的飞机不是也能反射电波,并从荧光屏上显示出来吗?

1935年1月,沃森·瓦特等人开始进行雷达的试验、研制工作。他们首先制造出电波的发射装置与接收装置,随后又把全部设备装在载重汽车上。当试验飞机从15千米之外起飞,朝载重汽车方向飞来时,汽车上的发射装置发射出电波,碰到飞机后,电波迅速反射回来,被汽车上的接收装置接收到。在试验时,他们可以发现距汽车12千米远的飞机。

1935年,沃森·瓦特向英国空军提交了一篇名为《用雷达探测飞机》的文章,引起政府对军用雷达的重视。英国物理研究所无线电实验室在当年研制出使用波长为1.5厘米电磁波的飞机探测雷达装置——CH系统,探测距离为90千米。同年,法国无线电电子学会,在“诺曼底”号邮船上,安装了一台工作于分米波段的“目标雷达探测器”,这是最早的民用雷达。

为了探寻敌舰和敌机,1935年,美国海军研究实验室计划设计一种“无线电探测和测距”的装置,这个装置英文名称的缩写就是RADAR(雷达)。经过一年努力,设计出可以探寻60多千米范围内飞机的雷达。

早在1934年4月,美国海军研究实验室就开始研究设计脉冲雷达,1936年试制成功。他们还为这种雷达设计出发射机和接收机天线转换开关,在发射两个脉冲之间,能自动将天线转换到接收机上,使收、发机共用天线,减小了雷达的体积,使得有可能把雷达安装在军舰上。1937年4月,美国最先为军舰配备了雷达。1938年,雷达开始用于防空袭。

1938年9月,英国研制的CH雷达系统正式投入使用,部署在英国泰晤士河口附近,可探测到250千米处的飞机。1941年,英国沿海岸线形成了完整的防空雷达警戒网。雷达在战争中发挥着越来越重要的作用。