书城科普读物科学探索—发明发现
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第40章 洞察千里的眼睛——雷达的发明

雷达概念形成于20世纪初。雷达是英文radar的音译,为RadioDetectionAndRanging的缩写,意为无线电检测和测距,是利用极短的无线电波进行探测的电子设备。各种雷达的具体用途和结构不尽相同,但基本形式是一致的,包括五个基本组成部分:发射机、发射天线、接收机、接收天线以及显示器。还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。

发明无线电的玛可尼在1922年提出一个新的概念:在能见度低时,可发射无线电波,并根据电磁反射波探测到船只。这个道理与对着大山喊话,能听到回声是一样的,但是当时并没有人相信他。

1934年,英国科学家沃特森·瓦特开始了对无线电反射波的研究。通过一次次试验和计算,瓦特证明了无线电波比声波传播的速度快近百万倍,他可以非常迅速地探测到遥远的物体及他们所在的位置。有一次当瓦特用荧屏接收无线电波时,发现荧屏上有一连串的光点。通过计算,他证实这些光点正是一座大楼的无线电反射波的信号。一个想法在瓦特的头脑中闪过:“如果有一架飞机在空中,是不是可以测到它的无线电反射波呢?”根据这个设想,瓦特开始了空中防御武器的研制工作。

瓦特和其他的电机工程师废寝忘食地工作。终于他们于1935年研制成功了探测飞机的雷达装置。通过多次试验,雷达的效果非常理想,它能够接收到远距离的电磁波,从而准确地计算出物体位置。在第二次世界大战中,英国依靠雷达的准确判断多次击退了德国飞机的袭击,并给德国造成了沉重的打击。雷达这种新型防御武器,在战争中发挥了巨大的作用。

雷达的种类很多,分类方法也非常复杂。作为武器系统的重要装备,有远程预警雷达、警戒雷达、导航雷达、炮瞄雷达、导弹制导雷达、侦查雷达等等;根据技术特征可分为:波束扫描雷达、单脉冲雷达、相控阵雷达、脉冲多普勒雷达等等;民事用途的雷达有:无线电测高雷达、气象雷达、航管雷达、引导雷达等等。

雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标,且不受雾、云和雨的影响,具有全天候、全天时的特点,并具有一定得穿透能力。因此,它在军事上是必不可少的电子装置。现在雷达已经广泛的应用于社会经济发展中,如气象预报、民航管制、资源探测、航海等,在天体研究、大气物理、电离层结构等科学研究领域也应用很多。