人类的“千里眼”雷达 原来是这么发明的!

作者:gg来源:蝌蚪五线谱发布时间:2019-09-24

人类发明雷达的过程是怎样的呢?

  雷达是什么?雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。它是英文Radar的音译,源于radio detection and ranging的缩写,原意为“无线电探测和测距”,即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此,雷达也被称为“无线电定位”。

  自然界中有一种动物与生俱来的备有雷达,那就是蝙蝠。蝙蝠为什么能在黑暗中飞行?不论如何黑暗,如何狭窄的地方,绝不碰壁。它怎样知道前面有无障碍呢?蝙蝠能够避免碰撞,是借一种天然雷达,不过是声波代替电磁波,在原理方面完全相仿。飞行时,蝙蝠口中会发出一种频率极高的声波,超过人类的听觉范围。这种声波碰到墙上,就会折回,蝙蝠的耳膜就能分辨障碍物距离自己的远近,而向适宜的方向飞去。蝙蝠传输声波也像雷达一样,都是相距极短的时间而且极有规则,并且每只蝙蝠,有其固有的频率,这样它们可分清自己的声音,不至互相扰乱。

  那么,人类发明雷达的过程是怎样的呢?

  雷达的发明可以追溯到19世纪。1887年,德国科学家赫兹在证实电磁波的存在时,就已发现电磁波在传播的过程中遇到金属物会被反射回来,正如光会被镜面反射一样。这实质上就是雷达的工作原理。不过,当时赫兹并没有想到利用这一原理来进行无线电通讯。

雷达

雷达

  1897年的夏天,在波罗的海的海面上,俄国科学家波波夫在“非洲号”巡洋舰和“欧洲号”练习船上直接进行5千米的通信试验时,通讯突然中断了,几分钟后又恢复了正常。这种现象连续几次出现,起初他以为是机器出现了故障,经检查,一切正常。排除了机器故障,波波夫注意起其他方面的细节。他发现,每当联络舰“伊林中尉号”在两舰之间通过时,通信就会中断。波波夫凭着自己敏锐的感觉,立刻意识到,就是这只船在经过两舰之间时挡住了无线电波。他在工作日记上记载了障碍物对电磁波传播的影响,并在试验记录中提出了利用电磁波进行导航的可能性。但令人遗憾的是,他没有将此想法付诸实践。但是,这可以说是雷达思想的萌芽。

  1934年,英国人沃特森•瓦特受命担任英国皇家无线电研究所所长,负责对地球大气层进行无线电科学考察。一天,他像往常一样坐在荧光屏前观察接收回来的电磁波图像,突然,他的目光被荧光屏上的一连串亮点吸引住了。从亮度和距离分析,这些光点完全不同于被电离层反射回来的无线电回波信号。原来这些亮点是被附近一座高楼反射回来的无线电信号。这一发现使他很兴奋,在荧光屏上既然可以清楚地显示出被建筑物反射的无线电信号,那么空中的飞机,是不是也可以在荧光屏上得到反映呢?要知道,在当时的技术条件下,除了看见飞机和听见飞机的声音之外,还没有一种能提前发现飞机的方法。

雷达的发明历程

雷达的发明历程

  那个时候,正值英国加紧发展防空力量时期,英国空军还专门找了一批听觉灵敏的盲人采用耳朵搜寻敌机。当瓦特将自己的发现和想法写成报告后,空军部如获至宝,立即下令拨款试验。根据上述的设想,瓦特和一批英国电机工程师终于在1935年研制成功第一部能用来探测飞机的雷达。

  到1939年为止,雷达技术已达到了完全实用的地步。就在这一年,爆发了第二次世界大战,这项发明在二战中显示出了它的巨大威力,出现了地对空、空对地(搜索)轰炸、空对空(截击)火控、敌我识别功能的雷达技术。

  雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标,且不受雾、云和雨的阻挡,具有全天候、全天时的特点,并有一定的穿透能力。因此,它不仅成为军事上必不可少的电子装备,而且广泛应用于社会经济发展(如气象预报、资源探测、环境监测等)和科学研究(如天体研究、大气物理、电离层结构研究等)。

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