雷達(dá),,是英文Radar的音譯,,源于radio detection and ranging的縮寫,,意思為"無線電探測(cè)和測(cè)距",,即用無線電的方法發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測(cè)定它們的空間位置,。因此,,雷達(dá)也被稱為“無線電定位”,。雷達(dá)是利用電磁波探測(cè)目標(biāo)的電子設(shè)備,。雷達(dá)發(fā)射電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波,,由此獲得目標(biāo)至電磁波發(fā)射點(diǎn)的距離,、距離變化率(徑向速度)、方位,、高度等信息,。
起源
雷達(dá)的出現(xiàn),是由于一戰(zhàn)期間當(dāng)時(shí)英國和德國交戰(zhàn)時(shí),,英國急需一種能探測(cè)空中金屬物體的雷達(dá)(技術(shù))能在反空襲戰(zhàn)中幫助搜尋德國飛機(jī),。二戰(zhàn)期間,雷達(dá)就已經(jīng)出現(xiàn)了地對(duì)空,、空對(duì)地(搜索)轟炸,、空對(duì)空(截?fù)簦┗鹂亍澄易R(shí)別功能的雷達(dá)技術(shù),。
二戰(zhàn)以后,,雷達(dá)發(fā)展了單脈沖角度跟蹤,、脈沖多普勒信號(hào)處理、合成孔徑和脈沖壓縮的高分辨率,、結(jié)合敵我識(shí)別的組合系統(tǒng),、結(jié)合計(jì)算機(jī)的自動(dòng)火控系統(tǒng)、地形回避和地形跟隨,、無源或有源的相位陣列,、頻率捷變、多目標(biāo)探測(cè)與跟蹤等新的雷達(dá)體制,。
后來隨著微電子等各個(gè)領(lǐng)域科學(xué)進(jìn)步,,雷達(dá)技術(shù)的不斷發(fā)展,其內(nèi)涵和研究內(nèi)容都在不斷地拓展,。雷達(dá)的探測(cè)手段已經(jīng)由從前的只有雷達(dá)一種探測(cè)器發(fā)展到了紅外光,、紫外光、激光以及其他光學(xué)探測(cè)手段融合協(xié)作,。
當(dāng)代雷達(dá)的同時(shí)多功能的能力使得戰(zhàn)場(chǎng)指揮員在各種不同的搜索/跟蹤模式下對(duì)目標(biāo)進(jìn)行掃描,,并對(duì)干擾誤差進(jìn)行自動(dòng)修正,而且大多數(shù)的控制功能是在系統(tǒng)內(nèi)部完成的,。
自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別則可使武器系統(tǒng)最大限度地發(fā)揮作用,,空中預(yù)警機(jī)和JSTARS這樣的具有戰(zhàn)場(chǎng)敵我識(shí)別能力的綜合雷達(dá)系統(tǒng)實(shí)際上已經(jīng)成為了未來戰(zhàn)場(chǎng)上的信息指揮中心。
工作原理
各種雷達(dá)的具體用途和結(jié)構(gòu)不盡相同,,但基本形式是一致的,,包括:發(fā)射機(jī)、發(fā)射天線,、接收機(jī),、接收天線,處理部分以及顯示器,。還有電源設(shè)備,、數(shù)據(jù)錄取設(shè)備、抗干擾設(shè)備等輔助設(shè)備,。
雷達(dá)所起的作用跟眼睛和耳朵相似,,當(dāng)然,它不再是大自然的杰作,,同時(shí),,它的信息載體是無線電波。 事實(shí)上,,不論是可見光或是無線電波,,在本質(zhì)上是同一種東西,都是電磁波,在真空中傳播的速度都是光速C,,差別在于它們各自的頻率和波長不同。其原理是雷達(dá)設(shè)備的發(fā)射機(jī)通過天線把電磁波能量射向空間某一方向,,處在此方向上的物體反射碰到的電磁波,;雷達(dá)天線接收此反射波,送至接收設(shè)備進(jìn)行處理,,提取有關(guān)該物體的某些信息(目標(biāo)物體至雷達(dá)的距離,,距離變化率或徑向速度、方位,、高度等),。
測(cè)量速度原理是雷達(dá)根據(jù)自身和目標(biāo)之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的頻率多普勒效應(yīng)。雷達(dá)接收到的目標(biāo)回波頻率與雷達(dá)發(fā)射頻率不同,,兩者的差值稱為多普勒頻率,。從多普勒頻率中可提取的主要信息之一是雷達(dá)與目標(biāo)之間的距離變化率。當(dāng)目標(biāo)與干擾雜波同時(shí)存在于雷達(dá)的同一空間分辨單元內(nèi)時(shí),,雷達(dá)利用它們之間多普勒頻率的不同能從干擾雜波中檢測(cè)和跟蹤目標(biāo),。測(cè)量目標(biāo)方位原理是利用天線的尖銳方位波束,通過測(cè)量仰角靠窄的仰角波束,,從而根據(jù)仰角和距離就能計(jì)算出目標(biāo)高度,。
測(cè)量距離原理是測(cè)量發(fā)射脈沖與回波脈沖之間的時(shí)間差,因電磁波以光速傳播,,據(jù)此就能換算成雷達(dá)與目標(biāo)的精確距離,。
分類
雷達(dá)的種類繁多,分類的方法也非常復(fù)雜,。一般為軍用雷達(dá),。通常可以按照雷達(dá)的用途分類,,如預(yù)警雷達(dá),、搜索警戒雷達(dá)、引導(dǎo)指揮雷達(dá),、炮瞄雷達(dá),、測(cè)高雷達(dá)、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視雷達(dá),、機(jī)載雷達(dá),、無線電測(cè)高雷達(dá)、雷達(dá)引信,、氣象雷達(dá),、航行管制雷達(dá)、導(dǎo)航雷達(dá)以及防撞和敵我識(shí)別雷達(dá)等。
1.按照雷達(dá)信號(hào)形式分類,,有脈沖雷達(dá),、連續(xù)波雷達(dá)、脈部壓縮雷達(dá)和頻率捷變雷達(dá)等,。
2.按照角跟蹤方式分類,,有單脈沖雷達(dá)、圓錐掃描雷達(dá)和隱蔽圓錐掃描雷達(dá)等,。
3.按照目標(biāo)測(cè)量的參數(shù)分類,,有測(cè)高雷達(dá)、二坐標(biāo)雷達(dá),、三坐標(biāo)雷達(dá)和敵我識(shí)對(duì)雷達(dá),、多站雷達(dá)等。
4.按照雷達(dá)采用的技術(shù)和信號(hào)處理的方式有相參積累和非相參積累,、動(dòng)目標(biāo)顯示,、動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)、脈沖多普勒雷達(dá),、合成孔徑雷達(dá),、邊掃描邊跟蹤雷達(dá)。
5.按照天線掃描方式分類,,分為機(jī)械掃描雷達(dá),、相控陣?yán)走_(dá)等。
6.按雷達(dá)頻段分,,可分為超視距雷達(dá),、微波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)以及激光雷達(dá)等,。
其中,,相控陣?yán)走_(dá)又稱作相位陣列雷達(dá),是一種以改變雷達(dá)波相位來改變波束方向的雷達(dá),,因?yàn)槭且噪娮臃绞娇刂撇ㄊ莻鹘y(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)天線面方式,,故又稱電子掃描雷達(dá)相控陣技術(shù),早在30年代后期就已經(jīng)出現(xiàn),。1937年,,美國首先開始這項(xiàng)研究工作。但一直到50年代中期才研制出2部實(shí)用型艦載相控陣?yán)走_(dá),。80年代,,相控陣?yán)走_(dá)由于具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),得到了更進(jìn)一步的應(yīng)用,。在已裝備和正在研制的新一代中,、遠(yuǎn)程防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)中多采用多功能相控陣?yán)走_(dá),它已成為第三代中、遠(yuǎn)程防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的一個(gè)重要標(biāo)志,。從而,,大大提高了防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)性能。在21世紀(jì),,相控陣?yán)走_(dá)隨著科技的不斷發(fā)展和現(xiàn)代戰(zhàn)爭兵器的特點(diǎn),,其制造和研究將會(huì)更上一層樓 。