Question

雷达的相关知识

Answer 1

雷达的相关知识。
雷达意为无线电探测和定位。一般指利用发射和接收反射电磁波发现目标并测定其位置的电子设备。主要组成部分有发射机、天线、接收机和显示器等。按工作状态分脉冲雷达和连续波雷达两类。广泛应用于侦察、警戒、导航、跟踪、瞄准、制导和地形测量、气象探测等方面。

雷达的工作原理是：雷达设备发射电磁波信号后，如果有目标物体碰到雷达信号就会反射回波，雷达接收器就会接收到回波信号，回波信号包含了目标的距离、方向和速度信息，雷达天线接收反射波后送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息，根据雷达发射波束还能测得出目标的角度。

雷达广泛应用于社会各个领域中，譬如汽车的倒车雷达装置。雷达是汽车泊车安全辅助装置，在倒车时，自动启动倒车雷达，不用回头看就可以知道车后有没有障碍物，是以声音或者更直观的显示监测告诉贺驶员车辆周围的障碍物，可以弥补驾驶员视野看不到的死角和视线模糊的地方，使停车和倒车更容易、更安全。

雷达是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。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，可以全天候、全天时工作的特点，并有一定的穿透能力。

雷达装置装在驾驶台上，它不停地提醒司机车距后面物体还有多少距离，到危险距离时，蜂鸣器就开始鸣叫，提醒司机对障碍物的靠近，及时停车。

雷达，是英文Radar的音译，源于radio detection and ranging的缩写，意思为"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”。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。

雷达的出现，是由于一战期间当时英国和德国交战时，英国急需一种能探测空中金属物体的雷达（技术）能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。二战期间，雷达就已经出现了地对空、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。

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:发射机、发射天线、接收机、接收天线，处理部分以及显示器。还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。

雷达所起的作用跟眼睛和耳朵相似，当然，它不再是大自然的杰作，同时，它的信息载体是无线电波。 事实上，不论是可见光或是无线电波，在本质上是同一种东西，都是电磁波，在真空中传播的速度都是光速C，差别在于它们各自的频率和波长不同。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息（目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等）。

Answer 2

雷达是20世纪人类在电子工程领域的一项重大发明。雷达的出现为人类在许多领域引入了现代科技的手段。
1935年2月25日，英国人为了防御敌机对本土的攻击，开始了第一次实用雷达实验。当时使用的媒体是由BBC广播站发射的50米波长的常规无线电波，在一个事先装有接收设备的货车里，科研人员在显示器上看到了由飞机反射回来的无线电信号的回波，于是雷达产生了。
雷达是利用极短的无线电波进行探测的，雷达的组成部分有发射机、天线、接收机和显示器等。由于无线电波传播时，遇到障碍物就能反射回来，雷达就根据这个原理把无线电波发射出去，再用接收装置接收反射回来的无线电波，这样就可以测定目标的方向、距离、高度等。最初雷达主要用于军事。第二次世界大战期间，英国在海岸线上建起了雷达防御网络。这些早期的雷达使英国人能够不断地成功抗击德军破坏性的空中和海底袭击。
雷达被人们称为千里眼。在现代战争中，由于雷达技术的进步，使交战双方在相距几十公里，甚至上百公里，人还互相看不到，就已拉开了空战序幕，这就是现代空战利用雷达的一个特点――超视距空战。
由于雷达自身的工作原理，造成了雷达在使用中存在有捕捉对象的盲区，这也就有了在战争中利用雷达盲区偷袭成功的战例。现代战争中，为了躲避雷达的监视，美国生产出了一种隐形轰炸机，它可以有效驱散雷达信号，使它对于常规的雷达系统保持隐形。正是由于这种矛与盾的关系，科学家在这个领域不断探索研制分辨能力更高的雷达。
随着雷达技术的不断改进，如今雷达被广泛用于民航管制、地形测量、气象、航海等众多领域。面对日益拥挤的天空，拥有精密的雷达监测系统至关重要。使用雷达设备可不受天气的影响，不分昼夜进行监测。民航管制员通过雷达直接获取飞机的位置、高度、航行轨迹等信息，及时调节飞行方位和高度。在雷达的使用科学原理中，雷达与目标之间有相地运动，回波信号的频率有多普勒频移，根据多普勒效应的原理可以求得其相对速度。这也是交通警在公路上测量汽车速度的测速雷达工作的原理。
我国在雷达技术方面发展很快，取得了很大成就。探地雷达就是我国研制的，它可适用于不同深度的地下探测。目前，探地雷达已经广泛应用于国防、城市建设、水利、考古等领域。中科院电子所研制成功了星载合成孔径雷达模拟样机，并对1998年长江中下游特大洪涝灾害进行了监测，获取了受灾地区的图像，为抗洪救灾提供了准确的灾情数据。随着高科技的不断发展，雷达技术将在21世纪得到更广泛的应用。

雷达的历史
1922年 美国泰勒和杨建议在两艘军舰上装备高频发射机和接收机以搜索敌舰。

1924年 英国阿普利顿和巴尼特通过电离层反射无线电波测量赛层的高度。美国布莱尔和杜夫用脉冲波来测量亥维塞层。

1931年 美国海军研究实验室利用拍频原理研制雷达，开始让发射机发射连续波，三年后改用脉冲波。

1935年 法国古顿研制出用磁控管产生16厘米波长的撜习?窖捌鲾，可以在雾天或黑夜发现其他船只。这是雷达和平利用的开始。1936年1月英国W.瓦特在索夫克海岸架起了英国第一个雷达站。英国空军又增设了五个，它们在第二次世界大战中发挥了重要作用。

1937年 美国第一个军舰雷达XAF试验成功。

1941年 苏联最早在飞机上装备预警雷达。

1943年 美国麻省理工学院研制出机载雷达平面位置指示器，可将运动中的飞机柏摄下来，他胶发明了可同时分辨几十个目标的微波预警雷达。

1947年 美国贝尔电话实验室研制出线性调频脉冲雷达。 50年代中期 美国装备了超距预警雷达系统，可以探寻超音速飞机。不久又研制出脉冲多普勒雷达。

1959年 美国通用电器公司研制出弹道导弹预警雷达系统，可发跟踪3000英里外，600英里高的导弹，预警时间为20分钟。

1964年 美国装置了第一个空间轨道监视雷达，用于监视人造地球卫星或空间飞行器。

1971年 加拿大伊朱卡等3人发明全息矩阵雷达。与此同时，数字雷达技术在美国出现。

Answer 3

radar的音译，“Radio Detection and Ranging ”的缩写。原意是“无线电探测和测距”，即用无线电方法发现目标并测定它们在空间的位置。

2、雷达工作原理：

发射机在定时器控制下，产生高频大功率的脉冲串，通过收发开关到达定向天线，以电磁波形式向外辐射。在天线控制设备的控制下，天线波束按照指定方向在空间扫描，当电磁波照射到目标上，二次散射电磁波的一部分到达雷达天线，经收发开关至接收机，进行放大、混频和检波处理后，送到雷达终端设备，能判断目标的存在、方位、距离、速度等。

3、雷达的任务：

利用目标对电磁波的反射来发现目标并对目标进行定位。随着雷达技术的发展，雷达的任务不仅仅是测量目标的距离、方位和仰角，而且还包括测量目标的速度，以及从目标回波中获取更多有关目标的信息。

4、从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息，通过什么方式获取这些信息？

斜距R : 雷达到目标的直线距离OP。
方位角α: 目标斜距R在水平面上的投影OB与某一起始方向(正北、正南或其它参考方向)在水平面上的夹角。
俯仰角β：斜距R与它在水平面上的投影OB在铅垂面上的夹角，有时也称为倾角或高低角。

5、雷达工作方式

连续波和脉冲波

6、雷达测距原理

R=(C∆t)/2
式中，R为目标到雷达的单程距离，∆t为电磁波往返于目标与雷达之间的时间间隔，C为电磁波的传播速率(3×108米/秒)

7、影响雷达性能指标

脉冲宽度（窄），天线尺寸（大），波束（窄），方向性。

8、距离测量分辨力

两个目标在距离方向上的最小可区分距离：
∆rc=c/2(τ+d/υn)
或者 ∆rc=c/2∙1/B

其中，d为光点直径，υn
为光点扫面速度；B为有效相关带宽。

9、雷达由哪几个主要部分，各部分的功能是什么？

同步设备：雷达整机工作的频率和时间标准。
发射机：产生大功率射频脉冲。
收发转换开关: 收发共用一副天线必需，完成天线与发射机和接收机连通之间的切换。
天线：将发射信号向空间定向辐射，并接收目标回波。
接收机：把回波信号放大，检波后用于目标检测、显示或其它雷达信号处理。
显示器：显示目标回波，指示目标位置。
天线控制(伺服)装置：控制天线波束在空间扫描。

10、什么是多普勒频移？

当目标与雷达站之间存在相对速度时，接收到回波信号的载频相对于发射信号的载频产生一个频移。