微波与雷达
(2023-10-22 13:14:03)
微波,一般指波长从1毫米到1米的电磁波,其振荡频率从300千赫兹到300兆赫兹。是分米波,厘米波和毫米波的统称。微波频率比一般无线电波频率高,通称为超高频电磁波。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。
微波易于集聚成束,高度方向性及直线传播特性,可用来在无阻挡视线自由空间传输高频信号。微波传播的基本性质通常呈现为穿透,反射和吸收三种特性。对于玻璃,塑料和瓷器,微波几乎是穿越而不被吸收,对于水和食物就会吸收微波而使其发热,而对金属类物质则会反射。
微波在人们日常生活中广泛应用微波炉产生的微波烹调食物。但微波最重要的应用是制造雷达。雷达是英文Radar(Radio
detection and ranging。) 的缩写。即无线电探测和测距。即用无线电的方法发现目标,并测定他们的空间位置。
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,并接受回波。由此获得目标至电磁波发射点的距离,距离变化率,方位,高度等信息。
1917年英国科学家首先成功设计出远程雷暴定位装置,1935年发明了第一台实用雷达,1936年1月架起了第一个雷达站。1941年苏联最早在飞机上装备预警雷达。雷达包括发射机,发射天线;接收机,接收天线;信息处理部分与显示器。还有电源设备,数据录取设备,抗干扰设备等辅助装置。
空地之间导航联系则需要二次雷达,二次雷达是由询问雷达和应答雷达所组成的无线电电子测位和辨认系统。询问雷达发射电磁波,应答雷达接收到询问电磁波被触发,发射应答电磁波。询问雷达根据接收到的应答电磁波而工作,实现识辨和测位。二次雷达的询问雷达和目标上的应答雷达之间按主动扫描询问和被动应答配合工作。询问雷达一般固定在地面,其扫描波束的脉冲用询问信号编码,应答雷达的应答脉冲带有自身代码的编码。询问脉冲和应答脉冲的载波频率是不同的,因而可防止误收发射波。
现在又发展出激光雷达,从工作原理上讲,它与微波雷达没有根本区别。是以发射激光束探测目标位置,速度等特征量的雷达系统。将回波信号与发射信号比较,做适当处理就可获得目标的有关信息。如目标距离,方位,高度,姿态,甚至形状等参数。从而对飞机,导弹等目标进行探测,跟踪和识别。
激光雷达的优点是分辨率高,隐蔽性好,抗有源干扰能力强,低空探测性能好,体积小,重量轻。缺点是工作时受天气和大气影响大。
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