雷達是英文RADAR(RadioDtection And RanginS)的音譯,原意為“無線電探測和定位”,是一種利用電磁波來探測、跟蹤目標的電子設備,由于其能在距離很遠的地方全方位地跟蹤目標,所以被現代戰爭稱為“千里眼”。而且有趣的是,它順著讀是“雷達”,倒著讀也是“雷達”。
雷達作為一種電子裝備,服務于人類已有70多年的歷史。雷達的誕生最初得利于1864年科學家麥克斯韋提出的電磁理論,因為此理論預見了電磁波的存在。直至1938年,美國人制造出了第一部防空火控雷達,1939年英國人在飛機上安裝了第一部機載預警雷達,從此作為二十世紀最偉大的無線電應用創新——雷達開始走上軍用及民用舞臺。雷達的問世,開辟了近代戰爭的新紀元,標志著初步信息化戰爭的開始。
雷達的工作原理
雷達是利用無線電波測定物體位置的無線電設備。在工作時,通過轉動天線,向一定的方向發射不連續的無線電波(脈沖),每次發射的時間不超過1ms,兩次發射的時間間隔約為這個時間的100倍。發射出的電磁波,遇到尺寸明顯大于波長的障礙物發生反射,被天線接收,從而獲得目標到雷達的距離、距離變化率、方位、高度等信息。由于波長越短的電磁波,傳播的直線性越好,反射性能越強,因此雷達采用的是微波。利用雷達可以探測飛機、艦艇、導彈等軍事目標,還可以用來為飛機、船只導航。
雷達的發展
由于雷達在二次世界大戰的輝煌戰績,戰后各軍事強國都加速發展自己的雷達技術,并且將其推廣至民用領域。早在20世紀30年代,雷達研究就突破性地出現了高功率、微波諧振腔磁控管,為早期的L~x波段微波雷達奠定了技術基礎;40年代,雷達的關鍵技術及理論日漸成熟,寬頻帶、窄波束的微波雷達成為軍用雷達的主角;50年代,高速噴氣式戰斗機的入侵、低空突防的威脅,以及防范洲際導彈的襲擊為雷達提出了遠距離、高分辨率、高測量精度的要求,與此同時,脈沖多普勒等技術相繼走出實驗室,開始工程化研究;60年代,單脈沖雷達研制成功,同時,為解決現代化戰爭中易受干擾的弊端,開始進行頻率分集、自適應天線等研究;70年代,隨著大規模集成電路以及UHF和L波段大功率晶體管的實用化等微電子技術的迅速發展,機載脈沖多普勒雷達、人造衛星與宇宙飛船裝載的合成孔徑雷達、微波固態相控陣雷達相繼問世,對雷達技術發展起了劃時代的作用。
雷達的應用
雷達誕生于民間,最初應用于軍事領域,后來逐漸為國民經濟建設各個方面服務,現在已經成了不可缺少的現代化工具。主要應用于民用航空、航海、地形測量、天體研究、跟蹤人造衛星和宇宙飛船、氣象觀測預報等。在航海方面主要有導航雷達、雷達信標、港口監視雷達;在航空方面主要有民航機的導航與防撞雷達、空中交通管制雷達;在氣象方面主要有機載氣象雷達、測雨測云測風雷達,農業氣象和實施預報雷達、氣象監視雷達;在航天方面主要有航天飛機著陸雷達,空間交會雷達,天文雷達,衛星跟蹤雷達,其它方面還有諸如測地和探地雷達,汽車和火車雷達,探測昆蟲和鳥雷達等,真可謂活躍在人們生活的方方面面。
雷達的發展方向
雷達在戰場上所取得的成績,加速了戰爭的進程,但也加快了專門用于對付雷達的軍事裝備的發展。縱觀現代電子武器發展,雷達主要面臨著“四大威脅”——反輻射武器、目標隱身技術、低空突防、電子對抗。這些威脅對雷達在新世紀的發展又提出了新的要求:功能綜合化。多功能是指集搜索、跟蹤、數據傳遞、武器控制于一體,并與機載雷達密切配合,真正實現在威脅環境中快速反應,其典型代表是超寬帶多功能相控陣雷達。只有構成全天候大空域的監視網,才能具有對來襲的超視距、超低空飛行武器的快速反應能力和引導攔擊能力;網絡化。人類社會正在進入網絡社會,工業革命正在走向信息化,戰爭的模式正在從“平臺中心戰”走向“網絡中心戰”。雷達的網絡化將大大提高戰場信息感知的效能,同時大大提高雷達的反偵察、抗干擾、反隱身、反低空突襲的能力;隱身化。除了武器平臺隱身以外,軍用雷達本身也向隱身化方向發展。由傳統的“暴露型”向“隱身型”轉變,其代表作就是低截獲概率(LPI)雷達,該雷達被敵方偵察到的距離僅為該雷達作用距離的二分之一或三分之一,它解決了長期困擾雷達界的三大難題,即反偵察、反隱身、反輻射導彈;超視距和空間化。傳統平臺裝載的微波雷達受地球曲率的影響,無法探測到視距以外的目標。解決視距外目標偵察問題除了機載預警雷達外(星載雷達還處于論證階段),有效的手段就是超視距雷達,其發現距離可以達到視距的3—5倍甚至更遠;“雷達和武器一體化”。也稱為雷達武器(或高功率微波武器,超寬譜射頻武器),它既有雷達探測和跟蹤目標的功能,又有殺傷或破壞的武器功能。
現代雷達
在現代戰爭中,雷達本身所具有的定位功能使它成了極其重要的武器裝備。缺少了雷達,戰斗機會無法察覺自己是否已經成了敵人瞄準的目標,導彈則會喪失方向不知道要飛向何方等等,稱其為“千里眼”,并不夸張。雷達的發展也是今非昔比,探測距離更遠、探測范圍更廣、探測精度更高。而且,相控陣雷達、二次雷達、三坐標雷達等蘊含高技術雷達的出現也大大地提高了雷達的應用水平。無論在軍用還是民用領域,雷達都將發揮更加廣泛的作用。