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雷达是英文名词“Ｒａｄａｒ”的音译，它的原意是：无线电探测和定位。早先概念是：由雷达发射机产生具有给定参数的电磁波，经天线辐射到空间，通过天线波束在空间扫描，一旦目标出现，就会对辐照的电磁波产生反射和散射，此反射波和散射波再被雷达天线接收，送至接收机，经检波、放大和信息处理后，即可获得空中目标的位置和目标的其它属性。这里所说的发射机就是雷达的辐射源。因此这种雷达称作有源雷达。 后来，随着电子技术、雷达技术和各种武器技术的发展，如今雷达的概念有所扩展，除上述有源雷达外，又派生出无源雷达，也就是说这种雷达没有辐射源，这种雷达是借用空间已有的电波，照射到目标所形成的囬波来探测目标。如今学术界称这种雷达为外辐射源雷达。从雷达本身看，它是无辐射源，实际上是有源，这源是外部辐射源。 雷达的诞生 1864年，伟大的电磁之父麥克斯韦(Ｊａｍｅｓ Ｃ１ｅｒｋ Ｍａｘｗｅ１１）发表了巨著“电磁学通论”，从数学和物理学，论证了电磁波的存在，并指出光就是电磁波！ 1886年，赫兹(Ｈｅｉｎｅｒｉｃｈ Ｈｅｒｔｚ)巧夺天工，他发明了天线，将谐振回路形成的电磁波,辐射到空间，证实了电磁波的存在。 1897年，波波夫利用无线电波探测物体。 1897年，汤普森（J J Thompson）展开对真空管内阴极射线的研究。 1903年-1904年，德国侯斯美尔(Christian Hulsmeyer)发明了船用防撞雷达，获得了专利权。这种雷达只能测量目标的距离。同年，世界上出现了第一架飞机。 1906年,德弗瑞斯特（De Forest Lee）发明真空三极管，是世界上第一种可放大信号的主动电子元件. 1914-1918年，第一次世界大战。飞机在战场上的作用越来越大。当时飞机飞行速度不高，人们是通过声波探测来提前预警飞机信息。因此有的科普作家认为雷达的诞生从声波探测开始，也有人认为雷达的诞生是起始于多普勒效应的发现。 1916年，马可尼（ Marconi）和富兰克林（Franklin）开始研究短波信号反射。 1917年，罗伯特·沃特森·瓦特（Robert Watson-Watt）成功设计雷暴定位装置,它宣告了雷达的诞生。 1922年，英国马可尼（M.G.Marconi）在无线电工程师学会（IRE）领奖时，提出船用防撞雷达测角的建议。发表演说的题目是可防止船只相撞的平面测角雷达。 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用无线电波测量电离层（ionosphere）的高度。美国布莱尔和杜夫用脉冲波来测量。 1925年，美国布赖特（Gregory Breit）和图夫（Merle Antony Tuve）合作，在观测阴极射线管电离层时，发现短脉冲回波，被认为是首次验证雷达原理。 1931年,美国海军研究实验室利用拍频原理，先从发射机发射连续波，三年后从发射机发射脉冲波，开始研制雷达。 1934年，海军研究实验室(Naval REsearch Lab.)的佩奇(R.M.Page)，首次拍摄到由飞机反射回来的，短脉冲回波的照片。 1935年，英国人和德国人首次实现，用空中飞机反射回波形成的短脉冲来測距。 1935年，法国古顿用磁控管产生波长为16厘米的电磁波，可以在雾天或黑夜发现其它船只。这是雷达民用的开始。 1936年1月，英国罗伯特.沃森.瓦特(Robert Watson Wart)在索夫克海岸，架起了英国第一部实用雷达站“Chain Home”。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，马可尼公司替英国加建20个链向雷达站。 1937年，美国第一个军用舰载雷达XAF试验成功。1939年安装在美国海军纽约号（New York）战舰上，探测飞机的距离为85海里。 1937年，瓦里安兄弟（Russell and Sigurd Varian）研制成高功率微波振荡器，又称速调管（klystron）。可用来增加雷达探测距离。 1937年，美国开始研制相控阵雷达，直到20世纪50年代中期，研制出实用型舰载相控阵雷达。 1939年，布特（Henry Boot）与兰特尔（John T. Randall）发明电子管，又称谐振腔磁控管（resonant-cavity magnetron ）。可用来增大发射机功率，从而增加雷达探测距离。 1941年，前苏联最早在飞机上装备预警雷达。 1941年12月，美国己生产100部SCR-270/271陆军通信兵预警雷达，其中有一部架设在檀香山，当年它探测到日军飞机偷袭珍珠港，但却误认为是友军飞机，铸成大悲剧。 1943年，美国麻省理工学院研制出机载雷达平面位置指示器，预警雷达。並发明了多目标分辨。 1945年，二次大战结束后，全凭发射机装有磁控管的雷达，盟军得以打败德国。 1947年，美国贝尔电话实验室研制出线性调频脉冲雷达。 20世纪50年代中期，美国装备了超视距预警雷达系统，可以探测超音速飞机。不久又研制出脉冲多普勒雷达。 20世纪50年代中期，研制出实用型舰载相控阵雷达。20世纪50年代末期，美国在Ｆ-22战机和Ｆ-35联合战斗机上，装备有AN/APG-77、AN/APG-79、AN/APG-81等为代表的有源相控阵雷达。 20世纪60年代，美国装备了多部相控阵雷达ＡＮ/ＦＰＳ-46，ＡＮ/ＦＰＳ-85，前苏联也装备了“鸡笼”和“狗窝”等固定式相控阵雷达。用于弹道导弹防御系统。70年代，英、法、日、意、德、瑞典等也都装备了相控阵雷达。 1959年，美国通用电器公司研制出弹道导弹预警雷达系统，可发现並跟踪3000英里外，600英里高的导弹，预警时间为20分钟。 1964年，美国安装了第一部空间轨道监视雷达，用于监视人造地球卫星或空间飞行器。试图反洲际弹道导弹。 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。 20世纪80年代，相控阵雷达实现了多功能，成为远程反导防御系统重要组成部分。 20世纪80年代，美国加强研制弹道导弹防御系统，它包括战区导弹防御系统（ＴＭＤ）和国家导弹防御系统（ＮＭＤ）。这是一种多层面防御体系，来实现反导。它是以陆、海、空一体化，全方位实施栏截来袭远程导弹。一般说来它包括陸基相控阵雷达网、超视距雷达网、红外预警卫星网和天基预警雷达网组成的探测系统。此系统还可以探测载人航天飞机和空间卫星。 笔者综述了雷达的诞生，有的时间与有关文献资料略有差异。另外雷达有几十种类型，尚难列岀各种雷达的出现时间。夲文作为学科发展史讨论用，目前我国有关各学科发展史尚未见有权威出版物，导致教科书、论文中阐述研制背景时，对科学史叙述错误甚多，其中包括院士、知名专家、教授在内，这种情况也该引起重视了。 转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自都世民科学网博客。 链接地址：http://blog.sciencenet.cn/blog-1339385-832326.html 上一篇：老年人上科学网的利和弊 下一篇：科学的遗憾与创新 |
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