§18雷達的發明

§18雷達的發明(1/3)

雷達波碰到物體，反射回來以後，測出和目標的距離，這是雷達基本的原理。這和蝙蝠發出超聲波，接收回波，來確定、捕捉目標所在的位置的原理完全一樣。

1938年，研究蝙蝠領域的鼻祖——Griffin在哈佛大學生物係學習期間，做過試驗，把蝙蝠的眼睛手術掉，蝙蝠的飛行不受絲毫影響。即使在屋子裏橫七豎八的掛許多係了鈴鐺的繩，蝙蝠也不會碰到，鈴鐺不會發出響聲，他一直想了解蝙蝠是用什麽樣的波感知周圍的世界，當他聽說，哈佛大學物理係的學生Pieice發明了一種能探聽超聲波的儀器時，Griffin提了一籠蝙蝠，來到Pieice的實驗室裏撞撞運氣，當Griffin的一籠蝙蝠靠近儀器時，儀器發出了巨大的噪音，就這樣，兩個不同領域的年輕人聚到一起發現了一個世界之謎——蝙蝠是靠超聲波回聲定位的。

雷達是一種神奇的電學器具，它由電磁波往返時間，測得阻波物的距離。假如你問雷達是誰發明的？在芬克的雷達機械中說，“雷達的發明，不能專歸於某一位科學家，乃是許多無線電學工程師努力研究，加以調準而成。”在戰時，美國麻省理工學院由五百位科學家和工程師致力於雷達的研究。希奇得很，在自然界中，你找得到神為某種動物所豫備的雷達。在一九四七年一月號的英國奮勉雜誌上，給我們解釋蝙蝠在黑暗中如何指導自己飛行，不論如何黑暗，如何狹窄的地方，絕不碰壁，這是什麽原因？它怎樣知道前麵有無障礙呢？關於這事有兩位美國生物學家格利芬和迦朗包在1940年已經證明，蝙蝠能夠避免碰撞，是藉一種天然雷達，不過是聲波代替電磁波，在原理方麵完全相仿。從蝙蝠口中發出一種頻率極高的聲波，超過人類聽覺範圍以外，二位科學家藉著一種特製的電力設備，在蝙蝠飛行時，將它所發的高頻率聲波記錄出來。這種聲波碰到牆上，必然折

回，它的耳膜就能分辨障礙物的距離遠近，而向適宜方向飛去。蝙蝠傳輸聲波也像雷達一樣，都是相距極短的時間而且極有規則，並且每隻蝙蝠，有其固有的頻率，這樣蝙蝠可分清自己的聲音，不至發生擾亂。因這緣故，蝙蝠飛行之時，常是張口，假如你將它口緊閉，它便失去指揮作用，假如堵上它的耳朵，便要撞到牆上，無法飛行。這個有趣的實驗，道破了它的秘密。

第一次世界大戰期間，軍用飛機出現，一些國家在抵禦它的進攻方麵遇到了很大的困難。為此，有的科學家開始研製一種遠距離尋找飛機的儀器，這就是後來的雷達。不過，雷達的發明可以追溯到19世紀。1887年，德國科學家赫茲在證實電磁波的存在時，就已發現電磁波在傳播的過程中遇到金屬物會被反射回來，就如同用鏡子可以反射光一樣。這實質上就是雷達的工作原理。不過，當時赫茲並沒有想到利用這一原理來進行無線電通訊試驗時，通訊突然中斷了，幾分鍾後又恢複了正常。這種現象連續幾次出現，起初他以為是機器出現了故障，經檢查，一切正常。於是，他觀察了外部的情況，發現一艘輪船正通過兩艘軍艦之間，等船駛過後，兩艦之間的通訊又恢複了正常。波波夫憑著自己敏銳的感覺，立刻意識到，就是這隻船在經過兩艦之間時擋住了無線電波。他由此想到，如果在海上航線上設置無線電通訊設備，就可以利用電波探測到海上目標。但令人遺憾的是，他沒有將此想法付諸實踐。直到1922年，美國科學家根據波波夫的設想，在海上航道兩側安裝了電磁波發射機和接收機，當有船隻經過時，通過電波馬上就可以測出。這就等於在海上設置了　一道看不見的警戒線。不過這種裝置仍然不能算是嚴格意義上的雷達。1935年，英國著名的物理學家、國家物理研究所無線電研究室主任沃特森.瓦特在此基礎上發明了一種既能發射無線電波，又能接收反射射波的裝置，它能在很遠的距離就探測到飛機的行動。這就是世界上

第一台雷達。這台雷達能發出1.5厘米的微波，因為微波比中波、短波的方向性都要好，遇到障礙後反射回的能量大，所以探測空中飛行的飛機性能好。為了安全和方便，當時稱這種雷達為ＣＨ係統。經過幾次改進後，1938年，CH係統才正式安裝在泰晤士河口附近；這個200公裏長的雷達網，在第二次世界大戰中給希特勒造成極大的威脅。隨後，英國海軍又將雷達安裝在軍艦上，這些雷達在海戰中也發揮了重要作用。雷達不僅運用在軍事上，還可用來探測天氣，查找地下20米深處的古墓、空洞、蟻穴等。隨著科學技術的進步，雷達的運用也越來越廣泛。

1937年馬可尼公司替英國加建20個鏈向雷達站。

1937年美國第一個軍艦雷達XAF試驗成功。

1941年蘇聯最早在飛機上裝備預警雷達。

1943年美國麻省理工學院研製出機載雷達平麵位置指示器，可將運動中的飛機柏攝下來，他膠發明了可同時分辨幾十個目標的微波預警雷達。

1944年馬可尼公司成功設計、開發並生產「布袋式」（Bagful）係統，以及「地氈式」（Carpet）雷達幹擾係統。前者用來截取德國的無線電通訊，而後者則用來裝備英國皇家空軍（RAF）的轟炸機隊。

1945年二次大戰結束後，全憑裝有特別設計的真空管——磁控管的雷達，盟軍得以打敗德國。

1947年美國貝爾電話實驗室研製出線性調頻脈衝雷達。

50年代中期美國裝備了超距預警雷達係統，可以探尋超音速飛機。不久又研製出脈衝多普勒雷達。

1959年美國通用電器公司研製出彈道導彈預警雷達係統，可發跟蹤3000英裏外，600英裏高的導彈，預警時間為20分鍾。

1964年美國裝置了第一個空間軌道監視雷達，用於監視人造地球衛星或空間飛行器。

1971年加拿大伊朱卡等3人發明全息矩陣雷達。與此同時，數字雷達技術在美國出現。

（本章完）