从超声波到雷达到相控阵雷达雷达技术一路升级打怪

发布时间：

2024-10-22

蝙蝠利用回声定位在黑暗中导航和捕食，这一神奇的现象启发了人类认识到了超声波，继而发明了雷达技术。作为远程探测的重要手段，雷达自诞生以来重点运用于军事。随着技术的优化以及军事的需要，相控阵雷达凭借卓越的性能和灵活性脱颖而出。它不仅在军事领域大放异彩，在民…

蝙蝠利用回声定位在黑暗中导航和捕食，这一神奇的现象启发了人类认识到了超声波，继而发明了雷达技术。作为远程探测的重要手段，雷达自诞生以来重点运用于军事。随着技术的优化以及军事的需要，相控阵雷达凭借卓越的性能和灵活性脱颖而出。它不仅在军事领域大放异彩，在民用领域更是潜力无限，尤其是天气相控阵雷达。

超声波——雷达——相控阵雷达，技术一直在迭代升级。

从蝙蝠身上发现了超声波

1793年，意大利科学家斯帕拉捷晚上散步，发现蝙蝠在夜空中飞来飞去，细心的他发现，这蝙蝠撞不到树，也撞不到墙，好像有特异功能一般。于是，科学家抓了几只蝙蝠回去研究。他把蝙蝠关在笼子里，把他们的眼睛蒙起来，丝毫不影响他们起飞。他接着又把蝙蝠的鼻子堵起来，结果蝙蝠还是能起飞。最后。他把蝙蝠的耳朵堵住，蝙蝠好像没有了方向，一会儿撞树，一会儿撞墙。

斯帕拉捷的实验证明了蝙蝠靠听觉辨别方向和障碍物。人类从蝙蝠身上得到的启发，发现了超声波。

蝙蝠发的是超声波，它是一种波动形，在真空环境中不能形成超声波，需要借助某种介质才可以形成超声波。雷达发的是电磁波，它是一种物质，可以在空气中传播，也可以在真空环境中传播。但雷达的发明则是发现这个故事之后的100多年。

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雷达应用于军事

一战期间，雷达雏形出现，它像听诊器一样，利用巨型的喇叭，监听远处飞机飞行时发出的噪声和震动。这也是人类最初的“高科技”防空探测设备是防空听音器。当它发现有敌机飞临，操纵人员便开始调整方向，面向敌机，确定敌机的飞行方向，并引导战斗机和高炮拦截。

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当时雷达只能以固定的转动方式对固定范围进行扫描，随着人类的武器、装备越来越先进，可以躲避普通雷达的扫描。需要反应速度更快的雷达参与工作，相控阵雷达应运而生。

相控阵雷达

相控阵雷达又叫电子扫描阵列雷达，是通过改变天线表面阵列所发出波束的合成方式，来改变波束扫描方向的雷达。它比传统雷达扫描的效率和速度更快，对目标讯号测量的精确度更高。

有人很生动地把传统雷达比作一个LED灯射向天空，把相控阵雷达认为是一整块装满LED灯的面板同时射向天空。可见其速度之快，扫描更是360°无死角全方位扫射。

当高速飞机、导弹和人造地球卫星出现了，相控阵雷达凭借更高的探测能力、更大的覆盖空域、更高的数据率和适应多目标环境的能力，出色地完成任务。

因为它具有以下优点：

（1）波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，数据率高；

（2）一个雷达可同时形成多个独立波束，分别实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能；

（3）目标容量大，可在空域内同时监视、跟踪数百个目标；

（4）对复杂目标环境的适应能力强；

（5）抗干扰性能好。全固态相控阵雷达的可靠性高，即使少量组件失效仍能正常工作。

如果说普通雷达就像是一只蝙蝠对着天空发出超声波发现天上有物体就会反射回来；相控阵雷达就像是一只拥有蜻蜓复眼般的蝙蝠，对天空进行网状式扫描，所有复眼都能发射超声波。

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相控阵雷达可以同时收到很多信息，当计算机对信息进行分辨识别和处理时，需要有足够强大的系统和精密的算法程序。因此，相控阵雷达需要有强大的电子技术作为基础，具备强大的计算机系统。

国相控阵雷达的应用

1977年11月22日号7010雷达检飞成功，标志着我国第一部远程预警相控阵雷达研制成功。7010雷达曾经多次捕捉并准确预测世界大国的洲际导弹和卫星的相关数据。经过几十年如一日的科研攻关，中国雷达如今已形成了陆、海、空天四位一体的装备体系。从军工走向了民用，尤其是相控阵雷达在气象上的使用。相控阵雷达利用大量发射、接收单元排列成天线阵面，通过电磁波干涉原理合成一个的雷达探测主波束，一个天线阵面的探测范围在90到120°。未来，还可以用AI技术识别探测目标，跟踪天气目标，进行智能预警预报，形成全方位、全空域、多目标自动跟踪分析预报预警的“灾害性天气监测和预警系统”。

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