毫米波雷达及其应用详述(上传)

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1、1、雷达的起源和发展1.1雷达的基本概念雷达一词是英文RadioDetectionAndRanging缩写词“RADAR”的音译，其原意为“无线电探测与测距”，雷达利用目标对电磁波的散射现象来发现目标并识别其位置与特征。1.2雷达的起源19世纪后期：电磁理论的建立和电磁波实验的突破，为雷达的产生奠定了基础。1865年，麦克斯韦理论上预言了电磁波的存在；1886年，赫兹实验上证明了电磁波的存在；1889年，实现了电磁波的产生，接收和目标散射。这些成就为雷达的产生奠定了基础。20世纪初至20年代：发明第一部雷达并开始人们探索雷达的其他

2、用途。1904年4月30日，德国的克里斯琴·赫尔斯迈耶发明了一个通过探测远处金属物体来防止轮船之间碰撞的发射-接收系统，该系统无法测距，但仍被认为是世界上第一部雷达；1922年，美国海军研究实验室的泰勒和杨观测到轮船的起伏回波；1927年，德国的赫尔曼对赫尔斯迈耶的装置进行改进，制造了第一部工作在厘米波段的发射-接收机，它可以探测到8km远的轮船和在500m高空飞行30km远的飞机。随后，该系统分别形成了舰载和地基两个系列的雷达。20世纪30年代：开始研究用来探测飞机和舰船的脉冲多普勒雷达，多种实战型军用雷达问世。1934年，美国

3、海军研究实验室开始研究发射脉冲波形的雷达。1936年其80MHz频段的脉冲雷达可以探测到60Km远的飞机，1938年12月其200MHzXAF雷达探测到了160Km远的飞机目标。1937年，英国的防空雷达“本土链”雷达可以说是第一个完整的防空系统，也是真正用于作战（二战）的第一部雷达，用于高空飞行的飞机探测的测距。该雷达工作频率为22~55MHz，其天线塔高72m，可以对3Km高空、150Km远的飞机进行预警探测。1939年9月，第二次世界大战爆发时，英国已在东海岸建立起了一个由20个地面雷达站组成的“本土链”雷达，网。在第二年夏

4、天抗击的纳粹德国大规模空袭英国的“不列颠战役”中，英国正是靠“本土链”为每次德国人来空袭时赢得了20分钟宝贵的预警时间，以约900架战斗机抵挡住了德国2600余架飞机的疯狂进攻。1938年，美国信号公司制造了第一部SCR-268防空火力控制雷达，工作频率为205MHz，探测距离180Km。SCR—268雷达必须依靠光学跟踪器来精化其测角数据，在夜间工作时，要借助与雷达波速同步的探照灯。1939年，美国无线电公司研制出了第一部实用的XAF舰载雷达，装在美国“纽约”号战舰上，他对海面舰船的探测距离是20Km，对飞机的探测距离是160K

5、m。英国在一架飞机上装了一部200MHz的雷达，用来监视入侵的飞机。这可称得上是世界上第一部机载预警雷达。20世纪40年代：雷达功能进一步增强，对雷达发展具有重要影响的高功率磁控管问世，首次出现了雷达电子战。1940年，德国研制了一种三坐标火控雷达。该雷达采用可旋转的偶极子天线，它的频率为565MHz，测距精度25m，方位精度2°，俯仰精度3°。1940年，德国生产出世界上第一部平面位置显示（PPI）雷达。在1944年对柏林的一次夜间攻击中，PPI雷达显示了400多架轰炸机。PPI雷达可对地面环境杂波的进行测量（363次，英，美、

6、苏）。1941年12月。美国已经生产了100多部SCR-270/271陆军通信兵预警雷达。其中一部架设在檀香山上，它探测到了日本飞机队珍珠港的入侵，但是，美国军官误将探测到的日本飞机认为是友军飞机，从而酿成了惨重的悲剧。1943年，MIT辐射实验室制造出第一部10cm实验雷达，这种雷达的波束宽度为70mrad，跟踪飞机的精度约为15mrad，但仍需要光学数据作为雷达数据的补充。1943年7月24日~25日，盟军800架RAF轰炸机执行袭击德国汉堡的任务，在这次袭击中，这些轰炸机都携带了金属箔条（一种尺寸同雷达波长相匹配的金属条带，

7、可以迷惑雷达的探测）干扰发射器。这是历史上第一次将雷达对抗技术实用于战争当中，这次行动使德军的地面和机载雷达被大量的箔条干扰致盲，完全失效。它标志着雷达战的开端。在1940年（甚至是二战结束之前），德国的雷达技术比美国、英国等所有其他国家都要先进，但是，后来英、美等国家认识到雷达技术在军事中的重要应用，加大了投资和研究力量，随后在技术上很快赶超了德国。1940年10月，美国支持MIT建立了辐射实验室，后改名为林肯实验室。在最初的6年时间里，美国对该实验室投入了21亿美元，几乎和原子弹的投资强度一样，仅在二战后期，该实验室便研制了超

8、过100部包括早期攻击预警，反飞机火控、空中截获。舰船探测等在内的各种雷达系统。1.3雷达的发展20世纪50年代：主要包括微波雷达、单脉冲雷达、脉冲压缩、合成孔径雷达、气象观测雷达和机载脉冲多普勒等技术。单脉冲雷达是一种精密跟踪雷达。它每发射一个脉