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雷达工作原理|为什么能探测数千公里外的目标

科技快讯 时间:2021-05-19 12:05:31

雷达对于现代战争就好比一双千里眼,它能够监测敌军动态,同时为精准的打击提供支持,目前,据说美俄已经具备可探测距离达6000公里以上的雷达,这么远的距离雷达罩里是如何实现探测的呢?

雷达是一个音译词,英文单词叫做radar radio detection and range,翻译过来就是无线探测与测量,正如这个名字中的关键词,所研雷达的主要功能就是两个探测和测距。雷达到底是怎么实现探测和测距这两个功能?大家在中学的物理学中都学过一种现象,叫做回声,当我们出了山谷吼一嗓子的时候,过一会儿就能听见自己的回声了,这是因为我们的声音。经过反射之后,再一次回到了我们的耳朵里,那雷达具备了探测功能,实际上原理也有回声,类似雷达装置中有一个发射机作用,就是不断发射电磁波,我们说的光其实也是一种电磁波,只不过与雷达的电磁波频率和波长不同,而发射机发射电磁波在空中如果遇到障碍物就会反射。

雷达上还有一个接收机,接收机能够接收反射回来的电磁波,这些反射回来的电磁波经过信号处理,最终显示在显示器上就能够发现空中的飞行物,这就是雷达探测的最基本原理。那问题就来了,基本的原理就是这么简单,那雷达到底是如何进行具体的距离和速度计算?先说如何测量距离吧,假设雷达放置在a点,空中的飞机在B点,电磁波从a出发,到达B点后被反射,最终再返回到a点。这一过程经历的时间是可以计算,我们假设时间为T,电磁波的速度就是光速,V等于29792458秒,所以电磁波经过的距离就是VP,而这一距离就实际上是两倍的a与B之间的距离,所以AB的距离就等于1/2为题。

在看速度如何测量,我们来看一般的速度测量方法,如果要知道一辆车的运动速度,我们先让车跑一段距离,然后进入车的运动时间,用距离除以时间就是速度,但是对于雷达来讲,它的测量不能通过距离和时间的关系来进行速度测量,而是通过多普勒效应,什么是多普勒效应,专业的解释是,波在波源移向观察者时,接收频率变高,而在波源远离观察者时,接收频率变低。实际上我们在生活中经常遇到做不来效应,一辆零七的车在失去你的时候,你会觉得声音越来越尖锐,在远离你的时候,你会觉得声音越来越低沉,这里的尖锐实际上表示声音的频率越来越高,Er的成就表示声音的频率越来越低,也就是说呢,接收者接收到的声音的频率实际上是与生源的移动速度是有关系的。

电磁波也具有多普勒效应,如果飞机此时是飞向雷达方向,那么反射电磁波的频率就会增加,我们根据频率的变化,就能够推测出飞机的运动速度,相反,飞机远离而去的话,反射电磁波的频率就会降低,至于具体怎么计算,感兴趣的朋友可以自己去查阅一些资料实际。

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