雷达的资料(雷达的资料简短)

雷达示意图。制图:侯继超

说到雷达的起源，要追溯到二战时期。

英德之间的英伦空战争成为了雷达大显身手的历史舞台，也拉开了雷达快速发展的序幕。

如今，雷达不再是军事领域的专利。随着科技的进步，雷达在机载、舰载、星载、车载等领域发挥着不可或缺的作用。

独特的技能

现代战争早已告别了近距离作战的冷兵器时代，作战距离超过了肉眼可见的范围。能否预见敌人，在战斗中占据主动，决定了空的胜利。

为了在千里之外的超视距作战中取得胜利，雷达系统已经成为战斗机的亲密战友，发挥了关键作用。

之所以能担当此重任，是因为雷达有独特的技能——能快速发现、跟踪和拦截目标，并在战斗中选择合适的武器进行攻击，从而实现“先敌发现、先敌发射、先敌命中”，掌握战斗主动权。

世界上最早的雷达诞生于二战时期。当时英国的“本地链”雷达投入使用，开创了雷达在军事领域应用的先河。

在随后几十年的发展中，战斗机不断升级以躲避雷达探测。就像“矛”与“盾”的较量一样，为了在战斗中占得先机，设计师们从未停止在雷达领域的探索。

随着无线电研究的深入和制造技术的进步，更新雷达成为可能。现代雷达的探测距离在数百甚至数千公里以上，可以瞄准不同方向、不同目标，从而同时跟踪和打击多个目标。

不仅如此，全天候、全天时的优势，使得该雷达无论白天黑夜都可以探测远距离目标，并且不受雾、云、雨等恶劣天气的影响。雷达独特的波长可以让千里之外的目标隐形，是名副其实的“千里眼”“千里眼”。

那么，雷达是如何做到“看得远”、“听得清”的呢？简单来说，雷达探测依赖于高性能发射系统和接收设备的密切配合。

当雷达开始探测时，雷达发射机会通过天线发射电磁波。以天线为中心，电磁波向四周扩散，就像池塘里丢了一块石头，引起涟漪向外扩散。为了满足不同的探测要求，雷达发射的波长也不同。

当电磁波遇到被探测的目标时，会沿着目标的形状向各个方向反射，其中一部分会返回雷达方向，被雷达天线捕获，形成回波信号。

仅仅接收回波信号是不够的。众所周知，地球本身就是一个磁场，就像人们经常使用的电视、收音机会因干扰而出现“雪花屏”、“吱吱声”一样，雷达的电磁波也会受到来自地面、空等方向的电磁干扰，从而影响雷达的“听觉”。

这种“杂波”干扰会使回波信号非常微弱。在实际探测过程中，电磁波信号也会随着距离的增加而衰减。

这时，雷达接收器就会发挥作用。它可以滤除干扰信号，放大微弱的回波信号，使回波信号清晰，传给处理器进行“翻译”。然后，显示器上可以显示目标的距离、飞行路径、速度等一系列信息。

进化公路

随着科技的飞速发展，雷达的功能越来越强大，种类也越来越多。现代的巨型雷达直径超过100米，而微型雷达只有指甲盖大小，应用领域也不一样。

虽然形状不同，但雷达的工作原理大致相同:探测功能是通过电磁波的发射和回波来实现的。这种方法看似简单，但在实际应用中，电磁波探测之旅却是坎坷的。如何减少“杂波”干扰，提高探测距离和探测精度，一直推动着一代又一代雷达设计者进行艰难的探索。

早在19世纪末，麦克斯韦方程组的建立就帮助人类敲开了电磁理论的大门。随后，意大利工程师马可尼提出了无线电在远距离探测方面的潜力。

战争的爆发刺激了科学技术的飞速发展，也使得很多概念设计理念得到了实际应用。

实际上，雷达最初的发明来源于人类的“无意干预”。1935年，英国科学家罗伯特·瓦特的团队希望利用无线电波作为攻击武器来摧毁德国飞机，但他们很快就得到了失败的结论。

令人惊讶的是，他们发现通过测量机身反射的无线电回波的长度，就可以知道飞机的飞行方向和距离。同年，团队给英国空陆军带来了振奋人心的消息，世界上第一台雷达研制成功。

雷达的十字空诞生，让英军在空战争中占据优势。当时，英军在海岸线上安装了大型雷达天线，其提供的探测信息帮助英军拦截了多架德军轰炸机。雷达在实战中的巨大成功，让设计师们有了在飞机上安装雷达的想法。

1937年，英国“安森”飞机安装了世界上第一部机载雷达。三年后，装备在“beaufighter”战斗机上的机载雷达在空战争中首次使用，崭露头角。

由于雷达技术的限制，这一时期的雷达探测距离只有几公里。由于位于机身外部的“喇叭”天线体积庞大，影响飞机机动，雷达一直没有得到广泛应用。

早期雷达采用共脉冲体制，探测能力较弱，尤其是俯视时，微弱的目标回波信号几乎淹没在杂波中，从而失去对目标的探测能力。这种检测方法很快被历史淘汰。

60年代，机载脉冲多普勒火控雷达研制成功并逐步投入使用。它克服了早期雷达的缺陷，具有下视功能，抗干扰能力强，广泛应用于第三代计算机。

这种机械雷达通过旋转天线进行扫描，发射单波束，即通过“身体旋转”带动“眼睛”进行探测。在空战争中，随着战机速度和数量的增加，设计人员发现机械扫描方式速度慢，容易丢失目标，尤其是在跟踪多个目标时。同时，由于只有一个发射机，一旦损坏，整个雷达都会失效，可靠性难以保证。

因此，电子扫描相控阵雷达应运而生，并经历了从被动到主动的发展。先进的有源相控阵雷达将整个发射机分配给数千个收发组件。即使一个收发组件损坏，也不会影响整个雷达。这种雷达天线类似于蜻蜓的复眼，不仅可以移动身体，还可以移动眼球。还可以针对不同的方向和目标，同时进行跟踪。

而且通过强大的数据处理技术，雷达可以同时实现空和地面探测等多种功能。射程远、抗干扰能力强、隐身性能好、可靠性高等一系列优点，使其成为战斗机上技术最先进、最复杂的装置之一，也是衡量战斗机战斗力的重要指标。

尖端技术

雷达作为战斗机的“千里眼”和“顺风耳”，最重要的性能之一就是保证探测的精度。

要保证精度，电磁波发射、接收、信号转换等一系列步骤必须绝对可靠、畅通无阻。

在机载雷达的众多部件中，雷达天线负责发射无线电波，天线的精度决定了雷达的探测任务能否准确完成。

以先进的有源相控阵雷达为例。它的天线由成千上万个收发组件组成，是雷达的核心部件之一。为了满足雷达探测的需要，一些收发组件的横向尺寸必须控制在毫米级，相当于一张微型SIM卡的大小，这给设计人员带来了很多困难。

经过多年的研究，设计者终于找到了一种微组装技术——利用微焊接等工艺技术，在高密度多层互连基板上组装各种半导体集成电路芯片和小型化电子元件，形成先进的微电子元件。这个操作就像在蝉的翅膀上绣花一样。

“微”技术是高科技，收发组件从制造到顺利安装并投入使用需要经过多次测试——

第一步，选材，给收发机一个“好身体”。虽然收发模块体积很小，但内部集成了多种精密芯片。因此，选择基板作为多芯片和芯片间的布线连接尤为重要。

为了满足不同的要求，收发模块由多种基板组成，以达到高密度和小体积的组装效果，降低传输损耗。

第二步是组装，在基板上组装各种芯片。这种芯片组装技术集超声波清洗、共晶焊接、键合和金丝超声波键合于一体，是微组装工艺的重要组成部分。

步骤看似简单，但对装配环境、刀具选择、精度控制、时间控制等指标的要求非常苛刻。实际操作甚至要在高倍显微镜下进行。其中，粘接工艺是难度最大、技术含量最高的步骤之一。

键合就是用比人头发丝还细的金线把芯片和外部电路连接起来。在这个过程中，通过针尖的超声波振动，形成金丝与焊盘之间的分子连接，达到微焊接的目的。资料显示，一克黄金可以拉出一根直径10微米、长661米的金线，相当于头发的八分之一，细到早已超出肉眼识别的范围。

第三步是封装，即保护组装好的收发器组件。收发组件作为精密电子元器件，对封装要求非常“挑剔”。随着技术的发展和工艺的优化，先进的封装技术可以防止空气体中的灰尘、水蒸气等微小颗粒进入模块造成污染，从而保证使用寿命和可靠性。

完成一系列程序后，安装的雷达需要测试信号、功率、灵敏度等几十项参数。以满足其在边搜索边跟踪、边搜索边测距、拦截、战斗等各种作战状态下的正常运行。

近年来，研究人员一直在不断探索和研究新材料和新工艺的应用，以促进雷达的迭代发展。未来，随着更多先进技术的投入使用，雷达的应用范围和探测能力会越来越强。

来源:解放军报