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1.1 雷达的起源

雷达的基本概念由德国物理学家Heinrich Hertz从1885年到1888年所进行的经典实验首次得到验证。他利用频率在455MHz附近、原理上类似于雷达的一种装置,验证了无线电波与光具有相同的特征。他演示了无线电源可从金属物体反射和由介质棱镜折射。

在20世纪20年代,S.G.Marconi,一位无线的先驱者,在他的实验中观察到了目标的无线电检测,并且在1922年对无线电工程师协会(现在的IEEE)的一次演讲中强烈推荐其用途。1922年秋,当一艘船通过位于河两岸的接收机和发射机之间时,他们偶然地接收到了一个起伏的信号。这在当时被称为“连续波干涉系统”,但如今它是人们所说的双基地连续波雷达。1925年,华盛顿特区卡内基机构的Breit和Tuve采用脉冲雷达技术来测量电离层的高度。Breit和Tuve的装置实际上就是一部雷达,但在当时人们还没有意识到用相同的原理可以探测舰船和飞机。

在20世纪30年代初重型军用轰炸机的出现,才使真正具有实战意义的军用雷达得以问世。对远距离的轰炸机进行告警成为一项重要的军事需求。对此威胁做出响应的大多数国家虽然彼此之间是保密的,但所研究的检测方法却大致类似。

20世纪30年代,雷达几乎同时而又基本独立地在美国、英国、苏联、法国、意大利、日本和荷兰研制出来。这时雷达的工作频率比现代通用的频率低很多。大多数早期雷达采用的频率为(100~200)MHz,但英国的雷达频率为30MHz,而德国的雷达频率为600MHz。早期雷达中所采用的技术是当时无线电通信领域最前沿的技术。

英国在20世纪30年代感到战争逼近的紧迫性,开始研制雷达。虽然英国比美国起步晚,但到1938年夏季结束时(第二次世界大战开始前一年),第一部实战雷达——30MHz圆链家雷达开始运行。这些早期雷达对帮助英国挫败德国在1940年夏末对英伦三岛实施的重大空袭,即“不列颠之战”立了大功。随后,英国于1940年发明了高功率微波磁控管,雷达技术获得了重大发展。

到1940年12月7日日本袭击美国珍珠港时,美国海军已装备132套雷达,其中79套安装在各种舰船上。

德国到1940年末有了3种主要的实战雷达。

苏联在20世纪30年代开始研究雷达,到1940年6月德国入侵时,已有生产型雷达使用。其工作频率为75MHz,发射机和接收机之间距离为35km,是双基地雷达。1940年6月前苏联又研制成功单基地雷达Rus-2脉冲雷达,工作频率为75MHz,作用距离为150km。

日本对雷达的研制成功较晚。1942年10月在瓜达卡纳尔岛战役期间,日本海军对美国海军在夜间袭击成功非常惊奇,自此以后才抓紧对雷达的研制工作。

第二次世界大战期间,雷达技术和系统发展迅速,在战争结束后的最初几年也主要集中在战争期间没有完成的研究项目上,自那时起雷达的功能便得到持续的发展。