El uso de ondas electromagnéticas para detectar objetivos apareció en los años 30. 1930 65438 En octubre, Rudolf Kuno, de la compañía alemana Gamma, se inspiró en el fenómeno biológico de los murciélagos que producen ondas ultrasónicas para obtener información. Después de varios años de arduo trabajo, finalmente desarrolló uno de los primeros radares. De hecho, este radar es un dispositivo de radio especial. Puede emitir ondas electromagnéticas al espacio, que se reflejarán cuando encuentre un objetivo. El radar puede calcular rápidamente la distancia y posición del objetivo basándose en el tiempo de ida y vuelta de la onda electromagnética y el acimut y los ángulos de elevación en el momento del lanzamiento, y mostrar las características del objetivo en el monitor. En 1934, un científico británico descubrió accidentalmente una serie de puntos brillantes en la pantalla mientras estudiaba señales de eco de radio de la atmósfera terrestre. Después de repetidos experimentos e investigaciones, confirmó que se trataba de una señal de eco reflejada por ondas electromagnéticas de un edificio cercano. Este descubrimiento inesperado le dio la idea de utilizar ecos de radio para detectar objetivos en movimiento. En 1935, Watson Watt y otros ingenieros eléctricos británicos desarrollaron el primer radar para detectar aviones. Aunque la distancia de detección era de sólo unas pocas docenas de kilómetros en ese momento, fue de gran importancia y abrió el camino de desarrollo de la detección y el posicionamiento de ondas electromagnéticas.
Los primeros radares sólo podían encontrar la distancia entre el objetivo y el objetivo medido, por lo que se llamaba "descubrimiento y alcance por radio". La gente tomó las primeras letras de esta palabra inglesa para formar una nueva palabra "radar", que se translitera al chino como "radar".
Durante la Segunda Guerra Mundial, la tecnología de radar fue ampliamente utilizada y desarrollada rápidamente. Cuando comenzó la guerra, ambos bandos utilizaron radares para predecir los aviones entrantes del otro bando. Por ejemplo, en agosto de 1940, después de que la Alemania nazi conquistara el continente europeo, se preparó para ocupar el Reino Unido. Con este fin, Hitler formuló personalmente un plan de combate con el nombre en código "Sea Lion" y envió casi mil aviones a Gran Bretaña. Sin embargo, lo que no esperaba era que el primer ataque furtivo del ejército alemán fuera interceptado por la Fuerza Aérea Británica. El ejército alemán perdió más de 600 aviones en solo dos semanas. El plan de Hitler de ocupar Gran Bretaña fracasó. ¿Por qué el ejército británico puede atacar con precisión al ejército alemán? Resultó que el ejército británico construyó muchas estaciones de radar en las zonas costeras y las utilizó para predecir el número, el rumbo y la distancia de los aviones alemanes invasores, a fin de tomar medidas defensivas oportunas, lo que provocó que el ejército alemán sufriera una derrota desastrosa. Esta fue la primera vez que se utilizó el radar en combate real. Para otro ejemplo, antes del "incidente de Pearl Harbor", el ejército estadounidense también instaló una estación de radar y descubrió el avión japonés invasor. Sin embargo, el comandante militar estadounidense fue demasiado descuidado y perdió el tiempo, lo que permitió que el avión japonés invasor atacara con éxito Pearl. Harbor y causar graves daños a la fuerza principal de la Flota del Pacífico estadounidense estacionada en Pearl Harbor. Esta vez. Los estadounidenses que subestimaron el papel del radar despertaron repentinamente de sus sueños, pero ya era demasiado tarde.
Poco después de que el radar se utilizara para la defensa aérea, también se instaló en buques de guerra, lo que tuvo un gran impacto en las tácticas navales. Los buques de guerra británicos aprovecharon su capacidad de utilizar radares para buscar objetivos y pudieron detectar y perseguir a los buques de guerra alemanes incluso en las noches oscuras. Por lo tanto, en las últimas etapas de la Segunda Guerra Mundial, el número de barcos y submarinos hundidos por el ejército alemán aumentó rápidamente. En 1943, Gran Bretaña utilizó ampliamente el radar y destruyó 64 submarinos alemanes sólo en septiembre, causando un gran trauma al ejército alemán.
A finales de la Segunda Guerra Mundial, el radar se combinó con sistemas de control de armas, lo que hizo que el radar también fuera ofensivo. Después de que las tropas de artillería usan este tipo de radar, no solo pueden buscar y rastrear objetivos automáticamente, sino también atacar objetivos, mejorando así en gran medida la tasa de acierto de la artillería y la efectividad del combate.
También en la última parte de la Segunda Guerra Mundial, se utilizó un nuevo sistema de identificación de amigo o enemigo en el radar, lo que permitió al radar identificar una vez más la baliza lunar de identificación de amigo o enemigo. Algunos radares también pueden ajustar automáticamente su estado de funcionamiento a medida que cambian el entorno y los objetivos, lo que hace que el radar sea más potente.
Después de la Segunda Guerra Mundial, el radar comenzó a utilizarse ampliamente en la construcción económica.
En tierra, las ondas electromagnéticas emitidas por el radar se utilizan para medir la velocidad de movimiento de los objetos; medir la velocidad y dirección del viento; pronosticar tifones y lluvias intensas y utilizar el radar para realizar una gestión y despacho modernos de los aeropuertos.
A grandes altitudes, las ondas electromagnéticas emitidas por el radar se utilizan para ayudar a los objetos voladores de alta velocidad a volar sobre las montañas; la combinación de tecnología de radar y televisión permite a los pilotos ver intuitivamente la forma del objetivo y las imágenes de él. el medio ambiente en sus propias pantallas; radar y La combinación de astronomía formó la "radioastronomía". Utilizando las ondas electromagnéticas emitidas por el radar, se pueden detectar las huellas de los meteoros y calcular la temperatura atmosférica, la densidad y la dirección del viento en un rango de 120 kilómetros. En 1964, las ondas electromagnéticas emitidas por el radar seleccionaron un lugar de aterrizaje adecuado para que una nave espacial aterrizara en la luna.
Bajo tierra, las ondas electromagnéticas emitidas por un radar de penetración terrestre pueden detectar con precisión fallas, fisuras, colapsos y otros defectos estructurales de la corteza terrestre. Puede detectar estratos a 20 metros bajo tierra analizando ondas electromagnéticas y ecos reflejados para prevenir eventos catastróficos como deslizamientos de tierra y colapsos de presas. También se puede utilizar para explorar antigüedades subterráneas o depósitos de metal.
Con el avance continuo de la ciencia y la tecnología y el rápido desarrollo de la construcción económica, los campos de aplicación del radar aún se están expandiendo. Hoy en día se reconoce generalmente que el radar es una herramienta indispensable para ayudar a las personas a comprender el mundo y observar los misterios del universo. El radar también desempeña un papel importante en el campo de la construcción económica. Por lo tanto, la gente llama vívidamente al radar un "detective senior" y un buen amigo de la humanidad.
Habiendo dicho tantos beneficios del radar, quizás te estés preguntando: ¿Cómo funciona el radar? ¿Cómo tienes una habilidad tan grande? Ahora hablemos brevemente sobre esto.
Los componentes básicos del radar incluyen tres partes: transmisor, receptor y antena. Inicialmente, el receptor está apagado y el transmisor encendido. Un transmisor genera alguna forma de ondas electromagnéticas de alta frecuencia (ondas ultracortas o microondas) y una antena transmisora las irradia en una dirección específica. Luego apague el transmisor y encienda el receptor, y la antena transmisora original se convierte en la antena receptora. Cuando las ondas electromagnéticas encuentran un objetivo durante la propagación espacial, parte de las ondas electromagnéticas de alta frecuencia se reflejarán y la antena receptora recibirá esta señal y la introducirá en el receptor. El observador puede determinar si hay un objetivo y la naturaleza del mismo a la salida del receptor. El tiempo necesario para que la onda electromagnética reciba la señal electromagnética reflejada del transmisor al receptor, multiplicado por la velocidad de la onda electromagnética (es decir, la velocidad de la luz: 300.000 km/s), es la distancia de ida y vuelta del radar al objetivo. Luego, dividido por 2, el resultado es la distancia del objetivo medido. La posición angular del objetivo se puede medir utilizando la directividad de la antena o utilizando un sistema de antena de doble haz.
El efecto Doppler es un fenómeno natural que las personas encontramos a menudo. Por ejemplo, cuando estás parado al lado del ferrocarril, un tren de alta velocidad viene hacia ti con un silbido, y luego escucharás que el tono del silbido se vuelve más alto a medida que el tren se aleja, oirás que el tono se vuelve más bajo nuevamente; ; cuando escuchas Cuando suena el silbato de un tren parado, el tono sigue siendo el mismo. Esto muestra que la frecuencia (tono) de las ondas sonoras cambia debido al movimiento relativo de la fuente de ondas y el observador, un fenómeno llamado efecto Doppler. Las ondas electromagnéticas de frecuencia ultraalta emitidas por el radar también tienen esta propiedad. Utilizando el efecto Doppler de las ondas electromagnéticas, se puede medir si un objetivo se acerca o se aleja de una estación de radar y calcular su velocidad.
Según el tipo y la función de las ondas electromagnéticas radiadas, el radar se puede dividir en muchos tipos, y los diferentes tipos de radar tienen diferentes usos. Lo presentamos brevemente de la siguiente manera: radar de escaneo de cono. La antena de este radar tiene una forma especial y al girarla forma una zona de cobertura cónica en el espacio de radiación. La estructura general de este radar es simple; se utiliza principalmente para medir la posición angular de los objetivos y realizar un seguimiento automático, y se ha utilizado ampliamente en el control de fuego de artillería antiaérea. Su desventaja es que sólo puede rastrear objetivos lentos y tiene ciertos errores.
Radar monopulso. Solo necesita emitir una señal de pulso electromagnético para lograr el posicionamiento del ángulo objetivo y el seguimiento automático. Sus ventajas son la alta precisión y la fuerte capacidad antiinterferente. La desventaja es que la estructura es compleja e incómoda de usar.
Radar de tres coordenadas. Puede determinar la posición del objetivo en varios aspectos al mismo tiempo y se utiliza principalmente para vigilancia aérea. Este tipo de radar tiene requisitos estrictos sobre la forma del haz de ondas electromagnéticas y debe tener múltiples dispositivos receptores, por lo que la estructura es naturalmente más compleja.
Radar de apertura sintética. Utiliza el movimiento regular del vehículo para emitir secuencialmente señales de pulsos electromagnéticos coherentes en diferentes ubicaciones y luego procesa y sintetiza una serie de señales de eco. Los resultados obtenidos son de alta resolución y adecuados para su uso en aviones y satélites de gran altitud.
Sus desventajas son la baja potencia de transmisión y la alta relación señal-ruido.
Radar de matriz en fases. Está compuesto por muchas unidades de radiación dispuestas en el espacio. Después de un procesamiento técnico especial, puede realizar un escaneo espacial de haces de radiación electromagnética. Puede buscar y rastrear de manera flexible múltiples lotes y objetivos al mismo tiempo, y se utiliza principalmente para advertencias y seguimiento. Sus ventajas son una velocidad de detección rápida, una gran capacidad antiinterferente, múltiples funciones y una larga distancia de medición, hasta 3700 kilómetros. Por lo tanto, se utiliza ampliamente y se le llama el "querido" de la familia de los radares. Sus desventajas son la estructura compleja, el alto costo, el gran equipamiento y la dificultad de ocultación. Aun así, debido a sus destacadas ventajas, sigue siendo una dirección importante para el desarrollo de la tecnología de radar.
Según la ubicación del radar. Hay radares de defensa aérea terrestres para alertar de ataques enemigos; los radares aéreos pueden buscar objetivos invisibles para los radares de defensa aérea terrestres y no son fácilmente atacados por los enemigos. Los radares basados en barcos son de tamaño pequeño pero tienen "capacidades" fuertes y son llamados "radares especiales". También hay radares meteorológicos que se especializan en la predicción del tiempo, etc.
El rendimiento y características de estos radares se obtienen controlando el movimiento de barrido espacial del haz electromagnético de la antena. Por lo tanto, dominar las características de la radiación y las leyes relacionadas de las ondas electromagnéticas es la clave para comprender las funciones específicas del radar y luego utilizarlo al servicio de la humanidad.