第528章 電磁波雷達的結構
第528章 電磁波雷達的結構
而在知道了雷達是由電磁波反彈而形成的基本結構之後，自然就可以根據這個原理來設計出雷達來了，當然這個設計的過程看著不簡單，實際上也是困難重重，要不然雷達也不會被稱為尖端科技了。
當然不管是什麼樣的電磁波雷達基本上都是由五個部分組成的，首先第一個部分就是電磁波產生的裝置。
畢竟雷達想要探測目標，就要有無線電波。雷達中能在空間激起無線電波的工具就是振子，其實就是一根金屬棒。
電子在金屬棒中來回反彈的過程叫做電振盪，如果反彈的過程中沒有任何阻力的話，這種反彈會一直持續下去。電子流從金屬棒的左端振盪到右端，再由右端返回到左端，叫做振盪一周，每秒振盪的周數，叫做振盪的頻率。
電子流在金屬棒上流動的速度是極快的，它接近於光速，是不變的。因此，金屬越長，電子流來回振盪一周所需要的時間也就越長，振盪頻率也就越低了。
在振盪一周的時間內，電子流走過的距離就是波長。顯然，電子流在這段時間內，走過的距離恰好是金屬棒長度的兩倍。換句話說，金屬棒的長度恰好為波長的一半。所以，這種金屬棒常稱為半波振子。
半波振子上電子流的很高頻率的電振盪，會在空間激發出頻率相同的無線電波，它以光速飛快地離開振子向四面八方飛逝而去。
半波振子是雷達向空間發射無線電波的器件，它相當於在水中攪動著的木塊或手電筒的燈泡，起著在水中激起水波或向空間射出光波那樣的作用。因為半波振子能向空間發射無線電波，所以有時把它稱為輻射器。
而雷達的第二個部分就是給無線電波提供能源的發射機。
要知道半波振子中電子流的來回振盪會遇到阻力，要是不給它供給能量，使其克服各種阻力，這種振盪很快就會停止下來。
所以，雷達中要有一部機器，它能驅使半波振子上電子流的振盪按照需要，強有力地進行，這種機器叫雷達發射機。它是半波振子的能源，相當於手電里的電池。
雷達發射機供給半波振子以高頻率電振盪的能量，半波振子在空間激起無線電波。一旦關斷雷達發射機，半波振子也就停止向空間發射無線電波了。所以控制發射機通斷，就可以控制向空間發射無線電波。
之後再有電磁波發射裝置以及能源之後，還要有約束電磁波發射方向的裝置，也就是雷達的第三個組成部分雷達天線。
有了發射機和半波振子，就可以向空間發射無線電波了。但這樣發射出去的無線電波是不能用來搜索和探測目標的。
因為它向空間所有的方向都發射出無線電波。這些電波從四面八方碰到了目標，一起反射回來，那就根本沒有辦法知道哪個目標在哪個方向。
然而如何使雷達只朝一個方向發射無線電波呢！不過還好的是燈光的罩子給了雷達設計的工程師們一些啟發。
要知道把手電筒燈泡周圍的罩子和反射碗都拿掉，光禿禿的小燈泡發出來的光就沒有了方向性。而在加上了反射碗和罩子，光就只朝一個方向射出去了，因此反射碗就起到了集聚光波的作用。
因此雷達使無線電波定向發射的方法，與手電筒聚光的方法是一樣的。那就是，不讓半波振子直接向空間發射無線電波。
而是讓它把無線電波先發射到一個象大鍋一樣的反射器上，從反射器反射出來的無線電波就只朝一個方向發射了。這種象大鍋一樣的反射器，叫做拋物面反射器。
當然反射器的大小是由要求的不是隨隨便便做的，這與無線電波的波長很有關係。
波長短，反射器就可以做得小一點；波長長，反射器就要做得大些。否則對電波得集聚作用不好。當然，在相同波長下，反射器越大，對電波的集聚作用就越好。
把半波振子和大鍋樣的反射器合在一起，看作一個整體，叫做雷達天線。這種樣子的雷達天線又特地叫做拋物面天線。
對于波長為十厘米的微波雷達，它的半波振子長是五厘米，而它的拋物面反射器的直徑，就要達到九厘米左右才能使發射出去的無線電波有足夠的方向性。
而對于波長為三米的米波雷達，它的半波振子就有一點五米長。如此按比例來算的話，至少要有直徑為二百七十米的大鍋，才能使發射出去的無線電波有足夠的方向性。
所以這顯然是不實用的。因此，對米波雷達來說，必須另找途徑來實現對無線電波的定向發射。
不過經過實踐發現，把幾十個甚至幾百個半波振子按照一定的規律排起隊來，也可以實現定向發射。而且半波振子數目越多，定向性就越好。
在相同定向發射性能的條件下，雷達工作波長愈短，雷達天線的尺寸也就可以做的小一些。但是不能走到另一個極端，說雷達的工作波長愈短愈好。波長如果長了有長的難處；太短了也有短的弊端。
波長太短的無線電波在大氣中傳播時，會受到很大的損耗。因此，它傳不遠。所以雷達工作的波長既不能太長也不能太短，它通常工作在超短波或微波波段。
不過宇宙飛船上的雷達則都是配備了長波雷達，畢竟在茫茫宇宙中，長波雷達的超長探測範圍還是非常實用的，至於大氣衰減則是就不用擔心了，畢竟宇宙中怎麼可能會有大氣呢！
當然這也就並不是說在宇宙戰爭中短波雷達就沒有了用處，其實長波雷達和短波雷達都是各有各的優缺點的。
比如長波雷達雖然探測距離很遠幾千甚至是上萬千米都是輕輕鬆鬆但是奈何距離遠了之後，探測精度自然而然也就變差了。
而短波雷達則是因為探測能量更為集中，所以探測精度自然而然也就非常高了，所以在宇宙飛船上則是把兩種雷達都給配備了。
其中長波雷達則是負責提前發現目標進行預敬，而短波雷達則是用來近距離的瞄準射擊，以及攔截隕石之類的。
當然這種用來進行瞄準射擊所使用的雷達還有一個特別的名字，而這個名字則是被稱為火控雷達。
沒辦法畢竟射擊這玩意對於精度要求可是非常之高的，如果雷達的精度太差，那還怎麼去引導武器進行射擊呢！
當然短波雷達可不僅僅會被用來當火控雷達，其中劉秀穿越前特別火的自動駕駛，就有用到毫米波雷達進行探測，從而實現自動駕駛。
(本章完)
而在知道了雷達是由電磁波反彈而形成的基本結構之後，自然就可以根據這個原理來設計出雷達來了，當然這個設計的過程看著不簡單，實際上也是困難重重，要不然雷達也不會被稱為尖端科技了。
當然不管是什麼樣的電磁波雷達基本上都是由五個部分組成的，首先第一個部分就是電磁波產生的裝置。
畢竟雷達想要探測目標，就要有無線電波。雷達中能在空間激起無線電波的工具就是振子，其實就是一根金屬棒。
電子在金屬棒中來回反彈的過程叫做電振盪，如果反彈的過程中沒有任何阻力的話，這種反彈會一直持續下去。電子流從金屬棒的左端振盪到右端，再由右端返回到左端，叫做振盪一周，每秒振盪的周數，叫做振盪的頻率。
電子流在金屬棒上流動的速度是極快的，它接近於光速，是不變的。因此，金屬越長，電子流來回振盪一周所需要的時間也就越長，振盪頻率也就越低了。
在振盪一周的時間內，電子流走過的距離就是波長。顯然，電子流在這段時間內，走過的距離恰好是金屬棒長度的兩倍。換句話說，金屬棒的長度恰好為波長的一半。所以，這種金屬棒常稱為半波振子。
半波振子上電子流的很高頻率的電振盪，會在空間激發出頻率相同的無線電波，它以光速飛快地離開振子向四面八方飛逝而去。
半波振子是雷達向空間發射無線電波的器件，它相當於在水中攪動著的木塊或手電筒的燈泡，起著在水中激起水波或向空間射出光波那樣的作用。因為半波振子能向空間發射無線電波，所以有時把它稱為輻射器。
而雷達的第二個部分就是給無線電波提供能源的發射機。
要知道半波振子中電子流的來回振盪會遇到阻力，要是不給它供給能量，使其克服各種阻力，這種振盪很快就會停止下來。
所以，雷達中要有一部機器，它能驅使半波振子上電子流的振盪按照需要，強有力地進行，這種機器叫雷達發射機。它是半波振子的能源，相當於手電里的電池。
雷達發射機供給半波振子以高頻率電振盪的能量，半波振子在空間激起無線電波。一旦關斷雷達發射機，半波振子也就停止向空間發射無線電波了。所以控制發射機通斷，就可以控制向空間發射無線電波。
之後再有電磁波發射裝置以及能源之後，還要有約束電磁波發射方向的裝置，也就是雷達的第三個組成部分雷達天線。
有了發射機和半波振子，就可以向空間發射無線電波了。但這樣發射出去的無線電波是不能用來搜索和探測目標的。
因為它向空間所有的方向都發射出無線電波。這些電波從四面八方碰到了目標，一起反射回來，那就根本沒有辦法知道哪個目標在哪個方向。
然而如何使雷達只朝一個方向發射無線電波呢！不過還好的是燈光的罩子給了雷達設計的工程師們一些啟發。
要知道把手電筒燈泡周圍的罩子和反射碗都拿掉，光禿禿的小燈泡發出來的光就沒有了方向性。而在加上了反射碗和罩子，光就只朝一個方向射出去了，因此反射碗就起到了集聚光波的作用。
因此雷達使無線電波定向發射的方法，與手電筒聚光的方法是一樣的。那就是，不讓半波振子直接向空間發射無線電波。
而是讓它把無線電波先發射到一個象大鍋一樣的反射器上，從反射器反射出來的無線電波就只朝一個方向發射了。這種象大鍋一樣的反射器，叫做拋物面反射器。
當然反射器的大小是由要求的不是隨隨便便做的，這與無線電波的波長很有關係。
波長短，反射器就可以做得小一點；波長長，反射器就要做得大些。否則對電波得集聚作用不好。當然，在相同波長下，反射器越大，對電波的集聚作用就越好。
把半波振子和大鍋樣的反射器合在一起，看作一個整體，叫做雷達天線。這種樣子的雷達天線又特地叫做拋物面天線。
對于波長為十厘米的微波雷達，它的半波振子長是五厘米，而它的拋物面反射器的直徑，就要達到九厘米左右才能使發射出去的無線電波有足夠的方向性。
而對于波長為三米的米波雷達，它的半波振子就有一點五米長。如此按比例來算的話，至少要有直徑為二百七十米的大鍋，才能使發射出去的無線電波有足夠的方向性。
所以這顯然是不實用的。因此，對米波雷達來說，必須另找途徑來實現對無線電波的定向發射。
不過經過實踐發現，把幾十個甚至幾百個半波振子按照一定的規律排起隊來，也可以實現定向發射。而且半波振子數目越多，定向性就越好。
在相同定向發射性能的條件下，雷達工作波長愈短，雷達天線的尺寸也就可以做的小一些。但是不能走到另一個極端，說雷達的工作波長愈短愈好。波長如果長了有長的難處；太短了也有短的弊端。
波長太短的無線電波在大氣中傳播時，會受到很大的損耗。因此，它傳不遠。所以雷達工作的波長既不能太長也不能太短，它通常工作在超短波或微波波段。
不過宇宙飛船上的雷達則都是配備了長波雷達，畢竟在茫茫宇宙中，長波雷達的超長探測範圍還是非常實用的，至於大氣衰減則是就不用擔心了，畢竟宇宙中怎麼可能會有大氣呢！
當然這也就並不是說在宇宙戰爭中短波雷達就沒有了用處，其實長波雷達和短波雷達都是各有各的優缺點的。
比如長波雷達雖然探測距離很遠幾千甚至是上萬千米都是輕輕鬆鬆但是奈何距離遠了之後，探測精度自然而然也就變差了。
而短波雷達則是因為探測能量更為集中，所以探測精度自然而然也就非常高了，所以在宇宙飛船上則是把兩種雷達都給配備了。
其中長波雷達則是負責提前發現目標進行預敬，而短波雷達則是用來近距離的瞄準射擊，以及攔截隕石之類的。
當然這種用來進行瞄準射擊所使用的雷達還有一個特別的名字，而這個名字則是被稱為火控雷達。
沒辦法畢竟射擊這玩意對於精度要求可是非常之高的，如果雷達的精度太差，那還怎麼去引導武器進行射擊呢！
當然短波雷達可不僅僅會被用來當火控雷達，其中劉秀穿越前特別火的自動駕駛，就有用到毫米波雷達進行探測，從而實現自動駕駛。
(本章完)