雷達是現代戰爭必不可少的電子裝備。它不僅應用於軍事，而且也應用於國民經濟（如交通運輸、氣象預報和資源探測等）和科學研究（如航天、大氣物理、電離層結構和天體研究等）以及其他一些領域。發展簡史 雷達的基本概念形成於20世紀初。但是直到第二次世界大戰前後，雷達才得到迅速發展。早在20世紀初，歐洲和美國的一些科學家已知道電磁波被物體反射的現象。1922年，義大利G.馬可尼發表了無線電波可能檢測物體的論文。美國海軍實驗室發現用雙基地連續波雷達能發覺在其間透過的船隻。1925年，美國開始研製能測距的脈衝調製雷達，並首先用它來測量電離層的高度。30年代初，歐美一些國家開始研製探測飛機的脈衝調製雷達。1936年，美國研製出作用距離達40公里、分辨力為457米的探測飛機的脈衝雷達。1938年,英國已在鄰近法國的本土海岸線上佈設了一條觀測敵方飛機的早期報警雷達鏈。早期報警雷達鏈 第二次世界大戰期間，由於作戰需要，雷達技術發展極為迅速。就使用的頻段而言，戰前的器件和技術只能達到幾十兆赫。大戰初期，德國首先研製成大功率三、四極電子管,把頻率提高到500兆赫以上。這不僅提高了雷達搜尋和引導飛機的精度，而且也提高了高射炮控制雷達的效能，使高炮有更高的命中率。1939年，英國發明工作在3000兆赫的功率磁控管，地面和飛機上裝備了採用這種磁控管的微波雷達,使盟軍在空中作戰和空-海作戰方面獲得優勢。大戰後期，美國進一步把磁控管的頻率提高到10吉赫，實現了機載雷達小型化並提高了測量精度。在高炮火控方面，美國研製的精密自動跟蹤雷達SCR-584,使高炮命中率從戰爭初期的數千發炮彈擊落一架飛機，提高到數十發擊中一架飛機。40年代後期出現了動目標顯示技術，這有利於在地雜波和雲雨等雜波背景中發現目標。高效能的動目標顯示雷達必須發射相干訊號，於是研製了功率行波管、速調管、前向波管等器件。50年代出現了高速噴氣式飛機，60年代又出現了低空突防飛機和中、遠端導彈以及軍用衛星，促進了雷達效能的迅速提高。60～70年代，電子計算機、微處理器、微波積體電路和大規模數字積體電路等應用到雷達上，使雷達效能大大提高，同時減小了體積和重量，提高了可靠性。在雷達新體制、新技術方面，50年代已較廣泛地採用了動目標顯示、單脈衝測角和跟蹤以及脈衝壓縮技術等；60年代出現了相控陣雷達；70年代固態相控陣雷達和脈衝多普勒雷達問世。在中國，雷達技術從50年代初才開始發展起來。中國研製的雷達已裝備軍隊。中國已經研製成防空用的二座標和三座標警戒引導雷達、地－空導彈制導雷達、遠端導彈初始段靶場測量雷達和再入段靶場測量與回收雷達。中國研製的大型雷達還用於觀測中國和其他國家發射的人造衛星。在民用方面，遠洋輪船的導航和防撞雷達、飛機場的航行管制雷達以及氣象雷達等均已生產和應用。中國研製成的機載合成孔徑雷達已能獲得大面積清晰的測繪地圖。中國研製的新一代雷達均已採用計算機或微處理器，並應用了中、大規模積體電路的數字式資訊處理技術，頻率已擴充套件至毫米波段。工作原理 雷達天線把發射機提供的電磁波能量射向空間某一方向，處在此方向上的物體反射碰到的電磁波。這些反射波載有該物體的資訊並被雷達天線接收，送至雷達接收裝置進行處理，提取人們所需要的有用資訊並濾除無用資訊。 雷達可分為連續波雷達和脈衝雷達兩大類。單一頻率連續波雷達是一種最為簡單的雷達形式，容易獲得運動目標與雷達之間的距離變化率（即徑向速度）。它的主要缺點是：①無法直接測知目標距離，如欲測知目標距離，則必須調頻，但用調頻連續波測得的目標距離遠不及脈衝雷達精確；②在多目標的環境中容易混淆目標；③大多數連續波雷達的接收天線和發射天線必須分開，並要求有一定的隔離度。脈衝雷達 容易實現精確測距，而且接收回波是在發射脈衝休止期內，不存在接收天線與發射天線隔離的問題，因此絕大多數脈衝雷達的接收天線和發射天線是同一副天線。由於這些優點,脈衝雷達（圖1）在各種雷達中居於主要地位。這種雷達發射的脈衝訊號可以是單一載頻的矩形脈衝，如普通脈衝雷達的情形;也可以是編碼或調頻形式的脈衝調製訊號,這種訊號可以增大訊號頻寬，並在接收機中經匹配濾波輸出很窄的脈衝，從而提高雷達的測距精度和距離分辨力，這就是脈衝壓縮雷達。此外，雷達發射的相鄰脈衝之間的相位可以是不相干（隨機）的，也可以是具有一定規律的相干訊號。相干訊號的頻譜純度高，能得到好的動目標顯示效能。目標定位 對地面和海面目標定位，就是測量它相對於雷達的距離和方位。對空中目標的定位則需要同時測量距離、方位和高度，這種雷達稱為三座標雷達。測量距離實際是測量發射脈衝與回波脈衝之間的時間差，因為電磁波以光速傳播，據此就能換算成目標的精確距離。目標方位是利用天線的尖銳方位波束來測量。在同樣窄的波束條件下，用單脈衝方法可得到比單一波束更高的測量精度（見跟蹤雷達）。仰角靠窄的仰角波束測量。根據目標的仰角和距離就能透過計算得到目標高度，精確的仰角同樣可用單脈衝方法獲得。發射機 它可以是一個磁控管振盪器。這是微波雷達發射機早期的方式，簡單的雷達仍在沿用。現代的高效能雷達要求有相干訊號和高的頻率穩定度。因此就需要用晶體振盪器作為穩定頻率源，並透過倍頻功率放大鏈得到所需的相干性、穩定度和功率。放大鏈的末級功率放大管最常用的是功率行波管或速調管。頻率低於600兆赫時，可以使用微波三極體或微波四極管。脈衝調製器 它產生供發射機開關用的調製脈衝。它必須具有發射高頻脈衝所需要的脈衝寬度，並提供開關發射管所需的調製能量。使用真空管或電晶體作為放電開關，稱為剛管調製；使用氫閘流管對人工線儲能作放電開關，稱為軟管調製。此外，也可用電磁元件作脈衝開關調製。對調製脈衝的一般要求是起邊和落邊較陡，脈衝頂部平坦。收發開關 它在發射脈衝時切斷接收支路，儘量減少漏入接收支路的發射脈衝能量；當發射脈衝結束時斷開發射支路，由天線接收的回波訊號經收發開關全部進入接收支路。收發開關通常由特殊的充氣管組成。發射時，充氣管電離打火形成短路狀態，發射脈衝通過後即恢復開路狀態。為了不阻塞近距離目標回波，充氣管從電離短路狀態到電離消除開路狀態的時間極短，通常為微秒量級，對於某些雷達體制為納秒量級。天線 雷達要有很高的目標定向精度，這就要求天線具有窄的波束。搜尋目標時，天線波束對一定的空域進行掃描。掃描可以採用機械轉動方法，也可以採用電子掃描方法。大多數天線只有一個波束，但有的天線同時有幾個波束。分佈在天線副瓣中的能量應儘量小，低副瓣天線是抗干擾所需要的。接收機 一般採用超外差式。在接收機的前端有一個低噪聲高頻放大級。放大後的載頻訊號和本振訊號混頻成中頻訊號。模擬式訊號處理（如脈衝壓縮和動目標顯示等）在中頻放大級進行，然後檢波並將目標訊號輸至顯示器。採用數字訊號處理時，為了降低處理運算的速率,應該把訊號混頻至零中頻；為了保持相位資訊,零中頻訊號分解成二個互相正交的訊號，分別進入不同的兩條支路，然後對這兩條支路作數字式處理，再將處理結果合併。 雷達，將電磁能量以定向方式發設至空間之中,藉由接收空間記憶體在物體所反射之電波,可以計算出該物體之方向,高度及速度.並且可以探測物體的形狀，以地面為目標的雷達可以探測地面的精確形狀。 1922年美國泰勒和楊建議在兩艘軍艦上裝備高頻發射機和接收機以搜尋敵艦。1924年英國阿普利頓和巴尼特透過電離層反射無線電波測量賽層的高度。美國布萊爾和杜夫用脈衝波來測量亥維塞層。1931年美國海軍研究實驗室利用拍頻原理研製雷達，開始讓發射機發射連續波，三年後改用脈衝波1935年法國古頓研製出用磁控管產生16釐米波長的撜習窖捌鰏，可以在霧天或黑夜發現其他船隻。這是雷達和平利用的開始。1936年1月英國W.瓦特在索夫克海岸架起了英國第一個雷達站。英國空軍又增設了五個，它們在第二次世界大戰中發揮了重要作用。 1937年美國第一個軍艦雷達XAF試驗成功。1941年蘇聯最早在飛機上裝備預警雷達。1943年美國麻省理工學院研製出機載雷達平面位置指示器，可將運動中的飛機柏攝下來，他膠發明了可同時分辨幾十個目標的微波預警雷達。1947年美國貝爾電話實驗室研製出線性調頻脈衝雷達。50年代中期美國裝備了超距預警雷達系統，可以探尋超音速飛機。不久又研製出脈衝多普勒雷達。1959年美國通用電器公司研製出彈道導彈預警雷達系統，可發跟蹤3000英里外，600英里高的導彈，預警時間為20分鐘。1964年美國裝置了第一個空間軌道監視雷達，用於監視人造地球衛星或空間飛行器。1971年加拿大伊朱卡等3人發明全息矩陣雷達。與此同時，數字雷達技術在美國出現。 雷達按照用途可以分為軍用雷達和民用雷達，軍用雷達包括警戒雷達，制導雷達，敵我識別等；而民用雷達包括導航雷達，氣象雷達，測速雷達等。軍用雷達 民用雷達天氣雷達是探測大氣中氣象變化的千里眼、順風耳。天氣雷達透過間歇性地向空中發射電磁波（脈衝），然後接收被氣象目標散射回來的電磁波（回波），探測400多千米半徑範圍內氣象目標的空間位置和特性，在災害性天氣，尤其是突發性的中小尺度災害性天氣的監測預警中發揮著重要的作用。天氣雷達雷達一詞來自英語radar,無線電波探測裝置。它號稱“千里眼”。看到“雷”這個字，馬上會讓人想到天邊的雷鳴和閃電，突出了一個快字。自然，雷達這種“千里眼”的作用也就讓人印象更深了。
雷達是現代戰爭必不可少的電子裝備。它不僅應用於軍事，而且也應用於國民經濟（如交通運輸、氣象預報和資源探測等）和科學研究（如航天、大氣物理、電離層結構和天體研究等）以及其他一些領域。發展簡史 雷達的基本概念形成於20世紀初。但是直到第二次世界大戰前後，雷達才得到迅速發展。早在20世紀初，歐洲和美國的一些科學家已知道電磁波被物體反射的現象。1922年，義大利G.馬可尼發表了無線電波可能檢測物體的論文。美國海軍實驗室發現用雙基地連續波雷達能發覺在其間透過的船隻。1925年，美國開始研製能測距的脈衝調製雷達，並首先用它來測量電離層的高度。30年代初，歐美一些國家開始研製探測飛機的脈衝調製雷達。1936年，美國研製出作用距離達40公里、分辨力為457米的探測飛機的脈衝雷達。1938年,英國已在鄰近法國的本土海岸線上佈設了一條觀測敵方飛機的早期報警雷達鏈。早期報警雷達鏈 第二次世界大戰期間，由於作戰需要，雷達技術發展極為迅速。就使用的頻段而言，戰前的器件和技術只能達到幾十兆赫。大戰初期，德國首先研製成大功率三、四極電子管,把頻率提高到500兆赫以上。這不僅提高了雷達搜尋和引導飛機的精度，而且也提高了高射炮控制雷達的效能，使高炮有更高的命中率。1939年，英國發明工作在3000兆赫的功率磁控管，地面和飛機上裝備了採用這種磁控管的微波雷達,使盟軍在空中作戰和空-海作戰方面獲得優勢。大戰後期，美國進一步把磁控管的頻率提高到10吉赫，實現了機載雷達小型化並提高了測量精度。在高炮火控方面，美國研製的精密自動跟蹤雷達SCR-584,使高炮命中率從戰爭初期的數千發炮彈擊落一架飛機，提高到數十發擊中一架飛機。40年代後期出現了動目標顯示技術，這有利於在地雜波和雲雨等雜波背景中發現目標。高效能的動目標顯示雷達必須發射相干訊號，於是研製了功率行波管、速調管、前向波管等器件。50年代出現了高速噴氣式飛機，60年代又出現了低空突防飛機和中、遠端導彈以及軍用衛星，促進了雷達效能的迅速提高。60～70年代，電子計算機、微處理器、微波積體電路和大規模數字積體電路等應用到雷達上，使雷達效能大大提高，同時減小了體積和重量，提高了可靠性。在雷達新體制、新技術方面，50年代已較廣泛地採用了動目標顯示、單脈衝測角和跟蹤以及脈衝壓縮技術等；60年代出現了相控陣雷達；70年代固態相控陣雷達和脈衝多普勒雷達問世。在中國，雷達技術從50年代初才開始發展起來。中國研製的雷達已裝備軍隊。中國已經研製成防空用的二座標和三座標警戒引導雷達、地－空導彈制導雷達、遠端導彈初始段靶場測量雷達和再入段靶場測量與回收雷達。中國研製的大型雷達還用於觀測中國和其他國家發射的人造衛星。在民用方面，遠洋輪船的導航和防撞雷達、飛機場的航行管制雷達以及氣象雷達等均已生產和應用。中國研製成的機載合成孔徑雷達已能獲得大面積清晰的測繪地圖。中國研製的新一代雷達均已採用計算機或微處理器，並應用了中、大規模積體電路的數字式資訊處理技術，頻率已擴充套件至毫米波段。工作原理 雷達天線把發射機提供的電磁波能量射向空間某一方向，處在此方向上的物體反射碰到的電磁波。這些反射波載有該物體的資訊並被雷達天線接收，送至雷達接收裝置進行處理，提取人們所需要的有用資訊並濾除無用資訊。 雷達可分為連續波雷達和脈衝雷達兩大類。單一頻率連續波雷達是一種最為簡單的雷達形式，容易獲得運動目標與雷達之間的距離變化率（即徑向速度）。它的主要缺點是：①無法直接測知目標距離，如欲測知目標距離，則必須調頻，但用調頻連續波測得的目標距離遠不及脈衝雷達精確；②在多目標的環境中容易混淆目標；③大多數連續波雷達的接收天線和發射天線必須分開，並要求有一定的隔離度。脈衝雷達 容易實現精確測距，而且接收回波是在發射脈衝休止期內，不存在接收天線與發射天線隔離的問題，因此絕大多數脈衝雷達的接收天線和發射天線是同一副天線。由於這些優點,脈衝雷達（圖1）在各種雷達中居於主要地位。這種雷達發射的脈衝訊號可以是單一載頻的矩形脈衝，如普通脈衝雷達的情形;也可以是編碼或調頻形式的脈衝調製訊號,這種訊號可以增大訊號頻寬，並在接收機中經匹配濾波輸出很窄的脈衝，從而提高雷達的測距精度和距離分辨力，這就是脈衝壓縮雷達。此外，雷達發射的相鄰脈衝之間的相位可以是不相干（隨機）的，也可以是具有一定規律的相干訊號。相干訊號的頻譜純度高，能得到好的動目標顯示效能。目標定位 對地面和海面目標定位，就是測量它相對於雷達的距離和方位。對空中目標的定位則需要同時測量距離、方位和高度，這種雷達稱為三座標雷達。測量距離實際是測量發射脈衝與回波脈衝之間的時間差，因為電磁波以光速傳播，據此就能換算成目標的精確距離。目標方位是利用天線的尖銳方位波束來測量。在同樣窄的波束條件下，用單脈衝方法可得到比單一波束更高的測量精度（見跟蹤雷達）。仰角靠窄的仰角波束測量。根據目標的仰角和距離就能透過計算得到目標高度，精確的仰角同樣可用單脈衝方法獲得。發射機 它可以是一個磁控管振盪器。這是微波雷達發射機早期的方式，簡單的雷達仍在沿用。現代的高效能雷達要求有相干訊號和高的頻率穩定度。因此就需要用晶體振盪器作為穩定頻率源，並透過倍頻功率放大鏈得到所需的相干性、穩定度和功率。放大鏈的末級功率放大管最常用的是功率行波管或速調管。頻率低於600兆赫時，可以使用微波三極體或微波四極管。脈衝調製器 它產生供發射機開關用的調製脈衝。它必須具有發射高頻脈衝所需要的脈衝寬度，並提供開關發射管所需的調製能量。使用真空管或電晶體作為放電開關，稱為剛管調製；使用氫閘流管對人工線儲能作放電開關，稱為軟管調製。此外，也可用電磁元件作脈衝開關調製。對調製脈衝的一般要求是起邊和落邊較陡，脈衝頂部平坦。收發開關 它在發射脈衝時切斷接收支路，儘量減少漏入接收支路的發射脈衝能量；當發射脈衝結束時斷開發射支路，由天線接收的回波訊號經收發開關全部進入接收支路。收發開關通常由特殊的充氣管組成。發射時，充氣管電離打火形成短路狀態，發射脈衝通過後即恢復開路狀態。為了不阻塞近距離目標回波，充氣管從電離短路狀態到電離消除開路狀態的時間極短，通常為微秒量級，對於某些雷達體制為納秒量級。天線 雷達要有很高的目標定向精度，這就要求天線具有窄的波束。搜尋目標時，天線波束對一定的空域進行掃描。掃描可以採用機械轉動方法，也可以採用電子掃描方法。大多數天線只有一個波束，但有的天線同時有幾個波束。分佈在天線副瓣中的能量應儘量小，低副瓣天線是抗干擾所需要的。接收機 一般採用超外差式。在接收機的前端有一個低噪聲高頻放大級。放大後的載頻訊號和本振訊號混頻成中頻訊號。模擬式訊號處理（如脈衝壓縮和動目標顯示等）在中頻放大級進行，然後檢波並將目標訊號輸至顯示器。採用數字訊號處理時，為了降低處理運算的速率,應該把訊號混頻至零中頻；為了保持相位資訊,零中頻訊號分解成二個互相正交的訊號，分別進入不同的兩條支路，然後對這兩條支路作數字式處理，再將處理結果合併。 雷達，將電磁能量以定向方式發設至空間之中,藉由接收空間記憶體在物體所反射之電波,可以計算出該物體之方向,高度及速度.並且可以探測物體的形狀，以地面為目標的雷達可以探測地面的精確形狀。 1922年美國泰勒和楊建議在兩艘軍艦上裝備高頻發射機和接收機以搜尋敵艦。1924年英國阿普利頓和巴尼特透過電離層反射無線電波測量賽層的高度。美國布萊爾和杜夫用脈衝波來測量亥維塞層。1931年美國海軍研究實驗室利用拍頻原理研製雷達，開始讓發射機發射連續波，三年後改用脈衝波1935年法國古頓研製出用磁控管產生16釐米波長的撜習窖捌鰏，可以在霧天或黑夜發現其他船隻。這是雷達和平利用的開始。1936年1月英國W.瓦特在索夫克海岸架起了英國第一個雷達站。英國空軍又增設了五個，它們在第二次世界大戰中發揮了重要作用。 1937年美國第一個軍艦雷達XAF試驗成功。1941年蘇聯最早在飛機上裝備預警雷達。1943年美國麻省理工學院研製出機載雷達平面位置指示器，可將運動中的飛機柏攝下來，他膠發明了可同時分辨幾十個目標的微波預警雷達。1947年美國貝爾電話實驗室研製出線性調頻脈衝雷達。50年代中期美國裝備了超距預警雷達系統，可以探尋超音速飛機。不久又研製出脈衝多普勒雷達。1959年美國通用電器公司研製出彈道導彈預警雷達系統，可發跟蹤3000英里外，600英里高的導彈，預警時間為20分鐘。1964年美國裝置了第一個空間軌道監視雷達，用於監視人造地球衛星或空間飛行器。1971年加拿大伊朱卡等3人發明全息矩陣雷達。與此同時，數字雷達技術在美國出現。 雷達按照用途可以分為軍用雷達和民用雷達，軍用雷達包括警戒雷達，制導雷達，敵我識別等；而民用雷達包括導航雷達，氣象雷達，測速雷達等。軍用雷達 民用雷達天氣雷達是探測大氣中氣象變化的千里眼、順風耳。天氣雷達透過間歇性地向空中發射電磁波（脈衝），然後接收被氣象目標散射回來的電磁波（回波），探測400多千米半徑範圍內氣象目標的空間位置和特性，在災害性天氣，尤其是突發性的中小尺度災害性天氣的監測預警中發揮著重要的作用。天氣雷達雷達一詞來自英語radar,無線電波探測裝置。它號稱“千里眼”。看到“雷”這個字，馬上會讓人想到天邊的雷鳴和閃電，突出了一個快字。自然，雷達這種“千里眼”的作用也就讓人印象更深了。