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雷达原理及基础常识


编辑:来涞科技时间:2017-05-18 15:15浏览:
雷达应用十分广泛,但它通常是看不见的。空中交通管制部门使用雷达跟踪地面物体和空中的飞机,还引导飞机顺利降落。警察使用雷达检测过往车辆的速度。美国宇航局使用雷达地图探测地球和其他行星,跟踪卫星和空间碎片和协助对接和操纵。军方使用它来探测敌人和引导武器发射。雷达原理
气象学家使用雷达追踪风暴,飓风和龙卷风。甚至你看到一种雷达在许多杂货店当门自动打开!显然,雷达是一种非常有用的技术。
当人们使用雷达时,他们通常要完成的三件事:
• 检测物体的距离——通常是“物体”在移动,像一架飞机,但雷达也可以用来探测静止物体,如埋在地下的。在某些情况下,雷达可以识别一个对象;例如,它可以识别飞机的类型。
• 检测目标的速度——这是警察使用雷达的最主要用途。
• 检测地图上的物体,如航天飞机和轨道卫星使用雷达创建的详细地形图,或行星和卫星的表面。
可能熟悉日常生活两类:回声和多普勒频移。
这两个概念很容易理解的,比如声音,因为你的耳朵听到回声,都是多普勒频移。使用雷达利用相同的原理,不过它的技术是无线电波.
多普勒频移也是常见的。你可能每天感受到(但通常没有意识到)。例如,多普勒频移时所产生的一个移动的对象声音,或反射,极端的多普勒频移产生音爆。
下面是如何理解多普勒频移(您可能还想试想在一个空旷的停车场上)。比方说有一辆车正朝你每小时60英里的速度(英里/小时),它的的声音是刺耳的。你会听到汽车喇叭的一声“吧……”,汽车向你驶来,频率越大,驾去,频率越低。你听到的变化是由多普勒频移引起的。
为什么会这样?声音通过空气的速度是恒定的。为计算简单起见,大家算它是600英里每小时(准确的速度取决于空气的压力,温度和湿度)。假设汽车还在,正是1英里时速远离你,等上一分钟。传播的声波从车里向你每小时600英里的速度。你将听到的是一个六秒钟的延迟(虽然声音速度是1英里每小时600英里)其次是一分钟的声音。 雷达测速
你可以在下面结合回波和多普勒频移的方法。发出大的声音向一辆汽车使向你。一些声波反弹汽车(回声)。因为汽车正朝着你,然而,声波将被压缩。因此,回声的声音将音高高于原来的声音你发送。如果你测量回声的球场,你可以确定汽车的速度。
认识雷达 雷达
大家已经看到,回声的声音可以用来确定距离的东西,而且大家也看到,大家可以使用回波的多普勒频移来确定正在发生一些变化有多快。因此可以创建一个“声音雷达”,而这正是声纳。潜艇和船只使用声纳。你可以使用相同的原则和空气中的声音,但声音在空气中有几个问题:
• 声音不旅行到很远的地方——也许在最一英里。
• 几乎所有人都能听到声音,所以“雷达声”肯定会打扰到邻居(你可以消除大部分的问题通过使用超声波而不是可听见的声音)回声。
回声是你的经验。如果你喊好或一个峡谷,回声一会儿回来。回声是因为一些你喊的声波反射的表面(井底部的水或峡谷壁远侧)和旅行回到你的耳朵。之间的时间长度你喊的那一刻,那一刻,你会听到回声是由你和表面之间的距离,创造了回声。
• 因为声音很微弱的回声,很可能很难检测到。
因此,雷达使用无线电波相反的声音。无线电波旅行到目前为止,人类是看不见的,易于检测,即使他们是微弱的。
让大家来设计一套典型的雷达探测飞机在飞行中。雷达装置打开发射机和芽短,高强度的高频无线电波。爆炸可能最后一个微秒。雷达设置然后关闭它的发射机,接收机和监听回声。措施设置的雷达回波到达时间,以及回波的多普勒频移。无线电波以光速旅行,大约1000英尺每微秒;因此,如果雷达装置具有良好的高速时钟,它可以测量飞机的距离非常准确。使用特殊的信号处理设备、雷达装置还可以测量多普勒频移非常准确,确定飞机的速度。
军用雷达
在地面雷达,还有很多潜在的干扰比air-based雷达。当一个警察雷达拍摄了一个脉冲,它呼应的各种对象——栅栏,桥梁山,建筑。最简单的方法删除所有这种杂乱的过滤出来的。认识到这不是因都卜勒频移警方的雷达信号,看起来只是因都卜勒频移,因为雷达波束紧密关注这只打一辆车。
目前警方正在使用激光技术来测量汽车的速度。这种技术被称为激光雷达,它使用光而不是无线电波。看到雷达探测器的工作方式激光雷达测速技术的信息。







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