第528章 电磁波雷达的结构

    而在知道了雷达是由电磁波反弹而形成的基本结构之后，自然就可以根据这个原理来设计出雷达来了，当然这个设计的过程看着不简单，实际上也是困难重重，要不然雷达也不会被称为尖端科技了。

    当然不管是什么样的电磁波雷达基本上都是由五个部分组成的，首先第一个部分就是电磁波产生的装置。

    毕竟雷达想要探测目标，就要有无线电波。雷达中能在空间激起无线电波的工具就是振子，其实就是一根金属棒。

    电子在金属棒中来回反弹的过程叫做电振荡，如果反弹的过程中没有任何阻力的话，这种反弹会一直持续下去。电子流从金属棒的左端振荡到右端，再由右端返回到左端，叫做振荡一周，每秒振荡的周数，叫做振荡的频率。

    电子流在金属棒上流动的速度是极快的，它接近于光速，是不变的。因此，金属越长，电子流来回振荡一周所需要的时间也就越长，振荡频率也就越低了。

    在振荡一周的时间内，电子流走过的距离就是波长。显然，电子流在这段时间内，走过的距离恰好是金属棒长度的两倍。换句话说，金属棒的长度恰好为波长的一半。所以，这种金属棒常称为半波振子。

    半波振子上电子流的很高频率的电振荡，会在空间激发出频率相同的无线电波，它以光速飞快地离开振子向四面八方飞逝而去。

    半波振子是雷达向空间发射无线电波的器件，它相当于在水中搅动着的木块或手电筒的灯泡，起着在水中激起水波或向空间射出光波那样的作用。因为半波振子能向空间发射无线电波，所以有时把它称为辐射器。

    而雷达的第二个部分就是给无线电波提供能源的发射机。

    要知道半波振子中电子流的来回振荡会遇到阻力，要是不给它供给能量，使其克服各种阻力，这种振荡很快就会停止下来。

    所以，雷达中要有一部机器，它能驱使半波振子上电子流的振荡按照需要，强有力地进行，这种机器叫雷达发射机。它是半波振子的能源，相当于手电里的电池。

    雷达发射机供给半波振子以高频率电振荡的能量，半波振子在空间激起无线电波。一旦关断雷达发射机，半波振子也就停止向空间发射无线电波了。所以控制发射机通断，就可以控制向空间发射无线电波。

    之后再有电磁波发射装置以及能源之后，还要有约束电磁波发射方向的装置，也就是雷达的第三个组成部分雷达天线。

    有了发射机和半波振子，就可以向空间发射无线电波了。但这样发射出去的无线电波是不能用来搜索和探测目标的。

    因为它向空间所有的方向都发射出无线电波。这些电波从四面八方碰到了目标，一起反射回来，那就根本没有办法知道哪个目标在哪个方向。

    然而如何使雷达只朝一个方向发射无线电波呢！不过还好的是灯光的罩子给了雷达设计的工程师们一些启发。

    要知道把手电筒灯泡周围的罩子和反射碗都拿掉，光秃秃的小灯泡发出来的光就没有了方向性。而在加上了反射碗和罩子，光就只朝一个方向射出去了，因此反射碗就起到了集聚光波的作用。

    因此雷达使无线电波定向发射的方法，与手电筒聚光的方法是一样的。那就是，不让半波振子直接向空间发射无线电波。

    而是让它把无线电波先发射到一个象大锅一样的反射器上，从反射器反射出来的无线电波就只朝一个方向发射了。这种象大锅一样的反射器，叫做抛物面反射器。

    当然反射器的大小是由要求的不是随随便便做的，这与无线电波的波长很有关系。

    波长短，反射器就可以做得小一点；波长长，反射器就要做得大些。否则对电波得集聚作用不好。当然，在相同波长下，反射器越大，对电波的集聚作用就越好。

    把半波振子和大锅样的反射器合在一起，看作一个整体，叫做雷达天线。这种样子的雷达天线又特地叫做抛物面天线。

    对于波长为十厘米的微波雷达，它的半波振子长是五厘米，而它的抛物面反射器的直径，就要达到九厘米左右才能使发射出去的无线电波有足够的方向性。

    而对于波长为三米的米波雷达，它的半波振子就有一点五米长。如此按比例来算的话，至少要有直径为二百七十米的大锅，才能使发射出去的无线电波有足够的方向性。

    所以这显然是不实用的。因此，对米波雷达来说，必须另找途径来实现对无线电波的定向发射。

    不过经过实践发现，把几十个甚至几百个半波振子按照一定的规律排起队来，也可以实现定向发射。而且半波振子数目越多，定向性就越好。

    在相同定向发射性能的条件下，雷达工作波长愈短，雷达天线的尺寸也就可以做的小一些。但是不能走到另一个极端，说雷达的工作波长愈短愈好。波长如果长了有长的难处；太短了也有短的弊端。

    波长太短的无线电波在大气中传播时，会受到很大的损耗。因此，它传不远。所以雷达工作的波长既不能太长也不能太短，它通常工作在超短波或微波波段。

    不过宇宙飞船上的雷达则都是配备了长波雷达，毕竟在茫茫宇宙中，长波雷达的超长探测范围还是非常实用的，至于大气衰减则是就不用担心了，毕竟宇宙中怎么可能会有大气呢！

    当然这也就并不是说在宇宙战争中短波雷达就没有了用处，其实长波雷达和短波雷达都是各有各的优缺点的。

    比如长波雷达虽然探测距离很远几千甚至是上万千米都是轻轻松松但是奈何距离远了之后，探测精度自然而然也就变差了。

    而短波雷达则是因为探测能量更为集中，所以探测精度自然而然也就非常高了，所以在宇宙飞船上则是把两种雷达都给配备了。

    其中长波雷达则是负责提前发现目标进行预敬，而短波雷达则是用来近距离的瞄准射击，以及拦截陨石之类的。

    当然这种用来进行瞄准射击所使用的雷达还有一个特别的名字，而这个名字则是被称为火控雷达。

    没办法毕竟射击这玩意对于精度要求可是非常之高的，如果雷达的精度太差，那还怎么去引导武器进行射击呢！

    当然短波雷达可不仅仅会被用来当火控雷达，其中刘秀穿越前特别火的自动驾驶，就有用到毫米波雷达进行探测，从而实现自动驾驶。

    (本章完)