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量子雷达导引头范文(精选多篇)

发布时间:2022-11-03 06:05:58 来源:其他范文 收藏本文 下载本文 手机版

推荐第1篇:量子雷达与经典雷达的区别

量子雷达与经典雷达的区别

量子雷达与经典雷达的区别

2016年8月份上月,中国电科首部基于单光子检测的量子雷达系统,在14所研制成功,达到国际先进水平。该量子雷达系统由中国电科14所智能感知技术重点实验室研制,在中国科学技术大学、中国电科27所以及南京大学等协作单位的共同努力下,经过不懈的努力,完成了量子探测机理、目标散射特性研究,以及量子探测原理的实验验证,并且在外场完成真实大气环境下目标探测试验,获得百公里级探测威力,探测灵敏度极大提高,指标均达到预期效果,取得阶段性重大研究进展与成果。

国内科研团队相继在量子通信和量子计算上取得技术突破后,中国在量子雷达领域再下一城。那么,和经典雷达相比量子雷达又有何特殊之处呢? 量子雷达不是对经典雷达的颠覆

雷达最早在二战期间得到大规模应用,特别是在不列颠空战中,英国皇家空军依靠雷达的辅助对德国空军造成较大杀伤。当时的雷达单纯利用发射的电磁波信号,经过目标表面散射后,通过判断接收信号的能量,来识别、判断目标。不过,这种雷达的信息载体只能通过信号的绝对幅度或幅度的变化来体现,检测机理就是简单的能量检测,无法区分杂波和目标,分不清在空中飞舞的锡箔条和真正的战机,信息利用方式单一,因此,应用领域受到较大的限制。

随着技术的发展,雷达也不断发生变化,从单纯利用信号的强度信息,演化为综合利用电磁信号的频率和相位信息,即电磁场的二阶特性。通过发射电磁波二阶特性的应用,在调制方式上,出现了线性调频、相位编码和捷变频等复杂信号形式,这些信号形式有效解决了传统雷达时宽与带宽的矛盾,并提升雷达抗干扰、抗杂波的能力。在检测技术上,催生了动目标检测技术、空时自适应处理技术和脉冲多普勒体制,这些技术利用目标和杂波在多普勒域上的差异,实现杂波中运动目标的有效检测,提升雷达抗杂波能力。

量子雷达则是将量子信息技术,引入经典雷达探测领域,解决经典雷达在探测、测量和成像等方面的技术瓶颈,提升雷达的综合性能。量子雷达属于一种新概念雷达,首要应用是实现目标有无的探测,在此基础上可以进一步扩展应用领域,包括量子成像雷达、量子测距雷达和量子导航雷达等,从本质上来说,量子雷达并没有脱离经典雷达探测的框架体系,只是在利用量子理论进行系统分析时,对雷达中一些概念和物理现象,如接收机噪声等,具有全新的、更准确的理解。在此基础上,量子雷达从信息调制载体和检测处理等方面入手,提升雷达的性能。总体而言,量子雷达是对经典雷达理论的更新和补充,而不是颠覆和取代。 量子雷达的分类

根据利用量子现象和光子发射机制的不同,量子雷达主要可以分为以下3个类别:

一是量子雷达发射非纠缠的量子态电磁波。其探测过程为利用泵浦光子穿过(BBO)晶体,通过参量下转换产生大量纠缠光子对,各纠缠光子对之间的偏振态彼此正交,将纠缠的光子对分为探测光子和成像光子,成像光子保留在量子存储器中,探测光子由发射机发射经目标反射后,被量子雷达接收,根据探测光子和成像光子的纠缠关联,可提高雷达的探测性能。与不采用纠缠的量子雷达相比,采用纠缠的量子雷达分辨率,以二次方速率提高。

二是量子雷达发射纠缠的量子态电磁波。发射机将纠缠光子对中的信号光子发射出去,“备份”光子保留在接收机中,如果目标将信号光子反射回来,那么通过对信号光子和“备份”光子的纠缠测量,可以实现对目标的检测。

三是雷达发射经典态的电磁波。在接收机处使用量子增强检测技术以提升雷达系统的性能,目前,该技术在激光雷达技术中有着广泛的应用。中电14所实际上应用的是上述三种模式中的一种。 量子雷达的技术优势

目前,经典雷达存在一些缺点,一是发射功率大(几十千瓦),电磁泄漏大;二是反隐身能力相对较差;三是成像能力相对较弱;四是信号处理复杂,实时性弱。针对经典雷达存在的技术难点,量子信息技术均存在一定的技术优势,可以通过与经典雷达相结合,提升雷达的探测性能。

首先,量子信息技术中的信息载体为单个量子,信号的产生、调制和接收、检测的对象均为单个量子,因此整个接收系统具有极高的灵敏度,即量子接收系统的噪声基底极低,相比经典雷达的接收机,噪声基底能够降低若干个数量级。再忽略工作频段、杂波和动态范围等实现因素,则雷达作用距离可以大幅提升数倍甚至数十倍。从而大大提升雷达对于微弱目标,甚至隐身目标的探测能力。

其次,量子信息技术中的调制对象为量子态,相比较经典雷达的信息调制对象,量子态可以表征量子“涨落变化”等微观信息,具有比经典时、频、极化等更加高阶的信息,即调制信息维度更高。从信息论角度出发,通过对高维信息的操作,可以获取更多的性能。对于目标探测而言,通过高阶信息调制,可以在不影响积累得益的前提下,进一步压低噪声基底,从而提升噪声中微弱目标检测的能力;从信号分析角度出发,通过对信号进行量子高阶微观调制,使得传统信号分析方法难以准确提取征收信号中调制的信息,从而提升在电子对抗环境下的抗侦听能力。综合而言,通过量子信息技术的引入,通过量子化接收,原理上可以有效降低接收信号中的噪声基底功率;通过量子态调制,原理上可以增加信息处理的维度,一方面可以提升信噪比得益,另一方面可以降低发射信号被准确分析和复制的可能性,从而在目标探测和电子对抗领域具有广阔的应用潜力。

推荐第2篇:雷达

中国公开最新型DWL0020反隐形战机雷达(图) 2009-05-22 10:56:11 来源: 环球时报(北京)

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核心提示:4月1日,在世界雷达博览会上中国电子科技集团西南电子设备研究所展出的雷达实物照片,首次公开了中国最新型反隐身飞机雷达——中国DWL002 被动探测雷达系统。该雷达与普通有源雷达不同,是一种无源雷达,对目标采用的是被动探测。

中国新型反隐身飞机雷达

中国DWL002被动探测雷达系统采用多基站布置,各基站都会捕捉到信号,通过计算信号到达各站的时刻差,可以计算出辐射源与各站之间的距离差,进而求出目标的空中坐标。

中国反隐身雷达系统绘制的目标轨迹图

环球时报5月22日报道 2009年4月1日,由中国雷达行业协会、保利科技有限公司、中电科技国际贸易有限公司等单位共同主办的\"2009年第五届世界雷达博览会\"在北京展览馆开幕。该展向公众展示了中国航空、航海、军事、交通运输等领域中雷达科技的应用成就,也有来自国内外百余家参展企业现场展示的各种先进的军用、民用雷达以及与雷达相关的零部件、配套技术等。 在本届展会的一个不太引人瞩目的展台上,有一张雷达图片引起了大家的关注,这张图片上拍摄的是中国电子科技集团西南电子设备研究所展出的雷达实物照片,这就是被国内外炒作颇多的中国最新型反隐身飞机雷达--中国DWL002 被动探测雷达系统。

被动探测

对于各类有源雷达而言,我们知道它可以通过处理自身发射的已知电磁参数、接收从目标反射回来的电磁波来定位被探测目标的各类位置参数。但现代隐身技术通过吸收雷达电波、减小雷达角反射面、减少散射雷达电波,降低了此类雷达的效能。有源雷达因发射雷达波信号,自身的安全也受到威胁,因此一些国家开始发展无源被动探测雷达。由于无源雷达事先并不知道所要接收到的电磁波的特征和参数,所以它完成目标定位必须具备两个基本的条件:首先,必须有足够快速和精细的电磁信号分析和鉴别能力,以确保在现代战争复杂的电磁环境下通过每个电磁信号的细微差别来区别定位发射或反射该电磁信号的目标。据称,中国DWL002被动探测雷达系统采用了独立的脉冲信号分析系统,能非常精确地分析各种电磁辐射信号并对它们进行\"指纹\"(Finger Printing)式识别,包括区分两台同一型号的脉冲发射器各自发射的同类信号,可以精确分析脉冲宽度内的信号特征。其工作原理如下:因为标准的方波脉冲、三角波脉冲等都只在理论上存在,而实际的脉冲形状受到元器件工艺和制造质量的影响,即使同一型号的脉冲发射器之间也有些微差别,而中国DWL002 被动探测雷达系统恰恰能分析出这种差别。相比之下,传统电子情报侦察系统的侦察对象通常仅是脉冲信号的脉冲宽度、脉冲间隔和脉冲重复频率等参数,掌握这些参数后就可以对这种信号的辐射源实施有效的电子干扰,并不需要做到区分同型脉冲发射器各自发射的同类信号。

其次,无源雷达要完成目标定位还需要有行之有效的定位算法,这使我们很容易想到,如果多个侦察接收站都接收到了被确认是同一辐射源辐射的信号,由于接收站相互间的空间位置关系已知,那么定位目标应当从时间处理着手,DWL002 系统正是采用所谓的电磁波\"到达时间差\"方法来进行定位的。

在该系统部署完毕后,每个站都可以通过GPS或者其他卫星定位系统知道自身的空间位置,并得出与其他站之间的相对位置参数。如果目标发射或者反射电磁波,多个基站都会捕捉到信号,通过计算信号到达各站的时刻差,我们可以计算出辐射源与各站之间的距离差。而由基本的数学知识,我们知道如果一点到两个定点的距离之差的绝对值是常数时,其轨迹是双曲线。而其中两个站的空间位置已经确定,所以我们可以很快得出一条双曲线的平面位置方程,而目标必然在这条曲线上;同样对另两个站进行相同的处理又能得到另一条双曲线的平面位置方程,那么目标就必然在这两条双曲线的交点上,这样我们就能确定目标的空间位置了。该系统完成三维定位的原理也完全一样,只是每次计算得到的是空间的双曲面方程,需要三个双曲面相交才能得到点的位置。这种目标定位方式的采用决定了DWL002在使用方式和工作原理上与传统电子情报侦察系统有根本的区别,可以认为它是对传统电子情报侦察系统的超越。

DWL002被动探测雷达系统一般工作编程可以根据执行作战任务的不同,分为双站式、三站式或者多站式。如果完成二维定位(例如对地面/水面目标定位),需要至少3个侦察接收站来实现联网探测,各个侦察接收站之间的距离最大可达50公里,通过微波接力通信使得各站之间实现信息沟通。各个机动侦查处理站的所有设备都装载在一辆高机动越野车上,所有电子设备都装在一个机动方舱内,其中一个作为主站,其他两个作为辅助站。该系统还特别适用于防空监视,此时必须进行三维定位(因为对空中目标还要确定其高度),需要4个侦察接收站。侦察接收站的侦察天线部署在高近20米的桅杆上以增大探测距离,各个侦察接收站的处理结果均通过主站转交给电子战指挥中心或战区指挥部门。该系统能接收、处理和识别各种机载、舰载和陆基雷达、电子干扰机、敌我识别装置、战术无线电导航系统(即\"塔康\"系统)、数据链、二次监视雷达、航空管制测距仪和其他各种脉冲发射器发出的信号。主要工作方式包括空中目标监视和分析、地面/水面目标侦察、实时和准确的空中目标定位和信号跟踪、早期预警和频率活动情况监视等。

当然,该系统也可以和有源雷达系统结合使用,如以双/多基地方式合理布设无源和有源雷达,当外界电磁辐射不存在或无法利用时,利用无源雷达接收己方有源雷达的直射信号与目标的反射信号,对目标进行探测。这样既利用了无源雷达的隐蔽性,又增强了有源雷达的利用率,无形中会大大提高防空部队对付隐身目标的作战能力。 性能特点

DWL002 被动探测雷达系统是由中国电子科技集团公司西南电子设备研究所研制的新型雷达,它是利用测向和时差定位技术进行目标检测、定位和识别的无源雷达。该雷达具备如下特点。

隐蔽性好

由于该雷达系统采用无源工作体制,自身不对外辐射电磁波,不易被敌方侦察和跟踪,因此具有抗反辐射导弹打击能力。这一点很重要,一般在发动军事进攻前,都要进行电子压制作战,已经发现或者暴露的雷达站,都会遭到打击。

但是,DWL002属于不发射电磁波的被动工作方式,敌方无法通过有效的电子侦查来发现它,因此,也就无法使用反辐射导弹来实施有效摧毁。

探测距离远

系统利用对流层散射特性,具有超视距监视的能力。该系统可以通过对流层的电磁波发射原理,来发现距离很远的空中目标发射或反射的电磁波,从而及时捕获目标。这不但包括空中目标,还包括敌方海上目标和陆地目标,因此,其工作频率截获范围很广,是一种多军种共用的被动雷达系统。

抗干扰能力强 系统可以在复杂电子环境下工作。由于采用被动工作方式,系统只是截获并对接收到的电磁波有选择地进行定位分析(包括干扰信号),其本身并不发射任何电磁波,因此其几乎不存在被干扰问题。

机动性好

系统采用车载运输方式,运用液压自动调平,自动寻北,天线电动升降等技术,可在30分钟内完成系统架撤,实现快速转移。从宣传图片中我们可以看到,该系统都装载在国产越野军用卡车上,集成化程度很高、机动能力很强,几乎可以不受限制地在任何公路上机动。在到达目的地后,可以很方便地展开和撤收,而这个过程也是全自动化的,全系统只需要6~8名操作员。必要时,该系统甚至可以进行遥控作业,使用十分便捷。

工作频带宽

系统采用分频段天馈系统和分频段接收机满足频率范围为1.0~18吉赫的要求。该系统的天线的灵敏度很高,对工作频段内的信号具有高的截获概率。该系统还可以根据不同的任务要求,如针对各种雷达和干扰机探测、用于敌我识别装置探测、用于\"塔康\"和测距仪、方位瞬时视场等分别选择不同的频段。

信号适应能力强

系统探测非合作信号,能适应各种信号形式,包括各种雷达信号、通信信号、干扰信号等。这也是该系统的强项,也是其之所以能够探测隐身空中目标的特点。据称,该系统不但能够适应现有的各类军用频率,还能适应各类民用频率的探测需要,比如民用无线电广播、民用电视传播、民用微波通讯、各类移动手机基站等信号的正常传输进行分析,并通过高性能计算机的预先编程进行解算。这些民用无线电信号可以作为有源雷达辅助DWL002被动探测雷达系统探测隐身目标,在战时,这些民用雷达被敌人攻击的可能性相对较小,即使敌人能够发动某种规模的攻击,也很难彻底摧毁这些遍布全国各地角角落落的众多基站。

定位精度高

采用高精度的测量技术及通信传输技术,实现了目标的精确定位。该系统的定位依赖于GPS或者其他卫星定位技术(包括我国的\"北斗\"系统),而且其探测定位精度与时间同步技术分不开。该系统的中心侦察接收站和其他侦察接收站的时间必须保持高精度的同步,否则计算得到的时差没有意义。实现时间同步有很多方法,最好的办法是所有侦察接收站都接收一颗卫星(如我国的\"长河二号\"系统就有这个能力,精度10-6秒;下一步等\"北斗\"系统全球组网成功后,就会提供更精确的授时能力)的授时,这种方式不仅精度高,而且能实现全球覆盖。据称该系统的实际定位精度可达到2%~3% 具有目标识别能力 在获得目标位置信息的同时,还可得到目标载频、信号形式等情报信息,通过自身数据库实现对辐射源及辐射源平台的识别。

使用效果

隐身技术改变了空战的方法,特别是隐身飞机与精确制导武器相结合大幅度提高了作战效能,改变了攻防战略平衡。发展反隐身技术和武器系统已成为重要而紧迫的任务,反隐身研究还是隐身技术发展的一种刺激和推动力量,也是检查、验证自己隐身武器性能的必不可少的手段。

DWL002被动探测雷达系统是一种能对空中、地面和海上目标进行定位、识别和跟踪的电子情报侦测系统,它可以作为无源三维防空雷达使用,作用距离可达500公里左右。它是一种战略及战术电子情报和被动监视系统。它自身不辐射电磁信号,而是借助外部非协同式(指辐射源和雷达\"不搭界\",没有直接的协同作战关系)的辐射源来进行探测和定位。主动雷达难以对付空中隐身目标,而该系统则眼尖耳灵,能够探测到目标发出的哪怕是微弱、短暂的电磁信号或电磁反射信号,即刻让目标在雷达屏幕上原形毕露。该系统的通常布局由4个分站组成:主站作为电子战中心,即分析处理中心,一般位于中央地带,另外3个信号接收站则分布在周边地区,呈圆弧形布局或者以主站为中心圆形布局,系统展开部署后,站与站之间距离在50公里以上。分布在前沿的接收站捕捉到目标电磁信号后立即把信号传送到电子战中心主站,中心利用多站定向交叉等方法测出目标的位置,目标的高度则由捕获信号的接收站来确定,从而对目标进行三坐标定位。

当该系统部署就位后,可以根据指挥中心的命令,同时展开对海、陆、空的被动预警和侦察搜索。以该雷达对隐身目标的探测为例,当目标出现后,肯定会对它行经的空域中的各类电磁波,包括军用雷达波、微波通讯、民用无线电广播、民用电视传播、民用微波通讯、各类移动手机基站等信号形成一定的扰动,这就如同平静的水面在掠水面飞行的燕子飞过后会产生轻微的波纹,也会引起一定的信号反射。DWL002正是能够接收和分析这种微弱电磁信号反射的高手,并即刻通过中心的计算机分析和解算相应的数据,从而能够确定这一信号反射源的三坐标位置参数,之后,通过数据链或者其他信息传输渠道,把这些参数传递给己方的地面防空导弹部队或者防空部队,从而在最恰当的时间内获得攻击敌方隐身目标的机会。

据称,中国用来测试DWL002对敌方隐身目标的探测能力的模拟目标,是近年来刚刚露面的雷达反射截面小于0.01平方米的\"暗剑\"无人隐身试验机。根据有关资料,这种探测系统可以精确识别和判定空中隐身目标的位置特性,并且定位精度较高,基本可以配合我防空部队进行野战防空作战使用。

如果对付其他非隐身目标,中国DWL002更是游刃有余。

除了担任一般的战场预警侦察任务之外,另一种功效是全部以无源雷达作为防空的警戒雷达主力,减少暴露其他雷达的电磁特征和位置的机会,让对方的电子侦察机在这方面无功而返,这个作用意义也是非常巨大的!美国空军在近年来的战争中,为什么常常能打出大交换比的空中优势?它的战术往往是使用隐身飞机首先把事先侦察好的地面雷达系统清理掉,使对方在没有预警机和各类雷达的情况下处于对空盲目状态而无法指挥出象样的空战,能起飞的战机只能凭借自身侦测能力各自为战,往往只剩挨揍的份,也就不可能取得什么战绩!

该系统不仅具有优越的反隐身性能,而且由于其自身不辐射任何电磁波,因此可免遭敌方电子干扰和反辐射导弹摧毁,生存能力较强。无源雷达系统省去了昂贵的高功率发射机、收发开关及其相关电子设备,使系统制造和维护成本大大减少,全寿命周期费用较低,并可全天候和全时域有效工作。

当前发展现状

当前,有许多国家热衷于无源探测技术的应用研究。美国洛克希德•马丁公司是最先涉足该领域的公司之一,据称依靠电视和无线发射机,其无源系统的探测距离达到220公里以上。

美国国防部国防先期研究计划局以及华盛顿大学、乔治亚技术大学等高校和雷声等公司,都开展了这一领域的研究。在欧洲,法国也进行了相应的技术研究工作、意大利演示了样机系统、英国正在研究无源相干雷达和\"蜂窝\"雷达(Celldar),俄罗斯和乌克兰研制了\"铠甲\"雷达,捷克也开发出著名的\"维拉\"-E无源被动探测雷达并出口很多国家。

我国由于面临美国隐身飞机的直接威胁,因此,也特别注重反隐身技术的研究。目前除了西南电子设备研究所研制的DWL002外,我国还成功开发了YLC-20双站无源测向和定位雷达系统,这两种雷达功能差不多,但是DWL002更先进些。同样是探测隐身目标的谐振雷达也在2001年建成,其作用距离可达2000公里,此外,据说我国还开发了专用于探测隐身飞机的JY-27全固态米波雷达,不但能够较为有效地探测隐身目标,并能抗反辐射导弹攻击。

俗语说,有矛必有盾,当今世界隐身技术的发展也在催生更多的反隐身技术。现在已经或正在开发的其他反隐身技术措施及手段还包括长波或毫米波雷达、无载频超宽波段雷达、激光雷达和红外探测系统、被动的射频探测技术、地球磁场变异探测技术等。

要想对抗隐身飞机,就必须综合采取多种措施及手段。可靠的反隐身探测/攻击系统的关键,是要组成一个采用不同原理并在不同波长上工作的复杂传感器网络。这个网络的重要组成部分不仅包括传感器本身,而且包括对不同来源的数据进行收集、处理、关联及显示的过程。另外,为了达到所需的高探测概率并向拦截系统提供精确的目标数据,传感器所在的位置(不仅沿边界而且向领土纵深部署,还包括空、天警戒)也很关键。因此,未来的反隐身探测系统,很可能是海、陆、空、天一体的综合系统,而无源探测雷达的发展,也许是其中的关键环节。 中国DWL002被动探测雷达系统是当今世界极为先进的反隐身飞机的雷达系统,其主要性能优于国外的同类雷达,因此,预计该系统会成为很多同样面临隐身飞机威胁的国家的首选。

(本文来源:环球时报 作者:陈光文)

推荐第3篇:心得(量子计算)

计算机科学导论心得体会三(量子计算)

“量子计算”是一个对大部分人来说都比较陌生的名词,对我也是如此。这节课的教授向我们简单介绍了量子计算相关的知识,让我对这个概念有了初步的了解。

以量子力学原理进行计算的计算机就是量子计算机,而量子信息与量子计算是信息论和计算机科学与量子物理交叉的学科。量子计算有许多优势,比如运算速度快,在物理上容易实现等等。由此可看出量子计算的广阔前景。

摩尔定律指出,集成电路上可容纳的晶体管数量,约每隔十八个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。但是随着时间的推移,以基础物理为原理设计出的计算机性能提升已接近极限,摩尔定律也面临着失效的危险。在后摩尔时代,人们需要用新型技术来实现计算速度的提升,而基于量子物理的量子计算机就是很好的选择。

量子计算的应用前景广阔。其中最引人注目的就是窃取密码。目前的密码破解的困难主要是由于大数分解的困难,而量子计算能将大数分解问题在多项式时间内解决,因此能轻松破解密码。反过来,量子计算机还可以基于Heisenberg测不准原理与量子非克隆原理来发现监听,确保安全通信,这一成果已得到商业应用。此外,它还能够提高数据搜索的效率,在大数据时代的今天十分重要。因此,发展量子计算机在国际社会上普遍得到重视。我国在量子通信方面成果显著,而在量子算法方面比较薄弱。

量子物理是一门很深奥的学科,在短短的两节课内无法进行详细的介绍,我也没有听懂。但是这门物理学的应用将挑战传统的计算机,打开计算机世界的新大门。量子计算机的未来值得我们期待。

推荐第4篇:量子改变生活

量子改变生活

1900年12月14日,德国物理学家普朗克提出了划时代的量子假说,从此开创了量子时代。

如今,量子论与相对论一起成为了现代物理学的两大基石。可以说,没有量子理论的发现和应用,就没有20世纪的科学技术和人类的现代生活。

量子物理学理论不仅影响了我们周围的物质世界,也影响了我们对世界本身的哲学理解。因此,人们将量子的发现称为人类科学和思想领域中的一场伟大的革命。

(一)

1900年,德国物理学家普朗克提出能量量子化的假说,成功的解释了黑体辐射的现象。从此打开了物理研究的一片新天地。在1905年的时候,德国著名物理学家爱因斯坦提出了“光量子假说”进一步的发展了量子理论。他认为,光是由一个个不连续的,独立的且不可分割的能量子组成的。“光子说”成功的解释了光电效应,而且揭示出的光的本质,即波粒二象性。之后,德布罗意成功引入物质波的概念,充实了量子理论。量子是什么?就是“物质粒子的非连续运动”,有了这样的认识,才使我们人类的科技文明向更深层次发展。如今,基于这样的认识,越来越多的人投入到量子力学的研究领域,基于量子规律的新技术不断涌现,并彻底的改变着我们的生活和世界。

(二)

量子理论不仅是人们对自然的认识发生了一次重大改革,而且也延伸到微观淋浴研究的各个方面。在这个理论指导下形成的技术产品,既有利的帮助了人们有效地进行科学研究和经济建设,也改善和丰富了人们的社会生活。

利用光电效应中光电流与入射光强度成正比的特性,可以制造光电转换器,实现光信号和电信号之间的相互转换。这些光电转换器如光电管等,广泛应用与光功率测量、光信号记录、电影、电视、自动控制,以及遥感、遥测等诸多方面。量子理论的发展,不但使人们对激光产生机理的认识愈加深入,寻求新的光电子材料,充分利用微电子工艺制造出激光器。 由于安全保密、超光速、远距离等独特优势,量子通信已成为新时代的“宠儿”。 量子是不可分的最小能量单位,能量或物质细小到一定限度,就无法被准确测量。依据量子力学的测不准原理,量子态不能被精确克隆,任何窃听者在信息传输过程中截取或测量,都会改变它们的状态,从而被实时发现,这样也就能真正做到“你知、我知、天知、地知”。 专家预测,未来的量子计算机可以做得“奇形怪状”,既可以像现有电脑旁的鼠标或茶杯,也可以像随身携带的手机,但其运算能力将会是现在电脑的几百万倍,甚至更高。人类进入量子时代后,基于量子理论的新技术不断涌现,这些技术让生活丰富多彩,同时也深深影响着人们的生活方式。

随着量子科技的日新月异,量子通信网络最终可能遍布全球,大海中能捞到针的量子计算机将会诞生,医生可以毫不费力地将量子微型计算机插入到人体血液中以杀死癌细胞„„毫无疑问,在不远的将来,量子论将会在更多学科、更宽领域里得到应用,给我们的生活带来巨大冲击,对人类社会的发展产生难以估量的影响。

推荐第5篇:科普 量子纠缠

科普 量子纠缠

量子论被公认为是科学史上最成功的、被实验结果符合最好的理论,但另一方面,它却和人类日常生活的经验如此格格不入。

如今,很多实验物理学家还在验证这一理论在80年前所做的基本假设。物理学家们依然还在为这个理论头疼不已。著名物理学家费曼就曾说:“我敢肯定,现在没有一个人能够懂得量子力学。”尽管已经走过百年历史,它还有无数的谜尚待解开。

微观与宏观,水火不兼容

物理学家常常会说“传统物理学认为如何如何,量子物理学则认为如何如何”或者“客观现实中如何如何,但量子世界里却如何如何”这样的“鬼话”。量子物理学家告诉我们,物质在被测量之前是不确定的。“不确定性”是量子世界的基本法则。“观测”是在不确定的量子世界和确定的现实之间转化的关键。那么,神秘的量子世界和日常的现实世界到底能否兼容呢?在经典极限情况下,通过合理的近似,量子理论可以自动过渡到经典世界的物理理论。但如何描述这两个世界的交界面,成了量子论过不去的一个坎。直到现在,理论物理学家仍然未能将两者恰当地联系起来。

“哥本哈根学派”认为,物质在被观测之前,是处于一种不确定的叠加态的。为了反驳这种观点,证实量子力学在宏观层面是不完整的,德国物理学家薛定谔设计出物理学史上最著名的动物:薛定谔的猫。

这是一个思想实验:不透明的箱子里装着一只猫,箱子中另外还有一个原子衰变装置,原子会随机发生衰变,一旦衰变发生,就会激发一系列连锁反应,最终打破箱子里的毒气罐而毒死猫,反之猫则活。在打开箱子观测那一瞬间之前,原子的衰变和猫的死活都处于一种叠加态,只有当打开箱子的一刹那,猫的死活才确定下来。所以,在打开箱子之前,猫既是死的,又是活的。问题是,现实中的猫怎么可能是“既死又活”的呢?我们的常识中,猫要么是死的,要么是活的。量子论无法解释现实世界,这成了量子论无数个困惑之谜中最神秘的一点。

“薛定谔的猫”出现之后,物理和哲学界就客观世界和人的意识的决定因素产生了一场大讨论:如果人的观测能决定猫的生死,那是否人的意识也会决定客观世界的走向呢?2

同一个世界,很多个宇宙?

“虽然我支持在无数个宇宙中存在着无数个Sheldon的‘平行宇宙理论’,我还是像你保证,没有任何一个宇宙中的我会和你跳舞。”《生活大爆炸》中,“宅男”Sheldon这么回复美女Penny的邀舞请求。

为了解决与现实世界兼容的问题,无数物理学家尝试了各种理论,最著名的恐怕就是上世纪50年代兴起的“平行宇宙”(多世界理论)。

支持这个理论的科学家认为,“薛定谔的猫”实验中,箱子在被打开观测之前,与其说猫处于一种既死又活的状态,不如说这只猫同时处于不同的“宇宙”中。有的“宇宙”中猫是活的,有的“宇宙”中猫是死的。听起来是不是很奇怪?但这个理论的确成功避开了很多问题,将微观和宏观世界联系在了一起。

然而,即使到现在,这个理论依然如此前卫,令人无法理解。最近20年间,它才开始受到人们的关注,并成为量子力学的热门理论。霍金甚至将这一理论用到解释时空旅行中:因为平行宇宙的存在,时间线产生了分叉,出现了多重“历史”,人们因此可能可以进行时空旅行。这一解释也解决了此前人们在时空旅行中关于“杀死过去的我”的悖论。

现在,“多世界理论”演化出的“时空穿梭”已经成为很多科幻作品中的主题。但这个理论完全是严格遵循数学方程演化得来的结果,其前提认为所有“宇宙”都包容在同一个“时空”中,而这个“时空”是多维度的,霍金所提出的进行“时空旅行”的“虫洞”目前只存在于理论层面,还没有任何物理证据证明其真实存在。

量子纠缠,挑战光速

“量子纠缠”现象是说,一个粒子衰变成两个粒子,朝相反的两个方向飞去,同时会发生向左或向右的自旋。如果其中一个粒子发生“左旋”,则另一个必定发生“右旋”。两者保持总体守恒。也就是说,两个处于“纠缠态”的粒子,无论相隔多远,同时测量时都会“感知”对方的状态。那么,这两个粒子如何实现瞬间的沟通,这种感知是否是超光速的,这是否违背了相对论呢?

在量子力学中,微观物质很可能的确展现出和日常生活中的常识相悖的情况。“在物理世界中,某些定义的速度是可以超越真空光速的,但是到目前为止,还没有一个可以让人信服的实验结果支持‘物理信号可以超越真空光速’这一论断。”中科院量子信息重点实验室副主任周正威强调。

在现实世界中,不可能在人和石头之间建立某种感应,不经接触就令石头发生改变。但瞬间感应可能发生在量子世界中。爱因斯坦不满地将“量子纠缠”称为“遥远的鬼魅行为”。20世纪下半叶至今的各类实验中,不断有人证实各种超光速现象的出现。1982年,巴黎大学的物理学家证实,亚原子粒子在向相反方向发射后,在运动时依然可以彼此互通信息。2008年,日内瓦大学的物理学家再次进行类似实验。这次,两个相互感应的粒子距离超过17千米。奥地利科学家蔡林格(Anton Zeilinger)甚至在两个相距144千米的岛屿之间观测到光子的量子纠缠现象。

尽管如此,依然没人能让物理信号超越光速。

量子论不是

“绝对真理”

量子论是20世纪出现的最成功的理论,它和相对论成为现代物理学的两大基石,但这两个基石之间却互不包容,又都不完整。相对论很好地解释了时空扭曲等问题,改变了人类的时空观;量子论的各种假设虽然不断被实验所证实,它或许也能帮助人类理解宇宙为何凭空而生,但却始终没法解释量子世界和宏观世界的交界面上所发生的一切。

为了将量子论和相对论结合起来,理论界出现了如“量子引力”、“超弦”等更加复杂难懂的理论。可以肯定,如果将来出现一个能替代量子论的理论,它必定能首先解释,为什么现有的各种实验能够如此符合量子理论。

费曼曾说,“我们要记住,或许有一天量子理论会被证明是失败的,因为它和我们日常的生活经验、哲学是如此地不同。”

而理论物理学家曾谨言也在《物理》杂志所发表的《量子物理学百年回顾》一文中表达了他的看法:“迄今所有实验都肯定了量子力学的正确性,但这只表明:它在人类迄今实践所及的领域是正确的。量子力学并非绝对真理。量子力学并没有,也不可能关闭人们进一步认识自然界的道路。量子力学与广义相对论之间的矛盾并未解决。”

推荐第6篇:量子计算学习心得

量子计算学习心得

基于AlanTuring理论发展起来的现代计算机科学在近几十年中取得惊人的发展,计算机硬件能力在20世纪60年代后的几十年时间里以近似Moore定律成长。随着电路集成度的提高,进一步提高芯片集成度已极为困难。当集成电路的线宽在0.1μm以下时,电子的波动性质便明显地显现出来。这种波动性就是量子效应。为此,多数观察家预期Moore定律将在21世纪前二十年内结束,人们在考虑替代当前计算机的新途径。物理学方面,自MaxPlanck在1900年提出量子假说以来,量子力学给人类生活带来翻天覆地的变化,改变了经典物理学对世界的认知方式。Moore定律最终失效问题的一个可能解决办法是采用不同的计算模式,量子计算理论就是这类模式的一种。但是直到1982年,才由Benioff和Feynman发现了将量子力学系统用于推理计算的可能;1985年Deutsch提出第一个量子计算模型。由此,量子计算迅速吸引了全世界研究者的注意并成为一门具有巨大潜力的新学科。

量子计算是应用量子力学原理来进行有效计算的新颖计算模式,它利用量子叠加性、纠缠性和量子的相干性实现量子的并行计算。量子计算从本质上改变了传统的计算理念。

量子计算发挥作用的前提是量子计算的物理实现,即量子计算机的构建。虽然量子计算机的实现原则上已没有不可逾越的障碍,但技术上的实现却遇到严重的困难。无论是量子并

行计算还是量子模拟计算,本质上都是利用了量子相干性,但在实际系统中量子相干性很难保持。此外,量子的纠缠状态也很容易崩溃,且粒子数目越多,实现纠缠状态就越困难。要制造出实用的量子计算机,就必须使更多的粒子实现纠缠状态。

在量子算法方面,自Shor因子分解和Grover搜索算法提出后,虽然各国众多的研究者在该领域进行了大量的研究,但迄今为止,还没有发现其他解决经典问题的新量子算法。一方面是因为无论经典算法还是量子算法,算法设计本身就不容易,更何况要设计出超过最好的现有经典算法的量子算法就更显不易;另一方面,量子计算机上能提供相对经典计算机进行加速的问题可能本来就不多,而已经发现了其中的大部分重要算法;此外,量子计算机与人们的直觉相差太远,在过去几十年中发现传统经典算法的经验对于如何发现和寻找量子算法毫无帮助, 即使存在对很多问题有效的量子算法,也很难找出。

在目前量子计算机还未进入实际应用的情况下,量子计算的研究重点包括:a)计算的物理实现。提高量子体系中相干操控的能力,实现更多的量子纠缠状态。b)研究新的量子算法。目前还有很多经典算法无法解决的难题,研究新的能解决这些难题的量子算法是一个重要方向。c)增强现有量子算法的实用性和扩展现有量子算法的应用范围,如将量子Fourier变换的应用推广到解决隐含子群问题以及更广的范围,将Grover算法体系扩展到二维和多维搜索域等。

量子计算正在新型计算中发挥更大的作用。

推荐第7篇:量子物理新进展

物理与电子工程学院举办“量子物理新进展”主题学术报告

10月27日上午10:00,物理与电子工程学院在物理北楼三楼报告厅举办以“量子物理新进展”为主题的学术报告。山西大学理论物理研究所所长,博士生导师,国家有突出贡献中青年专家梁九卿教授受邀作了以“量子物理新进展”主题的精彩学术报告,本次报告会由物理与电子工程学院副院长常方高教授主持,物理与电子工程学院的教师,11级全体学生以及研究生们出席了本次报告会。

在常方高教授所作的言简意赅的介绍后,梁九卿教授开始了他那精彩而又生动的报告。梁九卿教授紧紧围绕主题,分别从宏观量子系统,自旋相干态和自旋波色子等三个方面娓娓道来。在本次学术报告中,梁教授很好地将讲述内容与PPT相结合,而且全英文的PPT内容更加体现了老教授治学严谨的精神和很强的专业基础。听了梁教授的报告,我院师生主动与梁教授进行互动问答,将本次学术报告的气氛推向高潮。梁教授的那种对讲台的挚爱和对观众们的尊重的精神让在场的师生们为之动容。在整整一个半小时里,年过七旬的梁教授始终站在讲台上,用铿锵有力的声音为这此报告会画上了圆满的句号。

梁教授的这次学术报告进一步加深了观众们对量子物理的了解与印象,增进了我院在专业领域与兄弟院校的密切交流和联系。本次学术报告受到广大师生的一致好评,他们纷纷表示希望以后能够有更多的这样的学术报告。

(物理与电子工程学院 都韵)

推荐第8篇:量子信息论文

量子信息——新时代科技的推进器

现如今,量子信息已成为科学领域发展必不可少的要素之一,其实,在20世纪初量子就已经被发现并被人类所利用。在19世纪后期,在科学界出现了许多难题——很多物理现象无法用经典理论解释,包括在当时科学界讨论很激烈的黑体辐射问题(由于物体辐射的电磁波在各个波段是不同的,并且受物体自身特性和温度的影响,为了研究这种规律,科学家定义了黑体来作为热辐射研究的标准物体)。1900年,当普朗克研究黑体辐射时,提出了普朗克辐射定律,量子这一概念就此诞生。量子假设的提出终结了经典物理学的垄断地位,使物理学进入了微观时代,也就是现代物理学的诞生。而经过一个多世纪的发展,量子领域的一些假设仍然不是非常严密,还需在日后的研究中逐步完善,但这并不能否认量子在目前科学领域的领导地位。

量子,即某物质或物理量特性的最小单元,它以qubit为单位,而从中衍生的量子力学,量子力学中的量子通信已经成为当今科技发展的主要领域。

先讨论一下量子力学,上文提到过量子力学是描述微观物质的理论,与相对论紧密结合,成为现代物理学的支柱。它强调微观世界的不确定性以及客观规律,而其中最著名的预测便是量子纠缠态,即使两个粒子在空间上也许会相距很远,但是其中一个粒子会时刻随着另外一个粒子的改变而改变,因此,爱因斯坦将量子纠缠称为“幽灵般的超距作用”,这种粒子的互相影响现象听起来似乎十分玄学,但是它的确是科学家在实际试验中获得的现象。例如,我国量子卫星“墨子号”成功实现了“千公里级”的星地双向量子纠缠分发,在全世界取得领先的地位。值得一提的是,21世纪兴起的量子计算机中的原理正源自于量子之间的纠缠,在量子计算机中,基本信息单位是量子比特,运算对象是量子比特序列。相对于传统计算机,量子计算机拥有其特殊的优越性,量子比特序列不但可以处于各种正交态的叠加态上,而且还可以处于纠缠态上。这些特殊的量子态,不仅提供了量子并行计算的可能,还做到了传统计算机几乎无法完成的工作。但迫于对微观量子态的操纵难度,量子计算机还没有真正意义上的创造出来,在未来几年的发展中量子计算机绝对是一个主要的研究趋向。在量子力学中,泡利不相容原理是一个拥有极大实际意义的原理,由于费米子(反对称状态粒子)的自旋数为半数,因此两个费米子无法占据同一状态,该原理又延伸到原子,电子领域——一个原子轨道上最多可容纳两个电子,而这两个电子的自旋方向必须相反,为元素周期表的解释奠定了坚实的基础。

再来看量子通信领域,量子通信作为一种新型的通信方式,也是基于量子的纠缠态理论,由于这种特殊的原理,使得这种通信方式变得高效、安全。在传统的信息传输过程中,也许会被某些不法分子在中途截获,不仅造成了信息的泄露,被截获后信息的准确度也会大大降低。于20世纪末,量子通信的雏形形成了,当时传送的仅仅是量子的状态,而信息本体并没有被传输。随着量子通信的不断发展,它拥有一套极难被破译的密码系统,这套密码系统抛弃了传统以数学为主体的方案,转而使用物理方式对其加密,而所谓的物理方式就是量子力学,该方案杜绝了信息在传输过程中被随意截取或更改的漏洞。而基于量子力学的密码所具有的随机性更是为信息的安全添加了一层保护伞,即使被截获,也因无法正确读取该密码而无法盗取信息。另外,由于两个粒子纠缠的特性,导致一个粒子被改变时另一粒子也随之改变。量子密码系统一般分为两种:非公开密钥(对称密钥)以及非对称密钥,非公开密钥就是加密密钥和解密密钥相同,例如一次一密,即用一次就作废。后者为公开的加密密钥和保密的解密密钥不同,从而使从公开密钥破解非公开密钥花费大量资源,理论上可以完成但实际上无法做出具有如此强大功能的计算机进行破密,因此实现了其安全性。

尽管量子力学已经对人类做出了杰出的贡献,但是量子力学的潜力远远没有挖掘出来,量子力学还有很多非常深刻的现象,能够超过我们现有技术的的性能。例如,正在从经典调控过渡的量子调控,虽然人类在经典调控方面已经做到非常高的精度,但是在量子世界中的量子调控还不是十分成熟。量子调控为根据量子力学原理,在量子态的层面对所研究的体系进行控制与改变。当我们控制电子时,可以控制它的电荷态,自旋态或是轨道状态,当两种状态耦合时,便会产生许多新的、未发现过的物质特性。当进行量子调控时,必须要明白量子态的三种特性——可叠加性,不可复制性,非局域性,这三种特性会给量子调控带来新的特性。而量子调控的对象,除了上文提到的电子,还有基于光子、声子等复杂体系的高级调控。对于量子调控的方法,就是广泛,综合的对各个领域同时调控,特别是对量子系统环境的调控技术。这些系统环境,包括马尔科夫和非马尔科夫环境,分别对粒子起着不同的作用。马尔科夫环境是指系统信息单向流入环境,而环境无法对其作出反馈,相反,非马尔科夫环境是指信息流到环境里去,在经历一系列的过程后,还可以恢复。因此对环境的调控就是要克服马尔科夫环境的负面影响,使其变成非马尔科夫环境,将该环境作为一个储存空间,将信息放入里面进行储存,之后需要的时候还可以取出。实际上,对于两种环境之间的调控,是控制它们的频谱,前者频谱较宽,后者较窄,当改变其频谱时,也就相当于改变了它们的性质。总的来说,量子调控也是非常重要的一个领域,在量子的发展中不可忽视。

不可否认的是,量子信息是通过量子的特性进行计算、编码和信息传输的全新信息方式,在当前的各个科研领域起到了至关重要的作用,正引领着一个新时代的的发展。

推荐第9篇:雷达液位计

不同型号雷达液位计对比分析

雷达液位计是利用将信号发射出去,然后接收物体反射回来的信号,进而分析物体与自己相隔距离这种方法原理来工作的。它主要应用于无法接触液体、浆料及颗粒料但是需要连续测量物体位置的领域,在温度和压力变化都很大的或者有惰性气体存在挥发的场合能起到较大作用。就中国目前的雷达液位计市场分析来看,不同型号和级别的产品差距还是有点大的。

目前市场上最为流行的三大雷达液位计分别是导波雷达液位计、高频雷达液位计和智能雷达液位计。三种液位计所依据的基本工作原理都是一样的,不过由于所适用的领域不同,三者之间习性还是有些微不同的。

技术方面:导波雷达液位计的测量不会因为介质、温度、惰性气体等物体的变化而受到影响;高频雷达液位计的发射频率高达26GHz/24GHz,它的信号分析也因此更加高速;智能雷达液位计可以将其自身的运行时间通过内部电子部件转换成物位信号,而其高智能的时间延伸方法也可以确保极短时间内测量的稳定性和精确性。 性能方面:导波雷达液位计的测量精度为5mm,它的量程为60米,可以耐住250度的高温、40公斤的高压;高频雷达液位计的天线会在一瞬间发射微波脉冲,信号传输出去后,也会在瞬间被反射回来,进行分析的速度也很快;智能雷达液位是即使在工况很复杂的情况下,回波有可能是虚假的,它也能利用所拥有的最新微处理技术和调试软件十分快捷和准确的分析出物位的正确回波。 适用领域方面:导波雷达液位计适用于爆炸危险区域,如煤仓、灰仓、油罐、酸罐等;高频雷达液位计适用于大量程的液体测量,比如在水库、大坝、大桥、钻井平台上测量水面,最大可到80米;智能雷达液位计适用于对物体位置要求十分严格,并且精确程度要求比较高的领域,如科技探测等。

孔板流量计与电磁流量计对比

流量计量,在产品质量、生产效率、科学技术的发展方面都能发挥重要的作用,占据了重要的位置,尤其是当今能力资源丰富程度每况愈下、工业上自动化程度越来越高的背景下,在国民经济中,流量计量占据了更加重要的地位和体现出更加显著的作用。现对流量统计中的孔板流量计和电磁流量计进行对比分析。

设计原理方面:孔板流量计是这样一种装置,它由标准孔板和多参数差压变送器组合而成,是一种高量程比差压流量设备;电磁流量计利用的是法拉第电磁感应定律,是通过这一原理制造出的用来测量管内导电介质体积流量的一种感应式仪表。

应用领域方面:孔板流量计多用于测量液、气体,蒸汽等的流量,被广泛应用在各种与国民生活息息相关如水电等领域的测量和过程控制;而电磁流量计恰恰相反,无法应用于测量气体、蒸汽以及纯净水的流量方面,它多投身到测量腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量方面。 优点方面:孔板流量计最显著的优点是拥有在流量计中唯一的特性,即它使用的是全世界通用的标准节流件,国际标准组织也认可了这一事实,它不需要在实际流动中校准,可立即投入使用;电磁流量计最显著的优点便是它的流量变送器的口径从2.5mm到2.6m都有,测量范围大大扩张,同时它在测量中不涉及流体的温度、压力,也不受密度、粘度的影响。

缺点方面:孔板流量计在所有的流量计产品中只拥有中等水平的测量重复性、精确度,并且由于影响因素的错综复杂,使它的精确度很难提高,这也成为它的扩张短板之一;而电磁流量计方面,由于它不能测量非导电介质的流量而只能测量导电介质的液体流量,导致它的应用有一定的局限性,因而很多行业都无法使用它,同时价格较高也成为制约电磁流量计广泛应用的重要因素。

推荐第10篇:雷达总结

雷达气象学是一门与大气探测、大气物理,天气系统探测相关联的学科

Radar:通过无线电技术对目标物的探测和定位。测定目标位置的无线电技术范畴 气象雷达:是用于探测气象要素和各种天气现象的雷达,“千里眼、顺风耳”。

雷达气象学:利用气象雷达,进行大气探测和研究雷达波与大气相互作用的学科,它是大气物理学、大气探测和天气学共同研究的一个分支。雷达气象学在突发性、灾害性天气的监测、预报和警报中具有极为重要的作用。 气象雷达的分类:探空雷达、测雨雷达、声雷达、多普勒雷达、激光雷达 南方:S波段为主,北方:C波段为主 雷达机的主要构成

RDA -雷达数据采集子系统 RPG -雷达产品生成子系统

PUP -主用户处理器子系统

其次包括:通讯子系统、附属安装设备 RDA 主要结构:天伺系统、发射机、接收机、信号处理器 定义:用户所使用的雷达数据的采集单元。

功能:产生和发射射频脉冲,接收目标物对这些脉冲的散射能量,并通过数字化形成基数据。 雷达的硬件系统!

RDA的扫描方式:雷达在一次体积扫描中使用多少角度和时间。

RDA的天气模式:1.晴空模式:VCP11或VCP21

2.降水模式:VCP31或VCP32

新一代雷达:降水模式 VCP:雷达天线体扫模式

RPG(雷达产品生成系统) 定义:(指令中心)由宽带通讯线路从RDA接收数字化的基本数据,对其进行处理和生成各种雷达数据产品,并将产品通过窄带通讯线路传给用户

功能:产品生成、产品分发、雷达控制台(UCP) PUP(主用户处理系统)

功能:获取、存贮和显示雷达数据产品。预报员通过这一界面获取所需要的雷达产品,并将它们以适当的形式显示在监视器上

用处:(1)产品请求(获取),(2)产品数据存贮和管理,(3)产品显示,(4)状态监视,(5)产品编辑注释。 粒子对电磁波有散射,衰减,折射的作用

散射:当电磁波束在大气中传播,遇到空气介质或云滴、雨滴等悬浮粒子时,入射电磁波会从这些介质或粒子上向四面八方传播开来,这种现象称为散射现象。

主要物质:大气介质、云滴、水滴,气溶胶等。其它散射现象:光波、声波等 散射的类型:瑞利散射:d

d≈λ 瑞利散射

散射函数或方向函数 :

后向散射能量:雷达天线接收到的只是粒子散射中返回雷达方向(θ=π)的那一部分能量,这部分能量称为后向散射能量。 瑞利散射性质

①粒子的散射能力与波长的四次方成反比。波长越短,散射越强。 ②粒子的散射能力与直径的6次方成正比。粒子半径越大,散射越强。

③粒子的前向散射和后向散射为最大,粒子无侧向散射。散射截面为纺锤形。 散射截面或后向散射截面

定义:设有一个理想的散射体,其截面为σ,它能全部接收射到其上的电磁波能量,并全部均匀地向四周散射,该理想散射体散射回雷达天线处的电磁波能流密度,恰好等于同距离上实际散体返回雷达天线的电磁波能流密度,则该理想散射体的截面σ就是实际散射体的后向散射截面。

意义:用来表示粒子后向散射能力的强弱。后向散射截面越大,粒子的后向散射能力越强,在同样条件下,所产生的回波信号也越强。

反射率η:单位体积内全部降水粒子的雷达截面之和。 反射率因子(Z): Z的不同取值,意味着不同天气状况。通常Z的取值从0dBz~70dBz,因此要求天气雷达必需有非常大的检测范围。新一代天气多普勒雷达的接收机动态范围是90~100dBz以内。

云、雨滴的散射:

雷达的波长越短,散射越强。若雷达的波长一定时,在满足瑞利散射的情况下,粒子半径越大,散射越强。 电磁波衰减:电磁波能量沿传播路径减弱的现象,是散射和吸收两种作用的总和。

衰减原因:当电磁波投射到气体或云雨粒子上时,一部分能量被散射,一部分能量被吸收,转变为热能或其它形式的能量,从而使电磁波能量减弱。

雷达回波:当雷达波束投射到云、降水粒子上时,云、降水粒子就会发生散射现象。其中向后方散射的一部分散射波重新返回到雷达天线处,并在雷达显示器上显示出各种图像。

雷达气象方程:雷达回波强度不仅取决于雷达系统各参数的特性,而且和被测云、降水粒子的性质有关,还与雷达和被测目标之间的距离以及其间的大气状态有关。雷达气象方程就是根据所测定的回波强度去推断云、降水的物理状况,将雷达的作用距离与发射机、接收机、天线、目标和环境的种种特性联系起来的方程。 普通雷达方程:

结论:雷达回波功率强弱取决于:Pt发射功率,G增益, 雷达截面,R目标物距雷达站的距离

雷达气象方程的讨论:雷达气象方程:①雷达机各参数、②气象因子、③目标物和雷达机之间的距离 雷达机参数:①发射功率,②脉冲宽度和脉冲长度,③波瓣宽度,④天线增益等

发射功率:增加发射功率通常可以提高信噪比,从而增大最大探测距离。但最大探测距离还取决于脉冲重复频率,目标物最大高度,雷达架设高度,以及地球曲率等影响。

脉冲宽度Γ和脉冲长度h:当两者增加时,雷达脉冲在空间的体积增加,同一时间里被电磁波所照射到的降水粒子数量增多,所以回波接收功率增大,使一些弱的雨区等容易发现。 缺点:1)雷达的距离分辨率变低2)雷达的盲区变大。

波束宽度θ: 水平波束宽度和垂直宽度愈大,天线发射的能量愈分散,入射能流密度将随距离增加而较快地减小,造成回波能量变弱。天线增益也随之增加。

天线增益G: 天线增益增加时,回波功率以平方的倍数增大,可提高雷达的探测能力。提高G,必须增大圆抛物面口径的几何面积,带来转动性能和抗风能力差的缺点。增大天线口径面积可以提高天线的增益和减小波束宽度,从而增大雷达的探测能力和探测的角分辨率

波长:雷达的最重要参数,云雨粒子对电磁波的散射能力和衰减能力,都与波长有密切关系。 各气象因子的作用:1)目标物的后向散射特性。反映在因子

2)波束路径上各种粒子对雷达波的衰减作用。反映在因子

距离因子的影响:Pr与R平方成反比,气象目标随距离增加而减小,同样强度的降水出现在远距离处要比近距离处弱得多 大气折射:电磁波在大气中曲线传播的现象

大气折射类型:标准大气折射、临界折射、超折射、零折射、负折射

大气折射对探测的影响:由于大气折射指数分布不均匀性,会使电磁波在传播中发生折射现象

超折射:当波束路径曲率大于地球表面的曲率时,雷达波束在传播时将碰到地面,经地面反射后继续向前传播。然后再弯曲到地面,再经地面反射,重复多次,雷达波束在地面和某层大气之间,依靠地面的反射向前传播,与波导管中的微波传播相似,又称超折射

超折射形成的气象条件:超折射是因为大气中折射指数m随高度迅速减小造成。折射指数随高度迅速减小,必须是气温向上递增,同时水汽压向上迅速递减,就是常说”暖干盖”的大气层结。雨后晴朗的夜间:由于地面辐射,形成上干下湿的逆温层,发生超折射

测距原理:物理基础:目标散射,电磁波等速直线传播。 多普勒频率(频移):当目标物与雷达之间存在相对运动时,接收到回波信号的频率相对于原来的发射的频率产生一个频率偏移,在物理学上称之为多普勒频移。

径向速度:物体(目标)在观察者视线方向的速度。

距离折叠:是指雷达对雷达回波的一种辨认错误,当目标位于最大不模糊距离以外时,会发生距离折叠,雷达显示回波位置的方位角是正确的,但是距离是错误的。

多普勒两难:对于实际工作的雷达,波长是固定的,当选定了最大不模糊距离(或脉冲重复频率)后,就存在一个最大不模糊速度。即当目标的径向速度大于最大不模糊速度时,就会产生混淆。由雷达测得的径向速度将相差两倍最大不模糊速度。 2

当最大不模糊速度较小时,会产生多次速度折叠。

显示方式: PPI:平面扫描、RHI:垂直扫描、VOL:体积扫描显示、CAPPI:等高平面位置显示、VCS:任意垂直剖面、局部多层CAPPI显示、、垂直最大回波显示CR、等值线图显示

等速度线:径向速度相同的点构成的线。零速度线是由雷达径向速度为零的点组成 零径向速度:某点的径向速度为零。

1)该点处的真实风向与该点相对于雷达的径向互相垂直 2)该点的真实风速为零,在那里的大气运动极小或处于静止状态

零径向速度意义:零等速点的风向是由邻近的负速度区,垂直于该等速度点吹向正速度区。 地物回波:是指由山地及其上面的各种建筑物等对电磁波的散射产生的回波。 晴空回波:云很稀薄或没有云雨的晴空大气里,或在不可能被探测到的小粒子所组成的云区内探测到的回波 超折射回波:当大气状况为超折射时,雷达回波会出现平常探测不到的远距离地物回波,就是超折射回波 旁瓣假回波:雷达沿主波瓣传输电磁波,主波瓣典型宽度为1º,当旁瓣发射出的电磁波在近距离遇到一些特别强的降水中心时,也能产生雷达接收到的回波。一般情况下,旁瓣产生的回波太弱,不易分辨出来。但是当遇上反射率因子极高的目标物(如积雨云中柱状的冰雹和暴雨)时就能够出现旁瓣回波 二次回波:由于距离折叠或者多层回波,当目标物位于最大不模糊距离之外时,就会产生距离折叠,而出现二次回波

三体散射:由于雷达能量在强回波区向前散射而形成的异常回波。因为强回波区一部分能量被散射到雷达,一部分能量散射回地面,其中散射到地面的能量又返回到含冰雹的强反射率因子区,强反射率因子区再次反射回雷达而形成。

层状云降水:又称稳定性降水或连续性降水。特点:水平尺度较大、持续时间较长,强度较均匀,时间变化缓慢。

层状云降水回波: PPI:呈均匀连续的大面积薄膜状,片状,丝缕状结构明显,强度弱,一般在20~30dBz ,边缘不整齐,有时有强雨中心。(零度层亮带)

RHI:云体厚度较小,回波高度约5-6km,顶部和底部平坦,结构较均匀。

零度层亮带:是层状云降水回波的主要特征,是冰水混合层,反映了层状云中有明显的冰水转化区。零度层以上的降水粒子以冰晶为主,通过亮带后,全部转化为水滴。亮带说明层状云气流稳定,无明显对流活动。 积状云:或称对流云,是由对流运动所产生的,通常与短时强烈天气相配合。

积云降水回波强度特征:PPI:表现为几km到几十km不规则分散、孤立块状。回波通常由单个或多个对流单体形成的回波组成。回波呈块状,尺度小,结构密实,边缘清晰,强度较强(35dBz以上),持续时间变化大。强中心到外围的强度梯度较大,随不同的天气过程排列成带状、条状、离散状等。

RHI:单体呈柱状结构,垂直伸展大于水平伸展,强对流单体顶部有云砧向下风方伸展或呈花菜状,悬垂中空,云体随对流发展变厚。回波顶发展较高,多数在6-7km,一些发展强烈的单体可达10km,个别可达20km。

穹隆:由雷暴前方的强烈斜上升气流深入云体,形成回波图像中的弱回波区。云体上冲:由上升气流引起的。 积层混合云降水的天气特点:范围大,降水持续时间长,累积降水量大,往往造成大面积的强降水。

积层混合云降水回波:PPI:又称为絮状回波,比较大的范围内,回波边缘呈现支离破,没有明显的边界,边缘紊乱,层状云回波中镶嵌着一个个密实团块的对流云,强度可达40dBz或以上,有时强回波团块整齐排列可形成一条短带。

RHI:表现在均匀的层状云高度上柱状回波起伏地镶嵌在其中。在对流云衰败阶段,柱状回波与层状云回波合在一起。 雷达产品:

1.基本数据产品:反射率因子(R)平均径向速度(V)谱宽产品(W) 2.物理量产品:

强度物理量产品:回波顶高(ET)垂直累积含水量(VIL)时段雨量累积(OHP、THP)雨强显示(RZ)

速度物理量产品:垂直风廓线产品(VWP)合成切变(CS)径向散度(RVD)或称速度径向切变、方位涡度(ARD) 谱宽物理量产品

3.反演识别产品:(1)阵风锋;下击暴流;

(2)中尺度气旋;龙卷涡旋;

(3)风暴;冰雹自动识别等; (4)风暴自动识别、跟踪、预报和预报检验。 3

第11篇:二次雷达

二次雷达

1、下面哪种雷达不属于航管雷达? A NDB BPSR C SSR D PAR

2、航管雷达服务的对象是(

A飞机驾驶员B空中交通管制员C既可以是飞机驾驶员也可以是空中交通管制员D其他选项都不对

3、SSR是(

)的缩写

A secondary surface radar B secondary surveillance radio C secondary surveillance radar D surveillance secondary radar

4、二次雷达早期的雏形是(

)。

A PSR B 敌我识别器C空中交通管制信标系统 D机载雷达

5、单脉冲二次雷达是在( )开始研制的

A一战时期B二战时期C20世纪70年代D20世纪90年代

6、下面哪项是二次雷达的发展趋势?

A MSSRB二次雷达S模式C相控阵雷达D多普勒雷达

7、二次雷达与一次雷达的本质区别在于(

)。

A工作频率不同B发射功率差别较大C工作方式不同D作用距离差别较大

8、二次雷达在相同的功率下比一次雷达的作用距离远的原因是二次雷达(

)。 A收发机使用的工作频率不同B接收的信号不是目标的反射回波信号 C发射机功率比一次雷达大D发射编码脉冲,发射能量大

9、二次雷达的工作方式是(

) A地面站发射询问脉冲经目标反射后,地面站接收反射信号发现目标的

B地面站发射询问脉冲,被机载设备接收后,机载设备再发射回答脉冲,发现目标 C地面站接收机载设备的询问脉冲后,在发射回答脉冲进行雷达测距的 D其他选项皆不对

10、二次雷达不能提供的飞行信息是(

) A高度B距离C方位D航班号

11、二次雷达可以提供的信息有(

A高度、距离、方位、识别码B高度、距离、方位、航行情报C距离、方位、识别码、航班号

12、二次雷达通过模式A和模式C交替询问,得到的应答信息分别是(

) A高度和识别码B距离和方位C识别码和高度D识别码和距离

13、SSR地面站与PSR比较不受地物杂波影响的原因是(

) A由于PSR和SSR使用的频率不同B由于SSR的接收机和发射机的工作频率不同 C由于PSR和SSR使用的天线不同D由于PSR和SSR的发射功率不一样

14、下面(

)不对二次雷达造成干扰。

A同步窜扰B异步干扰C气象杂波D应答交织

15、相对一次雷达而言,下面描述中,(

)不是二次雷达的优点。 A接收信号中的杂波干扰小(地物杂波、气象杂波、仙波) B在同样功率下,二次雷达的作用距离比一次雷达远

C可以发现覆盖空域的所有飞机 D能利用编码信号交换丰富的信息

16、目前使用的单脉冲二次雷达从功能看主要由天馈系统和(

)组成。 A接收机,发射机,录取器等B接收机,发射机,录取器和雷达头处理器等 C接收机,发射机,编码器,录取器等D接收机和发射机等

17、下列不是二次雷达组成部分的是(

) A录取器B接收机C发射机D多雷达处理器

18、二次雷达一般采用双通道热备份工作方式,通道的切换是通过

)的切换来实现将主用通道的射频信号送至天线。

1 A录取器B射频切换组件C射频开关D发射机

19、二次雷达询问时,发射信号经(

)发射。

AΣ通道和Ω通道BΣ通道和Δ通道CΔ通道和Ω通道DΣ通道、Δ通道和Ω通道 20、关于二次雷的基本工作过程,正确的是(

A二次雷达发射机询问—机载雷达接收机接收—机载雷达发射机应答—二次雷达接收机接收 B二次雷达发射机询问—机载应答机反射询问—二次雷达接收机接收

C机载应答询问—二次雷达接收机接收—二次雷达接收机应答—机载应答机接收 D二次雷达发射机询问—机载应答机接收—机载应答机应答—二次雷达接收机接收

21、单脉冲二次雷达在询问和应答过程中,都使用的信号通道是(

AΣ通道和Ω通道BΣ通道和Δ通道CΔ通道和Ω通道DΣ通道、Δ通道和Ω通道

22、下面关于直角坐标系不正确的是(

) Ax,y,z轴相互垂直B直角坐标系包括三个平面

C中心点O点为.x,y,z轴相交点D中心点O点不属于任何一平面

23、下面关于极坐标系不正确的是(

A极坐标系由极点、极轴和极径组成B极坐标系 角度取逆时针方向为正

C椭圆、双曲线和抛物线这3种不同的圆锥截线,可以用一个统一的极坐标方程表示 D极坐标系到直角坐标系的转化:y=ρcosθ,x=ρsinθ

24、极坐标系到直角坐标系的转化为(

Ay=ρcosθ,x=ρsinθ Bx=ρcosθ,y=ρsinθ Cy=ρtgθ,x=ρtgθ Dx=ρtgθ,y=ρtgθ

25、对于一个特定的应答机,在距离雷达站100海里时,询问机接收的回答功率为-80dBm。询问机接收-68dBm时,应答机距雷达站应为(

)。 A200海里B50海里C25海里D不能预计

26、一架飞机距雷达站100公里,接收信号的强度为-67dBm(

) A当目标距雷达站50公里时,接收的信号强度为-61 dBm B当目标距雷达站50公里时,接收的信号强度为-73 dBm C当目标距雷达站50公里时,接收的信号强度为-55 dBm

27、机载应答机有自动过荷电路(AOC).当每秒超过1800次询问时,应答机的灵敏度降低30dB.此时询问机对该应答机的最大作用距离(

) A应保持正常灵敏度时的作用距离B作用距离为正常灵敏度时的 1/8 C作用距离为正常灵敏度时的 1/16D作用距离为正常灵敏度时的 1/32

28、二次雷达进行的测距时所测量的延时为(

A询问信号的往返时间B询问信号到达目标的时间C询问信号的上行时间加上应答信号下行时间 D询问信号的上行时间、应答信号的下行时间及应答机的处理时间

29、二次雷达测距的公式,正确的是(

Ad=c(t-Δt)/2;t为询问与回答脉冲之间的时间间隔,Δt为系统固定延时,c为无线电波的传播速度 Bd=2c(t-Δt); t为询问与回答脉冲之间的时间间隔,Δt为系统固定延时,c为无线电波的传播速度 Cd=c(t+Δt)/2;t为询问与回答脉冲之间的时间间隔,Δt为系统固定延时,c为无线电波的传播速度 Dd=2c(t+Δt)/2 t为询问与回答脉冲之间的时间间隔,Δt为系统固定延时,c为无线电波的传播速度 30、下列关于二次雷达进行目标测距说法正确的是( ) A二次雷达对所有飞机都能进行测距B二次雷达的测距是依靠应答机发送给雷达的距离信息 C二次雷达通过模式D询问来获得距离信息D其他选项皆不正确

31、二次雷达测角的原理基础是(

A电磁波在均匀介质中沿直线传播和雷达天线的方向性B雷达天线的全向性 C已知的雷达站经纬度D已知的天线高度

32、二次雷达对目标进行测角,实质上就是提取目标相对于( )的角度偏差。 A雷达天线波束指向B雷达天线C雷达发射机D雷达接收机

2

33、与二次雷达测角无关的是

)。

A单脉冲测角B滑窗检测技术C多普勒效应的应用D其他选项皆不对

34、(

)测角利用多个天线所接收回波信号之间的相位差进行测角。 A滑窗检测B相位法C等信号法D振幅法

35、关于振幅法测角,说法不正确的是

A振幅法测角是利用天线收到的回波信号幅度值来做角度测量的 B振幅法测角可分为最大信号法和等信号法两大类 C一般来说最大信号法测角要比等信号法测角的精度高

D最大信号法测角的优点一是简单,二是用天线方向图的最大值方向测角, 此时回波最强, 故信噪比最大, 对检测发现目标有利

36、关于等信号法测角,不正确的是(

A等信号法测角采用两个相同且彼此部分重叠的波束,当两个波束收到的回波信号相等时,等信号轴所指方向即为目标方向B等信号法测角不能判别目标偏离等信号轴的方向

C测角精度比最大信号法高, 因为等信号轴附近方向图斜率较大, 目标略微偏离等信号轴时, 两信号强度变化较显著D其他选项皆不正确

37、二次雷达询问脉冲P1和P2的时间间隔是:(

) A1μsB0.5μsC2μsD5μs

38、在三脉冲询问体制模式询问脉冲为:(

) A P1-P2-P3 B P1-P3 C P1-P2

39、询问脉冲的脉冲宽度为:(

) A 0.45微秒B1.45微秒C0.8微秒

40、决定二次雷达询问模式的是(

) A P1-P2间隔B P1-P3间隔 C P2-P3间隔

41、C模式下P1P3脉冲的时间间隔是

) A3μsB5μsC8μsD21μs

42、A模式下P1P3脉冲的时间间隔是

) A3μsB5μsC8μsD21μs

43、回答的F1和F2脉冲称为(

) A框架脉冲或帧脉冲B信息(数据)脉冲C回答脉冲

44、回答的F1和F2脉冲的时间间隔是

(

) A 21.3微秒 B 20.3微秒 C 1.45微秒

45、二次雷达应答脉冲的脉冲宽度为(

) A 0.45微秒B 1.45微秒C 0.8微秒

46、识别码的码序是按下述( )排列

A D4 D2 D1 A4 A2 A1 B4 B2 B1

C4 C2 C1 B A4 A2 A1 B4 B2 B1 C4 C2 C1

D4 D2 D1 C A1 A2 A4 B1 B2 B4 C1 C2 C4

D1 D2 D4 D D1 D2 D4 A4 A2 A1 B4 B2 B1

C1 C2 C4

47、如果识别码为如下结构C1=0,A1=1,C2=1,A2=0,C4=1,A4=0 B1=1,D1=1,B2=0,D2=1,B4=1,D4=0 回答的识别码应是(

)。 A 1563 B 1536 C 1222 D 2122

48、根据识别码编码的规律,存在(

)种回答编码。 A 2048 B 4096 C 7777 D不可预计

49、应答器响应C模式询问的应答码代表高度码,(

)位永远为逻辑0。 A A1 B A4 C D4 D D1

50、已知应答码为000100111100,目标高度应是(

)英尺。

3 A 29400 B 28800 C 28200 D 2900

51、C 模式应答编码字母的排序为: A A1 A2 A4 C1 C2 C4 D1 D2 D4 B1 B2 B4 B D1 D2 D4 C1 C2 C4 A1 A2 A4 B1 B2 B4 C D1 D2 D4 B1 B2 B4 A1 A2 A4 C1 C2 C4 D B1 B2 B4D1 D2 D4 A1 A2 A4 C1 C2 C4

52、二次雷达应答信号中SPI脉冲应该在F1脉冲前沿后: A 24.35±0.1μsB 25.35±0.2μsC 25.65±0.1μsD 24.65±0.2μs

53、如果回答码为 C1,C2,A2,C4,B1,B2,D1,D2,B4说明(

) A它既可以为识别码,又可以为高度码 B 它只可能为识别码,且为7237 C它可能和SPI脉冲形成假框架

54、选择正确答案(

) A只要管制员要求,任何询问模式的回答度应发射SPI脉冲 B只要管制员要求,只在回答识别码时发射SPI脉冲.C回答识别码时就要发射SPI脉冲.与管制员要求无关

55、飞机通信故障时,其Mode3/A下应答码为(

)。 A 7700 B 7600 C 7500

56、飞机被劫持时,其Mode3/A下应答码为(

)。 A 7700 B 7600 C 7500

57、飞机故障危急时,其Mode3/A下应答码为(

)。 A 7700 B 7600 C 7500

58、二次雷达采用询问交替的目的是(

) A提高分辨力B获得更多的信息C减少询问率D提高译码的可靠性

59、选择正确答案(

) A询问的模式交替是以三个或两个重复周期为一组,发射不同的询问模式 B询问的模式交替是以三个或两个重复周期为一组,发射不同的脉冲重复周期

C询问的模式交替是以三个或两个重复周期为一组,发射不同的询问模式和不同的脉冲重复周期 60、采用询问的模式交替是(

) A由于SSR作用距离远,防止本次询问的回答落到下个询问的重复周期.即测距模糊.B为了得到较多的回答信息.C防止测距模糊.同时得到较多的回答信息 6

1、在二次雷达中采用周期交错的目的是(

) A降低反射的影响B消除同步窜扰C消除绕环现象D消除二次环绕 6

2、在二次雷达中为了消除二次环绕,采用周期交错是指(

A询问模式交错B载波调制频率参差C应答周期交错D脉冲重复频率交错

63、在二次雷达中,采用交替的询问重复频率,可以使超出雷达覆盖范围的目标不能(

),从而消除二次环绕。

A相关B录取C接收D应答

64、以下不会影响二次雷达脉冲重复频率选择的因素是:(

) A雷达的作用距离B自身工作体制C应答机负荷D雷达工作频率 6

5、选择正确答案(

) A PRF低可以增加滑窗检测对方位估值的精度

B一般来说,SSR的脉冲重复频率大于PSR的脉冲重复频率 C在二次雷达密集区,PRF低可以减少可能出现的异步干扰 DPRF越低造成群捕获的现象会越严重.6

6、下列(

)是二次雷达常使用的脉冲重复频率 A 50 B 180 C 500 D其它三项都是

4 6

7、在二次雷达应答器天线处,辐射的P2波幅必须为:(

A等于或大于无线旁瓣发送P1辐射的振幅。B大于无线旁瓣发送P1辐射的振幅。

C在所要求的询问波瓣内,电平比所辐射的P1振幅高。D小于无线旁瓣发送P2辐射的振幅。 6

8、对抑制旁瓣询问起主要作用的是(

)。 A P1P2脉冲 B P1P3脉冲 C P2P3脉冲

69、如果询问波束旁瓣有穿透控制波束现象,其结果(

) A不影响询问机正常工作B出现地物反射引起的回答(ghost) C可能引起旁瓣询问的回答D异步干扰(fruit)增多

70、如果从控制波束接收回答信号并增加一个接收机将其输出信号与询问波束的接收机的输出进行比较,这种技术称为(

) A ISLS B IISLS C RSLS

71、应答机是靠分析询问信号的P1-P2脉冲的(

)判决是否是旁瓣询问的。 A幅度关系B相位关系C时间关系D频率关系 7

2、RSLS(Ω接收机)的作用主要用于(

) A应答机识别是否由旁瓣询问,以判决是否给与回答。

B询问机识别是否由旁瓣接收的回答,并给予旁瓣接收的标志 C询问机抑制旁瓣接收的回答 D应答机抑制旁瓣接收的询问 7

3、采用单脉冲技术的二次雷达,天线的指向角由(

)给出。 A OBA表B和差比C一次雷达D天线码盘(编码器) 7

4、正北脉冲NRP和方位增量脉冲ACP来自于(

)。 A天线码盘B边沿检测组件C交错组件D定时组件

75、下列信息中,不是雷达的天线码盘编码器提供的是(

)。

A天线的指向角B正北脉冲NRP C方位增量脉冲ACP D偏离瞄准轴OBA信息 7

6、按照技术要求距离鉴别率为18米,这意味(

)。

A回答的脉冲宽度应不大于0.45微秒B回答的脉冲宽度公差应在0.15微秒之内

C回答脉冲的处理时钟频率不低于8.3MHz D回答的脉冲位置误差应为0.12微秒之内 7

7、在二次雷达中,能够区分同一方向上两个目标的最小距离称为(

)。 A 距离分辨力B距离精度C方位分辨力D方位精度

78、在二次雷达中,能够区分(

)两个相邻目标的最小距离称为距离分辨力。 A同一方向上B同一距离上C同一高度上D其他选项都是 7

9、差信号的归一化是消除信号强度对(

)的影响 A测角精度B测距精度C测高精度D其它选项皆不对

80、测距精度是指雷达测量目标距离时所产生的(

) A错误B误差C差别D错觉

81、下列不是影响二次雷达设备测距精度的是(

A脉冲宽度B雷达时钟稳定度C应答机时钟稳定度D脉冲重复频率 8

2、能够区分同一距离上的两个目标的最小角度称为(

) A测角误差B测角精度C角度鉴别力D角度分辨力 8

3、单脉冲SSR的方位分辨力:(

A和目标距离远近无关,只取决于差波束的形状

B距离越近目标被波束照射的角度越宽,所以方位分辨力和距离有关。 C目标越大,方位分辨力越差。

D和波束宽度一定时,方位分辨力应保持不变。

84、能够区分(

)的两个目标的最小角度称为角度分辨力。 A同一方向上B同一距离上C同一高度上D其他选项都是

85、测方位精度是指雷达测量目标回波方位时所产生的(

)。

5 A错误B误差C差别D错觉

86、下列影响二次雷达的方位精度的选项是(

) A方位编码器B天线高度C雷达接收机D应答机

87、下列不是影响二次雷达的方位精度的选项是(

) A方位编码器B天线波束C转盘稳定度D天线高度 8

8、同步窜扰是指(

)。

A二次雷达接收到由另一雷达询问触发的飞机的应答

B两架飞机在同方向上且时间(距离)上小于20.3us而造成应答重叠的现象 C将C2-SPI错判为框架脉冲D飞机被群捕而对雷达询问不回答 8

9、关于同步窜扰(garble)概念下述选项(

)是错误的 A两个回答之间的间隔等于14.5微秒时肯定出现同步窜扰 B出现同步窜扰时可能产生虚幻的假回答(phantom) C两个回答的交织状态必然出现同步窜扰

D出现同步窜扰的先决条件是回答应处于交织状态 90、关于窜扰,不正确的是 (

) A当两个询问机同时询问一架飞机时就会出现窜扰(Garble) B两个窜扰的回答(garble)可能会分析出大于两个的"回答存在" C波束中的两架飞机相距3公里,高度差1000公尺,它们的回答会出现窜扰 D其他选项皆是

91、如果存在反射引起的回答(Ghost),标牌相同时,(

)一定是假目标.A在相同的方位上,距离较远的B在相同的方位上,距离较近的 C在不同的方位上,距离相同的D在不同的方位上的 9

2、判决假目标(ghost)最显著的特征是(

)。 A标牌相同持续时间短B标牌相同,距离近C标牌相同方位不同D标牌相同,距离远

93、关于反射引起的假目标(ghost)的概念,选项(

)是错误的。

A ghost回答属于同步回答B 地(表)面和地(表)物(体)反射均可以产生ghost回答 C ghost回答与直射回答在方位上应不同

D ghost 反射回答比在同样距离的直射回答信号强度弱(注意:条件是同一应答机) 9

4、幻觉回答(phantom)之一是由于(

)形成的

A交织回答B同步窜扰(garble)C反射ghost的回答D异步干扰 9

5、两个回答相距23.2微秒,则(

)。

A两个目标处于交织状态B两个目标处于窜扰(garble)状态 C可能存在虚幻假目标(phantom)D上述三种无一可能

96、判决phantom假回答的方法是依照phantom假回答的框架脉冲基本由信息脉冲组成的,因此(A大多数组成框架脉冲的两个回答的信息脉冲的单脉冲信息不同

B大多数组成框架脉冲的两个回答的信息脉冲至少有一个存在RSLS标记 C大多数组成框架脉冲的两个回答的信息脉冲“和”信号幅度不同 D大多数组成框架脉冲的两个回答的信息脉冲“和”信号相位不同 9

7、关于二次雷达异步干扰(FRUIT),下列说法正确的是(

)。 A一二次雷达工作不同步会产生异步干扰

B机载应答机同时对两个雷达站应答可能产生异步干扰

C某询问机在威力范围内接收到其它询问机询问引起的回答信号可能产生异步干扰 D机载应答机与二次雷达询问机工作不同步产生异步干扰 9

8、减少异步干扰(fruit)的有效方法是(

A降低询问率B使用RSLS技术C使用ISLS技术D其他三项均可

) 9

9、下述选项(

)不是减少异步干扰的有效方法

A使用单脉冲技术可以减少询问率B使用S模式的点名询问方法

C合理规划管制范围不盲目增大询问距离D雷达站的多重覆盖确保覆盖航迹连续 100、二次雷达显示器有时出现绕环现象,他是由(

) A应答机响应询问机的旁瓣询问引起的.B应答机响应询问机的地面反射询问引起的 C地面反射导致的天线波束开裂引起的.10

1、如果询问机采用双发射机,即P2发射机和P1-P3发射机,下述(

)会产生类似旁瓣询问引起的回答(“绕环效应”)

A P2发射机功率增加B P2发射机功率减少 C P1-P3发射机功率减少D其他选项皆不对 10

2、下面哪种情况可能造成绕环现象 (

) A询问波束旁瓣穿透控制波束B异步干扰C群捕获D同步干扰 10

3、关于二次环绕的产生原因,说法正确的是(

) A由于二次雷达发射功率太小引起B由于询问波速旁瓣穿透控制波束引起 C由于P2的发射功率减少引起D其他选项皆不正确

10

4、关于"二次环绕”(SECOND-TIME-AROUND)现象,正确的是(

) A"二次环绕”(SECOND-TIME-AROUND)现象是在PPI显示器的近距离出现断续的绕环现象,影响方位分辨率,难以判断真正目标的位置

B"二次环绕”现象是回答超过脉冲重复周期的目标在第二个周期近距离显示,可以正确给出目标的方位.C使用ISLS技术可以克服"二次环绕“现象 D使用RSLS技术可以克服"二次环绕“现象 10

5、在二次雷达中消除二次环绕的方法(

A询问周期交错B询问模式交错C询问周期交替D询问模式交替 10

6、(

)技术的缺陷是群捕获效应严重。 A询问模式交替BISLSCRSLSDSTC 10

7、通常应答机在识别出正确的ISLS信号,在P2脉冲后休止(

),拒绝应答,造成群捕获效应 。 A 35us B 60us C 135us D 90us 10

8、为解决群捕获的问题,一般是(

)的办法。

A仅使用ISLS B仅在反射方向上使用IISLS C不使用ISLS D不使用IISLS 10

9、关于单脉冲信息(偏离瞄准轴信息)处理,选项(

)是错误的。

A单脉冲信息(偏离瞄准轴信息)处理分为两类即幅度处理和相位处理B相位处理又称半角处理

C相位处理是用和与差信号之间夹角判决偏离瞄准轴角度D相位处理是用等效辐射单元接收信号的相位差

110、幅度和差比较式单脉冲天线可以等效两个辐射单元,两个辐射单元的特征是(

) A方向图一致,远场相互交迭B方向图一致,远场相互重迭 C方向图不一致,远场相互交迭D方向图不一致,远场相互重迭 1

11、由单脉冲技术解决测角的要素是(

)。

A天线瞄准轴的指向,偏离瞄准轴信息和符号信息(偏离瞄准轴方向) B天线瞄准轴的指向和偏离瞄准轴信息 C天线瞄准轴的指向和偏离瞄准轴方向 D偏离瞄准轴信息和符号信息

1

12、二次雷达采用单脉冲体制的作用是:

A提高探测距离B提高测角精度C提高测距精度D提高发射功率

1

13、单脉冲技术与传统的

一、二次雷达系统相比,以下属于单脉冲优点的是:(

) A对偶然的冲击模式显现很低的灵敏度B减少了异步干扰

C可以消除两架飞机处于同步干扰的情况下,目标难以区分的现象,而且可以减少在多接收目标的情况下的同步干扰。D其他选项皆是

7 1

14、非单脉冲体制的SSR方位误差(精度)较大的原因(

) A由于天线是线阵,不是面阵(LVA)垂直方向图太宽引起的

B由于天线是线阵,不是面阵(LVA)水平方向图3dB波束宽度太宽引起的 C由于滑窗检测技术引起的D波束开裂引起的 1

15、和,差信号在幅度上的特征是(

A输入信号强度随目标偏离瞄准角度而变,和信号变化小,差信号变化大。 B随输入信号强度而变,和信号变化大,差信号变化小。 C随目标偏离瞄准角度而变,和信号变化与差信号变化一样 D不能确定

1

16、对单脉冲 SSR,差信号越大,说明(

A目标偏离瞄准轴的角度越大B目标偏离瞄准轴的角度越小 C目标距雷达站的距离越近.D目标距雷达站的距离越远

1

17、单脉冲二次雷达的和、差波束幅度说法正确的是(

) A和幅度比差幅度总是大些B和幅度比差幅度总是小些 C和幅度与差幅度总是一样大,只是相位有区别。

D随目标偏离瞄准角度而变,和信号变化小,差信号变化大

1

18、在二次雷达原理中,和、差通道之间的相位应保持严格的一致性,否则将引起(

)误差。 A高度B距离C方位D速度

1

19、和,差信号在相位上的特征是(

)。

A同相的B反相的C正交的D随输入信号强度而变 120、下列说法正确的是(

A常规二次雷达是利用和、差相位进行测角的

B单脉冲二次雷达原理中,和、差信号要么同向,要么反向,即可得出符号信息正或负。 C单脉冲二次雷达和、差信号的相位直接关系到目标距离定位。

D单脉冲二次雷达原理中,和、差信号在相位上是正交的,通过判定⊿信号超前还是落后∑来得出符号信息正或负。

1

21、OBA信息是与(

)的幅度相对应的。 A ⊿/ ∑ B Ω/ ∑ C ⊿*∑ D ∑*Ω

1

22、在二次雷达中关于和、差比的作用说法正确的是(

) A通过⊿/ ∑的比值大小,可以判定目标偏离正北的角度大小 B通过⊿/ ∑的比值大小,可以判定目标偏离瞄准轴的角度大小 C通过⊿/ ∑的比值大小,可以判定目标偏离瞄准轴的左或右的方向 D通过⊿/ ∑的比值大小,可以判定目标的信号强度。

1

23、在二次雷达原理中,和、差比值大小是用来获得

)信息的。 A SIGN或 O B AB SIGN C OBA D SIGN和 OBA 1

24、目标偏离瞄准轴时,回答信号进入天线两等效辐射单元的相位差是: A回答信号进入两辐射单元的距离不同引起的波程差.B两辐射单元方向性图固有的相位差引起的C是由于后续的和差电桥处理得到的 1

25、二次雷达设备当中,SIGN信号的获得是(

)。

A判断⊿信号与∑信号的相位关系B判断Ω信号与∑信号的相位关系 C判断⊿信号与Ω信号的相位关系D由⊿信号中直接获得 1

26、二次雷达鉴相器组件输出的SIGN (符号信息)的作用是:(

) A获得目标偏离天线瞄准轴的角度信息B获得目标的距离信息

C获得目标的速度信息D获得目标偏离天线瞄准轴的左或右的方向信息 1

27、二次雷达设备当中,关于SIGN信号的说法正确的是(

) ASIGN信号与OBA信息共同决定目标的方位B SIGN信号决定目标偏离天线瞄准轴左或右的方向信息

8 CSIGN信号是由∑与Ω信号的鉴相获得D SIGN信号是常规二次雷达必不可少的一个信息 1

28、OBA信息是与(

)的幅度相对应的。 A ⊿/ ∑ B Ω/ ∑ C ⊿*∑ D ∑*Ω 1

29、选择正确答案(

) A对单脉冲 SSR在幅度处理时,其OBA信息代表了目标的方位信息. B对单脉冲 SSR在幅度处理时,其OBA信息代表了目标的距离信息.

C对单脉冲 SSR在幅度处理时,其OBA信息代表了目标偏离瞄准轴的信息. D其他选项皆不正确

130、以下正确的是(

) AOBA信息由判断⊿信号与∑信号的相位关系获得 B由判断⊿信号与Ω信号的幅度关系获得

C飞机距离也影响OBA信息,因为距离的远近不同,信号强度也不同,导致和差信号大小不同 D其他选项皆不正确

1

31、如果两目标差信号的幅度差较小,可能存在用归一化差信号很难分解同步窜扰的情况,这种情况出现在(

A两目标在同样方位上的同步窜扰B两目标在不同方位上的同步窜扰 C两目标距雷达站较近时的同步窜扰D两目标在距雷达站较远时同步窜扰

1

32、分解同步窜扰也可以用和信号的幅度差别判定重叠部分信息脉冲的归属,它适用于(

)。 A整个距离覆盖范围B作用距离较远的范围 C作用距离较近的范围D作用距离中等的范围

1

33、单脉冲 SSR能够区分出窜扰(Garble)回答是因为(

) A两回答被窜扰,必然两目标的距离有先后,只要距离有差别,回答信号的强度就不同.可以用幅度差别区分窜扰

B两回答被窜扰,只要波束中两目标的方位有差别,可以在波束边沿区分窜扰.

C两回答被窜扰,只要波束中两目标的方位有差别,它们的OBA信息就不同,可用OBA信息区分窜扰. 1

34、滑窗检测(或小滑窗检测)技术中所使用的脉冲(

).A是回答码的每一个脉冲B是一次询问中天线波束中所有目标的回答脉冲.C是同一距离上目标在波束中几个询问周期的成功的回答.D是同—距离上目标在天线的几个不同转动周期的成功回答.1

35、二次雷达的滑窗检测技术是为了(

) A将回答的脉冲串组合成一个回答.B将波束中的每个回答组成一个目标报告 C将波束中的每个回答组成一个本地航迹报告.D区分模式A和模式C的回答

1

36、利用滑窗检测技术的SSR系统,其脉冲重复频率比利用单脉冲技术的SSR系统一般要( )。 A高B低C时高时低,即要采用周期交错手段

1

37、滑窗检测可以滤除异步干扰,但是判决目标(

)的误差较大。 A方位B距离C高度D其它选项皆是 1

38、下列说法正确的是(

)。

A滑窗检测可以滤除异步干扰, 但是判决目标方位的误差较大 B滑窗检测可以滤除同步干扰, 且判决目标方位的误差较小 C滑窗检测可以消除反射影响D其他选项皆正确 1

39、下列说法正确的是(

)。

A单脉冲测角比滑窗测角技术精度高B滑窗测角技术比单脉冲测角技术精度高

C单脉冲测角比滑窗测角技术精度一样,只是方式不一样D其他选项都不对,没有可比性 140、以下不属于询问机的是()。

A发射机B接收机C显示终端D录取器

1

41、在询问机中,用于产生询问模式的编码脉冲的器件是(

)。

9 A发射机B模式产生器C调制器D录取器 1

42、以下不属于接收机的器件是(

)。 A环流器B预选滤波器C混频器D中放

1

43、根据产生射频功率的方法不同,常把雷达发射机分为单级振荡式发射机和( )两大类 A固态发射机B主振多级放大式发射机C真空管发射机

1

44、在(

)发射机中,功率振荡器产生一个受到调制的高功率的射频信号并直接送到天线上。 A单级振荡式B主振多级放大式C固态D真空管

1

45、在(

)发射机中,主控振荡器产生一个功率相当低的射频信号,在加到天线前还先将其放大到适当的功率电平。

A单级振荡式B主振多级放大式C固态D真空管

1

46、对于二次雷达,在三脉冲询问体制模式,询问脉冲为(

): A P1-P2-P3 B P1-P3 C P1-P2 1

47、二次雷达天线有两个波束分别称为询问波束和控制波束,它们分别发射(

) A Pl-P2和P3脉冲B P2和 P1-P3脉冲C P1-P3和P2脉冲 1

48、P2脉冲称为(

) A (模式)询问脉冲 B控制脉冲(或旁瓣抑制脉冲) C框架脉冲

1

49、在(

)二次雷达系统,必须使用微波转换开关来分离询问波束和控制波束。 A单发射机B双发射机C三发射机 150、微波转换开关的作用是(

)。

A分离收/发信号B分离和波束和控制波束C调制询问脉冲D放大射频信号 1

51、转换开关的作用是(

)。

A使P1-P3进入和波束天线,P2进入差波束天线 B使p1-p3进入差波束天线,P2进入控制波束天线 C使P1-P3进入和波束天线,P2进入控制波束天线 1

52、雷达原理中,( )是指脉冲期间射频振荡的平均功率。 A平均功率B无功功率C有功功率D峰值功率 1

53、脉冲式发射机的平均功率是指(

)。 A发射机耗电功率B射频正弦震荡的最大瞬时功率

C脉冲重复周期内输出功率的平均值D射频震荡期间的平均功率

1

54、在二次雷达系统,平常所说的2KW发射机,是指发射机的(

)达到2KW。 A峰值功率B平均功率C有用功率D无用功率 1

55、二次雷达询问率的降低.此时占空比(

) A不变.因为占空比是雷达的固有的指标B降低.有利于发射机的热恢复 C增加.不利于发射机的热恢复D其他选项皆不正确 1

56、二次雷达的占空比是指(

)。

A脉冲宽度和脉冲重复周期之比B平均功率于峰值功率之比 C脉冲重复周期内总的脉冲持续时间与脉冲重复周期之比 D脉冲重复周期与脉冲重复周期内总的脉冲持续时间之比 1

57、衡量发射机技术指标的一个重要参数是(

) A占空比B灵敏度C信噪比D动态范围

1

58、设某一发信机标称的射频中心频率为f0,最大偏差值为Δf,则频率稳定度为(

) A f0/(f0+Δf) BΔf/(f0+Δf) C Δf/ f0 1

59、频率稳定度一般都采用科学计数法来表示,该数值越高,表明频率稳定度(

)。 A越高B越低

160、A/C模式SSR发射机的频率稳定度为(

)MHz。 A 0.01 B 0.1 C 1 D 3

10 16

1、单脉冲接收机要求必须具有(

)接收通道。 A和与差B和与控制C差与控制D和、差与控制 16

2、S接收机和W接收机分别是从(

) A询问波束和控制波束引入的信号B和波束和差波束引入的信号C控制波束和询问波束引入的信号 16

3、以下组件不属于接收机的是(

)。

A预选滤波器B混频器C模式产生器D中频放大器 16

4、在空管单脉冲二次雷达中,STC的作用是:

A去GarbleB减小多路径效应的影响C去FruitD提高接收机接收灵敏度 16

5、单脉冲接收机有的也有自动增益控制电路,它是用于( )。

A扩大接收机的动态范围B防止信号限幅失真C实现对数放大的特性D均衡和与差两通道的增益 16

6、灵敏度时间控制STC的含义是(

)。

A指雷达接收机的灵敏度由发射完脉冲起,随时间的增加,灵敏度增加 B指雷达接收机的灵敏度由发射完脉冲起,随时间的增加,灵敏度降低 C指随雷达工作时间增加,由于器件老化,应适当对灵敏度进行调整 D指在雷达覆盖区域的某些方位的接收灵敏度应进行调整 16

7、关于切线灵敏度的概念,错误的是:(

A不能用切线灵敏度来表示接收机灵敏度B是接收机检测微弱信号的一种度量标准 C为噪声上升到所观察的噪声电平本身高度时的信号功率

D是接收机输出端无信号时的噪声顶部和有信号时叠加在信号的噪声底部处于同一电平时的信号功率 16

8、接收信号强度常用dBm表示.当信号强度为-60 dBm(

) A表示1瓦信号衰减10^6倍B表示1毫瓦信号衰减10^6倍C表示1毫瓦信号衰减10^3倍 16

9、ICAO建议单脉冲SSR接收机的灵敏度使用(

) A噪声系数表示的B最小可检测信号表示的C切线灵敏度表示的 170、SSR接收机扩大动态范围的方法是(

A自动增益控制和对数中放B灵敏度时间控制和对数中放 C自动增益控制和灵敏度时间控制D对数中放和瞬时增益控制 17

1、关于接收机动态范围,以下错误的说法是:(

A最小可检测功率与接收机开始出现过载时的输入功率之比,叫做动态范围 B动态范围表示接收机能够正常工作所容许的输入信号强度变化的范围 C为了保证对强弱信号均能正常接收,要求动态范围大

D为了提高接收机的动态范围,一般多采用对数放大器和各种增益控制电路等措施 17

2、以下不属于增大接收机动态范围的方法的是:(

)。

A采用对数放大器B采用做工良好的器件C采用各种增益控制电路 17

3、二次雷达的中频值为(

) A 1030MHz B 1090MHz C 60MHz 17

4、二次雷达接收机工作频率是(

)。 A 1030MHz B 1090MHz C 60MHz 17

5、从原理上讲,二次雷达的60M中频是在( )产生的。 A低噪声放大器B预选滤波器C中频放大器D混频器 17

6、二次雷达接收机属于(

)雷达接收机。

A超外差式B超再生式C晶体视放式D调谐高频式 17

7、以下不属于超外差雷达接收机的主要优点的是:(

) A灵敏度高B选择性好C结构简单D稳定性好

17

8、以下不属于超外差式雷达接收机的主要组成部分是:(

A高频部分B信号处理部分C中频放大器D包络检波器和视频放大器 17

9、关于单脉冲接收机的相位检波器,选项( )是正确的。

11 A检测和、差接收机输出信号0度到180度的相位差 B检测和、差接收机输出信号-90度到+90度的相位差 C检测和、差接收机输出信号-90度或+90度的相位差 D检测和、差接收机输出信号0度或180度的相位差 180、单脉冲二次雷达的SIGN的信号由( )输出。 A和接收机B差接收机C控制接收D鉴相器组件

18

1、二次雷达单脉冲接收机的相位检波器是对( )进行相位检波。 A和、控制接收机的输出B和、差、控制接收机的输出 C控制、差接收机的输出D和、差接收机的输出

18

2、对数放大器在二次雷达系统中是用来(

)接收信号的放大器。 A放大B减弱C压缩D提高

18

3、二次雷达使用对数放大器的目的是(

) A提高射频的动态范围B提高中频的动态范围C提高视频的动态范围D其他三项都不对 18

4、在幅度处理的单脉冲技术里(Alenia的SIR-M),采用对数接收机的目的除了扩大动态范围外,还(

)。 A防止大信号的幅度失真B便于对信号进行归一化的运算的电路实现.C有利于实现灵敏度时间控制(STC).18

5、应答机在收到P3脉冲后转发回答的延迟时间是(

) A 2.5微秒B 3.5微秒 C 4.5微秒D 5.5微秒

18

6、在应答机天线接收端口,应答机接收到的询问脉冲P1P3信号强度比P2脉冲高3dB,则(

)。 A应答机不应产生应答B应答机必须产生应答

C应答机可以产生应答,也可以不产生应答D取决于应答机天线增益 18

7、应答机必须应答的条件是P1和P2幅度相差大于(

) A 3Db B 6dB C9dB D 12dB 18

8、SSR天线水平波束的宽度为2.45度,当目标离雷达站近时,波束中的目标将(

)回答次数。 A保持2.45度时的B难以确定C大于2.45度时的D小于2.45度时的 18

9、一个天线的水平波束的3dB波束宽度是2.4度,10dB波束宽度是4度.如果RPM为15转/分.PRF为450Hz,最大作用距离是200海里.当目标距雷达站为50海里时,询问机可以收到多少个回答(

) A 5个回答B 6个回答C多于20个回答

190、一次扫描中,应答机的有效应答次数,与(

)无关。

A询问的脉冲重复频率B应答机应答率设置C应答机的抑制时间D询问机的功率 19

1、关于雷达天线,正确的是(

) A航管二次监视雷达天线的带宽最低应在1030MHz和1090MHz的点频上满足询问和回答信号的频谱要求。

B天线系统的性能与天线的电气尺寸,即几何尺寸和工作波长无关。

C常规航管二次雷达天线只有和通道与控制通道,且只有和通道用于发射。 D天线的性能主要取决于发射机功率的大小

19

2、单脉冲SSR天线采用LVA,它的水平方向性图主要由(

) A水平方向各辐射柱的辐射功率决定的B垂直方向各辐射柱的各偶极子辐射功率决定的 C水平/垂直所有的辐射单元辐射功率决定的

19

3、单脉冲 SSR采用大垂直孔径天线(LVA)的作用是

A可以提高天线的增益B垂直方向性图在低高度角有较快的下切率,减少垂直波束的开裂 C为了提高雷达的作用距离D可以提高雷达的精度 19

4、二次雷达天线采用合成孔径技术是为了(

),使其值比辐射波束宽度所能达到的方位分辨率要高得多。

A改善雷达的方位分辨率B改善雷达的距离分辨率C提高测量精度D提高探测能力 19

5、合成孔径技术是(

12 A把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径 B把尺寸较大的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较小的等效天线孔径 C把尺寸较小的真实天线孔径合成一较大的真实天线孔径 D把尺寸较大的真实天线孔径合成一较小的真实天线孔径 19

6、合成孔径技术有效解决了(

A高距离分辨率需求与天线尺寸限制的矛盾B高方位分辨率需求与天线尺寸限制的矛盾 C远的雷达作用距离与发射功率限制的矛盾D高测距精度要求与脉冲宽度限制的矛盾 19

7、选择正确答案(

) A单脉冲 SSR有S通道, D通道及 W通道,所以有3个旋转关节

B单脉冲SSR的S通道, D通道都属于询问波束, W通道属于控制波束, 所以有2个旋转关节 C单脉冲 SSR以波束划分通道,所以是两个通道,3个旋转关节 19

8、旋转关节损耗的典型数据是(

) A 100dB B 50dB C 40dB D 0.4dB 19

9、天线马达的启动、停止和状态是由(

)控制的。 A录取器B接收机C天线驱动组件D雷达头处理器

200、二次雷达天线设计中,控制波束在瞄准轴中心存在一个较深的凹陷,是为了( ) A防止询问波速与控制波束的相互干扰B防止差波束与控制波束的相互干扰 C实现询问的旁瓣抑制功能D防止出现主瓣询问丢失回答的现象 20

1、二次雷达天线存在两个波束,控制波束要求主要应当(

)。

A在询问波束主瓣内有较深的零值深度B覆盖询问波束主瓣以外的旁瓣和尾瓣 C和询问波束主瓣匹配D有较好的垂直覆盖 20

2、选择正确答案(

) A对于单脉冲SSR,在空间的辐射场只有和波束(S),及控制(W) B对于单脉冲SSR,在空间的辐射场有和波束(S),差波束(D) 及控制(W) C对于单脉冲SSR,在空间的辐射场只有和波束(S)及差波束(D) D其他选项皆不对

20

3、单脉冲SSR为了形成所要求的方向性图,指出下述说法哪一个是正确的(

)。 A水平方向各辐射柱的辐射功率不同,但是相位相同.形成水平方向性图 B垂直方向各辐射柱的辐射功率不同,但是相位相同.形成垂直方向性图 C垂直方向各辐射柱的辐射功率相同,但是相位不同.形成垂直方向性图 20

4、选择正确回答(

) A一般而言,天线的水平方向的辐射单元越多,水平方向图越窄 B一般而言,天线的水平方向的辐射单元越多,垂直方向图越窄 C一般而言,天线的水平方向的辐射单元越多,水平方向图越宽

20

5、在询问所需的角度内,控制波束的增益应低于询问波束(

)dB。 A 7 B 8 C 9 D 10 20

6、SSR天线垂直方向性图的作用是(

A不同高度层的垂直覆盖B测量目标的方位C测量目标的角度D测量目标的距离 20

7、SSR天线的垂直方向性图的下切率要求的目的是(

A天线波束的能量集中B提高方位分辨力C较好的垂直覆盖D减少地面反射的影响 20

8、关于二次雷达天线,选择( )为正确答案。

A垂直波束的增益决定了雷达的垂直覆盖范围B目标相对雷达的高度角越小表明目标飞行的高度越低 C SSR存在顶空盲区,顶空盲区大小是由垂直方向性图高度角的增益决定的 D抬高天线仰角可以减少朝地面辐射功率强度是改善垂直波瓣开裂的有效方法

20

9、二次雷达天线的工作波束宽度是指实际可以接收到应答机应答的波束宽度,下面哪种说法是正确的: A工作波束宽度一般大于天线3dB波束宽度。B工作波束宽度一般小于天线3dB波束宽度。

13 C工作波束的宽度随目标距离二次雷达天线的距离而不同。 D工作波束的宽度等同与二次雷达天线3dB波束宽度

210、当目标距离雷达站近时,实际使用的波束宽度将( )宽度。 A保持标称值时的B小于标称值时的C大于标称值时的D难以确定其 220、航管二次雷达天线的询问波速宽度一般为(

) A2²~2.5²B10²~12²C20²~25²D30²~35² 2

21、框架脉冲检测的目的是(

)。

A说明一个回答的存在B进行信息脉冲的组合C去除回答中的干扰D识别C2-SPI假框架 2

22、选择正确答案(

) A在框架检测时,除了正常的F

1、F2外,当回答存在SPI时,D4脉冲与SPI在时间间隔上正好20.3微妙,构成假框架

B只要脉冲后面20.3ms存在脉冲,该脉冲就可以认定为一个回答的框架脉冲,并作为一个基准,说明存在一个潜在的回答

C只要检测到框架脉冲,就一定存在一个回答 D其他选项皆不正确

2

23、为了避免不同的询问模式间隔的问题,应采用(

)作为测距的基准。 A P1脉冲 B P2脉冲 C P3脉冲D F1脉冲

2

24、STC的控制放到检波以后的视频部分(

) A目的和控制中频,射频电路一样可以起到扩大动态范围的作用 B可以起到扩大动态范围的作用外,还可以防止异步干扰 C不能起到扩大动态范围的作用,但可以防止异步干扰 D其他选项皆不正确

2

25、有的单脉冲SSR将STC的控制放到接收机检波之后(

).A这时STC用来控制接收机的切线灵敏度.B这时STC仍能起到扩大接收机动态范围的作用 C作为随距离而变化的门限D用于提升雷达作用距离

2

26、单脉冲SSR将STC的控制放到接收机检波之后,可以(

A防止异步干扰B去除某些反射的假目标C防止同步窜扰D防止接收机过载 2

27、和差比处理是比较()。

A和与差信号的相位B和与差信号的幅度C和与差信号的频率DP1与P2的幅度 2

28、和差比的处理是在( )完成的。

A和差电桥B和差接收机C鉴相器组件D其他选项皆不对

2

29、由于采用了对数运算,在进行和幅度与差幅度比值的运算时,只需要将和信号与反相后的差信号通过( )完成。

A加法器B乘法器C除法器D积分器

230、对于幅度处理的单脉冲SSR,和差接收机的增益应一致,当增益不一致时(

)。 A改变了和,差接收机的灵敏度B改变了测角的准确度,增加测角误差 C改变了两个接收机的对数特性D改变了角度分辨力,分辨力变坏

2

31、单脉冲信息幅度处理的和、差接收机采用同一本振的目的是(

)。 A保持相同的中频频率B保持和、差接收机增益相同

C防止和、差接收机相位信息的失真D保证STC控制的一致性 2

32、单脉冲信息的幅度处理是通过(

)分解交织回答的.A和信号回答的振幅的差别B和与差信号回答的相位差别 C交织回答到达的时间差别D差信号回答的幅度差别

2

33、幅度处理单脉冲信息是通过(

)分解交织回答的。 A和信号的回答振幅的差别B和、差信号的相位差别 C交织回答的时间差别D差信号的幅度差别

14 2

34、单脉冲技术目前可以分解(

)重重叠的交织回答。 A 2 B 3 C 4 D 6 2

35、两个回答处于交织状态,影响两个回答重叠部分信息脉冲归属的分解是(

)。 A交织回答的脉冲处于隔离状态B交织回答的脉冲处于占位状态 C交织回答的脉冲处于粘连状态D其他三个选项都是

2

36、由接收机输出的视频脉冲处理成目标报告要经过(

) A反窄处理,脉冲之间相关最后形成目标报告B先形成回答报告,再进行回答相关,最后形成目标报告 C脉冲之间相关形成的回答报告即是目标报告

2

37、单脉冲SSR目标报告的形成时间是在(

)完成的。

A一个询问周期之内B回答译码的过程之内C波束的几个询问周期D目标离开波束后的几个询问周期 2

38、判定目标存在,给出目标信息及代码信息,形成点迹。这个功能是在二次雷达的(

)中实现的。 A接收机B录取器C雷达头处理器D发射机

2

39、航迹初始化是基于两次连续扫描相关的概念,选项(

)的概念是不对的.A仅当从一个目标连续两次检测到的报告在模式A和模式C代码上匹配,且距离间隔可靠时,新的航迹生成 B新的航迹生成意味着在航迹文件中存在该目标预测航迹的数据 C新的航迹生成意味着允许存在一次点迹丢失

D新的航迹生成意味着在第二个报告和航迹平滑值在显示器应被显示 240、关于航迹初始化选项(

)确切。 A航迹初始化要经过相关程序才能完成

B连续生成一个点迹的航迹和假设航迹后允许等待一次点迹,第四次出现点迹,航迹初始化完成 C必须连续出现三个点迹,航迹初始化才能完成 D必须连续出现四个点迹,航迹初始化才能完成

2

41、在多航迹和多点迹情况下,没有被相关的点迹将(

A执行航迹初始化程序B合并点迹C删除多余的点迹D不进行任何处理 2

42、航迹跟踪是基于天线扫描到扫描之间的(

)的相关处理实现的。

A航迹和点迹之间B目标报告和点迹之间C点迹和点迹之间D现时航迹和预测航迹之间 2

43、对目标连续航迹跟踪的结果会使目的坐标位置估值准确度(

)。 A保持不变B随跟踪次数增加逐渐提高

C随跟踪次数增加逐渐变差D随跟踪次数增加逐渐趋近一个恒定值 2

44、航迹跟踪的相关窗口随正确相关次数增加而减小,是因为(

)。 A传感器(雷达)的误差在减小B跟踪算法的误差在减小

C传感器(雷达)和跟踪算法两者的误差在减少D相关的误差在减少 2

45、在单脉冲技术将脉冲串组成一个回答组的原则是(

)。

A脉冲位置和单脉冲信息相关B代码脉冲位置相关和高置信度一致性 C回答的距离相关和置信度一致性D单脉冲信息相关和回答脉冲幅度相关 2

46、脉冲检测的主要作用是(

A说明一个回答的存在B判决脉冲属性给出脉冲报告并给出脉冲定时 C检测脉冲宽度D判决脉冲属性

2

47、对脉冲流确定属于同一回答组的原则是(

A信息脉冲位置满足N³1.45微秒(N=1,2,3„„13)属于同一回答组 B信息脉冲无RSLS标记,位置满足选项A的属于同一回答组

C单脉冲信息满足给定的范围即单脉冲信息相关的脉冲属于同一回答组 D选项A和C同时满足的信息脉冲,属于同一回答组

2

48、回答之间相关,判决两个回答相关的准则是(

A脉冲位置满足N³1.45us和单脉冲信息相关B脉冲位置满足N³1.45us和代码高置信度一致 C代码高置信度一致和回答的方位与距离相关D回答的方位与距离相关和单脉冲信息相关

15 2

49、录取器回答之间相关的作用是最终形成( )。 A目标报告B回答报告C航迹报告D航迹文件 250、应答相关的处理主要通过(

)进行。 A距离B方位C编码和高度D其他选项都是 2

51、天线扫描-扫描相关,用于生成(

) A目标报告B点迹C航迹D回答报告

2

52、航迹初始化是基于( )次连续天线扫描相关的概念 A一B两C三D四

2

53、航迹跟踪是基于(

)航迹和点迹的相关处理实现的

A天线扫描到扫描之间B脉冲—脉冲相关C应答—应答相关D其他选项皆不对 2

54、航迹和点迹之间的相关是在(

)的相关窗口进行的。

A软件自动形成B点迹为中心C航迹为中心D点迹和航迹互为中心 2

55、当丢失一次点迹后,选项(

)是错误的。 A丢失一次点迹后,应预测下次航迹的位置

B下次预测的航迹是在(未与点迹相关的)当前航迹位置预测 C由于是在(未与点迹相关的)当前航迹位置预测(惯推的航迹),以航迹为中心的相关窗口不变 D连续三次无点迹,航迹文件删除

2

56、如果两个以上的点迹与唯一代码航迹在模式A一致。航迹与点迹相关原则是( ) A不可能存在,因为不符合唯一代码的规定

B可能存在,距航迹近的点迹可以在唯一代码航迹文件中相关 C可能存在,距航迹近的点迹可以放在一般航迹文件中相关

D可能存在,找出相同代码位置的折中值可以在唯一代码航迹文件中相关 2

57、二次雷达S模式是通过______的24位飞机地址来标识每一架飞机的。A全球唯一B机组自定义C地面管制分配D雷达分配

2

58、S模式二次雷达是基于对每架飞机唯一的______位飞机地址码进行选择性询问。A 24 B 16 C 8 D 4 2

59、下面关于S模式二次雷达说法正确的是______.A S模式二次雷达询问方式有两种:全呼叫询问和选择性询问 B S模式二次雷达只询问装有S模式应答机的飞机

C S模式二次雷达是对装有S模式应答机的飞机进行全呼叫询问 D S模式对所有机载应答机采取选择性的询问

260、二次雷达S模式相对于传统二次雷达增加了______功能,从而可有选择性地进行询问飞机而无需在整个波瓣内进行广播询问。

A寻址B询问C数据通信DS模式数据链

26

1、S模式二次雷达对机载应答机的要求说法正确的是:

AS模式二次雷达可对S模式机载应答机和非S模式机载应答机都能进行监视 BS模式二次雷达只能对S模式机载应答机进行监视 CS模式二次雷达只能对非S模式机载应答机进行监视 DS模式二次雷达不能对非S模式机载应答机进行监视 26

2、采用二次雷达S模式后,下面说法错误的是:

A可减少异步干扰的发生概率B S模式能解决常规二次雷达的二次环绕问题

C询问和应答的功能得到了加强,传输信息更多D S模式是完全兼容常规二次雷达系统的

26

3、S模式二次雷达为实现选择询问功能,询问时间被分为两段,分别为______和______这两种询问方式交替进行的。

A AC,RC B A , C C A , AC D AC,C 26

4、S模式在A/C/S全呼(modeA/C/S –only-all-call)周期内询问飞机以识别它们,同时获取S模式应

16 答机的______ .A地址码B识别码C高度码

II编码(Interrogator Identifier Code)

26

5、S模式在选呼(RC)周期内,下面说法正确的是:

A在选呼周期内,雷达对所有装有S模式应答机的飞机进行询问 B在选呼周期内,雷达将执行选择地址码的询问,并等待相应的应答 C雷达在整个扫描周期内都对某一指定的飞机进行选呼

D在选呼周期内,雷达对所有装有二次应答机的飞机进行询问,并等待相应应答

26

6、S模式应答机在S模式询问的全呼(modeA/C/S –only-all-call)周期内,下面说法正确的是: A都应答B都不应答C在选呼状态下的飞机将不应答全呼(modeA/C/S –only-all-call)询问 D不在选呼状态下的飞机不应答全呼询问

26

7、S模式应答机对传统的二次雷达询问______ A给出含地址码的应答B根据询问模式A和C给出识别码和高度码的应答 C不作应答D按S模式应答,但不给出地址码

26

8、对于S模式应答机作出的应答,下面说法正确的是: A当全呼询问P4=0.8微秒时,S模式应答机不给出应答的响应 B当全呼询问P4=1.6微秒时,S模式应答机不给出应答的响应 C当全呼询问P4=1.6微秒时,S模式应答机应答,但不给出地址 D当全呼询问P4=0.8微秒时,S模式应答机应答 26

9、S模式询问的前导脉冲为______ A P1,P2 B P1,P5 CP2,P5 D P5,P6 270、S模式询问机在全呼(modeA/C/S –only-all-call)模式下,询问波束发出的脉冲有: A P1,P2,P3 B P1,P3,P4 C P1,P2,P3,P4 D P1,P2, P4 27

1、S模式询问中,P6脉冲为______脉冲。A数据BISLSC前导D时基

27

2、S模式应答脉冲中由______和______组成。

A前导脉冲,数据块B地址码,数据块C前导脉冲,地址码D地址码 ,校验码 27

3、S模式应答前导脉冲有______个脉冲。A 2 B 3 C 4 D 5 27

4、S模式应答脉冲格式中数据块的长短是______us.A 56 或者 112 B 24或者 48 C 56或者124 D 24或者64 27

5、S模式询问数据块脉冲P6宽度为16.25us或者30.25us对应通信数据链______位。A 56 或者112 B 16或者32 C 32或者64 D 64或者128 27

6、S模式询问数据块的调制方式为_____.A DPSK B AM C FM D FSK 27

7、S模式应答数据块中,每位持续1us,前0.5us存在脉冲代表二进制的逻辑_______,后0.5存在脉冲代表二进制的逻辑_______。A 1,0 B 0,1 C 0,0 D 1,1 27

8、二次雷达S模式使用______位地址,建立对装备S模式飞机的选择性监视和数据链通信。A 1 B 1 2 C1 D 24 27

9、二次雷达S模式地址按下列原则指配到每架飞机,其中错误的是 A一个地址分配给一架飞机,而不管飞机上应答器的数量有多少 B由24个1组成的地址不应当分配给分机

C任何时候,一个地址不应分配给一架以上的飞机

D地址分配是随意分配的,但一个飞机对应唯一一个地址

280、对询问波束内所有S模式应答器广播一个信息,应使用S模式上行格式20或21,24个连续1的地

17 址代替飞机的______ A识别码B地址码C高度码D校验码

28

1、S模式雷达询问时,P1-P2 脉冲为模式S询问的前导脉冲(Preamble pulse)这两个脉冲是调制方式采用______。

A脉冲幅度调制B脉冲编码调制C PSK D FM 28

2、S模式雷达询问时,数据脉冲P6(数据块)宽度16.25微秒对应56位数据链,宽度30.25微秒对应112位数据链,其调制方式采用______,速率为4Mbps,每个数据片位(chip)是0.25微秒。A差动移相键控(DPSK)B脉冲编码调制C FM D AM 28

3、S模式雷达询问时,数据脉冲P6(数据块)采用DPSK调制方式,其编码规则为:当相邻片位之间相位变化180°时表示二进制的逻辑___,相邻片位之间相位无变化时表示二进制的逻辑___。A 1 0 B 0 1 C 0 0 D 1 1 28

4、S模式雷达全呼(modeA/C/S –only-all-call)询问是______交替进行的。 A A/S模式B C/S模式C A/C模式D A/C/S模式

28

5、在S模式雷达中,全呼和下列说法正确的是: A S模式雷达有两种全呼/选呼模式,其中>类型模式的询问方式是All Cal Roll Call

Roll Call交替进行

B S模式雷达有两种全呼/选呼模式,其中>类型模式的询问方式是All Call

Roll Call

All Call

Roll Call交替进行

C S模式雷达有两种全呼/选呼模式,其中类型模式的询问方式是All Call All Call

Roll Call Roll Call 交替进行

D S模式雷达有两种全呼/选呼模式,其中类型模式的询问方式是All Call Roll Call Roll Call 交替进行

28

6、S模式雷达有两种全呼/选呼模式,其中>类型模式的询问方式是All Call

Roll Call

All Call

Roll Call交替进行,每次All Call中包含的询问模式有______。 A A/S模式B C/S模式C A/S和C/S 模式D A/S或者C/S 模式 28

7、S模式雷达有两种全呼/选呼模式,当采用>类型模式即All Call

Roll Call

All Call

Roll Call交替询问时,下列关于询问重复频率的计算公式正确的是:

A IRF=1/(TAC+TRC)B IRF=1/TAC+1/TR C CIRF=2/(TAC+TRC)D IRF=1/2(TAC+TRC)

28

8、S模式雷达有两种全呼/选呼模式,当采用其中类型模式即All Call

All Call

Roll Call交替询问时,每两次全呼才与一次选呼交替进行,下列关于询问重复频率的计算公式正确的是:

A IRF=2/(TAC+TRC)B IRF=1/2TAC+1/TR C CIRF=2/(2TAC+TRC)D IRF=1/(TAC+2TRC)

28

9、S模式雷达有两种全呼/选呼模式,采用>类型模式即All Call

Roll Call

All Call

Roll Call交替询问时,如果全呼时间是2.5 ms,而选呼时间是4.16ms,下列询问重复频率正确的是: A 150HZ B 218HZ C 250HZ D 185HZ 290、S模式雷达的询问方式是______交替询问,而全呼时段中又包含了A/C/S模式的交替。 全呼和选呼

A 模式A 和选呼B 模式C和选呼C 模式S 和选呼

29

1、S模式雷达的询问方式是全呼和选呼交替询问,而全呼时段中又包含了______的交替。A模式A和模式C B模式A 和模式S C模式C和模式S D模式A、C和模式S 29

2、在S模式雷达中,A/C模式的二次雷达询问是在每次______中进行交替询问的。A仅全呼B仅选呼C全呼和选呼D全呼或选呼

29

3、s模式的应答机具有256个称为BDS的寄存器, A信息量B准确度C飞行状态D校验数据

29

4、S模式雷达增强的监视功能可应用于GICB (Ground Initiated CommB),故把其当成______。 A地空数据链B地空通信网C地空无线网D地面数据链

29

5、S模式雷达BDS信息的录取主要取决于询问机,有时只为了一个简单的询问周期,有时为了更为深

18 入的应用,如航迹初始,次序检测等,(称为常规增强监视),甚至有时用户可根据需要通过单一询问增加额外信息的录取(称为______增强监视)。 A直接B间接C附加D系统

29

6、通常,雷达间都有一些重叠覆盖区,在这种情况下,S模式的雷达可在这些重叠区域通过相关监视网络实行目标

A定位B相关C锁定D保护

29

7、二次雷达s模式相关监视网络的优点是各雷达可通过相关监视网络交换

),从而实现选呼模式下的飞机直接捕获,并消除航迹丢失的可能。 A航迹信息B点迹信息C高度信息D地址信息

29

8、二次雷达s模式

网络可使用中心处理法(例如,先定立一中心控制者,由其负责全部的相关处理)或使用分布处理法(各询问机可自我处理以达到一致)来实现目标相关。 A相关监视B局域C本地D控制 29

9、S模式二次雷达可通过其旋转天线实现数据链的功能,第一级别是在一台询问机与一台应答机间的通信,它能提供兼容数据链路层的服务,另还可提供三项额外的服务,下列不是额外的服务的选项是

。 A上传广播服务B下传广播服务 C GICB服务D劫机报告服务 300、二次雷达S模式的数据链功能中,使询问机对所有波瓣内的飞机发送84BIT长信息的服务是

。 A上传广播服务B下传广播服务C GICB服务D上传数据服务

30

1、二次雷达S模式的数据链功能中,使飞机对范围内的所有雷达发送56BIT长信息的服务是

。 A上传广播服务B下传广播服务C GICB服务D下传信息服务

判断题

1、飞机可以接收航管雷达的射频信号来确定自己的方位。

2、二次雷达最初是在空战中为了提高雷达的测角精度而发展的敌我识别系统。

3、二次雷达是由点迹录取器通过斜距和仰角的计算来获取目标的高度信息。

4、二次雷达通过A/C模式交替询问,可以获得任意的飞行信息。

5、二次雷达的测高精度远高于一次雷达的测高精度。

6、二次雷达系统是由询问机和应答机组成,它具备一定的通信功能

7、在二次雷达中,雷达发射信号或应答信号都是双程传输。

8、平面上每一点都有唯一的一个极坐标。

9、如果询问机灵敏度为-86dBm,在50海里接收的应答机回答信号强度为-76dBm,估计这个应答机回答距离大于200海里。

二次雷达与一次雷达测距的物理基础是一样的:电磁波在自由空间以光速直线传播。

10、二次雷达原理中,目标的方位获得是根据雷达发射询问信号时的方位确定的。

11、等信号法的缺点之一是等信号轴方向不是方向图的最大值方向, 故在发射功率相同的条件下, 作用距离比最大信号法小些。

12、询问周期是指询问频率的倒数,询问频率是指每秒发射脉冲的个数。

13、模式C的询问目的是请求飞机回答海拔高度的回答码。

14、回答码除F1和F2外应有12个脉冲位。

15、如果识别码的数据脉冲为A1,C2,A2,A4,B1,B2,,B4它的编码为7720。

16、响应模式C询问的回答是高度码,回答高度时D1脉冲位置恒为逻辑1,11个脉冲有2048种编码方式。

17、特殊位置识别脉冲只能由飞行员人工选择发射。当需要时,该脉冲只能在A/C模式应答中发射。

18、应答机发射应急码应有时间限制一般为20秒。

19、航管二次雷达一般采用3/A和C模式交替询问,是为了既能获得飞机的识别码又能获得高度信息。20、在二次雷达中采用询问周期交错是为了同时获得高度及飞机识别码信息

21、利用滑窗检测技术的SSR系统,其脉冲重复频率比利用单脉冲技术的SSR系统一般要高。

22、在有控制波束的天线系统,正常时在询问波束旁瓣方向的空间信号P1-P2脉冲的幅度关系应是P1大

19 于P2。

23、采用RSLS技术能够防止异步干扰信号进入接收机。

采用单脉冲技术的二次雷达,天线的指向角是由OBA表给出的。

24、在二次雷达中,雷达的距离分辨力是指雷达分辨同方向两个相邻目标的能力。

25、测距精度是指雷达测量目标回波距离时所产生的误差。

26、差波束的零值深度越深单脉冲雷达的角分辨力越好。

27、单脉冲二次雷达天线波束形变可能影响方位精度。

28、同步窜扰(GARBLE)是指二次监视雷达收到其他二次监视雷达询问应答所引起的干扰。

29、如果存在反射引起的回答(Ghost),标牌相同,方位相同,直射回答和反射回答相距24.8us.这种反射是反射询问形成的。

30、幻觉回答(phantom) 不是由于异步干扰形成的。

31、空间的询问信号越多,异步干扰的可能性越大,减少二次雷达询问机的询问率可以减少潜在的异步干扰源。

32、二次雷达显示器有时出现绕环现象,是由地面反射导致的天线波束开裂引起的.。

33、二次雷达询问机的某次询问引起远距离飞机的回答,在下次询问周期内收到,这就是“二次环绕”现象。

34、在多个地面站的情况下,由于大量的目标处于二次雷达询问波束的旁瓣周围。当地面站主瓣询问时,旁瓣附近目标的应答机受询问的旁瓣抑制的作用被抑制一段时间。这种现象在二次雷达常称为群捕获现象。

35、单脉冲测角技术引入了差通道,通过比较和差信号的幅度,从而判断目标 偏离波束中心(boresight)的程度。

36、SSR采用单脉冲技术,其优点之一是 可以减小询问率从而提高了作用距离

37、单脉冲信息的幅度处理是依赖归一化差信号判决偏离瞄准轴角度大小。

38、在二次雷达原理中,和、差通道之间的相位应保持严格的一致性,否则将引起方位误差。

39、在二次雷达中测角应用中,通过⊿/ ∑的比值大小,可以判定目标偏离瞄准轴的角度大小和左右方向。 40、和差电桥是脉冲雷达的重要部件,从单脉冲原理可知,和差电桥完成对天馈系统送来的信号进行和、差处理,产生相互正交的和、差矢量。

41、SIGN信息用来确定飞机目标在天线瞄准轴的左边,还是右边。

42、单脉冲二次雷达是根据OBA信息确定目标方位的。

43、常规雷达解决不了同步串扰问题。

44、滑窗检测要求较多的脉冲去判决目标的存在,使用的脉冲越多目标的方位误差越小。

45、滑窗检测可以滤除异步干扰,但是判决目标距离的误差较大。

46、为满足发射功率的要求,二次雷达发射机一般采用速调管作为功放器件。

47、单级振荡式发射机与主振多级放大式发射机相比最大的优点是简单、经济、轻便。

48、询问机采用双发射机,即P2发射机和P1-P3发射机,P1-P3发射机功率减少不会影响ISLS功能。

49、微波转换开关是使微波信号在两个或多个信号传输系统转换的一种装置。50、发射机的峰值功率越高,说明其平均功率也越高。

51、询问重复频率越低,占空比越高。

52、频率稳定度一般都采用科学计数法来表示,该数值越高,表明频率稳定度越高。

53、接收机Ω通道主要用于旁瓣抑制。

54、灵敏度时间控制按每倍时程6DB变化。

55、切线灵敏度是用来衡量二次雷达接收机性能的一个重要技术指标。

56、动态范围是指接收机不过载时输入信号允许的最小变化范围。

57、二次雷达的60M中频是由接收到的1030M信号和1090M的本振信号通过混频产生的。

58、某一超外差接收机,接收射频为1500M,本振为1450M,则其中频为50M。

59、二次雷达单脉冲接收机使用相位检波器是为了得到多普勒频移。

20 60、采用连续检波式的对数中放(一般Ω接收机采用)其输出具有对数特性的是视频。 6

1、飞机上装载的二次雷达应答器可同时应答多套二次雷达设备的询问。

62、根据国际民航组织的建议,机载应答机的应答率一般设为1200次/秒。当出现过荷询问过效应时,应答机自动降低灵敏度。

63、极化表示空间电磁场的运动的轨迹。二次雷达天线的极化方式为水平极化。 6

4、合成孔径天线技术常用于机载二次雷达应答机天线。

65、天线驱动组件不仅为天线驱动马达提供启动和停止信号,而且对天线及大盘的状态进行实时的监控。6

6、对于单脉冲SSR,差波束(D)是不辐射功率的,是在和差电桥的差支路等效形成的。

67、从二次雷达天线的水平辐射波瓣图来看,在天线主方向上,控制波瓣(Ω)的增益应大于和通道(Σ)的增益。

68、抬高天线仰角是改善垂直波瓣开裂的有效方法。

69、如果某雷达的天线水平波束宽度太宽,则它的测方位精度就越高。

70、点迹录取器的作用是将接收机输出的原始视频经过加工处理变成用于航迹跟踪的目标报告。

71、应答信号中,框架脉冲由F1, F2组成,表示最基本的代码,每次回答都应出现,以表示一个回答的存在。

72、STC控制信号的重复频率应和询问的重复频率相同。

73、单脉冲雷达通过和差比处理,得到SIGN信息,用来确定飞机目标在天线瞄准轴的左边,还是右边。7

4、单脉冲信息的幅度处理是提取和、差信号之间的振幅差。

75、交织应答是指应答脉冲组相互重叠,且脉冲位置相互占用的应答。7

6、录取器的作用是将点迹变换成航迹。

77、目标报告的模式A或模式C回答少于2个,该目标报告不能做航迹初始化。7

8、航迹跟踪是基于目标在天线驻留期间完成的。

79、将数字化的脉冲(脉冲报告)流组合成一个回答报告是回答相关主要作用。80、将目标在驻留波束期间的几个回答组成一个目标的报告是回答相关的作用。 8

1、两次连续扫描相关的目标报告生成新的航迹,在显示器不做显示。8

2、当相关窗口有点迹无航迹时应执行航迹终止程序。8

3、S模式二次雷达是通过全球唯一的24位飞机地址来标识每一架飞机,同时可有选择性地进行询问以寻址每架装有S模式应答机的飞机而无需在整个波瓣内进行广播询问。8

4、S模式二次雷达完全兼容常规二次雷达系统。

85、S模式二次雷达是在飞机计划飞入的方向才发送选择地址码的询问。8

6、S模式应答机在任何询问方式下,都能给出含有飞机离散地址的应答。8

7、S模式二次雷达询问脉冲P1-P2-P5-P6中,P2为IsLs脉冲。8

8、S模式应答脉冲格式中由前导脉冲和数据块组成。

89、S模式中,数据块中包含格式描述符字段(UF/DF)和地址奇偶校验字段(AP),其余为专用目的字段。90、S模式24位奇偶校验码用于模式S询问和回答出现错误时的保护,它是信息位经过编码产生24位奇偶校验序列和24位地址码重复占位得到。

91、S模式雷达询问时,P1-P2 脉冲为模式S询问的前导脉冲(Preamble pulse)这两个脉冲是调制方式采用脉冲幅度调制。

92、S模式雷达有两种全呼/选呼模式,其中>类型模式的询问方式是All Call

Roll Call

All Call

Roll Call交替进行,每次ALL CALL 周期中,必须包含A/C/S模式询问。

93、S模式雷达有两种全呼/选呼模式,当采用其中类型模式即All Call

All Call

Roll Call交替询问时,每两次全呼才与一次选呼交替进行,它的询问重复频率的计算公式是 IRF=2/(2TAC+TRC) 9

4、在S模式雷达中,A/C模式的二次雷达询问是在每次全呼中进行交替询问的。

95、S模式应答机具有256个称作BDS的寄存器,询问机对此随时可读这些寄存器存有飞机的各项信息:飞行速度,朝向,天气信息,识别码及ACAS信息等,这主要是为了增加常规目标报告的信息量。

96、二次雷达s模式中,若存在各雷达都使用了同一II编码(地面各雷达存在重叠覆盖区并具有同一II

21 编码称作“CLUSTER--组”),各雷达可通过相关监视网络交换航迹信息从而实现选呼模式下的飞机直接捕获,并消除航迹丢失的可能。

97、二次雷达S模式的数据链功能中,其中GICB服务是指它使一台询问机录取一项BDS信息。

22

第12篇:雷达原理

无源相控阵雷达介绍

普通雷达的波束扫描是靠雷达天线的转动而实现的,又称为机械扫描雷达。而相控阵雷达是用电的方式控制雷达波束的指向变化进行扫描的,这种方式被称为电扫描。相控阵雷达虽然不能像其他雷达那样依靠旋转天线来使雷达波束转动,但它自有自己的“绝招”,那就是使用“移相器”来实现雷达波束转动。相控阵雷达天线是由大量的辐射器(小天线)组成的阵列(正方形、三角形等),辐射器少则几百,多则数千,甚至上万,每个辐射器的后面都接有一个可控移相器,每个移相器都由电子计算机控制。当相控阵雷达搜索远距离目标时,虽然看不到天线转动,但上万个辐射器通过电子计算机控制集中向一个方向发射、偏转,即使是上万千米外的洲际导弹和几万千米远的卫星,也逃不过它的“眼睛”。如果是对付较近的目标,这些辐射器又可以分工负责,产生多个波束,有的搜索、有的跟踪、有的引导。正是由于这种雷达摒弃了一般雷达天线的工作原理,人们给它起了个与众不同的名字———相控阵雷达,表示“相位可以控制的天线阵”的含义。

相控阵雷达又分为有源(主动)和无源(被动)两类。其实,有源和无源相控阵雷达的天线阵相同,二者的主要区别在于发射/接收元素的多少。无源相控阵雷达仅有一个中央发射机和一个接收机,发射机产生的高频能量经计算机自动分配给天线阵的各个辐射器,目标反射信号经接收机统一放大(这一点与普通雷达区别不大)。有源相控阵雷达的每个辐射器都配装有一个发射/接收组件,每一个组件都能自己产生、接收电磁波,因此在频宽、信号处理和冗度设计上都比无源相控阵雷达具有较大的优势。正因为如此,也使得有源相控阵雷达的造价昂贵,工程化难度加大。但有源相控阵雷达在功能上有独特优点,大有取代无源相控阵雷达的趋势。

有源相控阵雷达最大的难点在于发射/接收组件的制造上,相对来说,无源相控阵雷达的技术难度要小得多。无源相控阵雷达在功率、效率、波束控制及可靠性等方面不如有源相控阵雷达,但是在功能上却明显优于普通机械扫描雷达,不失为一种较好的折中方案。因此在研制出实用的有源相控阵雷达之前,完全可以采用无源相控阵雷达作为过渡产品。而且,即使有源相控阵雷达研制成功以后,无源相控阵雷达作为相控阵雷达家族的一种低端产品,仍具有很大的实用价值。 无源雷达的特性及沿革

无源雷达本身并不发射能量,而是被动地接收目标反射的非协同式辐射源的电磁信号,对目标进行跟踪和定位。所谓非协同式外部辐射源,是指辐射源和雷达“不搭界”,没有直接的协同作战关系。这样就使得探测设备和反辐射导弹不能利用电磁信号对无源雷达进行捕捉、跟踪和攻击。

无源雷达系统简单,尺寸小,可以安装在机动平台上、易于部署,订购与维护成本低。无源雷达不发射照射目标的信号,因此不易被对方感知,一般不存在被干扰的问题。它可以昼夜、全天候工作:可连续检测目标,一般为每秒一次,信号源是40—400兆赫的低频电磁波,有利于探测隐身目标和低空目标:不需频率分配,因此可部署在不能部署常规雷达的地区。

无源雷达自身不发射信号,既带来优点也带来缺点。由于依赖于第三方发射机,操作员对照射器无法主动控制,在被探测目标保持无线电静默、照射器又不工作的情况下,无源雷达就成了无源之水,不能发挥作用。此外,一些发射机的有效辐射功率较低,易受干扰和空射诱饵的影响而且要求发射机与目标、目标与接收机以及接收机与发射机之间信号不受阻挡,限制了无源雷达的使用。

其实无源雷达并不是新概念,它的历史几乎与雷达技术本身一样悠久。1935年,罗伯特•沃森•瓦特曾在单基地无源系统中利用英国广播公司发射的短波射频,照射10千米以外的“海福特”轰炸机。在第二次世界大战中也试验过预警无源雷达,如德国的“克莱思•海德堡”(Kleine Heidelberg)系统。但当时的系统缺乏足够的处理能力,不能计算出目标的精确坐标。

当前,有很多国家热衷于无源技术的应用研究。美国洛克希德•马丁公司是最先涉足该领域的公司之一,据称依靠电视和无线发射机,其无源系统的探测距离达到220千米以上。美国国防部国防高级研究计划局以及华盛顿大学、乔治亚技术大学等高校和雷声等公司,都开展了这一领域的研究。在欧洲,法国也进行了相应的技术研究工作、意大利演示了样机系统、英国正在研究无源相干雷达和“蜂窝’雷达(Celldar),俄罗斯和捷克也在进行类似研究。 无源雷达的分类

无源雷达系统可以依据探测对象或配置方式来分类。依据配置方式,无源雷达分为固定式(地基)和机动式(安装在潜艇、舰船、飞机、地面车辆等平台上)两大类。无源雷达的探测对象可以是雷达、通信电台或其他无线辐射源,也可以是仅仅反射无线电信号的目标。无源雷达可以依据探测对象的不同,分为利用被探测目标的自身辐射进行探测和跟踪,以及利用外照射源发射的电磁波进行探测和跟踪两大类。利用被探测目标的自身辐射,在被探测目标本身就是辐射源或携带了辐射源的情况下,无源雷达利用探测目标自身辐射的电磁波进行探测和跟踪。可能的辐射源包括雷达、通信电台、应答机、有源干扰机、导航仪等电子设备。捷克研制的“维拉”系列无源雷达就属于这类无源雷达。 几款典型的无源雷达

美国的“沉默哨兵”霄达

美国洛克希德•马丁公司从1983年开始研究非协同式双基地无源雷达,于1998年研制出新型的“沉默哨兵”被动探测系统。这种无源雷达利用商业调频无线电台和电视台发射的50~80兆赫连续波信号,检测、跟踪、监视区内的运动目标。该系统由大动态范围数字接收机、相控阵接收天线、每秒千兆次浮点运算的高性能并行处理器及其软件组成。试验证明,它对雷达反射面积10米2目标的跟踪距离可达180千米,改进后可达220千米,能同时跟踪200个以上目标,分辨间隔为15米。

英国的“蜂窝”霄达

英国的“蜂窝”雷达系统可探测、跟踪和识别陆上、海上和空中的移动目标,包括在树丛中运动的车辆,它理论上能够探测野外环境中10~15千米的地面目标和100千米的大型飞机。当目标进入探测区域后,引起蜂窝电话辐射波的反射,这些反射被一部或多部蜂窝电话雷达探测到。检测数据通过通信网络实时传送到中央控制系统,数据在这里进行处理,从而确定目标的位置和速度。该雷达系统除了反射蜂窝电话基站的辐射信号外,还可利用声传感器探测到目标辐射出的噪声,有助于确定目标位置。

“维拉-E”雷达

“维拉”系列无源雷达由捷克研制。“维拉-E”是该系列的最新型号,可探测定位、识别和跟踪空中、地面和海上目标,对空探测的最大距离为450千米,并可识别目标、生成空中目标图像。

“维拉-E”系统由4部分组成:分析处理中心居中,3个信号接收站呈圆弧线状分布在周围,站与站之间距离在50千米以上。分析处理中心部署在方舱车内,有完整的计算机系统以及通信、指挥和控制系统。信号接收站用重型汽车运载,可灵活部署。接收天线支架竖起时高17米,占地面积9×12米,3个人在1小时内即可竖起天线、进入监视状态。天线外形为圆柱体结构,功耗低、可靠性极高,平均无故障间隔时间达2000小时,可抵御30米/秒的大风。 无源雷达的未来发展

无源雷达系统(尤其是利用外部非协同辐射源的无源雷达),可能是今后10~20年的一个重要的发展方向。随着几大国际通信卫星计划的实施,未来将有1000多颗通信卫星在轨。其中将有许多能发射出足够高的射频能量,地面上大多数地点均会同时受到几个星载辐射源的照射,无源雷达系统可充分利用这些照射源进行目标探测和跟踪。总的来看,无源雷达将会在以下几个方面得到发展:

(1)扩展可用外辐射源的种类。外部的非协同辐射源从最早的电视信号、调频信号,到现在的移动通信信号、全球定位系统卫星信号,以及将来多种卫星信号和其他各种可能的辐射源,可供选择利用的外辐射源种类将日渐增多。

(2)雷达目标的傅立叶成像。伊利诺斯州大学的研究人员已证实,可用无源多基地雷达产生飞机目标的合成孔径图像。利用不同频率和不同位置的多部发射机,就可为某个目标建立一个傅立叶域的稠密数据集合,通过逆傅立叶变换就可以重构该目标的图像。

(3)不同平台无源雷达的组网。由于可供使用的外辐射源信号种类繁多,不同的辐射源信号占据了不同的频段,同一目标在不同频段会有不同的雷达特性。因此,为尽可能地提高对目标的探测能力,可以将不同平台的无源雷达进行组网。

(4)无源雷达与有源雷达相结合。当外界电磁辐射设备关机或无法利用时,无源雷达就无法对目标进行探测定位。因此,可考虑将无源雷达与有源雷达结合使用。如以双/多基地方式合理布设无源和有源雷达,当外界电磁辐射不存在或无法利用时,利用无源雷达接收己方有源雷达的直射信号与目标的反射信号,对目标进行探测。这样既提高了无源雷达的利用率,又增强了有源雷达的隐蔽性和生存能力。

第13篇:雷达基础知识

雷达工作时发射无线电波,依靠接收器接收物体反射回波来判断其距离,速度和移动路线 雷达技术定义:

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雷达技术就是利用电磁波对目标进行测向和定位。它发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,经过处理来获取目标的距离、方位和高度等信息。雷达一词是英文Radar的音译,它是Radio Detection and Ranging几个英文单词词头的缩写,意为\"无线电检测和测距\"。雷达技术涉及到天线、接收、发射、控制、显示、数据处理、收发开关、调制器、定时器及微电子等技术领域。雷达技术作为一种技术探测手段,具有白天黑夜均能检测到远距离的较小目标,不为云、雾和两所阻挡,具有探测距离远,测量目标参数速度快等特点,因此,它不仅用于军事目的,还广泛地应用到民用事业和各项科学研究中,如交通管制、气象预报、资源探测、航天、电离层结构和天体研究等等。雷达可以按照不同的方法进行分类:按雷达波段可分为米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达、毫米波雷达及其他波段雷达等;按雷达发射信号形式或信息加工方式可分为脉冲雷达、连续波雷达、脉冲压缩雷达、动目标显示雷达、脉冲多卜勒雷达等;按雷达架设地点不同可分为地面雷达、航空器载(机载)雷达、船舶载雷达、航天器载雷达等;按雷达完成的战术任务不同可分为:远程和超远程警戒雷达、指挥引导雷达、炮瞄雷达、跟踪测量雷达、导弹制导雷达、航空管制雷达和气象雷达等;按天线特点可分为相控阵雷达,合成孔径雷达和共形天线雷达等等。不论怎么分类,雷达基本上划分为连续波和脉冲雷达两大类。各类雷达的研究、发展和设置由雷达所承担的任务来决定。 国外概况:

雷达技术的基本概念形成于20世纪初。20年代的研究证明了雷达技术可发现船只,并用于测量电离层的高度。30年代初开始研制探测飞机的脉冲雷达技术。从30年代中开始,军事部门利用雷达技术来测定远距离或看不见的目标的方向、距离和大小之后,雷达技术得到了迅速发展。特别是在第二次世界大战初期,英国利用新出现的雷达设备在邻近德国的本土海岸线上(英伦海峡沿岸)布设了一道观测敌方飞机的早期报警雷达链,使伦敦城及其周围的机场不致遭到德国法西斯入侵飞机的突袭,对保卫英国本土起了决定性的作用,从此,雷达技术引起世界各国的关注。在第二次世界大战期间,由于作战的需要,雷达技术发展极为迅速,新的雷达器件不断现出,雷达使用频率不断扩展,作战使用效率不断提高。在战前的雷达器件和技术只能达到几十兆赫。大战初期,德国首先研制成大功率

三、四极电子管后,雷达工作频率可达500兆赫以上,这不仅提高了雷达探索和引导飞机的精度,而且也提高了高炮控制雷达的性能,使高炮命中率更高,1939年,英国发明工作频率为3000兆赫的功率磁控管以后,雷达技术开始向空中发展,地面与空中雷达投入使用,使盟军在空战和海-空作战方面取得了优势。大战后期,美国进一步把雷达技术使用的磁控管的工作频率提高到10吉赫,实现了机载雷达小型化并提高了测量精度。在高炮火控方面,精密自动跟踪雷达技术使高炮命中率从战争初期的数千发炮弹击落一架飞机,提高到数十发击中一架飞机,命中率提高了二个数量级。随着电子技术和武器装备的发展,雷达技术不断向前推进,新的雷达体制不断涌现,并相继建立了许多防空预警雷达系统(网)。就雷达技术和体制而言,40年代后期出现了动目标显示技术,诞生了动目标显示雷达,这有利于从地杂波和云雨等杂波背景中发现目标。50年代,雷达技术已经较广泛地采用了动目标显示、单脉冲测角和跟踪以及脉冲压缩技术,并研制出高分辨力的合成孔径雷达技术。60年代出现了相控阵雷达、超视距雷达和三坐标雷达,并将合成孔径雷达推广到民用。70年代固态相控阵雷达和脉冲多普勒雷达问世。从雷达技术的应用而言,随着50年代高速喷气式飞机的出现,60年代低空突防飞机、部分轨道轰炸武器和中、远程弹道导弹以及军用卫星的出现,人们研制了低空警戒雷达、超远程警戒和跟踪测量雷达,并建立了专门用于对付这些目标的雷达预警系统,如50年代美国为对付前苏联远程轰炸机的威胁,相继建立了\"松树预警线\"、\"远程预警线\"和\"中加拿大预警线\";60年代为对付弹道导弹威胁建立了\"北方弹道导弹预警系统\";60年代至70年代初建立了\"潜射弹道导弹预警系统\";到70年代和80年代又决定用更先进的雷达(包括固态大型相控阵雷达)对上述系统进行改进,以使这些防空预警系统现代化,并使其中的一些大型系统具备一机多能(情报搜集、预警、跟踪、对空间目标的编目监视以及攻击制定)和对付多目标的能力。目前,美国和前苏联的雷达(现在主要由俄罗斯接管)无论从雷达体制的多样性、雷达技术水平的先进性、雷达预警系统的完整性以及大型雷达的数量等方面看,它们均处于世界前列,各种体制的雷达,它们都拥有,有的只有它们建成了,如大型后向散射超视距雷达,美国从80年代初到90年代初建造了两部。前苏联从80年代初开始至苏联解体时为止,共建造了四部。探测距离与跟踪距离达数千公里的大型雷达及雷达网,国外只有它们两家拥有。如陆(海)基先进的大型相控阵雷达系统,前苏联最多,达20多部,美国也有9部。这些大型雷达系统一部的建造费用少则几千万美元,多则达数亿美元,如美国的后向散射超视距雷达(原计划用25亿美元建四部)。陆基大型相控阵雷达尽管技术上已经成熟和完善,但是,冷战结束后,其发展暂处于稳定状态,近几年,美国和俄罗斯很少新建这类雷达,相反,俄罗斯由于经济方面的原因,其大型相控阵雷达的数量还在减少,如1998年8月已关闭了位于拉脱维亚的雷达站。另一方面,由于相控阵雷达具有一机多能、波束易控以及对付多目标等优点,它在机载和舰船载应用方面仍是雷达技术发展的方向,国外仍在大力发展中,如美国、英国、法国等均在为先进战斗机及联合攻击战斗机研制固态相控阵雷达,以提高战斗机的多目标、多功能及远程攻击能力;美国和以色列等国家还在研制新的装载相控阵雷达的预警飞机。

雷达技术从军方开始利用它来测定远距离或看不见的目标的方向、距离、大小等为起点,其发展已经历了六十多年,时至今日,仍方兴未艾,蓬勃发展。雷达体制从开始时单一的脉冲制,发展成为今天拥有动目标显示、合成孔径、相控阵、超视距以及脉冲多普勒等多种体制。雷达功能不断扩展,当初主要是观察空中飞机,现在观测目标已拓宽到从地下到空间的多类目标,如地下工事、地下指挥所、地面和海面慢速移动目标、低空和超低空飞行目标、空中的有人驾驶和无人驾驶飞行器、固定机翼和旋转机翼飞行器、空间航天飞行器、运载火箭以及弹道导弹等等;当初主要是主动、快速获取目标信息的手段,除此之外,它现在还是各类先进作战平台实现精确打击的必备设备,是发展先进武器系统测试评估的手段。雷达功能的拓展要求雷达技术的发展必须满足这些要求,这就促使雷达技术向多功能(搜索、检测和跟踪);多模工作方式;地面和海上雷达相互融汇;天线系统采用电扫阵列、合成孔径、工作频段宽、辐射能力强、重量轻和噪声低的器件;机动性强、可移动或易移动;采用双/多基地雷达和逆合成孔径雷达,以进一步提高抗干扰、抗摧毁和对付隐身目标的能力;采用相控阵技术发展三坐标低空补盲雷达;雷达系统信号处理的数字化和智能化等方向发展。 影响:

雷达技术对国防科技和武器装备发展的影响主要体现在下列三方面:1.是军事上实时、主动、全天候获取各类目标信息不可缺少的技术探测手段,是收集各种军事情报的传感器技术之一,是\"千里眼\"。在当今高技术条件下,对一个战区乃至全球多方面的情报收集、处理、分发是指挥员做出正确决策和快速响应必不可少的前提,在防空及各军兵种与各个级别上的战略、战术指挥控制与通信(C3I)系统中,雷达技术是主动获取信息的重要手段,是其它探测手段不能替代的。2.雷达是先进作战平台的组成部分,其作用是人们研制各类武器系统最为关心的。例如,先进的机载脉冲多普勒火控雷达是战斗机火控系统的关键设备,西方主要国家早已将其装备部队,它们还在为更先进的战斗机研制固态相控阵雷达,以提高战斗机的多目标、多功能及远程攻击能力;机载轰炸雷达是轰炸机提高轰炸成功率的重要保证,使轰炸可以不受气象条件和白天黑夜的限制,并可与激光瞄准设备相配合,实现精确打击的目的;地形跟踪和地形回避雷达可使轰炸机、战斗机和巡航导弹实现低空、超低空安全隐蔽接近作战地域和要攻击的目标。3.雷达技术是发展先进武器系统测试评估的技术手段。例如各种精密打击武器,在其研制过程及最终性能评估中,必须要有精密测量雷达对其飞行轨迹、落点精度等进行测量与鉴定;在导弹和卫星的研制和发展中,雷达是弹道参数测量、真假目标识别、突防能力检验、卫星安全控制及轨道测量等必不可少的手段。由此可见,雷达技术是一个国家国防和武器装备现代化以及国防科技发展必不可少的技术。?? [ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ [技术难点] 雷达技术经历了六十多年的发展之后,目前最关键的是如何与数字计算机相结合,使之成为一个完整的统一体,以实现从原始的回波信号中实时提取大量有用信息,并以简便、直观方式显示给操作人员,送达到与其相配合的武器系统,使雷达系统能执行更多的任务,能自适应环境而工作。由于雷达技术与现代武器系统密不可分,它所要探测的目标种类越来越多,这就要求雷达需要解决的技术难题也很多。1.要解决多目标识别(尤以非合作目标的识别)问题;2.要解决对低空、超低空目标的探测以及对低空和地面移动目标的探测问题;3.要解决对付隐身目标、寻的导弹、反辐射导弹的攻击;4.要解决一机多能及抗电子干扰问题;5.要解决轻重量、以满足平台升高、机载和星载应用要求;6.要研制不同波段的合成孔径雷达等。 机载雷达的发展概况

六十年来,国外机载雷达已发展成九大类,数百个型号。其中,军用机载雷达占大多数。现在,军用机载达不但已经成为各种军用飞机必不可少的重要电子装备,而且其性能优劣已成为军用飞机性能的重要标志 。

1、六十年的发展历程

军用机载雷达是30 年代诞生的。当时机载雷达使用的是笨重的米波振子阵列天线,而且被安装在飞机机头和机翼的外侧。二战期间,尽管磁控管在雷达中广泛使用后出现了多种型号的10 厘米和3 厘米波段的军用机载雷达,有了空对地( 搜索 )轰炸、空对空( 截击 )火控、敌我识别、无线电高度(计)、护尾告警等类型,但它们的技术水平却很低。它们所采用的信号不过是脉冲调制和调频连续波两种;发射管不过是多极真空管和磁控管;天线不过是振子和抛物反射面;显示器全都采用阴极射线管;自动角度跟踪和距离跟踪系统多数用机电式,技术上还不够完善。当时较新的技术只有机械式电扫描天线,动目标显示和传送雷达信号到地面观测站的中继线路这三项。

二战以后,机载雷达发展了单脉冲角度跟踪、脉冲多普勒信号处理、合成孔径和脉冲压缩的高分辨率、结合敌我识别的组合系统、结合计算机的自动截击火控系统、地形回避和地形跟随、无源或有源的相控阵,频率捷变、多目标探测与跟踪等新的雷达系统。分系统所采用的新技术有高效矩阵平板线、全固态相控阵的收发单元功能模块、低噪声射频接收场效应放大器、高频率稳定频率综合器、数字式信号处理与数据处理、可编程的功率控制和数字处理、彩色电视光栅扫描变换显示、大功率的液压或力矩马达的天线驱动、控制指令和信息传输的数字总线、计算机控制的机内自检系统等。所采用的新器件有栅控功率行波管、砷化镓射频器件、高速大规模集成电路等。目前装备各国的军用飞机的雷达已有所需的各种类型、各种性能;覆盖从分米波到光波的宽广频域;不同复杂程度雷达的可*性达到100~1000小时MTBF。

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2、90年代的机载雷达

90年代在各国军用飞机上装备的产品都具有很高的技术水平。雷达波段通常为X与Ku波段;预警雷达使用更长波段;直升机雷达使用毫米波段。雷达的波形通常为具有高、中、低脉冲重复频率的全波形脉冲多普勒全相参系统。发射机通常使用功率行波管。天线一般使用平板缝阵天线,并向无源相控阵以至有源相控阵过渡。信号处理已基本实现数字化;数据处理也已实现数字计算机化;由于微处理机的快速发展而使信号处理与数据处理合并在同一个可编程处理机中进行。机载雷达的显示信息均已变换成电视制式信号在飞机的综合显示系统中显示。雷达的可*性因大规模集成电路的使用和模块化设计而大幅度提高;雷达的维护性则由于机内自检与试验台的广泛使用而得到极大改善。雷达的体积与重量逐年降低;功耗则稳定在合理水平上。

美国隐形飞机上装备的最新一代机载雷达与过去50年装备使用的有很大差别。出于隐形的要求,必须装备低截获概率雷达。相控阵天线具有较好的隐身性能,而其技术进展已到了实用阶段,因而成为首选的系统。B-2隐身轰炸机的AN/APQ-181和F-22隐形战斗机的AN/APG-77分别采用无源和有源的二维相控阵天线。F-117A隐形攻击机为了保持其隐形特性与突出对地攻击的能力,它仅装备红外探测和制导激光炸弹的激光照射设备,没有装备主动微波雷达。正在研制的隐形直升机RAH-66则采用传播衰减较大的短毫米波段以保持其隐形特性。新一代军用机载雷达的另一特点是模块化和在航空电子系统中的集成化。无论是APG-77还是APG-181雷达,它所构成的组件大量采用其它主力飞机所装备的APG-6

8、APG-70/APG-73和APG-164等雷达的模块,它们之中有很高比例的模块通用性。由于这一代飞机已逐步采用集成航空电子系统设计,雷达在传统上作为一个完整设备的特征开始消失。在“数字航空集成系统(DAIS)”中,雷达的数据输入与输出,及其控制指令都通过数据总线(在美军用飞机中采用军用1553B数据总线)传输,雷达已没有独立的显示控制分系统。在F-22飞机的“宝石柱”模块化集成航空电子系统中,由于大量的信号处理,数据处理和显示控制功能都已由飞机的集成航空电子系统的信号处理区、任务处理区与集成显示器来完成,APG-77雷达只剩下有源单元电扫阵列(AESA)和可编程信号处理机。有源单元是用砷化镓材料制造的单片微波集成电路(MMIC)收发模块,并直接连接小型辐射器。新一代军用机载雷达在使用上的特点便于维护、使用周期长。航空电子系统的机内自检(BIT)系统能够自动检测与隔离故障。判明故障以后,更换通用性较强的模块也很方便。而有源阵列天线更具备“整机性能柔性下降”的能力,不会发生致命性突然失效,因而在很大程度上减少了外场的维护工作。

3、21世纪的机载雷达

90年代以来,国际形势趋于缓和,因而大大减少了军用飞机用雷达的需求。军用飞机未来发展方向可归纳为隐形、高机动性、多用途化以及武器制导的精确化。21世纪军用飞机的航行、探测与识别目标、隐蔽自身、精确攻击、战果确认等各个阶段都需要有更先进的雷达设备。以相控阵技术为基础的多功能机载雷达可使未来的军用飞机履行多种类型的作战任务,使之成为多用途的军用飞机。

20世纪后半叶,以数字计算和大模集成电路为基础的电子技术得到飞速发展,为军用机载雷达跨进21世纪和实现重大转折奠定了技术基础。雷达获取的信息已从最初的回波有无的检测和距离测量发展到距离、角度、速度四维参数的测量和目标频率特征的分析;从单频单极化发展到宽频多极化以获取更广泛的目标与背景信息;用逆散射特征获取目标尺寸和形状的信息。雷达的频段将向更短(毫米波、红外、激光)和更长(分米波、米波)两个方向发展,以获得更高分辨率、更高抗干扰能力、更多的目标特征或更高的穿透能力。雷达射频能量的产生、辐射、波束控制和接收将由传统的发射机、天线、接收机三大部件转变为数以百、千计的相位控制阵列的收发组件。这种无需转动天线、可用计算机控制天线波束以及“柔性性能下降”特性,更适应多功能机载场合的需要。随着工艺和技术水平的进一步提高,相控阵列还会向飞机机体的仿形阵和敏感蒙皮的方向发展,那将是机载雷达由目前的立体结构向面状分布的根本变化。雷达的信号、数据等信息的处理将实现数字化和综合化。不但雷达内部各种处理系统可以通过编程完成各项处理功能,而且航空电子系统可以把包括雷达在内的各电子设备的信息处理综合在一起,由统一的处理机来处理。这就是美国目前已经推行的“宝石柱”和即将推行的“宝石台”航空电子集成化计划的要点。雷达的控制和显示,目前已通过数据总线并入航空电子集成系统之中。数据总线将逐步改用光纤传送;控制将尽量由计算机按程序来完成;必需由人员亲自干预的控制将用语音来完成,以减少手控动作和控制装置;雷达显示将在集成彩色平板显示屏上出现。

21世纪,雷达的可*性和可维修性将有根本的改进。虽然雷达的功能和性能都已不断发展与提高,但经过长期对可*性改进、雷达测试设备和机内自检系统的研究,目前已使平均无故障工作时间达到200小时以上,外场平均修复时间降到20分钟。相控阵雷达所具有的柔性性能下降特性还有可能使机载雷达逐步做到使用期内免修。雷达的设计和研制方法已经发生很大的变化。计算机在设计、制造、测试过程中取代了大量的人力。雷达的标准化、系列化和组合(模块)化改变了传统的设计方法。它将使机载雷达的设计量减少、研制周期缩短;零部件的通用性提高;雷达的发展已形成系列。由于目前军用机载雷达已面临人为电子干扰、目标低空突防、遭受反辐射导弹攻击、目标隐身和高功率能束武器攻击等多种对抗环境,人们需要更多地研究与采用各种对抗措施。未来的雷达研制工作将侧重系统研究和设计,按照用户的各项要求采用成熟的雷达技术和商用元器件与模块,并用较短时间制成所需的产品。

若综合应用上述已取得或正在取得的高新技术成果,21世纪的军用机载雷达将会普遍采用脉冲多普勒系统,以具备下视能力;具有多目标探测、识别和攻击能力,以对付多个目标;同时具有地形跟随与地形回避能力,以超低空突防;具有合成孔径和逆合成孔径能力,以具备高分辨能力;采用无源或有源相控阵天线,以具备多功能、高可*性等超级能力;采用毫米波、红外与激光探测跟踪器,以适应特殊要求;具有风切变探测能力,以确保飞机着陆时的安全。21世纪的军用机载雷达还会继续探索并解决一系列新概念、新课题,以对付隐身目标、抑制干扰、识别敌我、充分利用电磁信息的能力。军用机载雷达将会发展成一个以微波雷达为主体、集多频段探测器为一体,进行多传感器数据融合的集成系统;将是一个低截获概率的、能探测隐身目标的探测系统;将具备自适应对抗各种人为电子干扰、抗击反辐射武器和高功率束射武器能力的探测系统;将具备远距离识别敌方目标、二维高分辨能力的探测系统;将是一个利用机身和机翼外表仿形安装的共形阵探测系统或敏感蒙皮系统。

战斗机雷达基本概念

首先,现在在世界上能够独立设计和制造现代战斗机雷达的能力的公司,仅有十几个而已。 美国有休斯(后来被合并到雷锡恩公司)、西屋(Westinghouse,后被合并到诺斯若普-格鲁曼)公司、埃莫森(Emerson)公司和GE(后被合并到洛克西德-马丁)公司等。从以上说明也可以看到,美国的雷达公司们一般来说开始都是综合性电子公司出身,后来则逐步被合并到航空、防务公司集团中去的。在欧洲,本来有英国的马克罗尼公司(Gec Marconi)和法国的汤普森CSF公司,后来合并为泰雷斯公司。这两者都是有名的雷达制造企业,我国在外贸产品上也采用过这些公司的产品。另外,法国的达索公司不是专门的雷达公司,但为了阵风的开发,也参与制造战斗机雷达。另外的国家,这有瑞典的萨伯(Saab)公司,和以色列的埃尔塔(Elta)公司等。 这些几乎就是西方系列的主流雷达制造公司的全部了。这也反映了要设计一个当代的优秀战斗机雷达,是一件多么困难的事情。 先说两个术语,波段(Band)和模式(Mode)。

[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ 波段:指的是雷达波长的范围,根据雷达的种类和用途,其使用的波段都不一样,像C波段,Ku波段等等,都是指这些(译者注:波段的编号有新旧两种记号方式,后续文章再进行说明)。

模式:说的就是雷达用于特种目的的使用方式,现代的雷达都是采用多种模式的雷达。简单来说,有空对空模式,空对地模式等等等,第三代战斗机的雷达一般拥有18种左右的模式,但F-18战斗机采用的AN/APG-65雷达则拥有28个模式(因为F-18应该称为F/A-18,是第三代战斗机中少数拥有常备多任务的战斗机)。 现在简单罗列一下这些模式: * AIR-TO-AIR.空对空模式

Range While Search (RWS) – 搜索及测距模式

Track While Scan (TWS) – 边扫描边追踪模式 TRACK AND SCAN(TAS)34 .....F-104 的雷达 AN/APG - 50 ......F-4 基本型的雷达 。 雷达是什么?

RADAR 是RAdio Detection And Ranging的缩略语。简单来说,雷达就是一种发射电磁能量 (electromagnetic energy),并收到从目标物体反射而来的反射波 (echo)来知道目标方位信息的一种仪器。现在随着雷达技术的发展,已经能够把握目标物体的外形特征了。 从这里可以看出,从目标物体反射的信号 (echo signal)体现则所有目标信息,重要性如同雷达工学中的生命。

从反射波可以获得很多信息。首先,与目标的距离(军用名词标识为range,与distance同义)是通过说放出的电磁波返回的时间(Round trip time)来测算的。由于电磁波的速度相当于光速,是通过常数C (约 30万 km/sec)乘与 Round trip time/2 来计算的。(往返距离应该除以2是吧?) ?}然后是目标的方向。 首先目标的坐标(coordinates)根据目标所处的空间可分为2维(2 Dimension, 2D)和3维(3 Dimension, 3D)。(做图形设计或者玩游戏的人都知道^^)海上的舰艇或者地面目标,由于不能上下移动,可看作二维物体,而飞在空中的飞机或者水下的潜艇,拥有一个高度(或者潜深)的概念,当然要适用三维坐标。

[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ 一般的航海雷达或者远程预警雷达 (Air Surveillance) 都是2D雷达。反之,战斗机雷达则都是三维雷达(没有高度信息的雷达,对蕉坊比皇敲挥玫腲^)。二位雷达一般进行360度旋转,而战斗机雷达不能监控360赌全方位,一般来说120度是期探测极限范围。 再对2D和3D进行分析:

首先要区分的概念,就是方位(Bearing)和方向 (Direction)。

“方位”是二维概念,以自身位置为中心来标识目标的相对位置。相对的,“方向”是包括了\"方位 + 高度\"的三维概念。这里面的方位和二维所说的方位是同一个东西,但一般用Azimuth来表示。一般的表现方式就是以方位角 (azimuth angle)来标识的。在雷达用名词里面,高度不是以一般名词Altitude,而是用Elevation来表示的。因为这里所说的高度并不是海拔高度,而是相对于自身的目标相对高度。因此表示起来也不会用“**米高度”而是以“高度角××”来表示的,英语就是elevation angle。 整理一下,就是: 2D = Bearing + Range (方位 + 距离) 3D = Azimuth + Elevation + Range (方位 + 高度 + 距离 = 方向 + 距离) [ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ 这样,就能确定目标的二维或三维位置信息。以飞机目标为例,就会表示为\"Azimuth angle 270度 + Elevation angle 15 度 + Range 70 km\" 这种方式。

想象一下无线广播。就像是从一个火堆散发热量,从一个大大的天线中,电波会散播到周围。这时候是不能知道接收信息的对象是哪些的。如果雷达波也是这样的话,就只会根据反射波知道周围有物体,而不能知道目标在什么地方。

那么雷达是怎么探知目标位置的呢? 雷达之所以能够认知到目标方位,是因为雷达是将电磁波作为控制得很窄的波束 (beam) 的形态来发射的。用这种控制良好的波束来“很勤劳地”反复射向想要搜索的目标区域,并用一定的顺序来扫描,所以就能够探测到目标的方位的。 举例来说,弱这个波束的宽度是90度角,那么向东西南北各发射看看,如果南方有回波,那就能知道目标在南边,就是这个原理。同样,如果将波束的宽度再次细分,调整到每1度、2度,那么就能够获得更加精确的方向。 就是这种精确探测能力的程度,被称为角解析度(Angular Resolution)。波束宽度变得越窄,角解析度救护变得越高。在雷达天线的驱动装置上面,就有Angle Tracking System,当接收到 echo的时候,就会一直不断地计算正确的角度。这个角度,就是目标的方向信息。 雷达的波束鞑子可以分为两类:一个是伞形波束(fan beam),另一个是铅笔波束(pancil beam)。伞形波束就如同以切好的西瓜片,铅笔波束这是一个如同铅笔的很细很长的圆锥形波束。形容波束的形状也是用角度 (angle)来表示的。就像“Azimuth 几度, Elevation 几度”这个样子。

第14篇:雷达行业

一、概述

我国的雷达工业是在新中国成立后根据国防建设的需要逐步形成和发展起来的新型工业,在党和国家的关怀和支持下,经过广大科技人员五十年的不懈努力,经历了从小到大,从维修、仿制到自行研制的发展历程,走出了一条“自力更生,艰苦奋斗,勇攀高峰,开拓创业”的发展道路,在全国相继建成了一百多个雷达研究机构和生产工厂,研制、生产了多种门类、几百个型号的军用和军民两用雷达,促进了我国信息产业技术的发展,生产的雷达装备了我国陆、海、空部队和国民经济部门,在抗美援朝、抗美援越、国土防空、武器配套、发展尖端武器和国民经济建设中作出了重要贡献。

解放前,旧中国电子工业十分落后,雷达工业几乎是空白。抗战胜利后,国民党政府接收了日军在二次大战期间遗留的100多部雷达(大部分已损坏),1946年在南京建立了“特种电信器材修理所”。1950年改为雷达研究所,人员只有100多人。后又改名为“第一电信技术研究所”,属军委通信部领导。通过扩充和扩建,成为我国第一支从事雷达工作的队伍。50年代国家在十余所高等院校和一批中等专业技术学校开设了雷达专业课程,这些学校成为培养雷达专业人才的摇篮。60年代,成立了国防部第十研究院,即军事无线电电子学研究院,领导雷达和有关电子技术研究,当时已有18个研究所,对雷达研制形成了从元器件到雷达整机的综合研制力量,雷达技术得到了长足发展。“文化大革命”给雷达工业带来了巨大的灾难,使雷达工业的素质和管理水平全面下降,与国际雷达先进技术的差距又拉大了。这个时期盲目地大搞三线建设,除少数工厂外,大部分未能发挥生产能力,造成了极大浪费。尽管当时工作相当困难,由于以周恩来总理为首的中央专门委员会的支持和一批骨干厂、所职工的努力,以及“*”前的科研技术储备,雷达工业仍为国防提供了一批装备,基本满足了当时国土防空的需要,并为运载火箭和人造卫星的发射及原子弹、氢弹试验提供了成套测控装备。党的十一届三中全会以来,我国雷达工业进入新的转折时期,长期以军品为主的雷达科研院所和生产企业要贯彻“军民结合,平战结合,军品优先,以民养军”的保军转民方针,走改革开放之路,深化内部改革,实施竞争激励机制,这样极大地鼓励和调动了科技人员的积极性,使我国的雷达研制水平有了更长足的发展,产品不仅满足了国内的需要,而且在出口方面也开拓了较大市场。雷达工业正积极探索新形势下发展的新路子。

二、我国雷达技术发展历程

雷达门类较多,发展历程不尽相同,起步有早有晚,仿制和自行设计互有交叉。为常规武器配套的雷达一般是仿制与自行设计并举,新体制的雷达、自动化作战指挥系统、激光红外雷达和导弹、卫星无线电测控系统等则是随着雷达技术的发展在自力更生基础上自行设计研制开发而成的。但从我国雷达技术和产品发展总体来说,大致经历了修配、仿制、自行设计和发展提高四个阶段。

①修配阶段(1949年~1953年)

这一阶段以开创基业和修配美、日旧雷达为主要标志。1949年5月,我军接管了国民党的雷达研究所,标志着我国雷达工业的发展从此揭开了序幕。

新中国成立后,盘踞在台湾和沿海岛屿上的国民党部队不断突袭大陆沿海城市,我防空部队急需雷达。不久,抗美援朝战争开始,前方十分需要各种雷达设备,国家对雷达研究所从人力、物力等方面大力支持,利用缴获的雷达器材和美、日在二次大战中留下的旧雷达进行维修和补缺配套,装备部队使用。这些修复的雷达绝大多数是警戒雷达,也有炮瞄雷达、用于高炮或探照灯引导的美国早期单目标跟踪雷达、舰艇上搜索海面活动目标雷达。后期也修理过少量苏式雷达。

②以仿制为主的发展阶段(1953年底~60年代初)

这一阶段以建立雷达生产基地和仿制苏式雷达产品为主要标志。新中国诞生后,苏联援助的100多个项目中雷达占了7项,新建了雷达、指挥仪生产厂,后又与苏联签订了有关协定,开始仿制苏式雷达产品。仿制出了警戒雷达、炮瞄雷达、舰用雷达、机载雷达、指标仪、制导雷达和末制导雷达等。

地面防空雷达的仿制和自行设计几乎是同时开始的。1954年仿制成功的中程警戒雷达是我国第一批装备部队的国产雷达,1956年设计成功我国第一部微波对海远程警戒雷达。

仿制的海用雷达有海军警戒雷达、舰艇搜索雷达、搜索攻击雷达、导弹制导雷达、鱼雷快艇攻击雷达和鱼雷潜艇攻击雷达。

1960年苏联专家全部撤退,停止援助合同,给仿制工作带来很大损失和困难。经努力,绝大多数有资料、样机或只有样机的苏式产品都仿制成功。

这一阶段仿制的雷达大多数相当于苏联50年代初、中期装备水平。仿制的成功扩展了我国装备部队雷达产品的门类系列,形成了雷达为陆、海、空部队服务的雏型,通过多部雷达的引进仿制,掌握了雷达试制生产的全过程。

③以自行设计为主的发展阶段(60年代初期~70年代中期)

这一阶段以自力更生研制雷达、新技术大量采用和科研队伍成长壮大为主要标志。

1960年苏联单方面撕毁合同,撤走全部专家,对我国雷达工业影响较大,形势迫使我国更加坚定地走自力更生这条路。1960年中央军委提出了“两弹为主,导弹第一,努力发展电子技术”的方针,为雷达工业明确了主攻方向,围绕着“两弹一星”等战略武器和为陆、海、空军常规武器装备现代化配套进行了各种雷达的研究、试制和生产。

为配合我国导弹靶场的导弹试验和卫星发射任务,开始研制导弹、卫星无线电测量控制设备。70年代以后,为配合国家向太平洋海域发射洲际导弹、潜地导弹潜艇水下发射和发射同步卫星这些任务,开展了相应雷达的研制。这期间研制成功的单脉冲精密测量雷达填补了我国中等精度外测系统的空白,首次自行研制的单脉冲精密测量雷达的测角精度达到了0.2密位,圆满完成了我国第一颗人造卫星“东方红”发射的测控任务。

在弹道导弹预警系统方面,研制成了大型超远程跟踪雷达,大型相控阵雷达和超视距试验雷达。与此同时,一批为武器配套的雷达也自行设计研制出来了,它们有机载火控雷达、导弹制导雷达、轰炸瞄准雷达、多普勒导航雷达、测距雷达、导航雷达、无线电高度表和轰炸雷达等。

除军用雷达外,还研制了军民通用的气象雷达、空中交通管制雷达等。这一阶段脱离了国外产品的图纸、工艺资料和样机,参阅国外情报资料,自力更生,自行研制开发新雷达。整机所需原材料、元器件和部件却立足于国内。定型后批量生产,装备部队使用,并开始向国外出口。

④发展提高阶段(70年代中期以后)

这一阶段以雷达新技术不断被突破,品种增多,“军民结合”和产品进入国际市场为主要标志。

1978年底,党的十一届三中全会作出了把全国工作重点转移到国民经济建设上来的战略决策。进入80年代后冷战结束,国际形势进一步趋向缓和。因此,在这种情况下雷达研究所和企业实行“军民结合,平战结合,军品优先,以民养军”和多试制、少生产的指导方针,使雷达新产品和雷达新技术取得了较大进展。在这期间我国又研制成功多种新型国土防空雷达,它们有机械扫描和相控阵体制的三座标雷达。

在机载雷达方面研制成功了具有全方位、全高度、全天候的脉冲多普勒机载火控雷达及机载多功能轰炸雷达,并开展了机载预警雷达的研制。另外,为舰船研制成功了舰载相控阵三座标雷达和舰艇综合火控雷达系统。为兵器配套研制成功了炮位侦察校射雷达等等。在其它方面还研制成功一批新型雷达,如敌我识别雷达天气雷达,近程远程交通管制雷达、着陆雷达、成像雷达等等。

这一阶段研制的雷达的共同特点是在技术上实现了高起步,雷达本身融合了单脉冲跟踪体制技术,脉冲压缩体制技术,多普勒体制技术,相控阵体制技术和成像体制技术等于一体,实现了雷达设计集成化、数字化、自动化、固态化。因此,雷达具备了作用距离远、抗干扰性能好、分辨率高、高可靠的性能。

21世纪前20年雷达技术发展趋势

这阶段的目标是赶上和缩小与世界雷达技术的差距。1991年的海湾战争既反映了雷达在情报侦察、指挥控制、作战管理效能评估等方面起到的不可替代的作用,同时也反映了雷达受到隐身技术、反辐射导弹、电子干扰、低空飞行器等方面的威胁,未来战争又将是一场多层次、全方位、大纵深、主体覆盖集陆、海、空、天、电为一体的高技术对抗,因此对雷达就提出了更新的要求。

①加速发展正在研究的雷达三超技术(超低副瓣、超宽带、超高分辨)和“四抗”技术(抗干扰、抗反雷达导弹、抗隐身、抗低空入侵),现在在研的超宽带和超低角跟踪技术已用于工程。

②雷达波段向两端扩展,即从米波延长到短波,从微米波扩展到毫米波、红外、可见光波段。

③雷达设计广泛采用计算机技术,使雷达能进行自适应处理控制,雷达内部以及与其它电子设备能进行数字数据传送。

④发展低截获概率雷达,实行分布式雷达新体制和雷达升空升天技术的研究。

三、我国雷达装备在国防现代化建设中功不可没

50年来,我国已研制、生产了几百个型号几万部各种陆、海、空军用和军民两用雷达,初步建立了国土防空雷达情报网、航天测量控制网、对海雷达情报网、防空高炮及地空导弹电子系统、雷达敌我识别系统以及气象雷达探测网等。为导弹、卫星等尖端武器和飞机、舰艇、坦克等常规武器配套研制了各种雷达。同时,军用技术转为民用为能源、交通、水利、气象、纺织、医疗等传统产业提供了大批先进的电子设备,为市场提供了大批电子产品。跟踪国外雷达先进技术的发展,突破了一个个关键技术,研制出新型雷达以满足国防和民用的需要。现还对雷达的“三超”、“四抗”技术积极开展研究,有的已取得明显成果。80年代以后,已有数十种雷达出口,显示了我国雷达技术和雷达工业已接近了世界先进行列。

国土防空雷达网基本覆盖全国中高空领空,装备了远程警戒雷达、中程警戒雷达、测高雷达、引导雷达和三座标雷达等,担负对空警戒和引导的双重任务。50年来,我雷达兵部队为保卫祖国领空,保障我军战斗部队击落击伤敌机,保障空军飞行训练及其他任务的顺利完成,立下了卓著功勋。抗美援朝中所用的雷达保证了向我军提供空情情报。在抗美援越战斗中,远程警戒雷达性能优越,及时掌握了美机情况,立下了战功。相控阵远程预警雷达,多次完成了对外空目标观察任务,1979年7月成功地预报了美国“天空实验室”的坠落时间和地点,较之实际坠落时间仅差4分钟。1983年初又预报了苏联核动力卫星残骸坠落的时间和地点。

航天无线电测控网已初具规模。我国目前已基本建成了覆盖面广,遍及全国几十个台站以及远洋测量船的庞大而复杂的测控网,参加了导弹、卫星试验和应用发射,成功地跨越了战略导弹跟踪测量、卫星返回测控、地球同步轨道卫星定点测控三个台阶,为我国国防现代化作出了重大贡献。1970年4月24日,单脉冲精密测量雷达完成了我国第一颗人造卫星“东方红”发射的测控任务,准确及时地预报了卫星入轨参数和运行轨迹。1980年5月18日,我国向太平洋预定海域成功地发射了远程试验火箭,沿航区所有地面和船载测控系统,以及装在弹上和弹头上的7种应答机、信标机和安全指令接收机,全部正常工作,激光和红外系统均获得了再入段的数据,圆满完成了任务。198

4、198

6、1988年先后成功地发射了三颗同步通信卫星,圆满地完成了对运载火箭和卫星的测控任务。我国每年都有多次卫星等的发射,都有测控系统在执行任务。

对祖国数千公里的海岸及海岛各观通站、岸炮和导弹阵地配备了各种海岸警戒雷达、岸防侦察校射雷达和岸舰导弹武器系统的地面跟踪雷达,初步建成了对海雷达网,用于搜索、跟踪空海目标,控制岸炮和导弹等武器射击。

我人民海军现已拥有各种先进的舰艇,这些舰艇上都已装备各种型号雷达设备,无论是战术功能、技术水平和使用质量,均达到了相当的水平。1988年3月14日,在南沙群岛海域保卫战中,我舰“鹰潭号”在雷达的导引下立下战功。

在我空军的歼击机、轰炸机、运输机等各种飞机上装配了与其配套的各种机载雷达,为我国国防事业和民用航空事业作出了巨大贡献。

为防空高炮和防空导弹配套的炮瞄雷达、指挥仪和地空导弹制导雷达大量装备了我军防空部队,在保卫国土安全、打击入侵敌机中屡建功绩。60年代初美制U-2高空侦察机窜犯大陆领空,被我军装备制导雷达的地空导弹部队首次击落,前后共击落了6架U-2飞机,使U-2飞机再也不敢入侵。在抗美援越战斗中,装备有炮瞄雷达和指挥仪的防空部队共击落敌机600多架。

此外,为陆军部队装备了地面战场侦察雷达、炮位侦察校射雷达、火炮指挥仪和探雷器等。其中一些产品在边境反击战中立下了战功。

四、结束语

经过五十年的艰苦奋斗,雷达行业已成为我国国防现代化建设和参与国民经济主战场的一支实力雄厚的产业大军,形成了中央与地方相结合、沿海与内地相结合、军用与民用结合、专业和门类比较齐全的工业体系。一批产品的性能指标已跨入先进行列。同时,培养和造就了一支素质高、能打硬仗的技术队伍。更可喜的是涌现了一大批年轻有为的雷达科技人员,培养和造就了一批高素质的跨世纪科技人才,从而使我国雷达工业以崭新的姿态迈入21世纪。

但我们还应清醒地看到,我国的雷达技术与装备水平距发达国家还有一定的差距,在某些领域还相当落后,落后就要挨打,这就要求我们的雷达科研人员牢记自己所肩负的神圣使命,刻苦攻关,发奋努力,研制出具有世界一流水平的雷达装备,为我国国防现代化事业作出应有的贡献。

第15篇:雷达通信

雷达通信简介

一、雷达简介

雷达这个名称是“无线电探测和测距”(Radio Detection and Ranging)英文的缩写。而雷达的出现对地(搜索)轰炸、空对空(截击)脉冲角度跟踪、脉冲多普勒信号处理、合成孔径和脉冲压缩的高分辨率、结合敌我识别的组合系统、结合计算机的自动火控系统、地形回避和地形跟随、无源或有源的相控阵、频率捷达一种探测器发展到了雷达、红外、紫外、激光以及其他光学探测手段融合协作。当代雷达的同时多功能的能力使得战场指挥员在各种不同的搜索/跟踪模式下对目标进行扫描,并对干扰误差进行自动修正,而且大多数的控制功能是在系统内部完成的。自动目标识别则可使武器系统最大限度地发挥作用。AWACS(美军空中警戒和控制系统)和JSTARS(美军联合监视与目标攻击雷达系统)这样的具有战场敌我识别能力的综合雷达系统实际上已经成为了未来战场上的信息指挥中心。

利用雷达可以探测飞机、舰艇、导弹以及其他军事目标,除了军事用途外,雷达在交通运输上可以用来为飞机、船只导航,在天文学上可以用来研究星体,在气象上可以用来探测台风,雷雨,乌云。

二、雷达的基本工作原理

雷达的基本工作原理是:雷达发射机产生足够的电磁能量,经过收发转换开关传送给天线;天线将这些电磁能量辐射至大气中,集中在某一个很窄的方向上形成波束,向前传播;电磁波遇到波束内的目标后,将沿着各个方向产生反射,其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向,被雷达天线获取;天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机,形成雷达的回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减,雷达回波信号非常微弱,几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号,经过信号处理机,可提取出包含在回波中的信息,并在显示器上表示出目标的距离、方向、速度等。

1、测量距离

为了测定目标的距离,雷达准确测量从电磁波发射时刻至接收到回波时刻的延迟时间,即电磁波从发射机到目标,再由目标返回雷达接收机的传播时间。根据电磁波的传播速度,可以确定目标的距离为:S=CT/2。

其中:S为目标距离,T为电磁波从雷达到目标的往返传播时间,C为光速。

2、确定方向

雷达测定目标的方向是利用天线的方向性来实现的。两坐标雷达只能测定目标的方位角,三坐标雷达可以测定方位角和俯仰角。

3、测定速度

测定目标的运动速度是雷达的一个重要功能,雷达测速利用了物理学中的多普勒原理。当目标和雷达之间存在着相对位置运动时,目标回波的频率就会发生改变,频率的改变量称为多普勒频移,用于确定目标的相对径向速度。通常,具有测速能力的雷达,要比一般雷达复杂得多,例如脉冲多普勒雷达。

雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备。电磁波同声波一样,遇到障碍物要发生反射,雷达就是利用电磁波的这个特性工作的。波长越短的电磁波,传播的直线性越好,反射性能越强,因此,雷达用的是微波波段的无线电波。

三、雷达技术发展简史

雷达技术首先在美国应用成功。美国在1922年利用连续波干涉雷达检测到木船,1933年6月利用连续波干涉雷达首次检测到飞机。该种雷达不能测距。1934年美国海军开始发展脉冲雷达。英国于1935年开始研究脉冲雷达,1937年4月成功验证了CH(Chain Home)雷达站,1938年大量的CH雷达站投入运行。英国于1939年发展飞机截击雷达。1940年由英国设计的10cm波长的磁控管由美国生产。磁控管的发展是实现微波雷达的最重要的贡献。1940年11月,美国开发微波雷达,在二次世界大战末期生产出了10cm的SCR-584炮瞄雷达,使高射炮命中率提高了十倍。二战中,俄、法、德、意、日等国都独立发展了雷达技术。但除美国、英国外,雷达频率都不超过600MHz。二战中,由于雷达的很大作用,产生了对雷达的电子对抗。研制了大量的对雷达的电子侦察与干扰设备,并成立了反雷达特种部队。

二战后,特别是

五、六十年代,由于航空航天技术的飞速发展,用雷达探测飞机、导弹、卫星、以及反洲际弹道导弹的需要,对雷达提出了远距离、高精度、高分辨率及多目标测量的要求,雷达进入蓬勃发展阶段,解决了一系列关键性问题:脉冲压缩技术、单脉冲雷达技术、微波高功率管、脉冲多卜勒雷达、微波接收机低噪声放大器(低噪声行波管、量子、参量、隧首二极管放大器等)、相控阵雷达。七十至九十年代,由于发展反弹道导弹、空间卫星探测与监视、军用对地侦察、民用环境和资源勘测等的需要,推动了雷达的发展。出现了合成孔径雷达(SAR),高频超视距雷达(OTHR),双/多基地雷达,超宽带(UWB)雷达,逆合成孔径雷达(ISAR),干涉仪合成孔径雷达(InSAR),综合脉冲与孔径雷达等新技术新体制。

四、雷达的应用 及其种类

(一)雷达不仅用于探测目标,并且成为武器的重要组成部分(如精确制导导弹)。雷达的军事用途简述如下:

1、搜索雷达和警戒雷达:作用距离400-600km,用于发现飞机。

2、预警雷达/超远程雷达:作用距离数千公里,用于发现战略轰炸机,洲际导弹。3、引导指挥雷达(监视雷达),用于对歼击机的引导和指挥作战,机场调度。机载预警雷达是当前一种重要雷达。

4、制导雷达:控制导弹去攻击飞机和/或导弹等目标。

5、战场监视雷达:用于发现坦克\\军用车辆\\人和其它在战场上的运动目标.

6、机载雷达:(截击、轰炸瞄准、护尾、导航雷达):现代战斗机上的雷达具有搜索、截获目标,空对空制导导弹,空对地观察地形和引导轰炸,敌我识别、地形跟随和回避等多种功能。

7、舰载雷达:搜索雷达、导航雷达、舰载多功能相控阵监视、预警雷达、侦察雷达、炮瞄雷达、导弹制导雷达等。

8、炮瞄雷达:自动控制火炮跟踪攻击目标。

9、炮兵雷达:炮兵部队使用的战场目标侦察雷达、战场炮位侦校雷达、对海侦校雷达、炮兵气象雷达、初速测量雷达、阵地标定雷达。

10、靶场测量雷达:测距、测速、精密定位、安全控制等单功能雷达。

11、雷达导引头(寻的器)/雷达引信:装在导弹/炮弹上,末段制导导弹,精确命中目标。毫米波雷达导引头已应用于导弹制导中。

虽然雷达面临隐身、电子对抗、反雷达导弹、低空/超低空的挑战,正处于重大变革时期。但雷达具有全天候,并且不依赖于威胁目标的辐射,因此雷达仍是一种重要的探测手段。现代战争中雷达具有非常重要的作用,现代国防离不开雷达技术。

五、雷达技术发展展望

现代战争是陆、海、空、天的多维战场,信息战成为一种关键的作战样式。信息能力是衡量作战能力的关键因素,信息能力是被摧毁的首要目标。雷达是一种获取信息的重要装备。它面临电子侦察、电子干扰、隐身、反辐射导弹四大威胁。所以增进强雷达抗侦察、抗干扰、抗隐身(包括抗低空突防)、搞反辐射导弹的能力,是现代战争下雷达技术发展的主要方向。雷达在现代战争下担负:目标的精确、实时、全天候侦察监视;对弹道导弹、巡航导弹等大规模破坏性武器的探测与跟踪;各种隐身目标的探测与识别;战斗杀伤效果判别和目标识别等任务。雷达还担任导弹制导和武器火控等任务。雷达为实现上述任务的关键技术是:相控阵雷达(PAR),超视距雷达(OHTR)、合成孔径雷达(SAR)和干涉仪合成孔径雷达(InSAR)、毫米波雷达(MMW),双/多基地雷达;高速、实时信号/数据处理技术;雷达组网技术等。

1 相控阵雷达发展方向是:固态有源相相控阵,灵敏、宽带有源阵列,分布式有源相控阵,有源共形阵,自适应共形阵,超高频、低旁瓣相控阵天线,多波束相控阵天线,自适应波束形成技术,自适应抗干扰技术,采用光电子技术的有源相控阵技术,数字组件相控阵技术,毫米波空间监视相控阵雷达,反隐身相控阵雷达。

2 合成孔径雷达(SAR)是战场监视系统的发展方向。重点开发的内容是:宽带、超宽带SAR,探测叶簇、地表下的隐蔽目标,各种目标分类、识别;多功能、多模式,特别是将SAR与GMTI相结合。干涉仪合成孔径雷达(InSAR)可得到数字地形高程图;生成二维舰船目标图像,可用于船只分类;重点解决INSAR的雷达回波“实时”处理问题。高分辨、多波段、多极化、多模式卫星SAR/(INSAR)图像的解译技术。

3 超视距雷达(OHTR)发展重点是利用高频无线电波的电离层反射,扩大雷达的覆盖范围,提高分辨率;超视距雷达探测隐身飞机的机理和能力;电离层引起的相位畸变修正技术;非稳定性电离层条件下,低径向速度目标检测的信号处理技术;超视距雷达的外噪声自适应抑制技术。

4 毫米波雷达(MMW),重点发展毫米波导引头,用于精确制导导弹、灵巧炸弹;毫米波高分辨率目标识别雷达;模块化、积木式毫米波战场侦察雷达;毫米波雷达与红外(光学)传感器相结合的导引头、侦察系统;空间(卫星)毫米波相控阵雷达。 5 双/多基地雷达,重点发展反隐身目标的双/多基地雷达。重点解决双/多基地雷达的配置、布站技术;双/多基地雷达的检测、数据处理技术。 ◇当代雷达的主要特点

1.8.2.

3.

4.

5.

6.雷达ECCM

7.

9.高可靠性。

第16篇:雷达[优秀]

浅谈雷达技术

摘要:雷达具有发现目标距离远,测定目标坐标速度快,能全天候使用等特点。因此在警戒、引导、武器控制、侦察、航行保障、气象观察、敌我识别等方面获得广泛应用,成为现代战争中的一种重要电子技术装备。所以,雷达性能的好坏将不可避免的影响战争的胜负。

关键词:雷达

战争

军事应用

一、雷达的概念

“雷达”原意是无线电探测和测距。利用电磁标进行照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息

二、雷达的组成与功用

各种雷达的具体用途和结构不尽相同,但基本形式是一致的,包括:发射机、发射天线、接收机、接收天线,处理部分以及显示器。还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。

雷达所起的作用和眼睛和耳朵相似,当然,它不再是大自然的杰作,同时,它的信息载体是无线电波。 事实上,不论是可见光或是无线电波,在本质上是同一种东西,都是电磁波,在真空中传播的速度都是光速C,差别在于它们各自的频率和波长不同。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向,处在此方向上的物体反射碰到的电磁波;雷达天线接收此反射波,送至接收设备进行处理,提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离,距离变化率或径向速度、方位、高度等)。

测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差,因电磁波以光速传播,据此就能换算成目标的精确距离。波探测目标的电子设备。发射电磁波对目测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。

测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同,两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时,雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。

三、雷达的军事应用

激光扫描方法不仅是军内获取三维地理信息的主要途径,而且通过该途径获取的数据成果也被广泛应用于资源勘探、城市规划、农业开发、水利工程、土地利用、环境监测、交通通讯、防震减灾及国家重点建设项目等方面,为国民经济、社会发展和科学研究提供了极为重要的原始资料,并取得了显著的经济效益,展示出良好的应用前景。低机载LIDAR地面三维数据获取方法与传统的测量方法相比,具有生产数据外业成本低及后处理成本的优点。目前,广大用户急需低成本、高密集、快速度、高精度的数字高程数据或数字表面数据,机载LIDAR技术正好满足这个需求,因而它成为各种测量应用中深受欢迎的一个高新技术。

快速获取高精度的数字高程数据或数字表面数据是机载LIDAR技术在许多领域的广泛应用的前提,因此,开展机载LIDAR数据精度的研究具有非常重要的理论价值和现实意义。在这一背景下,国内外学者对提高机载LIDAR数据精度做了大量研究。

由于飞行作业是激光雷达航测成图的第一道工序,它为后续内业数据处理提供直接起算数据。按照测量误差原理和制定“规范”的基本原则,都要求前一工序的成果所包含的误差,对后一工序的影响应为最小。因此,通过研究机载激光雷达作业流程,优化设计作业方案来提高数据质量,是非常有意义的。器上显示障碍信息。该系统已在两种直升机上进行了试验。

四、雷达的未来发展趋势

这阶段的目标是赶上和缩小与世界雷达技术的差距。1991年的海湾战争既反映了雷达在情报侦察、指挥控制、作战管理效能评估等方面起到的不可替代的作用,同时也反映了雷达受到隐身技术、反辐射导弹、电子干扰、低空飞行器等方面的威胁,未来战争又将是一场多层次、全方位、大纵深、主体覆盖集陆、海、空、天、电为一体的高技术对抗,因此对雷达就提出了更新的要求。

①加速发展正在研究的雷达三超技术(超低副瓣、超宽带、超高分辨)和“四抗”技术(抗干扰、抗反雷达导弹、抗隐身、抗低空入侵),现在在研的超宽带和超低角跟踪技术已用于工程。

②雷达波段向两端扩展,即从米波延长到短波,从微米波扩展到毫米波、红外、可见光波段。

③雷达设计广泛采用计算机技术,使雷达能进行自适应处理控制,雷达内部以及与其它电子设备能进行数字数据传送。

④发展低截获概率雷达,实行分布式雷达新体制和雷达升空升天技术的研究。

五、结束语

经过五十年的艰苦奋斗,雷达行业已成为我国国防现代化建设和参与国民经济主战场的一支实力雄厚的产业大军,形成了中央与地方相结合、沿海与内地相结合、军用与民用结合、专业和门类比较齐全的工业体系。一批产品的性能指标已跨入先进行列。同时,培养和造就了一支素质高、能打硬仗的技术队伍。更可喜的是涌现了一大批年轻有为的雷达科技人员,培养和造就了一批高素质的跨世纪科技人才,从而使我国雷达工业以崭新的姿态迈入21世纪。

但我们还应清醒地看到,我国的雷达技术与装备水平距发达国家还有一定的差距,在某些领域还相当落后,落后就要挨打,这就要求我们的雷达科研人员牢记自己所肩负的神圣使命,刻苦攻关,发奋努力,研制出具有世界一流水平的雷达装备,为我国国防现代化事业作出应有的贡献。

参考文献

【1】

《现代军事》

2000年08期 【2】陈俊亮

《雷达信号处理技术》

清华大学出版社 【3】陈志杰

《雷达系统分析与设计》

电子工业出版社 【4】熊辉丰

《激光技术》

中国宇航出版社

第17篇:雷达对抗

随着科学技术的发展,军队的电子化程度也相应迅速提高,专门用于电子对抗的飞机、舰艇、卫星,以及用来摧毁雷达等装置的反辐射导弹相继出现,使电子对抗的地位和作用大大提高,电子对抗逐渐成为一种直接用于攻防的作战手段。

从近些年的几次战争中可以看出,传统的陆、海、空战已发展形成了“多维立体战”,电子对抗(ECM—Electronic countermeasures)以 “软杀伤”为主要特点贯穿于战争的全过程。在科索沃战争中,北约在空袭中使用了各类性能先进的预警飞机和专用电子战飞机,分别对南军的预警、火控雷达和指挥控制系统实施“致盲”、“致聋”。通过软硬兼施的电子攻击,北约始终掌握着作战地区的信息主动权,使南联盟的军队处于被动挨打的境地。在阿富汗战争中,美军实现了信息系统与作战系统的高度一体化。为实现在信息获取系统和空中打击系统的信息实时传输,美军专门在沙特的苏丹王子空军基地建立了一个新型联合空战中心。联合空战中心配备了最新型的C4 I S R系统,综合分析、处理由美军各种战场侦察系统所获取的战场信息数据,并将处理过的战场信息数据实时传输到轰炸机、战斗机等各种作战平台。

此次伊拉克战争,虽然出于战术上的种种考虑,美军没有以强大的电子战拉开帷幕,但是,随着战争的逐渐展开,美军还是出动了EA-6B“徘徊者”电子战飞机等对伊拉克的防空雷达进行干扰。相信美军为保证其军事打击顺利进行,还会陆续采用更多的电子对抗措施。

为了更好地了解、认识电子战,记者采访了我国信息与电子工程专家、中国工程院院士张履谦。张履谦院士指出,电子对抗技术主要是指以专用电子设备、仪器和电子打击武器系统破坏或降低敌方电子设备的工作效能,同时保护己方电子设备效能的正常发挥。电子对抗的基本手段是电子侦察与反侦察,电子干扰与反干扰,反辐射摧毁与反摧毁。电子对抗的主要内容包括:电子侦察、电子进攻和电子防御。电子对抗的实质就是敌我双方为争夺电磁频谱的控制权(即制电磁权)所展开的斗争。制电磁权,是指在一定的时空范围内对电磁频谱的控制权。掌握了制电磁权就意味着己方能自由使用电磁频谱,不受对方的电磁威胁;同时剥夺了对方自由使用电磁频谱的权利。电子对抗的范围,在频域上包括声学对抗、射频对抗和光学对抗(光电对抗)三个领域。从空间上可分地面、海上、空中、空间和水下。就使用的装备而言,可分为无线电通信对抗、雷达对抗、光电对抗和C3I系统电子对抗等技术。

在谈到常规战争中电子战的问题时,张履谦院士说,现代战争肯定要采用电子战,因为战前要做好战争准备,了解对方军事力量的部署情况以及通讯、联络情况,必须进行侦察。同时,战争开始时,准确的干扰对方的通信联络,干扰对方的雷达。使对方的指挥、控制、通信及防空等电子系统置于瘫痪状态。在此次伊拉克战争中我们可以了解到,有时,美军来轰炸,伊拉克方面并没有响起空袭警报,那很可能是伊方在通信中遇到了电子干扰。

为了避免美国的空中和空间的光电侦查,以及干扰激光制导的炸弹,伊拉克挖了很多战壕,往战壕里倒进石油后点燃,整个城市烟雾弥漫,使美方空中和空间照相侦察看不清地面的真实情况,导致对打击效果没法评估,无法确定哪里炸到了哪里没有炸到。同时还能使激光制导误导,炸不中真正的目标。反侦察与干扰的方法、手段有很多种,但是目的是一样的,就是使对方找不到目标,真假目标难分。这次战争中,伊拉克还很可能使用了干扰GPS技术,用GPS制导,能够使轰炸准确定位在几米范围内,命中精度大大提高。应用GPS干扰机,可以使对方的定位失灵,从而达到干扰的目的。

现代战争的格局正不可否认的发生着巨大的变化,信息化战争的序曲已经奏响,但是只论信息化战争的话包含的范围实在是太广大了,如果不分开说的话根本就是无从说起的,因为信息化战争所包含的东西实在是太多了,对于科技的要求也是史无前例的,在信息化战争的序列里面,电子信息技术的应用是最为广泛的,所以我今天浅谈一下电子信息对抗对战场的影响.电子技术在战场上主要是分为电子对抗技术,电子进攻,电子侦查技术等等.他标志着军队由机械化向信息化的转型,但是军队如果实现完全信息化,仅凭现在的技术与实力是远远不够的,就算是世界上信息化最早的美国军队,也只是计划在2015年实现部队的全面信息化,回顾20世纪末期的几次著名战役,无一例外的说明了部队信息化的必要性以及紧迫性,但是这些战争无法被称为是信息化战争的,1991年的海湾战争,以及之后的波黑战争,1999年的科索沃战争,2003年的海湾战争,信息化的全面覆盖并没有达到,对于这些战争而言,他们只不过算是孕育部队机械化向信息化转型的母体而已,现在的纯信息化战争是不存在的.打从摩尔斯发明了摩尔斯码的那一天起,电子对抗的技术就被推向了军事研究的第一领域,1904年在中国土地上面进行的日俄战争,就是电子对抗技术的第一次实战运用,而到了第二次世界大战的时候,电子对抗技术的应用更是到了一个新的顶点,当然,这个时段的对抗还只是局限于对于对方电台的侦听和密码的破译,与现在的操作还是有着本质上面的区别.所以,那些只不过是电子对抗领域的历史,而我们现在的东西可就远不止这些,对于电磁波段的探测进入到了一个全新的领域,根据探查到的电磁波段可以完整的分析出对手的发出此波段的各种相应参数以及位置情况从而达到精确打击的使命.现代的科学技术有六大技术领域群,其中尤以信息领域技术群以及新材料领域技术群在军事上面应用的最为广泛,我们的教官(也就是教我们的军官老师)说,对于今后影响最大的应该是新材料的技术领域,但是不可否认的是信息领域还是目前新军事变革的主导,说到电子对抗技术里面的电子干扰应用,在实战当中是使用的最多的,现在的实战部队如果没有一支良好的信息大队作为战略保障部队那无疑就是找死,我们在军事题材的电视剧里面经常可以听到这样的台词:\"对敌方采取不间断的高频电子干扰XXX分钟!\"这个敌方一般是红方或蓝方,在演习预案里面,红方一般代表进攻方,蓝方代表防守方.至于这个XXX分钟,是由部队的需要实施的,我记得我们有一次野外拉练足足对假想敌进行了长达两天整的电子干扰,但是你别以为这两天整就是让干扰机傻傻的开机那么简单,我们坐一边该干嘛干嘛!~我们得不断的改变波段以至于不被对方所侦听到从而规避干扰,很是累人的一件事情啊,当然我知道如果到了部队上面的实战演习就更没这么轻松了,干扰源几乎是不可以稳定存在的,需要不断的进行转移,出动干扰机无疑是最实用的方法,但是如果干扰机没有条件出动的话,那就只能用装甲指挥车和上面带着破天线的干扰吉普了,那样对于电子干扰人员的体力消耗,说实话,那是相当的大啊,我有亲身体会.

这是我军的电子对抗分队在演练

对于电子干扰或者说是电子对抗的话,也不仅仅是对于对方的指挥系统进行干扰性杀伤那么简单,电子干扰只不过是电子对抗的一个简单的分支领域而以,还有不少的领域也是叫做电子对抗的,像是现代战机的自卫系统,像是金属箔条,红外干扰诱饵弹,角度欺骗器等等,这种应用还有很多,而这些东西可以人工操作,但是自动操作的可能性更大,我试过模拟飞行的系统,在被火控雷达锁定以后,敌机导弹发射警报响起的时候,红外诱饵弹和金属箔条干扰系统几乎就是同时自动开机的,因为飞行员还必须操纵战机进行规避,没有充分的时间对投放箔条弹和诱饵弹作出反应,我尝试的那套模拟系统是老毛子米格29A支点战斗机的,其实那套系统有点儿玩儿赖,我的火控雷达锁定对手的战机成功发射R-77或者R-73导弹一下就能把对手揍下来,一发就够.对手打我得两发,也不知道是米格29结实啊还是怎么的,要不然我难度系数没调也是有可能的,呵呵~但是挨上一发导弹不是没有影响的,我不怕打坏我的减速板什么的,航炮打不出来我也还不是太担心,就是怕打坏我的火控雷达,这样对手的情况我就全不知道,对于战场信息如果掌握不了那我就只有等死,就是调头就跑也是没用,对手不是傻子,现代空战视距内格斗会越来越少,所以他们肯定会在你脱离战场的时候尽可能的把你敲掉,当然这是在保全自己的情况下.从此看出,一旦我方的电子设备遭到破坏的话对我方的影响是多么的大.(有点儿跑了哈) 当然\"上有政策,下有对策\"(这话用在这儿怎么觉着这么不得劲儿呢),战机对于导弹的跟踪干扰还有一招绝的,这是我从电影上面和美国海航学的,虽然电视上面看起来很假,但是我觉得美军的飞行员甚至我军的飞行员已经完全有能力作出这种规避,我不是指单纯的普加乔夫眼镜蛇规避这么简单的东西,这招算是非主流,电视上面演的是在红外导弹跟踪的时候扔掉副油箱,用自己的航炮打爆,从而产生的巨大热量掩盖自己喷气口的红外热量进而起到影响导弹跟踪的作用,够邪乎吧.

美国C-141运输机投放红外诱饵弹

在对付电子侦察上面也并不是没有漏洞抓,这里面尤以假目标的应用为最甚,在1982年以色列袭击叙利亚的战斗为例,一天叙利亚的地空雷达侦测到以军大批的战机来袭,指挥官下令所有的萨姆导弹预备,当火控雷达锁定并发射直至击落叙利亚防空兵才大呼上当,他们没看见一个人跳伞,把揍下来的飞机拿起来看,竟然是遥控的无人机,上面加了雷达波增幅器而已才显得和真飞机一样,但是是用塑胶做的,省钱嘛,总比铁皮便宜吧.但是这个时候叙利亚部队已经输了,早等在一边的以空军E-2C鹰眼预警机恰到好处的捕获了叙利亚的雷达信号,传到了早整装待发的F-15C和F-16突击战斗机群,一夜之间叙利亚的萨姆2,萨姆3以及萨姆6共计19个地空导弹阵地全部被摧毁,第二天又来了一波进攻,在打掉最后的7个阵地以后,叙利亚人苦心经营的防空体系毁于一旦.

预警机几乎是现代电子战不可或缺的

还有一个假目标的战例出现在2003年的伊拉克战争当中,伊拉克人的角反射器的充分运用使得美军侦察卫星抓了瞎,平常看似小巧的角反射器会在卫星的侦测下显示出来一个好几十吨的东西,而且伊拉克部队把他们的角反射器排成了战斗队形,美军指挥官一看就明白了,这么大的一群东西还是战斗队形,不是坦克还能是锅炉嘛?给我炸!结果白白浪费了不少弹药,事后美军检查战果的时候比战斗报告少了400多辆坦克,前指的将军当时就火了,这帮坦克你们给我炸哪儿去了!美国国防部长拉姆斯菲尔德的下台,有一部分原因也是因为这个,所以现代战场的电子技术也并不是无懈可击.

角反射器的应用是对抗卫星侦察的一大绝招

现在的局部战争已经没有了或者很少有两军对冲打阵地战的场面了,特种兵的运用是现在战争的发阵趋势,我不说大家都知道,特种兵的全名是特种侦察兵,担负的就是战场的侦查任务以及对重要目标的突然袭击与渗透,现在关于特种兵题材的东西实在是太多了,我不多说因为比我明白的人大有人在,很多时候专业不对口的话就是我们这些穿军装的也未见得比你们军迷懂得多,这是实话,又跑了,回来继续说特战,对于特战小队而言,数字化的单兵装备必不可少,对于一个小队而言,以6人小队为例(因为6人小队几乎是最小编制了,2人狙击手小队除外),需要一名特战指挥官,一名狙击手,一名医务官,一名经过特种训练的尖兵(尽管小队人人都可以做尖兵,但是这样的经过特殊训练的人还是必要的),一名特种兵战士以及一个通讯员,这个通讯员的任务是十分繁重的,需要向前指翔实的汇报小队所侦查到的情况,通过特种兵的汇报部队才可以调动炮兵或者二炮进行精确打击.对于现在讲求信息化的战争时代,先于对手发现目标从而实施精确打击使对手丧失二次打击能力是取胜的关键.这就要求这名作为特战通讯员的士兵或军官可以做到高干扰情况下的流畅战场通信,要求是十分高的,对于电子技术的掌握也是十分的苛刻.从而看出电子技术在现代战场上面的应用是不可替代的.像是美国的游骑兵,三角洲,地狱火,海豹特种部队里面,通讯兵的能力都是十分高的,而且他们特种部队的选拔有一个好处是我们应该借鉴的,就是真正意义上的全军选拔,刷下来的并不是回到老部队或者干脆回家修理地球去,而是派遣到其他常规作战单位的侦查部队,从而发挥他们最大的效能,我们真的应该学一学这个,要不然会浪费很多人才,因为就算是从特战选训队刷下来的人,在老部队里面也应该是一等一的好! 我军实现全军的信息化从而有资本和对手打全军电子战还不现实,一味的学习西方的先进技术也是不行的,就算美国也是,美国前国防部长承认他们的信息化也是有目的性的专项攻关,而不是滥投资.我们要是滥投资的话,少有的军费也会付诸东流.但是我们不能忽略电子战对未来战争的巨大影响,我军集中优势兵力打一场轰轰烈烈的电子对抗战的实力是没有问题的,电子网络对战的时代,其实已经渐渐来临.电子对抗的范畴还有很多,诸如电子防御或者是导弹破防我就先不说了,总之,电子对抗部队在今后战场上的应用会越来越广范.谢谢大家!~

第18篇:雷达技术

浅谈雷达技术

摘要:雷达具有发现目标距离远,测定目标坐标速度快,能全天候使用等特点。因此在警戒、引导、武器控制、侦察、航行保障、气象观察、敌我识别等方面获得广泛应用,成为现代战争中的一种重要电子技术装备。所以,雷达性能的好坏将不可避免的影响战争的胜负。

关键词:雷达

战争

军事应用

一、雷达的概念

“雷达”原意是无线电探测和测距。利用电磁波探测目标的电子设备。发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。

二、雷达的组成与功用

各种雷达的具体用途和结构不尽相同,但基本形式是一致的,包括:发射机、发射天线、接收机、接收天线,处理部分以及显示器。还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。

雷达所起的作用和眼睛和耳朵相似,当然,它不再是大自然的杰作,同时,它的信息载体是无线电波。 事实上,不论是可见光或是无线电波,在本质上是同一种东西,都是电磁波,在真空中传播的速度都是光速C,差别在于它们各自的频率和波长不同。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向,处在此方向上的物体反射碰到的电磁波;雷达天线接收此反射波,送至接收设备进行处理,提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离,距离变化率或径向速度、方位、高度等)。

测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差,因电磁波以光速传播,据此就能换算成目标的精确距离。 测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。

测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同,两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时,雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。

三、雷达的军事应用

激光扫描方法不仅是军内获取三维地理信息的主要途径,而且通过该途径获取的数据成果也被广泛应用于资源勘探、城市规划、农业开发、水利工程、土地利用、环境监测、交通通讯、防震减灾及国家重点建设项目等方面,为国民经济、社会发展和科学研究提供了极为重要的原始资料,并取得了显著的经济效益,展示出良好的应用前景。低机载LIDAR地面三维数据获取方法与传统的测量方法相比,具有生产数据外业成本低及后处理成本的优点。目前,广大用户急需低成本、高密集、快速度、高精度的数字高程数据或数字表面数据,机载LIDAR技术正好满足这个需求,因而它成为各种测量应用中深受欢迎的一个高新技术。

快速获取高精度的数字高程数据或数字表面数据是机载LIDAR技术在许多领域的广泛应用的前提,因此,开展机载LIDAR数据精度的研究具有非常重要的理论价值和现实意义。在这一背景下,国内外学者对提高机载LIDAR数据精度做了大量研究。

由于飞行作业是激光雷达航测成图的第一道工序,它为后续内业数据处理提供直接起算数据。按照测量误差原理和制定“规范”的基本原则,都要求前一工序的成果所包含的误差,对后一工序的影响应为最小。因此,通过研究机载激光雷达作业流程,优化设计作业方案来提高数据质量,是非常有意义的。器上显示障碍信息。该系统已在两种直升机上进行了试验。

四、雷达的未来发展趋势 这阶段的目标是赶上和缩小与世界雷达技术的差距。1991年的海湾战争既反映了雷达在情报侦察、指挥控制、作战管理效能评估等方面起到的不可替代的作用,同时也反映了雷达受到隐身技术、反辐射导弹、电子干扰、低空飞行器等方面的威胁,未来战争又将是一场多层次、全方位、大纵深、主体覆盖集陆、海、空、天、电为一体的高技术对抗,因此对雷达就提出了更新的要求。

①加速发展正在研究的雷达三超技术(超低副瓣、超宽带、超高分辨)和“四抗”技术(抗干扰、抗反雷达导弹、抗隐身、抗低空入侵),现在在研的超宽带和超低角跟踪技术已用于工程。

②雷达波段向两端扩展,即从米波延长到短波,从微米波扩展到毫米波、红外、可见光波段。

③雷达设计广泛采用计算机技术,使雷达能进行自适应处理控制,雷达内部以及与其它电子设备能进行数字数据传送。

④发展低截获概率雷达,实行分布式雷达新体制和雷达升空升天技术的研究。

五、结束语

经过五十年的艰苦奋斗,雷达行业已成为我国国防现代化建设和参与国民经济主战场的一支实力雄厚的产业大军,形成了中央与地方相结合、沿海与内地相结合、军用与民用结合、专业和门类比较齐全的工业体系。一批产品的性能指标已跨入先进行列。同时,培养和造就了一支素质高、能打硬仗的技术队伍。更可喜的是涌现了一大批年轻有为的雷达科技人员,培养和造就了一批高素质的跨世纪科技人才,从而使我国雷达工业以崭新的姿态迈入21世纪。

但我们还应清醒地看到,我国的雷达技术与装备水平距发达国家还有一定的差距,在某些领域还相当落后,落后就要挨打,这就要求我们的雷达科研人员牢记自己所肩负的神圣使命,刻苦攻关,发奋努力,研制出具有世界一流水平的雷达装备,为我国国防现代化事业作出应有的贡献。

参考文献

【1】

《现代军事》

2000年08期 【2】陈俊亮

《雷达信号处理技术》

清华大学出版社 【3】陈志杰 【4】熊辉丰

电子工业出版社 中国宇航出版社 《雷达系统分析与设计》

《激光技术》

第19篇:量子点LED 专题报告

量子点LED专题报告

2016-11-0

3一、什么是量子点LED?

量子点LED是把有机材料或者LED芯片和高效发光无机纳米晶体结合在一起而产生的具有新型结构的量子点有机发光器件。相对于传统的有机荧光粉,量子点具有发光波长可调(可覆盖可见和近红外波段)、荧光量子效率高(可大于90%)、颗粒尺寸小、色彩饱和度高、可低价溶液加工、稳定性高等优点,尤其值得注意的是高色纯度的发光使得其色域已经可以超过HDTV标准色三角。因此基于量子点的发光二极管,有望应用于下一代平板显示和照明。

表征量子点的光电参数:

1、光致发光谱(PL谱):光致发光谱反映的是发射光波长与发光强度的关系。从PL谱上可以得到发光颜色的单色性、复合发光的机制、量子点的颗粒尺寸大小及分布均匀性、本征发射峰波长等基本光学信息。量子点光致发光谱的半高宽越窄,说明量子点的发光单色性越好,器件的缺陷和杂质复合发光越少。

2、紫外可见吸收谱:量子点的紫外可见吸收谱反映的是量子点对不同波长光的吸收程度,从谱中吸收峰的位置可计算出量子点的禁带宽度。量子点吸收谱的第一吸收峰与光致发光谱的发射峰的偏移是斯托克斯位移,斯托克斯位移越大,量子点的自吸收越弱,量子点的荧光强度越高。

3、光致发光量子产率:量子点溶液的光致发光量子产率是通过与标准荧光物质(一般用罗丹明6G)的荧光强度对比而测出。量子点高的量子产率能有效提升器件的发光效率,但纯核量子点沉积成薄膜后量子产率将比在溶液中的量子产率下降1到2个数量级。量子点也存在荧光自淬灭现象,这是由存在于不均匀尺寸分布的量子点中的激子通过福斯特能量转移到非发光点进行非辐射复合所引起。

二、量子点LED在照明显示中的应用方案

量子点的发射峰窄、发光波长可调、荧光效率高、色彩饱和度好,非常适合用于显示器件的发光材料。量子点LED在照明显示领域中的应用方案主要包括两个方面:a、基于量子点光致发光特性的量子点背光源技术(QD-BLU,即光致量子点白光LED);b、基于量子点电致发光特性的量子点发光二极管技术(QLED)。

(一)量子点背光源技术

量子点背光源技术即光致量子点白光LED,是基于量子点光致发光特性的背光源技术。

(1)量子点背光源技术的基本原理

量子点光致发光(PL)原理:量子点层在外界光源下获得能量,电子吸收激发光光子的能量从价带跃迁至导带。导带底的电子和价带顶的空穴可以产生带边复合发光,一部分电子与空穴则被比较浅的杂质能级所捕获,被杂质能级俘获的电子和空穴可以直接复合产生发光或者向更深的缺陷跃迁。带边发射才是器件发光的主要机制,缺陷和杂质复合发光会影响量子点发光的纯色性光致量子点白光LED有大致两种实现方案:

1、颜色转换 颜色转换机制是将蓝光LED芯片与绿光、红光量子点相结合制备量子点白光LED。相较颜色混合产生白光-适当混合各色量子点的电致发光,颜色转换产生白光是LED芯片发出的蓝光部分被量子点吸收转变成绿光和红光,利用RGB原理与剩余蓝光复合形成白光。

2、直接白光

直接白光机制是指发光层中只有一种发光量子点,经紫外LED芯片发出的紫外光激发发出不止一种颜色的光,然后直接复合产生白光。颜色混合和颜色转换产生白光的机制都涉及几种颜色光之间混合平衡的问题,各色光不匹配会严重影响白光LED的出光质量。因此,人们对直接发射白光的荧光体用于固态照明产生了极大的兴趣。由于直接白光量子点的发光多数有表面缺陷参与,因此效率较低,要实现直接白光量子点的最终应用,提高发光效率是研究的关键。

(2)量子点背光源技术的实际应用 量子点背光源技术在实际中的应用是将蓝光LED芯片与量子点材料结合起来来取代传统液晶面板的背景光源-白光LED,由此制成的液晶面板也称为量子点LCD。

在液晶显示屏中封装量子点的方法有三种,第一种是直接将量子点材料放在蓝色LED芯片上的“On-Chip”方式,第二种是将量子点密封在细玻璃管中并安装在背照灯导光板的LED光入射口的“On-Edge”方式,第三种是将薄膜之间夹有量子点的片状材料贴在导光板与液晶面板之间的“On-Surface”方式。

资料来源:NANOCO,中国银河证券研究部

1、美国3M公司和德国Nanosys公司的设计方案

2012年3M公司和Nanosys共同开发出采用量子点材料制作出的可大幅扩大显示器色域的量子点加厚薄膜(QDEF),通过组合使用蓝光LED和QDEF可以轻松实现NTSC(美国国家电视标准委员会)比为100%的广色域,获得与有机EL同等的色彩表现力,而原产品的标准色域为NTSC比70%。

QDEF是将直径分别为3nm和7nm的量子点分散到薄膜中,然后通过保护膜(两层氧气阻隔膜)将量子点夹住。QDEF贴在背照灯的导光板和液晶面板之间(“On-Surface”方式),背照灯光源采用蓝光LED取代原来的白光LED。3nm量子点在蓝光LED的照射下将蓝色光转换成绿色光,而7nm量子点在蓝光LED的照射下将蓝色光转换成红色光,并同部分透过薄膜的蓝色光一起混合得到白光。与原来拥有平稳波长特性的白光LED相比,蓝光LED和QDEF的组合能够产生拥有尖锐峰值的红绿蓝光源,可以有效提升LCD的色彩饱和度。与传统的高色域技术相比,量子点技术可以在不增加CF膜厚的情况下,将LCD的色域提高30%,另一方面还可以增加背光亮度,节省能耗。 资料来源:Nanosys,中国银河证券研究部

2、美国QDVision公司的设计方案

QDVision公司认为量子点原材料可用于市场规模巨大的液晶显示器,推广“色彩更为鲜艳”的量子点液晶电视。以42英寸电视为例计算每年需要约100吨量子点材料,为了应对市场迅速崛起的有效方法是将量子点材料设置在导光板入口(“On-Edge”方式)而非导光板与液晶面扳之间(“On-Surface”方式),采用该方法的量子点材料的使用量只有采用On-Surface方式时的1/50,并且可以使用便宜且稳定的玻璃管来封装量子点材料,有很大的成本优势。另外将量子点材料设置在LED芯片表面的“On-Chip”方式虽然可以将年产量削减至万分之一(10kg/年),但考虑到LED的发热问题,选用“On-Edge”方式最为稳妥。

索尼在2013年1月的国际消费电子产品展(CES)展示了配备QDVisions公司量子点光学材料“ColorIQ”的液晶电视,这款液晶电视命名为“Triluminos”,色域NTSC比由原来的70%提高到了100%,采用了QDVision公司的量子点技术,可获得与有机EL同等的色彩表现力。

3、英国Nanoco的设计方案

英国量子点材料供应商Nanoco在无镉技术方面与陶氏化学合作,布局量子点市场。目前该公司的核心技术—完全不含毒性元素镉(Cd)的“CFQD”(无镉量子点)的产量还仅限于每年几千克的水平,还不足以满足以液晶面板为中心日益扩大的市场需求。为了建立起大规模生产体制,该公司与陶氏化学签订了排他性授权协议,目的是利用陶氏化学在化学领域的生产能力和供应链,为今后的市场扩大做准备。合作双方所使用的技术是将薄膜之间夹有量子点的片状材料贴在背照灯与液晶面板之间的“On-Surface”方式。鉴于量子点材料的稳定性和容易嵌入液晶面板的特性,采用了On-Surface方式的目是赢得市场。

(二)量子点发光二极管技术

量子点发光二极管技术即QLED技术,是基于量子点电致发光特性的一种新型LED制备技术,是真正意义上的量子点发光二极管。而基于量子点的背光源技术,其实质是量子点LCD即量子点加液晶面板,是对现有LCD的一种改良,并不是真正意义上的QLED。 (1)QLED技术的基本原理

量子点电致发光(EL)原理:QLED电致发光一般归咎于直接的载流子注入复合、Forster共振能量转移或二者共同的作用。电子和空穴注入后,实现电致发光的途径有以下两种:a、电子和空穴直接注入到同一个量子点,在量子点中实现辐射复合发光;b、在有机物中注入电子和空穴形成激子,然后以Forster共振能量转移形式将能量转移给量子点,在量子点中产生一个激子即电子-空穴对,最后电子-空穴对复合发出光子。这两种途径同时存在,可以使QLED的发光效率最大化。

(2)QLED四种基本结构类型

自从电致驱动QLED1994年发明以来,器件经历了四种结构的发展和变化,其亮度和外量子效率得到很大地提高。

1、TypeI:以聚合物作为电荷传输层 该结构以聚合物为载流子传输层,是最早的QLED器件结构,其典型的器件结构是将包含CdSe纯核量子点和聚合物双层或二者的混合物,包夹于两电极间。该结构由于使用了低量子产率的纯核CdSe,且存在明显的聚合物内寄生的电致发光,所以器件具有较低的外量子效率(EOE)和较小的最大亮度。

2、TypeII:以有机小分子作为电荷传输层

2002年Coe等人提出了将单层量子点与双层OLED结合的TypeII型QLED器件结构,以有机小分子材料作载流子传输层。该结构使在OLED的基础上,加入单层的量子点层能使通过有机层的载流子传输过程和发光过程分离开来,提高了OLED的外量子效率。

将OLED结构与量子点单层结合,让人们看到了提高QLED效率的希望。这种结构器件既具有OLED的全部优点,同时又可以改善器件的光谱纯度和实现发光颜色的调谐。但是有机层的使用导致器件在空气中的稳定性下降,如同传统的OLED一样,这种结构的QLED需要进行封装,从而提高了制作成本和限制了柔韧性。除此之外,有机半导体材料本身的绝缘性,限制了器件电流密度的进一步优化,进而限制了器件的发光亮度,并且有机半导体材料的发光光谱较宽,也不利于优化器件的色彩纯度。

3、TypeIII:全无机载流子迁移层

与TypeII结构类型相比,该结构类型是以无机载流子传输层替代有机载流子传输层。这大大提高了器件在空气中的稳定性,并使器件能够承受更高的电流密度。Caruge等人用溅射法,以氧化锌锡和氧化镍分别作为电子和空穴传输层制备出全无机的QLED,该器件能承受的最大电流密度达到了4Acm-2,但外量子效率小于0.1%。器件效率不高归因于在溅射氧化物层时造成了量子点破坏,载流子注入不平衡和量子点被导电金属氧化物包围时产生的量子点荧光淬灭。

4、TypeIV:有机空穴传输层与无机电子传输层混合

TypeIV结构类型采用有机和无机混合载流子传输层制作QLED器件,该结构一般以N型无机金属氧化物半导体作为电子传输层,以P型的有机半导体作为空穴传输层。混合结构的QLED外量子效率高,同时具有高亮度。其中Qian等人报道了外量子效率分别为1.7%,1.8%,0.22%,最大亮度分别为31000cdm-2,68000cdm-2,4200cdm-2的红、绿、蓝混合结构QLED。

近期利用TypeⅣ这种混合结构,人们研制出了4英寸QD-LED彩色显示器,采用微接触印刷技术,使用溶液化QLED彩色显示器的分辨率达到了1000ppi(像素尺寸为25μm)。 与TypeII结构类型相比,TypeIII和TypeIV结构类型使用的量子点薄膜厚度超过了一个单层达到50nm。因此TypeIV结构类型的工作机制偏重于载流子注入机制,而不是Forster能量转移机制。

(3)QLED器件制备方法

QLED器件制备方法中,已经被成功证明的制备技术包括相分离技术、喷墨技术和转印技术三种。

1、相分离技术

相分离技术可以很好地制备大面积有序胶体单层量子点。量子点薄膜可以通过利用旋涂法从有机芳香族材料与脂肪族材料的量子点混合溶液中制备,在溶剂烘干时,两种不同材料分离,在有机半导体表面形成期望的单层量子点。这种方法可靠、灵活,同时可以精确地控制,重复性好。溶液浓度、溶液比例、量子点尺寸分布以及量子点的形状都会影响薄膜的结构。控制好这些因素可以获得高效率、高色彩饱和度的QLED。然而由于这种方法采用旋涂法,因此它只能制备单色显示屏。

2、喷墨技术

对全色显示来说,希望找到一种能够制作单层量子点图案的制备工艺,同时不会对材料与器件结构有更多的要求,而喷墨工艺就是符合这些条件的制备技术。喷墨技术就是用微米级的打印喷头将制备好的有待殊功能的“墨水”喷涂在预先已经图案化了的ITO衬底上形成像素单元。利用喷里法能精确控制量及位置的按需分配,可降低生产成本,还能实现大面积大尺寸显示。

3、转印技术 转印技术是首先将量子点溶液涂在硅板上,然后蒸发,再将突起部分进行压制成量子点层,去掉表层后转压到玻璃基板或塑料基板上,该过程就实现了量子点到基板的转移。

(4)当前QLED的主要问题

1、制备成本

QLED器件的制作成本大致可分为原材料的成本和处理这些材料的制造成本。由于目前QLED都采用类似的工具箱薄膜处理技术,例如喷墨和微接触印刷,热蒸发定量和溅射等,虽然QLED在结构和制作技术上比OLED减少了很多成本,但是高要求的制备环境使其与商业化仍有一段距离。

2、使用寿命

目前QLED器件在最低视频亮度(100cd/m2)上的寿命仅为100-1000个小时,远远小于显示器需要的寿命(大于10000小时)。由于目前缺乏深入的理论研究,所以造成器件寿命短的因素可能有很多。由于QLED器件一定程度上是在OLED基础上演变而来的,所以作为QLED电荷传输层的有机物的某些固有不稳定性质可能是其器件寿命短的一个原因。在这个基础上,改善器件中的有机物的稳定性成为增加QLED寿命的一个研究方向。

三、量子点LED的应用

量子点LED主要有两个应用方向:一个是利用量子点背光源技术的量子点LCD,另外一个是量子点发光二极管QLED。在这两种应用方向中,量子点LCD的应用较为简单成熟,已经有相当多的产品出现,而相比之下QLED还在不断发展改进中。

(一)量子点LED的应用优势

由于量子点LED采用了量子点材料,所以其自然而然也就具备了量子点材料相对于有机荧光材料的诸多优势。

(二)量子点LED应用发展概况 (1)2010年 LG在SID国际显示信息大会上展示了一款新型面板,该面板采用量子点LED作为其背景光源,液晶面板的色彩纯度将得到进一步提升,从而使得面板的显示色域扩大了30%。

(2)2011年

先进材料开发商NanoPhotonica在量子点LED显示技术方面取得切实可行的重大突破,即将用于显示器的批量生产。采用NanoPhotonica-QLED技术生产的显示器将拥有更佳的画质,同时功耗下降30%,价格削减75%,使用寿命延长一倍。其用途广泛,可用于各种尺寸的显示器,而用途广泛的背后是无需真空蒸镀处理、具有成本效益的喷墨打印技术。

三星电子以有机层和无机层分别作为量子点发光层的电子和空穴传输层,制备得到了量子点发光二极管。通过转印法对量子点薄膜图形化,三星电子公司制作了4英寸全彩有源矩矩阵QLED显示器件原型。

QDVision公司在SID上展示了一款4英寸的全彩色量子点LED显示屏,该显示屏的画质与效率已经达到现有OLED的水平。QDVision预计3-5年内将实现量子点LED显示屏的量产。

Nanosys公司在2011年SID上展示了一款量子点增强薄膜QDEF技术,该技术在液晶显示器的背光单元和显示模块之间增加一层量子点增强薄膜,能够使现有液晶显示器的色域提高50%,达到与OLED齐平的色域。

2011年Nanosys公司以蓝光LED激发量子点发光薄膜作为背景光源,开发了色域达到80%NTSC的47英寸全高清LCD电视。

(3)2013年

2013年6月索尼推出在背光源中采用量子点技术的液晶电视高端机型,同年10月亚马逊推出了液晶屏背光源采用量子点的平板电脑。

(4)2014年

4月,全球科技领导品牌美国优派(ViewSonic)的VX2457sml是量子点技术的代表之作,借助量子点显示技术可进一步增加可显示色彩的数量,将面板的显示色域提升到99%AdobeRGB,液晶面板的色彩纯度也有大幅度提升,提高了图像质量,从而为用户呈现出专业、极致的逼真色彩显示。

9月,三星电子、LGE及TCL都在柏林国际消费电子展(IFA)上首次展出应用量子点背光技术的LCD电视。其中,三星电子将与明年一季度量产QDLCD电视,由SDC提供Opencell,首批产品主要产品尺寸为55英寸和66英寸,并将定位在超高端市场。

TCL则将使用华星55英寸UHD面板及3MQDEF,色域达到105%,计划最快于2014年年底量产。LGE也一直与QDvision合作开发量子点背光技术并计划推出QDLCD电视,但2015年的产品策略将仍以OLED为重点推广产品。索尼也有计划推出55英寸以上QDLCD电视产品。

美国专利和商标局2014年初通过了一项Apple在2012年申请的被称为“拥有分色滤光器的量子点增强显示器”专利,专利中详细介绍了量子点技术以及这种技术如何应用在像iPhone这样的移动设备上。

(5)2015年

三星在CES2015电子展上大力宣传全新的“SUHDTV”系列,突出其亮度、颜色还原、细节呈现等优势,也是与普通UHD(超清)电视的区别。但本质上,SUHD也是以量子点技术为基础,只不过三星针对纳米晶体、图像处理引擎进行了优化,相对此前的4KLED背光电视看上去效果更出色。

在CES2015上,TCL集团也在展会上举行了新品推介会,面向北美市场发布中国首款量子点电视H9700,成为2015美国CES展一大看点。

(6)2016年

2016年IFA展会上,三星展示了多款大屏电视新品,以SUHD为主的量子点电视毫无意外地占领了半边天-除了覆盖43英寸到88英寸不等的19款量子点电视新品,三星还发布首款量子点曲面电竞显示器。

9月TCL进行秋季产品线的重要推陈出新,推出高端副品牌“创逸”(英文名称为“Xe”),及旗下量子点电视、平板电脑、手机等数款终端产品,其中量子点电视X2作为重要旗舰产品预计三个月后正式推向市场。

(三)量子点LED应用市场分析

量子点LED的应用市场分为QLED和量子点LCD,由于QLED商用化还不够成熟,现在的量子点LED应用市场基本上被量子点LCD占据。

(1)全球QLED应用市场预测

虽然现在所有的目光都集中在量子点LCD上,但QLED才是真正意义上的量子点发光二极管,有望成为下一代OLED显示屏技术。根据IDTechExResearch前瞻性预测,到2026年QLED的市场规模可以达到112亿美元,显示领域的市场规模为96亿美元,占比约85%。 图26:QLED应用市场规模预测

(2)全球量子点LCD应用市场预测

量子点显示技术在上世纪90年代就已经问世,但它直到最近才开始在电视市场里流行起来。液晶面板已经发展了几十年,主要的提升在于背光技术的发展,LED背光目前已经成为主流,相比传统冷阴极荧光灯背光拥有更好的显示效果。但显然LED背光也并非万能,所谓的“WhiteLED”光谱范围十分广泛,所以为了显示更饱和的红、绿、蓝色,需要更精准的调光技术,也存在一些瓶颈。自发光的OLED具有更好的色彩还原效果,但成本非常高,市场接受度低,大规模地量产很不现实。量子点则是一种液晶显示技术中更为高效的显示技术。量子点能够将纯蓝色光源转换为红、绿色,抑制偏色状况,实现更平衡的三原色输出。同时,它的功耗和成本也要比OLED更低。考虑到量子点技术能够带来更高的能效和色彩表现,同时还可降低成本,量子点LCD可能很快就会成为高端电视市场里最热门的选择。 2015年量子点LCD的市场规模为7760万美元,预计到2020年市场规模可达4.77亿美元,同比增长515%。可以看到,未来五年量子点LCD的市场规模将呈现爆发式增长的状态,潜力巨大。 图27:量子LCD市场规模预测

量子点LCD一共有三种封装形式:On-Surface、On-Edge和On-Chip,目前前两种方式是量子点LCD的主要封装形式。2015年以On-Surface形式和On-Edge形式封装的量子点LCD市场规模分别为6950万美元和810万美元,预计到2020年市场规模分别为42540万美元和1610万美元。On-Surface形式市场规模呈逐年增加趋势,On-Edge形式2018年市场规模预计将达2020万美元,随后呈现下降趋势。On-Chip形式封装的量子LCD预计2018年市场规模为700万美元,2020年将达3570美元,将超过On-Edge形式封装的市场规模。On-surface封装形式是量子点LCD的主流选择,2015年市场规模占比为89.6%,预计2020年占比为89.1%。

量子LCD由于其优异的性能,将广泛应用于电视显示屏(TV)、监控显示屏(monitor)、笔记本电脑显示屏(notebook)、平板电脑显示屏(tablet)和手机显示屏(smartphone)。2015年应用于TV、monitor和tablet的市场规模分别为7350万美元、350万美元和50万美元,出货量分别为140万台、40万台和10万台,预计到2020年市场规模分别为41630万美元、2420万美元和1930万美元,出货量分别为2450万台、320万台和470万台。应用于notebook的2016年的市场规模为70万美元,出货量为10万台,预计到2020年市场规模为400万美元,出货量为80万台。应用于smartphone的2018年的市场规模为110万美元,出货量为50万台,预计到2020年市场规模为1350万美元,出货量为740万台。量子点电视是量子点LCD的主要应用领域,2015约占到总市场规模的94.8%,2020年预计约为87.2%。

图31:量子点LCD应用领域出货量预测

未来五年内,量子点电视将占据着量子点LCD应用的绝大部分市场,2015年40-49英寸量子点电视的出货量为10万台,50-59英寸为80万台,60-69英寸为40万台,到2020年预计出货量将分别达到830万台、1190万台和390万台。预计大于70英寸量子点电视2017年的出货量为10万台,到2020年预计为40万台。40-60英寸是量子点电视的主流需求,2015年占到总出货量的69.2%,2020年将占到82.5%,相比之下70英寸以上需求较小。 图33:不同尺寸量子点电视出货量预测

四、全球主要量子点生产厂商

目前全球大约有六十家单位在进行量子点的研究,包括企业、大学、研究机构等,其中三大世界领先的量子点材料制造商-英国的Nanoco、美国的QDVision和德国的Nanosys,已逐步形成三足鼎立的态势,这三家公司几乎把市场瓜分殆尽,而杭州纳晶科技股份有限公司是国内唯一一家具备量子点技术研发实力的企业。

(一)国外主要量子点企业 (1)英国Nanoco 英国Nanoco成立于2001年,其市场定位是环保型无镉量子点(CFQD)的生产商和供应商,其与美国陶氏化学合作试制的使用无镉(Cd)量子点的液晶显示器于2014年6月2日在“SID2014”期间进行了展示,采用“On-Surface”的封装形式,但尚未有应用产品的公开报道,另外三星即将量产的量子点背光材料主要来自Nanoco和陶氏化学,该公司当前市值为1.96亿美元。

Nanoco公司2015年营业收入和净利润分别为320万美元和-1290万美元,连续六年净利润为负值且不断扩大,处于亏损当中。其2015年的营业收入来源于版税与许可证收入、量子点材料和技术服务三个部分,其中量子点材料的营业收入占比为21.9%。

Nanoco量子点材料业务概况:

1、背光显示:CFQD可以显著增加显示色域(提高30%)使影像更逼真,色彩更艳丽,且无需改变现有LCD及LED显示的工艺模式,成本更低,更易于被广大LCD(LED)厂商所接受。应用方向:手机面板、平板电脑、电脑显示屏、电视等。

2、照明:通过控制CFQD的尺寸可以精准地调节光的色温及显色指数,从而达到客户对光的个性化需求。另外由于CFQD更为优异的光电转化效率,可以减少LED光源的使用量而达到更加节能的目的。应用方向:LED封装、LED照明装置、LED灯具、LED照明产品等。

3、薄膜太阳能:Nanoco生产的纳米粒子(CIGS)具有很好的光电转化效率,与现行的加工方法不同,该纳米粒子可以通过溶液法制作薄膜太阳能电池,材料利用率到达90%,远高于现行的蒸镀法和溅射法(

4、生物医药:水溶性CFQD和功能化CFQD,应用方向:生物成像、体内体外活体诊断。

(2)美国QDVision 美国QDVision于2004年由世界著名麻省理工学院(MIT)的研究人员创立,其中包括量子点显示技术之父MoungiBawendi,其除了拥有超过250项专利和申请中的专利外,还获得了包括由美国环境保护署颁发的著名“总统绿色化学奖”在内的诸多奖项。其与美国NexxusLighting合作于2009年推出了商业化的量子点照明光源,2013年发布的量子点背光管应用于日本Sony公司的电视机,采用了“On-Edge”的封装方式。QDVision声称其量子点光学部件的月产量可达100万个。

QDVision是量子点显示技术领域的领导者,其ColorIQ量子点显示技术提供的独特组件方案可以使显示器输出“全域”色彩。自2013年以来,该公司已售出超过一百万件的ColorIQ光学器件并持续与电视和显示器市场的品牌商包括TCL、海信、飞利浦和康佳合作,采用ColorIQ技术的量子点电视和显示器目前已在中国、日本和欧洲等地上市。

ColorIQ量子点显示技术是一种由QDVision研发的高级发光半导体技术,相关产品采用量子点材料制备而成,能发射出非常纯净、非常饱和的窄带宽红、绿、蓝光,通过集成ColorIQ光学组件和客户的显示技术,液晶电视可以实现更广的色域和100%NTSC标准。应用方向:大屏液晶电视、个人电脑、工作站显示器、智能手机、照明领域等。

(3)德国Nanosys 德国Nanosys成立于2001年,是量子点显示技术的领导者之一,该公司握有超过300项量子点显示的相关专利,其2012年与3M公司合作研发了量子点加厚薄膜(QDEF)技术,利用QDEF技术不仅可以将色域由NTSC比70%扩大到100%,用液晶面板亮度与背照灯功率之比表示的发光效率也提高了约50%,其采用了“On-Surface”的封装形式。

Nanosys量子点材料业务主要包括量子点浓缩液和QDEF技术,该公司目前拥有世界最大的量子点浓缩液生产基地,年产量25吨,同时具备每年为600万台60英寸量子点电视提供量

子点材料的能力,2015年之后将会陆续推出一系列新型量子点产品,例如量子点管道。该公司与一些知名的电脑和显示器品牌商如3M、三星、夏普和LG建立了紧密的合作关系,其产品广泛应用于平板电脑、电视,智能手机等。

(二)国内主要量子点企业 (1)杭州纳晶科技股份有限公司

纳晶科技成立于2009年8月,是一家以量子点半导体新材料为技术核心的国家级高新技术企业,主要业务是量子点新材料的研究、制造及应用技术与产品的开发,在新型量子点材料的设计、合成及表面修饰居于全球领先地位,是国内唯一的一家新三板上市公司,具备雄厚的科研实力,当前市值为16.3亿元。

纳晶科技2015年营业收入和净利润分别为731万元和-495万元,连续四年净利润为负值,但近三年亏损不断减小。该公司量子点材料及其应用处于市场导入及验证期,虽然其拥有不可代替的技术竞争优势,包括量子管在内等应用产品已经开始批量生产,但在形成客观营业收入前仍存在继续亏损的经营风险。其2015年的营业收入来源于照明产品、半导体发光材料、技术服务、生物产品和显示产品五个部分,营业收入占比分别为56.8%、26.2%、11.4%、4.7%和1%,显示产品比重较小。

纳晶科技主营业务概况:

1、量子点材料:分为四个产品体系-含镉量子点试剂、无镉量子点试剂、金属纳米晶和氧化物纳米晶,广泛应用于发光器件、太阳能电池、催化、生物标记和生物医药等领域的基础研究和应用开发。

2、ColorIn量子点显示技术:产品包括量子点光转换器件(Q-LCD)和量子点光转换膜(QLCF),广泛应用于电视、显示器、手机等终端产品。

3、QLED:已建立OLED印刷显示项目研究中心,正积极推进QLED印刷显示技术的产业化开发。

4、生物医药:成立全资子公司北京纳晶生物科技有限公司,致力于量子点在生命科学领域的应用与推广,产品有量子点标记物、量子点标记试剂盒、量子点快检平台等。

5、纳晶自然光:运用独家的量子点纳米晶与美国CREE全球授权远程激发技术相结合,研发出基于自然光光谱模拟技术的3D硅胶球面罩发光器件,与自然光健康可见光谱区域95%以上重合,是目前为止最接近自然光的人造光源。

分析师 裘孝锋 TEL:8621-20252676

第20篇:量子物理史话读后感

量子物理史话读后感

真是太棒了,从泡利不相容原理开始,薛定鄂方程、测不准原理,这些名字原来在脑子里始终都是一个模糊的存在。一直以来,我都对这些名词充满着敬畏。波粒二象性是高中物理就接触的,只是彼时我只是强行记下概念,反正考试不考你如何理解波粒二象性,呵呵,话说回来,真的要考,不知要死多少人……而普通的大学物理,记忆中是不涉及量子力学的。我知道这些个名词纯粹出于好奇,从一些科普读物上看到的。不过,显然没有读懂,嗯嗯,这应该是那些书写得不够好,一定是的!嗯,现在我开始企盼这家伙写个相对论简史了。从刚刚接触物理开始,我便认定这门自然科学与哲学有着神秘的联系。当然那时候是不懂这么说的,只是模糊的觉得这世界所有的事物,一定服从某种最高律的安排,简单而又完美,且具有说服力。让你觉得:啊,这件事情原来是这样子的啊,真是棒极了!所以在日后的每一次物理学习中,我都试图寻求公式背后的实际意义并获得成功,直到波粒二象性为止。

所以今晚的感觉很兴奋,或许和多年前的那次深夜看文得知不败的魔术师并没有随着腐朽的同盟一起死去时的感觉一样好。以至于要写下这种感觉。

这本书对于那些对物理有兴趣人来说,是一本不错的书。当然,也只能说是一本不错的书了。首先它能够把一部量子物理学史从头至尾缓缓道来而不让人产生把书撕烂抛诸脑后的想法(很多人对于高中物理学和大学物理学教材都有这样的仇恨),并且是凭借自己的兴趣接触一门确实不太容易弄懂的科学。对于历史的叙述确实有助于阅读,更加出彩的是那些集中讨论的和主线无关的小专题,这些足以让这本书成为一本好书。但是,不得不提的是作者的感情有时候放出的过于波涛澎湃以致于让人觉得一向流畅的行文突然被莫名其妙的情感流拦腰截断然后得耐着性子等这一股洪水哗啦哗啦哗啦哗啦过去了之后才能继续使用理性思维。这是全书最大的败笔。有时候,在一本旨在让人得到更多科学和理论知识的书中加入泛滥的情绪化词语,确实不是一个传播知识的作者所应该采用的技法,即使他是为了文章看起来更加通俗。至少我觉得,科学的传播还是带有神圣光环的,无论何时何地。当然,在很多地方的适当的抒情确实能够引起读者的共鸣,让人汹涌澎湃就要跳将起来飞身奔出门外开始无尽的呼喊,这是得到了知识和伟大的思想而产生的巨大满足和愉悦啊。说实话,确实值得一看,至少你会知道量子物理这个神奇的词语究竟大概代表什么意思了。

这本书的好处在于:深入浅出。量子学绝对不是大众学科,所以要读懂它的历史,我的建议是:静下心来读。作者采用以学科中的人物为线索来叙述简化了我们对学术内容的恐惧。“某某如何发现了某理论”比“某理论是某某发现的,这个理论如何如何”要容易让普通人接受得多。对物理学感兴趣的人应该读一读这本书。何况其中的数字、公式并不多,没必要“敬而远之”。

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