第528章 电磁波雷达的结构
而在知道了雷达是由电磁波反弹而形成的基本结构之后,自然就可以根据这个原理来设计出雷达来了,当然这个设计的过程看着不简单,实际上也是困难重重,要不然雷达也不会被称为尖端科技了。
当然不管是什么样的电磁波雷达基本上都是由五个部分组成的,首先第一个部分就是电磁波产生的装置。
毕竟雷达想要探测目标,就要有无线电波。雷达中能在空间激起无线电波的工具就是振子,其实就是一根金属棒。
电子在金属棒中来回反弹的过程叫做电振荡,如果反弹的过程中没有任何阻力的话,这种反弹会一直持续下去。电子流从金属棒的左端振荡到右端,再由右端返回到左端,叫做振荡一周,每秒振荡的周数,叫做振荡的频率。
电子流在金属棒上流动的速度是极快的,它接近于光速,是不变的。因此,金属越长,电子流来回振荡一周所需要的时间也就越长,振荡频率也就越低了。
在振荡一周的时间内,电子流走过的距离就是波长。显然,电子流在这段时间内,走过的距离恰好是金属棒长度的两倍。换句话说,金属棒的长度恰好为波长的一半。所以,这种金属棒常称为半波振子。
半波振子上电子流的很高频率的电振荡,会在空间激发出频率相同的无线电波,它以光速飞快地离开振子向四面八方飞逝而去。
半波振子是雷达向空间发射无线电波的器件,它相当于在水中搅动着的木块或手电筒的灯泡,起着在水中激起水波或向空间射出光波那样的作用。因为半波振子能向空间发射无线电波,所以有时把它称为辐射器。
而雷达的第二个部分就是给无线电波提供能源的发射机。
要知道半波振子中电子流的来回振荡会遇到阻力,要是不给它供给能量,使其克服各种阻力,这种振荡很快就会停止下来。
所以,雷达中要有一部机器,它能驱使半波振子上电子流的振荡按照需要,强有力地进行,这种机器叫雷达发射机。它是半波振子的能源,相当于手电里的电池。
雷达发射机供给半波振子以高频率电振荡的能量,半波振子在空间激起无线电波。一旦关断雷达发射机,半波振子也就停止向空间发射无线电波了。所以控制发射机通断,就可以控制向空间发射无线电波。
之后再有电磁波发射装置以及能源之后,还要有约束电磁波发射方向的装置,也就是雷达的第三个组成部分雷达天线。
有了发射机和半波振子,就可以向空间发射无线电波了。但这样发射出去的无线电波是不能用来搜索和探测目标的。
因为它向空间所有的方向都发射出无线电波。这些电波从四面八方碰到了目标,一起反射回来,那就根本没有办法知道哪个目标在哪个方向。
然而如何使雷达只朝一个方向发射无线电波呢!不过还好的是灯光的罩子给了雷达设计的工程师们一些启发。
要知道把手电筒灯泡周围的罩子和反射碗都拿掉,光秃秃的小灯泡发出来的光就没有了方向性。而在加上了反射碗和罩子,光就只朝一个方向射出去了,因此反射碗就起到了集聚光波的作用。
因此雷达使无线电波定向发射的方法,与手电筒聚光的方法是一样的。那就是,不让半波振子直接向空间发射无线电波。