而在知道了雷達是由電磁波反彈而形成的基本結構之後,自然就可以根據這個原理來設計出雷達來了,當然這個設計的過程看著不簡單,實際上也是困難重重,要不然雷達也不會被稱為尖端科技了。
當然不管是什麼樣的電磁波雷達基本上都是由五個部分組成的,首先第一個部分就是電磁波產生的裝置。
畢竟雷達想要探測目標,就要有無線電波。雷達中能在空間激起無線電波的工具就是振子,其實就是一根金屬棒。
電子在金屬棒中來回反彈的過程叫做電振盪,如果反彈的過程中沒有任何阻力的話,這種反彈會一直持續下去。電子流從金屬棒的左端振盪到右端,再由右端返回到左端,叫做振盪一週,每秒振盪的週數,叫做振盪的頻率。
電子流在金屬棒上流動的速度是極快的,它接近於光速,是不變的。因此,金屬越長,電子流來回振盪一週所需要的時間也就越長,振盪頻率也就越低了。
在振盪一週的時間內,電子流走過的距離就是波長。顯然,電子流在這段時間內,走過的距離恰好是金屬棒長度的兩倍。換句話說,金屬棒的長度恰好為波長的一半。所以,這種金屬棒常稱為半波振子。
半波振子上電子流的很高頻率的電振盪,會在空間激發出頻率相同的無線電波,它以光速飛快地離開振子向四面八方飛逝而去。
半波振子是雷達向空間發射無線電波的器件,它相當於在水中攪動著的木塊或手電筒的燈泡,起著在水中激起水波或向空間射出光波那樣的作用。因為半波振子能向空間發射無線電波,所以有時把它稱為輻射器。
而雷達的第二個部分就是給無線電波提供能源的發射機。
要知道半波振子中電子流的來回振盪會遇到阻力,要是不給它供給能量,使其克服各種阻力,這種振盪很快就會停止下來。
所以,雷達中要有一部機器,它能驅使半波振子上電子流的振盪按照需要,強有力地進行,這種機器叫雷達發射機。它是半波振子的能源,相當於手電裡的電池。
雷達發射機供給半波振子以高頻率電振盪的能量,半波振子在空間激起無線電波。一旦關斷雷達發射機,半波振子也就停止向空間發射無線電波了。所以控制發射機通斷,就可以控制向空間發射無線電波。
之後再有電磁波發射裝置以及能源之後,還要有約束電磁波發射方向的裝置,也就是雷達的第三個組成部分雷達天線。
有了發射機和半波振子,就可以向空間發射無線電波了。但這樣發射出去的無線電波是不能用來搜尋和探測目標的。
因為它向空間所有的方向都發射出無線電波。這些電波從四面八方碰到了目標,一起反射回來,那就根本沒有辦法知道哪個目標在哪個方向。
然而如何使雷達只朝一個方向發射無線電波呢!不過還好的是燈光的罩子給了雷達設計的工程師們一些啟發。
要知道把手電筒燈泡周圍的罩子和反射碗都拿掉,光禿禿的小燈泡發出來的光就沒有了方向性。而在加上了反射碗和罩子,光就只朝一個方向射出去了,因此反射碗就起到了集聚光波的作用。
因此雷達使無線電波定向發射的方法,與手電筒聚光的方法是一樣的。那就是,不讓半波振子直接向空間發射無線電波。
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