穿透層層迷霧的“千里眼”
——雷達(dá)探測(cè)技術(shù)的發(fā)展故事

◆本刊綜合

天空浩瀚，人們?nèi)绾螌?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)飛機(jī)的速度和所處的方位？大海茫茫，如何精確測(cè)量船只航向，規(guī)避障礙和危險(xiǎn)？疾風(fēng)、暴雨等極端氣候來(lái)襲，人們?nèi)绾尉珳?zhǔn)預(yù)測(cè)并提前防范？

雷達(dá)不僅是人類(lèi)觀風(fēng)云、知天象的“千里眼”，還在軍事、民航、科研等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。

從無(wú)到有的“千里眼”

雷達(dá)的發(fā)明可追溯到19 世紀(jì)。1887 年，德國(guó)科學(xué)家赫茲在進(jìn)行電磁波存在的驗(yàn)證試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)通信突然中斷，但在數(shù)分鐘后又恢復(fù)正常。在排除了機(jī)器自身的故障后，赫茲觀察到當(dāng)兩艦之間有輪船駛過(guò)時(shí)通信就會(huì)中斷，船只駛過(guò)又恢復(fù)正常。他立刻意識(shí)到，或許無(wú)線電波正是被經(jīng)過(guò)的船只遮擋，如果在航線上安裝無(wú)線電通信設(shè)備，不就能利用電磁波進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)？

圖1 長(zhǎng)沙氣象雷達(dá)標(biāo)校中心是全國(guó)唯一的氣象雷達(dá)高精度標(biāo)校中心（圖/中國(guó)氣象局）

1922 年，美國(guó)科學(xué)家根據(jù)赫茲的設(shè)想，在航道兩側(cè)安裝了電磁波發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，拉起了一道看不見(jiàn)的“警戒線”。但這并不是真正意義上的雷達(dá)。

1935 年，英國(guó)科學(xué)家羅伯特·沃森·瓦特在此基礎(chǔ)上研制了既能發(fā)射無(wú)線電波，又能接收反射波的設(shè)備。它由多座高塔組成，高塔間連接著平行放置的發(fā)射天線，接收天線則被安裝在另外的高塔上。該設(shè)備能發(fā)出1.5 厘米的微波，具有較好的方向性，遇到障礙后能反射更大的能量。這種在當(dāng)時(shí)被稱為CH系統(tǒng)的設(shè)備就是世界上第一臺(tái)雷達(dá)。

經(jīng)多次改進(jìn)后，1938 年，在英國(guó)泰晤士河口附近組成了一道約200 千米的雷達(dá)網(wǎng)，英國(guó)海軍也逐步將其安裝在軍艦上。

如今，雷達(dá)不僅能應(yīng)用在軍事上，還可用來(lái)探測(cè)天氣，查找深約20 米的古墓、洞穴等，人類(lèi)對(duì)雷達(dá)的運(yùn)用愈來(lái)愈廣泛。

我國(guó)雷達(dá)有多強(qiáng)

“我們看得到全世界的每一個(gè)角落！”——這是對(duì)我國(guó)雷達(dá)有多強(qiáng)的最好回答。1949 年4 月24 日，中國(guó)雷達(dá)工業(yè)起步于南京城北一座兩層小“紅樓”里。20 世紀(jì)50 年代，我國(guó)自行設(shè)計(jì)出第一部314 甲中程警戒雷達(dá)，標(biāo)志著我國(guó)邁出自主設(shè)計(jì)雷達(dá)的重要一步。1977 年11 月22 日，我國(guó)第一部遠(yuǎn)程預(yù)警相控陣?yán)走_(dá)7010 雷達(dá)檢飛成功。2007 年，具有里程碑意義的“警眼”——國(guó)產(chǎn)預(yù)警機(jī)空警2000 雷達(dá)如期完成研制。

圖2 我國(guó)第一部遠(yuǎn)程預(yù)警相控陣?yán)走_(dá)（圖/國(guó)務(wù)院國(guó)資委新聞中心）

相控陣?yán)走_(dá)作為艦載雷達(dá)的主要發(fā)展方向，具有探測(cè)目標(biāo)精度高、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、隱身性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，“遼寧艦”“山東艦”等舉世矚目的海上“大國(guó)重器”均有艦載有源相控陣?yán)走_(dá)的保駕護(hù)航。

從為我國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星的發(fā)射研制的第一臺(tái)單脈沖精密測(cè)量雷達(dá)，到全自主研發(fā)的助力“神舟”飛天、“北斗”組網(wǎng)、“嫦娥”探月的新一代多目標(biāo)相控陣精密測(cè)量雷達(dá)，我國(guó)實(shí)現(xiàn)了載人航天工程在茫茫天際對(duì)飛船的發(fā)射、運(yùn)行、回收等的跟蹤接力。

無(wú)論是全球視野第一的“三面陣”廣角機(jī)載火控雷達(dá)、備受矚目的反隱身情報(bào)雷達(dá)，還是抓得了“黑飛”無(wú)人機(jī)的“蜘蛛網(wǎng)”低空雷達(dá)、摸得清天象的“問(wèn)天一號(hào)”、傳遞“生命代碼”的空管雷達(dá)，甚至是讓殘障人士手臂得以活動(dòng)的靈犀手裝備……中國(guó)雷達(dá)從無(wú)到有，從弱到強(qiáng)，從跟跑、并跑到領(lǐng)跑世界，全新的國(guó)產(chǎn)雷達(dá)系統(tǒng)正從各個(gè)方面為國(guó)家的發(fā)展保駕護(hù)航。