雷达为何分波段?各波段作用的区别?

雷达分波段的主要原因是为了适应不同的应用场景和需求。每个波段都有其独特的特性和适用范围，如下：

1. A和B波段（高频和甚高频雷达）：这个波段是早期预警雷达使用的频段，由于角度估计的精度和角度分辨率取决于波长与天线尺寸的比值，高频和甚高频雷达无法满足高精度要求，现在主要用于反隐形技术。

2. C波段（UHF-雷达）：这个波段目前专门用于军用预警的雷达，例如中程增程防空系统（MEADS）以及作为天气观测中的风廓线仪，因为这些频率仅受到天气的轻微影响，故而可以进行远距离探测。

3. D波段（L波段雷达）：这个波段非常适合射程达250海里（约为400公里）的现代远程空中监视雷达，以高功率、宽带宽和脉冲内调制发射脉冲，实现更长的距离的探测。但是由于地球的曲率，这些雷达实际上可以达到的范围要小得多，因为目标会被地平线遮挡。

4. E/F波段（S波段雷达）：这个频段处于2~4 GHz，大气衰减高于D波段，因此雷达需要更高的脉冲功率来实现远距离探测。例如，军用中功率雷达（MPR）的脉冲功率高达20 MW。

5. G波段（C波段雷达）：这个频段可用于具有短程和中程的移动军用战场雷达，该雷达的天线具有体积小、可以快速安装、高精度的特点，可以用于武器控制。

6. I/J波段（X 波段和 Ku 波段雷达）：这个频段位于8~12 GHz之间，可以使用相对较小的天线，实现足够的角度精度，军事上可用作机载雷达以及导弹控制雷达系统。该频段主要用于民用和军用海上导航雷达系统。

7. K波段（K波段和Ka波段雷达）：这个波段的电磁波在大气中的衰减较大，随着发射频率的增加而增加。

8. V波段：由于大气的分子散射，电磁波遭受非常强的衰减，雷达应用仅限于几十米的距离。

9. W 波段：在大约75至76 GHz的频率可用于短程雷达，例如汽车上用作泊车辅助、制动辅助系统和自适应巡航。

10. N 波段：这个波段的频率范围是100 ~300 GHz，虽然这些太赫兹频率可以很容易地穿透干燥以及非导电物质，但由于人体皮肤的水分，它们无法穿透皮肤的深度超过几毫米。通常用于安检全身扫描仪等。

总结来说，雷达分波段主要是为了适应不同的应用需求和使用场景。不同的波段具有不同的特性和适用范围，可以根据实际需求选择合适的波段进行应用。

随着雷达技术的发展，从20世纪60年代开始，雷达家族出现了一位“多面手”——相控阵雷达。

这种雷达可以同时具备对不同目标进行远程警戒、引导、跟踪和制导等多种功能。它能在30秒钟内对300多个目标进行跟踪。对于像篮球那么大的目标的最大探测距离可达3700千米，可以说是目前雷达技术的尖端。

我们知道，要想让雷达看得远，天线就得做得很大，这样一来，天线转动起来非常缓慢，跟踪快速飞行的洲际导弹就显得力不从心。而相控阵雷达已成功地解决了这个问题。

有一种相控阵雷达，外形像一座30米高的大楼，它的天线就像一面直径为29米的墙，倾斜角为20°。在这面圆形的天线上，排列着分为96组约15360个能发射电磁波的辐射器，分别连着各自的发射机和接收机，就相当于有96部普通雷达组合在一起。

相控阵雷达的96组收发系统由电子计算机统一指挥，谁负责警戒，谁负责跟踪，谁来制导，都有明确分工。这样，它身兼多种功能，而且计算机计算速度快、容量大，在很短时间内就能完成由各种普通雷达配合起来才能完成的任务。

相控阵雷达的天线是固定不动的。它只能看到正面120°方位角范围的目标，看不到背后的目标。为了让它能看到360°范围内的目标，一般靠三面天线阵同时工作或把天线做成圆顶形的。

现代雷达，要求测量目标的作用距离远。增加作用距离的方法之一，就是把雷达发射电磁波的能量加强，这样可以使脉冲功率提高和采用宽一些的脉冲来实现。

我们知道，电的能量是用功率乘上时间来表示的。雷达技术上也是如此，增加发射脉冲能量除了提高发射功率外，还可以使脉冲存在的时间——脉冲宽度宽一些。

但脉冲宽度加宽，又带来了一个问题，就是导致雷达距离分辨力变差。什么是距离分辨力呢？当雷达天线对准目标后，如果在同一方向上有两个目标，比如有两架飞机一前一后地飞行，那么雷达所能识别这两个目标之间的最小距离，就称为距离分辨力。

距离分辨力与脉冲宽度有密切的关系。在雷达显示器上，回波信号的波形与雷达发射脉冲宽度是成比例的。

如果发射脉冲太宽，从第一个目标和第二个目标反射的回波，就会重叠在一起，分不清是两个目标。

如果雷达采用很窄的脉冲，那么就可以分清两个反射回波，而且能测出两架飞机相隔的距离。

在军事防空体系中，对雷达的距离分辨力要求很高。所以脉冲宽度要尽量采用窄一些的，但这样又与增大雷达作用距离相矛盾了。

激光雷达是由微波雷达发展而来的，它们都是向目标发射探测信号，然后通过测量反射信号的到达时间、波束的指向、频率变化等参数来确定目标的距离、方位和速度。只是激光雷达利用激光束来工作，波长比微波要短得多，只有0.4～0.75微米。

由于激光具有许多优点，如它的单色性好，亮度高，方向性强等，使激光雷达比微波雷达更为优越。它的精度高，分辨力强，设备小而轻，有的能显示目标图像，还可以用来测速。随着激光技术水平的不断提高，激光雷达在国防上的应用将会日益广泛。

激光多普勒频移雷达：它是利用多普勒效应原理，利用频率计测定频移来达到测量目的的。因为激光波长极短，在目标相对雷达运动时，频移现象将特别显著，故能精确测定目标的运动情况。

激光测高计：用于从空中测量地面或海面的高度。

人造卫星激光雷达：用于对人造卫星进行测距和跟踪。

激光气象雷达：用以测量云层方位、晴空湍流、流星尘等。

喇曼激光雷达：用以测定大气污染情况和大气中各种物质成分。

障碍回避雷达：可绕过山峰等各种地形障碍来进行探测。

世界上一些国家已经开始研制天基雷达，就是把雷达部置在太空中，居高临下，临视范围非常大，而且安全可靠，它具有波束捷变能力强、分辨率高、识别目标能力强、干扰小等优点。

美国“星球大战”计划，将开发能跟踪运载火箭，区别真假弹头，并且作为天基动能武器火控系统的天基雷达。它采用相控阵技术，工作在毫米波段，能同时跟踪500个目标，并且可以对杀伤效果作出准确评价。例如星载雷达，这种雷达将发射机装在卫星上，而接收机装在大型飞机里，由于雷达功率小，重量轻，只要把回波信号返回到目标附近的飞机上，而飞机不用发射信号，所以雷达获得的目标信息精度高，隐蔽性很好。

现代各种用途的雷达正向数字化、固体化、计算机控制和多基地雷达体制的方向发展。计算机使雷达的操作、维护和使用自动化，并能提高雷达的可靠性，缩短其反应时间；自适应雷达能在环境变化和干扰情况下迅速自动调整，并充分发挥最佳功能；超宽频带、多频率和极化编码技术能提高雷达识别目标的能力和电子对抗能力等。

随着各种芯片的研制成功以及人工智能技术的发展，21世纪的雷达世界将出现百花争艳的盛景。

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