【正文】 象雷達、艦載氣象雷達和星載氣象雷達等。 測風雷達是一種跟蹤雷達，它與氣球或降落傘攜帶的反射靶標和應答器組成一個高空氣象探測系統(tǒng)，主要用來探測高空不同大氣層的水平風向和風速。與無線電探空儀配合可測定高空氣壓、溫度和濕度等氣象要素。測風雷達有一次雷達和二次雷達兩種類型。一次雷達是跟蹤氣球上的無源角反射器靶標，二次雷達是跟蹤氣球上的應答器。探測時，測風雷達連續(xù)跟蹤探空氣球，自動測定瞬時方位、仰角和距離，由電子計算機或人工計算規(guī)定高度上的平均風速、風向。雷達或?qū)Ｓ媒邮赵O(shè)備接收探空氣球上的無線電探空儀發(fā)射的氣象要素遙測編碼信號，由電子計算機或人工計算規(guī)定高度上的溫度、氣壓、相對濕度，或其他大氣環(huán)境參數(shù)。測風雷達通常采用圓錐掃描體制和單脈沖體制，探測距離為200千米，探測高度為30千米。 測雨雷達又稱天氣雷達，是利用大氣中的水滴、冰晶等質(zhì)粒對電磁波的散射作用，發(fā)現(xiàn)積雨云、雷雨等降水系統(tǒng)，測定其水平和垂直分布、移動方向和速度、強度及降水量，判定其性質(zhì)和發(fā)展演變趨勢。能探測臺風、暴雨、冰雹和局部地區(qū)強風暴。測雨雷達多為脈沖雷達，常用工作波長為3厘米、5厘米和10厘米。探測高度為20千米，探測距離為200～400千米。測雨雷達采用多種顯示器：距離顯示器顯示不同距離上的氣象目標的回波強度；平面位置顯示器顯示以雷達為中心的周圍降水區(qū)和風暴的水平分布；距離高度顯示器顯示給定方位上的降水區(qū)、風暴在距離－高度坐標上的結(jié)構(gòu)分布。當天線作方位掃描時，可采用對信號進行衰減的方法，觀察顯示器上降水區(qū)、風暴、臺風等氣象目標回波圖像的變化，測定其強度，確定其最強的中心位置。配有圖像處理系統(tǒng)的測雨雷達，通過將回波信號變換為數(shù)字信號，并經(jīng)電子計算機處理，在顯示器上以數(shù)字和彩色分層顯示回波的強度。 測云雷達主要用來探測云滴直徑較小，尚未形成降水的低云和中云，測量其頂部和底部高度及內(nèi)部物理特征，如空中有多層云存在時，還能測出云的層次。由于云滴比降水粒子小得多，而云滴對電磁波的后向散射能力與云滴直徑的6次方成正比，與雷達波長的4次方成反比，因此測云雷達的工作波長均較短。測云雷達的工作原理與測雨雷達相似。其天線結(jié)構(gòu)簡單，多數(shù)垂直向上。通常采用A式或R式距離顯示器，用照相或記錄器記錄回波。 應用　根據(jù)部隊任務，軍用氣象雷達的主要應用方式有兩種：①組網(wǎng)探測。即配置在不同地點的氣象雷達，按統(tǒng)一要求實施探測，獲取戰(zhàn)區(qū)、航線、海域等大范圍的高空氣象情報，為作戰(zhàn)指揮，天氣預報提供依據(jù)。②單站配置。配屬執(zhí)行機動作戰(zhàn)任務的戰(zhàn)術(shù)分隊，為部隊遂行任務提供所需的實時高空氣象資料。 簡史　第二次世界大戰(zhàn)期間，美國首先使用10厘米波段的炮瞄雷達和3厘米波段的機載航行雷達進行高空氣象探測，提供高空氣象情報，對提高高射炮命中率和保障航空兵作戰(zhàn)起了重要作用。50～60年代，由于航空、科學試驗和氣象保障的需要，氣象雷達發(fā)展迅速。各國相繼研制生產(chǎn)了測風雷達、測雨雷達和測云雷達，并廣泛裝備部隊。有些國家建立了氣象雷達網(wǎng)，或以氣象雷達為主的軍事氣象觀測和保障系統(tǒng)，大大提高了對災害性天氣的監(jiān)測和部隊作戰(zhàn)氣象保障能力。70年代以來，氣象雷達應用了電子計算機、微處理器、集成電路和彩色顯示等先進技術(shù)，增加了雷達探測數(shù)據(jù)、回波圖像實時處理功能，提高了測量精度、可靠性和自動化水平。80年代以來，能精確測定云雨速度的脈沖多普勒氣象雷達開始應用于氣象探測和科學研究。 發(fā)展趨勢　重點發(fā)展脈沖多普勒體制氣象雷達；進一步應用計算機技術(shù)、可編程序信號處理技術(shù)和高分辨率、高刷新率彩色顯示系統(tǒng)，提高對數(shù)據(jù)、圖像的實時處理能力和測量精度，提供更多的氣象信息；采用頻率捷變，脈沖壓縮，極化分集等技術(shù)，提高氣象雷達的數(shù)據(jù)采集能力和分辨力。航天雷達裝載在航天飛行器上的各種雷達的總稱。用于對地物、地貌和海洋情況的探測，保障航天飛行器之間的對接，以及對空中、海上和外層空間活動目標的監(jiān)視等。有合成孔徑雷達、雷達高度計、雷達散射計、對接雷達和監(jiān)視雷達等類型。 合成孔徑雷達根據(jù)使用要求的不同，分別采用25或3厘米等波段，有的還采用兩種或三種波長同時工作，以取得綜合探測的效果。這種雷達對地探測所獲得的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理后，能形成清晰的地面圖像以及海洋的浮冰和波浪圖像，最高分辨力可達5米左右。雷達高度計通常工作在3厘米或更短的波段，用于探測陸地的地形起伏和海洋的波浪高度，其精度可達5米；它還用作航天飛行器著陸時的輔助儀器。雷達散射計工作在2厘米或更短的波段，用于測量地球表面風的速度。這些雷達通常裝載在同一航天飛行器上，并與微波無線電輻射計及紅外、可見光輻射計結(jié)合使用，對地面和海洋進行綜合探測，廣泛應用于軍事和民用目的。 對接雷達用于控制載人航天飛船對空間站或天空試驗室等進行跟蹤和對接。一般采用3厘米波段，有一次雷達和二次雷達兩種工作方式，也可結(jié)合使用。二次雷達工作方式是利用空間站或天空試驗室上的應答設(shè)備所發(fā)射的回答信號探測其空間位置，并引導載人航天飛船跟蹤、接近被對接目標，作用距離可達500多千米。一次雷達工作方式的作用距離為20多千米，用于近距離跟蹤和對接。這種雷達的距離和速度跟蹤精度均為百分之一，角跟蹤精度約為8毫弧度。 監(jiān)視雷達是一種大型相控陣雷達，一般裝載在高度為數(shù)千千米以上的地球衛(wèi)星上，用于向下監(jiān)視空中飛機、海上艦船以及彈道導彈、航天飛行器的活動情況。為了覆蓋全球的監(jiān)視范圍，需要在外層空間部署若干顆載有監(jiān)視雷達的衛(wèi)星，同時工作。這種雷達監(jiān)視的范圍廣，不受地理和空間的限制，掌握的目標多；但是受地物和氣象干擾的影響大，星載環(huán)境條件苛刻，設(shè)備技術(shù)復雜，費用昂貴。 最初應用的航天雷達是二次雷達。1965年3月，美國在雙子星座號載人飛船上用二次雷達工作方式的對接雷達進行對接試驗，為阿波羅載人登月工程作準備。60年代末至70年代初，美、蘇等國開始研究航天雷達的應用問題。1968年蘇聯(lián)成功地發(fā)射了載有雷達的海洋監(jiān)視衛(wèi)星。1975年，美國發(fā)射的地球動力實驗海洋衛(wèi)星(GEOSC)上面攜帶一部雷達高度計，用來探測海洋形態(tài)和海浪高度。1978年美國發(fā)射的海洋衛(wèi)星(SEASATA)、2～3厘米波段的雷達高度計和2厘米波段的雷達散射計，對陸地和海洋進行綜合探測。80年代后期，蘇聯(lián)對210和3厘米三種波長的合成孔徑雷達進行了研制。1983年6月美國在挑戰(zhàn)者號航天飛機STS7上開始試驗一次雷達方式的對接雷達。其后美國和蘇聯(lián)多次將這種雷達應用于航天飛行器之間的對接和衛(wèi)星回收。70年代末、80年代初，美國開始對監(jiān)視雷達進行系統(tǒng)論證和關(guān)鍵技術(shù)預研。 航天雷達的發(fā)展趨勢是:進一步提高探測精度和探測距離；采用新器件、新材料，縮小體積，減輕重量，提高可靠性，降低費用，并擴展使用范圍；合成孔徑雷達將提高數(shù)據(jù)處理能力，壓縮數(shù)據(jù)傳輸容量，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠距離中繼傳輸，使這種雷達能探測云層覆蓋下的金星、土星等，并將數(shù)據(jù)傳回地球；對接雷達將應用于無人航天飛行器之間的對接；監(jiān)視雷達將逐步應用于國際空中交通管制和軍事目的。系留氣球載雷達裝載在系留氣球上各種雷達的總稱。系留氣球是由地(水)面上的系留設(shè)施，利用一條纜索將其懸停在空中一定高度上,雷達安裝在氣球下方的防風罩內(nèi)。系留氣球為流線型飛艇式外形，內(nèi)充氦氣,它具有良好的空氣動力學性能，可在空中穩(wěn)定地懸停。系留氣球的駐空時間長、可全天候工作、安全性好、操作維修方便、全壽命期費用低廉，適于擔負定點、大范圍、長時間連續(xù)監(jiān)視任務。系留氣球載雷達主要用于低空、超低空預警，對海警戒和對敵邊境淺縱深地區(qū)的偵察監(jiān)視，是空中預警飛機和地面雷達網(wǎng)的良好補充。系留氣球載雷達按用途可分為：低空警戒雷達、對海警戒雷達、戰(zhàn)場偵察雷達等；按系留設(shè)施的結(jié)構(gòu)形式可分為：地面固定式、車載移動式、艦載機動式等。系留氣球載雷達的特點是：系留氣球的懸空高度通常為700～3000米，有的可達6000米，雷達利用系留氣球的升空高度擴展了低空、超低空的探測范圍。為了探測海面、地面運動目標和低空、超低空快速目標，雷達具有較強的抗地物和海浪雜波的能力。系留氣球在空中懸停時移動的速度很慢，因此雜波譜的展寬很小，不需采用復雜的信號處理技術(shù)。采用一個雙軸重力穩(wěn)定的萬向支架,將天線懸掛在氣球下方,以減小氣球滾動、搖晃對雷達性能的影響。對雷達的體積、重量有嚴格要求，通常是將天線、發(fā)射機、接收機安裝在氣球上，而將信號處理器、顯示終端、控制裝置和電源安裝在地面的控制站內(nèi)，利用系留纜索中的光纜、電纜傳輸信號和供應電力。系留氣球的駐空時間可達半個月至一個月，要求雷達特別是其球載部分應具有很高的可靠性。20世紀60年代中期美國開始研制系留氣球，1972年美國空軍開始使用第一個全天候系留氣球裝載低空警戒雷達。80年代，世界上一些國家在防空預警系統(tǒng)中先后裝備了系留氣球載雷達。1990年海灣危機期間，科威特部署在加哈拉城附近的系留氣球載雷達及時發(fā)現(xiàn)了伊拉克軍隊對科威特的入侵行動。頻率捷變雷達相鄰發(fā)射脈沖(或脈沖組)的載頻能在一定頻帶范圍內(nèi)快速跳變的雷達。頻率捷變的方式有隨機、程序控制和自適應等幾種。按技術(shù)體制分，有非相干頻率捷變雷達和全相干頻率捷變雷達。 非相干頻率捷變雷達采用頻率捷變磁控管作為振蕩源，頻率捷變磁控管的旋轉(zhuǎn)調(diào)諧機構(gòu)由高速電動機驅(qū)動，使其諧振頻率作周期性的快速變化。調(diào)制器控制磁控管發(fā)射脈沖的時間， 形成頻率捷變信號。也可以利用噪聲源調(diào)制電動機轉(zhuǎn)速得到載頻為隨機跳變的發(fā)射脈沖。本地振蕩器受自動頻率控制系統(tǒng)的控制，能在極短的時間內(nèi)跟上發(fā)射脈沖載頻的變化，使得本振頻率和跳變的發(fā)射頻率嚴格保持一個中頻的差值，保證目標回波的正常接收，但發(fā)射脈沖信號與接收機本振信號之間沒有確定的相位關(guān)系。非相干頻率捷變雷達結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，但發(fā)射頻率穩(wěn)定度差。 全相干頻率捷變雷達采用主振放大式發(fā)射機。頻率捷變的發(fā)射信號和本振信號由同一個頻率合成器產(chǎn)生，因此發(fā)射信號和本振信號之間存在著確定的相位關(guān)系。全相干頻率捷變雷達易于實現(xiàn)可控捷變，頻率穩(wěn)定度高，但造價較高，技術(shù)復雜。全相干頻率捷變雷達可以和脈沖壓縮體制兼容，與動目標顯示兼容的問題尚未完全解決，一種折中的方法是采用脈沖組頻率捷變，即連續(xù)發(fā)射一組若干個載頻相同的脈沖以后，再突然改變載頻，發(fā)射另一組脈沖，并利用載頻相同的各個脈沖進行動目標顯示處理。 頻率捷變雷達由于每個重復周期的發(fā)射脈沖的載頻均作隨機跳變，最大跳變范圍可達到該雷達的整個工作頻帶，根據(jù)前一個脈沖的載頻難以預知下一個脈沖的載頻。瞄準式干擾機必須在接收到雷達脈沖并對其進行快速測頻之后，才能發(fā)回同頻率的干擾信號。這樣，雷達所接收到的干擾信號在時間上總要遲于干擾機載體的回波，使干擾機無法掩護自身的載體。為了干擾頻率捷變雷達，干擾機通常需要發(fā)射能覆蓋整個頻率捷變范圍的寬帶干擾信號，這就降低了干擾功率密度，從而使干擾效果大大下降。因此，頻率捷變雷達的抗偵察、抗干擾能力強。頻率捷變雷達還具有能夠減弱海浪雜波，減少目標信號起伏的影響，增大探測距離，提高測角精度，消除由超折射引起的跨脈沖重復周期的回波等優(yōu)點。 非相干頻率捷變雷達是在20世紀60年代初研制成功的，60年代后期又研制成功了全相干頻率捷變雷達。70年代末以后，出現(xiàn)了頻率捷變和動目標顯示部分兼容的雷達，還發(fā)展了自適應頻率捷變雷達，它能從干擾信號頻譜中，找出干擾最弱的部分，并實時控制雷達頻率捷變到這部分頻譜內(nèi)，以降低干擾效果。 參考書目 茅于海：《頻率捷變雷達》，國防工業(yè)出版社，北京，1981。單脈沖雷達　能從單個回波脈沖信號中獲得目標全部角坐標信息的跟蹤雷達。按提取角誤差信息的方法不同，分為幅度比較單脈沖雷達和相位比較單脈沖雷達兩種。 幅度比較單脈沖雷達的測角系統(tǒng)通常由四個天線饋電單元與三個接收支路組成。在發(fā)射射頻脈沖時，四個天線饋電單元合成一個發(fā)射波束。在接收回波信號時，四個天線饋電單元經(jīng)過射頻和差橋結(jié)網(wǎng)絡(luò)形成五個接收波束。其中一個為和波束，由四個天線饋電單元的接收信號全部相加而成，其中心軸即天線的瞄準軸。和波束的接收信號經(jīng)和支路接收機放大、檢波以后，用以提供目標的距離、速度等信息。處于同一水平面上的二個波束為方位測角波束，其形狀相同，與瞄準軸左右對稱排列，以一定角度重疊。另二個為仰角測角波束，處于同一個垂直平面上(與方位波束垂直)，也是形狀相同，與瞄準軸上下對稱排列，以一定角度重疊。二個方位波束接收的信號，經(jīng)和差橋結(jié)網(wǎng)絡(luò)，進行幅度相減，取得方位角差信號。當天線瞄準軸對準目標時，二個方位波束接收的信號幅度相同，其差信號為零。當目標在方位上偏離天線瞄準軸時，二個方位波束接收的信號幅度不同，就有幅度差信號輸出，稱為方位差信號。這個差信號經(jīng)方位差支路接收機放大并與和支路信號在相位檢波器中相乘，產(chǎn)生方位誤差信號，誤差信號大小與目標偏離旋轉(zhuǎn)軸的角度成比例，極性決定于偏離的方向。誤差信號送到天線控制系統(tǒng)，驅(qū)動天線向減小方位誤差信號的方向轉(zhuǎn)動，直到瞄準軸對準目標，方位誤差信號為零時天線停止轉(zhuǎn)動，從而使天線在方位上精確地跟蹤目標。二個仰角波束和仰角差接收支路的工作情況與方位差支路類似。 相位比較單脈沖雷達在水平和垂直平面上各采用兩個相同而略為分離的天線，在水平面上，兩個方位測角波束形狀相同，波束軸(波束最強輻射方向)以一定間隔與天線瞄準軸平行對稱排列。處于遠場區(qū)的目標與二波束軸所形成的角度幾乎相等，因而接收的回波信號幅度也相等。當目標在方位上位于天線瞄準軸上時，這二個波束接收的回波信號相位也相同，其差信號為零。當目標在方位上偏離天線瞄準軸時，由于兩天線相隔一段距離，兩天線所接收的回波信號由于存在波程差而相位不同，產(chǎn)生相位差，經(jīng)相位檢波器檢測出方位誤差信號，用以驅(qū)動天線在方位上精確跟蹤目標。仰角支路的工作情況與方位支路類似。 單脈沖雷達與圓錐掃描雷達相比，測角精度高、速度快、反角度欺騙干擾的能力強。自20世紀40年代末研制成功以后，已廣泛應用于火控、精密測量和氣象雷達中。單脈沖測角技術(shù)在三坐標雷達和相控陣雷達中也廣泛采用。圓錐掃描雷達產(chǎn)生一個偏離天線機械軸旋轉(zhuǎn)的掃描波束以取得目標角誤差信息的跟蹤雷達。圓錐掃描雷達通常采用圓形拋物面天線，饋源偏離拋物面天線的焦點或采取不對稱饋電的方法，形成一個波束中心線(即波束最強輻射方向)與天線機械軸(即波束旋轉(zhuǎn)軸)成一定角度的波束。當饋源連續(xù)旋轉(zhuǎn)時，天線波束繞機械軸旋轉(zhuǎn)掃描而形成一個圓錐體