二战第一次使用雷达(二战中出现的雷达)
雷达是一项发明于20世纪30年代,用于探测远处飞机和船只的技术。由于探测是通过接收目标反射的无线电波来完成的,雷达在白天和黑夜以及任何天气下都是一样的,这使得它成为一种革命性的远距离观察工具。
雷达的工作原理与蝙蝠在完全黑暗中利用声音来 “看 ”的方式相同。雷达发射器产生强大(千瓦)和极短(约百万分之一秒)的无线电能量脉冲。这些脉冲通过定向天线在空气中传输到一个已知的方向。当脉冲击中一个物体,如飞机、船舶或地面时,它们会被反射出来。反射物被雷达天线接收,并由接收器转换为可显示给操作者的电信号。由于信号的速度是光速,发射和接收脉冲之间的时间表明目标的距离,再加上知道天线发射的方向,就可以知道探测到的目标的位置。
最初,雷达配备了像电子实验室中的显示装置(示波器),但后来发明了更多操作上有用的装置,特别是PPI(平面位置指示器),这是我们熟悉的雷达显示装置,其中一个圆形显示器显示了一束随旋转的雷达天线旋转的光束,并用光标出检测到的目标的相对位置。
在电子方面,PPI的工作原理基本上与实验室示波器的显示方式一样,但由于旋转,它创造了一个类似地图的显示方式,操作者可以直观地立即理解,就像他在看一张地图,雷达自身的位置在中心,而检测到的目标的地图位置用光点标记。这种显示方法的操作优势是巨大的,因为它消除了在地图上计算和检查方向的需要。PPI是向操作者明确显示目标位置的地图。
从军事角度来看,基本上有两种类型的雷达,用于探测和火控。
探测雷达用于创建所有方向的所有物体的雷达地图,而且通常是尽可能远。它们主要用于诸如飞机和船只的预警探测、地面控制的飞机拦截(通过引导战斗机对探测到的来袭飞机进行拦截),以及主要由轰炸机进行的地面地形导航和瞄准的应用。
火控雷达是相当于探照灯的雷达。它们专门用于对先前探测到的特定目标进行精确定位,精确到可以在没有实际看到它的情况下将炮口对准它并击中它,或者至少可以引导操作员靠近它,以至于最终可以看到它,即使只是一个黑影,然后将炮口对准它并击中它。火控雷达主要由夜间战斗机使用,夜间战斗机通常是双发飞机,比昼间战斗机大,不仅有飞行员,还可有枪炮和雷达操作员,并且全副武装,以确保目标——比如重型轰炸机,将被机炮所摧毁。因为与可以追击目标的昼间战斗机飞行员不同,夜间战斗机飞行员只能 “看到 ”他们前方被雷达 “照亮 ”的狭窄锥体,除非目标被摧毁,否则其飞行员可以立即脱离,进行大角度俯冲或其他规避动作,除非目标被摧毁,否则会迅速消失在黑暗中。
使用雷达和探照灯进行火控的组合被用于在大西洋猎杀德国潜艇的反潜机。当雷达探测到一艘浮出水面的潜艇,甚至只是一艘水下潜艇的潜望镜时,雷达操作员就会引导飞行员找到它,但由于目标太小,而且必须在第一次尝试时就精确地击中它,否则它就会消失,而且由于雷达不能探测到低于一定的最小范围,飞机飞行员只需用眼睛看到目标,以便引导飞机在它的正上方,在正确的时刻投放深水炸弹。为了能够在夜间这样做,这些轰炸机携带了一个强大的固定探照灯,瞄准前方,在最后几秒钟点亮。早到飞行员可以真正看到前方水面上的目标,晚到潜艇无法下潜。
使用雷达的最大好处是,它使敌人无法利用出其不意的因素,即被距离、夜色或云层所掩盖,直到防备它或在它消失之前攻击它都为时已晚。 反应是显而易见的,想要避免被雷达探测到的一方想要知道它是否和在哪里被雷达探测到,同时也要能够避免被敌人的雷达探测到。 这就开始了一场戏剧性的、秘密的电子军备竞赛,这场军备竞赛自第二次世界大战以来一直在继续。
第一个发展是雷达探测器。基本类型,主要由轰炸机和潜艇携带,可以告诉他们的操作者,如果一个雷达正在向他们发射雷达波,并可以通过雷达波的功率估计它是近还是远。更先进的雷达探测器被用来分析关于敌人雷达的一切可能,它们的功率、无线电波频率、脉冲率、脉冲宽度和其他技术参数,工程师可以从中了解到很多关于敌人雷达的能力,并设计出 “电子战 ”对策来对付它们。
他们还可以帮助确定敌方雷达的位置,这样就可以攻击或绕过雷达,或者在一个特殊的情况下,偷窃它们! 1941年底,英国情报部门注意到,在比利时的布鲁内瓦尔,有一个德国预警雷达位于离海滩非常近的一个悬崖上,离一条通往水面的小路不远。这足以让英国突击队在1942年的一个冬夜突袭这个孤立的德国雷达站,在随行的一位雷达专家的帮助下拆除了雷达,并将其全部用汽艇带回英国,以便对这种特殊类型的雷达和德国的一般雷达技术进行全面分析。这个大胆的想法在1969年再次出现,当时以色列突击队在埃及用直升机拆解并吊起了一台苏制雷达。
一旦对敌人的雷达有了很多了解,就可以对它们进行攻击,如果它们在俯冲轰炸机或战斗轰炸机的精确攻击范围内,或者更常见的是它们可以被电子战破坏,在第二次世界大战中,电子战包括两种主要的反措施。
干扰器发射与雷达相同频率的强无线电波,使雷达接收器的信号达到饱和,以至于它无法看到真正目标的较弱信号。
金属箔条是一团被切割成特定大小的轻薄金属条,可以从重型轰炸机上散开。这些条状物被设计成可以被雷达探测到,因此,雷达操作员看到的不是孤立的真实目标,而只是一大片云。
雷达操作员和设计者有各种方法来部分对抗这些反制措施,一部分是拥有训练有素和经验丰富的操作员,一部分是技术解决方案,还有一部分是直接行动,使用安装在战斗机上的雷达探测器来定位和摧毁携带干扰器的飞机。
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