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為什麼雷達能接受超聲波

發布時間:2023-01-27 10:42:18

① 雷達的原理是怎麼樣的呢

眾所周知,聲波能夠被反射。回聲就是聲波被反射引起的。光線照射到鏡面上。也能被鏡面反射。同樣,當電磁波在傳播途 中遇到障礙物時。也能被反射回來。雷達就是利用電磁波的這個特性工作的。 雷達有一個特製的可轉動地半球面形天線。它不僅能發射電磁波,還能夠接收電磁波。光線向一定方向發射不連續的電磁波 。每次發射持續的時間為百萬分之一秒,兩次發射間隔的時間大約是發射時間的一百倍。這樣,發射出去的電磁波如果遇到障礙 物,馬上就被反射回來,並被光線接收到。指示儀器就可以判別出前面有飛機或艦艇之類的障礙物。 怎樣才能確定障礙物的位置呢?由於電磁波的傳播速度為光速C,測出從發射電磁波到收到反射電磁波的時間t,就可以根據 公式s=c·(t/2)來確定障礙物的距離。再根據反射天線的方向和仰角就能夠確定障礙物的位置了。實際上,這一切都是由雷 達指示器的熒光屏和儀表直接顯示出來的,使用極其方便。 雷達可以用來探測飛機、軍艦、導彈及其他軍事目標,是重要的軍事設施。雷達裝在輪船上,即使在黑夜和濃霧中也能清楚 地「看到」每一塊礁石、每一片島嶼、每一個浮標,測出附近船隻的距離、航向和航速。確保輪船航行的順利與安全。 裝在機場控制塔里的雷達,能方便地知道飛機的高度、距離和方位,「引導」飛機駕駛員操縱飛機安全著陸。 此外,用雷達還可以探測台風和暴雨,研究宇宙間星體的運動。交通管理人員手拿雷達測速器,可以方便地測出汽車是否超 速,以保證交通運輸的安全……
一、 雷達的基本原理

雷達-是近代的特殊的無線電觀測設備,它是用以發現與測量目標位置的無線電技術儀器。如果將它的使用范圍縮小來講,就是測量無源活動目標(如飛機、軍艦)的方位和距離的無線電技術儀器。

(一) 雷達原理之一-無線電波的反射作用

誰都知道,蝙蝠白天躲在黑暗的地方,專在夜裡飛出來尋找食物。然而,它為什麼能夠在黑夜裡飛行,而不至於撞到障礙物,例如樹林或房屋呢?幾千年來人們都說這是因為它的眼睛怕光,卻又能夠在黑夜裡看見東西的緣故。其實,這種揣測不很正確,我們來揭開蝙蝠的這個秘密,蝙蝠的嘴裡,能夠發出一種我們聽不見的聲音,這聲音每秒鍾振盪的次數,在25000到70000之間(人類的耳朵所能夠感覺的聲音,每秒鍾振動數約為16~20000),已經超出人類耳朵所能感覺的范圍,所以叫做超聲波。蝙蝠的聽覺器官很特殊,它能感覺到這種超聲波。當它在黑暗中飛行的時候,嘴裡常常發出超聲波。這聲波在某一個方向遇到了障礙物,就立刻從那裡方向反射回來,其中有一部分反射到蝙蝠的耳朵里,它便知道在那個方向有障礙物,於是及時躲開。它憑著經驗,還可以知道:回聲急,障礙物近,回聲慢,障礙物遠。換句話說,它根據回聲的快慢,來判斷障礙物的位置的遠近,根據回聲傳來的方向來判斷障礙物所在的方向。

假如我們把「一股」短促而強力的超聲波從艦艇的底部向下發射出去,它在水裡的速度大約為在空氣中速度的五倍,那麼它會從海底反射回來,回到艦艇上。我們用一種特殊設備把它收下來,根據超聲波從出發到艦艇所需的一段時間,就能不斷地檢查海洋的深度。利用超聲波也可測量海洋中的暗礁或者測量敵人的潛水艇。

超聲波固然有反射的特性,可以利用來測量距離,同樣普通的聲波、光波,乃至無線電波都是具有反射特性的,而且在雷達里不是採用聲波,而是應用的無線電波。

雷達發射機發射出去脈沖式的無線電波,如果在無線電波傳播的途徑上遇到任何物體時,它就被反射回來。水面、大地、鐵路、城市建築,飛機和艦艇-所有這些對無線電波的反射都不同。反射回來的無線電波,其中有一部分回到雷達站上。其次則是從較遠的物體上反射回來的。所有這些信號都被接收機接收到,並顯示在雷達顯示器上。

(二) 雷達原理之二-事先能知道無線電波的傳播速度

無線電波的速度(包括無線電波、光波)比聲波的速度要大好多倍,它的速度為30萬公里每秒。想知道這速度究竟有多大,舉個例子,無線電波在一秒鍾之內能繞地球七圈半。另外一個有趣的例子是,若你在演播廳聽演唱,當你聽到歌手的聲音之前,聲波已經通過廣播電台傳到一個相當遠的距離以外去了。一個離你一千公里遠的聽眾甚至可以通過收音機比你先聽到美妙的歌聲。

(三) 雷達原理之三-定向發射

所謂定向發射即在一特定瞬間,用狹細的射束來發射脈沖電磁能。它有一個重要的優點,那就是能夠節省能量,雷達站用小的功率就能「看」得遠,而且效果好,例如一個人夜裡在大房間看書的時候,他並不需要用燈照亮整個大房間,只需一盞台燈,將光照在書上,甚至支數很小的燈泡就足夠,不至於傷害眼睛了。的確,這時整個房間的其餘部分都是黑暗的,但是這並不妨礙看書,相反會使我們對書看得更清楚。

雷達工作也正是如此。由於它把能量集中在不大的空間里,所以是「照射」目標物最好的方法。

雷達的射束應該窄到何種程度呢?射束愈狹細,集中在其中的能量就愈大,被發現目標的方向也就指得越正確。假設在雷達的作用所照射的區域內出現了敵人的飛機,請問用「針」狀的狹窄射束把雷達站所在地周圍的空間掃一遍,需要多少時間呢?同時是否能不讓敵人漏網?所花費的時間,想來是很多。在這段時間中,任何飛機都能逃出雷達的搜索區域。這就是說,「針」狀射束是不適合的。射束的縮窄有著合理的極限,這種極限就在於能同等程度地滿足對雷達所提出的各種要求。對負有不同使命的雷達站來說,解決這個問題的方法也絕然不同。防空哨雷達站的射束應該較寬,瞄準大炮用的雷達站相反的要窄。在許多情況下,為了適應雷達站特殊工作任務的需要,射束往往有著特殊的形狀。

由此看來,雷達的基本原理就是電磁波的定向發射,它在導體上的反射,以及首先正確地知道了電波的傳播速度。顯然,要深刻地了解和掌握雷達技術,就是必不可少的基礎。

通常,無線電廣播用的是中波或短波。雷達,一般工作在超短波或微波。工作在超短波波段的雷達稱為超短波雷達或米波雷達;工作在微波波段的雷達通稱為微波雷達。微波雷達有時還細分為分米波雷達、厘米波雷達、毫米波雷達等。

那麼,雷達為什麼不能像廣播電台那樣,工作在中波或者短波呢?這是由雷達工作原理決定的。千里眼是借無線電波在目標上得到的反射才能「看」到目標的。波的反射有一個規律:目標越大,反射越強。因此,雷達所用無線電波的波長越短,在飛機或導彈等其它目標的反射會越強。所以,雷達必須工作在超短波或微波波段才能有效地發揮作用,探測到目標。同時,雷達天線是雷達的一個重要組成部分,假如,雷達工作在中波波段,要實現定向發射,就得把幾十個甚至幾百個能激起無線電波的金屬棒排起來構成陣列天線,那將一付非常龐大的天線,這在實用中既不經濟,也難以做到。所以雷達工作的波長不能太長。

雷達必須工作在上述波段,還有一個原因是與高空的電離層有關。三十年代,由於還沒有造出超短波使用的大功率電子管,雷達只好用短波來工作,而電離層對短波是會反射的,因此往往把電離層反射回來的信號當作飛機。而頻率超過30Hz以上的超短波無線電波就能穿過電離層直上太空,這就避免了電離層對無線電波的反射作用的影響。

② 雷達靠設么發射超聲波,靠設么接受

靠接收機和接收天線接受!
靠發射機發射!
具體可參見網路 雷達!
http://ke..com/view/1457.htm

各種雷達的具體用途和結構不盡相同,但基本形式是一致的,包括五個基本組成部分:發射機、發射天線、接收機、接收天線以及顯示器。還有電源設備、數據錄取設備、抗干擾設備等輔助設備。

③ 倒車雷達為什麼不用電磁波而用超聲波

這是由於超聲波能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況。

倒車雷達為汽車駐車或者倒車時的安全輔助裝置,能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況,解除了駕駛員駐車、倒車和起動車輛時前後左右探視所引起的困擾,並幫助駕駛員掃除了視野死角和視線模糊的缺陷。

倒車雷達在倒車時,利用超聲波原理,由裝置在車尾保險杠上的探頭發送超聲波撞擊障礙物後反射此聲波,計算出車體與障礙物間的實際距離,然後提示給司機,使停車或倒車更容易、更安全。

(3)為什麼雷達能接受超聲波擴展閱讀:

超聲波的主要應用:

1、利用超聲的機械作用、空化作用、熱效應和化學效應,可進行超聲焊接、鑽孔、固體的粉碎、乳化 、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌、促進化學反應和進行生物學研究等,在工礦業、農業、醫療等各個部門獲得了廣泛應用。

2、清洗的超聲波應用原理由超聲波發生器發出的高頻振盪信號,通過換能器轉換成高頻機械振盪而傳播到介質, 清洗溶劑中超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射,使液體流動而產生數以萬計的微小氣泡。

3、超聲波作用於介質後,在介質中產生聲弛豫過程,聲弛豫過程伴隨著能量在分子各自電度間的輸運過程,並在宏觀上表現出對聲波的吸收(見聲波)。

④ 軍用雷達是利用電磁波嗎,什麼雷達用超聲波呢

雷達全是用電磁波。沒有雷達用超聲波,因為音速太慢了,也容易受干擾

⑤ 雷達發射的是電磁波還是超聲波 又如何接收回波呢 請具體 謝絕復制

如果說是雷達,那實際上是電磁波。發射一個脈沖,接收一個脈沖,測兩個脈沖之間的時間差。
但是現在很多人說的倒車雷達,也是超聲波的。
典型的雷達是脈沖雷達,主要由天線、收發轉換開關、發射機、接收機、定時器、顯示器、電源等部分組成。發射機產生強功率高頻振盪脈沖。具有方向性的天線,將這種高頻振盪轉變成束狀的電磁波(簡稱波束),以光速在空間傳播。電磁波在傳播過程中遇到目標時,目標受到激勵而產生二次輻射,二次輻射中的一小部分電磁波返回雷達,為天線所收集,稱為回波信號。接收機將回波信號放大和變換後,送到顯示器上顯示,從而探測到目標的存在。為了使雷達能夠在各個方向的廣闊空域內搜索、發現和跟蹤目標,通常採用機械轉動天線或電子控制波束掃描的方法,使天線的定向波束以一定的方式在空間掃描。定時器用於控制雷達各個部分保持同步工作。收發轉換開關可使同一副天線兼作發射和接收之用。電源供給雷達各部分需要的電能。
目標的距離是根據電磁波從雷達傳播到目標所需要的時間(即回波信號到達時間的一半)和光速(每秒30萬公里)相乘而得的。目標的方位角和仰角是利用天線波束的指向特性測定的。根據目標距離和仰角,可測定目標的高度。當目標與雷達之間存在相對運動時,雷達接收到目標回波的頻率就會產生變化。這種頻移稱為多普勒頻移,它的數值與目標運動速度的徑向分量成正比。據此,即可測定目標的徑向速度。如果說是雷達,那實際上是電磁波。發射一個脈沖,接收一個脈沖,測兩個脈沖之間的時間差。 但是現在很多人說的倒車雷達,也是超聲波的。

⑥ 雷達的主要工作原理是什麼

各種雷達的具體用途和結構不盡相同,但基本形式是一致的,包括:發射機、發射天線、接收機、接收天線,處理部分以及顯示器。還有電源設備、數據錄取設備、抗干擾設備等輔助設備。

雷達所起的作用跟眼睛和耳朵相似,當然,它不再是大自然的傑作,同時,它的信息載體是無線電波。 事實上,不論是可見光或是無線電波,在本質上是同一種東西,都是電磁波,在真空中傳播的速度都是光速C,差別在於它們各自的頻率和波長不同。其原理是雷達設備的發射機通過天線把電磁波能量射向空間某一方向,處在此方向上的物體反射碰到的電磁波;雷達天線接收此反射波,送至接收設備進行處理,提取有關該物體的某些信息(目標物體至雷達的距離,距離變化率或徑向速度、方位、高度等)。

測量速度原理是雷達根據自身和目標之間有相對運動產生的頻率多普勒效應。雷達接收到的目標回波頻率與雷達發射頻率不同,兩者的差值稱為多普勒頻率。從多普勒頻率中可提取的主要信息之一是雷達與目標之間的距離變化率。當目標與干擾雜波同時存在於雷達的同一空間分辨單元內時,雷達利用它們之間多普勒頻率的不同能從干擾雜波中檢測和跟蹤目標。測量目標方位原理是利用天線的尖銳方位波束,通過測量仰角靠窄的仰角波束,從而根據仰角和距離就能計算出目標高度。

測量距離原理是測量發射脈沖與回波脈沖之間的時間差,因電磁波以光速傳播,據此就能換算成雷達與目標的精確距離。

⑦ 為什麼雷達採用超聲波技術

你有沒有搞錯?
雷達應該採用無線電波技術而不是超聲波!
假如是超聲波的話,那麼現在的戰斗機的速度已經超過的聲速(甚至是幾倍聲速),對於這樣的戰斗機雷達就無能為力了!
你的問題是不是這樣:
雷達為什麼採用高頻電磁波而不是低頻電磁波技術?
答:電磁波的波長越短,直線傳播的性能越好.而這正是雷達的工作條件.
波長越長,衍射性能越好,也就是說電磁波繞過障礙物的可能性越大,這樣電磁波就很難被反射回來,所以雷達幾乎沒有反應.

⑧ 倒車雷達為什麼不用電磁波而用超聲波

倒車雷達在倒車時,利用超聲波原理,由裝置在車尾保險杠上的探頭發送超聲波撞擊障礙物後反射此聲波,計算出車體與障礙物間的實際距離,然後提示給司機,使停車或倒車更容易、更安全。超聲波感測器主要功能是發出和接收超聲波信號,然後將信號輸入到主機裡面,通過顯示設備顯示出來。



(8)為什麼雷達能接受超聲波擴展閱讀

超聲波發探頭可以分為兩大類:一類是用電氣方式產生超聲波,一類是用機械方式產生超聲波。較為常用的是壓電式超聲波發生器,其有兩個壓電晶片和一個共振板,當它的兩極外加脈沖信號,其頻率等於壓電晶片的固有振盪頻率時,壓電晶片將會發生共振,並帶動共振板振動,便產生超聲波。

反之,如果兩電極間未外加電壓,當共振板接收到超聲波時,將壓迫壓電晶片作振動,將機械能轉換為電信號,這時它就成為超聲波探頭了。

倒車雷達測距:倒車雷達探頭在某一時刻發出超聲波信號,遇到被測物體後反射回來,被倒車雷達接收到。只要計算出超聲波信號從發射到接收到回波信號的時間,知道在介質中的傳播速度,就可以計算出距被測物體的距離:

倒車雷達探頭可以帶外殼和線,也可以是裸探頭產品經高低溫老化,性能穩定。外徑尺寸從10mm到22mm多種,一般根據需要設計各種型號規格探頭。

⑨ 超聲波雷達的工作原理

超聲波雷達的工作原理是利用感測器中的超聲波發生器產生40kHz的超聲波,然後接收探頭接收障礙物反射的超聲波,並根據超聲波反射接收的時差計算出與障礙物的距離。

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