雷达的渊源
1886年,德国物理学家海因里希·赫兹表明,无线电波可以反映实体对象。
到了1895年,一位名叫亚历山大·波波夫的物理学辅导员在俄罗斯帝国海军学校的喀琅施塔得开发了一个“coherer”的管检测探测器。
该装置可以说是最原始形式的无线电信号探测器原型,当时主要用来检测雷击。
经过多年的进一步检测和改进,完整的雷达系统在1904年获得了英国专利。
当时这套设备甚至提交给了德国军方用来实际测试,不过德军当时认为这玩意儿没啥用,看起来像是花架子便没有在科隆进行测试。
直到第二次世界大战前,欧洲各国开始纷纷研究起雷达,这种设备的潜力终于被人们发现。
同期间,苏联军事在工程师的合作下生产出了一个实验性的设备。
这套设备有一个接收器可以检测到3公里范围内的飞机信号,此后第一个大规模雷达在1939年展开。
不过由于苏联工程师帕维尔在苏联大清洗期间被关进了劳动营,相关项目被耽搁了很多年。
雷达在进入40年代后得到了迅速发展,雷达系统具有发射器可以发射无线电波,也就是雷达信号本身。
信号通过接触物体然后经过反射或散射,尽管部分信号会被吸收或者穿透。
但是导电特性很强的物体,例如海水、金属等可以很好地反射雷达信号,这使得雷达高度计在某些情况下可以反射回雷达接收器的雷达信号,从而使雷达检测工作获得最理想的信号。
通常雷达接收器不一定会与发射器处于同一位置,捕获反射雷达的信号通常很微弱,但通过电子放大器可以很好解决这一问题。
更为复杂的信号处理还需要更多的设计考虑,比如对物体、天气以及无线电频率的考量等。
雷达干扰
综合来来讲,雷达系统本身也不是那么稳定,并且信号变化会在大气中出现许多变化,由于折射率的影响,雷达视界很大程度决定了雷达能够“看”多远。
受干扰带来的影响主要有噪音,这种噪音一方面来自雷达系统本身的底噪,另一方面还有传输过程中带来的散粒噪音,这是由所有探测器中发生的不连续处传输的电子所导致。
当然,还有外部源带来的干扰,比如自然热辐射也会干扰雷达系统。
自然环境带来的干扰会导致杂波出现,部分杂波也可能是由波导雷达收发器和天线之间,带有旋转天线的平面位置指示器中导致。
随着各国军备的不断发展,雷达的重要性日益凸显,并且雷达系统也变得越来越成熟。
苏联在40年代末期搞了一个超视距雷达系统,不过这套系统在很长一段时间内都缺乏实际的建造。
不过随着苏美之间的关系变得愈发紧张,冷战进入白热化阶段,苏联在经过几次原型机测试后在70年代搞了一个“杜加”雷达系统。
这套系统属于超视距雷达,并作为苏联预警雷达 络的一部分,主要用于导弹防御。
超视距雷达系统可以在很大范围内进行目标搜索,范围通常在几百到几千公里不等。
据历史记载,苏联至少有3套这样的设备安置在国内,主要在切尔诺贝利和乌克兰这两个地方。
由于核导弹威胁带来的影响,苏联必须寻找一套能够在数秒钟或者几分钟就能发射一次信号预警的系统。
因此该系统完成后便成为了苏联军事防御体系中最重要的一部分,不过为了完成这样的装置,苏联还是费了不少力气。
安装在切尔诺贝利的杜加3于1976年首次发射,其发射传输功率超过10兆瓦,而这只是苏联三个巨型雷达装置中的一个。
天线高150米,宽500米,整个工程重量大约在14000吨。
远远地望去,它就像一堵墙一般,走进才会发现这套由钢筋 组成的雷达。
苏联的信号墙
这还不是全部,杜加超视距雷达系统每次运作都会影响全球的通讯系统,人们后来把这套系统带来的干扰称之为“俄罗斯啄木鸟”。
正如我们前面所讲,雷达信号本身会有干扰,另外也会受到自然环境的影响。
然而苏联的这套装置实在太厉害了,以至于杜加超视距雷达信号成了一个特殊的干扰源。
杜加雷达的干扰最先引起了美国的注意,根据联邦通信委员会当时在7月的记录,干扰信号被一些无线电爱好者注意。
有人发现无线信号传输中有重复的脉冲重复频率,每秒为10次,每8秒一次异响,大约发生在5~22兆赫兹之间。
到了下午3点,信号又会在14兆赫兹频段或者更低。最后是黎明期间,信号干扰在14~22兆赫兹之间。
每一次信号干扰都会持续存在10~12小时,并且在某一个时间段会完全消除其它较弱的14兆赫兹频段。
这种干扰后来在全世界范围内都有被察觉,先是各个国家的广播电台,后来到民用无线电,几乎没有电子信号传输能逃脱杜加系统的干扰。
由于杜加系统的脉冲干扰实在太强,尤其是广播公司的每项服务都因杜加系统陷入了困境,除了那些频率较高的电视服务不受影响外,就连高频海上通信也有干扰。
后来人们终于搞明白原来是苏联的这套军用雷达系统整出来的问题,这套雷达系统给人留下了很深的印象,如今 络中仍然保留着杜加雷达干扰的声频文件。
与其说是啄木鸟的动静,不如说是一把AK-47在耳边快速射击。
后来这套系统在80年代后期逐渐消退,最终在1989年被关闭。
杜加系统被关闭的原因并没有被公布出来,另外比起杜加系统的关闭,当时人们的注意力完全放在了切尔诺贝利核泄漏以及后来的苏联解体事件。
不过比较可能原因的在于冷战进入80年中期趋于缓和,苏联的政治策略也开始发生变化。
另外美国堪萨斯州的早期预警卫星的传输服务也在80年代初进行,这套卫星服务十分稳定,并且不会受到影响。
最终随着苏联解体和切尔诺贝利事故的影响,留在苏联境内的杜加系统最终成为了历史的遗迹。
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