高中物理 第三章 电磁技术与社会发展3.4 电磁波的技术应用

高中物理 第三章 电磁技术与社会发展3.4 电磁波的技术应用

‎3.4 电磁波的技术应用 ‎ 经过学习，我对电磁波有了一定的了解。不仅掌握了电磁波的一些基础知识，还学习到与电磁波产生与传输、辐射与散射、脉冲电磁波、遥感与合成孔径雷达等的相关知识。‎ 首先，根据我平时的知识积累，知道电磁波与我们的日常生活息息相关：电视、电脑、电冰箱、广播、手机、洗衣机、微波炉、超波治疗仪等都与电磁波有关，同时在医学凡方面也起到至关重要的作用。但通过学习才对电磁波有了一个更加系统的认知。如：电磁波的信息应用有通信和雷达、遥感和勘测、计算机和集成等；非信息应用有功率传输和武器、加热和催化、治疗和生态环境等.‎ 其次，我将就我比较感兴趣的话题——合成孔径雷达做一些介绍。‎ 合成孔径雷达（SAR，Synthetic Aperture Radar）是一种高分辨率二维成像雷达, 主要利用信号处理技术合成孔径和脉冲压缩以小的真实孔径天线来达到高分辨力成像的目的。侧视成像雷达通过主动发射微波脉冲, 接收目标物体对雷达波束的后向散射, 根据回波强度成像。为了进一步提高雷达图像分辨率, 20 世纪50 年代后期诞生了合成孔径的概念。合成孔径技术的基本思想是用一个小天线沿一直线方向不断移动, 在移动中每个位置上发射一个信号, 天线接收相应发射位置的回波信号存储下来, 存储时必须同时保存接收信号的振幅和相位。当天线移动一段距离L后,存储的信号与长度为L 的天线阵列诸单元所接收的信号非常相似, 对记录的信号进行光学相关处理得到地面的实际图像。这样,利用多普勒频移现象“合成”一个更大的孔径, 达到“增加天线长度”的效果, 提高雷达图像的方位向( 沿雷达飞行方向) 分辨率。‎ 合成孔径雷达原理最初由美国一所大学于1953年证明，并得出第一张非聚焦的合成孔径雷达图像。此后合成孔径雷达受到许多学者关注，经过不断的深入研究探索，1957年第一台聚焦式光学处理的机载合成孔径雷达系统研制成功，从此合成孔径雷达进入实用性运用，并获得空前的发展。我国对合成孔径雷达技术的研究起步较晚，始于七十年代中期。‎ 合成孔径雷达的应用：‎ 1、 在导航系统中的应用——由于SAR能提供高分辨率图像，可及时准确地确定出运载器所处的即时位置，因此在导航系统中有着重要的地位。如：INS/ＳＡＲ组和导航系统、INS/GPS/SAR组和导航系统以及InSAR的应用等。‎ 2、 地学应用——因其具有全天时、全天候成像能力及对地物有一定穿透力等独特的优点，可应用于地形地貌分析、岩性地层划分、地质构造分析、隐伏活动构造及其他隐伏地质现象的探测、火山监测、地震同震形变检测、地面沉降和滑坡监测等。‎ 3、 林业应用——主要用于森林源调查、林业区划和森林 分类、森林自然灾害监测、森林蓄积量和生物量估测等。‎ 4、 在导弹上应用——‎ （1） 反舰导弹：作为反舰导弹末段寻的装置的低截获概率主动雷达导引头，借助目标的大雷达反射截面积，在导弹接近目标过程中导弹头的辐射功率减小，从而提高反侦察与突防能力。‎ （2） 对地导弹：采用高分辨ＳＡＲ技术截获静止或运动目标。攻击运动目标时，宽域搜索主动雷达导引头在宽域搜索，截获识别目标之后转化为实孔径模式进行末段制导。‎ （3） 反导导弹：毫米波导引头借助频域仿形技术获取目标导弹战斗部的精确位置信息，实时控制导弹，快速机动，直接碰撞摧毁目标。‎ （4） 空空导弹：装有被动反辐射／主动成像远距空空导弹复合导引头。机载雷达一旦检测到目标飞机上的搜索雷达信号，即将目标的初始坐标输入到的空空导弹的制导系统，随即发射导弹。‎ 随着科学技术的飞速发展，合成孔径雷达所能实现的功能也越来越强大。它不仅要能提供更大面积范围内的目标信息，更能提高图像分辨率，做到既广又准。‎ 由于合成孔径雷达的强大功能，人们另一方面又在积极寻找一种隐身材料，从而使物体避免雷达探测以确保自身的隐蔽性。根据雷达探测原理（通过发射并接收信号来判定目标物的物理特性），我们只有找到一种可以吸收其发射的电磁信号或者能使电磁信号“绕道而行”的材料，就可以避免被雷达“捕捉”‎ 到。另外，我认为可以建立一个有一定秩序的电磁氛围，使得在比物体本身大得多的范围内形成一个自身防御系统，可以识别即将进入自身范围的电磁信号，对于经过“许可”电磁信号放行，可以自由出入这个电磁范围，但对于外来的不明电磁信号，防御系统自动进行干扰，使其不能按其预定轨迹返回或通过，从而达到一定意义上的隐身。‎ 以上是我个人对合成孔径雷达的一些认知，谢谢老师查阅！ ‎