自然辩证法与雷达系统的发展

第一篇：自然辩证法与雷达系统的发展

自然辩证法与雷达系统的发展

任课老师：叶山岭

完成时间：2013年4月16日

【摘要】：雷达系统是集中了现代电子科技技术先进成果的高科技系统。雷达是利用电磁波探测目标的电子装备。经过近70年的发展，雷达已广泛应用于地面、车载、舰载、机载等平台发面，这些雷达已经和正在执行者国防军事和经济建设任务。自然辩证法是关于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识自然和改造自然的一般方法的科学，其研究目的就是为了合理地处理人与自然的矛盾。雷达系统的发展无时无刻不在与自然辩证法相联系。本文主要以自然辩证法的观点和理论去对雷达系统做一些简要的介绍与探讨。【关键词】自然辩证法；雷达系统；人与自然的关系

一、引言

雷达是用于检测和定位反射物体，如飞机、舰船、航天飞机、车辆、行人和自然环境的一种电磁系统。它通过将能量辐射到空间并且探测由物体或目标发射的回波信号来工作。返回到雷达的发射能量不仅表明目标的存在，而且，通过比较接收到的回波信号与发射信号，就可确定其位置和获得其他与目标有关的信息。雷达可以在远或近距离，以及在光学和红外传感器不能穿透的条件下完成任务。它可以在阴暗、薄雾、浓雾、下雨和雪时工作。其高精度测距和全天候工作的能力是其最重要属性之一。

自然辩证法是马克思主义哲学的重要组成部分，是关于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识和改造自然的一般方法的科学。它是马克思主义关于认识自然和改造自然已有成果的概括和总结，是随着科学技术的发展而不断丰富和发展着的开放的理论体系。

自然辩证法包括三部分：自然界发展的一般规律，即自然界发展的辩证法；科学技术发展的一般规律，即科学技术发展的辩证法；人类认识自然和改造自然的一般规律，即科学技术研究的辩证法，亦即辩证唯物主义的自然观、科学技术方法论和科学技术观。阿和各门具体学科一样，都是研究自然界、科学技术及其研究方法的规律性探索，这表明了它具有科学技术特性。

自然辩证法是集中研究自然界和科学技术的辩证法，是唯物主义在自然界和科学技术领域中应用，它的原理和方法主要适用于自然领域和科学技术领域，能够很好地指导我们进行科学研究活动。

二、雷达系统中的自然辩证法

1.雷达系统的自然属性

现代雷达是一种综合了电子科学各种科技发展的高科技信息感知和处理系统，它涉及了电子信息工程中几乎所有的技术要素。例如：信号（signal）和波形（waveform）设计、发射机（transmitter）、接收机（receiver）、天线（antenna）、电磁波（electromagnetic）传播（propagation）、电磁散射（scattering）和辐射（radiation）、信号处理（signal processing）、信息提取（information extraction）、检测（detection）、参数估计（parameter estimation）、目标分类与识别（target identification and recognition）等。这些都是人类社会科学的高度发达的智慧结晶，但仍是自然界客观存在的一部分。现在的社会中充满着电子化和信息化，每一个电子化和信息化的系统都是来自元自然界，他们是客观实在的自然物在经过人的改造作用之后的物品，在马克思主义哲学中仍然属于自然界，同时它的使用者——人，也属于自然界，即客观存在的物。所以，雷达系统具有自然属性。

2.雷达系统研究与设计中的科学技术方法论

雷达的基本概念由德国物理学家Heinrich Hertz从1885年到1888年所进行的经典实验首次得到验证。Hertz实验证实了1864年发表的Jmes Clerk Maxwell的电磁场理论。Hertz利用频率在455MHz附近，原理上类似于雷达的一种装置。

Hertz从事的工作中关于检测和定位发射物体的潜力——这是雷达所做的，被另一个德国人ChrisianHulsmeyer发展了。20世纪初，他装配了一台如今人们叫做单基地（单站）脉冲雷达的仪器。1922年，无线电先驱者之一，S.G.Marconi在美国无线电工程师协会（IRE，即现在IEEE的前身）的一篇论文中，曾提到在试验中用无线电波探测到目标，他并建议对这种技术加以开发利用。同年，美国海军研究实验室（NRL）的A.H.Taylor和L.C.Young观测到轮船的起伏回波，他们的实验系统被称为连续波（CW）干涉系统。实际上，这就是今天的双战（bistatic，也叫做双基地）CW雷达。这些成就是一代又一代的科学家和工程师在客观复杂的整个时代的发展中通过大量实验和观察中总结出来的，在这个过程中自然辩证中的归纳和演绎的运用是显而易见的。归纳和演绎是自然辩证法中科学技术方法论的科学思维方法，实验法是科学抽象中重要的思想模型。控制科学中的一切事物都是现象和本质的统一。实验室科学认识的基础，我们要通过归纳和演绎将它上升到理性认识——规律、理论，这样就可以反过用理论来指导实践，从而将其应用到生产生活中去。

3．社会需要是科学技术发展的根本动力，科学技术的发展也推动着社会的进步

纵观雷达的发展史，应该看到第二次世界大战期间是雷达迅速发展的黄金时期。20世纪20年代后期到30年代初期随着重型轰炸机的出现，才真正使实战型军用雷达得以问世。对重型轰炸机的远距离警告成为一项重要的军事需求。1937年，Robert Watson Watt设计出第一部可用的雷达——“Chain Home”，并在英国建成。1938年，美国信号公司制造的SCR-268称为第一部使用的防空火控雷达，这种雷达共生产了3100部。1939年，美国无线电公司研制出第一部实用舰载雷达——XAF，安装在“纽约号”战舰上。在第二次世界大战中，雷达发挥了重要作用。用雷达控制高射炮击落一架飞机平均所用炮弹数由5000发降到50发，命中率提高了99倍。因此，雷达被誉为第二次世界大战中的“天之骄子”。

重型轰炸机的出现，对防空系统提出了很大的需求，雷达系统应运而生，蓬勃发展。雷达的发展成熟，提高了高射炮拦截飞机的命中率，推动了军事防空系统的发展。二十世纪五六十年代，随着航天技术的飞速发展，飞机、导弹、人造卫星以及宇宙飞船等均采用雷达作为探测和控制手段。二十世纪七八十年代，合成孔径雷达、相控阵雷达和脉冲多普勒雷达得到了迅速发展。二十世纪九十年代，随着微电子技术的迅速发展，雷达进一步向数字化、智能化方向发展，同时，发雷达的对抗技术也迅速发展起来。进入新世纪以来，随着现代战争的需要，雷达将是高性能、多功能的综合体，即集雷达与通信、指挥控制、电子战等于一体。

随着其他学科的发展进步，带动了雷达系统的发展进步，提升了性能增加了功能，能够完成更加复杂化的任务。同时雷达系统的发展进步，也带动了其他学科的发展进步。当然这种进步既有相互促进，也有相互竞争的区别。如：微电子和集成电路工程的进步，促使雷达进一步向数字化，小型化方向发展，属于相互促进；而导弹技术，尤其是弹道导弹技术的进步要求雷达具有高精度、远距离、高分辨率和多目标测量的能力，这就属于相互竞争。总之，作为自然界的一部分，事物之间是相互联系，共同发展的。

雷达系统在性能发展的同时，功能也愈趋多样化。这也是发展的一般规律。军事用途，这也是雷达的主要用途。雷达是防空系统及进攻性导弹和其他作战武器的一个重要组成部分。在防空方面，它执行监视和武器控制功能。监视包括目标检测、目标识别、目标跟踪和将目标分派到武器系统。它就是武器系统的“眼睛”。

遥感，所有的雷达都是遥感器。四个重要的雷达遥感例子为：1.气象观察，它是电视上气象报告的一个固定部分，也是国家气象预报的重要输入；2.行星观察，如金星的看不透的云层下方的测绘；3.近程地下探测；4.有效地为航海运输指引航道，提供海上浮冰测绘。

空中交通管制，雷达已经在全球用于机场附近的空中交通安全管制，从一个机场到另一个机场的途中飞行安全管制，以及地面车辆交通和在地面滑行飞机的安全管制。

法律实施和公路安全，许多人熟悉的雷达测速仪由警察用于速度限制执法，其变型用于体育中，测量击出棒球的速度。已经考虑将雷达用于对迫近的碰撞警告，启动安全气囊，或对车后或者侧面盲区中的障碍或人的警告而使车辆更安全。飞机安全和导航，机载气象回避雷达画出了降雨区和危险的风切变区的轮廓线，使得飞行员能够避免危险情况。

舰船安全，雷达安装在舰船和小船上用于防装和用于观察导航浮标，特别是在能见度差的时候。类似的岸基雷达用于港口和河流交通的监视。

空间，空间飞行器已经用雷达进行交会和对接，以及用于月球登录。正如上面所提到的那样，雷达已经用于行星探索，尤其是地球这一行星。

其他，雷达在工业方面还找到了速度和距离的无法接触测量方面的应用。雷达已经用于石油气和气体的探测。昆虫学家和鸟类学家已经将雷达用于研究昆虫和鸟类的迁徙，这是其他方法所不能轻易实现的。

有些雷达很小，足以放在一个人的手掌里，而其他一些则很大，可占据一个足球场。他们的作用距离近到几乎可触摸到的目标，远到行星。4.雷达系统科研中的自然辩证法

系统分析原则，雷达体系是一个系统工程，是具有总体目标的有机统一体。所谓系统分析，即从系统的观点出发，着眼于整体与部分、整体与环境的相互联系和相互作用的关系中综合地、精确地考察控制对象，求得系统的最佳功能的科学方法。这当中，最优化是系统分析方法的显著特点之一。应用系统分析方法在处理雷达工程问题时，它始终把对象作为有机整体来考察，从整体、部分、环境的相互联系、相互制约、相互依存的关系中揭示雷达系统的整体性质与运行规律。为了把握系统的整体属性，系统分析方法通常采取综合一分析一综合的模式。定性分析与定量分析相结合原则定性分析与定量分析相结合原则是所必须遵循的基本原则。在工程控制系统中，一方面，需要对控制对象的运行规律、性质、特点、因果关系、逻辑关系、时序关系等进行确定性分析的，以及对一些无法量化的控制因素等采用定性分析；另一方面，凡是反映工程控制系统数量关系、数量特征、数量变化、特性参数、联系强度、作用大小等数值信息的控制因素则进行定量分析，并且将工程控制系统的定性分析与定量分析结合起来全面分析，两者相互配合，相互补充，这是工程控制系统研究的科学方法，也是工程控制系统模型化的发展趋势。一般来说，在工程控制系统的研究、工程控制过程中，定性分析是定量分析的基础，应先进行定性分析，以规范定量分析；再由定量分析检验定性分析，由定性分析判断定量分析，两者相互验证，逐步深化。

矛盾分析是唯物辩证法的基本方法之一。按照矛盾分析原则，正确处理工程系统各对象、各要素、各变量之间主要矛盾与次要矛盾的关系，以及矛盾的主要方面和次要方面等，在工程中学会“弹钢琴”的方法，根据工程系统的现状、变化和发展趋势，抓主要矛盾，牵住工程系统中的牛鼻子，解决工程中的问题。

归纳和演绎是自然辩证法中科学技术方法论的科学思维方法，实验法是科学抽象中重要的思想模型。雷达系统科学中的一切事物都是现象和本质的统一。雷达仿真是一门以实验为基础的学科，它需要通过试验获得数据，经验。但这只是科学认识的基础，我们要通过归纳和演绎将它上升到理性认识——规律、理论，这样就可以反过用理论来指导实践，从而将其应用到生产生活中去。

科学技术的发展促进了对雷达的需求，人们不断地发展创造各种各样的雷达以满足各种各样的性能要求。系统的性能取决于控制的成分、结构、微观组织和缺陷等，任何一种系统的宏观性能或行为，都是由控制的成分和微观组织结构决定的。要获得满足性能要求的系统，就需要对成分—结构—组织—性能之间的规律进行研究。同其他科学一样，其研究方法主要有三种：归纳法，演绎法，实验法。

雷达系统是一门以理论分析和实践相结合的学科，雷达系统是否能够达到期望的目标，这就需要我们实践去验证。在科研的过程中，很重要的一步就是选题。这是因为：科研选题是科学研究的起始步骤，它关系到科研的方向，目标和内容，直接影响到科研的途径和方法，课题选择是否恰当决定了科研工作进度的快慢以及科研成果的水平，价值和发展前途，科研选题是决定科研工作成败的关键和首要环节。所以我们需要遵循以下几条基本原则：①所选课题必须着眼于社会实践和科学本身发展的需要；②所选课题应具有创新性，应是前人和他人未解决或未完全解决并预期能出成果的科技问题；③所选课题一定要有科学事实和科学理论为依据；④选题时必须考虑完成课题的主客观条件，根据实际具备或经过努力可以具备的条件来选择科研课题。

此外，在接下来的试验过程中、整理数据和分析数据以及得出结论的过程中都需要遵循科学，实事求是的原则，把经验上升为理论，用于以后的实践中。

三、结论

关于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识自然和改造自然的一般方法的科学自然辩证法，在雷达系统中得到了广泛的应用，这一点是毋庸质疑的。从雷达系统的自然属性到自然辩证法的科学方法论与雷达系统的研究方法的联系，再到自然辩证法在雷达系统科研中的应用，每个方面都折射出自然辩证法的影子。所以说，雷达系统的发展离不开自然辩证法。一部雷达系统的发展进步史，就是自然辩证法在其中的应用史。

参考文献

【1】《马克思恩格斯选集》(第四卷).北京，人民出版社，1995.【2】[美]Merrill I.Skolnik 《雷达系统导论》（第三版）.北京，电子工业出版社.2010.【3】陈伯孝《现代雷达系统分析与设计》.西安，西安电子科技大学出版社.2012 【4】爱因斯坦、英费尔德,《物理学的进化》.第66页，上海科学技术出版社，1962.【5】徐治立，《自然辩证法概论》，北京航空航天大学出版社，2008.【6】黄志斌，《自然辩证法概论新编》.安徽大学出版社.【7】张宗明，《自然辩证法概论》.人民卫生出版社，2009.【8】栾玉广，《自然辩证法原理》.中国科学技术大学出版社，2008.【9】许小剑、黄培康，《雷达系统及其信号处理》.北京，电子工业出版社，2010 【10】张广义，《相控阵雷达系统》.北京.国防工业出版社.1994

第二篇：微波雷达系统介绍

微波雷达系统介绍

摘要：首先介绍了雷达的基本工作原理，对雷达的基本参数进行了简单的说明，而后对雷达中用到的微波器件做了说明，主要介绍了两种雷达结构，最后对雷达系统进行了简单总结。

关键词：雷达；微波 0前言

20世纪40年代，电磁波被用于发现目标和测量目标的距离，称之为“无线电探测和测距”（radio detecting and ranging），取这几个英文字母便构成radar（雷达）一词。按照IEEE的标准定义[1]，雷达是通过发射电磁波信号，接收来自其威力覆盖范围内目标的回波，并从回波信号中提取位置和其他信息，以用于探测、定位，以及有时进行目标识别的电磁波系统。由于微波具有频带宽、穿透电离层能较强、似光性等优点，雷达就是利用了微波这些特性的典型代表。

1雷达的基本工作原理[2][4]

雷达的基本工作原理是，发射机通过天线向空间定向发送探测信号，信号被远距离的目标部分反射后，由天线接收并传送到接收机接收检测和信号处理，观测人员可以在接收机输出端显示屏上观测有无目标以及目标的性质和距离。如果发射和接收共用一副天线，叫做单站雷达；如果收、发系统各有自己的天线，则叫做双站雷达，分别如图1和图2所示。

GRPt双工器目标

图1单站雷达图

GtPt接收机/处理机GrR目标

图2双站雷达图

以单站雷达为例。发射功率Pt，发射天线增益G，传输距离R，则目标处的功率密度为

S1PGt（W/m2）24R目标将在各个方向散射入射功率，在某个给定方向上的散射功率与入射功率密度之比定义为目标的雷达截面，表征目标的电磁散射特性，即

Ps（m2）S1因此雷达截面具有面积的量纲，是目标本身的特性，它还依赖于入射角、反射角和入射波的偏振态。若把散射场看作二次源，二次辐射的功率密度为

S2PG2t（W/m）22(4R)PRM2Gt由天线的有效面积定义式Aeff，PRM最大接收功率。可得，接收功率为 Si422PGttPr(4)3R4

这就是雷达方程,接收功率单位W。接收功率按1/R减小，这意味着为了检测远距离目标，需要高功率发射机和高灵敏度接收机。

由于天线接收噪声和接收机噪声，存在接收机能够识别的最小监测功率。若这一功率是Pmin，则得到最大可探测距离为

Rmax22PGtt（m）3(4)Pmin1/44信号处理技术能够有效降低最小可检测信号，从而增加了可测量距离。

2雷达的基本参数[3]

2.1分辨率

分辨率可严格定义为分辨具有不同对比度的相隔一定距离的相邻目标的能力。一般习惯使用一个不太精确的定义，既对微波系统来说，分辨率通常是指测量系统响应的半功率宽度。2.2角度分辨

毫米波雷达及辐射计通常都采用窄波束天线来提高角度分辨率。角度分辨一般采用半功率点的波束宽度来表示。其半功率点的波束宽度可表示为

hKh

DKh—取决于天线类型和加权函数的系数；—波长；D—天线口径。

2.3距离分辨

大多数雷达都采用距离分辨概念。距离的分辨率由测量信号从雷达发至目标，并返回雷达所需的这一有限时间间隔决定。

当忽略大气对微波传播速度的影响（一般只有十万分之几的数量级），电波从雷达传播到目标往返引起的时间延迟，就是电波传播从雷达到目标的两倍距离的时间，可由下

第三篇：自然辩证法与科技发展的关系

自然辩证法与科技发展的关系

摘要：科学的自然辩证法，包括辩证唯物主义自然观，科学技术方法论及科学技术观，对于科学发现具有重要的意义。本文拟以中国举办奥运会及地震灾难的科学研究发现为例，通过简要介绍其自然哲学的来源、主要思想及产生的影响，来探究自然观，科学观对科学发现的重要意义和作用。

关键词：2008年奥运会科学技术发展地震自然观科学观科学技术方法论

自然辩证法的创立与发展是同科学技术的进步分不开的。马克思认为，技术是现实生产力，是改造世界的物质力量。从起源上看，技术是人类在利用和改造自然的劳动过程中所掌握的物质手段、方法和知识等各种活动方式的总和。技术在发展过程中成为人与自然、人与社会之间进行物质、能量和信息变换的“媒介”，是变天然自然为人工自然，以及实现对社会调节、控制的手段。

首先，在面对人与自然的关系或矛盾中，人类借助于科学技术，改造自然界。自然辩证法首先是由恩格斯开创的一种自然哲学理论，主要在《1873-1883年自然哲学手稿》（即广为人知的《自然辩证法》，但恩格斯并未为他未完成的手稿起一个名字，因此，更准确的应用这个名字）、《反杜林论》中加以阐发。其主要思想是说，辩证法不仅在社会生活中，在人类思维中起作用，自然界的发展也是符合辩证法规律的，如果不自觉学习辩证法，自然科学家就会走入歧途。自从人类产生以后，自然界就开始了人化的特征，自然史与人类史就不可分割地结合在一起。人工自然的产生和发展，充分体现出人类认识自然、改造自然，使自然为人类服务的巨大能力和潜力，也标志着人的活动作为一支力量介入到自然界的演化过程中，给自然界打上了人的烙印。这不仅对人类社会的进步，而且对整个自然界的演化都产生了巨大的影响。在面对人与社会的关系或矛盾中，人类借助于科学技术，使人类社会由简单到复杂，由低级向高级发展。科学技术导致了人与自然之间新关系的建立，才有恩格斯所说的人类从社会关系方面的提升，也才有贝尔纳所说的对社会的科学改造。

其次，恩格斯说过，人同其他动物的“最后的本质的区别”，在于人是“通过他所作出的改变来使自然界为自己的目的服务，来支配自然界”，第一：我们要使自然界更好更久远地为人类服务，就必须正确地理解自然规律，正确地协调人与自然的关系，“学会支配至少是我们最普通的生产行为所引起的比较远的自然影响”，“学会预见这些行动的比较远的社会影响”。对“自然影响”，“几千年的劳动才稍微学会估计”，对“社会影响”的预见“就困难得多了”第二：研究人类生产行为的社会影响，主要是研究科学、技术与社会的关系。从研究人与自然的关系，到研究科学、技术与社会，这是一条很顺畅的研究进路，这应当是自然辩证法学科研究的逻辑主线。

1988年9月，邓小平同志根据当代科学技术发展的趋势和现状，提出了“科学技术是第一生产力”的论断。邓小平同志的这一论断，体现了马克思主义的生产力理论和科学观。“科学技术是第一生产力”，既是现代科学技术发展的重要特点，也是科学技术发展必然结果。社会生产力是人们改造自然的能力。作为人类认识自然、改造自然能力的自然科学，必然包括在社会生产力之中。科学技术一旦渗透和作用于生产过程中，便成为现实的、直接的生产力。现代科学技术发

展的特点和现状告诉我们，科学技术特别是高技术，正以越来越快的速度向生产力诸要素全面渗透，同它们融合。

目前，我国企业的技术装备水准很多处于世界70-80年代的水准，工业企业，设备近20%老化，超期服役率达40%。资源消耗高，有效利用程度低。单位国民生产总值消耗的能源是日本的2倍、韩国的4.5倍、美国的3倍；钢材、木材、水泥的消耗强度分别为发达国家5-8倍、4-10倍和10-30倍。能源利用效率仅为30%，比发达国家低20%。我国人均占有资源贫乏，人均耕地不及世界水准1/2，人均森林面积为世界水准的11.7%，人均水的占有量为世界水准的1/4，人均矿产资源为世界水准的1/。铁、铜、石油、天然气、钾、硫、磷、铀等国家建设所需的大宗支柱性矿产资源明显不足。

面对国际经济、科技竞争的严峻挑战和人口多、底子薄、人均资源相对短缺、环境污染日趋严重的国情，这种高消耗、低效益的粗放型增长方式将是难以为继的，加速经济增长方式从粗放型向集约型的战略转变已迫在眉睫。实现这一战略转变必须依靠科学技术，大力解放和发展第一生产力，加速科技成果向现实生产力的转化，切实把经济建设转移到依靠科技进步和提高劳动者素质的轨道上来，从而为科技的发展提供广阔的天地。

我认为。自然辩证法理论中有两个方面的内容值得研究，一是它所描绘的自然界的发展、演化图景，是与１９世纪对机械自然观的反动，对物理世界时间的发现、进步进化观念的兴起一脉相承的，它们共同酿成了２０世纪自然科学的系统观、整体观；另一是它所强调的思辨方法在自然科学中的重要作用，延袭了德国古典自然哲学的路子，曾经造成了自然科学与哲学的分裂，以致科学与哲学的关系问题在我国一再被提出来讨论。这两个方面都有待于详细的历史研究。

2008年8月8日到16日举办的奥运会，是我国科学技术发展的一个最重大体现。就是因为我们科学技术提高了，才可以举办如此之宏伟壮大的奥运会。不管是鸟巢的建筑还是水立方的建筑，不管是开幕式还是奥运过程中的一切设施，在国际上都可以说是一流的。罗格先生评价今年举办的奥运会是“一次无与伦比的奥运会”，估计这次奥运会是空前，也可能是绝后。首先，我总体介绍一下，我从四个方面来介绍，第一个就是总体情况，智能化的水平；第二个是奥运会的安防；第三个是奥运会的智能建筑情况；第四是智能交通IPS的情况。为了保证奥运会的圆满进行，对奥运会的安防系统和智能化系统提出了很高的要求，因为这也代表了我们国家的水平。首先的要求是实用，因为我们要求能够完整保存下来的资料，能够实时检索和查询。第二，因为奥运场馆是一次最后的检阅，将近七年准备的最后一次建设，所以这样一次契机也是对我们国家智能化水平的一次很好的促进和推动。第三，因为奥运场馆的特殊性，在场馆比赛期间集中使用，在比赛以后要转为民用，所以这个系统的伸缩性和可裁减性要求非常高。另外，因为奥运会涉及到三个层面，包括国家安全、社会公共安全、场馆安全，这样三个层面的安全问题，所以要求比较高。为了保证国家奥林匹克运动会的进行，我们组建了奥林匹克统一的指挥中心，把安保的采集、传递、处理、指挥、调度统一成一个系统。另外一方面，安防系统本身也要保证安全，安防系统尽管是保安全的，但是它本身的安全要得到高度的重视。体育场馆里的这些智能化分析，要

保证体育场馆的正常运行，这些设备的安全也不能忽视。还有与此配套的一些商贸区，与体育运动有关的商贸区，还要提供一些商品丢失、被盗一系列的安全问题。北京奥运会场馆“鸟巢”和“水立方”膜结构采用ETFE膜材，是目前国内最大的良好的保温隔热、消除回声，为运动员和观众提供温馨，安逸的环境ETFE膜材结构建筑，膜材采用进口产品。“鸟巢”采用双层膜结构，外层用ETFE防雨雪防紫外线，内层用PTFE达到保温、防结露、隔音和光效的目的。“水立方”采用双层ETFE充气膜结构，共1437块气枕，每一块都好像一个“水泡泡”，气枕可以通过控制充气量的多少，对遮光度和透光性进行调节，有效地利用自然光，节省能源，并且具有。这就很明显地说明了科学技术对我们现实生活的影响是很大的。这使得我们中国在世人面前展示了我们中国的发展水平，我国的科学技术情况，让那些不了解我们的国家以及人对我们刮目相看这次奥运会是相当成功的，我认为。那就是因为有了科学技术！

但是科学技术的发展必然经历一个曲折的过程，还有人们的重视程度。像2008年的5.12四川汶川大地震，死伤人数如此之多，为什么会是这样？76年的唐山大地震就已经很惨烈了，为什么几十年之后会发生同样的事情？那就是科学技术的发展还没有达到一定的地步.或许真的是地震预测很难.专家说我们没有发现能够让地震科学家在现有水平上依据现有经验做出判断的前兆异常，就是这次汶川地震没有短临预报。所以我认为可能是政府的重视程度还不够，也可能是觉得没有意义，就没有向天气预报那样发展地很快。所以，认为应该强化政府在预警中的关键位置。在现实条件制约下，政府肩负有限责任，但必当全力以赴。政府应向公众坦陈风险决策的难度，并明确说明对预警的承担。巨灾应急体制须彻底改革，成立紧急事务部门，统筹所有巨灾和突发事件的处置。给科研充分学术自由。要让预报工作者免于恐惧，放手工作，向责任部门大胆预报。在科学尚在攻关的现实下，“虚报”和“漏报”均应免责。逐渐增加信息开放度。第四政府要给科学界减压，社会要给政府和科学界减压。政府、科学界和社会应密切沟通。全体社会成员同舟共济，宽容、务实、沉着面对巨灾威胁；理解预警需要成本，共担必要代价。就象环境保护,现在之所以越来越受到人们的关注,是因为现在才意识到环境对人们的重要性,如果一直以来我们在发展经济的同时,也注意环境的保护,或许情况没有现在这么严重.所以我们要站在高处,看得更高更远.也拿地震来说,日本是地震高发区,虽然震级不是很高,但是经常发生,却损失不是很大,那就是因为他们能够正确利用科学技术,正确认识到自己的国家情况,从长远出发,从小教育孩子地震的相关知识以及在修建房屋时考虑到地震的影响而避免了损失.这就是正确利用科学技术,用科学技术为人类服务。

所以，科学技术在发展到一个很完美的阶段时，是肯定要经历的一个过程的，这条道路是很难走的。通过以上事例中不难看出科学研究的发展对于人类的生存起着很大作用，科学家对于自然观和科学观的研究，有助于我们对中国科学技术在21世纪飞速发展的原因有更深层次的认识。不过，我们要从这些失败中吸取教训，踏踏实实地去做，把不正确的改正，这样科学才会有所发展。同时这些自然科学哲学也利于我们今后的科学实践成绩的不断提高。

第四篇：我国军用雷达发展浅析

我国军用雷达发展浅析

引言：可能很多人都已经知道了，雷达的英文原词实际上就像许多科技术语一样，是缩写，字面意思是无线电(RAdio)、侦测(Detection)和距离(AndRange)。虽然现代雷达不仅可以对三维空间内的目标进行测距和定位，更可使制导导弹对目标攻击，但其基本原理还是用发射电波，并通过物体反射的回波来测得物体距离和方向，也就是以电磁波为媒介侦知物体的存在，所以，谈到雷达就不能不先讲到电磁波频谱。从纯军事角度来说，也只有了解电磁波谱，才能够掌握电子战的内涵。作为对空雷达来讲，功率越大，探测距离越远，而探测低空目标的能力也越低。

内容摘要：

我国的雷达工业是在新中国成立后根据国防建设的需要逐步形成和发展起来的新型工业，在党和国家的关怀和支持下，经过广大科技人员五十年的不懈努力，经历了从小到大，从维修、仿制到自行研制的发展历程，走出了一条“自力更生，艰苦奋斗，勇攀高峰，开拓创业”的发展道路，在全国相继建成了一百多个雷达研究机构和生产工厂，研制、生产了多种门类、几百个型号的军用和军民两用雷达，促进了我国信息产业技术的发展，生产的雷达装备了我国陆、海、空部队和国民经济部门，在抗美援朝、抗美援越、国土防空、武器配套、发展尖端武器和国民经济建设中作出了重要贡献。

关键字：雷达 发展 国防建设

论文正文：

一、我国雷达技术发展历程

雷达门类较多，发展历程不尽相同，起步有早有晚，仿制和自行设计互有交叉。为常规武器配套的雷达一般是仿制与自行设计并举，新体制的雷达、自动化作战指挥系统、激光红外雷达和导弹、卫星无线电测控系统等则是随着雷达技术的发展在自力更生基础上自行设计研制开发而成的。但从我国雷达技术和产品发展总体来说，大致经历了修配、仿制、自行设计和发展提高四个阶段。

①修配阶段(1949年～1953年)这一阶段以开创基业和修配美、日旧雷达为主要标志。1949年5月，我军接管了国民党的雷达研究所，标志着我国雷达工业的发展从此揭开了序幕。

新中国成立后，盘踞在台湾和沿海岛屿上的国民党部队不断突袭大陆沿海城市，我防空部队急需雷达。不久，抗美援朝战争开始，前方十分需要各种雷达设 备，国家对雷达研究所从人力、物力等方面大力支持，利用缴获的雷达器材和美、日在二次大战中留下的旧雷达进行维修和补缺配套，装备部队使用。这些修复的雷达绝大多数是警戒雷达，也有炮瞄雷达、用于高炮或探照灯引导的美国早期单目标跟踪雷达、舰艇上搜索海面活动目标雷达。后期也修理过少量苏式雷达。

②以仿制为主的发展阶段(1953年底～60年代初)这一阶段以建立雷达生产基地和仿制苏式雷达产品为主要标志。新中国诞生后，苏联援助的100多个项目中雷达占了7项，新建了雷达、指挥仪生产厂，后又与苏联签订了有关协定，开始仿制苏式雷达产品。仿制出了警戒雷达、炮瞄雷达、舰用雷达、机载雷达、指标仪、制导雷达和末制导雷达等。

地面防空雷达的仿制和自行设计几乎是同时开始的。1954年仿制成功的中程警戒雷达是我国第一批装备部队的国产雷达，1956年设计成功我国第一部微波对海远程警戒雷达。仿制的海用雷达有海军警戒雷达、舰艇搜索雷达、搜索攻击雷达、导弹制导雷达、鱼雷快艇攻击雷达和鱼雷潜艇攻击雷达。1960年苏联专家全部撤退，停止援助合同，给仿制工作带来很大损失和困难。经努力，绝大多数有资料、样机或只有样机的苏式产品都仿制成功。

这一阶段仿制的雷达大多数相当于苏联50年代初、中期装备水平。仿制的成功扩展了我国装备部队雷达产品的门类系列，形成了雷达为陆、海、空部队服务的雏型，通过多部雷达的引进仿制，掌握了雷达试制生产的全过程。

③以自行设计为主的发展阶段(60年代初期～70年代中期)这一阶段以自力更生研制雷达、新技术大量采用和科研队伍成长壮大为主要标志。1960年苏联单方面撕毁合同，撤走全部专家，对我国雷达工业影响较大，形势迫使我国更加坚定地走自力更生这条路。1960年中央军委提出了“两弹为主，导弹第一，努力发展电子技术”的方针，为雷达工业明确了主攻方向，围绕着“两弹一星”等战略武器和为陆、海、空军常规武器装备现代化配套进行了各种雷达的研究、试制和生产。

为配合我国导弹靶场的导弹试验和卫星发射任务，开始研制导弹、卫星无线电测量控制设备。70年代以后，为配合国家向太平洋海域发射洲际导弹、潜地导弹潜艇水下发射和发射同步卫星这些任务，开展了相应雷达的研制。这期间研制成功的单脉冲精密测量雷达填补了我国中等精度外测系统的空白，首次自行研制的单脉冲精密测量雷达的测角精度达到了0.2密位，圆满完成了我国第一颗人造卫星“东方红”发射的测控任务。

在弹道导弹预警系统方面，研制成了大型超远程跟踪雷达，大型相控阵雷达和超视距试验雷达。与此同时，一批为武器配套的雷达也自行设计研制出来了，它们有机载火控雷达、导弹制导雷达、轰炸瞄准雷达、多普勒导航雷达、测距雷达、导航雷达、无线电高度表和轰炸雷达等。

除军用雷达外，还研制了军民通用的气象雷达、空中交通管制雷达等。这一阶段脱离了国外产品的图纸、工艺资料和样机，参阅国外情报资料，自力更生，自行研制开发新雷达。整机所需原材料、元器件和部件却立足于国内。定型后批量生产，装备部队使用，并开始向国外出口。

④发展提高阶段(70年代中期以后)这一阶段以雷达新技术不断被突破，品种增多，“军民结合”和产品进入国际市场为主要标志。1978年底，党的十一届三中全会作出了把全国工作重点转移到国民经济建设上来的战略决策。进入80年代后冷战结束，国际形势进一步趋向缓和。因此，在这种情况下雷达研究所和企业实行“军民结合，平战结合，军品优先，以民养军”和多试制、少生产的指导方针，使雷达新产品和雷达新技术取得了较大进展。在这期间我国又研制成功多种新型国土防空雷达，它们有机械扫描和相控阵体制的三座标雷达。

在机载雷达方面研制成功了具有全方位、全高度、全天候的脉冲多普勒机载火控雷达及机载多功能轰炸雷达，并开展了机载预警雷达的研制。另外，为舰船研制成功了舰载相控阵三座标雷达和舰艇综合火控雷达系统。为兵器配套研制成功了炮位侦察校射雷达等等。在其它方面还研制成功一批新型雷达，如敌我识别雷达天气雷达，近程远程交通管制雷达、着陆雷达、成像雷达等等。

这一阶段研制的雷达的共同特点是在技术上实现了高起步，雷达本身融合了单脉冲跟踪体制技术，脉冲压缩体制技术，多普勒体制技术，相控阵体制技术和成像体制技术等于一体，实现了雷达设计集成化、数字化、自动化、固态化。因此，雷达具备了作用距离远、抗干扰性能好、分辨率高、高可靠的性能。

二、21世纪前20年雷达技术发展趋势

这阶段的目标是赶上和缩小与世界雷达技术的差距。1991年的海湾战争既反映了雷达在情报侦察、指挥控制、作战管理效能评估等方面起到的不可替代的作用，同时也反映了雷达受到隐身技术、反辐射导弹、电子干扰、低空飞行器等方面的威胁，未来战争又将是一场多层次、全方位、大纵深、主体覆盖集陆、海、空、天、电为一体的高技术对抗，因此对雷达就提出了更新的要求。①加速发展正在研究的雷达三超技术（超低副瓣、超宽带、超高分辨）和“四抗”技术（抗干扰、抗反雷达导弹、抗隐身、抗低空入侵），现在在研的超宽带和超低角跟踪技术已用于工程。

②雷达波段向两端扩展，即从米波延长到短波，从微米波扩展到毫米波、红外、可见光波段。

③雷达设计广泛采用计算机技术，使雷达能进行自适应处理控制，雷达内部以及与其它电子设备能进行数字数据传送。

④发展低截获概率雷达，实行分布式雷达新体制和雷达升空升天技术的研究。

四、我国雷达装备在国防现代化建设中功不可没

50年来，我国已研制、生产了几百个型号几万部各种陆、海、空军用和军民两用雷达，初步建立了国土防空雷达情报网、航天测量控制网、对海雷达情报网、防空高炮及地空导弹电子系统、雷达敌我识别系统以及气象雷达探测网等。为导弹、卫星等尖端武器和飞机、舰艇、坦克等常规武器配套研制了各种雷达。同时，军用技术转为民用为能源、交通、水利、气象、纺织、医疗等传统产业提供了大批先进的电子设备，为市场提供了大批电子产品。跟踪国外雷达先进技术的发展，突破了一个个关键技术，研制出新型雷达以满足国防和民用的需要。现还对雷达的“三超”、“四抗”技术积极开展研究，有的已取得明显成果。80年代以后，已有数十种雷达出口，显示了我国雷达技术和雷达工业已接近了世界先进行列。

国土防空雷达网基本覆盖全国中高空领空，装备了远程警戒雷达、中程警戒雷达、测高雷达、引导雷达和三座标雷达等，担负对空警戒和引导的双重任务。50年来，我雷达兵部队为保卫祖国领空，保障我军战斗部队击落击伤敌机，保障空军飞行训练及其他任务的顺利完成，立下了卓著功勋。抗美援朝中所用的雷达保证了向我军提供空情情报。在抗美援越战斗中，远程警戒雷达性能优越，及时掌握了美机情况，立下了战功。相控阵远程预警雷达，多次完成了对外空目标观察任务，1979年7月成功地预报了美国“天空实验室”的坠落时间和地点，较之实际坠落时间仅差4分钟。1983年初又预报了苏联核动力卫星残骸坠落的时间和地点。

航天无线电测控网已初具规模。我国目前已基本建成了覆盖面广，遍及全国几十个台站以及远洋测量船的庞大而复杂的测控网，参加了导弹、卫星试验和应用发射，成功地跨越了战略导弹跟踪测量、卫星返回测控、地球同步轨道卫星定点测控三个台阶，为我国国防现代化作出了重大贡献。1970年4月24日，单脉冲精密测量雷达完成了我国第一颗人造卫星“东方红”发射的测控任务，准确及时地预报了卫星入轨参数和运行轨迹。1980年5月18日，我国向太平洋预定海域成功地发射了远程试验火箭，沿航区所有地面和船载测控系统，以及装在弹上和弹头上的7种应答机、信标机和安全指令接收机，全部正常工作，激光和红外系统均获得了再入段的数据，圆满完成了任务。1984、1986、1988年先后成功地发射了三颗同步通信卫星，圆满地完成了对运载火箭和卫星的测控任务。我国每年都有多次卫星等的发射，都有测控系统在执行任务。

对祖国数千公里的海岸及海岛各观通站、岸炮和导弹阵地配备了各种海岸警戒雷达、岸防侦察校射雷达和岸舰导弹武器系统的地面跟踪雷达，初步建成了对海雷达网，用于搜索、跟踪空海目标，控制岸炮和导弹等武器射击。我人民海军现已拥有各种先进的舰艇，这些舰艇上都已装备各种型号雷达设备，无论是战术功能、技术水平和使用质量，均达到了相当的水平。1988年3月14日，在南沙群岛海域保卫战中，我舰“鹰潭号”在雷达的导引下立下战功。

在我空军的歼击机、轰炸机、运输机等各种飞机上装配了与其配套的各种机载雷达，为我国国防事业和民用航空事业作出了巨大贡献。

为防空高炮和防空导弹配套的炮瞄雷达、指挥仪和地空导弹制导雷达大量装备了我军防空部队，在保卫国土安全、打击入侵敌机中屡建功绩。60 年代初美制U-2高空侦察机窜犯大陆领空，被我军装备制导雷达的地空导弹部队首次击落，前后共击落了 6架U-2飞机，使U-2飞机再也不敢入侵。在抗美援越战斗中，装备有炮瞄雷达和指挥仪的防空部队共击落敌机600多架。

此外，为陆军部队装备了地面战场侦察雷达、炮位侦察校射雷达、火炮指挥仪和探雷器等。其中一些产品在边境反击战中立下了战功。

三、结束语

经过五十年的艰苦奋斗，雷达行业已成为我国国防现代化建设和参与国民经济主战场的一支实力雄厚的产业大军，形成了中央与地方相结合、沿海与内地相结合、军用与民用结合、专业和门类比较齐全的工业体系。一批产品的性能指标已跨入先进行列。同时，培养和造就了一支素质高、能打硬仗的技术队伍。更可喜的是涌现了一大批年轻有为的雷达科技人员，培养和造就了一批高素质的跨世纪科技人才，从而使我国雷达工业以崭新的姿态迈入21世纪。

但我们还应清醒地看到，我国的雷达技术与装备水平距发达国家还有一定的差距，在某些领域还相当落后，落后就要挨打，这就要求我们的雷达科研人员牢 记自己所肩负的神圣使命，刻苦攻关，发奋努力，研制出具有世界一流水平的雷达装备，为我国国防现代化事业作出应有的贡献。

第五篇：探地雷达的发展与现状

探地雷达的发展与现状

探地雷达的历史最早可追溯到20世纪初。1904年，德国人Hülsmeyer首次将电磁波信号应用于地下金属体的探测。1910年，Leimback和Löwy以专利形式提出将雷达原理用于探地，他们用埋设在一组钻孔中的偶极天线探测地下相对高导电性质的区域，正式提出了探地雷达的概念。1926年Hülsenbeck第一个提出应用脉冲技术确定地下结构的思路，他指出介电常数不同的介质交界面会产生电磁波反射。由于地下介质具有比空气强得多的电磁衰减特性，加之地下介质情况的多样性，电磁波在地下的传播比空气中复杂的 多，之后二三十年尽管在美国出现过一些相关的专利，这项技术很少被运用到其它领域,直到50年代后期，探地雷达技术才慢慢重新被人们所重视。探地雷达在矿井(1960,J.C.Cook)、冰层厚度(1963,S.Evans)、地下粘土属性(1965,Barringer)、地下水位(1966,Lundien)的探测方面得到了应用。1967年，一个与stern最初用于冰川探测的仪器类似的系统被设计研制出来，1972年Procello将其于探测月球表面结构。同样在1972年，Rex Morcy和Art Drake开创了GSSI(Geophysical Survey Systems Inc.)公司，主要从事商业探地雷达的销售。随着电子技术的发展，数字磁带记录问世，加之现代数据处理技术的应用，特别是拟反射地震处理的应用，探地雷达的实际应用范围在70年代以后迅速扩大，其中有 ：石灰岩地区采石场的探测(1971,Takazi;1973,kithara;)、淡水和沙漠地区的探测(1974,R.M.Morey;1976,P.K.Kadaba)、工程地质探测(1976,A.P.Annan和J.L.Davis;1978,G.R.Olhoeft,L.T.Dolphin)、煤矿井探测(1975,J.C.Cook)、泥炭调查(1982,C.P.F.Ulriken)、放射性废弃物处理调查(1982,D.L.Wright;1985,O.Olsson)、以及地面和井中雷达用于地质构造填图(1997,M.Serzu)、水文地质调查(1996,A.Chanzy;1997,Chieh-Hou Yang)、地基和道路下空洞及裂缝调查、埋设物探测、水坝的缺陷检测、隧道及堤岸探测等。

自70年代以来、许多商业化的通用数字探地雷达系统先后问世，其中有代表性的有：美国Geophysical Survey System Inc公司的SIR系统、Microwave Associates 的MK系列，加拿大Sensor & Software的Pulse Ekko系列，瑞典地质公司(SGAB)的RAMAC/GPR系列，日本应用地质株式会社OYO公司的GEORADAR系列及一些国内产品(电子工业部LTD系列，北京爱迪尔公司CR-20、CBS-900等)。这些雷达仪器的基本原理大同小异，主要功能有多通道采集、多维显示、实时处理、变频天线、多次叠加、多波形处理等，另外还有井中雷达系统，多态雷达系统，层析成像雷达系统等。

国内探地雷达的研究始于70年代初。当时，地矿部物探所、煤炭部煤科院，以及一些高校和其他研究部门均做过探地雷达设备研制和野外试验工作，但由于种种原因，这些研究未能正式用于实际。90年代以来，由于大量国外仪器的引进，探地雷达得到了广泛的应用与研究。1990-1993年，中国地质大学(武汉)在国家自然科学基金资助下，开展了大量的理论研究和工程实践，取得了不少成果。探地雷达主要应用领域有隧道(1998，隋景峰 ；2001，刘敦文等)、水利工程设施(1997，赵竹占等)、混凝土基桩(2000，李梁等)、煤矿(1998，刘传孝等)、公路(1996牛一雄等 ；1997，沈飚等)；岩溶(1994，王传雷，祁明松 ；1995，李玮，梁晓园)；工程地质(1994，胡晓光 ；1999，刘红军，贾永刚)；钻孔雷达(1999，宋雷，黄家会)等。