3.陆地天眼——雷达
雷达并不是大自然的杰作，和“雷”也沾不上什么边。它是电磁波的载体——无线电波——的成功结晶。无线电波除了可以用来进行超越空间的信息传递外，还有一些其他的用处。无线电波能被金属或非金属物体反射或部分反射。利用无线电波的这一特征，我们可以用它探测到远距离的物体，并测定出物体所在的位置。人们称这种技术为“无线电定位与测距”。因此，雷达也应运而生。
雷达
事实上，不论是可见光还是无线电波，它们在本质上都是同一种东西。它们都是电磁波，传播的速度也都是光速,差别在于它们各自占据的波段不同。波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强。因此，雷达所用的就是微波波段的无线电波。
雷达所起的作用和眼睛相似。雷达设备的发射机，通过天线将电磁波能量以定向的方式发射到空中，接收在这个方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收反射波，再送到接收设备进行处理，提取有关被测物体的一些信息，从而锁定这个物体所在的位置，包括它的方向、高度、速度等。
军用雷达
测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差。我们知道，电磁波以光速传播，因此，我们可以根据这一速度来换算出目标的精确距离。测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率来计算，即多普勒效应原理。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同，两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一，就是雷达与目标之间的距离变化率。
气象雷达
当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时，雷达可以利用它们之间多普勒频率的不同，从干扰杂波中检测和跟踪目标。
雷达的优点是，不管是白天还是黑夜，它都能探测到远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡。它具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力。因此，它不仅成为军事上必不可少的电子装备，而且广泛应用于社会经济发展(如气象预报、资源探测、环境监测等)和科学研究(天体研究、大气物理、电离层结构研究等)中。其中，星载和机载合成孔径雷达已经成为当今遥感中十分重要的传感器。以地面为目标的雷达，可以探测地面的精确形状，其空间分辨力可达几米到几十米，且与距离无关。另外，雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面也显示了很好的应用潜力。
塔台雷达
雷达由天线系统、发射装置、接收装置、防干扰设备、显示器、信号处理器、电源等组成。其中，天线是雷达实现大区域、多功能、多目标的关键技术之一；信号处理器是雷达具有多功能能力的核心组件之一。
海上气象雷达站
雷达种类很多，可按多种方法分类：①按定位方法可分为有源雷达、半有源雷达和无源雷达；②按装设地点可分为地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等；③按辐射种类可分为脉冲雷达和连续波雷达；④按工作波长波段可分米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其他波段雷达；⑤按用途可分为目标探测雷达、侦察雷达、武器控制雷达、飞行保障雷达、气象雷达、导航雷达等。
相控阵雷达
其中，最著名的是相控阵雷达、合成孔径雷达和激光雷达。相控阵雷达是一种新型的有源电扫阵列多功能雷达；它不但具有传统雷达的功能，同时也具有其他射频功能。有源电扫阵列的最重要的特点就是能直接向空中辐射和接收射频能量；它与机械扫描天线系统相比，有许多显著的优点。相控阵省略了整个天线驱动系统，因此，其中个别部件发生故障时，仍能保持较高的可靠性，平均无故障时间为10万小时；而机械扫描雷达天线的平均无故障时间则少于1000小时。
美国研制的世界上最小的合成孔径雷达
合成孔径雷达就是利用雷达与目标的相对运动，将尺寸较小的真实天线孔径，用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达。合成孔径雷达的特点是分辨率高，能全天候工作，并且能有效地识别伪装，穿透掩盖物。
合成孔径雷达主要用于航空测量、航空遥感、卫星海洋观测、航天侦察、图像匹配制导等。它能发现隐蔽和伪装的目标，如识别伪装的导弹地下发射井、识别云雾笼罩地区的地面目标等。在导弹图像匹配制导中，它采用的是合成孔径雷达摄图，能使导弹击中隐蔽和伪装的目标。合成孔径雷达还用于深空探测。例如，用合成孔径雷达探测月球、金星的地质结构。
合成孔径雷达
激光雷达
激光雷达是用激光器作为辐射源的雷达。它是激光技术与雷达技术相结合的产物，激光雷达采用脉冲或连续波两种工作方式。其探测方法可分为直接探测与外差探测。激光扫描方法是科技上获取三维地理信息的主要途径。另外，通过这种途径获取的数据成果，也被广泛应用于资源勘探、城市规划、农业开发、水利工程、土地利用、环境监测、交通通讯、防震减灾及国家重点建设项目等方面，为国民经济、社会发展和科学研究提供了极为重要的原始资料，并取得了显著的经济效益，展示出良好的应用前景。
成像激光雷达可以显示水下目标的形状等特征，更加便于识别目标。水下监测特性是成像激光雷达的一大优势。
知识小百科
雷达的“家史”
脉冲多普勒雷达
1842年，多普勒率先提出利用多普勒效应的多普勒式雷达。
1864年，马克斯威尔推导出可计算电磁波特性的公式。
1886年，赫兹展开研究无线电波的一系列实验。
1888年，赫兹成功利用仪器产生无线电波。
1897年，汤普森展开对真空管内阴极射线的研究。
1904年，侯斯美尔发明电动镜。这是利用无线电波回声探测的装置，可防止海上船舶相撞。
1906年，德弗瑞斯特发明真空三极管。这是世界上第一种可放大信号的主动电子元件。
1916年，马可尼和富兰克林开始研究短波信号反射。
1917年，沃森瓦特成功设计雷暴定位装置。
1922年，马可尼在美国电气及无线电工程师学会发表演说，题目是《可防止船只相撞的平面角雷达》。
1922年，美国泰勒和杨建议在两艘军舰上装备高频发射机和接收机，以搜索敌舰。
美国相控阵雷达
1924年，英国阿普利顿和巴尼特通过电离层反射无线电波测量塞层的高度。美国布莱尔和杜夫用脉冲波来测量亥维塞层。
1925年，贝尔德发明机动式电视（现代电视的前身）。
1925年，伯烈特与杜武合作，第一次成功使用雷达，把从电离层反射回来的无线电短脉冲显示在阴极射线管上。
1931年，美国海军研究实验室利用拍频原理研制雷达，开始让发射机发射连续波，三年后改用脉冲波。
1935年，法国古顿研制出用磁控管产生16厘米的波长，可以在雾天或黑夜发现其他船只。这是雷达和平利用的开始。
1936年1月，英国W·瓦特在索夫克海岸架起了英国第一个雷达站；英国空军又增设了5个。它们在第二次世界大战中发挥了重要作用。
1937年，马可尼公司替英国加建20个链向雷达站。
1937年，美国第一个军舰雷达XAF试验成功。
1937年，瓦里安兄弟研制成高功率微波振荡器，又称速调管。
1939年，布特与兰特尔发明电子管，又称共振穴磁控管。
1941年，苏联最早在飞机上装备预警雷达。
1943年，美国麻省理工学院研制出机载雷达平面位置指示器，可将运动中的飞机柏摄下来。他发明了可同时分辨几十个目标的微波预警雷达。
1944年，马可尼公司成功设计、开发并生产“布袋式”系统，以及“地毡式”雷达干扰系统。前者用来截取德国的无线电通讯，而后者则用来装备英国皇家空军的轰炸机队。
1945年，二次大战中，全凭装有特别设计的真空管──磁控管的雷达，盟军得以打败德国。
1947年，美国贝尔电话实验室研制出线性调频脉冲雷达。
20世纪50年代中期，美国装备了超距预警雷达系统，可以探寻超音速飞机。不久又研制出脉冲多普勒雷达。
1959年，美国通用电器公司研制出弹道导弹预警雷达系统，可发跟踪3000英里外、600英里高的导弹，预警时间为20分钟。
1964年，美国装置了第一个空间轨道监视雷达，用于监视人造地球卫星或空间飞行器。
1971年，加拿大伊朱卡等3人发明全息矩阵雷达。与此同时，数字雷达技术在美国出现。
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