1930年6月,泰勒和楊的同事海蘭在進行高頻無線電定向實驗時再次發現,如果上空有飛機飛過,他的無線電信號就會受到嚴重的幹擾。由此他建議海軍采用發射定向無線電波束的方法來搜索遠方的敵機。
30年代,美國、英國、法國、荷蘭和德國等國家對探測飛機的雷達進行了研究。很難分清誰是首創者,因此有人把它稱為是一種“同時的發明”。
1934年,英國物理學家沃森·瓦特帶領一批科學家,利用無線電技術對大氣層進行科學考察。他們使用的儀器有無線電發射機、接收機和陰極射線管。一天,當他們正對著陰極射線管的熒光屏觀察時,沃森·瓦特發現有一串小亮點,這引起了他的注意。經過多次試驗發現,這些亮點是從附近一幢大樓反射回來的電磁波信號。沃森·瓦特立即聯想到:既然大樓能反射電波,並在熒光屏上顯示出來,那麼,在遠處空中飛行的飛機不是也能反射電波,並從熒光屏上顯示出來嗎?
1935年1月,沃森·瓦特等人開始進行雷達的試驗、研製工作。他們首先製造出電波的發射裝置與接收裝置,隨後又把全部設備裝在載重汽車上。當試驗飛機從15千米之外起飛,朝載重汽車方向飛來時,汽車上的發射裝置發射出電波,碰到飛機後,電波迅速反射回來,被汽車上的接收裝置接收到。在試驗時,他們可以發現距汽車12千米遠的飛機。
1935年,沃森·瓦特向英國空軍提交了一篇名為《用雷達探測飛機》的文章,引起政府對軍用雷達的重視。英國物理研究所無線電實驗室在當年研製出使用波長為15厘米電磁波的飛機探測雷達裝置——CH係統,探測距離為90千米。同年,法國無線電電子學會,在“諾曼底”號郵船上,安裝了一台工作於分米波段的“目標雷達探測器”,這是最早的民用雷達。
為了探尋敵艦和敵機,1935年,美國海軍研究實驗室計劃設計一種“無線電探測和測距”的裝置,這個裝置英文名稱的縮寫就是RADAR(雷達)。經過一年努力,設計出可以探尋60多千米範圍內飛機的雷達。
早在1934年4月,美國海軍研究實驗室就開始研究設計脈衝雷達,1936年試製成功。他們還為這種雷達設計出發射機和接收機天線轉換開關,在發射兩個脈衝之間,能自動將天線轉換到接收機上,使收、發機共用天線,減小了雷達的體積,使得有可能把雷達安裝在軍艦上。1937年4月,美國最先為軍艦配備了雷達。1938年,雷達開始用於防空襲。
1938年9月,英國研製的CH雷達係統正式投入使用,部署在英國泰晤士河口附近,可探測到250千米處的飛機。1941年,英國沿海岸線形成了完整的防空雷達警戒網。雷達在戰爭中發揮著越來越重要的作用。
雷達的神奇作用
雷達的神奇作用引起許多國家的重視。第二次世界大戰初期,德國首先研製出大功率的三極、四極電子管,把雷達工作的頻率提高到500兆赫以上。這不僅提高了雷達搜索和引導飛機的精度,而且提高了高射炮的命中率。
1939年,英國人蘭德爾與布特發明工作頻率為3 000兆赫的多腔磁控管。1941年,英國研製出采用這種磁控管的微波雷達,使盟軍在空戰和空-海作戰上獲得優勢。
“濾波”
信息沿信道傳輸,不可避免地會受到各種噪雜音的幹擾,有人為的幹擾,也有自然的幹擾(如雷電),有來自信息係統內部的幹擾(如熱噪聲等),也有來自信息係統外部的幹擾,使信宿不能原原本本、準確無誤地收到信源發出的信息,因而導致傳輸質量劣化。嚴重時,信息甚至完全被噪雜音湮沒,使信息傳輸無法進行。因此,如何同噪雜音作鬥爭就成為信息傳輸中的重要課題。
為了使信宿能從編碼的碼子序列中無失真的複製出原始信息,以最大限度地減少信息疑義度,信息論研究中提出了濾波理論。所謂“濾波”,通俗地說,是指從獲得的信號與幹擾的合成波中,盡可能將幹擾波濾除掉,分離出所期望的信息。這與過濾嘴香煙能濾掉有害的尼古丁有點類似。
流星通信
流星是分布在太陽係空間裏數不清的又小又暗的星際物質,小如米粒大似山,以每秒幾十千米的速度繞太陽旋轉。一旦同地球相遇就會以每秒16~80千米的高速在大氣層中運動,使空氣急劇電離,在它後麵形成尾狀離子雲,直到它燒成氣體和極微細的塵末。科學家們設想,無線電通信是把語言或數據轉化成信號電波發送的。傳輸中的電波在與流星餘跡相遇時,迅即被它反射到幾百千米外的地麵上,像手電筒光束那樣擴展開,覆蓋一大片區域;設在那裏的地麵站收到信號後,可以立即發射出回答信號,通過同一層流星餘跡轉送到原來發出信號的地麵站,這樣就可以實現流星通信了。
20世紀50年代初,加拿大科學家就開始著手這方麵的實驗。1954年,流星餘跡正式用於通信事業。