理论教育 电子学概述:电子的特性、行为和应用

电子学概述:电子的特性、行为和应用

时间:2023-11-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:电子学概述篇什么是电子?“电子”的名称是由爱尔兰物理学家乔治·丁·斯通尼于1891年起的。电子学是一门以应用为主要目的的科学。它是一门研究电子的特性、行为和电子器件的物理学科。电子学是以电子运动和电磁波及其相互作用的研究和利用为核心发展起来的。电子学具有非常鲜明的应用目的性,这是电子学的重要特点之一。在现代的电子产品中,上述晶体三极管的放大效应得到了广泛的应用。

电子学概述:电子的特性、行为和应用

电子学概述篇

什么是电子?

物质的基本构成单位是原子,原子是由电子、中子和质子组成的。其中电子带负电,中子不带电,质子带正电,原子对外不显电性。相对于中子和质子组成的原子核,电子的质量则显得极其微小,质子的质量大约是电子的1840倍。

电子是一种基本粒子,目前无法再分解成更小的物质。电子的直径是质子的0.001倍,质量为质子的1/1840。电子通常排列在原子的各个能量层上。当原子互相结合成为分子时,在最外层的电子便会由一个原子移至另一个原子或成为彼此共享的电子。

电子是在1897年由剑桥大学的约瑟夫·汤姆生教授在研究阴极射线时发现的。

“电子”的名称是由爱尔兰物理学家乔治·丁·斯通尼于1891年起的。

什么是电子学

电子学是一门以应用为主要目的的科学。它是一门研究电子的特性、行为和电子器件的物理学科。电子学涉及的科学门类很多,包括物理、化学、数学材料科学等。

电子学是以电子运动和电磁波及其相互作用的研究和利用为核心发展起来的。电子在真空、气体、液体、固体和等离子体中运动时产生的许多物理现象,电磁波在真空、气体、液体、固体和等离子体中传播时发生的许多物理效应,以及电子和电磁波的相互作用的物理规律,合起来构成电子学研究的主要内容。电子学不仅仅致力于这些物理现象、物理效应和物理规律的研究,还致力于这些物理现象、物理效应和物理规律的应用。电子学具有非常鲜明的应用目的性,这是电子学的重要特点之一。

什么是电子管

电子管是一种在气密性封闭容器(一般为玻璃管)中产生电流传导,利用电场对真空中的电子流的作用,以获得信号放大或振荡的电子器件。电子管早期广泛应用于电视机、收音机等电子产品中,近年来逐渐被晶体管和集成电路所取代,但目前在一些高保真的音响器材中,仍然使用电子管作为音频功率放大器件。

电子管在电器中用字母“V”或“VE”表示。

什么是半导体

半导体指常温下导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。半导体在收音机、电视机以及温度测量上有非常广泛的应用。

物质存在的形式是多种多样的。我们通常把导电性和导热性比较差的材料,如金刚石、人工晶体、琥珀陶瓷等称为绝缘体。而把导电、导热性能都比较好的材料,如金、银、铜、铁、锡、铝等金属称为导体。而介于导体和绝缘体之间的材料,我们可以简单地称其为半导体。与导体和绝缘体相比,半导体的发现是最晚的,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后,半导体的存在才真正被学术界所认可。

半导体是如何被发现的?

1833年,英国的巴拉迪首次发现硫化银的电阻随着温度变化的情况不同于一般金属。一般情况下,金属的电阻随温度升高而增加,但巴拉迪发现硫化银材料的电阻却是随着温度的上升而降低。这便是半导体现象的首次发现。

1839年,法国的贝克莱尔发现:半导体和电解质接触形成的结在光照下会产生一个电压,这就是后来人们熟知的光生伏特效应,这是半导体的第二个特征。

1874年,德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关,即它的导电有方向性。在它两端加一个正向电压,它是导电的;如果把电压极性反过来,它就不导电,这是半导体的整流效应,也是半导体所独有的第三个特性。同年,舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应。

1873年,英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应,这是半导体的第四个特性。

半导体的这四个特性虽在1880年以前就被先后发现了,但半导体这个名词一直到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。而半导体的这四个特性一直到1947年12月才由贝尔实验室总结出来。

什么是晶体管?

晶体管(transistor)是一种固体半导体器件,可用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等。晶体管作为一种可变开关,基于输入的电压,控制流出的电流,因此晶体管可用作电流的开关。和一般机械开关(如Relay、switch)不同的是:晶体管是利用电讯号来控制,而且开关速度非常快,在实验室中的切换速度可达100吉赫兹以上。

晶体管是谁发明的?

1947年12月,美国贝尔实验室的肖克莱、巴丁和布拉顿组成的研究小组,研制出一种点接触型的锗晶体管,这宣告了晶体管的问世。晶体管是20世纪的一项重大发明,是微电子革命的先声。晶体管出现以后,逐步取代了体积大、功率消耗大的电子管。晶体管的发明也为后来集成电路的降生吹响了号角。

晶体管的发明最早可以追溯到1929年,当时的工程师利莲费尔德已经取得一种晶体管的专利。但是,限于当时的技术水平,制造这种器件的材料达不到足够的纯度,无法把这种晶体管制造出来。

由于电子管处理高频信号的效果不怎么理想,人们就设法改进矿石收音机中所用的矿石触须式检波器。在这种检波器里,有一根和矿石(半导体)表面相接触的金属丝(像头发一样细并且能形成检波接点),它既能让信号电流沿一个方向流动,又能阻止信号电流向相反方向流动。在二战爆发前夕,贝尔实验室发现掺有某种极微量杂质的锗晶体的性能不仅优于矿石晶体,而且在某些方面比电子管整流器效果更好。

在二战期间,不少实验室在有关硅和锗材料的制造和理论研究方面都取得了很好的成绩,这为晶体管的发明奠定了基础。

为了克服电子管的局限性,二战结束以后,贝尔实验室加紧了对固体电子器件的基础研究。肖克莱等人决定集中研究硅、锗等半导体材料,探索用半导体材料制作放大器件的可能性。

1945年秋天,贝尔实验室成立了以肖克莱为首的半导体研究小组,成员有布拉顿、巴丁等人。布拉顿早在1929年就开始在这个实验室工作,长期从事半导体的研究工作,有非常丰富的经验。他们经过一系列的实验观察,逐步明白了半导体中电流放大效应产生的原因。布拉顿发现,在锗片的底面接上电极,在另一面插上细针并通上电流,然后让另一根细针尽量靠近它,并通上微弱的电流,这样就会使原来的电流产生很大的变化。这就是“放大”作用。

布拉顿等人还想出有效的办法来实现这种放大效应。他们在发射极和基极之间输入一个弱信号,在集电极和基极之间的输出端,放大为一个强信号。在现代的电子产品中,上述晶体三极管的放大效应得到了广泛的应用。

巴丁和布拉顿最初制成的固体器件的放大倍数仅为50倍左右。不久之后,他们利用两个靠得很近(相距0.05毫米)的触须接点,来替代金箔接点,制造了“点接触型晶体管”。1947年12月,世界上最早的实用半导体器件终于宣告问世,在首次试验时,它能把音频信号放大100倍左右。

该怎么为这个器件命名呢?布拉顿想到它的电阻变换特性,即它是靠一种从“低电阻输入”到“高电阻输出”的转移电流来工作的,于是给它取名为trans-resister(转换电阻),后来缩写为transister,中文译名即晶体管。

1956年,肖克莱、巴丁、布拉顿三人因发明晶体管而同时荣获诺贝尔物理学奖。

什么是集成电路?

集成电路是一种微型电子器件。集成电路是采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连在一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构。其中所有元件在结构上已组成一个整体,这样,整个电路的体积就大大缩小了,而且引出线和焊接点的数目也大大减少,从而使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。

集成电路具有体积小、重量轻、引出线和焊接点少、寿命长、可靠性高、性能好等优点,同时成本很低,便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备,如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用,同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。

集成电路在电路中用字母“IC”(有时也有用文字符号“N”等)表示。

什么是固态电子器件?

固态电子器件是利用固体内部电子运动原理制成的,具有一定功能的电子器件。固体一般可分为绝缘体、半导体和导体3类。半导体的电学性能容易受各种环境的因素,如掺杂、光照等的控制,容易制成电子功能器件,因此绝大部分的固态电子器件都是用半导体材料制成的,有时也称为半导体电子器件。半导体中可移动的带电粒子分为电子、空穴和离子3类。电子是带负电荷的粒子,空穴是带正电荷的准粒子,离子可带负电荷也可带正电荷。离子导电的半导体在导电过程中容易产生本身成分的化学变化,因此不宜作电子功能器件。电子导电的半导体简称N型半导体。空穴导电的半导体简称P型半导体。锗、硅半导体材料中掺入微量的磷、砷或锑就成为N型半导体;掺入微量的硼、镓或铝,就成为P型半导体。N型半导体和P型半导体连接起来就形成一个PN结。PN结是许多固态电子器件的基本单元结构。PN结具有整流特性,通电流时,一个方向的电阻很小,另一个方向的电阻很大。反向偏置时,PN结还可和一个电容器等效。

固态电子器件是20世纪40年代发展起来的。30年代固体电子论的发展和四五十年代锗、硅材料工艺的进展,奠定了后半个世纪固态电子器件飞速发展的基础。1947年W·H·布拉顿和J·巴丁发明的第一个固态放大器点接触晶体管是固态电子器件发展过程中一个划时代的历史事件。同真空电子器件相比,固态电子器件具有体积小、重量轻、功耗小、高可靠、易集成等优点,便于实现电子系统的微型化,是现代集成电路的基础。除了应用于大规模和超大规模的集成电路,固态电子器件还广泛应用于诸如微波通信、红外探测、光纤通信、固体成像、能量转换等很多领域。固态电子器件所用的材料主要是半导体硅和砷化镓材料。随着固体新材料的不断出现和工艺技术的不断成熟,新型固态电子器件也在不断出现,如各种超导器件、非晶态半导体器件、超晶格量子构器件等等。

什么是真空电子器件?

真空电子器件是借助电子在真空或气体中与电磁场发生相互作用,将一种形式的电磁能量转换为另一种形式的电磁能量的电子器件。真空电子器件按其功能不同,可分为:实现直流电能和电磁振荡能量之间转换的静电控制电子管;将直流能量转换成频率为300兆赫~ 3000吉赫电磁振荡能量的微波电子管;利用聚焦电子束实现光、电信号的记录、存储、转换和显示的电子束管;利用光电子发射现象实现光电转换的光电管;产生X射线的X射线管;管内充有气体并能产生气体放电的充气管;以真空和气体中粒子受激辐射为工作机理,将电磁波加以放大的真空量子电子器件等等。真空电子器件广泛应用于广播、通信、电视、雷达、导航、自动控制、电子对抗、计算机终端显示、医学诊断等领域。自20世纪60年代以后,很多真空电子器件已逐步为固态电子器件所取代,但在高频率、大功率的领域,真空电子器件仍然具有很大的生命力。

什么是电子元件?

电子元件是组成电子产品的基础,掌握常用电子元件的种类、结构及性能是学习电子技术的基础。

常用的电子元件主要有:电阻、电容、电感、电位器变压器、三极管、二极管等。

导体对电流的阻碍作用叫做该导体的电阻。电阻小的物质称为电导体,简称导体。电阻大的物质称为电绝缘体,简称绝缘体。

在物理学里,用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体,电阻一般不同,电阻是导体本身的一种性质。

导体的电阻通常用字母R表示,电阻的单位是欧姆(ohm),简称欧,符号是Ω(希腊字母,音译成拼音读作ōu mì gǎ)。

电阻器简称电阻,英文写作Resistor,通常用“R”表示,是所有电子电路中使用最多的电子元件。电阻的主要物理特性是变电能为热能,因此可以说电阻器是一个耗能元件,电流经过它就会产生内能。电阻在电路中通常起分压分流的作用,对信号来说,交流与直流信号都可以通过电阻。

电容器通常简称为电容,用字母C表示。顾名思义,电容器是“装电的容器”,是一种容纳电荷的器件。电容(或称电容量)是表征电容器容纳电荷本领的物理量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量,叫做电容器的电容。电容器的用途很广,它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件,主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、隔直流等电路中。

国际单位制里,电容的单位是法拉,简称法,符号是F。(www.daowen.com)

晶体二极管,简称二极管,它是只往一个方向传送电流的电子零件。二极管是一种具有1个零件号接合的2个端子的器件,具有按照外加电压的方向,使电流流动或不流动的性质。晶体二极管是一个由P型半导体和N型半导体形成的PN结,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。当不存在外加电压时,由于PN结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。

三极管,全称为半导体三极管,也称双极型晶体管或晶体三极管,是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号,也可用作无触点开关。

电感是指线圈在磁场中活动时,所能感应到的电流的强度,单位是“亨利”(H),也指利用此性质制成的元件。

电位器是用于分压的可变电阻器。在裸露的电阻体上,紧压着一到两个可移动的金属触点,触点位置确定电阻体任一端与触点间的阻值。电位器是一种可调电子元件,由一个电阻体和一个转动或滑动系统组成。电位器广泛应用于电子设备,在音响和接收机中常用于音量控制。

变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压的电子设备,其主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心(磁芯)。在电器设备和无线电路中,电位器常用于升降电压、匹配阻抗、安全隔离等。

什么是PN结?

采用不同的掺杂工艺,通过扩散作用,将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就会形成一个空间电荷区,即为PN结。PN结具有单向导电性。P是positive的缩写,N是negative的缩写,表明正荷子与负荷子起作用的特点。当P型半导体和N型半导体结合在一起时,由于交界面处存在载流子浓度的差异,这样电子和空穴都会从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。因为电子和空穴都是带电的,它们扩散的结果就使P区和N区中原来的电中性条件破坏了,P区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子,N区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。这些不能移动的带电粒子通常称为空间电荷,它们集中在P区和N区的交界面附近,形成了一个很薄的空间电荷区,这就是我们所说的PN结。

什么是爱迪生效应?

爱迪生效应是托马斯·爱迪生于1883年发现的。1877年,爱迪生发明碳丝电灯之后,应用不久即出现了电灯寿命太短的问题:由于碳丝难耐高温,使用不久就会“蒸发”,灯泡的寿命也完结了。爱迪生想方设法加以改进。1883年,爱迪生突发奇想:在灯泡内另行封入一根铜线,也许可以阻止碳丝蒸发,延长灯泡寿命。经过反复试验,碳丝虽然蒸发如故,但他却从这次失败的试验中发现了一个奇怪的现象,即碳丝加热后,铜线上竟有微弱的电流通过。铜线与碳丝并不联接,哪里来的电流呢?在当时,这是一件不可思议的事情,敏感的爱迪生断定这是一项新的发现,并想到根据这一发现也许可以制成电流计、电压计等电器设备。为此他申请了专利,命名为“爱迪生效应”。此后,英国物理学家弗莱明根据“爱迪生效应”发明了电子管(即二极管)。随后,人们又在弗莱明二极管的基础上制成了三极管,这促成了世界上第一座无线电广播电台于1921年在美国匹兹堡市建立。此后,无线电通讯如雨后春笋般迅速出现在世界各地。

什么是电磁波?

电磁波是在电场与磁场交互作用下,在空中产生的行进波动。其行进的模式类似海浪前进的波浪状。简单来说,电磁波就是电磁场的波动,电场的变化产生磁场,磁场的变化形成电场,电场与磁场交互作用而产生的波动,就称为电磁波,也常称为电波。我们常说的紫外线、阳光、红外线、收音机的FM、电视波、军用的雷达波、用来侦测天气气象用雷达波,夜晚时万家灯火的光线、伦琴射线(X射线)、γ射线(伽玛射线)、核能电厂产生的辐射线等等都是电磁波。

电磁波与光和热相同,属于一种能量,凡是能够释放能量的物体都会释放电磁波,因此,在我们日常生活中,存在大量看不见的电磁波,手提电话释放的电磁波辐射就是其中的一个典型。

1864年,英国科学家麦克斯韦以前人对电磁现象的研究成果为基础,建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在,并推导出电与光具有同样的传播速度。

1887年,德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后,人们又进行了多次实验,不仅证明光是一种电磁波,而且发现了更多形式的电磁波,它们在本质上是完全相同的,只是波长和频率有很大的差别。按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来,就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话,它们依次是:无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。

电磁辐射对人体有哪些危害?

广义的电磁辐射通常是指电磁波频谱。狭义的电磁辐射是指电器设备所产生的辐射波,通常是指红外线以下的部分。

电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和积累效应3种。

热效应:人体内70%以上是水,水分子受到电磁波辐射后会相互摩擦,引起机体升温,从而影响到身体其他器官的正常工作。

非热效应:人体的器官和组织都存在微弱的电磁场,它们原本是稳定和有序的,一旦受到外界电磁波的干扰,处于平衡状态的微弱电磁场就会遭到破坏,人体的正常循环机能也就会遭受破坏。

累积效应:热效应和非热效应作用于人体后,会对人体造成一系列伤害,如果这种伤害尚未来得及自我修复又再次受到电磁波辐射的话,其伤害程度就会发生累积效应,久而久之会发展成为一种永久性病态甚至危及生命。对于长期接触电磁波辐射的群体,即使功率很小,频率很低,也会诱发很多想不到的病变,所以应引起高度警惕。

电磁辐射对人类危害有哪些具体表现?

科学家经过长期的研究证明:电磁辐射对人体危害极大,主要表现在以下几个方面:

(1)电磁波可能是儿童患白血病的元凶之一。医学研究证明,长期处于强电磁辐射的环境中,会使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变。意大利的专家经过研究表示,该国每年有400多名儿童患白血病,其主要原因是距离高压电线太近,因而受到了严重的电磁污染。

(2)电磁波是诱发癌症并加速人体的癌细胞增殖的元凶之一。电磁辐射污染会影响人体的循环系统、免疫、生殖和代谢功能,严重的还会诱发癌症,并会加速人体的癌细胞增殖。瑞士的研究资料指出,周围有高压线经过的住户居民,患乳腺癌的概率比常人高7﹒4倍之多。美国某癌症医疗基金会的一项抽样化验结果表明,在高压线附近工作的工人,其癌细胞生长速度比一般人要快24倍。

(3)电磁波能影响人的生殖系统,主要表现为男性精子质量降低,孕妇发生自然流产和胎儿畸形等。

(4)可导致儿童智力残障。据调查显示,我国每年出生的2000万婴儿中,有35万为缺陷儿,其中25万为智力残障,有关专家认为电磁辐射是影响因素之一。世界卫生组织认为,计算机、电视机、移动电话的电磁辐射对胎儿有很大的不良影响。

(5)电磁波能影响人们的心血管系统,表现为心悸、失眠、部分女性经期紊乱、心动过缓、心搏血量减少、窦性心率不齐、白细胞减少、免疫功能下降等。如果装有心脏起搏器的病人处于强电磁辐射的环境中,会影响心脏起搏器的正常使用。

(6)电磁波会对人们的视觉系统产生不良影响。眼睛属于人体对电磁辐射的敏感器官之一,过强的电磁辐射污染会引起视力下降、引发白内障等。

(7)强剂量的电磁辐射还会影响和破坏人体原有的生物电流和生物磁场,使人体内原有的电磁场发生异常。另外,不同的人或同一个人在不同年龄阶段对电磁辐射的承受能力是不一样的,老人、儿童以及孕妇属于对电磁辐射的敏感群体。

(8)电磁波能加速皮肤老化,造成皮肤粗糙。

怎样减少电磁辐射对人体的危害?

随着人们生活水平的日益提高,电视、电脑、微波炉、电热毯、电冰箱等家用电器越来越普及,电磁波辐射对人体的伤害也随之越来越严重。但由于电磁波是看不见,摸不着,感觉不到,其伤害又是缓慢而隐性的,所以尚未引起人们的普遍注意。那么,应如何尽量减少电磁辐射对人体的伤害呢?

(1)家用电器尽量勿摆放于卧室,也不宜集中摆放或同时使用。

(2)看电视不要持续超过3小时,并与屏幕保持3米以上的距离;关机后立即远离电视机,并开窗通风换气,用洗面奶或香皂等洗脸。

(3)用手机通话时间不宜超过3分钟,通话次数不宜过多。尽量在接通1~2秒钟之后再移至面部通话,这样可减少手机电磁波对人体的辐射危害。

(4)多吃一些具有防电磁波辐射危害的食物,比如绿茶、海带、海藻、裙菜、卵磷脂、猪血、牛奶、甲鱼、蟹等动物性优质蛋白等。

电磁波有哪些用途?

电磁波是一种横波,可用于探测、定位、通信等等。按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来,即为电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话,它们是:无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线(X射线)、及γ射线(伽玛射线)。其用途分别如下:无线电波用于无线电通信等;微波用于微波炉;红外线用于遥控、热成像仪、红外制导弹等;可见光是所有生物用来观察事物的基础;紫外线用于医用消毒、验证假钞、测量距离、工程上的探伤等;X射线用于CT照相;伽玛射线用于治疗,使原子发生跃迁从而产生新的射线等。

无线电广播是如何实现的?

无线电波指的是在自由空间(包括空气和真空)传播的射频频段的电磁波。无线电技术是通过无线电波传播声音或其他信号的技术。无线电波是一种波长大于1毫米,频率小于300吉赫兹的电磁波,它是一种能量的传播形式。电场和磁场在空间中是相互垂直的,并且都垂直于传播方向,在真空中的传播速度等于光速300000千米/秒。

无线电技术的原理大致是这样的:导体中电流强弱的改变会产生无线电波,利用这一现象,通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端,电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。通过解调将信息从电流变化中提取出来,就达到了信息传递的目的。

是谁实现了无线电广播的梦想?

麦克斯韦最早在他递交给英国皇家学会的论文《电磁场的动力理论》中阐明了电磁波传播的理论基础。他的这些工作完成于1861年到1865年之间。

在1886年至1888年间,赫兹首先通过试验验证了麦克斯韦尔的理论。他证明了无线电辐射具有波的所有特性,并发现电磁场方程可以用偏微分方程表达,通常称为波动方程。

1906年,雷吉纳德·菲森登在美国马萨诸塞州采用外差法实现了历史上首次无线电广播。菲森登广播了他自己用小提琴演奏“平安夜”和朗诵《圣经》片段。1922年,位于英格兰切尔姆斯福德的马可尼研究中心开播了世界上第一个定期播出的无线电广播娱乐节目。

什么是雷达?

雷达是一种利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射出电磁波对目标进行照射,然后接收其回波,由此获得目标到电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。

雷达的概念大约形成于20世纪初。雷达为英文radar的音译,为Radio Detection And Ranging的缩写,意思是无线电检测和测距。

各种雷达的用途和结构都不相同,但基本形式是一致的,都包括五个基本组成部分:发射机、发射天线、接收机、接收天线和显示器,另外还有电源、数据录取、抗干扰等辅助设备。

雷达所起的作用和眼睛相类似。它的信息载体是无线电波。事实上,不论是可见光还是无线电波,在本质上都是电磁波,差别在于它们各自所占的波段不同。雷达的工作原理大致是这样的:雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某个方向,处在此方向上的物体反射碰到的电磁波;雷达天线接收此反射波,然后送到接收设备进行处理,提取关于此物体的相关信息,如目标物至雷达的距离、距离变化率、方位以及高度等等。

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