物理学史中的四月 1935年4月：Robert Watson-Watt 取得英国空防雷达系统的专利

 有许多的科学家和工程师都对在第二次世界大战期间，关系盟军的胜利扮演着极重要角色的雷达系统之发展有所贡献。雷达（Radar是RAdio Detection And Ranging的首字母缩略字）透过发送无线电波，再测量其反射回来的讯号以侦测远方的物体，如飞机或船只。Robert Watson-Watt爵士最先发展出实用的雷达系统，在第二次世界大战期间用来帮助防御英国，就是最伟大的雷达先驱之一。     

海森伯与纳粹的铀计划

文章分析了海森伯在第二次世界大战期间的科学活动及1941年在哥本哈根与玻尔会见的背景,指出在第二次世界大战期间,尽管海森伯是纳粹铀计划的负责人,但他实际上并未积极参与纳粹原子弹的研制.     

海森伯与纳粹的轴计划

文章分析了海森伯在第二次世界大战期间的科学活动及1941年在哥本哈根与玻尔会见的背景，指出在第二次世界大战期间，尽管海森伯是纳粹铀计划的负责人，但他实验上并未积极参与纳粹原子弹的研制。     

新型LED光源气溶胶探测雷达系统优化设计与初步实验

为了实现近地面、多波长气溶胶时空探测,克服激光波长可选择性不足的问题,利用LED丰富的光谱特性,设计了一种新型发光二极管(LED)光源雷达。LED能量小且发散角大,其出光能量、发散角、接收视场角和几何重叠因子都会对LED光源雷达探测距离产生影响。针对共轴LED光源雷达系统的特点,分析了几何重叠因子的特征和计算方法,详细讨论了光源发散角和接收视场角对几何重叠因子的影响。结合LED光源的特点,利用美国标准大气模型对雷达系统的探测能力进行了仿真,优化了光源发散角和接收视场角,在LED能量一定的情况下获得了最大的探测距离。搭建了LED光源雷达系统并完成了初步实验观测,结果表明该雷达夜晚能够接收到240m远处的大气回波,验证了雷达探测低层大气气溶胶的能力。     

基于DDS的高频雷达应答器的设计

为了对高频雷达接收机进行通道校准和解决雷达接收机通道校准中相位校准的难题,也为了进一步检验雷达系统设备的可靠性与算法的准确性和解决模拟目标运动速度的难题,分析了现有高频雷达应答器的问题,提出了基于DDS的高频雷达应答器,并进行了现场实验,结果表明基于DDS的高频雷达应答器能够有效地实现通道校准,得出了基于DDS的高频雷达应答器能够很好地解决接收机通道的相位校准和模拟目标运动速度的难题;基于DDS的高频雷达应答器采用全数字处理与控制模式,体积小,易便携,很好地实现了接收机通道校准和雷达系统设备与算法的检验,是高频雷达系统的关键部件之一。     

基于边界扫描的雷达嵌入式测试和诊断技术

为解决因雷达数字化、高速化发展引起的测试和诊断技术难题,提出了基于边界扫描的雷达嵌入式测试和诊断方案,介绍了系统的硬件架构和软件设计。该方法可以在雷达系统正常执行任务期间,实时检测数字集成电路的故障,并将故障定位到芯片引脚。对低速数字信号,可以采集完整的信号波形;对较高速度的数字信号,可以通过多次采集和统计分析的方法提取故障特征。该方法已通过试验验证。     

声纳——水中耳目

 雷达,对我们每个人来说并不陌生.在电影中,我们看到呼呼旋转的雷达天线,或高踞于军舰之顶,或矗立于群山之巅,十分壮观而引人注目.但是这个发现空中之物的眼睛,探测风云雷电、预报气象的有力工具,在水中却成了“近视眼”.而利用声波传递信息的声纳成了船舶舰艇的水中耳目.什么是声纳“声纳”(SONAR)一词是第二次世界大战期间由声音(SOund)、导航(NAvigation)和测距(Ranging)三个英文字母的字头构成的.当时的声纳系统确实只限于导航和测距的功能.但经过四十多年的发展,今天声纳的定义就大大扩充了.我们应当把声纳理解为“利用水下声波判断海洋中物体的存在、位置及类型的方法和设备”.     

井中雷达的瞬态电磁波传输特性及实验验证(英文)

研究了瞬态电磁波在地层中的传输特性,为井中雷达系统设计和地层信息解释提供重要依据。通过对传播速度和衰减系数的理论计算,确定目标物与井眼间的距离以及井中雷达最大的探测距离。基于以上雷达波传输特性的理论研究,设计了一个井中雷达系统。为了验证该系统的工作性能,在石灰岩地层中开展了实验测试。实验结果表明:该雷达系统能够探测到距离井眼8m远的金属目标。     

基于Modbus/TCP的配电网自动化远方终端设计

为了提高对现代雷达系统的故障诊断能力,开发了一种融合在雷达系统内部的嵌入式测试系统;系统通过在雷达内部布设测试设备,设置故障监测点和加入测试信号,对雷达各部分的工作状态、性能进行监测,用于雷达系统的性能检测和故障诊断,缩短平均维修时间（MTTR）; 硬件选用精密的测量仪器和先进的总线通讯技术保证测试精度,软件采用先进的算法,融合了加电BIT、周期BIT和维护BIT等测试手段,保证故障隔离的准确,该系统已在多种雷达系统中得到成功的应用。     

小玻尔（Bohr，Aage Niels，1922-）丹麦物理学家（Physicist，Denmark）

小玻尔是玻尔的第4子。这父子二人在第二次世界大战期间参与了美国的原子弹研制工作。他在哥本哈根大学取得博士学位，1956年成为该大学的教授，又在1962年其父逝世后继任哥本哈根玻尔研究所所长至1970年。1951年，他和助手莫特森根据雷恩沃特的理论——原子核不一定是对称结构——从数学上推导出了核结构的细节情况。     

图灵（Turing，Alan Mathison，1912-1954）英国数学家（Mathematician，England）

图灵于1935年进剑桥大学并被选为剑桥皇家学院的评议员。1936年至1938年期间，图灵在美国新泽西州的普林斯顿大学工作，在那里他提出所谓图灵机（一种能够进行计算的最普通的计算机）的理论概念。他指出存在着一些不能解决的问题，这个结论使人想到格德尔的工作。在第二次世界大战期间，图灵在英国的交通部供职，但是战后他开始对电子计算机产生兴趣，在莫奇利和埃克特的工作完成后不久，他设计出英国的第一台电子计算机。     

库什（Kusch，Polykarp，1911-1993）美国物理学家（Physicist，America）

库什因为精确测定电子的磁矩大于理论值、从而导致对量子电动力学的重新考虑和各种修正，与兰姆共获1955年诺贝尔物理学奖。1937年库什在哥伦比亚大学与物理学家拉比肌从事磁场对原子束的影响的研究。第二次世界大战期间他研究雷达，1946年回到哥伦比亚大学任物理学教授。次年库什通过精密的原子束研究，证明电子的磁性与原有的理论不符，随后精确地测定了多种原子、分子中的电子的磁矩和核的特性。     

迷惑雷达的“魔法”

 诞生于第二次世界大战的雷达,有人这样评价了它对这场战争的重要性:“原子弹只不过为战争划下句号,真正赢得战争的却是雷达。”是的,从不列颠之战、中途岛大败日军到追踪日军潜艇,雷达在二战中战功赫赫。到了20 世纪70 年代初期,雷达探测与雷达制导地面火炮及导弹已对进攻的飞机构成了致命的威胁。尤其是在越南和中东战场上,美制战斗机更是在地对空导弹的攻击中损失惨重。如何使雷达这双“千里眼”变成“近视眼”,从而使飞机躲过雷达的探测？英国著名科幻小说家威尔斯在其小说《隐身人》中描写了一个天才青年科学家格里芬发明了一种“隐身服”,穿上它,可把自己变成一个来去无踪的“隐形人”。如果能给飞机设计一种有魔力的“雷达隐身服”来迷惑雷达,那么,在雷达面前,飞机也将成为匿迹消声的“隐形人”。     

相干成象激光雷达

 一、微波雷达到激光雷达微波雷达是到目前为止使用最普遍、技术最成熟的雷达技术之一,往往也称其为电雷达或常规雷达.微波雷达是人们相当熟悉的,它已经广泛应用于军事、国民经济以及航空、航天等各个科学技术领域里.但是,微波雷达往往不能给出令人满意的速度、距离以及空间分辨率,特别是在距目标很近时(如几米至几十米之间)微波雷达往往进入盲区,完成不了某些要求,即所谓的“失灵”.即便是在常规时,由于微波的波长较长,对同一目标的信息量获得的少,影响雷达系统的灵敏度.进入二十世纪六十年代,激光器的研制获得成功.于是以激光器为辐射源的激光雷达的研究,引起许多科学家的重视.     

赫兹（Hertz，Heinrich Rudolf，1857-1894）德国物理学家（Physicist，Germany）

赫兹第一个播出并接收了无线电波。1880年在赫姆霍兹指导下以优异成绩获得柏林大学哲学博士学位。1883年开始研究麦克斯韦姻的电磁理论。1885-1889年任卡尔斯鲁厄工业学院物理学教授时，在实验室产生了无线电波，测量了波长和速度。他指出无线电波的振动性及它的反射和折射的特性，与光波和热波相同。结果他确凿无疑地肯定：光和热都是电磁辐射。1889年任波恩大学物理学教授，在该校继续研究稀有气体的放电。     

费森登（Fessenden，Reginald Aubrey 1866-1932）加拿大-美国物理学家（Physicist，Canada-America）

费森登在19世纪80年代是爱迪生髓手下的首席化学家，1890—1892年又在爱迪生的死对头威斯汀豪斯手下工作。虽然同爱迪生或19世纪的其他许多发明家相比，他几乎不为人知，但他获得的专利无论在数目上还是种类上都仅次于爱迪生而居第二位，他一生获得的专利达500项之多。他的最引人注目的发明是对无线电波的调制。无线电波可以以脉冲的形式模仿莫尔斯脚电码的点划记号向外发送。     

多波长发光二极管光源雷达系统与近地面低层大气气溶胶探测

设计并研制了一台多波长发光二极管(LED)光源雷达系统,用于探测近地面低层大气气溶胶特性.介绍了LED光源雷达系统的组成及工作原理,计算分析了系统几何重叠因子,从而确定了LED光源雷达系统的最低探测高度为60 m.研究了LED光源雷达散射回波信号的数据反演方法,根据LED光源雷达适合近距离探测的特点,采用了Fernald前向积分反演算法,并以地面能见度仪数据为基础,确定了气溶胶消光系数的边界值.利用所设计的475, 530和625 nm三个波长的LED光源雷达系统,分别在轻度污染、中度污染和重度污染天气情况下,对西安夜晚城区上空低层大气气溶胶进行了探测,获得了近300 m高度内三个波长的大气气溶胶消光系数高度分布曲线,并对近地面低层大气气溶胶的垂直分布与变化特征进行了探讨.     

冯·卡门的中国之行

20世纪中叶是人类航空学发展的关键时期.冯·卡门在此期间,空气动力学理论日臻完善,与之相适应的飞机设计也不断向前发展,并在第二次世界大战期间得到检验.在这个航空学发展的黄金时期,有一个人将自己的足迹印在几乎每一次航空理论的重大变革中,这个人就是美籍匈牙利裔空气动力学家西奥多·冯·卡门(Fheodore von Kórmón,1881～1963).     

英国“桑普森”多功能雷达的新进展

英国《简氏防务周刊》2006年3月15日报道，BAE系统公司的综合系统技术分公司计划于今年5月份向承包商的试验基地交付首套试生产“桑普森”多功能雷达（P1雷达）。第2套试生产的雷达（P2雷达）将于8月份装备在“长弓”号制导武器试验驳船上。第3套试生产的雷达系统（P3雷达）将在2006年的下半年交付给位于朴次茅斯附近的海上集成与保障中心（MISC）。     

波波夫（Popov，Alexander Stepanovich，1859-1905）俄国物理学家（Physicist，Russia）

波波夫是神父的儿子，他曾打算作教士，但后转学数学。1883年毕业于圣彼得堡大学。同马可尼一样，波波夫也认识到赫兹发现无线电波的重要性，并比马可尼啪早一年开始研究远距离接收无线电波的方法。他是第一个采用天线的人，1897年，他已能将信号从船上传送到三英里远的岸上。在以后几年里，波波夫设法说服了俄国海军，开始在船上装置无线电设备。