圖4 跟蹤雷達(dá)

雷達(dá)的搜索和警告功能是大多數(shù)人認(rèn)識到的功能。它是對物體的檢測（例如，地面雷達(dá)在雷達(dá)屏幕上查看正在飛行中的飛機(jī)，或者艦載或機(jī)載雷達(dá)查看陸地上的地面）。由于雷達(dá)天線的多次掃描（旋轉(zhuǎn)），此類“目標(biāo)”通常會被信號擊中多次。您會注意到這種雷達(dá)系統(tǒng)的典型區(qū)域是在機(jī)場。它們的天線在較小的機(jī)場尤為明顯，在那里它們更明顯并且可以看到旋轉(zhuǎn)。在較大的機(jī)場，許多天線都受到圓頂保護(hù)，它們位于較偏遠(yuǎn)的地區(qū)?？梢娺@種雷達(dá)系統(tǒng)的另一個區(qū)域是在航運(yùn)港口和碼頭。貨輪，油輪，游輪和休閑游艇上都裝有雷達(dá)系統(tǒng)，帶有旋轉(zhuǎn)天線，用于導(dǎo)航和天氣監(jiān)測。

跟蹤和測量應(yīng)用

通過搜索功能（掃描）檢測到目標(biāo)后，在某些情況下，最好停止掃描并使雷達(dá)波束聚焦在目標(biāo)上。這稱為跟蹤。跟蹤和測量雷達(dá)“鎖定”或停留在目標(biāo)上，并在一定距離或特定時間段內(nèi)對其進(jìn)行跟蹤。當(dāng)鎖定到目標(biāo)時，可以測量許多參數(shù)，例如目標(biāo)大小，范圍，速度，加速度和其他可用于識別和表征的特征。這些雷達(dá)系統(tǒng)的典型軍事應(yīng)用是槍支控制和導(dǎo)彈制導(dǎo)。圖4顯示了典型的跟蹤雷達(dá)系統(tǒng)。

影像應(yīng)用

成像雷達(dá)形成的圖像通常是二維或三維圖像，通常是方位角和范圍坐標(biāo)（請參見圖5）。典型的機(jī)載應(yīng)用是對地面特征進(jìn)行成像。當(dāng)雷達(dá)在地面上移動時，將處理多個雷達(dá)回波以形成圖像。這種類型的系統(tǒng)還可以用于分析應(yīng)力斷裂的機(jī)械系統(tǒng)，以及用于某些醫(yī)療應(yīng)用的（非常低功率的發(fā)射器）分析，并且可以提供腫瘤的三維圖像以幫助癌癥診斷。

圖5 成像雷達(dá)無人機(jī)吊艙（a）和成像雷達(dá)顯示屏（b）。

多普勒雷達(dá)

多普勒雷達(dá)最初被設(shè)想用于難以檢測運(yùn)動目標(biāo)的山區(qū)地形。在多普勒雷達(dá)問世之前，飛機(jī)很容易滑入山區(qū)并幾乎未被發(fā)現(xiàn)進(jìn)入目標(biāo)。傳統(tǒng)的雷達(dá)不會指示移動目標(biāo)，而只是指示目標(biāo)，它可能是一架實(shí)際的飛機(jī)或一座山。

多普勒效應(yīng)最初是由克里斯蒂安·多普勒（Christian Doppler）在1842年描述的，通常是在進(jìn)站的火車吹口哨時站在一個交叉路口來證明的。人們注意到火車接近然后通過時聲音的音高發(fā)生了變化。根據(jù)音高的變化，可以確定火車的速度。這是使用非常精確的多普勒雷達(dá)系統(tǒng)的警察“速度陷阱”的基礎(chǔ)（參見圖6）。這樣的系統(tǒng)難以及時檢測以使駕駛員減速。通常在雷達(dá)檢測器檢測到雷達(dá)的發(fā)射信號時，為時已晚。雷達(dá)系統(tǒng)已經(jīng)記錄了您的速度。

圖6 警察多普勒雷達(dá)。

多普勒系統(tǒng)檢測并跟蹤移動目標(biāo)。從雷達(dá)發(fā)射機(jī)以一定頻率發(fā)送信號。當(dāng)信號撞擊目標(biāo)時，它將信號反射回接收器。返回接收器的頻率決定了目標(biāo)的速度。如果目標(biāo)正在向接收器移動，則接收頻率比發(fā)射頻率高與其相對速度成比例的量。類似地，如果目標(biāo)遠(yuǎn)離接收器，則接收頻率會降低。

除了軍事和警察雷達(dá)應(yīng)用之外，例如，可以在制造中找到系統(tǒng)，其中必須確定產(chǎn)品在裝配線上的位置和速度，以便在特定時間和特定位置執(zhí)行某些操作。天氣雷達(dá)可以極大地影響我們現(xiàn)代文明世界的應(yīng)用，它可以預(yù)測龍卷風(fēng)和颶風(fēng)等惡劣天氣的路徑。多普勒天氣雷達(dá)系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)并跟蹤風(fēng)暴。這使氣象局可以在暴風(fēng)雨來臨之前警告并疏散人員。其他應(yīng)用包括用于汽車防撞系統(tǒng)和備用輔助設(shè)備的雷達(dá)，以及超市和購物中心常見的自動開門器。