羅伯特·沃特森·瓦特（Robert Watson-Watt）(13 April 1892 – 5 December 1973) 。受封為羅伯特爵士（SirRobert）。蘇格蘭物理學家，因在英國發展雷達獲得聲譽。1935年，英國物理學家沃森瓦特爵士(Sir Robert Watson-Watt )成功研製一台實用雷達系統。這個系統結果協助英國在二次大戰中，抵禦納粹德國的攻擊。
基本介紹
- 中文名：沃森·瓦特
- 外文名：Robert Watson-Watt
- 國籍：英國
- 出生日期：1892
- 逝世日期：1973
- 職業：物理學家
- 畢業院校：聖安德魯斯大學
- 主要成就：研製雷達
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人物簡介
曾就讀於聖安德魯斯大學，後在丹地大學學院任教。曾從事探索雷暴雨氣象工作，1935年在主管國家物理實驗室無線電方面的工作期間，他開始從事飛機無線電定位工作，年末已經能對相距112公里的飛機定位，辦法是向飛機發射無線電波束，再接收由飛機反射的無線電波，並通過所耗費的時間計算距離。這一成果使他設計出世界上第一個實用雷達系統，成為1940年英國抗擊德國的空襲中的決定性因素。他的其它貢獻有︰用於研究大氣現象的陰極射線探向器；對電磁輻射的研究；用於飛行安全的一些發明。
主要貢獻
羅伯特·沃森-瓦特 （Robert Watson-Watt，1892-1973）英國科學家，擔任英國國家物理實驗室無線電研究室主任，20世紀30年代初曾領導利用無線電波探測電離層的研究。後又開始研製雷達。為英國在不列顛戰役獲勝立下大功。
ROBERT A. WATSON-WATT和A.F. WILKINS先生 1932年，Watson－Watt突然有了無線電測向的想法。後來他和A.F. Wilkins合寫了一篇詳細敘述無線電檢測並且修正、配合雷達。為了得到撥款，兩個人在英國進行了第一次演示。利用在Daventry的BBC短波廣播站的傳送，他們測量到了從Heyford基地的上下飛行在不同區域的轟炸機反射過來的能量。探測達到了8英里。
二戰期間，沃森-瓦特設計出了世界上第一個實用的雷達警戒系統，有效地抗擊了納粹德國的空襲。1935年4月，Robert Watson-Watt取得英國空防雷達系統的專利。 有許多的科學家和工程師都對在第二次世界大戰期間，關係盟軍的勝利扮演著極重要角色的雷達系統之發展有所貢獻。雷達(Radar是RAdio Detec-tion And Ranging的首字母縮略字)通過傳送無線電波，再測量其反射回來的訊號以偵測遠方的物體，如飛機或船隻。Robert Watson-Watt爵士最先發展出實用的雷達系統，在第二次世界大戰期間用來幫助防禦英國，是最偉大的雷達先驅之一。雷達系統所需之基本原理於19世紀80年代即已確立，當時的德國物理學家Heinrich Hertz首度製造出無線電波，將其在他的實驗室內傳送。
吝惜30萬元美金 葬送日本聯合艦隊
第二次世界大戰中，美日海軍在太平洋上的較量書寫了世界海戰史上最慘烈的篇章。然而人們可能不知道，小小的雷達對這場戰爭的勝負產生了重要影響 。日本海軍由於吝惜金錢，錯過了先於美國擁有雷達的機會，為最終失敗埋下了伏筆。
在美國加利福尼亞州的柏卡慈費爾德機場附近，住著一位名叫斯比奇的博士，他是個電學權威，以發明測深儀而聞名國內外。第二次世界大戰爆發以後，斯比奇發明了一種通過傳送電波捕捉飛機位置和航線的裝置，也就是雷達。為了推銷自己的發明，他先後與美國陸海軍以及民間航空公司進行洽談，並開價30萬美元，但軍方和航空公司根本不感興趣。無奈之下，斯比奇把目光轉向了國外。他找到了自己的日本鄰居中谷醫生，希望中谷能幫忙將裝置銷往日本。斯比奇對中谷說：“只要有這個裝置，飛機在空中的運行狀態便可一目了然。假如飛機墜落，也可以確切地知道它墜毀的位置。這對航空公司來說是必不可少的。請你與日本航空公司聯繫一下。”
不久，中谷就和日本海軍技術研究所的技師田道一雄取得了聯繫，並把雷達的參考書、部分圖紙和照片送給田道。田道翻閱了雷達的資料，意識到這一發明將給日本海軍帶來巨大的變化。於是，他把資料送到艦政本部，希望他們能夠買下這項發明。然而，艦政本部的研究人員卻說：“只有從兩點發射電波才能確定飛機的位置，這種從一點發射電波的辦法是行不通的。因而，輕率地付出30萬美元巨資購買它，我們海軍是絕不能容許這樣做的。”
田道不肯罷休，又向航空本部進諫。航空本部也說：“這種裝置是否能製造出來，我們也有疑問。不過從資料看來，它對淺水處的潛艇是有效的。如果能花10萬美元買下，是再好不過的了。”隨後，這件事情被航空本部擱置下來。一年以後，在田道的再三勸說下，航空本部終於同意花30萬美元買下雷達。可是，這部雷達裝置已被美國軍方買走，結果日本人與這種新式裝備擦肩而過。原來，美國諜報機關從英國軍方獲悉，作為英軍的秘密武器，雷達在歐洲戰場上發揮了巨大作用，美國決定儘快擁有這種武器。美國軍方買下斯比奇的雷達後，很快就將其改造並安裝在軍艦上。
中途島戰役後，美軍展開了海上大反攻。隨著雷達全面裝備艦隊，美軍取得了越來越多的戰果。1942年10月11日夜，號稱“東京快車”的日本夜襲艦隊，對瓜達爾卡納爾島海域的美軍發動偷襲，令善於“夜戰”的日本海軍沒想到的是，他們還未發現美艦，就遭到了美艦猛烈的炮火攻擊，巡洋艦“古鷹”號沉沒，司令官後藤戰死，驅逐艦“吹雪”號也被擊沉，只有巡洋艦“青葉”號經過奮戰勉強脫險，“東京快車”首嘗敗績。此後，日本軍艦經常在意想不到的情況下遭到打擊，特別是日軍的潛艇，接二連三地在夜間被擊沉。後來，日軍終於搞明白，原來是美軍的雷達發現了自己的艦隊。
1944年夏天，日本的軍艦上也終於安裝了雷達，可為時已晚，日本海軍的喪鐘已經敲響，面對美軍的雷達優勢，日本人不禁哀嘆：“我們因為吝嗇30萬美元而葬送了帝國海軍”。（來源：《環球時報》）
雷達介紹
定義雷達概念形成於20世紀初。雷達是英文radar的音譯，意為無線電檢測和測距，是利用微波波段電磁波探測目標的電子設備。組成各種雷達的具體用途和結構不盡相同，但基本形式是一致的，包括五個基本組成部分:發射機、發射天線、接收機、接收天線以及顯示器。還有電源設備、數據錄取設備、抗干擾設備等輔助設備。 工作原理雷達所起的作用和眼睛相似，當然，它不再是大自然的傑作，同時，它的信息載體是無線電波。 事實上，不論是可見光或是無線電波，在本質上是同一種東西，都是電磁波，傳播的速度都是光速C,差別在於它們各自占據的波段不同。其原理是雷達設備的發射機通過天線把電磁波能量射向空間某一方向，處在此方向上的物體反射碰到的電磁波；雷達天線接收此反射波，送至接收設備進行處理，提取有關該物體的某些信息(目標物體至雷達的距離，距離變化率或徑向速度、方位、高度等)。
測量距離實際是測量發射脈衝與回波脈衝之間的時間差，因電磁波以光速傳播，據此就能換算成目標的精確距離。測量目標方位是利用天線的尖銳方位波束測量。測量仰角靠窄的仰角波束測量。根據仰角和距離就能計算出目標高度。測量速度是雷達根據自身和目標之間有相對運動產生的頻率都卜勒效應原理。雷達接收到的目標回波頻率與雷達發射頻率不同，兩者的差值稱為都卜勒頻率。從都卜勒頻率中可提取的主要信息之一是雷達與目標之間的距離變化率。當目標與干擾雜波同時存在於雷達的同一空間分辨單元內時，雷達利用它們之間都卜勒頻率的不同能從干擾雜波中檢測和跟蹤目標。套用雷達的優點是白天黑夜均能探測遠距離的目標，且不受霧、雲和雨的阻擋，具有全天候、全天時的特點，並有一定的穿透能力。因此，它不僅成為軍事上必不可少的電子裝備，而且廣泛套用於社會經濟發展(如氣象預報、資源探測、環境監測等)和科學研究(天體研究、大氣物理、電離層結構研究等)。星載和機載合成孔徑雷達已經成為當今遙感中十分重要的感測器。以地面為目標的雷達可以探測地面的精確形狀。其空間分辨力可達幾米到幾十米，且與距離無關。雷達在洪水監測、海冰監測、土壤濕度調查、森林資源清查、地質調查等方面顯示了很好的套用潛力。
雷達種類
雷達種類很多，可按多種方法分類：（1）按定位方法可分為：有源雷達、半有源雷達和無源雷達。（2）按裝設地點可分為；地面雷達、艦載雷達、航空雷達、衛星雷達等。（3）按輻射種類可分為：脈衝雷達和連續波雷達。（4）按工作被長波段可分：米波雷達、分米波雷達、厘米波雷達和其它波段雷達。（5）按用途可分為：目標探測雷達、偵察雷達、武器控制雷達、飛行保障雷達、氣象雷達、導航雷達等。 相控陣雷達是一種新型的有源電掃陣列多功能雷達。它不但具有傳統雷達的功能，而且具有其它射頻功能。有源電掃陣列的最重要的特點是能直接向空中輻射和接收射頻能量。它與機械掃描天線系統相比，有許多顯著的優點。
雷達的歷史
1842年都卜勒（Christian Andreas Doppler）率先提出利用都卜勒效應的都卜勒式雷達。
1864年馬克斯威爾（James Clerk Maxwell）推導出可計算電磁波特性的公式。 1886年赫茲（Heinerich Hertz）展開研究無線電波的一系列實驗。1888年赫茲成功利用儀器產生無線電波。1897年湯普森（JJ Thompson）展開對真空管內陰極射線的研究。 1904年侯斯美爾（Christian Hülsmeyer）發明電動鏡（telemobiloscope），是利用無線電波回聲探測的裝置，可防止海上船舶相撞。1906年德弗瑞斯特（De Forest Lee）發明真空三極體，是世界上第一種可放大信號的主動電子元件。 1916年馬可尼（ Marconi）和富蘭克林（Franklin）開始研究短波信號反射。
1917年沃森·瓦特（Robert Watson-Watt）成功設計雷暴定位裝置。1922年馬可尼在美國電氣及無線電工程師學會（American Institutes of Electrical and Radio Engineers）發表演說，題目是可防止船隻相撞的平面角雷達。 1922年美國泰勒和楊建議在兩艘軍艦上裝備高頻發射機和接收機以搜尋敵艦。1924年英國阿普利頓和巴尼特通過電離層反射無線電波測量賽層（ionosphere）的高度。美國布萊爾和杜夫用脈衝波來測量亥維塞層。1925年貝爾德（John L. Baird）發明機動式電視（現代電視的前身）。1925年伯烈特（Gregory Breit）與杜武（Merle Antony Tuve）合作，第一次成功使用雷達，把從電離層反射回來的無線電短脈衝顯示在陰極射線管上。1931年美國海軍研究實驗室利用拍頻原理研製雷達，開始讓發射機發射連續波，三年後改用脈衝波。
