第一節生物仿生——雷達由來
1.黑夜的精靈帶給我們的啟示
在晴朗的夜空中，時而會出現忽明忽暗、閃爍不定的兩顆星，隨著越來越近的轟隆聲，人們才逐漸可以看清：那是一紅一綠的兩盞燈，原來這是一架飛機在夜航。
在這漆黑俱寂的夜幕裏，飛機怎麼能在茫茫夜空中安全地飛行呢？這主要歸功於雷達準確無誤的引導。雷達是人們從蝙蝠身上得到啟示而發明的。蝙蝠就是一種能在漆黑的夜空裏自由飛行的特殊動物，它不僅能輕而易舉地在伸手不見五指的夜裏捕捉到可口的飛蛾和蚊子，而且無論怎麼飛，它絕對不會跟任何障礙物發生相撞，即使是一根極細的電線，它也能十分靈巧地避開。難道是因為蝙蝠的眼睛特別敏銳，能在黑暗的夜裏看清楚所有的東西嗎？
早在100多年前，科學家曾做過一次試驗：在一間屋子裏橫七豎八地拉了許多繩子，繩子上係著許多鈴鐺。他們把一隻蝙蝠的眼睛蒙上，讓它在這個屋子裏飛。蝙蝠飛了半天，科學家竟聽不到屋裏鈴鐺的任何聲響，那麼多的繩子，它連一根也沒碰著。
於是科學家又做了兩次試驗：一次是把蝙蝠的耳朵塞上，另一次是把蝙蝠的嘴封住，讓它在屋子裏再飛兩次。這兩次，蝙蝠就像一隻沒頭的蒼蠅到處亂撞了，掛在繩子上的鈴鐺一直響個不停。這前後三次不同的實驗證明：蝙蝠能在夜裏自由自在地飛行，靠的並不是銳利的眼睛，而是用嘴和耳朵配合起來“探路”的。
科學家經過反複研究，終於揭開了蝙蝠能在夜裏自由自在飛行的秘密：原來它一邊飛，一邊從嘴裏發出一種聲音，這種聲音叫做高頻聲波，也叫超聲波。這是一種人的耳朵根本聽不見的聲音，但蝙蝠的耳朵卻能聽見。超聲波從蝙蝠的嘴裏發出來之後，就像波浪一樣向前方推進，一旦遇到障礙物就立刻被反射了回來，傳到蝙蝠的耳朵裏，蝙蝠聽到“回聲”後就立刻改變飛行的方向，輕盈地繞過障礙物。蝙蝠就是這樣來“看”東西的，科學家管這種方法叫“回聲定位”。
2.打開仿生學之門
後來科學家摹仿著蝙蝠探路的方法，利用這個“回聲定位”的原理發明了雷達和聲呐，把它們分別安裝在了飛機和艦艇上。聲呐是一種通過聲波來探測水中的物體的裝置，由於聲波傳播速度非常慢，而且傳播距離不遠，一般不會超過2千米，於是人們就利用電磁波代替聲波，發明了能遠距離探測目標的雷達。雷達通過它那巨大的天線不斷發出高能量的無線電波，這種無線電波一旦遇到障礙物後就會立刻反射回來，顯示在熒光屏上。駕駛員隻要從雷達的熒光屏上，就能夠把前方所有可能出現的障礙物看得一清二楚，因此飛機在夜裏飛行也十分安全。
第二節蝙蝠之子——認識雷達
1.什麼是雷達
雷達是人們根據蝙蝠利用超聲波“回聲定位”的原理發明的，屬於一個仿生學的範疇。蝙蝠的這種利用超聲波定位測距的身體結構，是自然界中最完美的生物聲呐。而雷達則模擬了蝙蝠的“回聲定位”方法，隻是不像蝙蝠那樣用聲波來定位和測距，而是改用傳播速度最快（聲波速度=340米/秒，電磁波速度=30萬千米/秒）的電磁波來進行定位和測距。可以說，蝙蝠就是現在雷達的最初“原型”。
雷達這個概念最早形成於20世紀初。中文的“雷達”是英文“radar”的音譯，意思是無線電檢測和測距。
雷達是利用電磁波來探測目標和物體位置的一種無線電設備。電磁波同聲波一樣，一旦遇到障礙物就要發生反射，我們所用的雷達就是利用電磁波的這個特性來進行全天候工作的，而聲呐則是利用聲波在水下進行工作。
雷達所起的作用和眼睛十分相似，都是為了能夠迅速“看見”遠處不容易發現的物體，它的信息載體就是無線電波。事實上，不論是可見光還是無線電波，它們在本質上都是同一種東西-電磁波，而且它們都以光速傳播，差別隻在於它們的波長不同而已。
電磁波的波長越短，它傳播的直線性就越好，並且反射性能也越強，因此，雷達大多采用那種波長最短的電磁波-微波。
雷達的天線像一個豎起來的巨大鍋底。
它能通過雷達設備上的一種發射機向一定的方向有規律地發射出一種不連續的無線電波。每次發射持續的時間約為百萬分之一秒，而兩次發射的時間間隔大約是萬分之一秒，後者是前者的100倍。這樣，發射出去的無線電波隻要遇上了障礙物，它就可以在這個時間間隔內被反射回來，而這個像鍋底似的雷達天線就能接收這個反射波。雷達天線把接收到的波立刻反射送往特殊的接收設備迅速進行處理，我們通過處理結果，就能知道有關目標物體的某些信息(如：目標物體和雷達間的距離、距離變化率或徑向速度、方位、高度等)，然後就可以從雷達上的指示儀器準確無誤地判別出前麵有無飛行器或艦艇以及其他一切障礙物，這就是我們人類製造出來的雷達的工作原理和基本功能了。