Radiolokacija je ... Definicija, vrste, načelo delovanja. Radarska postaja

Radar je niz znanstvenih metod in tehničnih sredstev, ki se uporabljajo za določanje koordinat in značilnosti objekta z radijskimi valovi. Preiskovani predmet se pogosto imenuje radarski cilj (ali preprosto tarča).

Načelo radarja

Radiotechnical oprema in naprave za izvajanje radarskih nalog se imenujejo radarski sistemi ali naprave (radar ali radar). Osnove radarja temeljijo na naslednjih fizikalnih pojavih in lastnostih:

• V okolju širjenja radijskih valov, ko se srečujejo z drugimi električnimi lastnostmi, so razpršeni na njih. Val, oddaljen od cilja (ali lastnega sevanja), omogoča radarskim sistemom, da odkrijejo in identificirajo cilj.
• Na velikih razdaljah se domneva, da je propagacija radijskih valov pravilna, s konstantno hitrostjo v znanem mediju. Ta predpostavka omogoča merjenje območja do cilja in njenih kotnih koordinat (z določeno napako).
• Na podlagi Dopplerjevega učinka se radialna hitrost točke sevanja glede na RLL izračuna iz frekvence prejetega odbitega signala.

Zgodovinsko ozadje

Sposobnost oddajanja radijskih valov je pokazal veliki fizik H. Hertz in ruski električni inženir A.S. Popov konec XIX stoletje. Po patentu iz leta 1904 je prvi radar izdelal nemški inženir K. Hulmayer. Naprava, ki jo je imenoval telemobiloskop, je bila uporabljena na ladjah, ki so plula po Renu. V povezavi z razvojem letala Uporaba radarja je bila zelo obetavna kot element zračne obrambe. Raziskave na tem področju so vodili vodilni strokovnjaki iz mnogih držav sveta.

Leta 1932 je glavno načelo zaznavanja radarja opisal v njegovih delih Pavla Kondratjeviča Oschepkova, raziskovalca na Leningradskem elektrofizikalnem inštitutu (LEFI). Prav tako je sodeloval s kolegi B.K. Shembel in V.V. Tsimbalinym poletje 1934 je pokazal prototip radarja, cilj se nahaja na nadmorski višini 150 m pri razdalji 600 m. Nadaljnje delo na izboljšanju radarja je povečati obseg svojih dejavnosti in izboljšali natančnost določanja ciljno lokacijo.

Vrste radarjev

Narava elektromagnetnega sevanja cilja nam omogoča govoriti o več vrstah radarja:

• Pasivna radiolokacija preiskuje lastno sevanje (termično, elektromagnetno, itd.), ki ustvarja tarče (rakete, letala, vesoljske objekte).
• Aktiven z aktivnim odzivom Če je objekt opremljen z lastnim oddajnikom in interakcija z njim se pojavi v skladu z algoritmom "zahteva-odziv".
• Aktiven s pasivnim odzivom vključuje študijo sekundarnega (odbitega) radijskega signala. Radar v tem primeru je sestavljen iz oddajnika in sprejemnika.
• Poluaktivno radiolokacija - to je poseben primer aktivne, če je sprejemnik odraženega sevanja nameščen zunaj radarja (na primer, je konstruktivni element samo-vodene rakete).

Vsaka vrsta ima svoje prednosti in slabosti.

Metode in oprema

Vsa sredstva radarja po uporabljeni metodi delijo na radarje kontinuiranega in pulznega sevanja.

Prvi vsebujejo oddajnik in sprejemnik sevanja, ki deluje istočasno in neprekinjeno. Po tem načelu so bile izdelane prve radarske naprave. Primer takšnega sistema je lahko radijski višinomer (instrument za zrakoplove, ki določa odstranitev zrakoplova od tal) ali radar, ki je vsem voznikom znan, da se določi hitrost vozila.

V impulzni metodi elektromagnetno energijo seva kratke impulze več mikrosekund. Po generiranje signala postaja deluje samo na recepciji. Po zajemu in snemanju odraženih radijskih valov radar prenaša nov impulz in cikli se ponovijo.

Radarski načini delovanja

Obstajata dva glavna načina delovanja radarskih postaj in naprav. Prvi je prostorsko skeniranje. Izvaja se po strogo definiranem sistemu. V zaporedni raziskavi je gibanje radarskega snopa krožno, spiralno, konično, sektorsko. Na primer, antenska matrika se lahko počasi vrti v krogu (v azimutu), medtem ko skenira kot elevacije (nagiba navzgor in navzdol). S paralelnim skeniranjem anketo opravlja žarka radarskih žarkov. Vsak ima svoj sprejemnik in več informacijskih tokov se obdeluje hkrati.

Način sledenja pomeni stalno usmerjenost antene na izbrani predmet. Da bi ga obrnili, se glede na potezo gibajočega cilja uporabljajo posebni avtomatizirani sistemi za sledenje.

Algoritem za določanje obsega in smeri

Hitrost širjenja elektromagnetnih valov v atmosferi je 300 tisoč km / s. Zato, če poznamo čas, ki ga prenese signal, da premaga razdaljo od postaje do cilja in nazaj, je enostavno izračunati oddaljenost objekta. Da bi to naredili, je treba natančno zapisati čas pošiljanja impulza in trenutek, ko je prejet odbiti signal.

Za pridobitev informacij o lokaciji cilja se uporablja radarski radar. Definicija azimuta in višine (kot elevacije ali elevacije) predmeta izdeluje antena z ozkim žarkom. Sodobni radarji uporabljajo v ta namen fazne antene (FAR), ki lahko nastavijo ožji svetlobni pramen in se razlikujejo pri visoki hitrosti vrtenja. Postopek skeniranja prostora praviloma opravi najmanj dva žarka.

Glavni parametri sistemov

Od taktičnih in tehničnih značilnosti opreme je odvisna učinkovitost in kakovost nalog, ki jih je treba rešiti.

Za taktične kazalnike radarske postaje:

• Območje opazovanja je omejeno z najmanjšim in največjim dosegom ciljnega zaznavanja, dovoljenim kotom azimuta in kotom višine.
• Resolucija o razponu, azimutu, višini in hitrosti (zmožnost določanja parametrov bližnjih ciljev).
• Točnost merjenja, ki se meri s prisotnostjo grobih, sistematičnih ali naključnih napak.
• Odpornost hrupa in zanesljivost.
• Stopnja avtomatizacije pridobivanja in obdelave vhodnega podatkovnega toka.

Glede na taktične značilnosti so določene pri načrtovanju naprav preko določenih tehničnih parametrov, med katerimi so:

• nosilna frekvenca in modulacija nastalih nihanj;
• vzorci sevanja antene;
• moč oddajnih in sprejemnih naprav;
• splošne dimenzije in masa sistema.

Na bitki

Radar je univerzalno orodje, ki se je razširilo v vojaški sferi, znanosti in nacionalnem gospodarstvu. Področja uporabe se stalno širijo zaradi razvoja in izboljšanja tehničnih zmogljivosti in merilnih tehnologij.

Uporaba radarja v vojaški industriji omogoča reševanje pomembnih nalog opazovanja in nadzora prostora, odkrivanje mobilnih ciljev za zrak, kopno in vodo. Brez radarja je nemogoče predstavljati opremo, ki služi za zagotavljanje informacijske podpore za navigacijske sisteme in sisteme za nadzor streljanja.

Vojaški radar je osnovni del strateškega sistema za načrtovanje raket in integrirane protiraketne obrambe.

Radio astronomija

Od površja zemlje so se radijski valovi odražali tudi iz objektov v bližnjem in daljnem prostoru, pa tudi iz ciljev blizu Zemlje. Veliko kozmičnih predmetov ni bilo mogoče v celoti preučiti le z uporabo optičnih instrumentov, samo uporaba radarskih metod v astronomiji pa je omogočila pridobitev bogatih informacij o svoji naravi in ​​strukturi. Prvič pasivni radar za raziskovanje lune so ameriški in madžarski astronomi uporabili leta 1946. Približno istočasno so bili slučajno sprejeti radijski signali iz vesolja.

V sodobnih radijskih teleskopih je sprejemna antena oblika velike konkavne krogle (kot ogledalo optičnega reflektorja). Čim večji je njen premer, lahko bo šibkejši signal antene. Pogosto radijski teleskopi delujejo na zapleten način, ki združuje ne le naprave, ki se nahajajo daleč drug od drugega, temveč se nahajajo tudi na različnih kontinentih. Med najpomembnejšimi nalogami moderne radio astronomije je študija pulsarjev in galaksij z aktivnimi jedri, študija medzvezdnega medija.

Civilna prijava

V kmetijstvu in gozdarstvu, radarske naprave, ki so nujno potrebni za pridobivanje informacij o delitvi in ​​gostoto nizi rastlin, preučevanje strukture, parametre in vrste tal, pravočasno odkrivanje požarov. V geografiji in geologiji se radar uporablja za izvajanje topografskih in geomorfoloških del, za določitev strukture in sestave kamnin ter za iskanje mineralnih nanosov. V hidrologiji in oceanografiji se uporabljajo radarske metode za spremljanje stanja glavnih vodnih arterij države, snega in ledenega pokrova ter zemljevida obale.

Radar je nepogrešljiv asistent za meteorologe. Radar zlahka najde stanje atmosfere na razdalji več deset kilometrov, analiza pridobljenih podatkov pa pripravi napoved sprememb vremenskih razmer v določenem kraju.

Možnosti za razvoj

Za sodobno radarsko postajo je glavno ocenjevalno merilo razmerje med učinkovitostjo in kakovostjo. Učinkovitost se razume kot splošne taktične in tehnične značilnosti opreme. Ustvarjanje popolne radarske postaje je kompleksna inženirska in znanstveno-tehnična naloga, katere izvedba je mogoča le z uporabo najnovejših dosežkov elektromehanike in elektronike, računalništva in računalniške tehnologije ter energije.

Strokovnjaki napovedujejo, da se glavne funkcionalne enote postaj različnih stopnjah zahtevnosti in namenu so v bližnji prihodnosti polprevodniški aktivne fazni (umaknila nizi), ki spremenijo analogne signale v digitalno. Razvoj računalniškega kompleksa bo omogočil v celoti avtomatizirati upravljanje in osnovne funkcije radarja, s čimer bo končnemu uporabniku zagotovila celovito analizo prejetih informacij.