Radiolokacija je ... Definicija, vrste, načelo djelovanja. Radarska stanica

Radar je skup znanstvenih metoda i tehničkih sredstava koja se koriste za određivanje koordinata i karakteristika objekta putem radio valova. Objekt koji se istražuje često se naziva ciljom radara (ili jednostavno ciljom).

Načelo radara

Radiotehnička oprema i uređaji osmišljeni za obavljanje zadataka radara nazivaju se radarski sustavi ili uređaji (radari ili radari). Osnove radara temelje se na sljedećim fizičkim pojavama i svojstvima:

• U okruženju širenja radio valova, kada se susreću s predmetima s drugim električnim svojstvima, raspršeni su na njima. Val koji se reflektira od cilja (ili vlastitog zračenja) omogućuje radarskim sustavima otkrivanje i prepoznavanje cilja.
• Na velikim udaljenostima propagacija radio valova pretpostavlja se da je pravocrtna, s konstantnom brzinom u poznatom mediju. Ova pretpostavka omogućuje mjerenje dometa do cilja i njegovih kutnih koordinata (uz određenu pogrešku).
• Na temelju učinka Doppler, radijalna brzina točke zračenja u odnosu na RLL izračunava se iz frekvencije primljenog reflektiranog signala.

Povijesna pozadina

Sposobnost radio valova da odražavaju pokazala je veliki fizičar H. Hertz i ruski inženjer elektrotehnike AS Popov natrag krajem XIX st. Prema patentu iz 1904., prvi radar je stvorio njemački inženjer K. Hulmayer. Uređaj, kojeg je nazvao telemobiloskopom, koristio se na brodovima koji su plovili Rajnom. U vezi s razvojem aeronautički inženjering Upotreba radara bila je vrlo obećavajuća kao element protuzračne obrane. Istraživanje na ovom području provodili su vodeći stručnjaci mnogih zemalja svijeta.

Godine 1932. glavno načelo otkrivanja radara opisano je u njegovim djelima Pavel Kondratyevich Oschepkov, istraživač na Leningradskom elektrofizičkom zavodu (LEFI). On je također u suradnji s kolegama BK Shembel i V.V. Tsimbalinym ljeto 1934. prikazan je prototip radar, meta nalazi na nadmorskoj visini od 150 m sa udaljenosti od 600 m. Daljnji rad na poboljšanju radara je da se poveća raspon svojih aktivnosti i poboljšati točnost određivanja ciljnu lokaciju.

Vrste radara

Priroda elektromagnetskog zračenja cilja omogućuje nam da govorimo o nekoliko tipova radara:

• Pasivna radiolokacija istražuje vlastito zračenje (toplinsko, elektromagnetsko, itd.), koje generira ciljeve (rakete, zrakoplove, prostore).
• Aktivno s aktivnim odgovorom Ako je objekt opremljen vlastitim odašiljačem i interakcija s njom događa se prema algoritmu "zahtjev-odgovor".
• Aktivno s pasivnim odgovorom uključuje proučavanje sekundarnog (reflektiranog) radijskog signala. Radar se u ovom slučaju sastoji od odašiljača i prijemnika.
• Poluaktivna radiolokacija - to je poseban slučaj aktivnog, u slučaju kada se prijam reflektiranog zračenja nalazi izvan radara (na primjer, to je konstruktivan element samohodne rakete).

Svaka vrsta ima svoje prednosti i nedostatke.

Metode i oprema

Sva sredstva radara metodom podijeljena su na radare kontinuiranog i pulsiranog zračenja.

Prvi sadrže odašiljač i prijemnik za radijaciju, koji djeluju istovremeno i kontinuirano. Na tom principu stvoreni su prvi radarski uređaji. Primjer takvog sustava može biti radio-visinomjer (instrument za zrakoplov koji određuje uklanjanje zrakoplova sa zemlje) ili radar koji je poznat svim vozačima za određivanje brzine vozila.

U pulsirajućoj metodi, elektromagnetska energija zrači kratkim impulsima za nekoliko mikrosekundi. nakon generiranje signala stanica radi samo na prijemu. Nakon snimanja i snimanja reflektiranih radio valova, radar prenosi novi impuls i ciklusi se ponavljaju.

Radni modovi rada

Postoje dva glavna načina rada za radarske stanice i uređaje. Prvi je skeniranje svemira. Provodi se prema strogo definiranom sustavu. U sekvencijalnom istraživanju, pokret radarskog snopa može biti kružno, spiralno, konusno, sektorsko u prirodi. Na primjer, antenski niz polako može rotirati u krugu (u azimuti), dok skenira kut povišenja (nagnut prema gore i dolje). S paralelnim skeniranjem, istraživanje se vrši pomoću zrake grede radara. Svaki ima svoj prijemnik, a odjednom se obrade nekoliko informacija.

Način praćenja podrazumijeva stalnu usmjerenost antene na odabrani objekt. Da biste ga uključili, prema putanju kretanja cilja koriste se posebni automatski sustavi za praćenje.

Algoritam za određivanje raspona i smjera

Brzina širenja elektromagnetskih valova u atmosferi je 300 tisuća km / s. Stoga, znajući vrijeme koje je proveo preneseni signal kako bi prevladao udaljenost od postaje do cilja i natrag, lako je izračunati udaljenost objekta. Da biste to učinili, potrebno je točno zabilježiti vrijeme slanja pulsa i trenutak kada se primijeni reflektirani signal.

Da biste dobili informacije o mjestu ciljanja, koristi se radarski vod. Definicija azimuta i uzdignuća (uzdignuća ili uzvisina) objekta izrađuje se pomoću antene s uskom zrakom. Suvremeni radari koriste za tu svrhu antene sa faznim nizom (FARs), sposobne za postavljanje užeg svjetla i različite brzine rotacije. U pravilu, postupak skeniranja prostora provodi se s najmanje dvije grede.

Glavni parametri sustava

Iz taktičkih i tehničkih značajki opreme, u velikoj mjeri ovisi učinkovitost i kvaliteta zadataka koje treba riješiti.

Za taktičke pokazatelje radarsku stanicu:

• Područje gledanja ograničeno je minimalnim i maksimalnim rasponom detekcije cilja, dopuštenim kutem azimuta i kutem elevacije.
• Rezolucija o rasponu, azimutu, elevaciji i brzini (sposobnost određivanja parametara obližnjih ciljeva).
• Točnost mjerenja, koja se mjeri prisustvom grubih, sustavnih ili slučajnih pogrešaka.
• Imunitet i pouzdanost buke.
• Stupanj automatizacije ekstrakcije i obrade dolaznih podataka.

S obzirom na taktičke karakteristike, postavljaju se pri projektiranju uređaja putem određenih tehničkih parametara, među kojima su:

• frekvencija nosača i modulacija generiranih oscilacija;
• zračenja antena;
• moć odašiljanja i primanja uređaja;
• ukupne dimenzije i masu sustava.

Na bojnom mjestu

Radar je univerzalni alat koji je postao široko rasprostranjen u vojnoj sferi, znanosti i nacionalnom gospodarstvu. Područja uporabe stalno se šire zbog razvoja i poboljšanja tehničkih objekata i mjernih tehnologija.

Korištenje radara u vojnoj industriji omogućuje rješavanje važnih zadataka nadgledanja i nadzora prostora, otkrivanja ciljeva za zrak, kopno i vodu. Bez radara nemoguće je zamisliti opremu koja služi za pružanje informativne podrške navigacijskim sustavima i sustavima kontrole vatrenog oružja.

Vojni radar je osnovna komponenta strateškog sustava za upozoravanje raketa i integrirane proturaketne obrane.

Radio astronomija

Poslani iz površine zemaljskih radio valova također se reflektiraju iz objekata u bliskom i dalekom prostoru, kao i iz ciljeva približne Zemlje. Mnogi kozmički objekti nisu mogli potpuno proučavati samo pomoću optičkih instrumenata, a samo primjena metoda radara u astronomiji omogućila je dobivanje bogatih informacija o njihovoj prirodi i strukturi. Po prvi puta pasivni radar za istraživanje Mjeseca primijenili su američki i mađarski astronomi 1946. Oko približno u isto vrijeme, radio signali iz vanjskog prostora bili su slučajno primljeni.

U suvremenim radio-teleskopima, prijemna antena ima oblik velike konkavne kuglastike (poput ogledala optičkog reflektora). Što je veći njegov promjer, to će slabiji antenski signal moći primiti. Često radijski teleskopi rade na složen način, kombinirajući ne samo uređaje koji se nalaze nedaleko od drugih, već i na različitim kontinentima. Među najznačajnijim zadacima moderne radioastronomske studije je istraživanje pulsara i galaksija s aktivnim jezgrama, proučavanje međuzvjezdanog medija.

Civilna prijava

U poljoprivredi i šumarstvu, radar uređaji su neophodni za dobivanje informacija o načinu raspodjele i gustoće polja postrojenja, proučavanje strukture, parametara i vrste tla, pravovremeno otkrivanje požara. U geografiji i geologiji, radar se koristi za obavljanje topografskog i geomorfološkog rada, određivanje strukture i sastava stijena te traženje mineralnih naslaga. U hidrologiji i oceanografiji metode radara koriste se za praćenje stanja glavnih vodenih arterija zemlje, snijega i leda i mapiranje obale.

Radar je neophodan pomoćnik meteorolozima. Radar jednostavno saznati stanje atmosfere na udaljenosti od nekoliko desetaka kilometara, a na analizi podataka, predviđanja promjena u vremenskim uvjetima u nekim područjima.

Izgledi za razvoj

Za suvremenu radarsku stanicu, glavni kriterij procjene je omjer učinkovitosti i kvalitete. Učinkovitost se podrazumijeva kao opća taktička i tehnička svojstva opreme. Stvaranje savršene radarske stanice je složeni inženjering i znanstveni i tehnički zadatak, a provedba je moguća jedino uz primjenu najnovijih postignuća elektromehanike i elektronike, računalne i računalne tehnologije i energije.

Stručnjaci predviđaju da će u bliskoj budućnosti, glavni funkcionalne jedinice postaja različitih razina složenosti i svrhe su čvrstog stanja aktivni u fazama niz (fazno polja), koje pretvaraju analogne signale u digitalne. Razvoj računalnog kompleksa omogućit će potpuno automatiziranje upravljanja i osnovnih funkcija radara, pružajući krajnjem korisniku sveobuhvatnu analizu primljenih informacija.