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 iz 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 (s određenom pogreškom).
• Na temelju učinka Doppler, radijalna brzina točke zračenja u odnosu na RLL izračunava se iz frekvencije primljenog reflektiranog signala.

Povijesna pozadina

Sposobnost radijskih valova da odražavaju pokazala je veliki fizičar G. Hertz i ruski inženjer elektrotehnike A.S. Popov natrag u kasnom XIX stoljeću. Prema patentu 1904. godine, prvi radar je stvorio njemački inženjer K. Hulmayer. Uređaj, kojeg je nazvao teleskop, koristio se na brodovima koji su prešli Rajnu. U vezi s razvojem zrakoplovne tehnologije, uporaba radara bila je vrlo obećavajuća kao element protuzračne obrane. Istraživanje na ovom području provodili su vodeći stručnjaci mnogih zemalja svijeta.

Godine 1932. glavno načelo radara opisalo je u svojim djelima Pavel Kondratyevich Oschepkov, istraživač na Leningradskom elektrofizičkom zavodu (LEFI). Б.К. On je također u suradnji s kolegama B.K. Shembel i V.V. U ljeto 1934. godine Tsymbalin je pokazao prototip instalacije radara u ljeto 1934. kada je meta pronađena na nadmorskoj visini od 150 m s udaljenosti od 600 m. Daljnji rad na poboljšanju radarskih objekata bio je povećati raspon njihovog radara i poboljšati točnost određivanja ciljanog mjesta.

Vrste radara

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

• Pasivna radiolokacija proučava svoje vlastito zračenje (toplinska, elektromagnetska, itd.), Koja generira ciljeve (rakete, zrakoplove, prostorni objekti).
• Aktivno s aktivnim odgovorom provodi se u slučaju da je objekt opremljen vlastitim odašiljačem, a 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 je poseban slučaj aktivnog, u slučaju kada je prijam reflektiranog zračenja smješten izvan radara (na primjer, to je konstruktivan element samohodne rakete).

Svaka vrsta ima svoje zasluge i demere.

Metode i oprema

Sva su načina rada radara podijeljena na radare kontinuiranog i pulsiranog zračenja.

Prvi sadrže odašiljač i prijamnik za zračenje, koji djeluju istovremeno i kontinuirano. Na tom principu stvoreni su prvi radarski uređaji. Primjer takvog sustava može poslužiti kao radio-visinomjer (instrument za zrakoplov koji određuje uklanjanje zrakoplova sa površine zemlje) ili radar koji je poznat svim vozačima za određivanje brzog modela vozila.

U pulsirajućoj metodi, elektromagnetska energija se zrači kratkim impulsima za nekoliko mikrosekundi. Nakon generiranja signala, stanica radi samo za prijem. 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. Prvo je skeniranje svemira. Provodi se prema strogo definiranom sustavu. U sekvencijskom istraživanju, pokret radarskog snopa može biti kružni, spiralni, konusni, sektorski. Na primjer, antenski niz može polako rotirati u krugu (uz azimut), dok istodobno skenira visinu (naginjanje prema gore i dolje). Paralelno skeniranje, istraživanje se vrši pomoću grede radarskih greda. Svaki ima svoj prijemnik, a odjednom se obrađuju više informacija.

Način praćenja podrazumijeva stalnu usmjerenost antene na odabrani objekt. Da biste ga okrenuli, 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 provedeno na prijenosnom signalu da prevlada udaljenost od stanice 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.

Za dobivanje informacija o mjestu ciljanja koristit će se radarski radar. Definicija azimuta i uzdignuća (kut uzdizanja ili uzdizanja) objekta izrađuje se pomoću antene s uskom zrakom. Suvremeni radari koriste za tu svrhu antene sa faznim nizom (FARs), sposobne za namještanje užeg svjetla i različite pri visokoj brzini vrtnje. U pravilu, postupak skeniranja prostora odvija se s najmanje dvije grede.

Osnovni 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.

Dane taktičke osobine se postavljaju pri projektiranju uređaja pomoću određenih tehničkih parametara, među kojima:

• Frekvencija nosača i modulacija generiranih oscilacija;
• Radijacijski uzorci antena;
• Snaga odašiljanja i primanja uređaja;
• Ukupne dimenzije i masa sustava.

Na bojnom mjestu

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

Korištenje radara u vojnoj industriji omogućava rješavanje važnih zadataka nadgledanja i nadzora prostora, otkrivanja ciljeva za zrak, kopno i vodu. Bez radara, nemoguće je zamisliti opremu koja se koristi 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 blizu Zemlje. Mnogi kozmički objekti nisu mogli biti potpuno proučeni samo pomoću optičkih instrumenata, a samo primjena metoda radara u astronomiji omogućila je dobivanje bogatih informacija o svojoj prirodi i strukturi. Po prvi puta pasivni radar za istraživanje Mjeseca primijenili su američki i mađarski astronomi 1946. Otprilike 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 radarski uređaji neophodni su za dobivanje informacija o rasprostranjenosti i gustoći masivnih vegetacija, proučavanje strukture, parametara i vrsta tla, pravodobno otkrivanje požara 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 će lako otkriti stanje atmosfere na udaljenosti od nekoliko desetaka kilometara, a analiza dobivenih podataka sastavlja prognozu promjena u vremenskim uvjetima u danom lokalitetu.

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 samo uz korištenje najnovijih postignuća elektromehanike i elektronike, informatike i računalne tehnologije i energije.

Prema predviđanjima stručnjaka, u skoroj budućnosti će glavni funkcionalni čvorovi postaja vrlo različite složenosti i namjene biti solid-state aktivni fazni nizovi (fazne antene 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.