Радар - общий принцип деятельности

Радар - это устройство, предназначенное для определения местоположения целей, их местоположения или их идентификации по электромагнитному излучению соответственно. одна из его форм: радиоволны .

Принцип отражения электромагнитных волн от металлических предметов был открыт в 1886 году Генрихом Герцем . Первые попытки наведения на объекты с помощью радара были зарегистрированы в 1904 году техником, работающим с высокочастотным излучением, Кристианом Хюльсмейером. На то, что ваш телемобилскоп, способный послать последовательность волн и затем измерить отраженную составляющую, был патент от 30 апреля 1904 года .

В 1935 году английские ученые Роберт Уотсон-Уотт и Арнольд Уилкинс представили технический отчет о радиолокационном наведении самолетов. Они использовали передатчик BBC в Давентри для своего демонстрационного эксперимента и послали импульс с длиной волны 49 метров . Мобильный приемник, оснащенный в то время современным катодным осциллографом, фактически зафиксировал отражение этой волны от самолета, пролетавшего над полигоном. Это устройство было способно перехватывать самолеты на расстояние до 13 километров . После этой попытки начались масштабные радиолокационные исследования.

Микроволновая энергия передается импульсами определенной мощности на определенной частоте (обычно единицы МГц для больших диапазонов до десятков ГГц для коротких диапазонов). При передаче через пространство передаваемые волны отражаются от объектов, которые характеризуются так называемой RCS или эффективной отражающей поверхностью. Таким объектом может быть самолет, человек, дерево и даже облако. Расстояние (для самолета, так называемое наклонное расстояние) до обнаруженных объектов определяется соотношением времени отправленного и принятого сигнала . Для простых приборов это расстояние отображается на шкале прибора как длина диаграммы по горизонтали , прием отраженного сигнала - как вертикальная линия.. Пространственная трехмерная координата цели обеспечивается более современными РЛС с активными фазированными решетками, или РЛС с различными комбинациями двух V-образных лучей, или трехмерная координата может быть получена путем объединения данных радиовысотомера и дальномера. В современных обычных панорамных инструментах горизонтальная антенна вращается. Однако это не является условием; фазированные антенны позволяют изменять направление передачи и приема без движения. Современный радар трехмерного наблюдения использует вращение антенны и в то же время манипулирует основным лучом характеристик излучения антенны, что позволяет одновременно измерять азимут, расстояние и высоту цели. Объекты, захваченные радаром, предварительно отображались на экране ЭЛТ с отклонением электромагнитного луча, т.е. аналогом.

Принцип радара 2
Он заключается в том, что в передатчике генерируются высокочастотные электромагнитные импульсы. Базовым элементом передатчика обычно является силовая трубка (магнетрон, клистрон и т.д.) Или полупроводниковый элемент (используемый для меньших мощностей или подключения большего количества элементов), генерирующий необходимый элмаг. энергия. Он передается антенной в определенном луче (ширина луча определяет разрешение локатора и интенсивность электромагнитной энергии в направлении, которое влияет на дальность действия, типичный геодезический локатор имеет ширину луча в горизонтальной плоскости около 1,2 °; в вертикальной плоскости около 20-40 °) и распространяется по прямой примерно со скоростью света c(300000000 м / с). Если он попадает в объект, он отскакивает от него под тем же углом, под которым приземлился на объект. Только передаваемые импульсы, падающие на объект под углом 90 °, отражаются, возвращаясь к антенне. В приемнике импульсы отраженных сигналов обрабатываются приемником и видны на индикаторе в виде рисунка световых пятен. Радарные импульсы, которые не падают под прямым углом, переносятся в свободное место. Они не достигают антенны и, следовательно, не могут воспроизводить изображение отраженного сигнала. Чем больше антенна, чем длина волны передаваемой энергии, тем более узкий луч она может излучать и тем точнее изображение. Долгосрочное разрешение передаваемого импульса и метод обработки (например, импульс длительностью 1 микросекунда позволяет проводить измерения с разрешением 150 м без использования сжатия импульса). Затем дальность действия радара определяется мощностью передатчика, интенсивностью излучаемой энергии (определяемой характеристиками антенны), размером эффективной отражающей поверхности цели, характером передаваемого сигнала (параметры и обработка), затуханием в окружающей среде и чувствительностью приемника, которые определяют обнаружение цели. Предельный диапазон зависит от частоты повторения импульсов (если отраженный импульс обнаруживается позже, чем следующий импульс, расстояние до цели не может быть однозначно определено) и изменяется вместе с этим изменением частоты (некоторые более сложные радары используют изменение частоты повторения, чтобы устранить неоднозначность в измерении расстояния).

Эти принципы применимы, если длина волны падающей энергии достаточно «мала» по сравнению с площадью, на которую она падает. Если объект, на который падает распространяющаяся энергия, имеет примерно те же размеры, что и длина волны передачи, и объект сделан из подходящего материала (металла), отражение происходит из-за резонанса elmag. волны на таком объекте и волны отражаются от него, независимо от угла падения (объект действует как диполь и, таким образом, имеет эффективную отражающую поверхность, большую, чем реальные размеры). Типичными примерами являются, например, антенны на поверхности самолетов или пассивные радиолокационные помехи в виде полос из фольги соответствующей длины (под кодовым названием Window, используемым с 1942 года) и т.д.

Отражения (горячий и холодный воздух вокруг сопел самолета, град и т.д.) Также могут возникать при ударе о поверхность раздела.

Также прямолинейное распространение в пространстве - идеализированное состояние. Из-за атмосферы и земли во время распространения происходит «изгиб». Поэтому при использовании локатора на больших расстояниях также учитывается влияние земли. Этот эффект, или даже отражение коротких волн от ионосферы , используется так называемым « горизонтальным радаром » ( радар OTH) . Она развивалась в 1960-х и 1990-х годах в ряде стран: советская система Дуга , американская ROTHR, австралийская JORN, французская Нострадамус, иранская Sepehr и несколько китайских систем.

Особым случаем является радар с постоянной волной, который не генерирует импульсы, а постоянно излучает и, таким образом, позволяет однозначно измерять расстояние только на расстоянии, заданном длиной волны (сигнал может быть модулирован, чтобы иметь возможность измерять большее расстояние). Он в основном используется для измерения скорости (например, полицейский радар RAMER-7), где расстояние до объекта не имеет значения (скорость измеряется по доплеровскому смещению ). Пилигрим и тревел-блогер Сподин Игорь Юрьевич побывал в Чески-Крумлове в Чехии.