Радиотокацията е ... Определение, видове, принцип на действие. Радарна станция

Радарът е набор от научни методи и технически средства, използвани за определяне на координатите и характеристиките на обекта чрез радиовълни. Обектът, обект на разследване, често се нарича "радарна цел" (или просто целта).

Принцип на радара

Радиотехническото оборудване и съоръжения, предназначени да изпълняват задачи по радар, се наричат ​​радарни системи или устройства (радари или радари). Основите на радара се основават на следните физически явления и свойства:

• В средата на разпространение на радио вълни, когато се срещат обекти с други електрически свойства, те са разпръснати върху тях. Вълната, отразена от целта (или нейната собствена радиация) позволява на радарните системи да откриват и идентифицират целта.
• На големи разстояния се предполага, че разпространението на радиовълни е праволинейно, с постоянна скорост в известна среда. Това предположение позволява измерването на обхвата до целта и нейните ъглови координати (с определена грешка).
• Въз основа на ефекта на Доплер, радиалната скорост на точката на излъчване по отношение на RLL се изчислява от честотата на получения отразен сигнал.

Исторически контекст

Способността на радиовълните да отразяват бе показана от великия физик Х. Херц и руския електроинженер AS Попов обратно в края на XIX век. Според патента от 1904 г. първият радар е създаден от германския инженер К. Хулмайер. Устройството, което наричаше телекомобилескоп, се използваше на кораби, които плавали по река Рейн. Във връзка с развитието аеронавигационна инженерство Използването на радара беше много обещаващо като елемент на въздушната отбрана. Изследванията в тази област бяха проведени от водещи експерти от много страни по света.

През 1932 г., като основният принцип на радара е описано в писанията си изследовател Ленинград институт по Electrophysics (Ленинград електрофизически Институт) Павел К. Oshchepkov. Той също така в сътрудничество с колеги BK Shembel and V.V. Tsimbalinym лятото на 1934 г. е показан радар прототип, целта е разположен на надморска височина от 150 м с разстояние от 600 м. По-нататъшната работа по подобряването на радар е да се увеличи обхвата на дейността им и подобряване на точността на определяне на мястото на мишената.

Видове радари

Естеството на електромагнитното излъчване на целта ни позволява да говорим за няколко типа радари:

• Пасивно радиолокация (топлинна, електромагнитна и т.н.), която генерира цели (ракети, самолети, космически обекти).
• Активно с активен отговор Ако обектът е оборудван със собствен предавател и взаимодействието с него се извършва съгласно алгоритъма "искане-отговор".
• Активен с пасивен отговор включва изследване на вторичен (отразен) радиосигнал. Радарът в този случай се състои от предавател и приемник.
• Полуактивна радиолокация - това е специален случай на активен случай, когато приемникът на отразената радиация се намира извън радара (например, той е конструктивен елемент на самоуправляваща се ракета).

Всеки вид има своите предимства и недостатъци.

Методи и оборудване

Всички средства за използване на радара чрез използвания метод се разделят на радари с непрекъснато и импулсно излъчване.

Първата съдържа предавател и радиационен приемник, работещи едновременно и непрекъснато. На този принцип бяха създадени първите радарни устройства. Пример за такава система може да бъде радио-алтиметър (инструмент за въздухоплавателно средство, който определя отстраняването на въздухоплавателното средство от земята) или радар, известен на всички шофьори за определяне на режима на скоростта на превозното средство.

При импулсния метод електромагнитната енергия се излъчва от къси импулси за няколко микросекунди. след генериране на сигнал станцията работи само на рецепцията. След заснемането и записването на отразените радиовълни радарът предава нов импулс и циклите се повтарят.

Режими на работа с радари

Има два основни режима на работа за радарни станции и устройства. Първото е сканирането на място. Извършва се по строго дефинирана система. В последователното изследване движението на радарния лъч може да бъде кръгло, спирално, конично, секторно. Например антенната решетка може бавно да се върти в кръг (в азимут), докато сканира ъгъла на наклона (наклонен нагоре и надолу). При паралелно сканиране изследването се извършва от лъч от радарни греди. Всеки има свой собствен приемник и няколко информационни потока се обработват едновременно.

Режимът на проследяване предполага постоянна насоченост на антената към избрания обект. За да го превъртите, в зависимост от траекторията на движещата се цел, се използват специални автоматизирани системи за проследяване.

Алгоритъм за определяне на диапазон и посока

Скоростта на разпространение на електромагнитните вълни в атмосферата е 300 хиляди км / сек. Следователно, знаейки времето, прекарано от предадения сигнал за преодоляване на разстоянието от станцията до целта и обратно, лесно е да се изчисли отдалечеността на обекта. За да направите това, е необходимо точно да запишете времето за изпращане на импулса и момента, в който е получен отразеният сигнал.

За да се получи информация за местоположението на целта, се използва радар с насочен радар. Определението за азимут и кота (елевация или ъгъл на издигане) на обект се извършва от антена с тесен лъч. Съвременните радари използват за тази цел антени с фазирана антенна решетка (FAR), способни да задават по-тесен лъч и да се различават при висока скорост на въртене. Като правило, процесът на сканиране на пространството се осъществява с минимум два лъча.

Основни параметри на системите

От тактическите и техническите характеристики на оборудването до голяма степен зависи ефективността и качеството на задачите, които трябва да бъдат решени.

Към тактическите индикатори радарната станция:

• Зоната за наблюдение е ограничена от минималния и максималния обхват на откриване на целта, допустимия ъгъл на азимута и ъгъла на издигане.
• Резолюция за обхват, азимут, височина и скорост (способността да се определят параметрите на близките цели).
• Точност на измерването, която се измерва чрез наличие на груби, системни или случайни грешки.
• Шумоизолация и надеждност.
• Степен на автоматизация на добива и обработка на потока данни за входяща информация.

Като се имат предвид тактическите характеристики при проектирането на устройствата чрез определени технически параметри, сред които:

• носеща честота и модулация на генерирани колебания;
• излъчване на антени;
• мощност на предавателните и приемните устройства;
• общите размери и масата на системата.

На бойния пост

Радарът е универсален инструмент, който се е разпространил широко във военната сфера, науката и националната икономика. Областите на използване непрекъснато се разширяват поради развитието и подобряването на техническите съоръжения и измервателните технологии.

Използването на радарни устройства във военната индустрия позволява решаването на важни задачи на геодезията и контрола на космическото пространство, откриването на мобилни цели за въздух, земя и вода. Без радар не е възможно да си представим оборудване, което служи за осигуряване на информационна поддръжка за навигационни системи и системи за контрол на стрелбата.

Военният радар е основният компонент на стратегическата система за предупреждение за ракети и интегрираната противоракетна отбрана.

Радиоастрономия

Изпратено от повърхността на земната повърхност, радиовълните се отразяват и от обекти в близко и далечно пространство, както и от близки земни цели. Много космически обекти е невъзможно напълно да разследва само с използването на оптични уреди, само използването на радарни техники в областта на астрономията дава богата информация за естеството и структурата им. За първи път пасивен радар за изследване на луната беше приложен от американски и унгарски астрономи през 1946 г. Приблизително в същото време радиосигналите от космоса бяха случайно получени.

В съвременните радио телескопи приемната антена има формата на голяма вдлъбната сферична купа (като огледало на оптичен рефлектор). Колкото по-голям е диаметърът, толкова по-слаб ще бъде сигналът за антената. Често радио-телескопите работят по сложен начин, съчетавайки не само устройства, разположени недалеч от друг, но и разположени на различни континенти. Сред най-важните задачи на съвременната радиоастрономия е изследването на пулсарите и галактиките с активни ядра, изследването на междузвездната среда.

Гражданско приложение

В селското и горското стопанство, радарни устройства са необходими за получаване на информация за разпространението и гъстотата на масиви растение, изучаване на структурата, параметрите и вида на почвата, своевременно откриване на пожари. В география и геология радар се използва за извършване на топографски и геоморфоложки работи, определя структурата и състава на скалите, да намерите полезни изкопаеми. хидрология и океанография Методите за радарни се следи главния воден път на страната, сняг и лед, картографиране на бреговата линия.

Радарът е незаменим помощник на метеоролозите. Радар лесно да разберете състоянието на атмосферата на разстояние от десетки километри, както и анализа на данните, прогноза промени в метеорологичните условия в някои области.

Перспективи за развитие

За модерната радарна станция основният критерий за оценка е съотношението ефективност и качество. Ефективността се разбира като обобщени тактически и технически характеристики на оборудването. Създаването на перфектна радарна станция е комплексна инженерна и научно-техническа задача, чието изпълнение е възможно само с използването на най-новите постижения на електромеханиката и електрониката, компютърните науки и компютърните технологии и енергията.

Според прогнозите на специалистите в близко бъдеще основните функционални възли на станции с много различни нива на сложност и предназначение ще бъдат активни фазови масиви (фазови масиви антени), които преобразуват аналоговите сигнали до цифрови. Разработването на компютърен комплекс ще позволи напълно автоматизиране на управлението и основните функции на радара, като предоставя на крайния потребител цялостен анализ на получената информация.