Ang Radiolocation ay ... Kahulugan, uri, prinsipyo ng pagkilos. Radar station

Ang Radar ay isang hanay ng mga pang-agham na pamamaraan at teknikal na paraan na ginagamit upang matukoy ang mga coordinate at mga katangian ng isang bagay sa pamamagitan ng mga radio wave. Ang bagay sa ilalim ng pagsisiyasat ay madalas na tinutukoy bilang isang target na radar (o isang target lamang).

Prinsipyo ng radar

Ang mga kagamitan at pasilidad ng radyetechnical na idinisenyo upang magsagawa ng mga gawain ng radar ay tinatawag na mga sistema ng radar, o mga aparato (radar o radar). Ang mga batayan ng radar ay batay sa mga sumusunod na pisikal na phenomena at mga katangian:

• Sa kapaligiran ng pagpapalaganap ng alon ng radyo, kapag natutugunan ang mga bagay sa ibang mga katangian ng kuryente, nakakalat ang mga ito sa mga ito. Ang isang alon na makikita mula sa target (o sarili nitong radiation) ay nagpapahintulot sa mga sistema ng radar na tuklasin at tukuyin ang target.
• Sa mahusay na mga distansya, ang pagpapalaganap ng mga radio wave ay ipinapalagay na rectilinear, na may pare-pareho na bilis sa isang kilalang daluyan. Ang palagay na ito ay ginagawang posible upang masukat ang hanay sa target at ang mga coordinate nito angular (na may ilang mga error).
• Batay sa epekto ng Doppler, ang radial velocity ng radiation point na nauugnay sa RLL ay kinakalkula mula sa dalas ng natanggap na nakalarawan signal.

Makasaysayang background

Ang kakayahan ng mga radio wave na maipakita ay ipinahiwatig ng mahusay na physicist na si G. Hertz at ang Russian electrical engineer A.S. Popov pabalik sa huling siglo XIX . Ayon sa patent ng 1904, ang unang radar ay nilikha ng Aleman na inhinyero na si K. Hulmayer. Ang aparato, na tinatawag niyang teleskopyo, ay ginamit sa mga barko na tumawid sa Rhine. May kaugnayan sa pag-unlad ng teknolohiya ng aviation, ang paggamit ng radar ay napaka-promising bilang isang elemento ng air defense. Ang pananaliksik sa lugar na ito ay isinasagawa ng mga nangungunang eksperto sa maraming bansa sa mundo.

Noong 1932, ang pangunahing prinsipyo ng radar ay inilarawan sa kanyang mga gawa ni Pavel Kondratyevich Oschepkov, isang mananaliksik sa Leningrad Electrophysical Institute (LEFI). Б.К. Siya rin sa pakikipagtulungan sa mga kasamahan B.K. Shembel at V.V. Noong tag-araw ng 1934, isang prototype ng pag-install ng radar ang ipinakita ni Tsymbalin noong tag-araw ng 1934, nang ang target ay matatagpuan sa isang altitude ng 150 m na may distansya na 600 m. Ang karagdagang trabaho upang mapabuti ang mga pasilidad ng radar ay upang mapataas ang hanay ng kanilang radar at pagbutihin ang katumpakan ng pagtukoy sa target na lokasyon.

Mga uri ng radar

Ang likas na katangian ng electromagnetic radiation ng target ay nagpapahintulot sa amin na magsalita tungkol sa ilang mga uri ng radar:

• Ang passive radiolocation ay nag- aaral ng sarili nitong radiation (thermal, electromagnetic, atbp.), Na bumubuo ng mga target (mga rocket, eroplano, mga bagay na espasyo).
• Aktibo sa isang aktibong tugon ay isinasagawa sa kaganapan na ang bagay ay nilagyan ng sarili nitong transmiter at pakikipag-ugnayan sa mga ito ay nangyayari ayon sa "kahilingan-sagot" na algorithm.
• Aktibo sa isang pasibong tugon ay nagsasangkot sa pag-aaral ng isang pangalawang (sinasalamin) signal ng radyo. Ang radar sa kasong ito ay binubuo ng transmiter at isang receiver.
• Ang semi-aktibong radiolocation ay isang espesyal na kaso ng aktibo, sa kaso kapag ang receiver ng nakalarawan radiation ay matatagpuan sa labas ng radar (halimbawa, ito ay isang nakabubuo sangkap ng isang self-guided missile).

Ang bawat uri ay may sariling mga merito at demerits.

Mga pamamaraan at kagamitan

Ang lahat ng paraan ng radar sa pamamagitan ng pamamaraan na ginamit ay nahahati sa mga radar ng tuluy-tuloy at pulsed radiation.

Ang dating naglalaman ng isang transmiter at isang radiation receiver, na nagsasagawa nang sabay at patuloy. Sa prinsipyong ito, nilikha ang unang mga aparatong radar. Ang isang halimbawa ng gayong sistema ay maaaring magsilbing isang radio-altimeter (instrumento ng sasakyang panghimpapawid na tumutukoy sa pagtanggal ng isang sasakyang panghimpapawid mula sa ibabaw ng lupa) o isang radar na kilala sa lahat ng mga motorista para sa pagtukoy ng high-speed mode ng sasakyan.

Sa pulsed na paraan, ang electromagnetic enerhiya ay pinaikot ng maikling pulses para sa ilang microseconds. Matapos mabuo ang signal, gumagana lamang ang istasyon para sa reception. Matapos makuha at itala ang nakalarawan na mga alon ng radyo, ang radar ay nagpapadala ng isang bagong salpok at ang mga pag-ikot ay paulit-ulit.

Mga operating mode ng radar

Mayroong dalawang pangunahing mga mode ng operasyon para sa mga istasyon ng radar at mga aparato. Ang una ay ang pag-scan sa espasyo. Isinasagawa ito ayon sa isang mahigpit na tinukoy na sistema. Sa sunud-sunod na survey, ang radar beam movement ay maaaring maging pabilog, spiral, conical, sectoral. Halimbawa, ang antenna array ay maaaring dahan-dahang paikutin sa isang bilog (kasama ang azimuth) habang sabay-sabay ang pag-scan sa elevation (Pagkiling pataas at pababa). Sa kahanay na pag-scan, ang survey ay ginagampanan ng isang sinag ng radar beam. Ang bawat isa ay may sariling receiver, at maraming mga stream ng impormasyon ay naproseso nang sabay-sabay.

Ang mode ng pagsubaybay ay nagpapahiwatig ng isang patuloy na direktiba ng antena sa napiling bagay. Upang i-on ito, ayon sa trajectory ng gumalaw na target, ginagamit ang mga espesyal na automated tracking system.

Algorithm para sa pagtukoy ng hanay at direksyon

Ang bilis ng pagpapalaganap ng mga electromagnetic waves sa kapaligiran ay 300 thousand km / s. Samakatuwid, alam ang oras na ginugol ng signal na ipinadala upang mapagtagumpayan ang distansya mula sa istasyon patungo sa target at pabalik, madali itong kalkulahin ang kalawakan ng bagay. Upang gawin ito, kinakailangan upang tumpak na i-record ang oras ng pagpapadala ng pulso at ang sandali kapag natanggap ang nakalarawan signal.

Upang makakuha ng impormasyon tungkol sa lokasyon ng target, ginagamit ang radar-guided radar. Ang kahulugan ng azimuth at elevation (elevation o elevation angle) ng isang bagay ay ginawa ng isang antena na may makitid na sinag. Ginagamit ng mga modernong radar para sa layuning ito ang phased array antennas (FARs), na may kakayahang mag-set ng isang makitid na beam at magkakaiba sa mataas na bilis ng pag-ikot. Bilang isang panuntunan, ang proseso ng pag-scan ng espasyo ay tumatagal ng lugar na may minimum na dalawang beam.

Mga pangunahing parameter ng mga sistema

Mula sa pantaktika at teknikal na katangian ng kagamitan, ang kahusayan at kalidad ng mga gawain na malulutas ay higit sa lahat ay nakasalalay.

Sa mga pantaktika na istasyon ng istasyon ng radar:

• Ang lugar ng pagtingin ay limitado sa pinakamaliit at pinakamataas na hanay ng target detection, ang pinahihintulutang azimuth angle at elevation angle.
• Resolusyon sa hanay, azimuth, elevation at bilis (ang kakayahan upang matukoy ang mga parameter ng mga kalapit na target).
• Katumpakan ng pagsukat, na sinusukat sa pamamagitan ng pagkakaroon ng gross, sistematiko o hindi sinasadyang mga pagkakamali.
• Kaligtasan at kaligtasan ng ingay.
• Degree ng automation ng pagkuha at pagproseso ng papasok na data stream ng impormasyon.

Ang ibinigay na pantaktika na mga katangian ay inilatag kapag nagdidisenyo ng mga aparato sa pamamagitan ng ilang mga teknikal na parameter, bukod sa kung saan:

• Carrier frequency at modulasyon ng mga nabuong oscillations;
• Mga pattern ng radiation ng mga antenna;
• Kapangyarihan ng pagpapadala at pagtanggap ng mga aparato;
• Pangkalahatang sukat at masa ng sistema.

Sa post na labanan

Radar ay isang unibersal na tool na naging laganap sa militar globo, agham at pambansang ekonomiya. Ang mga lugar ng paggamit ay patuloy na lumalawak dahil sa pagpapaunlad at pagpapabuti ng mga teknikal na pasilidad at mga teknolohiya ng pagsukat.

Ang paggamit ng radar sa sangay ng militar ay nagbibigay-daan sa paglutas ng mga mahahalagang gawain ng pagrepaso at pagkontrol ng espasyo, pagtuklas ng mga target na hangin, land at tubig sa mobile. Kung walang radar, imposibleng isipin ang mga kagamitan na ginagamit upang magbigay ng suporta sa impormasyon para sa mga sistema ng pag-navigate at mga sistema ng kontrol ng mga gunfire.

Ang radar ng militar ay ang pangunahing bahagi ng strategic warning system ng misayl at integrated defense missile.

Astronomiya ng radyo

Naipadala mula sa ibabaw ng mga radio wave ng lupa na nakalarawan rin mula sa mga bagay sa malapit at malayo na espasyo, pati na rin mula sa malapit na mga target na Earth. Maraming mga cosmic na mga bagay ay hindi ganap na pinag-aralan lamang sa paggamit ng optical instrumento, at tanging ang paggamit ng mga radar na pamamaraan sa astronomiya ang naging posible upang makakuha ng mayaman na impormasyon tungkol sa kanilang kalikasan at istraktura. Sa unang pagkakataon ang passive radar para sa paggalugad ng buwan ay inilapat ng mga astronomo ng Amerikano at Hungarian noong 1946. Tinatayang kasabay nito, ang mga signal ng radyo mula sa kalawakan ay sinasadyang natanggap.

Sa mga modernong teleskopyo ng radyo, ang pagtanggap ng antena ay may hugis ng isang malaking malukong mangkok na mangkok (tulad ng salamin ng isang salamin sa mata na reflector). Kung mas malaki ang lapad nito, mas mahina ang antenna signal ay maaaring makatanggap. Kadalasan ang teleskopyo ng radyo ay gumagana sa isang komplikadong paraan, na pinagsasama ang hindi lamang mga aparatong matatagpuan hindi malayo sa bawat isa, ngunit matatagpuan din sa iba't ibang kontinente. Kabilang sa mga pinakamahalagang gawain ng modernong astronomiya ng radyo ang pag-aaral ng mga pulsar at mga kalawakan na may aktibong nuclei, ang pag-aaral ng daluyan ng interstellar.

Aplikasyon ng sibil

Sa agrikultura at panggugubat, ang mga aparatong radar ay kailangang-kailangan sa pagkuha ng impormasyon tungkol sa pamamahagi at densidad ng mga massif ng halaman, pag-aaral ng istraktura, mga parameter at mga uri ng mga soils, napapanahon na pagtuklas ng foci of fires. Sa heograpiya at heolohiya, ang radar ay ginagamit upang magsagawa ng topographic at geomorphological work, upang matukoy ang istraktura at komposisyon ng mga bato, at upang maghanap ng mga deposito ng mineral. Sa hydrology at oseanograpya, ginagamit ang mga radar method upang masubaybayan ang estado ng mga pangunahing arterya ng tubig ng bansa, ang snow at ice cover, at i-map ang baybayin.

Ang Radar ay isang kailangang-kailangan na katulong sa mga meteorologist. Ang radar ay madaling malaman ang estado ng kapaligiran sa layo ng sampu kilometro, at ang pagtatasa ng nakuha na data ay nagtatakda ng isang forecast ng pagbabago sa mga kondisyon ng panahon sa isang lugar.

Mga prospect para sa pag-unlad

Para sa modernong istasyon ng radar, ang pangunahing criterion ng pagsusuri ay ang ratio ng kahusayan at kalidad. Ang kahusayan ay nauunawaan bilang pangkalahatang pantaktika at teknikal na mga katangian ng kagamitan. Ang paglikha ng isang perpektong istasyon ng radar ay isang kumplikadong engineering at pang-agham at teknikal na gawain, ang pagpapatupad nito ay posible lamang sa paggamit ng mga pinakabagong tagumpay ng mga electromechanics at electronics, computer science at computer technology, at enerhiya.

Ayon sa mga pagtataya ng mga espesyalista, sa malapit na hinaharap ang pangunahing mga node ng pag-andar ng mga istasyon ng magkakaibang antas ng pagiging kumplikado at destinasyon ay solid-estado na aktibong phased arrays (phased array antennas) na nag-convert ng analog signal sa digital na mga. Ang pagpapaunlad ng kumplikadong computer ay magpapahintulot na lubos na i-automate ang pamamahala at pangunahing mga pag-andar ng radar, na nagbibigay ng end user na may komprehensibong pag-aaral ng natanggap na impormasyon.