Меню Главная Случайная статья Настройки Радиолокация Материал из https://ru.wikipedia.org Радиолокация — область науки и техники, объединяющая методы и средства локации (обнаружения и измерения координат) и определения свойств различных объектов с помощью радиоволн. Близким и отчасти перекрывающимся термином является радионавигация, однако в радионавигации более активную роль играет объект, координаты которого измеряются, чаще всего это определение собственных координат. Основное техническое приспособление радиолокации — радиолокационная станция (РЛС, англ. radar). Различают активную, полуактивную, активную с пассивным ответом и пассивную радиолокацию. Радиолокаторы различаются по используемому диапазону радиоволн, по виду зондирующего сигнала, числу применяемых каналов, числу и виду измеряемых координат, месту установки РЛС. Содержание 1 Классификация 2 Принцип действия 3 Основные методы радиолокации 3.1 РЛС непрерывного излучения 3.2 Импульсный метод радиолокации 4 Дальность действия РЛС 4.1 Влияние помех 4.1.1 Работа нескольких РЛС в одном частотном диапазоне 4.1.2 Мнимое изображение 4.1.3 Многократное отражение 4.2 Влияние шумов 4.3 Влияние атмосферы 5 История 5.1 Великобритания 5.2 Германия 5.3 СССР 5.4 США 6 Связь с другими отраслями науки 7 Основные факторы 8 Оценки 9 См. также 10 Примечания 11 Литература 12 Ссылки Классификация Выделяют два вида радиолокации: Пассивная радиолокация основана на приёме собственного излучения объекта; При активной радиолокации радар излучает свой собственный зондирующий сигнал и принимает его отражённым от цели. В зависимости от параметров принятого сигнала определяются характеристики цели. Активная радиолокация бывает двух видов: С активным ответом — на объекте предполагается наличие радиопередатчика (ответчика), который излучает радиоволны в ответ на принятый сигнал. Активный ответ применяется для опознавания объектов (свой-чужой), дистанционного управления, а также для получения от них дополнительной информации (например, количество топлива, тип объекта и т. д.); С пассивным ответом — запросный сигнал отражается от объекта и воспринимается в пункте приёма как ответный. Для просмотра окружающего пространства РЛС использует различные способы обзора за счёт перемещения направленного луча антенны РЛС: круговой; секторный; обзор по винтовой линии; конический; по спирали; «V» обзор; линейный (самолёты ДРЛО типа Ан-71 и А-50 (Россия) или американские с системой Авакс). В соответствии с видом излучения РЛС делятся на: РЛС непрерывного излучения; Импульсные РЛС Радиотеплолокация использует собственное излучение объектов, вызываемое тепловым движением электронов.[1] Принцип действия Радиолокация основана на следующих физических явлениях: Радиоволны рассеиваются на встретившихся на пути их распространения электрических неоднородностях (объектами с другими электрическими свойствами, отличными от свойств среды распространения). При этом отражённая волна, также, как и собственно, излучение цели, позволяет обнаружить цель. На больших расстояниях от источника излучения можно считать, что радиоволны распространяются прямолинейно и с постоянной скоростью, благодаря чему имеется возможность измерять дальность и угловые координаты цели (Отклонения от этих правил, справедливых только в первом приближении, изучает специальная отрасль радиотехники — Распространение радиоволн. В радиолокации эти отклонения приводят к ошибкам измерения). Частота принятого сигнала отличается от частоты излучаемых колебаний при взаимном перемещении точек приёма и излучения (эффект Доплера), что позволяет измерять радиальные скорости движения цели относительно РЛС. Пассивная радиолокация использует излучение электромагнитных волн наблюдаемыми объектами, это может быть тепловое излучение, свойственное всем объектам, активное излучение, создаваемое техническими средствами объекта, или побочное излучение, создаваемое любыми объектами с работающими электрическими устройствами. Основные методы радиолокации РЛС непрерывного излучения Используются в основном для определения радиальной скорости движущегося объекта (использует эффект Доплера). Достоинством РЛС такого типа является дешевизна и простота использования, однако в таких РЛС сильно затруднено измерение расстояния до объекта. Наибольшее распространение получил фазовый метод измерения дальности[2]. Пример: простейший радар для определения скорости автомобиля. Импульсный метод радиолокации При импульсном методе радиолокации передатчики генерируют колебания в виде кратковременных импульсов, за которыми следуют сравнительно длительные паузы. Причём длительность паузы выбирается исходя из дальности действия РЛС Dmax. ${\displaystyle T>{2D_{max} \over c}}$ Сущность метода состоит в следующем: Передающее устройство РЛС излучает энергию не непрерывно, а кратковременно, строго периодически повторяющимися импульсами, в паузах между которыми происходит приём отражённых импульсов приёмным устройством той же РЛС. Таким образом, импульсная работа РЛС даёт возможность разделить во времени мощный зондирующий импульс, излучаемый передатчиком и значительно менее мощный эхо-сигнал. Измерение дальности до цели сводится к измерению отрезка времени между моментом излучения импульса и моментом приёма, то есть временем движения импульса до цели и обратно. Дальность действия РЛС Максимальная дальность действия РЛС зависит от ряда параметров и характеристик как антенной системы станции, мощности излучаемого сигнала, и чувствительности приёмника системы. В общем случае без учёта потерь мощности в атмосфере, помех и шумов дальность действия системы можно определить следующим образом: ${\displaystyle D_{max}={\sqrt[{4}]{\frac {P_{n}D_{a}S_{a}\sigma }{\left(4\pi \right)^{2}P_{n.min}}}}}$, где: ${\displaystyle \;P_{n}}$ — мощность генератора; ${\displaystyle \;D_{a}}$ — коэффициент направленного действия антенны; ${\displaystyle \;S_{a}}$ — эффективная площадь антенны; ${\displaystyle \;\sigma }$ — эффективная площадь рассеяния цели; ${\displaystyle \;P_{n.min}}$ — минимальная чувствительность приёмника. При наличии шумов и помех дальность действия РЛС уменьшается. Влияние помех На загруженных участках, где одновременно используются многочисленные РЛС (например, морские порты) вероятны совпадения частотных диапазонов. Это приводит к приему РЛС сигнала другой РЛС. В результате на экране появляются дополнительные точки, бросающиеся в глаза из-за своей геометрической правильности. Эффект может быть убран переходом на другую рабочую частоту.[3] При отражении радиосигнала от массивного объекта возможно дальнейшее распространение к меньшим объектам с последующим отражением и попаданием в РЛС. Таким образом, путь, который прошел сигнал становится больше и на экране появляется мнимое изображение объекта, который на самом деле находится в другом месте. Такой эффект должен приниматься во внимание при нахождении вблизи крупных отражающих объектов, таких как мосты, гидротехнические сооружения и крупные суда. При размещении РЛС на большом судне возможен эффект многократного отражения сигнала. Сигнал РЛС отражается от близкого объекта, частично попадает обратно в РЛС, а частично отражается от корпуса суда. Таких отражений может быть много, амплитуда при каждом отражении уменьшается и сигнал будет восприниматься до тех пор, пока не будет достигнута пороговая чувствительность приемника. На экране радара будут видны несколько уменьшающихся с каждым разом объектов. Расстояние между ними пропорционально расстоянию от РЛС до объекта. Влияние шумов Посторонний радио шум влияет на радиолокацию. Влияние атмосферы Атмосферные потери особенно велики в сантиметровом и миллиметровом диапазонах и вызываются дождем, снегом и туманом, а в миллиметровом диапазоне также кислородом и парами воды. Наличие атмосферы приводит к искривлению траектории распространения радиоволн (явление рефракции). Характер рефракции зависит от изменения коэффициента преломления атмосферы при изменении высоты. Из-за этого траектория распространения радиоволн искривляется в сторону поверхности земли.