Основы радиолокации
Рисунок 1: Принцип работы радиолокатора.
Рисунок 1: Принцип работы радиолокатора.
Основы радиолокации
Принцип работы радиолокатора очень похож на принцип отражение звуковых волн. Если крикнуть в направлении объекта, способного отражать звук (например, каньон или пещера), вы услышите эхо. Если вам известна скорость распространения звука в воздушном пространстве – вы сможете определить направление и дальность до такого объекта. Время, требующееся для того, чтобы вы услышали эхо, можно грубо пересчитать в расстояние, если вам известна скорость распространения звука.
Радиолокатор использует электромагнитные импульсы так, как это показано на Рисунке 1. Электромагнитная энергия проходит от излучателя до отражающего объекта. Небольшая часть отраженной энергии возвращается в точку установка излучателя. Эта энергия называется ЭХО, точно так же, как и в случае со звуковой волной. Радиолокаторы используют эхо чтобы определить направление и дальность до отражающего объекта. Термин РАДАР означает следующее:
RAdio
(Aim)°
(Aim)
Detecting And Ranging
Обнаружение и измерение дальности до цели при помощи радиоволн.
Термин «Радар» бы официально впервые использован Самюэлем Такером и Ф.Р Фюртом из ВМС США в ноябре 1940 года. Акроним был принят к использованию Союзными Силами во Второй мировой войне и, таким образом, получил международное признание.
Он означает электронное оборудование, используемое для определения местоположения объектов с использованием отражения электромагнитной энергии. При некоторых условиях, радиолокаторы могут измерять направление, высоту, курс, скорость и дальность до этих объектов. Для частоты электромагнитных волн, используемых в радиолокации, не имеют значения наличие света и атмосферные условия. Это позволяет радиолокационным системам определять положение самолетов, кораблей и препятствий, которые невидимы невооруженному глазу из-за дальности, темноты или погодных условий.
Современные радары могут получать гораздо больше информации из эхо-сигнала, нежели просто дальность до цели. Но Измерение дальности путем измерения времени прохождения сигнала остается одной из важнейших функций.
Базовое построение радиолокатора
На следующем рисунке изображена блок-схема первичного радиолокатора. Антенна радара облучает цель высокочастотным сигналом. Отраженный сигнал (также называемый эхо), принимается приемной антенной. Излучаемый сигнал генерируется передатчиком высокой мощности, а для обработки отраженного используется высокочувствительный приемник.
Рисунок 2: Блок схема первичного радиолокатора
Рисунок 2: Блок схема первичного радиолокатора
Рисунок 2: Блок схема первичного радиолокатора (интерактивный рисунок)
Все цели производят т.н. диффузное отражение (отраженная мощность распространяется одновременно во множество направлений). Отраженный сигнал также называется рассеиванием. Обратным рассеиванием называется отражение, которое перемещается в направлении, противоположном излученному сигналу.
Радиолокационные сигналы могут быть отображены на индикаторе кругового обзора (ИКО) или других, более новых системах отображения. На ИКО отображается вращающийся вектор, начало которого находится в точке установки радиолокатора, указывающий текущее положение антенны и, таким образом, направление на цель.
- Передатчик
Передатчик радиолокатора генерирует короткий радиоимпульс высокой мощности, излучаемый антенной в пространство. - Дуплексер
Подключает к антенне передатчик либо приемник (только одно устройство может использоваться в конкретный момент времени). Переключение важно, так как недопустимо попадание высокой мощности передатчика на вход приемника. - Приемник
Принимает и выполняет демодуляцию полученных радиочастотных сигналов. На выходе приемника видеоимпульсы. - Антенна
Излучает энергию передатчика в пространство с заданной эффективностью и распределением. Аналогично принимает отраженный сигнал. - Индикатор
Индикатор предоставляет наблюдателю удобное, непрерывное графическое отображение целей. Радиолокационный дисплей (в данном случае ИКО) отображает отметки в месте приема эхо-сигналов. Чем больше времени прошло между излученным и принятым импульсом, тем дальше от центра экрана будет отметка. Направление вектора на экране в точности совпадает с текущим положением антенны.