www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основи радіолокації

Класифікація радіолокаційних систем залежно від застосовуваних технологій

Залежно від складу та якості інформації, яку потрібно отримати, радіолокатор повинен мати певні властивості та реалізовувати певні технології. Один з видів класифікації радіолокаторів за цими ознаками наведено на Рисунку 1.

Радіолокаційна станція
Первинна РЛС
Вторинна РЛС
Імпульсна РЛС
РЛС неперервного
випромінювання
із внутрішньоім-
пульсною модуляцією
із імпульсною
модуляцією
з модульованим
сигналом
з немодульованим
сигналом
з візуалізацією
без візуалізації
Радіолокаційна станція
з імпульсною
модуляцією
з візуалізацією
без візуалізації

Рисунок 1. Класифікація радіолокаторів (інтерактивний рисунок)

Радіолокатори з візуалізацією / без візуалізації

Рисунок 2. Вигляд екрану індикатора радіолокатора з візуалізацією (ліворуч) і радіолокатора без візуалізації (праворуч)

Рисунок 2. Вигляд екрану індикатора радіолокатора з візуалізацією (ліворуч) і радіолокатора без візуалізації (праворуч)

Радіолокатори умовно можливо поділити на дві категорії: радіолокатори, що реалізують ту чи іншу технологію візуалізації інформації та радіолокатори без візуалізації.

В радіолокаторах з візуалізацією за результатами обробки прийнятих сигналів формується модель обстановки в зоні огляду, як правило, у вигляді зображення, яке нагадує географічну мапу. Класичними прикладами радіолокаторів такого типу є метеорологічний радіолокатор і радіолокатор огляду повітряного простору воєнного призначення.

В радіолокаторах без візуалізації результат вимірювання представляється тільки у вигляді числових значень. Прикладами таких радіолокаторів є деякі радіолокаційні висотоміри та спідометри. Прикладами вторинного радіолокатора без візуалізації є іммобілайзери в деяких сучасних легкових автомобілях.

Первинний радіолокатор

Первинні радіолокатори випромінюють у простір високочастотні сигнали, які, у разі наявності цілей в зоні дії, відбиваються від них. На відміну від вторинних радіолокаторів, первинні радіолокатори приймають власні зондувальні сигнали у вигляді сигналів відлуння. Тому первинну радіолокацію ще називають радіолокацією з пасивною відповіддю. Прийняті сигнали відлуння піддаються обробці для отримання інформації про ціль (цілі).

Вторинний радіолокатор

Для функціонування вторинних радіолокаторів необхідно оснащення літака активним відповідачем, транспондером (transponder = transmitting responder). Тому вторинну радіолокацію ще називають радіолокацією з активною відповіддю. Апаратура, що розміщена на літаку, приймає кодований сигнал від запитувача радіолокатора. В транспондері прийнятий сигнал розкодовується і генерується активна відповідь, яка потім також кодується і посилається назад до вторинного радіолокатора. Час затримки прийнятого сигналу відповідача використовується для вимірювання дальності до цілі так само, як і у первинних радіолокаторах. Але в цьому сигналі міститься набагато більше інформації, ніж у сигналах первинних радіолокаторів. Тут можуть передаватися, наприклад, дані про висоту, державну належність або технічні проблеми на борту (несправність засобів зв’язку і тому подібне).

Імпульсний радіолокатор

Імпульсні радіолокатори випромінюють переривчастий (увімкнений / вимкнений) сигнал високої потужності на дуже високій частоті, що називається зондувальним сигналом. Після цього наступає тривала пауза, протягом якої можуть прийматися сигнали відлуння до того як буде випромінений наступний зондувальний сигнал. За часом затримки прийнятого сигналу відлуння відносно моменту випромінення зондувального сигналу визначають дальність до цілі. Кутові координати цілі і, якщо необхідно, її висота можуть визначатися за положенням антени у момент приймання сигналу відлуння і за часом його затримки.

Радіолокатор неперервного випромінювання

Радіолокатор неперервного випромінювання (Continuous wave radar, CW-radar) використовує неперервний зондувальний сигнал. Сигнал відлуння приймається та обробляється одночасно з випроміненням зондувального сигналу і постійно. Приймач не обов’язково знаходиться в тому ж місці, що і передавач. Будь-який потужний передавач радіомовлення може використовуватися у якості радіолокаційного передавача, якщо віддалений від нього приймач приймає та порівнює час приймання прямого та відбитого від цілі сигналу. Точні координати повітряного об’єкту можливо розрахувати шляхом обробки сигналів, отриманих від трьох різних телевізійних станцій (дивись пасивний радіолокатор).

Радіолокатор неперервного немодульованого випромінення

Випромінюваний таким радіолокатором сигнал має постійні амплітуду і частоту. Такі пристрої використовуються при вимірюванні швидкості руху об’єкту і ґрунтуються на використанні ефекту Допплера. Дальність в цьому випадку не може бути виміряна. Вони застосовуються, наприклад, у якості вимірювачів швидкості, використовуваних поліцією.

Радіолокатор неперервного випромінювання з частотною модуляцією

У англомовних джерелах для називання таких радіолокаторів використовується абревіатура FMCW-Radar (Frequency Modulated Continuous Wave radar). В цих радіолокаторах використовуються сигнали постійної амплітуди, модульовані за частотою, або із зсувом фази. Це робить можливим використання для визначення дальності методів, що ґрунтуються на вимірюванні часу затримки. Дальність (або висота) може бути визначена за частотним зсувом прийнятого сигналу або за часом затримки заданого коду фази. Перевага таких радіолокаторів полягає в тому, що вимірювання виконуються без перерв у прийомі і, таким чином, результат вимірювання доступний завжди.

Радіолокатор із внутришньоімпульсною модуляцією

Такі радіолокатори випромінюють імпульсні зондувальні сигнали з меншою імпульсною потужністю, але з більшою тривалістю. Зондувальні сигнали модулюються (подібно до сигналів FMCW-радіолокаторів) з метою використання технології стискання імпульсів для визначення дальності цілі навіть в межах тривалості випромінюваного сигналу.

Багатопозиційний радіолокатор

Багатопозиційний радіолокатор складається з двох або більше рознесених (на значну відстань) передавальних та приймальних позицій.