ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАДИОЛОКАЦИИ. ПРИНЦИПЫ РАДИОЛОКАЦИОННОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Радиолокация – область радиоэлектроники, занимающаяся применением радиоволн для обнаружения, определения координат и измерения параметров движения различных объектов.

Все объекты наблюдения в радиолокации называются целями. К ним относятся, например, корабли, самолеты, танки и т.д. операции выполняемые в радиолокации для обнаружения целей, измерения их координат и параметров движения, в целом называются радиолокационным наблюдением. Частные задачи радиолокационных наблюдений решаются радиолокационными устройствами (измерителями дальности, угловых координат, устройством селекции движущихся целей).

Совокупность функционально связанных радиолокационных устройств, предназначенных для решения какой-либо боевой задачи (обеспечение перехвата воздушных целей, прицеливание при действии по наземным целям и т.п.), называется радиолокационной системой. Техническая реализация радиолокационной системы в виде совокупности блоков или узлов обычно называется радиолокационной станцией (РЛС).

 

Явление отражения радиоволн.

Радиоволны способны отражаться от границы раздела двух вещественных сред, различающихся своими электрическими свойствами. Поэтому, если объекты, электрические свойства которых отличаются от воздуха, облучать радиоволнами, то в окружающем пространстве возникают отраженные этими объектами сигналы. Мощность и некоторые другие характеристики отраженных сигналов зависят не только от мощности излучения, но и от электрических и геометрических свойств объектов. Поэтому, анализируя отраженные сигналы, можно судить о наличии отражающих объектов, различать одни объекты от других и оценивать их принадлежность к тому или иному классу объектов.

Явление отражения радиоволн было обнаружено в 1897 году. Александром Степановичем Поповым при организации радиосвязи между кораблями Балтфлота. Он обнаружил эффект затенения передающей радиостанции и ослабление приема при прохождении корабля между приемником и передатчиком. А.С. Попов дал этому явлению следующее объяснение: “… попадаясь на пути электромагнитной волны, они (предметы) нарушают ее правильность, отчасти подобно тому, как действует на обыкновенную волну, распространяющуюся по поверхности воды, брекватер, отчасти вследствие интерференции волн и их возбужденных, с волнами источника”.

Для того времени это было достаточно точное объяснение явления отражения радиоволн. Все последующие опыты по этому явлению по существу повторяли опыты А.С. Попова с дальнейшим уточнением особенностей отражения.

Практическое применение явления отражения радиоволн было осуществлено примерно 40-50 лет спустя открытия его А. С. Поповым. Большую роль в развитии радиолокации сыграли советские ученые Папалекси, Берг, Введенский, Ицхоки и многие другие (каждый в своей области).

 

Эффект запаздывания радиоволн.

Измеряя время между моментами излучения радиоволн и приема отраженного сигнала, можно определить расстояние до отражающего объекта

(эффект запаздывания).

Определяя пространственную ориентацию фронта отраженной волны, можно определить направление на объект.

 

Принцип разрешения объектов по дальности.

Концентрируя энергию радиоволн во времени, можно раздельно наблюдать объекты, расположенные на различных удалениях, определять расстояние до них. Концентрация энергии во времени достигается путем использования импульсного режима работы РЛС. Процесс раздельного наблюдения объектов, удаленных на различные расстояние, носит название разрешения объектов по дальности.

 

Принцип разрешения объектов по угловым координатам.

Направленные антенны концентрируют энергию излучения в пределах телесного угла, занимаемого лепестком Д.Н. и, практически, не создают излучения за пределами этого угла, что дает возможность раздельного наблюдения объектов и на одинаковых расстояниях. Этот процесс называется разрешением объектов по угловым координатам.

Отражающие свойства объекта характеризуют его эффектной площадью рассеяния (ЭПР). ЭПР называется площадь поверхности, на которую надо умножить плотность потока мощности излучения, для того, чтобы получить реально наблюдаемую мощность отраженного сигнала.

Значение ЭПР, позволяющие оценить порядок площади рассеяния различных объектов сведены в таблицу №1. (Диафильма).

 

Объект наблюдения	ЭПР (м²)
Пассажирский теплоход
Грузовое судно
Транспортный самолет	До 50
Средний бомбардировщик
Истребитель	1 – 3
Человек	0,5 – 1
ГЧ МБР	0,1 – 0,2
1м² земли (мелкий лес)	10‾³ - 10‾²

 

Виды радиолокации.

Электромагнитные волны еще не являются радиолокационным сигналом, т.к. они становятся носителем информации о цели лишь после соприкосновения с целью. От того, какую роль при этом играет цель сигналов или вида радиолокации.

 

Активная радиолокация (метод отраженного сигнала) (рис.1).

 

Радиоволны, излучаемые антенной РПРДУ РЛС, направляются на цель. РПРМУ принимает отраженный сигнал и преобразует его так, что выходное устройство с помощью опорных сигналов извлекает информацию:

- наличие цели;

- расстояние;

- направление;

- скорость и т.д.

Этот метод называется активным потому, что предусматривает облучение цели антенной РЛС.

 

Активная радиолокация с активным ответом (рис.2).

 

Такой вид радиолокации предполагает наличие на объекте ответчика или ретранслятора сигнала, который состоит из РПРМУ, предназначенного для приема и усиления прямого сигнала, и РПРДУ, служащего для создания ответного (ретранслированного) сигнала.

 

Пассивная радиолокация (рис.3)

 

В этом виде радиолокации сама цель является источником электромагнитного излучения, а РЛС выполняет функции радиоприемного устройства, предназначенного для определения направления на этот источник. Собственное излучение создается нагретыми частями объекта, ионизированной атмосферой, окружающей его, и, наконец, РПРДУ, которое может выходить в состав объекта для решения каких-либо специальных задач.

Наиболее распространенным видом радиолокации, является второй, или активная радиолокация с активным ответом, который обладает важным достоинством по сравнению с остальными видами радиолокации- это большая дальность действия. Объясняется это тем, что мощность переизлученного сигнала значительно выше, чем мощность отраженных сигналов. Необходимо сделать оговорку- во втором виде радиолокации мы должны иметь дело со своими объектами.

Для обнаружения «чужих» объектов используется первый вид радиолокации.

Третий вид радиолокации применяется для целей разведки радиоизлучений противника.