Šiuolaikinis karas yra greitas ir trumpalaikis. Dažnai kovos metu laimi tas, kuris pirmasis sugeba aptikti galimą grėsmę ir tinkamai į ją reaguoti. Daugiau nei septyniasdešimt metų ieškant priešo sausumoje, jūroje ir ore naudojamas radiolokacinis metodas, pagrįstas radijo bangų spinduliavimu ir jų atspindžių nuo įvairių objektų registravimu. Prietaisai, siunčiantys ir priimantys tokius signalus, vadinami radaro stotimis arba radarais.

Terminas „radaras“ yra angliška santrumpa (radio detection and rangeing), išleista į apyvartą 1941 m., tačiau jau seniai tapo savarankišku žodžiu ir pateko į daugumą pasaulio kalbų.

Radaro išradimas, žinoma, yra svarbus įvykis. Šiuolaikinis pasaulis sunkiai įsivaizduojamas be radarų stočių. Jie naudojami aviacijoje, jūrų transporte, radarų pagalba prognozuojami orai, nustatomi kelių eismo taisyklių pažeidėjai, skenuojamas žemės paviršius. Radaro sistemos (RLK) buvo pritaikytos kosmoso pramonėje ir navigacijos sistemose.

Tačiau radarai plačiausiai naudojami kariniuose reikaluose. Reikia pasakyti, kad ši technologija iš pradžių buvo sukurta kariniams poreikiams ir praktinio įgyvendinimo etapą pasiekė prieš pat Antrojo pasaulinio karo pradžią. Visos didžiosios šiame konflikte dalyvaujančios šalys aktyviai (ir ne be rezultatų) naudojo radiolokacines stotis priešo laivų ir lėktuvų žvalgybai ir aptikimui. Galima drąsiai teigti, kad radarų naudojimas nulėmė kelių reikšmingų mūšių tiek Europoje, tiek Ramiojo vandenyno operacijų teatre baigtį.

Šiandien radarai naudojami sprendžiant itin įvairias karines užduotis – nuo ​​tarpžemyninių balistinių raketų paleidimo sekimo iki artilerijos žvalgybos. Kiekvienas orlaivis, sraigtasparnis, karo laivas turi savo radarų sistemą. Radarai yra oro gynybos sistemos pagrindas. Perspektyviame Rusijos tanke „Armata“ bus sumontuota naujausia radarų sistema su fazinio matricos antena. Apskritai šiuolaikinių radarų įvairovė yra nuostabi. Tai visiškai skirtingi įrenginiai, kurie skiriasi dydžiu, savybėmis ir paskirtimi.

Galima drąsiai teigti, kad Rusija šiandien yra viena iš pripažintų pasaulio lyderių kuriant ir gaminant radarus. Tačiau prieš kalbant apie radiolokacinių sistemų kūrimo tendencijas, reikėtų pasakyti keletą žodžių apie radarų veikimo principus, taip pat radarų sistemų istoriją.

Kaip veikia radaras

Vieta yra būdas (arba procesas) nustatyti kažko vietą. Atitinkamai, radaras yra objekto ar objekto aptikimo erdvėje metodas, naudojant radijo bangas, kurias skleidžia ir priima prietaisas, vadinamas radaru arba radaru.

Pirminio arba pasyvaus radaro fizinis veikimo principas gana paprastas: jis į kosmosą perduoda radijo bangas, kurios atsispindi nuo aplinkinių objektų ir grįžta į ją atsispindėjusių signalų pavidalu. Juos analizuojant radaras sugeba aptikti objektą tam tikrame erdvės taške, taip pat parodyti pagrindines jo charakteristikas: greitį, aukštį, dydį. Bet kuris radaras yra sudėtingas radijo inžinerijos įrenginys, susidedantis iš daugelio komponentų.

Bet kurio radaro struktūrą sudaro trys pagrindiniai elementai: signalo siųstuvas, antena ir imtuvas. Visas radiolokacines stotis galima suskirstyti į dvi dideles grupes:

• impulsas;
• nuolatinis veiksmas.

Impulsinis radaro siųstuvas elektromagnetines bangas skleidžia trumpą laiką (sekundės dalis), kitas signalas siunčiamas tik sugrįžus pirmam impulsui ir pataikius į imtuvą. Impulsų pasikartojimo dažnis yra viena iš svarbiausių radaro charakteristikų. Žemo dažnio radarai siunčia kelis šimtus impulsų per minutę.

Impulsinio radaro antena veikia tiek priimant, tiek perduodant. Po to, kai išsiunčiamas signalas, siųstuvas kuriam laikui išsijungia, o imtuvas įsijungia. Gavus jį, vyksta atvirkštinis procesas.

Impulsiniai radarai turi ir trūkumų, ir privalumų. Jie gali nustatyti kelių taikinių diapazoną vienu metu, toks radaras gali lengvai padaryti su viena antena, tokių įrenginių indikatoriai yra paprasti. Tačiau tokiu atveju tokio radaro skleidžiamas signalas turėtų būti gana didelės galios. Taip pat galima pridurti, kad visi šiuolaikiniai sekimo radarai yra pagaminti pagal impulsinę schemą.

Impulsinio radaro stotyse kaip signalo šaltinis paprastai naudojami magnetronai arba keliaujančios bangos vamzdžiai.

Radaro antena sufokusuoja elektromagnetinį signalą ir nukreipia jį, paima atsispindėjusį impulsą ir perduoda jį imtuvui. Yra radarų, kuriuose signalo priėmimą ir perdavimą atlieka skirtingos antenos, ir jie gali būti išdėstyti dideliu atstumu vienas nuo kito. Radaro antena gali skleisti elektromagnetines bangas ratu arba dirbti tam tikrame sektoriuje. Radaro spindulys gali būti nukreiptas spirale arba kūgio formos. Jei reikia, radaras gali sekti judantį taikinį, specialių sistemų pagalba nuolat nukreipdamas į jį anteną.

Imtuvo funkcijos apima gautos informacijos apdorojimą ir perkėlimą į ekraną, iš kurio ją nuskaito operatorius.

Be impulsinių radarų, yra ir nuolatinių bangų radarų, kurie nuolat skleidžia elektromagnetines bangas. Tokios radaro stotys savo darbe naudoja Doplerio efektą. Tai slypi tame, kad elektromagnetinės bangos, atsispindėjusios nuo objekto, kuris artėja prie signalo šaltinio, dažnis bus didesnis nei nuo tolstančio objekto. Skleidžiamo impulso dažnis nesikeičia. Šio tipo radarai nefiksuoja stacionarių objektų, jų imtuvas fiksuoja tik bangas, kurių dažnis didesnis arba mažesnis už skleidžiamą.

Tipiškas Doplerio radaras yra radaras, kurį kelių policija naudoja transporto priemonių greičiui nustatyti.

Pagrindinė nuolatinių radarų problema yra nesugebėjimas jais nustatyti atstumą iki objekto, tačiau jų veikimo metu tarp radaro ir taikinio ar už jo nėra trukdžių iš nejudančių objektų. Be to, Doplerio radarai yra gana paprasti įrenginiai, kuriems veikti reikia mažos galios signalų. Taip pat reikėtų pažymėti, kad šiuolaikinės radiolokacinės stotys su nuolatine spinduliuote turi galimybę nustatyti atstumą iki objekto. Norėdami tai padaryti, naudokite radaro dažnio pasikeitimą veikimo metu.

Viena iš pagrindinių impulsinių radarų veikimo problemų yra trukdžiai, atsirandantys iš nejudančių objektų – kaip taisyklė, tai yra žemės paviršius, kalnai, kalvos. Orlaivių impulsinių orlaivių radarų veikimo metu visi žemiau esantys objektai yra „užstojami“ nuo žemės paviršiaus atsispindinčio signalo. Jei kalbėtume apie antžemines ar laivuose esančias radarų sistemas, tai jiems ši problema pasireiškia mažame aukštyje skraidančių taikinių aptikimu. Norint pašalinti tokius trukdžius, naudojamas tas pats Doplerio efektas.

Be pirminių radarų, yra vadinamieji antriniai radarai, kurie aviacijoje naudojami orlaiviams identifikuoti. Tokių radarų sistemų sudėtis, be siųstuvo, antenos ir imtuvo, taip pat apima orlaivio atsakiklį. Apšvitintas elektromagnetiniu signalu atsakiklis suteikia papildomos informacijos apie aukštį virš jūros lygio, maršrutą, orlaivio numerį ir jo tautybę.

Taip pat radiolokacines stotis galima padalyti iš bangos, kuria jos veikia, ilgio ir dažnio. Pavyzdžiui, tirti Žemės paviršių, taip pat dirbti dideliais atstumais, naudojamos 0,9-6 m (dažnis 50-330 MHz) ir 0,3-1 m (dažnis 300-1000 MHz) bangos. Oro eismo valdymui naudojamas 7,5–15 cm bangos ilgio radaras, o raketų paleidimo aptikimo stočių už horizonto radarai veikia bangomis, kurių bangos ilgis nuo 10 iki 100 metrų.

Radaro istorija

Radaro idėja kilo beveik iškart po radijo bangų atradimo. 1905 metais vokiečių kompanijos „Siemens“ darbuotojas Christianas Hülsmeyeris sukūrė prietaisą, kuris radijo bangomis galėjo aptikti didelius metalinius objektus. Išradėjas pasiūlė jį įrengti laivuose, kad blogo matomumo sąlygomis būtų išvengta susidūrimų. Tačiau laivų kompanijos nauju įrenginiu nesusidomėjo.

Eksperimentai su radaru buvo atlikti ir Rusijoje. Dar XIX amžiaus pabaigoje rusų mokslininkas Popovas atrado, kad metaliniai objektai trukdo sklisti radijo bangoms.

Dešimtojo dešimtmečio pradžioje amerikiečių inžinieriai Albertas Tayloras ir Leo Youngas radijo bangomis sugebėjo aptikti praplaukiantį laivą. Tačiau tuometinė radijo inžinerijos pramonės padėtis buvo tokia, kad buvo sunku sukurti pramoninius radiolokacinių stočių modelius.

Pirmosios radiolokacinės stotys, kurias buvo galima panaudoti sprendžiant praktines problemas, Anglijoje atsirado maždaug XX amžiaus trečiojo dešimtmečio viduryje. Šie įrenginiai buvo labai dideli ir galėjo būti montuojami tik sausumoje arba didelių laivų denyje. Tik 1937 metais buvo sukurtas miniatiūrinio radaro prototipas, kurį buvo galima montuoti lėktuve. Iki Antrojo pasaulinio karo pradžios britai turėjo dislokuotą radarų stočių grandinę, pavadintą Chain Home.

Įsitraukė į naują daug žadančią kryptį Vokietijoje. Ir, turiu pasakyti, ne be sėkmės. Jau 1935 metais Vokietijos karinio jūrų laivyno vyriausiajam vadui Raederiui buvo parodytas veikiantis radaras su katodinio pluošto ekranu. Vėliau jo pagrindu buvo sukurti gamybiniai radaro modeliai: Seetakt jūrų pajėgoms ir Freya oro gynybai. 1940 metais Viurcburgo radiolokacinė ugnies valdymo sistema pradėjo patekti į Vokietijos kariuomenę.

Tačiau nepaisant akivaizdžių vokiečių mokslininkų ir inžinierių pasiekimų radarų srityje, Vokietijos kariuomenė radarus pradėjo naudoti vėliau nei britų. Hitleris ir Reicho viršūnės radarus laikė išskirtinai gynybiniais ginklais, kurių pergalingai vokiečių kariuomenei tikrai nereikėjo. Būtent dėl ​​šios priežasties iki Britanijos mūšio pradžios vokiečiai dislokavo tik aštuonias Frejos radiolokacines stotis, nors pagal savo charakteristikas jos buvo bent jau tokios pat geros kaip britų kolegos. Apibendrinant galima teigti, kad būtent sėkmingas radarų panaudojimas iš esmės nulėmė Britanijos mūšio baigtį ir vėliau kilusią konfrontaciją tarp Liuftvafės ir Sąjungininkų oro pajėgų Europos padangėje.

Vėliau vokiečiai, remdamiesi Viurcburgo sistema, sukūrė oro gynybos liniją, kuri buvo pavadinta Kammhuber linija. Naudodami specialiųjų pajėgų dalinius, sąjungininkai sugebėjo atskleisti vokiečių radaro paslaptis, kurios leido jas efektyviai užblokuoti.

Nepaisant to, kad britai į „radarų“ lenktynes ​​įsitraukė vėliau nei amerikiečiai ir vokiečiai, finišo tiesiojoje jiems pavyko juos aplenkti ir priartėti prie Antrojo pasaulinio karo pradžios su pažangiausia orlaivių radarų aptikimo sistema.

Jau 1935 metų rugsėjį britai pradėjo kurti radiolokacinių stočių tinklą, kuriame jau prieš karą buvo dvidešimt radiolokacinių stočių. Jis visiškai užblokavo priėjimą prie Britų salų iš Europos pakrantės. 1940 metų vasarą britų inžinieriai sukūrė rezonansinį magnetroną, kuris vėliau tapo amerikiečių ir britų lėktuvuose įrengtų orlaivių radiolokacinių stočių pagrindu.

Darbai karinių radarų srityje buvo vykdomi ir Sovietų Sąjungoje. Pirmieji sėkmingi eksperimentai aptikti orlaivius naudojant radiolokacines stotis SSRS buvo atlikti dar XX amžiaus ketvirtojo dešimtmečio viduryje. 1939 m. Raudonoji armija priėmė pirmąjį RUS-1 radarą, o 1940 m. - RUS-2. Abi šios stotys buvo pradėtos gaminti masiškai.

Antrasis pasaulinis karas aiškiai parodė aukštą radiolokacinių stočių naudojimo efektyvumą. Todėl jį užbaigus naujų radarų kūrimas tapo viena iš prioritetinių karinės technikos kūrimo krypčių. Laikui bėgant oro desanto radarus gavo visi be išimties kariniai lėktuvai ir laivai, radarai tapo oro gynybos sistemų pagrindu.

Šaltojo karo metais JAV ir SSRS įsigijo naują naikinamąjį ginklą – tarpžemynines balistines raketas. Šių raketų paleidimo aptikimas tapo gyvybės ir mirties klausimu. Sovietų mokslininkas Nikolajus Kabanovas pasiūlė idėją trumpomis radijo bangomis aptikti priešo lėktuvus dideliais atstumais (iki 3000 km). Tai buvo gana paprasta: Kabanovas išsiaiškino, kad 10–100 metrų ilgio radijo bangos gali atsispindėti nuo jonosferos ir apšvitinti taikinius žemės paviršiuje, tuo pačiu būdu sugrįžti į radarą.

Vėliau, remiantis šia idėja, buvo sukurti radarai, skirti balistinių raketų paleidimui už horizonto aptikti. Tokių radarų pavyzdys yra Daryal – radarų stotis, kuri kelis dešimtmečius buvo sovietinės perspėjimo apie raketą paleidimo sistemos pagrindas.

Šiuo metu viena iš perspektyviausių radarų technologijos plėtros sričių yra radaro su faziniu antenos matricu (PAR) sukūrimas. Tokie radarai turi ne vieną, o šimtus radijo bangų skleidėjų, kuriuos valdo galingas kompiuteris. Skirtingų fazinio masyvo šaltinių skleidžiamos radijo bangos gali sustiprinti viena kitą, jei yra fazėje, arba, atvirkščiai, susilpninti.

Faziniam matricos radaro signalui gali būti suteikta bet kokia norima forma, jis gali būti judinamas erdvėje nekeičiant pačios antenos padėties, dirbti su skirtingais spinduliavimo dažniais. Fazinis matricos radaras yra daug patikimesnis ir jautresnis nei įprastas anteninis radaras. Tačiau tokie radarai turi ir trūkumų: fazinio masyvo radaro aušinimas yra didelė problema, be to, juos sunku gaminti ir brangu.

Penktos kartos naikintuvuose montuojami nauji faziniai masyvo radarai. Ši technologija naudojama JAV išankstinio įspėjimo apie raketų ataką sistemoje. Radarų kompleksas su PAR bus įrengtas ant naujausio Rusijos tanko „Armata“. Reikia pažymėti, kad Rusija yra viena iš pasaulio lyderių kuriant PAR radarus.

Jei turite klausimų - palikite juos komentaruose po straipsniu. Mes arba mūsų lankytojai mielai į juos atsakys.

Šiuolaikiniai karai išsiskiria greitumu ir laikinumu. Dažnai kovose laimi tie, kurie pirmieji pastebėjo galimas grėsmes ir atitinkamai reaguoja. Jau aštuntą dešimtmetį radarų metodai naudojami žvalgybai ir priešo atpažinimui jūroje ir sausumoje, taip pat oro erdvėje.

Jie pagrįsti radijo bangų spinduliavimu, registruojant jų atspindžius nuo įvairių objektų. Įrenginiai, siunčiantys ir priimantys tokius signalus, yra šiuolaikinės radarų stotys arba radarai. „Radaro“ sąvoka kilusi iš anglų kalbos santrumpos – RADAR. Jis pasirodė 1941 m. ir ilgą laiką buvo įtrauktas į pasaulio kalbas.

Radaro atsiradimas buvo svarbus įvykis. Šiuolaikiniame pasaulyje beveik neįmanoma išsiversti be radarų stočių. Be jų neapsieina aviacija, navigacija, hidrometeorologijos centras, kelių policija ir kt.. Be to, radarų kompleksas plačiai naudojamas kosminėse technologijose ir navigacijos sistemose.

Radaras karo tarnyboje

Vis dėlto labiausiai kariškiams patiko radarai. Be to, šios technologijos iš pradžių buvo sukurtos kariniam naudojimui ir praktiškai buvo įdiegtos prieš Antrąjį pasaulinį karą. Visos pagrindinės valstybės aktyviai naudojo radarus priešo laivams ir lėktuvams aptikti. Be to, jų naudojimas nulėmė daugelio mūšių baigtį.

Iki šiol naujos radiolokacinės stotys naudojamos labai įvairioms karinėms užduotims atlikti. Tai apima tarpžemyninių balistinių raketų sekimą ir artilerijos žvalgybą. Visi lėktuvai, sraigtasparniai, karo laivai turi savo radarus. Radarai paprastai yra oro gynybos sistemų pagrindas.

Kaip veikia radarai

Vieta yra apibrėžimas, kur kažkas yra. Taigi radaras yra objektų ar objektų aptikimas erdvėje naudojant radijo bangas, kurias skleidžia ir priima radaras ar radaras. Pirminių arba pasyviųjų radarų veikimo principas pagrįstas radijo bangų, atsispindėjusių nuo objektų ir grąžintų į juos atspindėtų signalų pavidalu, perdavimu į erdvę. Po jų analizės radarai aptinka objektus tam tikruose erdvės taškuose, jų pagrindines charakteristikas greičio, aukščio ir dydžio pavidalu. Visi radarai yra sudėtingi radijo inžinerijos įrenginiai, sudaryti iš daugelio elementų.

Šiuolaikinis radarų kompleksas

Bet koks radaras susideda iš trijų pagrindinių elementų:

• signalų siųstuvai;
• Antenos;
• Imtuvai.

Iš visų radarų stočių yra specialus padalijimas į dvi dideles grupes:

• Pulsas;
• Nuolatinis veiksmas.

Impulsiniai radarų siųstuvai elektromagnetines bangas skleidžia trumpą laiką (sekundės dalis). Kiti signalai siunčiami tik tada, kai grįžta pirmieji impulsai ir patenka į imtuvus. Pulso pasikartojimo dažnis taip pat yra svarbiausios charakteristikos. Taigi žemo dažnio radarai per minutę siunčia daugiau nei šimtą impulsų.

Impulsinio radaro antenos veikia kaip siųstuvai ir imtuvai. Kai tik signalai dingsta, siųstuvai kuriam laikui išsijungia, o imtuvai įsijungia. Po jų priėmimo vyksta atvirkštiniai procesai.

Impulsiniai radarai turi savų privalumų ir trūkumų. Jie gali nustatyti kelių taikinių diapazoną vienu metu. Tokie radarai gali turėti po vieną anteną, o jų indikatoriai gana paprasti.

Tačiau skleidžiami signalai turi būti didelės galios. Visi šiuolaikiniai sekimo radarai turi impulsinę grandinę. Impulsinio radaro stotyse kaip signalo šaltiniai dažniausiai naudojami magnetronai arba slenkančių bangų vamzdžiai.

Impulsinės radarų sistemos

Radaro antenos fokusuoja ir nukreipia elektromagnetinius signalus, taip pat paima atsispindėjusius impulsus ir perduoda juos imtuvams. Kai kuriuose radaruose signalus galima priimti ir perduoti naudojant skirtingas antenas, esančias dideliais atstumais vienas nuo kito. Radaro antenos gali skleisti elektromagnetines bangas ratu arba veikti tam tikruose sektoriuose.

Radaro spinduliai gali būti nukreipti spirale arba turėti kūgio formą. Esant reikalui radarai gali sekti judančius taikinius, o naudodami specialias sistemas visą laiką nukreipti į juos antenas. Imtuvai apdoroja gautus duomenis ir perduoda juos į operatorių ekranus.

Vienas iš pagrindinių impulsinių radarų veikimo trūkumų yra trukdžiai, kylantys iš nejudančių objektų, nuo žemės paviršiaus, kalnų, kalvų. Taigi, orlaivių impulsiniai radarai, dirbdami orlaiviuose, gaus šešėlį nuo žemės paviršiaus atspindimų signalų. Antžeminės arba laivuose esančios radarų sistemos nustato šias problemas aptikdamos taikinius, skraidančius mažame aukštyje. Norint pašalinti tokius trukdžius, naudojamas Doplerio efektas.

Nuolatinis radaras

Nuolatiniai radarai veikia nuolat skleisdami elektromagnetines bangas ir naudoja Doplerio efektą. Jo principas yra tas, kad elektromagnetinių bangų, atsispindinčių nuo objektų, artėjančių prie signalo šaltinių, dažniai bus didesni nei nuo tolstančių objektų. Tokiu atveju skleidžiamų impulsų dažniai išlieka nepakitę. Tokie radarai neaptinka stacionarių objektų, jų imtuvai fiksuoja tik bangas, kurių dažniai yra didesni arba žemesni už skleidžiamą.

Pagrindinis nuolatinio veikimo radarų trūkumas yra nesugebėjimas nustatyti atstumo iki objektų. Tačiau jų veikimo metu tarp radarų ir taikinių ar už jų nekyla jokių trukdžių iš nejudančių objektų. Taip pat Doplerio radarai turi gana paprastą įrenginį, kurio veikimui užteks mažos galios signalų. Be to, šiuolaikiniai nuolatinių bangų radarai turi galimybę nustatyti atstumus iki objektų. Tam taikomi radarų dažnių pokyčiai jų veikimo metu.

Taip pat žinoma apie vadinamuosius antrinius radarus, aviacijoje naudojamus orlaiviams identifikuoti. Tokiose radarų sistemose yra ir orlaivių atsakiklių. Kai orlaivis veikia elektromagnetinius signalus, atsakikliai pateikia papildomų duomenų, tokių kaip aukštis, maršrutas, orlaivio numeris ir tautybė.

Radaro stočių įvairovė

Radarai gali būti atskirti pagal bangų, kuriomis jie veikia, ilgį ir dažnį. Ypač tiriant žemės paviršių ir dirbant dideliais atstumais, naudojamos 0,9-6 m ir 0,3-1 m bangos Skrydžių valdyme naudojami 7,5-15 cm bangos ilgio radarai, o Raketų paleidimų aptikimo stotyse naudojami už horizonto esantys radarai, 10-100 metrų bangos.

Iš radarų kūrimo istorijos

Idėja panaudoti radarą kilo atradus radijo bangas. Taigi 1905 m. Siemens darbuotojas Christianas Hülsmeyeris sukūrė įrenginį, kuris radijo bangomis galėjo aptikti didelių metalinių objektų buvimą. Išradėjas pasiūlė tokius įrenginius įrengti laivuose, kad būtų išvengta susidūrimų, pavyzdžiui, rūke. Tačiau laivybos kompanijose susidomėjimo nauju įrenginiu nebuvo išreikšta.

Radarų tyrimai buvo atlikti ir Rusijos teritorijoje. Taigi XIX amžiaus pabaigoje rusų mokslininkas Popovas atrado, kad metalinių daiktų buvimas neleidžia sklisti radijo bangoms.

Dvidešimtojo dešimtmečio pradžioje amerikiečių inžinieriai Albertas Tayloras ir Leo Youngas radijo bangomis atrado praplaukiantį laivą. Tačiau dėl to, kad tuometinė radijo inžinerijos pramonė buvo neišsivysčiusi, nebuvo įmanoma sukurti radarų stočių pramoniniu mastu.

30-aisiais Anglijoje pradėtos gaminti pirmosios radiolokacinės stotys, kurių pagalba būtų sprendžiamos praktinės problemos. Ši įranga buvo labai didelė ir gali būti montuojama ant žemės arba dideliuose laivuose. Tik 1937 metais buvo sukurtas pirmasis miniatiūrinis radaras, kurį buvo galima montuoti lėktuvuose. Todėl prieš Antrąjį pasaulinį karą britai turėjo platų radarų stočių tinklą, vadinamą Chain Home.

Šaltojo karo radarai

Šaltojo karo metais JAV ir Sovietų Sąjungoje atsirado naujo tipo naikinamieji ginklai. Žinoma, tai buvo tarpžemyninių balistinių raketų pasirodymas. Labai svarbu laiku aptikti tokių raketų paleidimus.

Sovietų mokslininkas Nikolajus Kabanovas pasiūlė idėją trumpomis radijo bangomis aptikti priešo lėktuvus dideliais atstumais (iki 3000 km). Viskas buvo pakankamai paprasta. Mokslininkui pavyko išsiaiškinti, kad 10-100 metrų radijo bangos turi polinkį į atspindžius iš jonosferos.

Taigi, apšvitinus taikinius žemės paviršiuje, jie taip pat grįžta atgal į radarus. Vėliau, remdamiesi šia idėja, mokslininkai sugebėjo sukurti radarus su balistinių raketų paleidimu už horizonto. Tokių įrenginių pavyzdys gali būti "Daryal" - radiolokacinė stotis. Dešimtmečius jis buvo sovietų įspėjimo apie raketų paleidimą sistemų pagrindas.

Iki šiol perspektyviausia radiolokacinių sistemų kūrimo kryptis laikomas radarų stočių su fazinėmis antenų matricomis (PAR) kūrimas. Tokie prietaisai turi ne vieną, o šimtus radijo bangų skleidėjų. Visas jų veikimas valdomas galingų kompiuterių. Įvairių šaltinių skleidžiamos radijo bangos PRIEKINIUOSE ŽIBINTUOSE gali būti sustiprintos po vieną arba atvirkščiai, kai jos yra fazėje arba slopinamos.

Fazinio matricos radaro signalams gali būti suteikta bet kokia norima forma. Jie gali judėti erdvėje, kai nepasikeičia pačių antenų padėtis, taip pat veikti skirtingais spinduliavimo dažniais. Faziniai masyvo radarai laikomi patikimesniais ir jautresniais nei tie patys įrenginiai su įprastomis antenomis.

Tačiau tokie radarai turi ir trūkumų. Didžiausios PAR radarų problemos – jų aušinimo sistemos. Be to, tokie radarų įrenginiai yra labai sudėtingi gamybos procese ir labai brangūs.

Radarų kompleksai su PAR

Apie naujus fazinius matricinius radarus žinoma tai, kad jie jau montuojami penktos kartos naikintuvuose. Tokios technologijos naudojamos amerikietiškose sistemose, iš anksto įspėjančiose apie raketų atakas. „Armata“ - naujausiuose Rusijos gamybos tankuose - turėtų būti sumontuotos radarų sistemos su faziniu matricu. Daugelis ekspertų pažymi, kad Rusijos Federacija yra viena iš pasaulio lyderių, sėkmingai kuriančių radarų stotis su faziniu masyvu.

Radaro stotis(radaras) arba radaras(Anglų) radaras iš Radijo aptikimas ir nuotolio nustatymas- radijo aptikimas ir nuotolio nustatymas) - oro, jūros ir žemės objektų aptikimo, taip pat jų nuotolio ir geometrinių parametrų nustatymo sistema. Jame naudojamas metodas, pagrįstas radijo bangų spinduliavimu ir jų atspindžių nuo objektų registravimu. Mieste atsirado angliškas terminas-akronimas, vėliau jo rašyboje didžiosios raidės buvo pakeistos mažosiomis raidėmis.

Istorija

1934 metų sausio 3 dieną SSRS buvo sėkmingai atliktas eksperimentas, kurio metu radaro metodu buvo aptiktas lėktuvas. 150 metrų aukštyje skrendantis orlaivis buvo aptiktas 600 metrų atstumu nuo radaro įrenginio. Eksperimentą organizavo Leningrado elektrotechnikos instituto ir Centrinės radijo laboratorijos atstovai. 1934 metais maršalas Tuchačevskis laiške SSRS vyriausybei rašė: „Eksperimentai aptinkant lėktuvus naudojant elektromagnetinį spindulį patvirtino pagrindinio principo teisingumą“. Pirmoji eksperimentinė instaliacija „Rapid“ buvo išbandyta tais pačiais metais, 1936 metais sovietinė centimetrų radiolokacinė stotis „Storm“ lėktuvą pastebėjo iš 10 kilometrų atstumo. Jungtinėse Valstijose pirmoji sutartis tarp karinės ir pramonės buvo sudaryta 1939 m. 1946 metais amerikiečių specialistai – Raymondas ir Huchertonas, buvęs JAV ambasados ​​Maskvoje darbuotojas, rašė: „Sovietų mokslininkai sėkmingai sukūrė radaro teoriją kelerius metus prieš radaro išradimą Anglijoje“.

Radaro klasifikacija

Pagal paskirtį radarų stotys gali būti klasifikuojamos taip:

• aptikimo radaras;
• valdymo ir sekimo radaras;
• Panoraminiai radarai;
• į šoną žiūrintis radaras;
• Meteorologiniai radarai.

Pagal taikymo sritį išskiriami kariniai ir civiliniai radarai.

Pagal vežėjo pobūdį:

• Antžeminiai radarai
• Jūrų radarai
• Oro radaras

Pagal veiksmo tipą

• Pirminis arba pasyvus
• Antrinis arba aktyvus
• Kombinuotas

Pagal bangų juostą:

• Metras
• centimetras
• milimetras

Pirminio radaro įtaisas ir veikimo principas

Pirminis (pasyvus) radaras daugiausia skirtas taikiniams aptikti, apšviečiant juos elektromagnetine banga ir tada priimdamas šios bangos atspindžius (aidus) nuo taikinio. Kadangi elektromagnetinių bangų greitis yra pastovus (šviesos greitis), atsiranda galimybė nustatyti atstumą iki taikinio pagal signalo sklidimo laiko matavimą.

Radaro stoties įrenginio centre yra trys komponentai: siųstuvas, antena ir imtuvas.

Perdavimo įrenginys yra didelės galios elektromagnetinio signalo šaltinis. Tai gali būti galingas impulsų generatorius. Centimetrų nuotolio impulsų radarams dažniausiai tai yra magnetronas arba impulsų generatorius, veikiantis pagal schemą: pagrindinis generatorius yra galingas stiprintuvas, kuris dažniausiai kaip generatorių naudoja slenkančios bangos lempą, o metro nuotolio radarui – a. dažnai naudojama triodinė lempa. Priklausomai nuo konstrukcijos, siųstuvas arba veikia impulsiniu režimu, generuodamas pasikartojančius trumpus galingus elektromagnetinius impulsus, arba skleidžia nuolatinį elektromagnetinį signalą.

Antena atlieka imtuvo signalo fokusavimą ir spindulio formavimą, taip pat priima nuo taikinio atsispindėjusį signalą ir perduoda šį signalą į imtuvą. Priklausomai nuo įgyvendinimo, atspindėtą signalą gali priimti ta pati antena arba kita antena, kuri kartais gali būti dideliu atstumu nuo siųstuvo. Jei perdavimas ir priėmimas sujungiami vienoje antenoje, šie du veiksmai atliekami pakaitomis, o kad galingas signalas, nutekantis iš siųstuvo į imtuvą, neapakintų silpno aido imtuvo, prieš imtuvą dedamas specialus įrenginys, kuri uždaro imtuvo įvestį zondavimo signalo išleidimo momentu.

priėmimo įrenginys atlieka gauto signalo stiprinimą ir apdorojimą. Paprasčiausiu atveju gautas signalas nukreipiamas į spindulių vamzdį (ekraną), kuriame rodomas vaizdas, sinchronizuotas su antenos judėjimu.

Suderinti radarai

Koherentinio radaro metodas pagrįstas fazių skirtumo tarp siunčiamų ir atspindėtų signalų parinkimu ir analize, kuris atsiranda dėl Doplerio efekto, kai signalas atsispindi nuo judančio objekto. Šiuo atveju siųstuvas gali veikti tiek nuolat, tiek impulsiniu režimu. Pagrindinis šio metodo privalumas yra tas, kad jis „leidžia stebėti tik judančius objektus, o tai pašalina trukdžius iš stacionarių objektų, esančių tarp priimančios įrangos ir taikinio arba už jo“.

Impulsiniai radarai

Impulsinio radaro veikimo principas

Atstumo iki objekto nustatymo naudojant impulsinį radarą principas

Šiuolaikiniai sekimo radarai yra sukurti kaip impulsiniai radarai. Impulsinis radaras perduoda tik labai trumpą laiką, trumpą impulsą, kurio trukmė paprastai yra apie mikrosekundę, o po to klausosi aido, kai impulsas sklinda.

Kadangi impulsas nukeliauja nuo radaro pastoviu greičiu, laikas, praėjęs nuo impulso išsiuntimo iki aido gavimo, yra aiškus tiesioginio atstumo iki taikinio matas. Kitas impulsas gali būti siunčiamas tik po kurio laiko, būtent po to, kai impulsas grįžta, tai priklauso nuo radaro aptikimo diapazono (pagal siųstuvo galią, antenos stiprinimą ir imtuvo jautrumą). Jei impulsas buvo išsiųstas anksčiau, ankstesnio impulso aidas iš tolimo taikinio gali būti supainiotas su antrojo impulso aidu iš artimo taikinio.

Laiko intervalas tarp impulsų vadinamas pulso pasikartojimo intervalas, jo abipusis yra svarbus parametras, kuris vadinamas impulsų pasikartojimo dažnis(PPI) . Ilgo nuotolio žemo dažnio radarai paprastai turi kelių šimtų impulsų per sekundę (arba hercų [Hz]) pasikartojimo intervalą. Impulsų pasikartojimo dažnis yra vienas iš skiriamųjų požymių, pagal kuriuos galima nuotoliniu būdu nustatyti radaro modelį.

Pasyviųjų trukdžių pašalinimas

Viena iš pagrindinių impulsinių radarų problemų yra atsikratyti signalo, atsispindinčio nuo nejudančių objektų: žemės paviršiaus, aukštų kalvų ir kt. Jei, pavyzdžiui, lėktuvas yra aukštos kalvos fone, atsispindi signalas nuo šios kalvos. visiškai blokuos orlaivio signalą. Antžeminiams radarams ši problema pasireiškia dirbant su žemai skraidančiais objektais. Oro impulsinių radarų atveju tai išreiškiama tuo, kad atspindys nuo žemės paviršiaus užstoja visus objektus, esančius žemiau orlaivio su radaru.

Trikdžių šalinimo metodai vienaip ar kitaip naudoja Doplerio efektą (bangos, atsispindinčios nuo artėjančio objekto, dažnis didėja, nuo nukrypstančio objekto – mažėja).

Paprasčiausias radaras, galintis aptikti trukdžius taikinį judančio taikinio radaras(MPD) – impulsinis radaras, kuris lygina atspindžius iš daugiau nei dviejų ar daugiau impulsų pasikartojimo intervalų. Bet koks taikinys, kuris atrodo judantis radaro atžvilgiu, pakeičia signalo parametrą (nuosekliojo SDM stadija), o netvarka išlieka nepakitusi. Trikdžiai pašalinami atimant atspindžius iš dviejų vienas po kito einančių intervalų. Praktiškai trikdžių pašalinimas gali būti atliekamas specialiuose įrenginiuose - naudojant periodinius kompensatorius arba programinės įrangos algoritmus.

FCR, veikiantys pastoviu pulso pasikartojimo dažniu, turi esminį silpnumą: jie akli tam tikro apskritimo greičio taikiniams (kurie sukelia fazių pokyčius lygiai 360 laipsnių), o tokie taikiniai nerodomi. Greitis, kuriuo taikinys dingsta radarui, priklauso nuo stoties veikimo dažnio ir impulsų pasikartojimo dažnio. Šiuolaikiniai MDC skleidžia kelis impulsus skirtingu pasikartojimo dažniu – tokiu būdu, kad nematomas kiekvieno impulso pasikartojimo dažnio greitis būtų padengtas kitais PRF.

Kitas būdas atsikratyti trukdžių yra įdiegtas impulsinio doplerio radaras, kurie naudoja žymiai sudėtingesnį apdorojimą nei SDC radarai.

Svarbi impulsinio Doplerio radarų savybė yra signalo darna. Tai reiškia, kad siunčiami signalai ir atspindžiai turi turėti tam tikrą fazės priklausomybę.

Impulsinio Doplerio radarai paprastai laikomi pranašesniais už MDS radarus aptikdami žemai skraidančius taikinius esant daugybei žemės netvarkos. Tai yra šiuolaikiniuose naikintuvuose naudojama technika, skirta perimti / valdyti gaisrą, pavyzdžiai yra AN/APG-63, 65, 66, 67 ir 70 radarai. Šiuolaikiniame Doplerio radare didžioji dalis apdorojimo atliekama skaitmeniniu būdu, naudojant atskirą procesorių, naudojant skaitmeninių signalų procesorius, paprastai naudojant didelio našumo greito Furjė transformacijos algoritmą, kad skaitmeninio atspindžio modelio duomenys būtų paverčiami kitais algoritmais lengviau valdomais. Skaitmeniniai signalų procesoriai yra labai lankstūs, o naudojamus algoritmus dažniausiai galima greitai pakeisti kitais, pakeičiant tik atminties (ROM) lustus, taip prireikus greitai atremiant priešo trukdymo būdus.

Antrinio radaro įtaisas ir veikimo principas

Antrinio radaro veikimo principas šiek tiek skiriasi nuo pirminio radaro. Antrinės radiolokacinės stoties įrenginį sudaro komponentai: siųstuvas, antena, azimuto ženklų generatoriai, imtuvas, signalų procesorius, indikatorius ir orlaivio atsakiklis su antena.

Siųstuvas. Tarnauja skleisti tardymo impulsus į anteną 1030 MHz dažniu

Antena. Tarnauja atspindėtam signalui skleisti ir priimti. Pagal ICAO antrinio radaro standartus, antena perduoda 1030 MHz dažniu, o priima 1090 MHz dažniu.

Azimuto žymenų generatoriai. Jie naudojami generuoti azimuto keitimo impulsą arba ACP ir generuoti azimuto atskaitos impulsą arba ARP. Vienam radaro antenos apsisukimui sukuriami 4096 maži azimuto ženklai (senoms sistemoms) arba 16384 maži azimuto ženklai (naujoms sistemoms), jie taip pat vadinami patobulintomis mažomis azimuto žymėmis (Improved Azimuth Change impulss arba IACP). kaip vienas Šiaurės ženklas. Šiaurinis ženklas gaunamas iš azimuto ženklo generatoriaus, kai antena yra tokioje padėtyje, kai ji nukreipta į šiaurę, o maži azimuto ženklai naudojami antenos posūkio kampui nuskaityti.

Imtuvas. Naudojamas impulsams priimti 1090 MHz dažniu

signalo procesorius. Naudojamas priimamiems signalams apdoroti

Rodiklis Naudojamas apdorotai informacijai nurodyti

Lėktuvo atsakiklis su antena Tarnauja impulsiniam radijo signalui, turinčiam papildomos informacijos, perduoti atgal į radaro šoną, gavus užklausos radijo signalą.

Veikimo principas Antrinio radaro veikimo principas – naudojant orlaivio atsakiklio energiją Lėktuvo padėčiai nustatyti. Radaras apšvitina aplinką tardymo impulsais, kurių dažnis yra P1 ir P3, taip pat P2 slopinimo impulsu, kurio dažnis yra 1030 MHz. Atsakikliais aprūpinti orlaiviai, esantys užklausos spindulio aprėpties zonoje, kai gauna užklausos impulsus, jei galioja sąlyga P1,P3>P2, reaguoja į prašantį radarą koduotų impulsų serija 1090 MHz dažniu. , kuriuose yra papildomos informacijos, tokios kaip šoninis numeris, aukštis virš jūros lygio ir pan. Lėktuvo atsakiklio atsakas priklauso nuo radaro užklausos režimo, o užklausos režimą lemia atstumas tarp užklausos impulsų P1 ir P3, pavyzdžiui, užklausos impulsų A režime (režimas A) atstumas tarp užklausos. stočių P1 ir P3 impulsai yra 8 mikrosekundės, o gavęs tokį prašymą, orlaivio atsakiklis atsako impulsuose užkoduoja savo lentos numerį. C užklausos režimu (mode C) atstumas tarp stoties užklausos impulsų yra 21 mikrosekundė, o gavęs tokį užklausą, orlaivio atsakiklis atsako impulsuose užkoduoja jo aukštį. Radaras taip pat gali siųsti mišraus režimo užklausą, pvz., A režimą, C režimą, A režimą, C režimą. Orlaivio azimutas nustatomas pagal antenos sukimosi kampą, kuris savo ruožtu nustatomas apskaičiuojant Mažąjį azimutą. ženklų. Diapazonas nustatomas pagal gaunamo atsako delsą. Jei orlaivis guli ne tolimojo pluošto aprėpties zonoje, o yra šoninių skilčių aprėpties zonoje arba yra už antenos, tada Orlaivio atsakiklis, gavęs užklausą iš radaro, savo įėjime gaus sąlygą, kad P1 impulsai ,P3

Antrinio radaro privalumai, didesnis tikslumas, papildoma informacija apie Lėktuvą (Šoninis numeris, Aukštis), taip pat žema radiacija, lyginant su pirminiais radarais.

Kiti puslapiai

• (Vokietijos) Technologijos radaro stotis
• Skiltis apie radarų stotis tinklaraštyje dxdt.ru (rusų kalba)
• http://www.net-lib.info/11/4/537.php Konstantinas Ryžovas – 100 puikių išradimų. 1933 – Teiloras, Jungas ir Hylandas sugalvojo radaro idėją. 1935 m. Watson-Watt išankstinio įspėjimo CH radarų stotis.

Literatūra ir išnašos

Wikimedia fondas. 2010 m.

Sinonimai:

Pažiūrėkite, kas yra „RLS“ kituose žodynuose:

radaras- Rusijos logistikos tarnyba http://www.rls.ru/​ Radaro radarų komunikacija Žodynai: kariuomenės ir specialiųjų tarnybų santrumpų ir santrumpų žodynas. Komp. A. A. Ščelokovas. M .: AST Publishing House LLC, Geleos Publishing House CJSC, 2003. 318 p., Nuo ... Santrumpų ir santrumpų žodynas

Radaras skleidžia elektromagnetinę energiją ir aptinka aidus, sklindančius iš atsispindėjusių objektų, taip pat nustato jų charakteristikas. Kursinio projekto tikslas – atsižvelgti į visapusį radarą ir apskaičiuoti šio radaro taktinius rodiklius: maksimalų atstumą, atsižvelgiant į sugertį; reali skiriamoji geba diapazone ir azimute; realus diapazono ir azimuto matavimų tikslumas. Teorinėje dalyje pateikiama skrydžių valdymo pulsinio aktyviojo oro radaro funkcinė schema.

Pasidalinkite darbais socialiniuose tinkluose

Jei šis darbas jums netinka, puslapio apačioje yra panašių darbų sąrašas. Taip pat galite naudoti paieškos mygtuką

Radaro sistemos (RLS) yra skirtos aptikti ir nustatyti esamas atspindėtų objektų koordinates (atstumą, greitį, aukštį ir azimutą).

Radaras skleidžia elektromagnetinę energiją ir aptinka aidus, sklindančius iš atsispindėjusių objektų, taip pat nustato jų charakteristikas.

Kursinio projekto tikslas – atsižvelgti į visapusį radarą ir apskaičiuoti šio radaro taktinius rodiklius: maksimalų atstumą, atsižvelgiant į sugertį; reali skiriamoji geba diapazone ir azimute; realus diapazono ir azimuto matavimų tikslumas.

Teorinėje dalyje pateikiama skrydžių valdymo pulsinio aktyviojo oro radaro funkcinė schema. Taip pat pateikiami sistemos parametrai ir jos skaičiavimo formulės.

Skaičiavimo dalyje nustatyti šie parametrai: maksimalus diapazonas atsižvelgiant į sugertį, reali skiriamoji geba diapazone ir azimutas, matavimo diapazono ir azimuto tikslumas.

1. Teorinė dalis

1.1 Radaro funkcinė schemavisapusis vaizdas

Radaras - radijo inžinerijos sritis, kuri leidžia stebėti įvairius objektus, tai yra jų aptikimą, koordinačių ir judėjimo parametrų matavimą, taip pat kai kurių struktūrinių ar fizinių savybių nustatymą, naudojant radijo bangas, kurias atspindi ar pakartotinai spinduliuoja objektai arba savo radijo spinduliuotę. Radarinio stebėjimo metu gauta informacija vadinama radaru. Radiotechniniai radarų stebėjimo įrenginiai vadinami radiolokacinėmis stotimis (RLS) arba radarais. Patys radaro stebėjimo objektai vadinami radaro taikiniais arba tiesiog taikiniais. Naudojant atspindėtas radijo bangas, radaro taikiniai yra bet kokie terpės, kurioje sklinda pirminė banga, elektrinių parametrų (dielektrinio ir magnetinio laidumo, laidumo) nehomogeniškumas. Tai apima orlaivius (lėktuvus, sraigtasparnius, meteorologinius zondus ir kt.), hidrometeorus (lietus, sniegą, krušą, debesis ir kt.), upių ir jūrų laivus, antžeminius objektus (pastatus, automobilius, orlaivius oro uostuose ir kt.), visus karinių objektų rūšys ir kt. Ypatingas radaro taikinių tipas yra astronominiai objektai.

Radaro informacijos šaltinis yra radaro signalas. Atsižvelgiant į jo gavimo būdus, išskiriami šie radaro stebėjimo tipai.

1. Radaras su pasyviu atsaku,remiantis tuo, kad radaro skleidžiami virpesiai – zondavimo signalas – atsispindi nuo taikinio ir patenka į radaro imtuvą atspindėto signalo pavidalu. Šio tipo stebėjimas kartais dar vadinamas pasyviojo atsako aktyviuoju radaru.

Radaras su aktyviu atsaku,vadinamas aktyviuoju radaru su aktyvia atsaka, pasižymi tuo, kad atsako signalas neatspindi, o pakartotinai išspinduliuojamas naudojant specialų atsakiklį – retransliatorių. Tai žymiai padidina radaro stebėjimo diapazoną ir kontrastą.

Pasyvusis radaras yra pagrįstas taikinių radijo spindulių priėmimu, daugiausia milimetrų ir centimetrų diapazonai. Jei zondavimo signalas dviem ankstesniais atvejais gali būti naudojamas kaip atskaitos taškas, suteikiantis pagrindinę galimybę išmatuoti diapazoną ir greitį, tai šiuo atveju tokios galimybės nėra.

Radaro sistema gali būti laikoma radaro kanalu, pavyzdžiui, radijo ryšio kanalais ar telemetrija. Pagrindiniai radaro komponentai yra siųstuvas, imtuvas, antenos įrenginys, galinis įrenginys.

Pagrindiniai radaro stebėjimo etapai yraaptikimas, matavimas, skiriamoji geba ir atpažinimas.

Atradimas Vadinamas sprendimo apie tikslų buvimą su priimtina klaidingo sprendimo tikimybe priėmimo procesas.

Matavimas leidžia įvertinti taikinių koordinates ir jų judėjimo parametrus su priimtinomis paklaidomis.

Leidimas susideda iš užduočių aptikti ir išmatuoti vieno taikinio koordinates, kai yra kiti, kurie yra arti atstumu, greičiu ir kt.

Pripažinimas leidžia nustatyti kai kuriuos būdingus taikinio požymius: ar tai taškas, ar grupė, judanti ar grupė ir pan.

Iš radaro gaunama radaro informacija radijo kanalu arba kabeliu transliuojama į valdymo tašką. Atskirų taikinių radaro sekimo procesas yra automatizuotas ir atliekamas kompiuterio pagalba.

Orlaivių navigaciją maršrutu užtikrina tie patys radarai, kurie naudojami ATC. Jie naudojami tiek tam tikro maršruto priežiūrai kontroliuoti, tiek vietai skrydžio metu nustatyti.

Nusileidimui ir jo automatizavimui kartu su radijo švyturių sistemomis plačiai naudojami tūpimo radarai, kurie leidžia sekti orlaivio nukrypimą nuo kurso ir planuoti sklandymo kelią.

Civilinėje aviacijoje taip pat naudojami keli orlaivių radarai. Visų pirma, tai apima oro radarą, skirtą pavojingiems meteorologiniams dariniams ir kliūtims aptikti. Paprastai jis taip pat naudojamas tyrinėti žemę, kad būtų suteikta galimybė savarankiškai naviguoti pagal būdingus antžeminio radaro orientyrus.

Radaro sistemos (RLS) yra skirtos aptikti ir nustatyti esamas atspindėtų objektų koordinates (atstumą, greitį, aukštį ir azimutą). Radaras skleidžia elektromagnetinę energiją ir aptinka aidus, sklindančius iš atsispindėjusių objektų, taip pat nustato jų charakteristikas.

Apsvarstykite impulsinio aktyvaus radaro, skirto skrydžių valdymo (ATC) oro taikiniams aptikti, veikimą, kurio struktūra parodyta 1 pav. Vaizdo valdymo įtaisas (antenos valdymas) naudojamas erdvės (dažniausiai apskrito) apžiūrai su antena. sija, kuri yra siaura horizontalioje plokštumoje ir plati vertikalioje.

Nagrinėjamame radare naudojamas impulsinės spinduliuotės režimas, todėl, pasibaigus kitam zondavimo radijo impulsui, vienintelė antena persijungia iš siųstuvo į imtuvą ir naudojama priėmimui tol, kol sugeneruojamas kitas zondavimo radijo impulsas, po to kurios antena vėl prijungiama prie siųstuvo ir pan.

Šią operaciją atlieka perdavimo-priėmimo jungiklis (TPP). Trigerio impulsus, kurie nustato zondavimo signalų pasikartojimo periodą ir sinchronizuoja visų radaro posistemių darbą, generuoja sinchronizatorius. Signalas iš imtuvo po analoginio į skaitmeninį keitiklį (ADC) patenka į informacijos apdorojimo įrangą - signalų procesorių, kuriame atliekamas pirminis informacijos apdorojimas, kurį sudaro signalo aptikimas ir taikinio koordinačių keitimas. Tiksliniai ženklai ir trajektorijos pėdsakai susidaro pirminio informacijos apdorojimo metu duomenų tvarkytuve.

Sugeneruoti signalai kartu su informacija apie antenos kampinę padėtį perduodami tolesniam apdorojimui į komandų postą, taip pat valdymui į visapusiško matomumo indikatorių (PPI). Autonominio radaro veikimo metu IKO yra pagrindinis oro situacijos stebėjimo elementas. Toks radaras dažniausiai apdoroja informaciją skaitmenine forma. Tam yra skirtas signalo konvertavimo į skaitmeninį kodą (ADC) įrenginys.

1 pav. Universalaus radaro funkcinė schema

1.2 Sistemos apibrėžimai ir pagrindiniai parametrai. Skaičiavimo formulės

Pagrindinės taktinės radaro charakteristikos

Maksimalus diapazonas

Maksimalus nuotolis nustatomas pagal taktinius reikalavimus ir priklauso nuo daugelio techninių radaro charakteristikų, radijo bangų sklidimo sąlygų ir taikinių charakteristikų, kurioms atsitiktinai keičiasi realios stočių naudojimo sąlygos. Todėl didžiausias diapazonas yra tikimybinė charakteristika.

Laisvos erdvės diapazono lygtis (t. y. neatsižvelgiant į žemės ir atmosferos sugerties įtaką) taškiniam taikiniui nustato ryšį tarp visų pagrindinių radaro parametrų.

kur E izl - vieno impulso metu išskiriama energija;

S a - efektyvi antenos zona;

S efo - efektyvi atspindinti tikslinė sritis;

 - bangos ilgis;

į r - skiriamumo koeficientas (energijos signalo ir triukšmo santykis imtuvo įėjime, kuris užtikrina signalų priėmimą su nurodyta teisingo aptikimo tikimybe W pagal ir klaidingo pavojaus tikimybė W lt );

E w - priėmimo metu veikiančių triukšmų energija.

Kur R ir - ir impulsų galia;

 ir , - impulso trukmė.

kur d ag - antenos veidrodžio horizontalus matmuo;

dav - antenos veidrodžio vertikalus matmuo.

k p \u003d k r.t. ,

kur k r.t. - teorinis skiriamumo koeficientas.

k r.t. =,

kur q0 - aptikimo parametras;

N - impulsų, gautų iš taikinio, skaičius.

kur W lt - klaidingo pavojaus signalo tikimybė;

W pagal - teisingo aptikimo tikimybė.

kur t sritis,

F ir - impulsų dažnis;

Qa0.5 - antenos pluošto plotis 0,5 lygyje pagal galią

kur yra antenos kampinis greitis.

kur T obz – peržiūros laikotarpis.

kur k \u003d 1,38  10 -23 J/deg – Boltzmanno konstanta;

k w - imtuvo triukšmo figūra;

T - imtuvo temperatūra Kelvino laipsniais ( T = 300 K).

Maksimalus radaro nuotolis, atsižvelgiant į radijo bangų energijos sugertį.

kur  osl - slopinimo koeficientas;

D - slopinančio sluoksnio plotis.

Minimalus radaro nuotolis

Jei antenos sistema neįveda apribojimų, minimalus radaro diapazonas nustatomas pagal impulso trukmę ir antenos jungiklio atkūrimo laiką.

čia c yra elektromagnetinės bangos sklidimo greitis vakuume, c = 3∙10 8 ;

 ir , - impulso trukmė;

τ in - antenos jungiklio atkūrimo laikas.

Radaro nuotolio skiriamoji geba

Tikroji diapazono skiriamoji geba, kai kaip išvesties įtaisas naudojamas visapusiško matomumo indikatorius, nustatoma pagal formulę

 (D) \u003d  (D) prakaitas +  (D) ind,

d de  (d) prakaitas - potencialo diapazono skiriamoji geba;

 (D ) ind - indikatoriaus diapazono skiriamoji geba.

Jei signalas yra nenuoseklus stačiakampių impulsų pliūpsnis:

čia c – elektromagnetinės bangos sklidimo vakuume greitis; c = 3∙10 8 ;

 ir , - impulso trukmė;

 (D ) ind - indikatoriaus diapazono skiriamoji geba apskaičiuojama pagal formulę

g de d sk - diapazono skalės ribinė vertė;

k e = 0,4 – ekrano naudojimo koeficientas,

Q f - vamzdžio fokusavimo kokybė.

Radaro skiriamoji geba azimutais

Tikroji azimuto skiriamoji geba nustatoma pagal formulę:

 ( az) \u003d  ( az) prakaitas +  ( az) ind,

kur  ( az) prakaitas - potenciali skiriamoji geba azimute, kai aproksimuojamas Gauso spinduliuotės modelis;

 ( az) ind - indikatoriaus skiriamoji geba azimutais

 ( az) prakaitas \u003d 1,3  Q a 0,5,

 ( az ) ind = d n M f ,

kur dn - katodinių spindulių vamzdžio taško skersmuo;

M f - masto skalė.

kur r - ženklo pašalinimas iš ekrano centro.

Koordinačių nustatymo pagal diapazoną tikslumas ir

Diapazono nustatymo tikslumas priklauso nuo atspindėto signalo delsos matavimo tikslumo, klaidų dėl neoptimalaus signalo apdorojimo, nuo neįskaitytų signalo vėlavimų perdavimo, priėmimo ir indikacijos keliuose, nuo atsitiktinių diapazono nustatymo klaidų. indikatoriaus prietaisai.

Tikslumas apibūdinamas matavimo paklaida. Gauta diapazono matavimo vidutinė kvadratinė paklaida nustatoma pagal formulę:

kur  (D) prakaitas - galima nuotolio nustatymo klaida.

 (D ) pasiskirstymas – klaida dėl netiesaus sklidimo;

 (D) programa – aparatinės įrangos klaida.

kur q0 - dvigubas signalo ir triukšmo santykis.

Azimuto koordinačių tikslumas

Sisteminės azimuto matavimų klaidos gali atsirasti dėl netikslios radaro antenos sistemos orientacijos ir dėl antenos padėties ir azimuto elektrinės skalės neatitikimo.

Atsitiktinės paklaidos matuojant tikslinį azimutą atsiranda dėl antenos sukimosi sistemos nestabilumo, azimuto ženklų generavimo schemų nestabilumo, taip pat skaitymo klaidų.

Gauta azimuto matavimo vidutinė kvadratinė paklaida apskaičiuojama taip:

Pradiniai duomenys (5 parinktis)

1. Bangos ilgis  , [cm] …............................................. .......................... .... 6
2. Impulso galia R ir , [kW] .................................................. ............... 600
3. Pulso trukmė ir , [µs] ................................................... ........... 2,2
4. Pulso dažnis F ir , [Hz] .................................................. ...... 700
5. Antenos veidrodžio horizontalus matmuo d ag [m] ............................... 7
6. Vertikalus antenos veidrodžio matmuo dav , [m] ................................... 2.5
7. Peržiūros laikotarpio T apžvalga , [Su] .............................................. ......................... 25
8. Imtuvo triukšmo rodiklis k w ................................................. ....... 5
9. Teisingo aptikimo tikimybė W pagal ............................. .......... 0,8
10. Klaidingo aliarmo tikimybė W lt.. ................................................ ....... 10 -5
11. Aplinkinio vaizdo indikatoriaus ekrano skersmuo d e , [mm] ..................... 400
12. Efektyvi atspindinti tikslinė sritis S efo, [m 2 ] …...................... 30
13. Fokusavimo kokybė Q f ............................................................... ...... 400
14. Diapazono skalės riba D shk1 , [km] ...................... 50 D shk2 , [km] ........ 400
15. Atstumo matavimo žymėsD , [km] ............................................... 15
16. Azimuto matavimo žymės , [laipsnis] ...................................................... 4

2. Visurinio radaro taktinių rodiklių skaičiavimas

2.1 Didžiausio diapazono su absorbcija apskaičiavimas

Pirma, didžiausias radaro nuotolis apskaičiuojamas neatsižvelgiant į radijo bangų energijos susilpnėjimą sklidimo metu. Skaičiavimas atliekamas pagal formulę:

(1)

Apskaičiuokime ir nustatykime į šią išraišką įtrauktas reikšmes:

E izl \u003d P ir  ir \u003d 600  10 3  2,2  10 -6 \u003d 1,32 [J]

S a \u003d d ag d av \u003d  7  2,5 \u003d 8,75 [m 2]

k p \u003d k r.t.

k r.t. =

101,2

0,51 °

14,4 [laipsnis/s]

Pakeitę gautas reikšmes, turėsime:

t sritis = 0,036 [s], N = 25 impulsai ir k r.t. = 2,02.

Tegu = 10, tada k P =20.

E w - priėmimo metu veikiančio triukšmo energija:

E w \u003d kk w T \u003d 1,38  10 -23  5  300 \u003d 2,07  10 -20 [J]

Visas gautas reikšmes pakeitę į (1), randame 634,38 [km]

Dabar nustatykime maksimalų radaro diapazoną, atsižvelgdami į radijo bangų energijos sugertį:

(2)

Vertė  osl rasti iš diagramų. Dėl \u003d 6 cm  osl imamas lygus 0,01 dB/km. Tarkime, kad slopinimas vyksta visame diapazone. Esant šiai sąlygai, formulė (2) įgauna transcendentinės lygties formą

(3)

(3) lygtis bus išspręsta grafinės analizės metodu. Dėl osl = 0,01 dB/km ir D maks = 634,38 km skaičiuojame D maks. osl = 305,9 km.

Išvada: Iš skaičiavimų matyti, kad maksimalus radaro nuotolis, atsižvelgiant į radijo bangų energijos slopinimą sklidimo metu, yra lygus D max.os l = 305,9 [km].

2.2 Realiojo diapazono ir azimuto skiriamosios gebos apskaičiavimas

Tikroji diapazono skiriamoji geba, kai kaip išvesties įrenginį naudojamas visapusio matomumo indikatorius, nustatoma pagal formulę:

 (D) =  (D) prakaitas +  (D) ind

Signalui nenuoseklaus stačiakampių impulsų pliūpsnio pavidalu

0,33 [km]

kai D sh1 =50 [km],  (D) ind1 =0,31 [km]

D shk2 = 400 [km],  (D) ind2 = 2,50 [km]

Realaus diapazono skiriamoji geba:

D sc1 = 50 km  (D) 1 =  (D) prakaitas +  (D) ind1 = 0,33 + 0,31 = 0,64 [km]

kai D w2 =400 km

Tikroji azimuto skiriamoji geba apskaičiuojama pagal formulę:

 ( az) \u003d  ( az) prakaitas +  ( az) ind

 ( az) prakaitas \u003d 1,3  Q a 0,5 \u003d 0,663 [deg]

 ( az) ind = d n M f

Imant r = k e d e / 2 (žyme ekrano krašte), gauname

0,717 °

 ( az) = 0,663 + 0,717 = 1,38 [laipsnis]

Išvada: Realaus diapazono skiriamoji geba yra lygi:

D wk1 = 0,64 [km], D wk2 = 2,83 [km].

Tikroji skiriamoji geba azimutais:

 ( az)=1,38 [deg].

2.3 Faktinio diapazono ir azimuto matavimų tikslumo apskaičiavimas

Tikslumas apibūdinamas matavimo paklaida. Gauta diapazono matavimo vidutinė kvadratinė paklaida apskaičiuojama pagal formulę:

40,86

 (D ) prakaitas = [km]

Klaida dėl netiesioginio sklidimo (D ) pasiskirstymas mes apleidžiame. Aparatinės įrangos klaidos (D ) programėlė sumažinamos iki nuskaitymo klaidų indikatoriaus skalėje (D ) ind . Mes priimame skaičiavimo būdą, naudojant elektronines etiketes (svarstyklių žiedus) visapusiško vaizdo indikatoriaus ekrane.

 (D ) ind = 0,1  D =1,5 [km] , kur  D - skalės kainų skirstymas.

 (D ) = = 5 [km]

Gauta azimuto matavimo vidutinė kvadratinė paklaida apibrėžiama panašiai:

0,065

 ( az) ind \u003d 0,1   \u003d 0,4

Išvada: Apskaičiavę gautą diapazono matavimo vidutinę kvadratinę paklaidą, gauname (D)  ( az) \u003d 0,4 [deg].

Išvada

Šiame kursiniame darbe atliekamas impulsinio aktyviojo radaro parametrų (maksimalaus nuotolio, atsižvelgiant į absorbciją, realiąją skiriamąją gebą diapazone ir azimutą, matavimo diapazono ir azimuto tikslumą) oro taikinių aptikimo skrydžių valdymui skaičiavimas.

Skaičiuojant buvo gauti šie duomenys:

1. Didžiausias radaro nuotolis, atsižvelgiant į radijo bangų energijos susilpnėjimą sklidimo metu, yra D maks.sl = 305,9 [km];

2. Tikroji diapazono skiriamoji geba yra:

D shk1 = 0,64 [km];

D shk2 = 2,83 [km].

Tikroji skiriamoji geba azimutais: ( az)=1,38 [deg].

3. Gaunama diapazono matavimo vidutinė kvadratinė paklaida (D) =1,5 [km]. Azimuto matavimo RMS paklaida ( az) \u003d 0,4 [deg].

Impulsinių radarų pranašumai apima atstumų iki taikinių matavimo paprastumą ir jų nuotolio skiriamąją gebą, ypač kai matymo lauke yra daug taikinių, taip pat beveik visišką laiko atsiejimą tarp priimamų ir skleidžiamų virpesių. Pastaroji aplinkybė leidžia naudoti tą pačią anteną tiek siuntimui, tiek priėmimui.

Impulsinių radarų trūkumas yra būtinybė naudoti didelę didžiausią skleidžiamų virpesių galią, taip pat tai, kad neįmanoma išmatuoti trumpų nuotolių - didelės negyvosios zonos.

Radarai naudojami sprendžiant pačias įvairiausias užduotis: nuo minkšto erdvėlaivių tūpimo planetų paviršiuje užtikrinimo iki žmogaus greičio matavimo, nuo ginklų valdymo priešraketinės ir priešlėktuvinės gynybos sistemose iki asmeninės apsaugos.

Bibliografija

1. Vasinas V.V. Radijo inžinerinių matavimo sistemų veikimo diapazonas. Metodinis tobulinimas. - M.: MIEM 1977.
2. Vasinas V.V. Matavimų raiška ir tikslumas radijo inžinerinėse matavimo sistemose. Metodinis tobulinimas. - M.: MIEM 1977.
3. Vasinas V.V. Radijo inžinerinių matavimo sistemų objektų koordinačių ir radialinio greičio matavimo metodai. Paskaitų konspektai. - M.: MIEM 1975.

4. Bakulevas P.A. Radaro sistemos. Vadovėlis universitetams. - M .: "Radijas

Technika» 2004

5. Radijo inžinerinės sistemos: Vadovėlis universitetams / Yu. M. Kazarinov [ir kt.]; Red. Yu. M. Kazarinova. — M.: Akademija, 2008. — 590 p.:

Kiti susiję darbai, kurie gali jus sudominti.vshm>
1029.		Programinės įrangos kūrimas kompiuterinio mokymo sistemos (CTS) laboratoriniam kompleksui „Ekspertinės sistemos“	4,25 MB
	AI sritis turi daugiau nei keturiasdešimties metų vystymosi istoriją. Nuo pat pradžių ji nagrinėjo daugybę labai sudėtingų problemų, kurios kartu su kitomis vis dar yra tyrimų objektas: automatiniai teoremų įrodymai ...
3242.		Skaitmeninės matavimo sistemos pirminio keitiklio dinaminių charakteristikų korekcijos sistemos sukūrimas	306,75 KB
	Laiko srities signalų apdorojimas plačiai naudojamas šiuolaikinėje elektroninėje oscilografijoje ir skaitmeniniuose osciloskopuose. Ir skaitmeniniai spektro analizatoriai naudojami signalams atvaizduoti privačioje srityje. Išplėtimo paketai naudojami matematiniams signalų apdorojimo aspektams tirti
13757.		Tinklo sistemos, skirtos elektroninių kursų palaikymo operacinėms sistemoms testuoti, sukūrimas (pavyzdžiui, Joomla įrankio apvalkalas)	1,83 MB
	Testų sudarymo programa leis dirbti su klausimais elektronine forma, naudoti visų tipų skaitmeninę informaciją klausimo turiniui parodyti. Kursinio darbo tikslas – sukurti modernų žiniatinklio paslaugos modelį žinioms tikrinti naudojant žiniatinklio kūrimo priemones ir programinės įrangos diegimą efektyviam testavimo sistemos veikimui – apsaugai nuo informacijos kopijavimo ir sukčiavimo žinių kontrolės metu ir kt. Tai reiškia, kad sudaromos vienodos sąlygos pereiti žinių kontrolę, neįmanoma sukčiauti ir...
523.		Funkcinės organizmo sistemos. Nervų sistemos darbas	4,53 KB
	Funkcinės organizmo sistemos. Nervų sistemos darbas Be analizatorių, tai yra jutimo sistemų, organizme veikia ir kitos sistemos. Šios sistemos gali būti aiškiai apibrėžtos morfologiškai, tai yra, turi aiškią struktūrą. Tokios sistemos apima, pavyzdžiui, kvėpavimo ar virškinimo kraujotakos sistemą.
6243.			44,47KB
	CSRP klasės sistemų klientų sinchronizuotų išteklių planavimas. CRM sistemos Customer Reltionships Mngement santykių su klientais valdymas. EAM klasės sistemos. Nepaisant to, kad pažangios įmonės, siekdamos sustiprinti rinką, diegia galingiausias ERP klasės sistemas, to jau nepakanka įmonės pajamoms padidinti.
3754.		Skaičių sistemos	21,73 KB
	Skaičius – pagrindinė matematikos sąvoka, kuri dažniausiai reiškia arba kiekį, dydį, svorį ir panašiai, arba serijos numerį, vietą sekoje, kodą, šifrą ir panašiai.
4228.		socialines sistemas	11,38KB
	Parsons vyznaє kaip sandėlis didesnei pasaulinei diї sistemai. Іnshimi saugomos kūno sistemos yra kultūros sistema ir specialiųjų savybių sistema bei elgsenos organizmo sistema. Chotirmos ir silicio posistemių atskyrimas gali būti atliekamas pagal jiems būdingas funkcijas. Kad di ї sistema galėtų іsnuvati vоn mає buti zdatna prisitaikyti prie а meti ії і ії ї і sberezhennya vozirtsya є būti patenkinta chotirem funkciniu vimog.
9218.		KURSŲ SISTEMOS LA	592.07KB
	Integruotas kurso nustatymo metodas. Lėktuvų kursui nustatyti buvo sukurta didžiausia kurso prietaisų ir sistemų grupė, paremta įvairiais fiziniais veikimo principais. Todėl, matuojant kursą, atsiranda paklaidų dėl Žemės sukimosi ir orlaivio judėjimo Žemės atžvilgiu. Siekiant sumažinti kurso rodmenų klaidas, koreguojamas giroskopo pusiau kompaso poslinkis ir giroskopo rotoriaus ašies horizontali padėtis.
5055.		Politinės sistemos	38.09KB
	Politinių sistemų modernizavimo funkcijos. Politiką vertinant kaip žmogaus ir valstybės sąveikos sferą, galima išskirti du šių ryšių kūrimo variantus, kurie nuolat, bet anaiptol nevienodai plinta politinio gyvenimo istorijoje.
8063.		Daugiabazės sistemos	7,39 KB
	Daugiabazės sistemos leidžia galutiniams vartotojams visose svetainėse pasiekti ir dalytis duomenimis, nereikia fiziškai integruoti esamų duomenų bazių. Jie suteikia vartotojams galimybę valdyti savo mazgų duomenų bazes be centralizuoto valdymo, kuris yra įprastas paskirstytų DBVS tipų. Vietinis duomenų bazės administratorius gali leisti pasiekti tam tikrą savo duomenų bazės dalį, sukurdamas eksporto schemą.

Pradėkime nuo pradžių – kas yra radaras ir kam jis reikalingas? Visų pirma norėčiau pažymėti, kad radaras yra tam tikra radijo inžinerijos šaka, padedanti nustatyti įvairias aplinkinių objektų charakteristikas. Radaro veikimas yra nukreiptas į radijo bangų tiekimą objektui į įrenginį.

Radaras, radiolokacinė stotis – tai tam tikras įvairių įrenginių ir įrenginių derinys, leidžiantis stebėti objektus. Radijo bangos, kurias maitina radaras, gali aptikti tiriamą taikinį ir atlikti išsamią jo analizę. Radijo bangos lūžta ir tarsi „nupiešia“ objekto vaizdą. Radaro stotys gali veikti bet kokiomis oro sąlygomis ir puikiai aptikti bet kokius objektus ant žemės, ore ar vandenyje.

Radaro veikimo principai

Veiksmų sistema paprasta. Radijo bangos iš stoties siunčiamos į objektus, juos sutikus, bangos lūžta ir atsispindi atgal į radarą. Tai vadinama radijo aidu. Šiam reiškiniui aptikti stotyje įrengiami radijo siųstuvai ir radijo imtuvai, kurie pasižymi dideliu jautrumu. Anksčiau, prieš porą metų, radarų stotys reikalavo didžiulių išlaidų. Bet ne dabar. Tinkamam prietaisų veikimui ir objektų apibrėžimui reikia labai mažai laiko.

Visos radaro operacijos yra pagrįstos ne tik bangų atspindžiu, bet ir jų sklaida.

Kur galima naudoti radarą?

Radaro sistemų taikymo sritis yra gana plati.

• Pirmoji šaka bus kariuomenė. Naudojamas žemės, vandens ir oro taikiniams identifikuoti. Radarai atlieka teritorijos kontrolę ir tyrimą.
• Žemės ūkis ir miškininkystė. Tokių stočių pagalba specialistai atlieka tyrimus, tirdami dirvožemį ir augmeniją, taip pat aptinka įvairius gaisrus.
• Meteorologija. Atmosferos būklės tyrimas ir prognozių sudarymas remiantis gautais duomenimis.
• Astronomija. Mokslininkai radarų stotis naudoja toliems objektams, pulsarams ir galaktikoms tirti.

Radarai automobilių pramonėje

Nuo 2017 m. MAI vykdomi darbai, kuriais siekiama sukurti mažo dydžio radiolokacinę stotį nepilotuojamoms transporto priemonėms. Tokios mažos borto transporto priemonės artimiausiu metu galėtų būti sumontuotos kiekviename automobilyje. 2018 metais jau bandomi nestandartiniai radarai, skirti nepilotuojamiems orlaiviams. Planuojama, kad tokie įrenginiai galės aptikti antžeminius objektus iki 60 kilometrų, jūros – iki 100 km atstumu.

Verta priminti, kad 2017 metais buvo pristatytas ir mažo dydžio orlaivis dviejų juostų radaras. Unikalus prietaisas buvo sukurtas aptikti įvairius objektus ir objektus bet kokiomis sąlygomis.