Războiul modern este rapid și trecător. Adesea, câștigătorul într-o întâlnire de luptă este cel care este primul care poate detecta o potențială amenințare și răspunde în mod adecvat la aceasta. De mai bine de șaptezeci de ani, pentru a căuta inamicul pe uscat, pe mare și în aer, s-a folosit o metodă radar, bazată pe emisia undelor radio și înregistrarea reflexiilor acestora de la diverse obiecte. Dispozitivele care trimit și primesc astfel de semnale se numesc stații radar sau radare.

Termenul „radar” este o abreviere engleză (radio detection and ranging), care a fost pusă în circulație în 1941, dar a devenit de mult un cuvânt independent și a intrat în majoritatea limbilor lumii.

Invenția radarului este, desigur, un eveniment marcant. Lumea modernă este greu de imaginat fără stații radar. Sunt folosite în aviație, în transportul maritim, cu ajutorul radarului se prezică vremea, se identifică încălcatorii regulilor de circulație și se scanează suprafața pământului. Sistemele radar (RLK) și-au găsit aplicația în industria spațială și în sistemele de navigație.

Cu toate acestea, radarele sunt cele mai utilizate pe scară largă în afacerile militare. Trebuie spus că această tehnologie a fost creată inițial pentru nevoi militare și a ajuns în stadiul de implementare practică chiar înainte de începerea celui de-al Doilea Război Mondial. Toate țările majore care au participat la acest conflict în mod activ (și nu fără rezultat) au folosit stații radar pentru recunoașterea și detectarea navelor și aeronavelor inamice. Se poate afirma cu încredere că utilizarea radarelor a decis rezultatul mai multor bătălii semnificative atât în ​​Europa, cât și în teatrul de operațiuni din Pacific.

Astăzi, radarele sunt folosite pentru a rezolva o gamă extrem de largă de sarcini militare, de la urmărirea lansării de rachete balistice intercontinentale până la recunoașterea artileriei. Fiecare aeronavă, elicopter, navă de război are propriul său sistem radar. Radarele sunt coloana vertebrală a sistemului de apărare aeriană. Cel mai nou sistem radar cu antenă în faze va fi instalat pe un tanc rus promițător „Armata”. În general, varietatea radarelor moderne este uimitoare. Acestea sunt dispozitive complet diferite, care diferă ca dimensiune, caracteristici și scop.

Se poate spune cu încredere că astăzi Rusia este unul dintre liderii mondiali recunoscuți în dezvoltarea și producția de radare. Cu toate acestea, înainte de a vorbi despre tendințele în dezvoltarea sistemelor radar, ar trebui spuse câteva cuvinte despre principiile de funcționare a radarelor, precum și despre istoria sistemelor radar.

Cum funcționează radarul

Locația este o metodă (sau un proces) de a determina locația a ceva. În consecință, radarul este o metodă de detectare a unui obiect sau obiect în spațiu folosind unde radio care sunt emise și primite de un dispozitiv numit radar sau radar.

Principiul fizic de funcționare al radarului primar sau pasiv este destul de simplu: transmite unde radio în spațiu, care sunt reflectate de obiectele din jur și revin la acesta sub formă de semnale reflectate. Analizându-le, radarul este capabil să detecteze un obiect într-un anumit punct din spațiu, precum și să arate principalele sale caracteristici: viteză, înălțime, dimensiune. Orice radar este un dispozitiv complex de inginerie radio format din multe componente.

Structura oricărui radar include trei elemente principale: un transmițător de semnal, o antenă și un receptor. Toate stațiile radar pot fi împărțite în două grupuri mari:

• impuls;
• acțiune continuă.

Emițătorul radar cu impulsuri emite unde electromagnetice pentru o perioadă scurtă de timp (fracții de secundă), următorul semnal este trimis numai după ce primul puls revine și lovește receptorul. Frecvența de repetare a pulsului este una dintre cele mai importante caracteristici ale unui radar. Radarele de joasă frecvență emit câteva sute de impulsuri pe minut.

Antena radar cu impulsuri funcționează atât pentru recepție, cât și pentru transmisie. După ce semnalul este emis, emițătorul se oprește pentru un timp și receptorul pornește. După primirea acestuia, are loc procesul invers.

Radarele cu impulsuri au atât dezavantaje, cât și avantaje. Ei pot determina raza de acțiune a mai multor ținte simultan, un astfel de radar se poate face cu ușurință cu o antenă, indicatorii unor astfel de dispozitive sunt simpli. Cu toate acestea, în acest caz, semnalul emis de un astfel de radar ar trebui să aibă o putere destul de mare. Se mai poate adăuga că toate radarele moderne de urmărire sunt realizate după o schemă în impulsuri.

Stațiile radar cu impulsuri folosesc, de obicei, magnetroni sau tuburi de unde călătoare, ca sursă de semnal.

Antena radar concentrează semnalul electromagnetic și îl direcționează, preia pulsul reflectat și îl transmite receptorului. Există radare în care recepția și transmiterea unui semnal sunt efectuate de diferite antene și pot fi amplasate la o distanță considerabilă unul de celălalt. Antena radar este capabilă să emită unde electromagnetice într-un cerc sau să lucreze într-un anumit sector. Fasciculul radar poate fi îndreptat în spirală sau poate fi în formă de con. Dacă este necesar, radarul poate urmări o țintă în mișcare îndreptând constant antena către aceasta cu ajutorul unor sisteme speciale.

Funcțiile receptorului includ procesarea informațiilor primite și transferarea acesteia pe ecran, de pe care este citită de operator.

Pe lângă radarele cu impulsuri, există și radare cu undă continuă care emit în mod constant unde electromagnetice. Astfel de stații radar folosesc efectul Doppler în activitatea lor. Constă în faptul că frecvența unei unde electromagnetice reflectată de un obiect care se apropie de sursa semnalului va fi mai mare decât de la un obiect în retragere. Frecvența impulsului emis rămâne neschimbată. Radarele de acest tip nu fixează obiecte staționare, receptorul lor preia doar unde cu o frecvență peste sau sub cea emisă.

Un radar Doppler tipic este radarul folosit de poliția rutieră pentru a determina viteza vehiculelor.

Principala problemă a radarelor continue este incapacitatea de a le utiliza pentru a determina distanța până la obiect, dar în timpul funcționării lor nu există interferențe de la obiectele staționare între radar și țintă sau în spatele acestuia. În plus, radarele Doppler sunt dispozitive destul de simple care necesită semnale de putere redusă pentru a funcționa. De asemenea, trebuie remarcat faptul că stațiile radar moderne cu radiație continuă au capacitatea de a determina distanța până la obiect. Pentru a face acest lucru, utilizați modificarea frecvenței radarului în timpul funcționării.

Una dintre principalele probleme în funcționarea radarelor cu impulsuri este interferența care vine de la obiectele staționare - de regulă, aceasta este suprafața pământului, munții, dealurile. În timpul funcționării radarelor de aeronavă cu impulsuri aeropurtate, toate obiectele situate dedesubt sunt „ascunse” de semnalul reflectat de pe suprafața pământului. Dacă vorbim despre sisteme radar de la sol sau de la bord, atunci pentru ei această problemă se manifestă prin detectarea țintelor care zboară la altitudini joase. Pentru a elimina o astfel de interferență, se folosește același efect Doppler.

Pe lângă radarele primare, există așa-numitele radare secundare care sunt folosite în aviație pentru identificarea aeronavelor. Compoziția unor astfel de sisteme radar, pe lângă transmițător, antenă și receptor, include și un transponder de avion. Când este iradiat cu un semnal electromagnetic, transponderul oferă informații suplimentare despre altitudine, rută, numărul aeronavei și naționalitatea sa.

De asemenea, stațiile radar pot fi împărțite la lungimea și frecvența undei pe care operează. De exemplu, pentru a studia suprafața Pământului, precum și pentru a lucra la distanțe considerabile, se folosesc unde de 0,9-6 m (frecvență 50-330 MHz) și 0,3-1 m (frecvență 300-1000 MHz). Pentru controlul traficului aerian, se folosește un radar cu o lungime de undă de 7,5-15 cm, iar radarele peste orizont ale stațiilor de detectare a lansării rachetelor funcționează la valuri cu o lungime de undă de 10 până la 100 de metri.

Istoria radarului

Ideea radarului a apărut aproape imediat după descoperirea undelor radio. În 1905, Christian Hülsmeyer, angajat al companiei germane Siemens, a creat un dispozitiv care putea detecta obiecte metalice mari folosind unde radio. Inventatorul a sugerat instalarea lui pe nave, astfel încât acestea să poată evita coliziunile în condiții de vizibilitate slabă. Cu toate acestea, companiile navale nu au fost interesate de noul dispozitiv.

Experimentele cu radar au fost efectuate și în Rusia. Încă de la sfârșitul secolului al XIX-lea, omul de știință rus Popov a descoperit că obiectele metalice împiedică propagarea undelor radio.

La începutul anilor 1920, inginerii americani Albert Taylor și Leo Young au reușit să detecteze o navă care trecea folosind unde radio. Cu toate acestea, starea industriei ingineriei radio din acea vreme era de așa natură încât era dificil să se creeze modele industriale de stații radar.

Primele stații radar care puteau fi folosite pentru a rezolva probleme practice au apărut în Anglia pe la mijlocul anilor 1930. Aceste dispozitive erau foarte mari și nu puteau fi instalate decât pe uscat sau pe puntea navelor mari. Abia în 1937 a fost creat un prototip de radar în miniatură care ar putea fi instalat pe o aeronavă. Până la începutul celui de-al Doilea Război Mondial, britanicii aveau un lanț de stații radar numit Chain Home.

Angajat într-o nouă direcție promițătoare în Germania. Și, trebuie să spun, nu fără succes. Deja în 1935, comandantului șef al marinei germane, Raeder, i s-a arătat un radar funcțional cu un afișaj cu fascicul catodic. Mai târziu, pe baza acestuia au fost create modele de producție ale radarului: Seetakt pentru forțele navale și Freya pentru apărarea aeriană. În 1940, sistemul de control al focului radar Würzburg a început să intre în armata germană.

Cu toate acestea, în ciuda realizărilor evidente ale oamenilor de știință și inginerilor germani în domeniul radarului, armata germană a început să folosească radarul mai târziu decât britanicii. Hitler și vârful Reich-ului considerau radarele ca fiind exclusiv arme defensive, de care armata germană victorioasă nu avea cu adevărat nevoie. Din acest motiv, până la începutul bătăliei britanice, germanii au desfășurat doar opt stații radar Freya, deși în ceea ce privește caracteristicile lor erau cel puțin la fel de bune ca omologii lor britanici. În general, se poate spune că utilizarea cu succes a radarului a determinat în mare măsură rezultatul Bătăliei Marii Britanii și confruntarea ulterioară dintre Luftwaffe și Forțele Aeriene Aliate pe cerul Europei.

Mai târziu, germanii, pe baza sistemului Würzburg, au creat o linie de apărare aeriană, care a fost numită Linia Kammhuber. Folosind unități de forțe speciale, aliații au reușit să dezvăluie secretele radarului german, ceea ce a făcut posibilă blocarea lor eficientă.

În ciuda faptului că britanicii au intrat în cursa „radar” mai târziu decât americanii și germanii, la linia de sosire au reușit să-i depășească și să se apropie de începutul celui de-al Doilea Război Mondial cu cel mai avansat sistem de detectare radar pentru avioane.

Deja în septembrie 1935, britanicii au început să construiască o rețea de stații radar, care includea deja douăzeci de stații radar înainte de război. A blocat complet apropierea de Insulele Britanice de pe coasta europeană. În vara anului 1940, inginerii britanici au creat un magnetron rezonant, care a devenit ulterior baza stațiilor radar aeropurtate instalate pe avioanele americane și britanice.

Lucrări în domeniul radarului militar au fost efectuate și în Uniunea Sovietică. Primele experimente de succes privind detectarea aeronavelor folosind stații radar în URSS au fost efectuate încă de la mijlocul anilor 1930. În 1939, primul radar RUS-1 a fost adoptat de Armata Roșie, iar în 1940 - RUS-2. Ambele stații au fost lansate în producție de masă.

Al Doilea Război Mondial a arătat clar eficiența ridicată a utilizării stațiilor radar. Prin urmare, după finalizarea sa, dezvoltarea de noi radare a devenit una dintre domeniile prioritare pentru dezvoltarea echipamentelor militare. De-a lungul timpului, radarele aeropurtate au fost primite de toate aeronavele și navele militare fără excepție, radarele au devenit baza sistemelor de apărare aeriană.

În timpul Războiului Rece, Statele Unite și URSS au achiziționat o nouă armă distructivă - rachete balistice intercontinentale. Detectarea lansării acestor rachete a devenit o chestiune de viață sau de moarte. Omul de știință sovietic Nikolai Kabanov a propus ideea de a folosi unde radio scurte pentru a detecta aeronavele inamice la distanțe mari (până la 3.000 km). A fost destul de simplu: Kabanov a aflat că undele radio lungi de 10-100 de metri pot fi reflectate din ionosferă, iar țintele care iradiază pe suprafața pământului revin în același mod către radar.

Ulterior, pe baza acestei idei, au fost dezvoltate radare pentru detectarea peste orizont a lansărilor de rachete balistice. Un exemplu de astfel de radare este Daryal, o stație radar care timp de câteva decenii a stat la baza sistemului sovietic de avertizare a lansării rachetelor.

În prezent, una dintre cele mai promițătoare domenii pentru dezvoltarea tehnologiei radar este crearea unui radar cu o rețea de antene în fază (PAR). Astfel de radare au nu unul, ci sute de emițători de unde radio, care sunt controlate de un computer puternic. Undele radio emise de diferite surse din matricea fază se pot amplifica reciproc dacă sunt în fază sau, dimpotrivă, se pot slăbi.

Semnalului radar cu matrice de fază i se poate da orice formă dorită, poate fi mutat în spațiu fără a schimba poziția antenei în sine și poate funcționa cu frecvențe diferite de radiație. Un radar phased array este mult mai fiabil și mai sensibil decât un radar cu antenă convențional. Cu toate acestea, astfel de radare au și dezavantaje: răcirea radarului cu matrice fază este o mare problemă, în plus, sunt greu de fabricat și scumpe.

Pe avioanele de luptă din generația a cincea sunt instalate noi radare cu matrice fază. Această tehnologie este utilizată în sistemul american de avertizare timpurie a atacurilor cu rachete. Complexul radar cu PAR va fi instalat pe cel mai nou tanc rusesc „Armata”. Trebuie remarcat faptul că Rusia este unul dintre liderii mondiali în dezvoltarea radarelor PAR.

Dacă aveți întrebări - lăsați-le în comentariile de sub articol. Noi sau vizitatorii noștri vom fi bucuroși să le răspundem.

Războaiele moderne se disting prin rapiditate și efemeritate. Adesea, câștigătorii în întâlnirile de luptă sunt cei care au fost primii care au detectat potențialele amenințări și au reacționat în consecință. De optzeci de ani, metodele radar sunt folosite pentru recunoașterea și recunoașterea inamicului pe mare și pe uscat, precum și în spațiul aerian.

Ele se bazează pe emisia de unde radio cu înregistrarea reflexiilor lor de la o mare varietate de obiecte. Instalațiile care trimit și primesc astfel de semnale sunt stații radar sau radare moderne. Conceptul de „radar” provine de la abrevierea engleză – RADAR. A apărut în 1941 și a fost de mult inclus în limbile lumii.

Apariția radarului a fost un eveniment marcant. În lumea modernă, este aproape imposibil să faci fără stații radar. Aviația, navigația, centrul hidrometeorologic, poliția rutieră etc. nu se pot lipsi de ele. Mai mult, complexul radar este utilizat pe scară largă în tehnologiile spațiale și sistemele de navigație.

Radar în serviciul militar

Cu toate acestea, mai presus de toate, militarilor le-au plăcut radarele. Mai mult, aceste tehnologii au fost create inițial pentru uz militar și au fost practic implementate înainte de al Doilea Război Mondial. Toate statele majore au folosit în mod activ radarul pentru a detecta navele și aeronavele inamice. Mai mult, utilizarea lor a decis rezultatul multor bătălii.

Până în prezent, noile stații radar sunt utilizate într-o gamă foarte largă de sarcini militare. Aceasta include urmărirea rachetelor balistice intercontinentale și recunoașterea artileriei. Toate avioanele, elicopterele, navele de război au propriul lor radar. Radarele sunt în general baza sistemelor de apărare aeriană.

Cum funcționează radarele

Locația este definiția locului în care se află ceva. Astfel, radarul este detectarea unor obiecte sau obiecte în spațiu folosind unde radio care sunt emise și recepționate de un radar sau radar. Principiul de funcționare al radarelor primare sau pasive se bazează pe transmiterea în spațiu a undelor radio reflectate de obiecte și returnate la acestea sub formă de semnale reflectate. După ce le analizează, radarele detectează obiecte în anumite puncte din spațiu, principalele lor caracteristici sub formă de viteză, înălțime și dimensiune. Toate radarele sunt dispozitive complexe de inginerie radio formate din multe elemente.

Complex radar modern

Orice radar este format din trei elemente principale:

• transmițătoare de semnal;
• antene;
• Receptorii.

Dintre toate stațiile radar, există o împărțire specială în două grupuri mari:

• Puls;
• Acțiune continuă.

Emițătoarele radar cu impulsuri emit unde electromagnetice pentru perioade scurte de timp (fracțiuni de secundă). Următoarele semnale sunt trimise numai când primele impulsuri revin și lovesc receptorii. Frecvența de repetare a pulsului este, de asemenea, cele mai importante caracteristici. Deci, radarele de joasă frecvență trimit mai mult de o sută de impulsuri într-un minut.

Antenele radar cu impulsuri funcționează ca emițătoare și receptoare. De îndată ce semnalele dispar, emițătoarele se opresc pentru un timp, iar receptoarele se pornesc. În urma recepției lor, apar procese inverse.

Radarele cu impulsuri au propriile avantaje și dezavantaje. Ele pot determina raza de acțiune a mai multor ținte în același timp. Astfel de radare pot avea câte o antenă fiecare, iar indicatorii lor sunt destul de simpli.

Cu toate acestea, semnalele emise trebuie să fie de mare putere. Toate radarele moderne de urmărire au un circuit de impulsuri. Stațiile radar cu impulsuri folosesc, de obicei, magnetroni sau tuburi de unde călătoare ca surse de semnal.

Sisteme radar cu impulsuri

Antenele radar concentrează și direcționează semnalele electromagnetice, precum și captează impulsurile reflectate și le transmit la receptoare. În unele radare, semnalele pot fi recepționate și transmise folosind diferite antene situate la distanțe mari unele de altele. Antenele radar pot emite unde electromagnetice în cerc sau pot funcționa în anumite sectoare.

Fasciculele radar pot fi direcționate în spirală sau au forme de con. Dacă este necesar, radarele pot urmări ținte în mișcare și, tot timpul, antenele pot direcționa spre ele folosind sisteme speciale. Receptorii procesează datele primite și le transferă pe ecranele operatorilor.

Unul dintre principalele neajunsuri în funcționarea radarelor cu impulsuri este interferența provenită de la obiecte imobile, de pe suprafața pământului, munți, dealuri. Astfel, radarele cu impulsuri aeropurtate, în timpul funcționării lor în aeronave, vor primi umbre de la semnalele reflectate de suprafața terestră. Sistemele radar de la sol sau de la bord identifică aceste probleme în procesul de detectare a țintelor care zboară la altitudini joase. Pentru a elimina o astfel de interferență, se utilizează efectul Doppler.

Radar continuu

Radarele continue funcționează prin emiterea constantă de unde electromagnetice și utilizează efectul Doppler. Principiul său este că frecvențele undelor electromagnetice reflectate de obiectele care se apropie de sursele de semnal vor fi mai mari decât de la obiectele care se retrag. În acest caz, frecvențele impulsurilor emise rămân neschimbate. Astfel de radare nu detectează obiecte staționare; receptoarele lor captează doar unde cu frecvențe peste sau sub cele emise.

Principalul dezavantaj al radarelor cu acțiune continuă este incapacitatea lor de a determina distanțele față de obiecte. Cu toate acestea, în timpul funcționării lor, nu există interferențe de la obiecte staționare între radare și ținte sau în spatele lor. De asemenea, radarele Doppler au un dispozitiv relativ simplu, care va avea suficiente semnale cu putere redusă pentru a funcționa. În plus, radarele moderne cu undă continuă au capacitatea de a determina distanțele față de obiecte. Pentru a face acest lucru, se aplică modificări ale frecvențelor radarelor în cursul acțiunii lor.

Se știe și despre așa-numitele radare secundare folosite în aviație pentru identificarea aeronavelor. În astfel de sisteme radar, există și transpondere pentru avioane. În timpul expunerii aeronavei la semnale electromagnetice, transponderele furnizează date suplimentare, cum ar fi altitudinea, ruta, numărul aeronavei și naționalitatea.

Varietăți de stații radar

Radarele pot fi separate după lungimea și frecvența undelor pe care operează. În special, când se studiază suprafața pământului și când se lucrează la distanțe mari, se folosesc valuri de 0,9-6 m și 0,3-1 m. În controlul traficului aerian se folosesc radare cu lungimea de undă de 7,5-15 cm, iar în radare peste orizont la stațiile de detectare a lansărilor de rachete, se folosesc unde de 10-100 de metri.

Din istoria dezvoltării radarului

Ideea utilizării radarului a apărut după descoperirea undelor radio. Așa că, în 1905, un angajat al Siemens, Christian Hülsmeyer, a creat un dispozitiv care, folosind unde radio, putea detecta prezența unor obiecte metalice mari. Inventatorul a propus instalarea unor astfel de dispozitive pe nave pentru a evita coliziunile, de exemplu, în ceață. Cu toate acestea, nici un interes pentru noul dispozitiv nu a fost exprimat în companiile de transport maritim.

Studiile radar au fost efectuate și pe teritoriul Rusiei. Așadar, la sfârșitul secolului al XIX-lea, omul de știință rus Popov a descoperit că prezența obiectelor metalice împiedică propagarea undelor radio.

La începutul anilor douăzeci, inginerii americani Albert Taylor și Leo Young au descoperit o navă care trecea folosind unde radio. Cu toate acestea, din cauza faptului că industria ingineriei radio din acea vreme era nedezvoltată, nu a fost posibil să se creeze stații radar la scară industrială.

Producția primelor stații radar, cu ajutorul cărora vor fi rezolvate probleme practice, a început în Anglia în anii '30. Acest echipament era extrem de voluminos și putea fi instalat fie la sol, fie pe nave mari. Abia în 1937 a fost creat primul radar în miniatură care putea fi instalat pe avioane. Drept urmare, înainte de al Doilea Război Mondial, britanicii aveau o rețea extinsă de stații radar numită Chain Home.

Radare din Războiul Rece

În timpul Războiului Rece, un nou tip de armă distructivă a apărut în Statele Unite și Uniunea Sovietică. Desigur, aceasta a fost apariția rachetelor balistice intercontinentale. Detectarea la timp a lansărilor de astfel de rachete era vitală.

Omul de știință sovietic Nikolai Kabanov a propus ideea de a folosi unde radio scurte pentru a detecta aeronavele inamice la distanțe considerabile (până la 3.000 km). Totul a fost destul de simplu. Omul de știință a reușit să descopere că undele radio de 10-100 de metri au o predispoziție la reflectarea din ionosferă.

Astfel, atunci când iradiază ținte de pe suprafața pământului, acestea revin și înapoi la radare. Mai târziu, pe baza acestei idei, oamenii de știință au reușit să dezvolte radare cu detectarea peste orizont a lansărilor de rachete balistice. Un exemplu de astfel de instalații poate fi „Daryal” - o stație radar. Timp de decenii, a fost în centrul sistemelor de avertizare a lansării rachetelor sovietice.

Până în prezent, cea mai promițătoare direcție în dezvoltarea sistemelor radar este considerată a fi crearea de stații radar cu rețele de antene în fază (PAR). Astfel de dispozitive au nu unul, ci sute de emițători de unde radio. Toată funcționarea lor este controlată de computere puternice. Undele radio emise de diferite surse în PAR pot fi amplificate una câte una, sau invers, atunci când sunt în fază sau atenuate.

Semnalele radar cu matrice în faze pot primi orice formă dorită. Ele se pot deplasa în spațiu în absența schimbărilor în pozițiile antenelor în sine și, de asemenea, funcționează la frecvențe diferite de radiație. Radarele cu matrice fază sunt considerate mai fiabile și mai sensibile decât aceleași dispozitive cu antene convenționale.

Cu toate acestea, astfel de radare au și dezavantaje. Cele mai mari probleme cu radarele PAR sunt sistemele lor de răcire. Mai mult, astfel de instalații radar sunt extrem de complexe în procesul de fabricație, precum și foarte costisitoare.

Complexe radar cu PAR

Ceea ce se știe despre noile radare phased array este că acestea sunt deja instalate pe avioanele de luptă din generația a cincea. Astfel de tehnologii sunt utilizate în sistemele americane cu avertizare timpurie a atacurilor cu rachete. Sistemele radar cu matrice fază ar trebui să fie instalate pe „Armata” - cele mai recente tancuri fabricate rusești. Mulți experți notează că Federația Rusă este unul dintre liderii mondiali în dezvoltarea cu succes a stațiilor radar cu matrice fază.

Stație radar(radar) sau radar(Engleză) radar din Detectarea și măsurarea radioului- detecție și distanță radio) - un sistem pentru detectarea obiectelor din aer, mare și sol, precum și pentru determinarea razei și a parametrilor geometrici ai acestora. Utilizează o metodă bazată pe emisia undelor radio și înregistrarea reflexiilor acestora de la obiecte. Termenul-acronim englezesc a apărut în oraș, mai târziu în ortografie literele mari au fost înlocuite cu litere mici.

Poveste

La 3 ianuarie 1934, un experiment a fost efectuat cu succes în URSS pentru a detecta o aeronavă folosind o metodă radar. O aeronavă care zbura la o altitudine de 150 de metri a fost depistată la o distanță de 600 de metri de instalația radar. Experimentul a fost organizat de reprezentanții Institutului de Inginerie Electrică din Leningrad și ai Laboratorului Radio Central. În 1934, mareșalul Tuhacevsky a scris într-o scrisoare către guvernul URSS: „Experimentele de detectare a aeronavelor folosind un fascicul electromagnetic au confirmat corectitudinea principiului de bază”. Prima instalație experimentală „Rapid” a fost testată în același an, în 1936, stația radar centimetrică sovietică „Storm” a observat aeronava de la o distanță de 10 kilometri. În Statele Unite, primul contract între armată și industrie a fost încheiat în 1939. În 1946, experții americani - Raymond și Hucherton, fost angajat al Ambasadei SUA la Moscova, scriau: „Oamenii de știință sovietici au dezvoltat cu succes teoria radarului cu câțiva ani înainte ca radarul să fie inventat în Anglia”.

Clasificarea radarului

După scop, stațiile radar pot fi clasificate după cum urmează:

• radar de detectare;
• radar de control și urmărire;
• radare panoramice;
• radar lateral;
• Radarele meteorologice.

În funcție de domeniul de aplicare, se disting radarele militare și cele civile.

După natura transportatorului:

• Radar de la sol
• radare maritime
• Radar aeropurtat

După tipul de acțiune

• Primar sau pasiv
• Secundar sau activ
• Combinate

După banda de undă:

• Metru
• centimetru
• Milimetru

Dispozitivul și principiul de funcționare al radarului primar

Radarul primar (pasiv) servește în principal la detectarea țintelor prin iluminarea acestora cu o undă electromagnetică și apoi primirea reflexiilor (ecourile) ale acestei unde de la țintă. Deoarece viteza undelor electromagnetice este constantă (viteza luminii), devine posibilă determinarea distanței până la țintă pe baza măsurării timpului de propagare a semnalului.

Dispozitivul unei stații radar se bazează pe trei componente: emițător, antenă și receptor.

Dispozitiv de transmisie este o sursă de semnal electromagnetic de mare putere. Poate fi un generator de impulsuri puternic. Pentru radarele cu impulsuri cu rază de centimetri, este de obicei un magnetron sau un generator de impulsuri care funcționează conform schemei: un oscilator principal este un amplificator puternic care utilizează cel mai adesea o lampă cu undă călătoare ca generator, iar pentru un radar cu rază de metri, un lampa triodă este adesea folosită. În funcție de design, emițătorul fie funcționează în modul pulsat, generând impulsuri electromagnetice scurte și puternice repetitive, fie emite un semnal electromagnetic continuu.

Antenă efectuează focalizarea semnalului receptorului și formarea fasciculului, precum și recepția semnalului reflectat de la țintă și transmiterea acestui semnal către receptor. În funcție de implementare, semnalul reflectat poate fi recepționat fie de aceeași antenă, fie de una diferită, care uneori poate fi amplasată la o distanță considerabilă de transmițător. Dacă transmisia și recepția sunt combinate într-o singură antenă, aceste două acțiuni sunt efectuate alternativ și, pentru ca un semnal puternic scurs de la emițătorul de transmisie către receptor să nu orbească receptorul cu ecou slab, în ​​fața receptorului este plasat un dispozitiv special care închide intrarea receptorului în momentul emiterii semnalului de sondare.

dispozitiv de recepție realizează amplificarea şi procesarea semnalului recepţionat. În cel mai simplu caz, semnalul rezultat este aplicat unui tub de raze (ecran), care afișează o imagine sincronizată cu mișcarea antenei.

Radaruri coerente

Metoda radarului coerent se bazează pe selecția și analiza diferenței de fază dintre semnalele transmise și reflectate, care apare datorită efectului Doppler, atunci când semnalul este reflectat de la un obiect în mișcare. În acest caz, dispozitivul de transmisie poate funcționa atât în ​​mod continuu, cât și în modul pulsat. Principalul avantaj al acestei metode este că „permite observarea doar a obiectelor în mișcare, iar acest lucru exclude interferența de la obiectele staționare situate între echipamentul de recepție și țintă sau în spatele acestuia”.

Radar cu impulsuri

Principiul de funcționare al radarului cu impuls

Principiul determinării distanței până la un obiect cu ajutorul radarului pulsat

Radarele moderne de urmărire sunt construite ca radare de impuls. Radarul cu impulsuri transmite doar pentru o perioadă foarte scurtă de timp, un impuls scurt de obicei de aproximativ o microsecundă, după care ascultă un ecou pe măsură ce pulsul se propagă.

Deoarece pulsul se îndepărtează de radar cu o viteză constantă, timpul scurs din momentul în care pulsul a fost trimis până la momentul în care este recepționat ecoul este o măsură clară a distanței directe până la țintă. Următorul impuls poate fi trimis doar după ceva timp, și anume după ce pulsul revine, depinde de raza de detectare a radarului (dată de puterea emițătorului, câștigul antenei și sensibilitatea receptorului). Dacă pulsul ar fi fost trimis mai devreme, atunci ecoul pulsului anterior de la o țintă îndepărtată ar putea fi confundat cu ecoul celui de-al doilea impuls de la o țintă apropiată.

Se numește intervalul de timp dintre impulsuri interval de repetare a pulsului, reciproca sa este un parametru important, care se numește rata de repetare a pulsului(PPI). Radarele cu rază lungă de frecvență joasă au de obicei un interval de repetiție de câteva sute de impulsuri pe secundă (sau Hertz [Hz]). Frecvența de repetare a pulsului este unul dintre semnele distinctive prin care este posibilă determinarea de la distanță a modelului radarului.

Eliminarea interferențelor pasive

Una dintre principalele probleme ale radarelor cu impuls este eliminarea semnalului reflectat de obiectele staționare: suprafața pământului, dealuri înalte etc. Dacă, de exemplu, aeronava se află pe fundalul unui deal înalt, semnalul reflectat de pe acest deal. va bloca complet semnalul de la aeronavă. Pentru radarele de la sol, această problemă se manifestă atunci când se lucrează cu obiecte care zboară joase. Pentru radarele cu impulsuri aeropurtate, se exprimă prin faptul că reflexia de pe suprafața pământului ascunde toate obiectele care se află sub aeronava cu radarul.

Metodele de eliminare a interferențelor folosesc, într-un fel sau altul, efectul Doppler (frecvența unei unde reflectate de la un obiect care se apropie crește, de la un obiect care pleacă scade).

Cel mai simplu radar care poate detecta o țintă în interferență este radar țintă în mișcare(MPD) - radar cu impulsuri care compară reflexiile de la mai mult de două sau mai multe intervale de repetare a impulsurilor. Orice țintă care pare să se miște în raport cu radarul produce o modificare a parametrului semnalului (etapă în SDM serial), în timp ce dezordinea rămâne neschimbată. Interferența este eliminată prin scăderea reflexiilor din două intervale succesive. În practică, eliminarea interferențelor poate fi realizată în dispozitive speciale - prin compensatoare de perioadă sau algoritmi în software.

FCR-urile care funcționează la o rată constantă de repetare a pulsului au o slăbiciune fundamentală: sunt orbi la ținte cu viteze circulare specifice (care produc schimbări de fază de exact 360 de grade), iar astfel de ținte nu sunt afișate. Viteza cu care ținta dispare pentru radar depinde de frecvența de funcționare a stației și de rata de repetiție a pulsului. MDC-urile moderne emit impulsuri multiple la rate de repetiție diferite - astfel încât vitezele invizibile la fiecare rată de repetiție a impulsurilor sunt acoperite de alte PRF-uri.

O altă modalitate de a scăpa de interferență este implementată în radar puls-doppler, care utilizează o procesare mult mai complexă decât radarele SDC.

O proprietate importantă a radarelor puls-Doppler este coerența semnalului. Aceasta înseamnă că semnalele și reflexiile transmise trebuie să aibă o anumită dependență de fază.

Radarele Pulse-Doppler sunt, în general, considerate superioare radarelor MDS în detectarea țintelor care zboară joase în dezordinea solului multiple, aceasta este tehnica de alegere utilizată în aeronavele de luptă moderne pentru interceptarea aeriană/controlul focului, exemplele sunt AN/APG-63, 65, Radarele 66, 67 și 70. În radarul Doppler modern, cea mai mare parte a procesării este realizată digital de un procesor separat, folosind procesoare de semnal digital, de obicei folosind algoritmul de înaltă performanță Fast Fourier Transform pentru a converti datele modelului de reflexie digitală în ceva mai ușor de gestionat de alți algoritmi. Procesoarele digitale de semnal sunt foarte flexibile, iar algoritmii utilizați pot fi de obicei înlocuiți rapid cu alții, înlocuind doar cipurile de memorie (ROM), contracarând astfel rapid tehnicile de bruiaj inamice dacă este necesar.

Dispozitivul și principiul de funcționare al radarului secundar

Principiul de funcționare al radarului secundar este oarecum diferit de principiul radarului primar. Dispozitivul Stației Radar Secundare se bazează pe componentele: emițător, antenă, generatoare de marcaje azimutale, receptor, procesor de semnal, indicator și transponder de avion cu antenă.

Transmiţător. Servește pentru a emite impulsuri de interogare către antenă la o frecvență de 1030 MHz

Antenă. Servește pentru emisia și recepția semnalului reflectat. Conform standardelor ICAO pentru radar secundar, antena transmite la o frecvență de 1030 MHz și recepționează la o frecvență de 1090 MHz.

Generatoare de marcatori azimut. Ele sunt folosite pentru a genera pulsul de schimbare a azimutului sau ACP și pentru a genera pulsul de referință azimutal sau ARP. Pentru o revoluție a antenei radar, sunt generate 4096 de semne de azimut mici (pentru sistemele vechi) sau 16384 de semne de azimut mici (pentru sisteme noi), ele mai sunt numite și semne de azimut mici îmbunătățite (Impuls de schimbare a azimutului îmbunătățit sau IACP), de asemenea ca un semn al Nordului. Marca de nord provine de la generatorul de marcaj de azimut, cu antena într-o astfel de poziție atunci când este îndreptată spre nord, iar semnele mici de azimut servesc la citirea unghiului de rotire a antenei.

Receptor. Folosit pentru a primi impulsuri la o frecvență de 1090 MHz

procesor de semnal. Folosit pentru a procesa semnalele primite

Indicator Servește pentru afișarea informațiilor procesate

Transponder de avion cu antenă Servește pentru a transmite un semnal radio pulsat care conține informații suplimentare înapoi pe partea laterală a radarului la primirea unui semnal radio de solicitare.

Principiul de funcționare Principiul de funcționare al radarului secundar este utilizarea energiei transponderului aeronavei pentru a determina poziția aeronavei. Radarul iradiază zona înconjurătoare cu impulsuri de interogare la o frecvență de P1 și P3, precum și un impuls de suprimare P2 la o frecvență de 1030 MHz. Aeronavele echipate cu transponder care se află în zona de acoperire a fasciculului de interogare atunci când primesc impulsuri de interogare, dacă condiția P1,P3>P2 este în vigoare, răspund radarului solicitant cu o serie de impulsuri codificate la o frecvență de 1090 MHz , care conțin informații suplimentare, cum ar fi numărul lateral, altitudinea și așa mai departe. Răspunsul transponderului aeronavei depinde de modul de interogare radar, iar modul de interogare este determinat de distanța dintre impulsurile de interogare P1 și P3, de exemplu, în modul A al impulsurilor de interogare (modul A), distanța dintre interogarea impulsurile stației P1 și P3 este de 8 microsecunde, iar atunci când o astfel de solicitare este primită, transponderul aeronavei codifică numărul său de placă în impulsurile de răspuns. În modul de interogare C (modul C), distanța dintre impulsurile de interogare ale stației este de 21 microsecunde, iar la primirea unei astfel de interogări, transponderul aeronavei codifică înălțimea acestuia în impulsurile de răspuns. Radarul poate trimite, de asemenea, o interogare în mod mixt, cum ar fi Modul A, Modul C, Modul A, Modul C. Azimutul aeronavei este determinat de unghiul de rotație al antenei, care la rândul său este determinat prin calcularea Azimutului Mic. semne. Intervalul este determinat de întârzierea răspunsului primit. Dacă aeronava nu se află în zona de acoperire a fasciculului principal, ci se află în zona de acoperire a lobilor laterali sau se află în spatele antenei, atunci Răspunsul aeronavei, la primirea unei solicitări de la radar, va primi la intrarea sa condiția ca P1 să bată ,P3

Avantajele radarului secundar, precizie mai mare, informații suplimentare despre aeronavă (numărul lateral, altitudine), precum și radiația scăzută în comparație cu radarele primare.

Alte pagini

• (Germană) Stație Radar Tehnologic
• Secțiunea despre stațiile radar de pe blogul dxdt.ru (rusă)
• http://www.net-lib.info/11/4/537.php Konstantin Ryzhov - 100 de mari invenții. 1933 - Taylor, Jung și Hyland vin cu ideea de radar. 1935 Stația radar CH Watson-Watt de avertizare timpurie.

Literatură și note de subsol

Fundația Wikimedia. 2010 .

Sinonime:

Vedeți ce este „RLS” în alte dicționare:

radar- Serviciul de logistică din Rusia http://www.rls.ru/​ Dicționare de comunicare radar radar: Dicționar de abrevieri și abrevieri ale armatei și serviciilor speciale. Comp. A. A. Şcelokov. M .: Editura AST SRL, Editura Geleos CJSC, 2003. 318 p., Din ... Dicționar de abrevieri și abrevieri

Radarul emite energie electromagnetică și detectează ecourile provenite de la obiectele reflectate și, de asemenea, determină caracteristicile acestora. Scopul proiectului de curs este de a lua în considerare radarul general și de a calcula indicatorii tactici ai acestui radar: raza maximă, luând în considerare absorbția; rezoluție reală în rază și azimut; acuratețea reală a măsurătorilor de distanță și azimut. Partea teoretică prezintă o diagramă funcțională a unui radar aeropurtat activ pulsat pentru controlul traficului aerian.

Distribuiți munca pe rețelele sociale

Dacă această lucrare nu vă convine, există o listă de lucrări similare în partea de jos a paginii. De asemenea, puteți utiliza butonul de căutare

Sistemele radar (RLS) sunt concepute pentru a detecta și determina coordonatele curente (rază, viteză, cotă și azimut) ale obiectelor reflectate.

Radarul emite energie electromagnetică și detectează ecourile provenite de la obiectele reflectate și, de asemenea, determină caracteristicile acestora.

Scopul proiectului de curs este de a lua în considerare radarul general și de a calcula indicatorii tactici ai acestui radar: raza maximă, luând în considerare absorbția; rezoluție reală în rază și azimut; acuratețea reală a măsurătorilor de distanță și azimut.

Partea teoretică prezintă o diagramă funcțională a unui radar aeropurtat activ pulsat pentru controlul traficului aerian. Sunt de asemenea indicați parametrii sistemului și formulele pentru calculul acestuia.

În partea de calcul au fost determinați următorii parametri: intervalul maxim ținând cont de absorbție, rezoluția reală în interval și azimut, precizia domeniului de măsurare și azimut.

1. Partea teoretică

1.1 Schema funcțională a radaruluivedere de jur împrejur

Radar - un domeniu al ingineriei radio care asigură observarea radar a diferitelor obiecte, adică detectarea acestora, măsurarea coordonatelor și parametrilor de mișcare, precum și identificarea unor proprietăți structurale sau fizice prin utilizarea undelor radio reflectate sau re-radiate de obiecte sau propriile emisii radio. Informatiile obtinute in procesul de supraveghere radar se numesc radar. Dispozitivele de supraveghere radar radio-tehnică se numesc stații radar (RLS) sau radare. Obiectele de observare radar în sine sunt numite ținte radar sau pur și simplu ținte. Când se utilizează unde radio reflectate, țintele radar sunt orice neomogenități în parametrii electrici ai mediului (permeabilitate dielectrică și magnetică, conductivitate) în care se propagă unda primară. Acestea includ aeronave (avioane, elicoptere, sonde meteorologice etc.), hidrometeorii (ploaie, zăpadă, grindină, nori etc.), nave fluviale și maritime, obiecte terestre (cladiri, mașini, aeronave în aeroporturi etc.), toate tipuri de instalații militare etc. Un tip special de ținte radar sunt obiectele astronomice.

Sursa informațiilor radar este un semnal radar. În funcție de metodele de obținere a acestuia, se disting următoarele tipuri de supraveghere radar.

1. Radar cu răspuns pasiv,pe baza faptului că vibraţiile emise de radar - semnalul de sondare - sunt reflectate de la ţintă şi intră în receptorul radar sub forma unui semnal reflectat. Acest tip de supraveghere este uneori denumit și radar activ cu răspuns pasiv.

Radar cu răspuns activ,numit radar activ cu răspuns activ, se caracterizează prin faptul că semnalul de răspuns nu este reflectat, ci reradiat cu ajutorul unui transponder special - un repetor. Acest lucru mărește semnificativ raza de acțiune și contrastul observării radar.

Radarul pasiv se bazează pe recepția propriei emisii radio a țintelor, în principal intervale de milimetri și centimetri. Dacă semnalul de sondare în cele două cazuri anterioare poate fi folosit ca referință, ceea ce oferă posibilitatea fundamentală de măsurare a intervalului și a vitezei, atunci în acest caz nu există o astfel de posibilitate.

Sistemul radar poate fi considerat un canal radar precum canalele de comunicații radio sau telemetria. Componentele principale ale radarului sunt emițătorul, receptorul, dispozitivul de antenă, dispozitivul terminal.

Principalele etape ale supravegherii radar suntdetecție, măsurare, rezoluție și recunoaștere.

Descoperire Procesul de luare a unei decizii cu privire la prezența unor obiective cu o probabilitate acceptabilă a unei decizii eronate se numește.

Măsurare vă permite să estimați coordonatele țintelor și parametrii mișcării acestora cu erori acceptabile.

Permisiune constă în îndeplinirea sarcinilor de detectare și măsurare a coordonatelor unei ținte în prezența altora care sunt strâns distanțate în rază, viteză etc.

Recunoaştere face posibilă stabilirea unor trăsături caracteristice ale țintei: dacă este punct sau grup, deplasare sau grup etc.

Informațiile radar care provin de la radar sunt transmise pe un canal radio sau prin cablu către punctul de control. Procesul de urmărire a radarului pentru ținte individuale este automatizat și realizat cu ajutorul unui computer.

Navigația aeronavei de-a lungul rutei este asigurată de aceleași radare care sunt utilizate în ATC. Ele sunt folosite atât pentru a controla întreținerea unei anumite rute, cât și pentru a determina locația în timpul zborului.

Pentru a efectua aterizarea și automatizarea acesteia, împreună cu sistemele de radiofar, sunt utilizate pe scară largă radarele de aterizare, care asigură urmărirea abaterii aeronavei de la curs și planificarea traseului de planare.

În aviația civilă, sunt utilizate și o serie de dispozitive radar aeropurtate. În primul rând, acesta include radarul aeropurtat pentru detectarea formațiunilor meteorologice periculoase și a obstacolelor. De obicei, servește și pentru supravegherea pământului pentru a oferi posibilitatea de navigare autonomă de-a lungul reperelor caracteristice radar de la sol.

Sistemele radar (RLS) sunt concepute pentru a detecta și determina coordonatele curente (rază, viteză, cotă și azimut) ale obiectelor reflectate. Radarul emite energie electromagnetică și detectează ecourile provenite de la obiectele reflectate și, de asemenea, determină caracteristicile acestora.

Luați în considerare funcționarea unui radar activ pulsat pentru detectarea țintelor aeriene pentru controlul traficului aerian (ATC), a cărui structură este prezentată în Figura 1. Dispozitivul de control al vederii (controlul antenei) servește la vizualizarea spațiului (de obicei circular) cu un fascicul de antenă care este îngust în plan orizontal și larg în vertical.

În radarul luat în considerare, se utilizează un mod de radiație pulsată, prin urmare, la sfârșitul următorului impuls radio de sondare, singura antenă comută de la emițător la receptor și este utilizată pentru recepție până la generarea următorului impuls radio de sondare, după pe care antena este reconectată la transmițător și așa mai departe.

Această operație este efectuată de un comutator de transmisie-recepție (TPP). Impulsurile de declanșare care stabilesc perioada de repetare a semnalelor de sondare și sincronizează funcționarea tuturor subsistemelor radar sunt generate de sincronizator. Semnalul de la receptor după convertorul analog-digital (ADC) merge către echipamentul de procesare a informațiilor - procesorul de semnal, unde se efectuează procesarea primară a informațiilor, care constă în detectarea semnalului și schimbarea coordonatelor țintei. Semnele țintă și urmele de traiectorie se formează în timpul prelucrării primare a informațiilor în procesorul de date.

Semnalele generate, împreună cu informațiile despre poziția unghiulară a antenei, sunt transmise pentru procesare ulterioară către postul de comandă, precum și pentru control către indicatorul de vizibilitate generală (PPI). În timpul funcționării autonome a radarului, IKO servește ca element principal pentru observarea situației aerului. Un astfel de radar prelucrează de obicei informații în formă digitală. Pentru aceasta, este prevăzut un dispozitiv pentru conversia unui semnal într-un cod digital (ADC).

Figura 1 Diagrama funcțională a radarului universal

1.2 Definiții și parametri de bază ai sistemului. Formule de calcul

Principalele caracteristici tactice ale radarului

Raza maximă

Raza maximă este stabilită de cerințe tactice și depinde de multe caracteristici tehnice ale radarului, de condițiile de propagare a undelor radio și de caracteristicile țintelor, care sunt supuse unor modificări aleatorii în condițiile reale de utilizare a stațiilor. Prin urmare, intervalul maxim este o caracteristică probabilistică.

Ecuația spațiului liber (adică, fără a lua în considerare influența solului și a absorbției atmosferice) pentru o țintă punctuală stabilește o relație între toți parametrii principali ai radarului.

unde E izl - energie emisă într-un impuls;

S a - zona efectivă a antenei;

S efo - zona tinta reflectorizanta eficienta;

 - lungimea de undă;

la r - coeficient de distincție (raportul semnal-zgomot energie la intrarea receptorului, care asigură recepția semnalelor cu o probabilitate dată de detectare corectă W de și probabilitatea unei alarme false W lt);

E w - energia zgomotelor care actioneaza la receptie.

Unde R și - și puterea pulsului;

 și , - durata pulsului.

unde d ag - dimensiunea orizontală a oglinzii antenei;

dav - dimensiunea verticală a oglinzii antenei.

k p \u003d k r.t. ,

unde k r.t. - coeficientul teoretic de distingere.

k r.t. =,

unde q0 - parametru de detectare;

N - numarul de impulsuri primite de la tinta.

unde W lt - probabilitatea alarmei false;

W de - probabilitatea detectării corecte.

unde t regiune,

F și - frecvența pulsului;

Qa0.5 - lățimea fasciculului antenei la nivelul de 0,5 din punct de vedere al puterii

unde este viteza unghiulară a antenei.

unde T obz - perioada de revizuire.

unde k \u003d 1,38  10 -23 J/deg - constanta lui Boltzmann;

k w - cifra de zgomot a receptorului;

T - temperatura receptorului în grade Kelvin ( T = 300K).

Raza maximă de acțiune a radarului, ținând cont de absorbția energiei undelor radio.

unde  osl - factor de atenuare;

D - atenuarea lăţimii stratului.

Raza minimă de acțiune a radarului

Dacă sistemul de antenă nu impune restricții, atunci raza minimă de acțiune a radarului este determinată de durata impulsului și de timpul de recuperare al comutatorului de antenă.

unde c este viteza de propagare a unei unde electromagnetice în vid, c = 3∙10 8 ;

 și , - durata pulsului;

τ în - timpul de recuperare a comutatorului antenei.

Rezoluția de rază a radarului

Rezoluția reală a intervalului atunci când se utilizează indicatorul de vizibilitate generală ca dispozitiv de ieșire este determinată de formulă

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

d de  (d) sudoare - rezolutie potentiala gama;

 (D ) ind - rezoluția intervalului indicatorului.

Pentru un semnal sub forma unei explozii incoerente de impulsuri dreptunghiulare:

unde c este viteza de propagare a unei unde electromagnetice în vid; c = 3∙10 8 ;

 și , - durata pulsului;

 (D ) ind - rezoluția de interval a indicatorului se calculează prin formulă

g de d sk - valoarea limită a scalei intervalului;

k e = 0,4 - factor de utilizare a ecranului,

Q f - calitatea focalizării tubului.

Rezoluție radar în azimut

Rezoluția reală în azimut este determinată de formula:

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

unde  ( az) transpira - rezoluție potențială în azimut la aproximarea diagramei de radiație gaussiană;

 ( az) ind - rezoluția indicatorului în azimut

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

 ( az ) ind = d n M f ,

unde dn - diametrul spotului tubului catodic;

M f - scara scara.

unde r - eliminarea marcajului din centrul ecranului.

Acuratețea determinării coordonatelor în funcție de intervalși

Precizia determinării intervalului depinde de acuratețea măsurării întârzierii semnalului reflectat, erori datorate prelucrării neoptimale a semnalului, de prezența întârzierilor nesocotite ale semnalului în căile de transmisie, recepție și indicare, erori aleatorii de distanță în dispozitive indicatoare.

Precizia este caracterizată de eroarea de măsurare. Eroarea pătratică medie rezultată a măsurării intervalului este determinată de formula:

unde  (D) transpira - eroare potențială de distanță.

 (D ) distribuţie – eroare datorată propagării nedreapte;

 (D) aplicație - eroare hardware.

unde q0 - raport dublu semnal-zgomot.

Precizia coordonatelor azimutale

Erorile sistematice în măsurătorile azimutului pot apărea din cauza orientării incorecte a sistemului de antenă radar și din cauza unei nepotriviri între poziția antenei și scara electrică a azimutului.

Erorile aleatorii în măsurarea azimutului țintă sunt cauzate de instabilitatea sistemului de rotație a antenei, instabilitatea schemelor de generare a marcajelor de azimut, precum și erorile de citire.

Eroarea pătratică medie rezultată a măsurării azimutului este dată de:

Date inițiale (opțiunea 5)

1. Lungimea de undă  , [cm] …............................................. ........................... .... 6
2. Puterea pulsului R și , [kW] ................................................. . ............. 600
3. Durata pulsului și , [µs] ................................................. ............ 2,2
4. Frecvența pulsului F și , [Hz] ................................................. ...... 700
5. Dimensiunea orizontală a oglinzii antenei d ag [m] ............................ 7
6. Dimensiunea verticală a oglinzii antenei dav , [m] ................................... 2.5
7. Revizuirea perioadei T , [cu] .............................................. .............................. 25
8. Cifra zgomotului receptorului k w ................................................. ....... 5
9. Probabilitatea detectării corecte W de ............................. .......... 0,8
10. Probabilitate de alarmă falsă W lt.. ................................................ ....... 10 -5
11. În jurul diametrului ecranului indicator de vedere d e , [mm] .................... 400
12. Zona țintă reflectorizantă eficientă S efo, [m 2 ] …...................... 30
13. Calitatea focalizării Q f ............................................................... ...... 400
14. Limită scară de interval D shk1 , [km] ...................... 50 D shk2 , [km] .......... 400
15. Semne de măsurare a distanțeiD , [km] ........................................ 15
16. Marcaje de măsurare a azimutului , [grade] ...................................................... 4

2. Calculul indicatorilor tactici ai radarului universal

2.1 Calculul intervalului maxim cu absorbție

În primul rând, raza maximă de acțiune a radarului este calculată fără a lua în considerare atenuarea energiei undelor radio în timpul propagării. Calculul se efectuează după formula:

(1)

Să calculăm și să setăm valorile incluse în această expresie:

E izl \u003d P și  și \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 [grade]

14,4 [grade/s]

Inlocuind valorile obtinute vom avea:

regiunea t = 0,036 [s], N = 25 impulsuri și k r.t. = 2,02.

Fie = 10, atunci k P =20.

E w - energia zgomotului care acționează în timpul recepției:

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

Înlocuind toate valorile obținute în (1), găsim 634,38 [km]

Acum să determinăm raza maximă a radarului, ținând cont de absorbția energiei undelor radio:

(2)

Valoare  osl găsiți din diagrame. Pentru \u003d 6 cm  osl luate egale cu 0,01 dB/km. Să presupunem că atenuarea are loc pe întregul interval. În această condiție, formula (2) ia forma unei ecuații transcendentale

(3)

Ecuația (3) va fi rezolvată printr-o metodă analitică grafică. Pentru osl = 0,01 dB/km și D max = 634,38 km calculăm D max.osl = 305,9 km.

Concluzie: Din calcule se poate observa că raza maximă de acțiune a radarului, ținând cont de atenuarea energiei undelor radio în timpul propagării, este egală cu D max.os l = 305,9 [km].

2.2 Calculul intervalului real și al rezoluției azimutale

Rezoluția reală a intervalului atunci când se utilizează indicatorul de vizibilitate generală ca dispozitiv de ieșire este determinată de formula:

 (D) =  (D) sudoare +  (D) ind

Pentru un semnal sub forma unei explozii incoerente de impulsuri dreptunghiulare

0,33 [km]

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

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

Rezoluție în domeniul real:

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

pentru D w2 =400 km

Rezoluția reală în azimut se calculează cu formula:

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

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

 ( az) ind = d n M f

Luând r = k e d e / 2 (marcaj pe marginea ecranului), obținem

0,717 [grade]

 ( az)=0,663+0,717=1,38 [grade]

Concluzie: Rezoluția intervalului real este egală cu:

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

Rezoluție reală în azimut:

 ( az)=1,38 [grade].

2.3 Calculul preciziei efective a măsurătorilor de interval și azimut

Precizia este caracterizată de eroarea de măsurare. Eroarea pătratică medie rezultată a măsurării intervalului este calculată prin formula:

40,86

 (D ) transpirație = [km]

Eroare din cauza propagării nedreapte (D ) distribuţie neglijăm. Erori hardware (D ) ap sunt reduse la erori de citire pe scara indicatorului (D ) ind . Acceptăm metoda de numărare prin etichete electronice (inele de scară) pe ecranul indicatorului de vizualizare generală.

 (D ) ind = 0,1  D =1,5 [km] , unde  D - împărțirea prețului a scalei.

 (D ) = = 5 [km]

Eroarea pătratică medie rezultată a măsurării azimutului este definită în mod similar:

0,065

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

Concluzie: După ce am calculat eroarea pătratică medie rezultată a măsurării intervalului, obținem (D)  ( az) \u003d 0,4 [grade].

Concluzie

În această lucrare de curs, se efectuează calculul parametrilor unui radar activ pulsat (rază maximă, luând în considerare absorbția, rezoluția reală în rază și azimut, precizia domeniului de măsurare și azimut) de detectare a țintelor aeriene pentru controlul traficului aerian.

În timpul calculelor s-au obținut următoarele date:

1. Raza maximă de acțiune a radarului, ținând cont de atenuarea energiei undelor radio în timpul propagării, este D max.sl = 305,9 [km];

2. Rezoluția reală este:

pentru D shk1 = 0,64 [km];

pentru D shk2 = 2,83 [km].

Rezoluție reală în azimut: ( az)=1,38 [grade].

3. Se obține eroarea pătratică medie rezultată a măsurării intervalului(D) =1,5 [km]. Eroare RMS de măsurare a azimutului ( az) \u003d 0,4 [grade].

Avantajele radarelor cu impulsuri includ simplitatea măsurării distanțelor până la ținte și rezoluția distanței acestora, mai ales atunci când există multe ținte în câmpul vizual, precum și decuplarea în timp aproape completă între oscilațiile recepționate și emise. Această din urmă împrejurare face posibilă utilizarea aceleiași antene atât pentru transmisie, cât și pentru recepție.

Dezavantajul radarului cu impulsuri este necesitatea de a utiliza o putere de vârf mare a oscilațiilor emise, precum și imposibilitatea de a măsura distanțe scurte - o zonă moartă mare.

Radarele sunt folosite pentru a rezolva o gamă largă de sarcini: de la asigurarea unei aterizări ușoare a navelor spațiale pe suprafața planetelor până la măsurarea vitezei unei persoane, de la controlul armelor în sistemele de apărare antirachetă și antiaeriană până la protecția personală.

Bibliografie

1. Vasin V.V. Gama de operare a sistemelor de măsurare de inginerie radio. Dezvoltare metodică. - M.: MIEM 1977.
2. Vasin V.V. Rezoluția și acuratețea măsurătorilor în sistemele de măsurare de inginerie radio. Dezvoltare metodică. - M.: MIEM 1977.
3. Vasin V.V. Metode de măsurare a coordonatelor și a vitezei radiale a obiectelor în sistemele de măsurare de inginerie radio. Note de curs. - M.: MIEM 1975.

4. Bakulev P.A. Sisteme radar. Manual pentru universități. - M .: „Radio-

Tehnica» 2004

5. Sisteme de inginerie radio: Manual pentru universități / Yu. M. Kazarinov [și alții]; Ed. Yu. M. Kazarinova. — M.: Academia, 2008. — 590 p.:

Alte lucrări conexe care vă pot interesa.vshm>
1029.		Dezvoltare de software pentru complexul de laborator al sistemului de instruire informatică (CTS) „Sisteme experte”	4,25 MB
	Domeniul AI are o istorie de dezvoltare de peste patruzeci de ani. Încă de la început, a luat în considerare o serie de probleme foarte complexe, care, împreună cu altele, fac încă obiectul cercetării: dovezi automate de teoreme...
3242.		Dezvoltarea unui sistem digital de corecție a caracteristicilor dinamice ale convertorului primar al sistemului de măsurare	306,75 KB
	Procesarea semnalului în domeniul timpului este utilizată pe scară largă în oscilografia electronică modernă și osciloscoapele digitale. Și analizoarele digitale de spectru sunt folosite pentru a reprezenta semnale în domeniul privat. Pachetele de expansiune sunt folosite pentru a studia aspectele matematice ale procesării semnalului
13757.		Crearea unui sistem de rețea pentru testarea suportului electronic al cursurilor Sisteme de operare (pe exemplul instrumentului Joomla)	1,83 MB
	Programul de compilare a testelor vă va permite să lucrați cu întrebări în formă electronică, să utilizați toate tipurile de informații digitale pentru a afișa conținutul întrebării. Scopul cursului este de a crea un model modern de serviciu web pentru testarea cunoștințelor folosind instrumente de dezvoltare web și implementare software pentru funcționarea eficientă a sistemului de testare - protecție împotriva copierii informațiilor și a înșelăciunii în timpul controlului cunoștințelor etc. Ultimele două înseamnă crearea de condiții egale pentru trecerea controlului cunoștințelor, imposibilitatea de a înșela și .. .
523.		Sistemele funcționale ale corpului. Activitatea sistemului nervos	4,53 KB
	Sistemele funcționale ale corpului. Activitatea sistemului nervos Pe lângă analizoare, adică sistemele senzoriale, alte sisteme funcționează în organism. Aceste sisteme pot fi clar definite morfologic, adică au o structură clară. Astfel de sisteme includ, de exemplu, sistemul circulator de respirație sau digestie.
6243.			44,47 KB
	CSRP Class Systems Customer Synchronized Resource Plnning. Sisteme CRM Gestiunea relaţiilor cu clienţii Gestiunea relaţiilor cu clienţii. Sisteme de clasă EAM. În ciuda faptului că întreprinderile avansate introduc cele mai puternice sisteme de clasă ERP pentru a consolida piața, acest lucru nu mai este suficient pentru a crește veniturile întreprinderii.
3754.		Sisteme numerice	21,73KB
	Număr - conceptul de bază al matematicii, care înseamnă de obicei fie cantitate, dimensiune, greutate și altele asemenea, fie număr de serie, locație într-o secvență, cod, cifr și altele asemenea.
4228.		sistemele sociale	11,38 KB
	Parsons vyznaє ca un depozit pentru un sistem global mai mare de diї. Sistemele Іnshimi stocabile ale corpului sunt sistemul de cultură și sistemul de caracteristici speciale și sistemul organismului comportamental. Separarea între subsistemele chotirma și siliciu poate fi efectuată în funcție de funcțiile lor caracteristice. Pentru ca sistemul să poată ieși din el, acesta poate fi construit pentru a se adapta pentru a atinge obiectivul de integrare și economii, astfel încât să poată fi mulțumit cu unele dintre beneficiile funcționale.
9218.		SISTEME DE ÎNVĂŢARE LA	592,07 KB
	O metodă integrată pentru determinarea cursului. Pentru a determina cursul aeronavei, a fost creat cel mai mare grup de instrumente și sisteme de curs bazate pe diferite principii fizice de funcționare. Prin urmare, la măsurarea cursului apar erori din cauza rotației Pământului și a mișcării aeronavei în raport cu Pământul. Pentru a reduce erorile în citirile de direcție, deviația aparentă a giroscopului semi-busolei este corectată și poziția orizontală a axei rotorului giroscopului este corectată.
5055.		Sisteme politice	38,09 KB
	Funcții de modernizare a sistemelor politice. Considerând politica ca o sferă de interacțiune între o persoană și stat, se pot evidenția două opțiuni pentru construirea acestor legături care se răspândesc constant, dar deloc uniform în istoria vieții politice.
8063.		Sisteme cu mai multe baze	7,39 KB
	Sistemele cu mai multe baze permit utilizatorilor finali de pe site-uri să acceseze și să partajeze date fără a fi nevoie de integrarea fizică a bazelor de date existente. Ele oferă utilizatorilor posibilitatea de a gestiona bazele de date ale propriilor noduri fără controlul centralizat care este comun cu tipurile convenționale de SGBD distribuite. Administratorul local al bazei de date poate permite accesul la o anumită parte a bazei de date prin crearea unei scheme de export.

Să începem de la început - ce este radarul și de ce este necesar? În primul rând, aș dori să observ că radarul este o anumită ramură a ingineriei radio, care ajută la determinarea diferitelor caracteristici ale obiectelor din jur. Acțiunea radarului este direcționată către furnizarea de unde radio de către un obiect către dispozitiv.

Radar, stație radar este o anumită combinație de diverse dispozitive și dispozitive care vă permit să monitorizați obiecte. Undele radio care sunt alimentate de radar pot detecta ținta investigată și pot face o analiză detaliată a acesteia. Undele radio sunt refractate și, parcă, „desenează” imaginea obiectului. Stațiile radar pot funcționa în toate condițiile meteorologice și pot detecta perfect orice obiecte de pe sol, în aer sau în apă.

Principii de funcționare a radarului

Sistemul de acțiune este simplu. Undele radio de la stație sunt trimise către obiecte, când acestea se întâlnesc cu ele, undele sunt refractate și reflectate înapoi la radar. Acesta se numește ecou radio. Pentru a detecta acest fenomen, în stație sunt instalate emițătoare și receptoare radio, care au o sensibilitate ridicată. Anterior, acum câțiva ani, stațiile radar necesitau costuri uriașe. Dar nu acum. Pentru funcționarea corectă a dispozitivelor și definirea obiectelor, este nevoie de foarte puțin timp.

Toate operațiunile radar se bazează nu numai pe reflectarea undelor, ci și pe dispersia acestora.

Unde poate fi folosit radarul?

Domeniul de aplicare al sistemelor radar este destul de larg.

• Prima ramură va fi cea militară. Folosit pentru identificarea țintelor de sol, apă și aer. Radarele efectuează controlul și supravegherea teritoriului.
• Agricultura si silvicultura. Cu ajutorul unor astfel de stații, specialiștii efectuează cercetări pentru a studia solul și vegetația, precum și pentru a detecta diferite tipuri de incendii.
• Meteorologie. Studierea stării atmosferei și realizarea de prognoze pe baza datelor obținute.
• Astronomie. Oamenii de știință folosesc stații radar pentru a studia obiecte îndepărtate, pulsari și galaxii.

Radar în industria auto

Din 2017, la MAI au fost în curs de dezvoltare, care vizează crearea unei stații radar de dimensiuni mici pentru vehicule fără pilot. Astfel de vehicule mici la bord ar putea fi instalate în fiecare mașină în viitorul apropiat. În 2018, radarele non-standard pentru vehicule aeriene fără pilot sunt deja testate. Este planificat ca astfel de dispozitive să poată detecta obiecte terestre la o distanță de până la 60 de kilometri, mare - până la 100 de km.

Merită să reamintim că în 2017 a fost introdus și un radar aerian cu bandă dublă de dimensiuni mici. Dispozitivul unic a fost conceput pentru a detecta diferite tipuri de obiecte și obiecte în orice condiții.