Радар – радиотолкундар аркылуу объекттин координаталарын жана мүнөздөмөлөрүн аныктоо үчүн колдонулуучу илимий ыкмалардын жана техникалык каражаттардын жыйындысы. Иликтөөгө алынган объект көбүнчө радар бутасы (же жөн эле бута) деп аталат.
Радардын принциби
Радио жабдуулары жана радар тапшырмаларын аткарууга арналган түзүлүштөр радар системалары же түзүлүштөрү (радар же радар) деп аталат. Радардын негиздери төмөнкү физикалык кубулуштарга жана касиеттерге негизделген:
- Таратуучу чөйрөдө ар кандай электрдик касиеттери бар объектилерди тосуп турган радио толкундар чачылат. Бутадан чагылган толкун (же өзүнүн радиациясы) радар тутумдарына бутаны аныктоого жана аныктоого мүмкүндүк берет.
- Узак аралыктарда радиотолкундардын таралышы белгилүү чөйрөдө туруктуу ылдамдык менен түз сызыктуу деп кабыл алынат. Бул божомол максатка чейинки диапазону жана анын бурчтук координаттарын өлчөөгө мүмкүндүк берет (белгилүү бир ката менен).
- Доплер эффектинин негизинде, кабыл алынган чагылдырылган сигналдын жыштыгы нурлануу чекитинин радиалдык ылдамдыгын эсептейтRLU боюнча.
Тарыхый маалымат
Радио толкундардын чагылуу жөндөмдүүлүгүн улуу физик Г. Герц жана орус инженер-электрик А. С. Попов 19-кылымдын аягында. 1904-жылдагы патентке ылайык, биринчи радар немис инженери К. Хульмейер тарабынан түзүлгөн. Ал телемобилоскоп деп атаган аппарат Рейнди айдаган кемелерде колдонулган. Авиациялык технологиянын өнүгүшүнө байланыштуу радарды колдонуу абадан коргонуунун элементи катары абдан келечектүү көрүндү. Бул жааттагы изилдөө дүйнөнүн көптөгөн өлкөлөрүнүн алдыңкы эксперттери тарабынан жүргүзүлгөн.
1932-жылы ЛЭФИнин (Ленинград электрофизикалык институтунун) илимий кызматкери Павел Кондратьевич Ощепков өзүнүн эмгектеринде радардын негизги принциби жөнүндө баяндаган. Ал кесиптештери менен биргеликте Б. К. Шембел жана В. В. Цимбалин 1934-жылы жайында 600 м аралыкта 150 м бийиктикте бутаны аныктаган радар орнотуунун прототибин көрсөткөн.
Радардын түрлөрү
Бутанын электромагниттик нурлануусунун табияты радардын бир нече түрлөрү жөнүндө сөз кылууга мүмкүндүк берет:
- Пассивдүү радар өзүнүн радиациясын (жылуулук, электромагниттик ж.б.) изилдейт, ал буталарды (ракета, учак, космостук объектилер) жаратат.
- Активдүү жооп менен активдүү, эгерде объект өзүнүн өткөргүчү менен жабдылган болсо жана аны менен өз ара аракеттенсе ишке ашырылат."суроо - жооп" алгоритмине ылайык пайда болот.
- Пассивдүү жооп менен активдүү экинчилик (чагылган) радиосигналды изилдөөнү камтыйт. Бул учурда радар станциясы өткөргүчтөн жана кабыл алгычтан турат.
- Жарым активдүү радар - бул чагылган нурланууну кабыл алгыч радардан тышкары жайгашкан учурда (мисалы, ал көздөй учуучу ракетанын структуралык элементи) активдүү болгон өзгөчө учур.
Ар бир түрдүн өзүнүн артыкчылыктары жана кемчиликтери бар.
Усулдар жана жабдуулар
Радардын бардык каражаттары колдонулган ыкма боюнча үзгүлтүксүз жана импульстук нурлануунун радарларына бөлүнөт.
Биринчисинде бир убакта жана үзгүлтүксүз аракеттенүүчү радиацияны өткөргүч жана кабыл алгыч бар. Бул принцип боюнча биринчи радар аппараттары түзүлгөн. Мындай системага мисал катары радио бийиктик өлчөгүч (самолёттун жер бетинен алыстыгын аныктоочу учак прибору) же транспорттун ылдамдыгын аныктоо үчүн бардык айдоочуларга белгилүү болгон радар эсептелет.
Импульстук ыкмада электромагниттик энергия бир нече микросекундда кыска импульстар менен чыгарылат. Сигнал чыгаргандан кийин станция кабыл алуу үчүн гана иштейт. Чагылган радио толкундарды кармап, каттагандан кийин радар жаңы импульсту берет жана циклдер кайталанат.
Радардын иштөө режимдери
Радар станцияларынын жана аппараттарынын эки негизги иштөө режими бар. Биринчиси - космостук сканерлөө. Ал катуу тартипте жүзөгө ашырылатсистемасы. Ырааттуу кароо менен радар нурунун кыймылы тегерек, спираль, конус, сектордук мүнөзгө ээ болушу мүмкүн. Мисалы, антенна массиви бир эле учурда бийиктикте сканерлөөдө (өйдө жана ылдыйда) айланада жай (азимутта) айлана алат. Параллелдүү сканерлөө менен кароо радар нурларынын нуру менен жүргүзүлөт. Ар биринин өзүнүн ресивери бар, бир эле учурда бир нече маалымат агымы иштетилүүдө.
Көз салуу режими антеннанын тандалган объектиге туруктуу багытын билдирет. Аны буруш үчүн, кыймылдаган бутанын траекториясына ылайык, атайын автоматташтырылган байкоо тутумдары колдонулат.
Аразияны жана багытты аныктоо алгоритми
Атмосферада электромагниттик толкундардын таралуу ылдамдыгы 300 миң км/сек. Демек, станциядан бутага чейин жана артка чейинки аралыкты басып өтүү үчүн уктуруу сигналы сарптаган убакытты билип, объекттин алыстыгын эсептөө оңой. Бул үчүн импульсту жөнөтүү убактысын жана чагылган сигналды кабыл алуу учурун так жазуу керек.
Бутанын жайгашкан жери жөнүндө маалымат алуу үчүн жогорку багыттагы радар колдонулат. Объекттин азимутун жана бийиктигин (бийиктигин же бийиктигин) аныктоо кууш нурлуу антенна аркылуу жүргүзүлөт. Заманбап радарлар бул үчүн фазалуу антенна массивдерин (PAR) колдонушат, алар тар нурду орнотууга жөндөмдүү жана жогорку айлануу ылдамдыгы менен мүнөздөлөт. Эреже катары, мейкиндикти сканерлөө процесси жок дегенде эки нур аркылуу жүзөгө ашырылат.
Негизги тутум параметрлери
Кимденжабдуулардын тактикалык жана техникалык мүнөздөмөлөрү милдеттердин натыйжалуулугуна жана сапатына көз каранды.
Радардын тактикалык көрсөткүчтөрүнө төмөнкүлөр кирет:
- Миналдуу жана максималдуу максатты аныктоо диапазону, уруксат берилген азимут жана бийиктик бурчтары менен чектелген көрүү аймагы.
- Аразия, азимут, бийиктик жана ылдамдыктагы резолюция (жакынкы буталардын параметрлерин аныктоо мүмкүнчүлүгү).
- Өлчөөнүн тактыгы, ал одоно, системалык же кокустук каталардын болушу менен өлчөнөт.
- Ызы-чууга каршы иммунитет жана ишенимдүүлүк.
- Кирүүчү маалымат агымын алуу жана иштетүү үчүн автоматташтыруу даражасы.
Белгиленген тактикалык мүнөздөмөлөр түзмөктөрдү белгилүү бир техникалык параметрлер аркылуу долбоорлоодо белгиленет, анын ичинде:
- ташуучу жыштыгы жана түзүлгөн термелүүлөрдүн модуляциясы;
- антенна үлгүлөрү;
- өткөрүүчү жана кабыл алуучу түзүлүштөрдүн күчү;
- Тутумдун жалпы өлчөмдөрү жана салмагы.
Нөөмөттө
Радар - аскердик, илим жана улуттук экономикада кеңири колдонулган универсалдуу курал. Техникалык каражаттардын жана өлчөө технологияларынын өнүгүшүнө жана өркүндөтүлүшүнө байланыштуу колдонуу аймактары тынымсыз кеңейүүдө.
Аскердик өнөр жайда радарды колдонуу космосту карап чыгуу жана көзөмөлдөө, абадагы, жердеги жана суудагы кыймылдуу буталарды табуу боюнча маанилүү милдеттерди чечүүгө мүмкүндүк берет. жокрадарлар, навигациялык системаларды жана ок атууну башкаруу системаларын маалыматтык колдоо үчүн кызмат кылган жабдууларды элестетүү мүмкүн эмес.
Аскердик радар стратегиялык ракеталар жөнүндө эскертүү системасынын жана ракетадан коргонуунун негизги компоненти болуп саналат.
Радио астрономиясы
Жер бетинен жиберилген радиотолкундар алыскы жана жакынкы мейкиндиктеги объектилерден, ошондой эле Жерге жакын буталардан да чагылат. Көптөгөн космостук объектилерди оптикалык приборлордун жардамы менен гана толук изилдөө мүмкүн эмес, астрономияда радарлык методдорду колдонуу гана алардын табияты жана түзүлүшү жөнүндө бай маалымат алууга мүмкүндүк берди. Айды изилдөө үчүн пассивдүү радар биринчи жолу 1946-жылы америкалык жана венгриялык астрономдор тарабынан колдонулган. Болжол менен ошол эле маалда космостон радио сигналдар да кокустан кабыл алынган.
Заманбап радиотелескоптордо кабыл алуучу антенна чоң ойгон сфералык идиштин формасына ээ (оптикалык рефлектордун күзгүсү сыяктуу). Анын диаметри канчалык чоң болсо, антенна ошончолук алсызыраак сигналды кабыл алат. Көбүнчө радиотелескоптор бири-бирине жакын жайгашкан түзүлүштөрдү гана эмес, ошондой эле ар түрдүү континенттерде жайгашкан комплекстүү түрдө иштешет. Азыркы радиоастрономиянын эн маанилуу милдеттеринин арасында активдуу ядролуу пульсарларды жана галактикаларды, жылдыздар аралык чөйрөнү изилдөө кирет.
Жарандык колдонуу
Айыл жана токой чарбасында, радарприборлор өсүмдүк массасынын таралышы жана тыгыздыгы жөнүндө маалымат алуу, кыртыштын түзүлүшүн, параметрлерин жана түрлөрүн изилдөө, өрттөрдү өз убагында аныктоо үчүн зарыл. Географияда жана геологияда радар топографиялык жана геоморфологиялык иштерди аткарууда, тоо тектердин түзүлүшүн жана курамын аныктоодо, пайдалуу кендерди издөөдө колдонулат. Гидрологияда жана океанографияда радар методдору өлкөнүн негизги суу жолдорунун абалына, кардын жана муздун катмарына байкоо жүргүзүү жана жээк сызыгынын картасын түзүү үчүн колдонулат.
Радар метеорологдор үчүн алмаштырылгыс жардамчы. Радар атмосферанын абалын ондогон километр аралыкта оңой билип алат жана алынган маалыматтарды талдоо менен белгилүү бир аймактагы аба ырайынын өзгөрүшүнө прогноз түзүлөт.
Өнүгүү перспективалары
Заманбап радиолокация станциясы үчүн баа берүүнүн негизги критерийи натыйжалуулуктун жана сапаттын катышы болуп саналат. Натыйжалуулук жабдуулардын жалпыланган иштөө мүнөздөмөлөрүн билдирет. Кемчиликсиз радиолокацияны түзүү татаал инженердик жана илимий-техникалык милдет, аны ишке ашыруу электромеханика менен электрониканын, информатиканын жана эсептөө техникасынын, энергетиканын акыркы жетишкендиктерин колдонуу менен гана мүмкүн.
Эксперттердин болжолдоолору боюнча, жакынкы келечекте татаалдыгы жана арналышы ар кандай деңгээлдеги станциялардын негизги функционалдык бирдиктери аналогдук сигналдарды санариптикке айландырган активдүү фазалуу массивдер (фазалуу антенна массивдери) болот.. ӨнүгүүКомпьютердик комплекс радардын башкаруусун жана негизги функцияларын толугу менен автоматташтыруу менен акыркы колдонуучуга алынган маалыматты ар тараптуу талдоону камсыздайт.
