Syftet med radarn. Radarstationsradar. Strukturdiagram och funktionsprincip för fartygets radar. Kontinuerlig radar

Radar är en uppsättning vetenskapliga metoder och tekniska medel som används för att bestämma koordinater och egenskaper hos ett objekt med hjälp av radiovågor. Objektet som undersöks kallas ofta för ett radarmål (eller helt enkelt ett mål).

Radioutrustning och verktyg utformade för att utföra radaruppgifter kallas radarsystem eller enheter (radar eller radar). Grunderna för radar är baserade på följande fysiska fenomen och egenskaper:

I utbredningsmediet sprids radiovågor, som möter föremål med olika elektriska egenskaper, på dem. Vågen som reflekteras från målet (eller dess egen strålning) gör att radarsystem kan upptäcka och identifiera målet.
På stora avstånd antas utbredningen av radiovågor vara rätlinjig, med konstant hastighet i ett känt medium. Detta antagande gör det möjligt att nå målet och dess vinkelkoordinater (med ett visst fel).
Baserat på dopplereffekten beräknar frekvensen för den mottagna reflekterade signalen strålningspunktens radiella hastighet i förhållande till radarn.

Historik referens

Radiovågornas förmåga att reflektera påpekades av den store fysikern G. Hertz och den ryske elektroingenjören redan i slutet av 1800-talet. århundrade. Enligt ett patent daterat 1904 skapades den första radarn av den tyske ingenjören K. Hulmeier. Apparaten, som han kallade ett telemobiloskop, användes på fartyg som plöjde Rhen. I samband med utvecklingen såg användningen av radar mycket lovande ut som inslag, forskning inom detta område utfördes av ledande specialister från många länder i världen.

1932 beskrev Pavel Kondratievich Oshchepkov, en forskare vid LEFI (Leningrad Electrophysical Institute), den grundläggande principen för radar i sina verk. Han, i samarbete med kollegor B.K. Shembel och V.V. Tsimbalin demonstrerade sommaren 1934 en prototyp av radarinstallation som upptäckte ett mål på en höjd av 150 m på ett avstånd av 600 m. Ytterligare arbete för att förbättra radarutrustningen var att öka deras räckvidd och öka noggrannheten för att fastställa målets placering .

Naturen hos den elektromagnetiska strålningen från målet gör att vi kan prata om flera typer av radar:

passiv radar utforskar sin egen strålning (termisk, elektromagnetisk, etc.), som genererar mål (raketer, flygplan, rymdobjekt).
Aktiv med aktiv respons utförs om objektet är utrustat med en egen sändare och interaktion med den sker enligt "request-response"-algoritmen.
Aktiv med passiv respons involverar studiet av den sekundära (reflekterade) radiosignalen. består i detta fall av en sändare och en mottagare.
halvaktiv radar- detta är ett specialfall av aktiv, i fallet när mottagaren av reflekterad strålning är placerad utanför radarn (till exempel är det ett strukturellt element i en målsökande missil).

Varje typ har sina egna fördelar och nackdelar.

Metoder och utrustning

Alla radarmedel enligt metoden som används är indelade i radar med kontinuerlig och pulsad strålning.

De förra innehåller i sin sammansättning en sändare och en strålningsmottagare, som verkar samtidigt och kontinuerligt. Enligt denna princip skapades de första radarenheterna. Ett exempel på ett sådant system är en radiohöjdmätare (en flygplansanordning som bestämmer ett flygplans avstånd från jordens yta) eller en radar som är känd för alla bilister för att bestämma ett fordons hastighet.

I pulsmetoden avges elektromagnetisk energi i korta pulser på några mikrosekunder. Därefter fungerar stationen endast för mottagning. Efter att ha fångat och registrerat de reflekterade radiovågorna sänder radarn en ny puls och cyklerna upprepas.

Radardriftlägen

Det finns två huvudfunktioner för radarstationer och enheter. Den första är rymdskanning. Det utförs enligt ett strikt definierat system. Med en sekventiell granskning kan radarstrålens rörelse vara cirkulär, spiralformad, konisk, sektoriell till sin natur. Till exempel kan en antennuppsättning långsamt rotera i en cirkel (i azimut) samtidigt som den skannar i höjdled (lutar upp och ned). Vid parallell scanning utförs granskningen av en radarstråle. Var och en har sin egen mottagare, flera informationsflöden bearbetas samtidigt.

Spårningsläget innebär att antennen hela tiden är riktad mot det valda objektet. För att vända det, enligt banan för ett rörligt mål, används speciella automatiserade spårningssystem.

Algoritm för att bestämma räckvidd och riktning

Utbredningshastigheten för elektromagnetiska vågor i atmosfären är 300 tusen km/s. Därför är det lätt att beräkna avståndet för objektet genom att känna till den tid som sändningssignalen spenderar för att övervinna avståndet från stationen till målet och tillbaka. För att göra detta är det nödvändigt att noggrant registrera tiden för att skicka pulsen och ögonblicket för att ta emot den reflekterade signalen.

För att få information om målets placering används högriktad radar. Bestämningen av azimut och höjd (höjd eller höjd) för ett föremål görs av en antenn med en smal stråle. Moderna radarer använder fasade antennuppsättningar (PAR) för detta, som kan ställa in en smalare stråle och kännetecknas av en hög rotationshastighet. Som regel utförs processen med rymdskanning av minst två strålar.

Huvudsystemparametrar

Effektiviteten och kvaliteten på de uppgifter som ska lösas beror till stor del på utrustningens taktiska och tekniska egenskaper.

Radarns taktiska indikatorer inkluderar:

Ett synfält begränsat av minsta och maximala måldetekteringsintervall, tillåtna azimut- och höjdvinklar.
Upplösning i avstånd, azimut, höjd och hastighet (möjligheten att bestämma parametrarna för närliggande mål).
Mätnoggrannhet, som mäts genom förekomsten av grova, systematiska eller slumpmässiga fel.
Brusimmunitet och tillförlitlighet.
Graden av automatisering av utvinning och bearbetning av det inkommande flödet av informationsdata.

De givna taktiska egenskaperna fastställs vid design av enheter med hjälp av vissa tekniska parametrar, inklusive:

Vid stridsposten

Radar är ett universellt verktyg som har blivit utbrett inom militären, vetenskapen och den nationella ekonomin. Användningsområdena expanderar stadigt på grund av utveckling och förbättring av tekniska medel och mättekniker.

Användningen av radar i den militära industrin gör det möjligt att lösa de viktiga uppgifterna att övervaka och kontrollera rymden, detektera luft-, mark- och vattenmobila mål. Utan radar är det omöjligt att föreställa sig utrustning som tjänar till att tillhandahålla informationsstöd för navigationssystem och skottkontrollsystem.

Militär radar är den grundläggande komponenten i det strategiska missilangreppsvarningssystemet och det integrerade missilförsvaret.

radioastronomi

Radiovågor som skickas från jordens yta reflekteras också från föremål i nära och fjärran rymden, såväl som från mål nära jorden. Många rymdobjekt kunde inte helt undersökas endast med användning av optiska instrument, och endast användningen av radarmetoder inom astronomi gjorde det möjligt att få rik information om deras natur och struktur. Passiv radar för månutforskning användes första gången av amerikanska och ungerska astronomer 1946. Ungefär samtidigt togs också radiosignaler från yttre rymden emot av misstag.

I moderna radioteleskop har mottagningsantennen formen av en stor konkav sfärisk skål (som spegeln på en optisk reflektor). Ju större diameter den är, desto svagare signal kommer antennen att kunna ta emot. Radioteleskop fungerar ofta på ett komplext sätt och kombinerar inte bara enheter som ligger nära varandra, utan också på olika kontinenter. Bland de viktigaste uppgifterna för modern radioastronomi är studiet av pulsarer och galaxer med aktiva kärnor, studiet av det interstellära mediet.

Civil ansökan

Inom jordbruk och skogsbruk är radaranordningar oumbärliga för att få information om fördelningen och tätheten av växtmassorna, studera strukturen, parametrarna och typerna av jordar och snabb upptäckt av bränder. Inom geografi och geologi används radar för att utföra topografiskt och geomorfologiskt arbete, bestämma strukturen och sammansättningen av bergarter och söka efter mineralfyndigheter. Inom hydrologi och oceanografi används radarmetoder för att övervaka tillståndet för landets huvudsakliga vattendrag, snö- och istäcke samt kartlägga kustlinjen.

Radar är en oumbärlig assistent för meteorologer. Radarn kan enkelt ta reda på atmosfärens tillstånd på ett avstånd av tiotals kilometer, och genom att analysera de erhållna uppgifterna görs en prognos för förändringar i väderförhållandena i ett visst område.

Utvecklingsutsikter

För en modern radarstation är det huvudsakliga utvärderingskriteriet förhållandet mellan effektivitet och kvalitet. Effektivitet avser utrustningens generaliserade prestandaegenskaper. Skapandet av en perfekt radar är en komplex teknisk och vetenskaplig och teknisk uppgift, vars genomförande endast är möjligt med användning av de senaste landvinningarna inom elektromekanik och elektronik, informatik och datorteknik och energi.

Enligt experternas prognoser kommer de huvudsakliga funktionella enheterna för stationer med olika komplexitets- och syftesnivåer inom en snar framtid att vara solid-state aktiva fasade arrays (fasade antenn arrays), som omvandlar analoga signaler till digitala. Utvecklingen av datorkomplexet kommer att göra det möjligt att helt automatisera radarns kontroll och grundläggande funktioner, vilket ger slutanvändaren en omfattande analys av den mottagna informationen.

USA förstörde tre radarstationer (RLS) i Jemen med ett missilangrepp. Denna åtgärd var ett svar på två missiluppskjutningar av houthierna i riktning mot den amerikanska jagaren Mason i Röda havet.

"Tidigt på morgonen, lokal tid (jemenitisk - ca AiF.ru), förstörde den amerikanska militären tre radarstationer på Röda havets kust i Jemen, som kontrolleras av houthierna", sade Pentagon i ett officiellt uttalande.

Det amerikanska försvarsdepartementet säger att missilattacken utfördes med godkännande av President Barack Obama. AiF.ru berättar vad en radar är.

Vad är en RLS?

Radarstation (RLS) är ett system för att detektera luft-, hav- och markobjekt, samt för att bestämma deras räckvidd, hastighet och geometriska parametrar. Radar är en av de viktigaste komponenterna i luft- och missilförsvarssystem.

Hur fungerar en radar?

Radarstationen skickar en serie kraftfulla elektromagnetiska pulser ut i rymden. Efter att ha träffat ett föremål på väg, reflekteras elektromagnetiska vågor från det och kommer tillbaka. Med hjälp av stationsmottagaren kan du ta emot den reflekterade signalen.

Reflektionens styrka beror på egenskaperna hos det reflekterande föremålet: på formen på dess yta, material, storlek och även radiovågornas infallsvinkel. Om motivet är litet blir ekot mycket svagt. En mer märkbar reflektion uppstår från ett stort föremål.

Avståndet till objektet bestäms av fördröjningstiden för den reflekterade pulsen i förhållande till den som sänds ut av stationen.

Radarpulser reflekteras från fartyg, flygplan, kustlinjer, vilket gör att de kan upptäckas även i nattmörkret, dimma, genom en rökskärm.

Radiovågor som skickas ut i rymden fortplantar sig i den med ljusets hastighet. Men så fort de möter något föremål på vägen, till exempel ett flygplan eller ett fartyg, reflekteras de från det och kommer tillbaka. Därför kan de användas för att upptäcka olika avlägsna objekt, observera dem och bestämma deras koordinater och parametrar.

Att upptäcka platsen för objekt med hjälp av radiovågor kallas radar.

Hur kom radiolokalisering till?

Alexander Stepanovich Popov

1897, under experimentella radiokommunikationssessioner mellan sjötransporten "Europa" och kryssaren "Afrika", utförd av den ryske fysikern Alexander Stepanovich Popov, upptäcktes ett intressant fenomen. Det visade sig att riktigheten av utbredningen av en elektromagnetisk våg förvrängdes av alla metallföremål - master, rör, tacklar både på fartyget från vilket signalen skickades och på fartyget där den togs emot. När kryssaren löjtnant Ilyin dök upp mellan dessa fartyg bröts radiokommunikationen mellan dem. Så fenomenet med reflektion av radiovågor från skeppets skrov upptäcktes.

Men om radiovågor kan reflekteras från ett fartyg, kan fartyg upptäckas med deras hjälp. Och även andra mål.

Och redan 1904 ansökte den tyske uppfinnaren Christian Hülsmeier om den första radarn, och 1905 fick han patent på att använda effekten av reflektion av radiovågor för att söka efter fartyg. Och ett år senare, 1906, föreslog han att man skulle använda denna effekt för att bestämma avståndet till ett objekt som reflekterar radiovågor.

Christian Hülsmeier

1934 fick den skotske fysikern Robert Alexander Watson-Watt patent på uppfinningen av ett system för att upptäcka luftburna föremål och demonstrerade en av de första sådana enheterna året därpå.

Robert Alexander Watson-Watt

Hur radar fungerar

Att hitta något som heter plats. För detta kallas en enhet lokaliserare. Locatorn avger någon form av energi, såsom ljud eller en optisk signal, mot det avsedda objektet och tar sedan emot signalen som reflekteras från det. Radar använder radiovågor för detta ändamål.

Faktum är att en radar, eller radarstation (RLS), är ett komplext system. Utformningen av olika radarer kan variera, men principen för deras funktion är densamma. En radiosändare skickar radiovågor ut i rymden. Efter att ha nått målet reflekteras de från det, som från en spegel, och kommer tillbaka. Sådan radar kallas aktiv.

Radarns huvudkomponenter (RLS) - sändare, antenn, antennomkopplare, mottagare, indikator.

Enligt metoden för strålning av radiovågor delas radar in i pulsad och kontinuerlig verkan.

Hur fungerar en pulsradarstation?

Radiovågssändaren slås på en kort stund, så radiovågor sänds ut i pulser. De går in i antennen, som är placerad i fokus för en paraboloidformad spegel. Detta är nödvändigt för att radiovågorna ska fortplanta sig i en viss riktning. Radarns arbete liknar arbetet med en strålkastare, vars strålar riktas på samma sätt mot himlen och, genom att lysa upp den, leta efter det önskade föremålet. Men strålkastarens arbete är begränsat till detta. Och radarn skickar inte bara radiovågor, utan tar också emot en signal som reflekteras från det hittade föremålet (radioeko). Denna funktion utförs av mottagaren.

Pulsradarantennen fungerar antingen för att sända eller för att ta emot. Den har en switch för det. När radiosignalen har skickats stängs sändaren av och mottagaren slås på. Det kommer en paus, under vilken radarn så att säga "lyssnar" på luften och väntar på ett radioeko. Och så fort antennen tar upp den reflekterade signalen stängs mottagaren omedelbart av och sändaren slås på. Etc. Dessutom kan paustiden vara många gånger längre än pulslängden. Således separeras de utsända och mottagna signalerna i tid.

Den mottagna radiosignalen förstärks och bearbetas. Indikatorn, som i det enklaste fallet är en display, visar bearbetad information, till exempel storleken på ett föremål eller avståndet till det, eller själva målet och dess omgivning.

Radiovågor färdas genom rymden med ljusets hastighet. Därför att känna till tiden t från att sända en radiosignalpuls till att returnera den kan du bestämma avståndet till ett objekt.

R= cˑ t/2 ,

var med är ljusets hastighet.

Kontinuerlig radar sänder ut högfrekventa radiovågor kontinuerligt. Därför fångar antennen också en kontinuerlig reflekterad signal. I sitt arbete använder sådana radarer dopplereffekten. Kärnan i denna effekt är att frekvensen för signalen som reflekteras från ett föremål som rör sig mot radarn är högre än frekvensen för signalen som reflekteras från ett föremål som rör sig bort från det, trots att frekvensen för den utsända signalen är konstant. Därför används sådana radarer för att bestämma parametrarna för ett rörligt föremål. Ett exempel på en radar baserad på Dopplereffekten är en radar som används av trafikpolisen för att bestämma hastigheten på en bil i rörelse.

På jakt efter ett objekt skannar radarantennens riktningsstråle av rymden, beskriver en hel cirkel eller väljer en specifik sektor. Den kan riktas längs en spiral, i en spiral. Vyn kan också vara konisk eller linjär. Allt beror på vilken uppgift han ska utföra.

Om det är nödvändigt att ständigt övervaka det valda rörliga målet, riktas radarantennen ständigt mot det och roterar efter det med hjälp av speciella spårningssystem.

Användningen av radar

För första gången började radarstationer användas under andra världskriget för att upptäcka militära flygplan, fartyg och ubåtar.

Så i slutet av december 1943 hjälpte radarer installerade på brittiska fartyg till att upptäcka ett nazistiskt slagskepp som lämnade hamnen i Altenfjord i Norge på natten för att fånga upp krigsfartyg. Branden på slagskeppet utfördes mycket exakt, och snart gick hon till botten.

De första radarstationerna var inte särskilt perfekta, till skillnad från moderna, som på ett tillförlitligt sätt skyddar luftrummet från flyganfall och missilattacker, och kände igen nästan alla militära installationer på land och till sjöss. Radarvägledning används i målsökande missiler för terrängigenkänning. Radarer övervakar flygningar av interkontinentala missiler.

Radarer har hittat sin tillämpning i det civila livet. Piloter som guidar fartyg genom smala sund, flygplatstrafikledare som styr flygningar med civila flygplan kan inte klara sig utan dem. De är oumbärliga när man seglar under förhållanden med begränsad sikt - på natten eller vid dåligt väder. Med deras hjälp bestäms avlastningen av havens och havens botten, och föroreningar av deras ytor studeras. De används av meteorologer för att bestämma åskfronter, mäta vind- och molnhastigheter. På fiskebåtar hjälper radar att lokalisera fiskstim.

Mycket ofta anropas radar eller radarstationer (RLS). radar. Och även om nu detta ord har blivit självständigt, är det faktiskt en förkortning som uppstod från de engelska orden " radioupptäcktochsträcker sig », vilket betyder "radiodetektering och avståndsavstånd" och återspeglar kärnan i radar.

Typer av radar. I radarsystem används aktiv, aktiv med aktiv respons och passiv radar.

Aktiv radar (Fig. 2.1, a) förutsätter att föremålet som detekteras, beläget vid punkt O, inte är en källa för radiosignaler. I en sådan radar genererar sändaren en sonderingssignal och antennen bestrålar målet under undersökningen av rymden. Mottagaren (Rx) förstärker och omvandlar den reflekterade signalen som tas emot från målet och matar ut den till utgångsenheten, vilket löser problemet med att detektera och mäta objektets koordinater.

Aktiv radar med aktivt svar (Fig. 2.1, b) implementerar begäran-svar-principen och skiljer sig genom att objektet som detekteras är utrustat med en transponder. Förhörsledarens sändare genererar en begäransignal, och frågeledarens antenn bestrålar objektet som är utrustat med svarsenheten i processen med rymdundersökning. Den senare tar emot förfrågningssignalen och sänder en svarssignal till. Efter att ha mottagit och detekterat denna signal, hittar förfrågaren, med hjälp av utmatningsanordningen, koordinaterna för objektet som är utrustat med svarsenheten. I sådana system är kodad begäran och svar möjlig, vilket ökar brusimmuniteten för informationsöverföringslinjen. Dessutom kan ytterligare information sändas längs frågeledaren-svarslinjen. Eftersom objektet är aktivt (det finns en sändare ökar radarns räckvidd jämfört med räckvidden för ett konventionellt aktivt radarsystem, men radarn blir mer komplicerad (ibland kallas den här typen av radar för sekundär radar).

Passiv radar löser problemet med att detektera ett aktivt objekt som sänder ut radiovågor (Fig. 2.1, c). Med passiv måldetektering är två situationer möjliga: när det finns en radiosändare på föremålet som detekteras, vars signaler tas upp av en passiv radar, och när den naturliga strålningen från ett passivt föremål i radio- eller infrarödvågsområdet tas emot, vilket inträffar när objektets temperatur är över absolut noll och med en temperaturkontrast mot omgivande objekt . Denna typ av radar kännetecknas av enkelhet och hög immunitet mot störningar.

Ris. 2.1. Strukturdiagram över radaralternativ

Typer av radarsystem. Genom arten av placeringen av delar av utrustningen i rymden särskiljs enpositionsradar, tvåpositionsradar (bistatisk) och flerpositionsradar. De två sista typerna av radar kännetecknas av att deras utrustning är separerad i rymden och dessa radarer kan fungera både oberoende och gemensamt (separerad radar). På grund av det rumsliga avståndet mellan element i sådana system uppnås större informationsinnehåll och brusimmunitet, men själva systemet blir mer komplicerat.

Single-position radar system (OPRLS) kännetecknas av att all utrustning är placerad i en position. I det följande kommer vi att beteckna sådana radarsystem. OPRLS implementerar en aktiv eller passiv typ av radar (se Fig. 2.1, a - c). Med aktiv radar med ett aktivt svar är utrustningen för förhörsledaren placerad på en punkt i rymden, och svararen är placerad på en annan. Beroende på syftet med radarstationen och typen av signaler som används kan blockschemana för OPRL specificeras och samtidigt skilja sig väsentligt från varandra. Låt oss som ett exempel betrakta driften av en pulsad aktiv radar för att detektera luftmål för flygtrafikledning (ATC), vars struktur visas i fig. 2.2, och utseendet i fig. 2.3. Visningskontrollanordningen (antennkontroll) används för att se rymden (vanligen cirkulär) med en antennstråle som är smal i horisontalplanet och bred i vertikalplanet.

I den betraktade OPRL används en pulsad strålningsmod, därför, i slutet av nästa sonderingsradiopuls, växlar den enda antennen från sändaren till mottagaren och används för mottagning tills nästa sonderingsradiopuls genereras, varefter antennen kopplas till sändaren igen osv.

Ris. 2.2. Strukturdiagram över radarn för att detektera luftmål

Denna operation utförs av en sändnings-mottagningsomkopplare (TPP). Startpulser som ställer in repetitionsperioden för sonderingssignalerna och synkroniserar driften av alla delsystem i OPRLS genereras av en synkroniserare (Synch). Signalen från mottagaren (Rx) efter analog-till-digital-omvandlaren ADC går till inf- signalprocessor, där den primära bearbetningen av information utförs, som består i att detektera signalen och mäta koordinaterna för målet. Målmärken och banspår bildas under den sekundära bearbetningen av information i dataprocessorn.

Ris. 2.3. Övervakningsradar ATC "Dnepr"

De genererade signalerna, tillsammans med information om antennens vinkelposition, sänds för vidare bearbetning till ledningsposten, samt för kontroll till all-round visibility indicator (PPI). Under autonom drift av radarn fungerar IKO som huvudelementet för att observera luftsituationen. En sådan radar bearbetar vanligtvis information i digital form. För detta tillhandahålls en anordning för omvandling av en signal till en digital kod (ADC).

Bistatiska radarsystem (BiRadar) är radar där de sändande och mottagande delarna är placerade på olika punkter i rymden (se fig. 2.1, d). Sådana biradarsystem är baserade på den aktiva typen av radar.

Radarstation(radar) eller radar(Engelsk) radar från Radiodetektering och sträckning- radiodetektering och avstånd) - ett system för att detektera luft-, hav- och markobjekt, samt för att bestämma deras räckvidd och geometriska parametrar. Den använder en metod baserad på emission av radiovågor och registrering av deras reflektioner från föremål. Den engelska termen-akronym dök upp i staden, senare i dess stavning ersattes versaler med gemener.

Berättelse

Den 3 januari 1934 genomfördes ett framgångsrikt experiment i Sovjetunionen för att upptäcka ett flygplan med hjälp av en radarmetod. Ett flygplan som flög på 150 meters höjd upptäcktes på ett avstånd av 600 meter från radarinstallationen. Experimentet organiserades av representanter för Leningrad Institute of Electrical Engineering och Central Radio Laboratory. År 1934 skrev marskalk Tukhachevsky i ett brev till Sovjetunionens regering: "Experiment med att upptäcka flygplan med hjälp av en elektromagnetisk stråle bekräftade riktigheten av den underliggande principen." Den första experimentella installationen "Rapid" testades samma år, 1936 upptäckte den sovjetiska centimeterradarstationen "Storm" flygplanet från ett avstånd av 10 kilometer. I USA slöts det första kontraktet mellan militären och industrin 1939. 1946 skrev amerikanska experter - Raymond och Hucherton, en tidigare anställd vid den amerikanska ambassaden i Moskva: "Sovjetiska forskare utvecklade framgångsrikt radarteorin flera år innan radarn uppfanns i England."

Radarklassificering

Av syfte kan radarstationer klassificeras enligt följande:

detekteringsradar;
kontroll- och spårningsradar;
Panoramaradar;
radar från sidan;
Meteorologiska radar.

Beroende på tillämpningsområdet särskiljs militära och civila radarer.

Av transportörens natur:

Markradar
Marin radar
Luftburen radar

Efter typ av åtgärd

Primär eller passiv
Sekundär eller aktiv
Kombinerad

Med vågband:

Meter
centimeter
Millimeter

Enheten och principen för driften av den primära radarn

Primär (passiv) radar tjänar huvudsakligen till att detektera mål genom att belysa dem med en elektromagnetisk våg och sedan ta emot reflektioner (ekon) av denna våg från målet. Eftersom hastigheten på elektromagnetiska vågor är konstant (ljusets hastighet) blir det möjligt att bestämma avståndet till målet baserat på mätningen av signalens utbredningstid.

I hjärtat av enheten i radarstationen finns tre komponenter: sändare, antenn och mottagare.

Sändande enhetär en källa för högeffekts elektromagnetisk signal. Det kan vara en kraftfull pulsgenerator. För pulsradar med centimeterräckvidd är det vanligtvis en magnetron eller en pulsgenerator som fungerar enligt schemat: en masteroscillator är en kraftfull förstärkare som oftast använder en vandringsvågslampa som generator, och för en radar med meteravstånd, en triodlampa används ofta. Beroende på designen fungerar sändaren antingen i ett pulserat läge, genererar upprepade korta kraftfulla elektromagnetiska pulser, eller avger en kontinuerlig elektromagnetisk signal.

Antenn utför mottagarens signalfokusering och strålformning, samt tar emot signalen som reflekteras från målet och sänder denna signal till mottagaren. Beroende på implementeringen kan den reflekterade signalen tas emot antingen av samma antenn eller av en annan, som ibland kan vara placerad på ett avsevärt avstånd från sändaren. Om sändning och mottagning kombineras i en antenn, utförs dessa två åtgärder växelvis, och för att en kraftfull signal som läcker från den sändande sändaren till mottagaren inte ska blända den svaga ekomottagaren, placeras en speciell anordning framför mottagaren som stänger mottagarens ingång i det ögonblick som sonderingssignalen avges.

mottagande enhet utför förstärkning och bearbetning av den mottagna signalen. I det enklaste fallet appliceras den resulterande signalen på ett strålrör (skärm), som visar en bild synkroniserad med antennens rörelse.

Sammanhängande radar

Den koherenta radarmetoden bygger på val och analys av fasskillnaden mellan de skickade och reflekterade signalerna, som uppstår på grund av Dopplereffekten, när signalen reflekteras från ett rörligt föremål. I detta fall kan sändningsanordningen arbeta både kontinuerligt och pulserande. Den största fördelen med denna metod är att den "tillåter observation av endast rörliga föremål, och detta utesluter störningar från stationära föremål som ligger mellan den mottagande utrustningen och målet eller bakom det."

Pulsradar

Principen för drift av impulsradarn

Principen för att bestämma avståndet till ett objekt med hjälp av pulsad radar

Moderna spårningsradarer är byggda som impulsradarer. Pulsradarn sänder bara under en mycket kort tid, en kort puls vanligtvis cirka en mikrosekund lång, varefter den lyssnar efter ett eko när pulsen fortplantar sig.

Eftersom pulsen färdas bort från radarn med konstant hastighet, är tiden från det att pulsen skickades till det att ekot tas emot ett tydligt mått på det direkta avståndet till målet. Nästa puls kan skickas först efter en tid, nämligen efter att pulsen kommer tillbaka, beror den på radarns detekteringsräckvidd (given av sändareffekten, antennförstärkningen och mottagarkänsligheten). Om pulsen hade sänts tidigare, skulle ekot från den föregående pulsen från ett avlägset mål kunna förväxlas med ekot från den andra pulsen från ett nära mål.

Tidsintervallet mellan pulserna kallas pulsupprepningsintervall, dess ömsesidiga är en viktig parameter, som kallas pulsrepetitionsfrekvens(PPI). Lågfrekventa radarer med lång räckvidd har vanligtvis ett repetitionsintervall på flera hundra pulser per sekund (eller Hertz [Hz]). Pulsrepetitionsfrekvensen är ett av de kännetecken som gör det möjligt att fjärrbestämma radarmodellen.

Eliminering av passiv störning

Ett av huvudproblemen med pulsradar är att bli av med signalen som reflekteras från stationära föremål: jordytan, höga kullar, etc. Om till exempel flygplanet är mot bakgrund av en hög kulle, kommer den reflekterade signalen från denna kulle kommer att helt blockera signalen från flygplanet. För markbaserade radar visar detta problem sig när man arbetar med lågtflygande objekt. För luftburna pulsradar uttrycks det i att reflektionen från jordytan skymmer alla föremål som ligger under flygplanet med radarn.

Metoder för att eliminera störningar använder, på ett eller annat sätt, dopplereffekten (frekvensen av en våg som reflekteras från ett närmande objekt ökar, från ett avgående objekt minskar den).

Den enklaste radarn som kan upptäcka ett mål i interferens är rörlig målradar(MPD) - pulsad radar som jämför reflektioner från mer än två eller flera pulsupprepningsintervall. Alla mål som ser ut att röra sig i förhållande till radarn ger en förändring i signalparametern (stadiet i seriell SDM), medan kluttern förblir oförändrad. Interferens elimineras genom att subtrahera reflektioner från två på varandra följande intervall. I praktiken kan elimineringen av störningar utföras i speciella enheter - genom periodkompensatorer eller algoritmer i programvara.

FCR:er som arbetar med en konstant pulsrepetitionshastighet har en grundläggande svaghet: de är blinda för mål med specifika cirkulära hastigheter (som ger fasförändringar på exakt 360 grader), och sådana mål visas inte. Den hastighet med vilken målet försvinner för radarn beror på stationens arbetsfrekvens och på pulsrepetitionsfrekvensen. Moderna MDC:er avger flera pulser med olika upprepningshastigheter - så att de osynliga hastigheterna vid varje pulsrepetitionsfrekvens täcks av andra PRF:er.

Ett annat sätt att bli av med störningar är implementerat i puls-doppler radar, som använder betydligt mer komplex bearbetning än SDC-radar.

En viktig egenskap hos puls-Doppler-radar är signalkoherens. Detta innebär att de skickade signalerna och reflektionerna måste ha ett visst fasberoende.

Puls-Doppler-radar anses generellt vara överlägsen MDS-radar när det gäller att upptäcka lågtflygande mål i flerfaldigt markklutter, detta är den teknik som används i moderna stridsflygplan för avlyssning/eldledning från luften, exempel är AN/APG-63, 65, 66, 67 och 70 radar. I modern Doppler-radar görs det mesta av behandlingen digitalt av en separat processor som använder digitala signalprocessorer, vanligtvis med hjälp av den högpresterande Fast Fourier Transform-algoritmen för att konvertera digitala reflektionsmönsterdata till något mer hanterbart av andra algoritmer. Digitala signalprocessorer är mycket flexibla och de algoritmer som används kan vanligtvis snabbt ersättas av andra, och ersätter endast minneskretsarna (ROM) och motverkar därmed snabbt fiendens störningstekniker om det behövs.

Enheten och principen för driften av den sekundära radarn

Funktionsprincipen för den sekundära radarn skiljer sig något från principen för den primära radarn. Enheten för den sekundära radarstationen är baserad på komponenterna: sändare, antenn, azimutmarkeringsgeneratorer, mottagare, signalprocessor, indikator och flygplanstransponder med antenn.

Sändare. Fungerar för att avge frågepulser till antennen med en frekvens på 1030 MHz

Antenn. Tjänar för sändning och mottagning av den reflekterade signalen. Enligt ICAO-standarder för sekundär radar sänder antennen med en frekvens på 1030 MHz och tar emot med en frekvens på 1090 MHz.

Azimuth Marker Generatorer. De används för att generera Azimuth Change Pulse eller ACP och för att generera Azimuth Reference Pulse eller ARP. För ett varv av radarantennen genereras 4096 små azimutmärken (för gamla system), eller 16384 små azimutmärken (för nya system), de kallas också förbättrade små azimutmärken (Improved Azimuth Change pulse eller IACP) som ett kännetecken för Norden. Nordmärket kommer från azimutmärkegeneratorn, med antennen i ett sådant läge när den är riktad mot norr, och små azimutmärken tjänar till att läsa av antennens vridningsvinkel.

Mottagare. Används för att ta emot pulser med en frekvens på 1090 MHz

signalprocessor. Används för att behandla mottagna signaler

Indikator Fungerar för att indikera bearbetad information

Flygplanstransponder med antenn Fungerar för att sända en pulsad radiosignal som innehåller ytterligare information tillbaka till sidan av radarn vid mottagande av en begäran radiosignal.

Funktionsprincip Funktionsprincipen för den sekundära radarn är att använda energin från flygplanets transponder för att bestämma flygplanets position. Radarn bestrålar det omgivande området med frågepulser med en frekvens av P1 och P3, samt en P2-undertryckningspuls med en frekvens av 1030 MHz. Transponderutrustade flygplan som befinner sig inom förfrågningsstrålens täckningsområde när de tar emot förfrågningspulser, om villkoret P1,P3>P2 är i kraft, svarar på den begärande radarn med en serie kodade pulser med en frekvens på 1090 MHz , som innehåller ytterligare information som sidonummer, höjd och så vidare. Svaret från flygplanstranspondern beror på radarförfrågningsläget, och förfrågningsläget bestäms av avståndet mellan förfrågningspulserna P1 och P3, till exempel i mod A för förfrågningspulserna (mod A), avståndet mellan förfrågningen pulserna för stationen Pl och P3 är 8 mikrosekunder, och när en sådan begäran tas emot kodar flygplanets transponder sitt kortnummer i svarspulserna. I förfrågningsmod C (mod C) är avståndet mellan stationens förfrågningspulser 21 mikrosekunder, och vid mottagande av en sådan förfrågan kodar flygplanets transponder sin höjd i svarspulserna. Radarn kan också skicka en blandad förfrågning, såsom Mode A, Mode C, Mode A, Mode C. Flygplanets azimut bestäms av antennens rotationsvinkel, som i sin tur bestäms genom beräkning av Small Azimuth märken. Räckvidden bestäms av fördröjningen av det inkommande svaret. Om flygplanet inte ligger i täckningsområdet för helljuset, utan ligger i sidolobernas täckningsområde, eller är bakom antennen, då Flygplanssvarare, när den tar emot en förfrågan från radarn, kommer vid sin ingång att ta emot villkoret att P1 pulserar ,P3

Fördelar med den sekundära radarn, högre noggrannhet, ytterligare information om flygplanet (sidonummer, höjd), samt låg strålning jämfört med primära radar.

Andra sidor

(tyska) Technology Radar station
Avsnitt om radarstationer på bloggen dxdt.ru (ryska)
http://www.net-lib.info/11/4/537.php Konstantin Ryzhov - 100 fantastiska uppfinningar. 1933 - Taylor, Jung och Hyland kommer på idén om radar. 1935 Watson-Watt CH-radarstation för tidig varning.

Litteratur och fotnoter

Wikimedia Foundation. 2010 .

Synonymer:

Radar Duga
RMG

Se vad "RLS" är i andra ordböcker:

radar- Russian Logistics Service http://www.rls.ru/ Radarradarkommunikation Ordböcker: Ordbok över förkortningar och förkortningar för armén och specialtjänster. Comp. A. A. Shchelokov. M .: AST Publishing House LLC, Geleos Publishing House CJSC, 2003. 318 s., Från ... Ordbok över förkortningar och förkortningar