Принципы радиолокационного наблюдения.

Свойства электромагнитных волн, лежащие в основах радиолокации.

1 – Радиоволны порождаются колеблющимся зарядом.

2 – В каждый момент времени радиоволна характеризуется величиной и направлением векторов направленности, электрического и магнитного.

3 – Вектор E и H всегда перпендикулярны друг другу и направлению распространения радиоволны с частотой f0=1/T0, где соответственно T0 – период изменения электрических и магнитных полей.

4 – Длина волны – расстояние пройденное волной за 1 период (лямбда)=С*Т0

5 – Энергия переносимая волной характеризуется плотностью потока энергии, т.е. это количество энергии переходящее за 1с через площадку 1м^2, расположенной в перпендикулярном направлении.

6 – Плотность потока определяется по формуле П=Е*Н.

7 – Фронт волны геометрическое место точек с одинаковой фазой эл-магнитной волны относительно направленной передачи эл-магнитной энергии.

8 – Дифракция – способность радиоволн исправлять свой путь и огибать препятствия. Дифракция волн наблюдается когда размер препятствия соизмерим с длиной волны.

9 – Под рефракцией понимают искривление радио луча в тропосфере и отклонение его к земле.

 

Принципы радиолокационного наблюдения.

Радиолокационное и радиотепловое наблюдение осуществляется в радиодиапазоне электромагнитных волн с помощью способов и средств радиолокации и радиотепловидения.

Для получения радиолокационного изображения в радиолокаторе формируется зондирующий узкий сканирующий (перемещающейся по определенному закону по горизонтали и вертикали) луч электромагнитной волны, которым облучается пространство с объектом наблюдения. Отраженный от поверхности объекта радиосигнал принимается радиолокатором и модулирует электронный луч электронно-лучевой трубки его индикатора, который перемещаясь синхронно с зондирующим лучем «рисует» на экране изображение объекта. Принципы радиолокационного наблюдения показаны на рисунке.

Рисунок. Принципы радиолокационного наблюдения.

Радиолокационное изображение существенно отличается от изображения в оптическом диапазоне. Различие обусловлено разными свойствами отражающей поверхности объектов в оптическом и радиодиапазонах.

Отраженная энергия в радиодиапазоне пропорциональна площади поверхности и конфигурации объекта, электрической проводимости поверхности. Отражательная способность объекта или его элементов характеризуется эффективной площадью рассеяния.

 

Эффективная площадь рассеяния равна площади идеальной плоской поверхности, перпендикулярной к направлению облучения и помещенной в точке нахождения объекта, которая создает у приемной антенны радиолокатора такую же плотность потока мощности, как реальный объект.
Основными показателями радиолокационных средств наблюдения являются следующие:
- дальность наблюдения;
- разрешающая способность на местности.

Дальность радиолокационного наблюдения зависит от излучаемой радиолокатором энергии (мощности передатчика локатора) и характеристик среды распространения электромагнитной волны.

Разрешение радиолокатора на местности определяется величиной пятна, которое создает луч радиолокационной станции при облучении поверхности объекта или местности. Пятно тем меньше, чем уже диаграмма направленности антенны радиолокатора. Последняя, в свою очередь, определяется соотношением геометрических размеров конструкции антенны и длины волны. Кроме того, следует иметь ввиду, что электромагнитная волна отражается от объекта или его деталей, если их размеры, по крайней мере, соизмеримы с длиной волны. Если размеры их значительно меньше, то волна эти объекты огибает. В связи с этими с этими соображениями наиболее широко в радиолокации применяется сантиметровый диапазон с тенденцией перехода в мм-диапазон.

 

Радиолокация основана на следующих физических явлениях:

· Радиоволны рассеиваются на встретившихся на пути их распространения электрических неоднородностях (объектами с другими электрическими свойствами, отличными от свойств среды распространения). При этом отражённая волна, также, как и собственно, излучение цели, позволяет обнаружить цель.

· На больших расстояниях от источника излучения можно считать, что радиоволны распространяются прямолинейно и с постоянной скоростью, благодаря чему имеется возможность измерять дальность и угловые координаты цели (В радиолокации эти отклонения приводят к ошибкам измерения).

· Частота принятого сигнала отличается от частоты излучаемых колебаний при взаимном перемещении точек приёма и излучения (эффект Доплера), что позволяет измерять радиальные скорости движения цели относительно РЛС.

· Пассивная радиолокация использует излучение электромагнитных волн наблюдаемыми объектами, это может быть тепловое излучение, свойственное всем объектам, активное излучение, создаваемое техническими средствами объекта, или побочное излучение, создаваемое любыми объектами с работающими электрическими устройствами.

Виды радиолокации

Различают активную, полуактивную, активную с пассивным ответом и пассивную радиолокацию.

Активный метод

При активной радиолокации РВ, излучаемые антенной передающего устройства РЛС, фокусируются и направляются на цель. Приемное устройство той же РЛС принимает отраженные волны и преобразует их так, что выходное устройство с помощью опорных сигналов извлекает содержащуюся в отраженном сигнале информацию: наличие цели, ее дальность, направление, скорость и др. Этот метод радиолокации называется активным потому, что предусматривает облучение цели антенной РЛС.

Опорные сигналы являются необходимым элементом, обеспечивающим радиолокационные измерения, задаются прямой излучаемой волной и несут информацию о зондирующем излучении (несущей частоте, фазе, времени появления, об исходном направлении луча антенны и др.).

При активной радиолокации с активным ответом предполагается наличие на объекте ответчика (ретранслятора), который состоит из приемного устройства, предназначенного для приема и усиления прямого сигнала, поступающего от РЛС – запросчика, и передающего устройства —

для создания ответного сигнала.

 

Активный метод с пассивным ответом

При активной радиолокации в сторону цели передатчик радиолокационной станции излучает электромагнитную волну, часть энергии электромагнитной волны поглощается целью, а часть принимается целью. Путем сравнения приемником принятого сигнала и копии зондирующего и определяются координаты объекта.

Полуактивный метод

В данном методе отсутствует передача и в качестве зондирующего сигнала используется радиоизлучение постороннего источника. Применяется в РЛС, лет. аппаратах, где необходимо уменьшить вес аппаратуры.

Пассивный метод

Данный метод использует сигнал излучаемый целью. Чаще всего используется при наведении на постановщики помех.