Радіолокаційна станція


Радіолокаційна станція (РЛС) або радар (англ. radar від (ra)dіo (d)etectіon (a)nd (r)angіng — виявлення за допомогою радіохвиль і вимірювання дальності) — пристрій для виявлення повітряних, космічних, морських і наземних об'єктів, а також для визначення їх положення відносно станції, геометричних розмірів та параметрів руху: висоти, напрямку, швидкості, визначення «свій-чужий».

Історична довідка

Термін «радар» вперше з’явився 1941 у США. Історія радарної технології почалась 1887 з експериментів Г. Герца (помітив, що радіохвилі вільно проходять через одні тіла й затримуються іншими). У 1900 Н. Тесла передбачив використання радіохвиль для пошуку суден у відкритому морі.

Уперше ідею радара реалізував винахідник К. Хюльсмайєр (1881-1957, Німеччина). 1904 він запатентував прилад, названий телемобілоскопом — перший пристрій, здатний виявляти присутність віддалених предметів за допомогою радіохвиль (хоча й не міг безпосередньо вимірювати відстань до цілі). Попри недосконалість, апарат містив основні елементи майбутнього радіолокатора. Апарат складався з іскрового генератора радіохвиль, двох обертових антен та радіоприймача з індикатором.

У 1933 Л. Хайланд (1897-1989), А. Тейлор (1979-1961) і Л. Янг (1891-1981), усі – США, отримали патент на ідею використання приймача й передавача коротких хвиль для виявлення місцезнаходження літака. 1935 у Великій Британії створено й запатентовано першу імпульсну РЛС дальнього виявлення — результат досліджень групи на чолі з Р. А. Вотсоном-Воттом (1892-1973). Уперше її застосували на початку Другої світової війни для захисту від нальотів німецької авіації. 1941 почалось серійне виробництво панорамних РЛС кругового огляду з антенами, що обертаються, які пеленгували об'єкти в усіх напрямках.

Принцип роботи

Радар посилає електромагнітні хвилі направленою антеною у визначений об’єм простору для пошуку цілі (об’єкту). За наявності цілі частина падаючої на неї енергії відбивається назад до приймальної антени радару. Відбиті сигнали називають ехом. Ці сигнали обробляються приймачем для отримання інформації про ціль.

Характеристики

РЛС використовує три основні властивості радіохвиль:

  • випромінювані радіохвилі відбиваються від об’єктів;
  • хвилі розповсюджуються практично по прямій, що дозволяє визначати положення об’єкту відносно станції;
  • хвилі розповсюджуються з постійною швидкістю, яка дорівнює швидкості світла (приблизно

3•108 м/сек), що дозволяє визначити відстань за затримкою часу на розповсюдження (між надісланим та прийнятим сигналом).

Основними вузлами РЛС є передавач і приймач, розташовані або в одному пункті (сполучена РЛС), або у віддалених один від одного пунктах (дво- і багатопозиційні РЛС). У РЛС для пасивної радіолокації передавач відсутній. Антена може бути загальною для передавача і приймача (у сполученої РЛС), яку антенний перемикач підключає в режимі випромінювання до передавача, а після отримання відповіді — до приймача. Можуть застосовуватися різні антени (у багатопозиційних РЛС). РЛС має світловий індикатор для відображення повітряної інформації.

Основними характеристиками РЛС є зона огляду, роздільна здатність, експлуатаційна надійність, завадозахищеність, тактичні дані, термін служби, кількість обслуговуючого персоналу тощо.

Зона огляду РЛС обмежується максимальною й мінімальною дальністю дії та секторами огляду в горизонтальній і вертикальній площинах.

Роздільна здатність РЛС характеризує можливість роздільного спостереження цілей, які відрізняються значенням однієї з координат або швидкістю руху.

  • Роздільна здатність за дальністю (δR) визначається мінімальною відстанню між двома цілями, що мають однакові кутові координати і швидкості, за яких цілі спостерігаються окремо. Якщо відстань між цілями стане менше δR, то РЛС сприйматиме їх як одну ціль.
  • Роздільна здатність за кутовою координатою (δθ) визначається мінімальним кутом між напрямками на дві цілі, що характеризуються однаковими віддаленням і швидкістю руху, за якого можливо роздільне спостереження цілей.
  • Роздільна здатність за швидкістю (δVr) визначається мінімальною відмінністю швидкостей двох цілей, які спостерігаються окремо, за умови рівності їх віддалення і кутових координат.

Експлуатаційна надійність РЛС — властивість виконувати задані функції впродовж певного часу в умовах експлуатації.

Тактичні дані РЛС визначаються її технічними характеристиками:

  • принципом побудови — за методом одержання радіолокаційних сигналів, видом випромінюваних коливань, методом пеленгації цілі, способом обробки сигналів у приймачі;
  • частотою випромінюваних коливань або довжиною хвилі;
  • законом модуляції випромінюваних коливань;
  • середньою і піковою потужностями випромінювання;
  • формою і шириною діаграми спрямованості антени;
  • чутливістю приймального пристрою;
  • типом вихідного пристрою;
  • захищеністю від електромагнітних перешкод;
  • мобільністю та ін.

Різновиди

РЛС розрізняють насамперед за конкретними завданнями, які вони виконують: РЛС систем управління повітряним рухом, РЛС виявлення або наведення зенітних керованих ракет, РЛС для пошуку космічних літальних апаратів і зближення з ними, літакові РЛС кругового або бічного огляду тощо.

Специфіка вирішення окремих завдань та їхній широкий спектр привели до великої розмаїтості типів РЛС, які різняться:

  • за сферою застосування — на військові і цивільні;
  • за призначенням — на РЛС виявлення, РЛС керування та спостереження, панорамні РЛС, РЛС бічного огляду, метеорологічні РЛС, РЛС цілевказівки та наведення, РЛС огляду обстановки;
  • відповідно до розташування — на бортові, наземні (стаціонарні та мобільні) та морські РЛС;
  • за типом дії — на пасивні, активні з пасивною відповіддю (так звані первинні), активні з активною відповіддю (так звані вторинні) та моноімпульсні;
  • за діапазоном частот — на РЛС метрового, дециметрового, сантиметрового і міліметрового діапазонів;
  • за кількістю каналів — на одно- та багатоканальні;
  • відповідно до методів і режимів роботи — на імпульсні та з безперервним випромінюванням, когерентні (імпульсно-допплерівські) та некогерентні; імпульсні РЛС за видом випромінюваного сигналу поділяють на станції з простим сигналом та зі складним сигналом; складний сигнал може бути фазово-модульованим, лінійно-частотно модульованим і комбінованим;
  • за параметрами найважливіших вузлів — передавача, приймача, антени і системи обробки прийнятих сигналів тощо.

Література

  1. Радіотехніка / За ред. Ю. Л. Мазора, Є. А. Мачуського, В. І. Правди. Київ : Вища школа, 1999. 838 с.
  2. Skolnik M. I. Radar Handbook. New York : McGraw Hill, 2008. 1352 p.
  3. Військова розвідка / За ред. В. Б. Добровольського. Київ : Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2016. 335 с.
  4. Grekhov А. M. Recent Advances in Satellite Aeronautical Communications Modeling. USA, Hershey : IGI Global, 2019. 313 p. URL: https://www.igi-global.com/book/recent-advances-satellite-aeronautical-communications/216508#table-of-contents

Автор ВУЕ

Покликання на цю статтю:
Грехов А. М. Радіолокаційна станція // Велика українська енциклопедія. URL: http://vue.gov.ua/Радіолокаційна станція (дата звернення: 22.08.2019).