Ang
Radar ay isang hanay ng mga siyentipikong pamamaraan at teknikal na paraan na ginagamit upang matukoy ang mga coordinate at katangian ng isang bagay sa pamamagitan ng mga radio wave. Ang bagay na sinisiyasat ay madalas na tinutukoy bilang target ng radar (o isang target lang).
Prinsipyo ng radar
Ang mga kagamitan at pasilidad ng radyo na idinisenyo upang magsagawa ng mga gawain sa radar ay tinatawag na mga radar system o device (radar o radar). Ang mga pangunahing kaalaman ng radar ay batay sa mga sumusunod na pisikal na phenomena at katangian:
- Sa propagation medium, ang mga radio wave, ang mga bagay na nakakatugon sa iba't ibang electrical properties, ay nakakalat sa mga ito. Ang wave na sinasalamin mula sa target (o sa sarili nitong radiation) ay nagbibigay-daan sa mga radar system na makita at matukoy ang target.
- Sa malalayong distansya, ang pagpapalaganap ng mga radio wave ay ipinapalagay na rectilinear, na may pare-parehong bilis sa isang kilalang medium. Ginagawang posible ng pagpapalagay na ito na sukatin ang hanay sa target at angular na coordinate nito (na may isang tiyak na error).
- Batay sa Doppler effect, kinakalkula ng frequency ng natanggap na reflected signal ang radial velocity ng radiation pointpatungkol sa RLU.
Makasaysayang background
Ang kakayahan ng mga radio wave na sumasalamin ay itinuro ng mahusay na physicist na si G. Hertz at ng Russian electrical engineer na si A. S. Popov sa pagtatapos ng ika-19 na siglo. Ayon sa isang patent na may petsang 1904, ang unang radar ay nilikha ng German engineer na si K. Hulmeier. Ang aparato, na tinawag niyang telemobiloscope, ay ginamit sa mga barko na nag-araro sa Rhine. Kaugnay ng pag-unlad ng teknolohiya ng aviation, ang paggamit ng radar ay mukhang napaka-promising bilang isang elemento ng air defense. Ang pananaliksik sa lugar na ito ay isinagawa ng mga nangungunang eksperto mula sa maraming bansa sa mundo.
Noong 1932, inilarawan ni Pavel Kondratievich Oshchepkov, isang mananaliksik sa LEFI (Leningrad Electrophysical Institute), ang pangunahing prinsipyo ng radar sa kanyang mga gawa. Siya, sa pakikipagtulungan ng mga kasamahan na B. K. Sina Shembel at V. V. Ang Tsimbalin noong tag-araw ng 1934 ay nagpakita ng isang prototype na pag-install ng radar na nakakita ng isang target sa taas na 150 m sa layo na 600 m.
Mga uri ng radar
Ang likas na katangian ng electromagnetic radiation ng target ay nagbibigay-daan sa amin na magsalita ng ilang uri ng radar:
- Sinusuri ng passive radar ang sarili nitong radiation (thermal, electromagnetic, atbp.) na bumubuo ng mga target (rocket, aircraft, space object).
- Active na may aktibong tugon ay isinasagawa kung ang bagay ay nilagyan ng sarili nitong transmitter at pakikipag-ugnayan ditonangyayari ayon sa algorithm na "kahilingan - tugon."
- Active na may passive na tugon ay nagsasangkot ng pag-aaral ng pangalawang (naaninag) na signal ng radyo. Ang istasyon ng radar sa kasong ito ay binubuo ng isang transmitter at isang receiver.
- Ang semi-active radar ay isang espesyal na kaso ng aktibo, sa kaso kapag ang receiver ng reflected radiation ay matatagpuan sa labas ng radar (halimbawa, ito ay isang structural element ng isang homing missile).
Ang
Ang bawat species ay may kanya-kanyang pakinabang at disadvantage.
Mga paraan at kagamitan
Lahat ng paraan ng radar ayon sa paraang ginamit ay nahahati sa mga radar ng tuluy-tuloy at pulsed radiation.
Ang una ay naglalaman ng isang transmitter at isang receiver ng radiation, na kumikilos nang sabay-sabay at tuluy-tuloy. Ayon sa prinsipyong ito, nilikha ang mga unang radar device. Ang isang halimbawa ng naturang sistema ay isang radio altimeter (isang kagamitan sa sasakyang panghimpapawid na tumutukoy sa distansya ng isang sasakyang panghimpapawid mula sa ibabaw ng lupa) o isang radar na alam ng lahat ng mga motorista upang matukoy ang bilis ng isang sasakyan.
Sa pulsed method, ang electromagnetic energy ay ibinubuga sa maikling pulso sa loob ng ilang microseconds. Pagkatapos makabuo ng signal, gumagana lamang ang istasyon para sa pagtanggap. Pagkatapos makuha at mairehistro ang mga sinasalamin na radio wave, nagpapadala ang radar ng bagong pulso at umuulit ang mga cycle.
Mga operating mode ng radar
May dalawang pangunahing mode ng pagpapatakbo ng mga istasyon at device ng radar. Ang una ay ang pag-scan sa espasyo. Ito ay isinasagawa ayon sa isang mahigpitsistema. Sa isang sunud-sunod na pagsusuri, ang paggalaw ng radar beam ay maaaring pabilog, spiral, conical, sectoral sa kalikasan. Halimbawa, ang isang antenna array ay maaaring dahan-dahang umikot sa isang bilog (sa azimuth) habang sabay na nag-scan sa elevation (pagkiling pataas at pababa). Sa parallel scanning, ang pagsusuri ay isinasagawa sa pamamagitan ng isang sinag ng mga radar beam. Ang bawat isa ay may sariling receiver, maraming daloy ng impormasyon ang pinoproseso nang sabay-sabay.
Ang
Tracking mode ay nagpapahiwatig ng patuloy na directivity ng antenna sa napiling object. Upang iikot ito, ayon sa trajectory ng isang gumagalaw na target, ginagamit ang mga espesyal na automated tracking system.
Algorithm para sa pagtukoy ng saklaw at direksyon
Ang bilis ng pagpapalaganap ng mga electromagnetic wave sa atmospera ay 300 thousand km/s. Samakatuwid, alam ang oras na ginugol ng signal ng broadcast upang masakop ang distansya mula sa istasyon hanggang sa target at pabalik, madaling kalkulahin ang distansya ng bagay. Upang gawin ito, kinakailangan na tumpak na itala ang oras ng pagpapadala ng pulso at ang sandali ng pagtanggap ng sinasalamin na signal.
Upang makakuha ng impormasyon tungkol sa lokasyon ng target, ginagamit ang highly directional na radar. Ang pagpapasiya ng azimuth at elevation (elevation o elevation) ng isang bagay ay ginagawa ng isang antenna na may makitid na sinag. Gumagamit ang mga modernong radar ng mga phased antenna arrays (PAR) para dito, na may kakayahang magtakda ng mas makitid na sinag at nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na bilis ng pag-ikot. Bilang panuntunan, ang proseso ng pag-scan sa espasyo ay isinasagawa ng hindi bababa sa dalawang beam.
Mga pangunahing parameter ng system
Mula saAng mga taktikal at teknikal na katangian ng kagamitan ay higit na nakadepende sa kahusayan at kalidad ng mga gawain.
Ang mga taktikal na indicator ng radar ay kinabibilangan ng:
- Tingnan ang lugar na limitado ng minimum at maximum na hanay ng pagtuklas ng target, pinapayagang azimuth at mga anggulo ng elevation.
- Resolution sa range, azimuth, elevation at bilis (ang kakayahang matukoy ang mga parameter ng mga kalapit na target).
- Katumpakan ng pagsukat, na sinusukat sa pagkakaroon ng mga gross, systematic o random na error.
- Noise immunity at reliability.
- Ang antas ng automation para sa pagkuha at pagproseso ng papasok na stream ng data.
Inilatag ang mga tukoy na taktikal na katangian kapag nagdidisenyo ng mga device sa pamamagitan ng ilang partikular na teknikal na parameter, kabilang ang:
- dalas ng carrier at modulasyon ng mga nabuong oscillation;
- mga pattern ng antena;
- kapangyarihan ng pagpapadala at pagtanggap ng mga device;
- Mga pangkalahatang sukat at bigat ng system.
Naka-duty
Ang
Radar ay isang unibersal na tool na malawakang ginagamit sa militar, agham at pambansang ekonomiya. Ang mga lugar ng paggamit ay patuloy na lumalawak dahil sa pag-unlad at pagpapabuti ng mga teknikal na paraan at mga teknolohiya sa pagsukat.
Ang paggamit ng radar sa industriya ng militar ay nagbibigay-daan sa amin na lutasin ang mahahalagang gawain ng pagrepaso at pagkontrol sa espasyo, pag-detect ng mga target sa mobile na hangin, lupa at tubig. Kung walaradar, imposibleng isipin ang mga kagamitan na nagsisilbi para sa suporta sa impormasyon ng mga sistema ng nabigasyon at mga sistema ng pagkontrol ng putukan.
Military radar ay ang pangunahing bahagi ng strategic missile warning system at integrated missile defense.
Radio astronomy
Ipinadala mula sa ibabaw ng lupa, ang mga radio wave ay naaaninag din mula sa mga bagay sa malapit at malayong kalawakan, gayundin mula sa malapit sa Earth na mga target. Maraming mga bagay sa kalawakan ang hindi maaaring ganap na maimbestigahan lamang sa paggamit ng mga optical na instrumento, at tanging ang paggamit ng mga pamamaraan ng radar sa astronomiya ang naging posible upang makakuha ng mayamang impormasyon tungkol sa kanilang kalikasan at istraktura. Ang passive radar para sa lunar exploration ay unang ginamit ng mga astronomong Amerikano at Hungarian noong 1946. Sa parehong oras, aksidente ring natanggap ang mga signal ng radyo mula sa kalawakan.
Sa modernong mga teleskopyo sa radyo, ang receiving antenna ay may hugis ng malaking malukong spherical bowl (tulad ng salamin ng optical reflector). Kung mas malaki ang diameter nito, mas mahina ang signal na matatanggap ng antena. Kadalasan, ang mga teleskopyo ng radyo ay gumagana sa isang kumplikadong paraan, pinagsasama hindi lamang ang mga device na matatagpuan malapit sa isa't isa, ngunit matatagpuan din sa iba't ibang mga kontinente. Kabilang sa pinakamahalagang gawain ng modernong radio astronomy ay ang pag-aaral ng mga pulsar at galaxy na may aktibong nuclei, ang pag-aaral ng interstellar medium.
Sibil na paggamit
Sa agrikultura at kagubatan, radarAng mga aparato ay kailangang-kailangan para sa pagkuha ng impormasyon tungkol sa pamamahagi at density ng masa ng halaman, pag-aaral ng istraktura, mga parameter at uri ng mga lupa, at napapanahong pagtuklas ng mga sunog. Sa heograpiya at heolohiya, ang radar ay ginagamit upang magsagawa ng topographic at geomorphological na gawain, matukoy ang istraktura at komposisyon ng mga bato, at maghanap ng mga deposito ng mineral. Sa hydrology at oceanography, ginagamit ang mga radar method para subaybayan ang estado ng mga pangunahing daluyan ng tubig, snow at yelo na takip, at imapa ang baybayin.
Ang
Radar ay isang kailangang-kailangan na katulong para sa mga meteorologist. Madaling malalaman ng radar ang estado ng atmospera sa layong sampu-sampung kilometro, at sa pamamagitan ng pagsusuri sa nakuhang data, ginagawa ang pagtataya ng mga pagbabago sa lagay ng panahon sa isang partikular na lugar.
Mga prospect para sa pag-unlad
Para sa modernong istasyon ng radar, ang pangunahing pamantayan sa pagsusuri ay ang ratio ng kahusayan at kalidad. Ang kahusayan ay tumutukoy sa mga pangkalahatang katangian ng pagganap ng kagamitan. Ang paglikha ng perpektong radar ay isang kumplikadong gawaing inhinyero at pang-agham at teknikal, ang pagpapatupad nito ay posible lamang sa paggamit ng mga pinakabagong tagumpay sa electromechanics at electronics, informatika at teknolohiya ng computer, enerhiya.
Ayon sa mga pagtataya ng mga eksperto, sa malapit na hinaharap, ang mga pangunahing functional unit ng mga istasyon ng iba't ibang antas ng pagiging kumplikado at layunin ay magiging solid-state active phased arrays (phased antenna arrays), na nagko-convert ng mga analog signal sa mga digital.. Pag-unladGanap na i-automate ng computer complex ang kontrol at mga pangunahing pag-andar ng radar, na magbibigay sa end user ng komprehensibong pagsusuri ng impormasyong natanggap.
