Si Maxwell no hubiera predicho la existencia de las ondas de radio, y Hertz no las hubiera descubierto en la práctica, nuestra realidad hubiera sido completamente diferente. No podíamos intercambiar información rápidamente por radio y teléfonos móviles, explore planetas y estrellas distantes con la ayuda de radiotelescopios, observe aviones, barcos y otros objetos con la ayuda de radares.
¿Cómo nos ayudan las ondas de radio con esto?
Fuentes de ondas de radio
Las fuentes de ondas de radio en la naturaleza son los rayos: descargas de chispas eléctricas gigantes en la atmósfera, cuya corriente puede alcanzar los 300 mil amperios y el voltaje es de mil millones de voltios. Vemos relámpagos durante las tormentas eléctricas. Por cierto, ocurren no solo en la Tierra. Se han detectado relámpagos en Venus, Saturno, Júpiter, Urano y otros planetas.
Casi todos los cuerpos espaciales (estrellas, planetas, asteroides, cometas, etc.) también son fuentes naturales de ondas de radio.
En radiodifusión, radar, satélites de comunicación, comunicaciones fijas y móviles, varios sistemas la navegación utiliza ondas de radio artificiales. La fuente de tales ondas son los generadores de oscilaciones electromagnéticas de alta frecuencia, cuya energía se transmite al espacio con la ayuda de antenas transmisoras.
Propiedades de las ondas de radio
Las ondas de radio son ondas electromagnéticas, cuya frecuencia está en el rango de 3 kHz a 300 GHz, y la longitud es de 100 km a 1 mm, respectivamente. Extendiéndose en el medio ambiente, obedecen ciertas leyes. Al pasar de un medio a otro se observa su reflexión y refracción. Los fenómenos de difracción e interferencia también les son inherentes.
La difracción, o la flexión, ocurre si hay obstáculos en el camino de las ondas de radio que son más pequeños que la longitud de la onda de radio. Si sus tamaños resultan ser más grandes, entonces las ondas de radio se reflejan en ellos. Los obstáculos pueden ser de origen artificial (estructuras) o natural (árboles, nubes).
Las ondas de radio también se reflejan en la superficie terrestre. Además, la superficie del océano los refleja un 50% más que la tierra.
Si el obstáculo es un conductor de corriente eléctrica, entonces las ondas de radio le entregan parte de su energía, y en el conductor electricidad. Parte de la energía se gasta en la excitación de corrientes eléctricas en la superficie de la Tierra. Además, las ondas de radio divergen de la antena en círculos en lados diferentes como olas de un guijarro arrojado al agua. Por esta razón, las ondas de radio pierden energía con el tiempo y se descomponen. Y cuanto más lejos de la fuente se encuentra el receptor de ondas de radio, más débil es la señal que le ha llegado.
La interferencia, o superposición, provoca la amplificación o atenuación mutua de las ondas de radio.
Las ondas de radio se propagan en el espacio a una velocidad igual a la de la luz (por cierto, la luz también es una onda electromagnética).
Como cualquier onda electromagnética, las ondas de radio se caracterizan por su longitud de onda y frecuencia. La frecuencia está relacionada con la longitud de onda por la relación:
f= C/ λ ,
donde F es la frecuencia de la onda;
λ - longitud de onda;
C es la velocidad de la luz.
Como puede ver, cuanto más larga es la longitud de onda, menor es su frecuencia.
Las ondas de radio se dividen en los siguientes rangos: ondas extralargas, largas, medias, cortas, ultracortas, milimétricas y decimilimétricas.
Propagación de ondas de radio
Las ondas de radio de diferentes longitudes no se propagan por igual en el espacio.
Ondas ultralargas(longitud de onda de 10 km o más) sortean fácilmente grandes obstáculos cerca de la superficie de la Tierra y son absorbidos muy débilmente por ella, por lo que pierden menos energía que otras ondas de radio. En consecuencia, también se descomponen mucho más lentamente. Por lo tanto, en el espacio, tales ondas se propagan a distancias de hasta varios miles de kilómetros. La profundidad de su penetración en el medio ambiente es muy grande, y se utilizan para comunicarse con submarinos ubicados a grandes profundidades, así como para diversos estudios de geología, arqueología e ingeniería. Capacidad ondas ultralargas fácil de dar la vuelta a la Tierra le permite explorar la atmósfera de la tierra con su ayuda.
Largo, o kilómetro, ondas(de 1 km a 10 km, frecuencia 300 kHz - 30 kHz) también están sujetos a difracción, por lo que pueden propagarse a distancias de hasta 2.000 km.
Medio, o hectométrico, ondas(de 100 m a 1 km, frecuencia 3000 kHz - 300 kHz) esquivan peor los obstáculos en la superficie de la Tierra, se absorben con más fuerza, por lo tanto, se descomponen mucho más rápido. Se extienden sobre distancias de hasta 1.000 km.
ondas cortas comportarse de manera diferente. Si sintonizamos la radio del automóvil en la ciudad a una onda de radio corta y comenzamos a movernos, a medida que nos alejamos de la ciudad, la recepción de la señal de radio empeorará y, a una distancia de aproximadamente 250 km, se detendrá por completo. Sin embargo, después de un tiempo, la transmisión de radio se reanudará. ¿Por qué sucede?
Lo que pasa es que las ondas de radio de corto alcance (de 10 m a 100 m, frecuencia 30 MHz - 3 MHz) en la superficie de la Tierra se desvanecen muy rápidamente. Sin embargo, las ondas que salen en un gran ángulo hacia el horizonte se reflejan desde la capa superior de la atmósfera, la ionosfera, y regresan, dejando atrás cientos de kilómetros de la "zona muerta". Además, estas ondas ya se reflejan en la superficie terrestre y se dirigen nuevamente a la ionosfera. Reflejados repetidamente, pueden dar la vuelta al mundo varias veces. Cuanto más corta es la onda, mayor es el ángulo de reflexión de la ionosfera. Pero por la noche, la ionosfera pierde su reflectividad, por lo que las comunicaciones de onda corta son peores por la noche.
PERO ondas ultracortas(metro, decímetro, centímetro con una longitud de onda inferior a 10 m) no pueden reflejarse en la ionosfera. Extendiéndose en línea recta, lo penetran y suben más alto. Esta propiedad se utiliza para determinar las coordenadas de los objetos aéreos: aviones, bandadas de pájaros, el nivel y la densidad de las nubes, etc. Pero las ondas ultracortas tampoco pueden rodear la superficie terrestre. Debido al hecho de que se propagan dentro de la línea de visión, se utilizan para la comunicación por radio a una distancia de 150 a 300 km.
En sus propiedades, las ondas ultracortas están cerca de las ondas de luz. Pero ondas de luz se puede recoger en un paquete y enviar al lugar correcto. Así es como se organizan un reflector y una linterna. Lo mismo se hace con ondas ultracortas. Se ensamblan con espejos de antena especiales y se envía un haz estrecho en la dirección correcta, lo cual es especialmente importante, por ejemplo, en comunicaciones por radar o satélite.
ondas milimétricas(de 1 cm a 1 mm), las ondas más cortas del rango de radio, son similares a las ondas ultracortas. También se propagan en línea recta. Pero un serio obstáculo para ellos es precipitación, nubes de niebla. Además de la radioastronomía, la comunicación por retransmisión de radio de alta velocidad, han encontrado aplicación en la tecnología de microondas utilizada en la medicina y en la vida cotidiana.
submilimétrico, o decimilímetro, las ondas (de 1 mm a 0,1 mm) según la clasificación internacional también pertenecen a las ondas de radio. EN condiciones naturales casi no existen. En el espectro de energía del Sol, ocupan una fracción despreciable. No llegan a la superficie terrestre, ya que son absorbidos por el vapor de agua y las moléculas de oxígeno de la atmósfera. Creados por fuentes artificiales, se utilizan en comunicaciones espaciales, para estudiar las atmósferas de la Tierra y otros planetas. Alto grado La seguridad de estas ondas para el cuerpo humano permite su uso en medicina para escanear órganos.
Las ondas submilimétricas se denominan "ondas del futuro". Es muy posible que brinden a los científicos la oportunidad de estudiar la estructura de las moléculas de las sustancias de una manera completamente nueva y, en el futuro, tal vez incluso les permitan controlar los procesos moleculares.
Como puede ver, cada rango de ondas de radio se usa donde las características de su propagación se usan con el máximo beneficio.
Introducción a los radares.
Introducción
Resolver una gran cantidad de problemas con una eficiencia dada es imposible sin el uso de la tecnología de radar, cuyos principios físicos se basan en la dispersión de ondas de radio por objetos, formaciones meteorológicas y otras inhomogeneidades (en adelante, objetos) que difieren en sus características eléctricas. (permisividad eléctrica ε, constante dieléctrica μ y conductividad eléctrica σ).
Intensidad y otras características no energéticas de dispersión o reflexión de ondas de radio (intensidad de campo secundario) depender:
A partir del grado de diferencia entre las características de los objetos irradiados y el medio de propagación de ondas de radio (RRW),
De la forma de los objetos.
La proporción de sus tamaños. yo y longitud de onda λ
De la polarización de las ondas de radio.
Son estas características las que son de interés desde un punto de vista aplicado.
Por lo tanto, la consideración de los conceptos básicos utilizados en el radar es muy relevante.
Para lograr nuestros objetivos, considere las siguientes preguntas:
1. Fundamentos físicos Radar.
2. Sistemas de coordenadas utilizados en radar.
3. Métodos básicos de radar.
Este material de capacitación se puede encontrar en las siguientes fuentes:
1. Bakulev PA Sistemas de radar: Libro de texto para universidades. – M.:
Ingeniería radiofónica, 2004.
2. Belotserkovsky G.B. Fundamentos de radar y radar.
dispositivos. - M.: radio soviética, 1975.
1. Base física del radar.
Radar - Este es un campo de la electrónica de radio que se ocupa de la detección de objetos (objetivos), determinando sus coordenadas espaciales, parámetros de movimiento y dimensiones físicas utilizando medios y métodos de ingeniería de radio.
Las tareas enumeradas se resuelven en el proceso de vigilancia por radar, y los dispositivos diseñados para esto se denominan estaciones de radar(radar) o radar.
PARA objetivos de radar (o simplemente objetivos) incluyen: vehículos aéreos tripulados y no tripulados (LA), cuerpos espaciales naturales y artificiales, formaciones atmosféricas, barcos marítimos y fluviales, varios objetos terrestres y subterráneos, superficiales y submarinos, etc.
La información del objetivo está contenida en las señales de radar.
En el caso del sondeo de radar de aeronaves, en primer lugar, es necesario obtener información sobre sus coordenadas espaciales (distancia al objetivo y sus coordenadas angulares).
Las mediciones del alcance técnico de radio se denominan rango de radio, y coordenadas angulares - búsqueda de dirección de radio.
La medición de las coordenadas y la velocidad de los objetivos está precedida por su detección, resolución e identificación.
Bajo resolución goles entender la definición del número de goles en un grupo, su duración, clase, etc.
Reconocimiento finalidad significa el establecimiento de sus características esenciales, en particular, la nacionalidad.
Definición de tipo(clase) del objetivo se produce en el proceso de su reconocimiento, lo que implica un procesamiento complejo de las señales de radar.
La totalidad de la información recibida por medios radar se denomina informacion de radares . Este último se transmite a los puestos de mando, PC y dispositivos ejecutivos.
De todas las funciones enumeradas del radar, la principal es vigilancia por radar(detección de objetivos, medición de coordenadas y parámetros de movimiento), y discriminación de objetos, identificación y transmisión de información de radar recibida al destino son funciones adicionales de PJIC.
La obtención de información de radar se basa en las propiedades físicas de las ondas electromagnéticas (EMW) utilizadas como portadoras de la señal de radar. Como es sabido, las EMW se propagan en un medio homogéneo en línea recta con una velocidad constante
donde , son la permeabilidad dieléctrica y magnética absolutas del medio RRW.
por espacio libre 
f/m; 
g/m y correspondiente/s.
La constancia del vector de velocidad de propagación EMW en un medio homogéneo, es decir su módulo y dirección, sirve base física mediciones de radar.
De hecho, debido a esto, el alcance y el tiempo de propagación de la onda de radio (RV) son directamente proporcionales, y si se mide el tiempo de paso de la onda entre el objetivo y el radar, entonces se conoce la distancia entre ellos:
El objetivo introduce falta de homogeneidad en el espacio libre, ya que sus parámetros y difieren respectivamente de aquellos, lo que viola la constancia del vector de velocidad RRW.
Como resultado, el objeto convierte la emisión de radio: parte de la energía se vuelve a reflejar, otra parte es absorbida por el objeto, convirtiéndose en calor, y la otra parte, cuando el objeto es radiotransparente, se refracta, cambiando la dirección de la RRT. Desde el punto de vista del radar, el primer caso es interesante cuando el objetivo se convierte en una fuente de radiación secundaria.
Por tiempo de retardo señal reflejada en relación con la radiada
definir distancia oblicua objetivos
Tal solución también es posible: en el objetivo, si es "suyo", y no el enemigo, se instala un transceptor, llamado acusado, o un repetidor, que recibe la señal de sondeo del radar y la amplifica para lanzar el transmisor La señal de respuesta se recibe en el radar y el alcance del objetivo se determina mediante la fórmula
,
(1.5)
donde está el retraso de la señal de respuesta con respecto a la de sondeo; - por adelantado tiempo conocido retardos de señal en los circuitos del transpondedor.
El valor debe medirse con un reloj electrónico sin inercia, ya que el tiempo de retardo de las señales de radar es muy pequeño (de micro a milisegundos).
Por ejemplo, EMW reflejada desde un objetivo ubicado a distancia D= 150 m del radar, tienen un retraso de 1 µs, y cada kilómetro de distancia al objetivo corresponde a un retraso EMW de 1000/150 = 6,7 µs.
Suponga que una antena de radar tiene la forma de un conjunto rectilíneo de R vibradores separados entre sí a una distancia D(Fig. 1.1, a). La lejanía significativa del objetivo del radar nos permite suponer que los haces que provienen del objetivo a los vibradores se dirigen paralelos en un ángulo φ al conjunto de antenas, y las amplitudes de las fuerzas impulsoras eléctricas (EMF) inducidas en vibradores individuales son iguales entre si: 
.
Bajo estas condiciones, las fem de los vibradores vecinos difieren solo en el cambio de fase ψ causado por la diferencia en la trayectoria de las ondas. Dado que por cada unidad de longitud esta onda viajera se atrasa en fase un ángulo, entonces
.
(1.6)
Adición de vectores EMF de vibradores 
en diferentes ángulos ψ \u003d ψ "(Fig. 1.1, b) y ψ \u003d ψ" (Fig. 1.1, c) da un EMF resultante diferente. Como puede verse en la Figura 1.1 y la fórmula (1.6), con un cambio en φ, la fase ψ cambia y, en consecuencia, la amplitud de la FEM resultante en la antena receptora. Esto implica la posibilidad de encontrar la dirección del objetivo por las características de amplitud y fase de la directividad de la antena.
Arroz. 1.1. Recepción de EMW por un conjunto de antenas vibratorias lineales (a) y diagramas vectoriales del EMF del conjunto para diferentes direcciones de irradiación (b, c)
Como ya se mencionó, la razón principal para la formación de tales características fue la diferencia en el retardo de las ondas recibidas por los elementos individuales del conjunto de antenas. Por lo tanto, no solo el alcance por radio, sino también la radiogoniometría se basan en la constancia de la velocidad y la dirección del RRW.
Las velocidades radial y angular del objetivo se pueden encontrar calculando la tasa de aumento en el rango y los ángulos a lo largo del tiempo. Por lo general, se prefiere una operación más simple y precisa: la medición directa del llamado desplazamiento Doppler de la frecuencia portadora de la señal, causado por el movimiento del objetivo.
El cambio de frecuencia Doppler está relacionado con la velocidad radial de movimiento
proporción de objetos
,
(1.7)
donde es la longitud de onda de la señal emitida, es la velocidad radial del movimiento relativo del objetivo.
Si el objetivo se acerca al radar o se aleja de él, la señal reflejada aparece en el radar, respectivamente, antes o después que cuando el objetivo está estacionario. Debido a esto, la fase de la onda recibida tiene otros valores, lo que equivale a un incremento en la frecuencia de la señal de radio. Al medir el incremento de frecuencia recibido (Doppler), es posible (nuevamente debido a la constancia de la velocidad RRR) determinar la velocidad radial del objetivo.
Así como la diferencia en el tiempo de retardo de la señal en los elementos de la antena está determinada por las coordenadas angulares del objetivo, la diferencia en los cambios de frecuencia Doppler en los mismos elementos (generalmente extremos) del conjunto de antenas está determinada por la tasa de cambio en la posición angular del objetivo.
Otras propiedades físicas de EMW son:
Rectitud de propagación en un medio homogéneo, que es importante para la medición de suministro de coordenadas angulares y parámetros de movimiento;
La capacidad de formar un haz estrecho, lo que aumenta la precisión, la resolución y la inmunidad al ruido del radar;
La capacidad de reflejar de los objetos;
La capacidad de cambiar su frecuencia en presencia de movimiento relativo del objetivo y el radar.
Así, las señales de radar reflejadas por los objetivos contienen toda la información sobre ellos, ya que todos los parámetros de la señal (amplitud, frecuencia, fase inicial, duración, espectro, polarización, etc.) cambian durante la reflexión.
Radar llamado detección, determinación de las coordenadas y parámetros del movimiento de varios objetos (objetivos) que reflejan, reirradian o irradian energía electromagnética (ondas de radio). El término "ubicación" proviene del latín ubicación - ubicación, ubicación. El complejo de dispositivos de ingeniería de radio que realizan la tarea especificada es estación de radar (RLS), o radar.
instalación de radar puede ser cualquier cuerpo físico o grupo de cuerpos, eléctricos y propiedades magnéticas que (permeabilidad dieléctrica y magnética, conductividad) difieren de las propiedades del medio en el que se propagan las ondas de radio. En las condiciones de navegación, dichos objetos son barcos, señales de vallas de navegación, costas, icebergs, estructuras de superficie y costeras, etc.
Los objetos de radar pueden ser punteado y extendido.
La imagen de radar en la pantalla del indicador de radar (marca) de objetos puntuales u objetivos tiene la misma forma y tamaño. Los objetos puntuales son pequeños objetivos de superficie, como una boya, un hito con o sin reflectores.
Un objetivo grande, como un barco de tonelaje medio o grande, también puede ser un objeto puntual si se encuentra a una gran distancia del radar.
La imagen de radar de un objeto extendido repite la forma y las dimensiones del propio objeto en una escala adecuada.
Información útil sobre el objeto de radar es entregado por señales de radio provenientes del objeto a la estación de radar. Según el origen de estas señales, el radar se divide en pasiva y activa.
Radar pasivo (Figura 2.1)
radar de sistema pasivo contiene una antena receptora direccional, un receptor de radio y un indicador (Fig. 2.1).
La ausencia de radiación de señal de sondeo aumenta el secreto del trabajo, complica significativamente la detección de estaciones de radar pasivas y la creación de interferencias con ellas. . Distinguir entre radar pasivo de objetos con radiación artificial (transmisores de radio para diversos fines) y radiación natural (térmica) de ondas de radio. Recepción de radar pasivo de ondas de radio emitidas por la tierra y superficies de agua, se utiliza para eliminar un mapa de radar del área con fines de navegación o para inspeccionar el área con fines de reconocimiento, así como para detectar objetos individuales con una emisión de radio térmica intensa. Por lo tanto, el radar pasivo a menudo se llama radiotermolocalización.
Dicho radar tiene un receptor de radio y una antena con un patrón de radiación estrecho en forma de aguja que escanea en un sector determinado. Las señales recibidas después del procesamiento en el receptor se envían al indicador de haz de electrones, en el que el barrido de la imagen se sincroniza con el movimiento del patrón de la antena. En la pantalla del indicador se obtiene una imagen de la radioemisión térmica de la zona. Con la ayuda del radar de un sistema pasivo, es posible, por ejemplo, distinguir entre el límite entre el agua y la tierra, determinar la ruta de los barcos que pasan, ya que la temperatura de la corriente de estela es más alta que la temperatura de la agua.
Además, los radares pasivos se utilizan para detectar y determinar las coordenadas de objetos aeroespaciales, en particular misiles balísticos en la fase activa del vuelo, y las coordenadas angulares de fuentes de emisión de radio como el Sol, la Luna y las estrellas. Este último sirve al propósito de navegación de determinar la latitud y longitud de la ubicación del radar. La llamada radiosextanes.
A diferencia del radar activo, el radar pasivo no le permite encontrar el alcance de un objeto a partir de los datos de recepción de la señal en un solo punto. Para determinar completamente las coordenadas de un objeto, es necesario compartir dos (o más) radares separados por alguna distancia (conocida).
El alcance de los radares pasivos con objetos muy contrastantes puede exceder el alcance de los radares activos (radiadores). La precisión de medir las coordenadas angulares de los radares pasivos y activos es aproximadamente la misma, la precisión de determinar el rango de los radares pasivos, por regla general, es menor.
2.1.2. Radar activo (Figura 2.2)
Sistema de radar activo tal vez con pasivo (radar primario) Y respuesta activa. Un radar de respuesta pasiva contiene un transmisor de radio, antenas transceptoras, un receptor de radio y un indicador (Fig. 2.2.). energía electromagnética Señales directas o de sondeo emitidas por la antena transmisora, que se propagan en el espacio, se reflejan desde el objeto y son recibidas por el receptor.
Desde la salida del receptor, las señales reflejadas amplificadas llegan al indicador, donde se convierten en una forma conveniente para obtener información sobre las señales recibidas.
Radar activo con respuesta activa se diferencia de un sistema con respuesta pasiva por la presencia de un transceptor (transpondedor) en el objeto o punto predeterminado, que responde a las señales del radar (interrogador). Tal sistema permite no solo detectar y determinar las coordenadas del objeto, sino también identificar el objeto.
Dependiendo de la estructura de las señales de radar de sondeo, se distinguen dos métodos de detección de radar: método de radiación continua de oscilaciones y pulsada.
MÉTODO DE RADIOLOCALIZACIÓN PULSADA
En el corazón del tipo de radar más común, el radar con radiación de sondeo, se encuentra el fenómeno de la reflexión de las ondas de radio. El radar de pulso emite periódicamente pulsos a corto plazo de oscilaciones de microondas (SHF), y en el intervalo entre pulsos enviados (sondeo) recibe señales de pulso reflejadas por objetos. La señal de impulso reflejada de cada objeto va a la zaga de la señal de sondeo durante un tiempo.
t D \u003d 2D / s, donde
D– distancia al objeto;
desde es la velocidad de propagación de las ondas de radio.
Este intervalo de tiempo determina la distancia o rango
D = ct D /2,
y con la ayuda de una antena de radar altamente direccional, la dirección (ángulo de rumbo o rumbo) hacia el objeto detectado (objetivo).
Cuando se detectan varios objetos simultáneamente, los ecos recibidos se desplazarán en el tiempo dependiendo de la distancia a estos objetos. La característica destacada del modo de operación de pulso del radar hace que sea bastante fácil observar simultáneamente muchos objetos ubicados dentro del alcance del radar.
Las ventajas del radar pulsado también incluyen la relativa facilidad de usar la misma antena para transmitir y recibir señales de radar.
Las desventajas de los radares de pulsos son la necesidad de utilizar grandes picos de potencia; la complejidad de determinar la velocidad de movimiento de los objetos; la imposibilidad de medir distancias muy pequeñas y el rango mínimo relativamente grande de detección del radar, en función de la duración de los pulsos, cuyo valor mínimo está limitado por la amplitud del espectro de frecuencias y el tiempo de transitorios en el equipo.
A pesar de las deficiencias señaladas, las ventajas del método de radar pulsado, que aseguran el funcionamiento del radar en el modo de vista panorámica, son decisivas para los radares de navegación de barcos.
El radar de pulso contiene los siguientes elementos principales que se muestran en el diagrama de bloques (Fig. 2.3):
sincronizador, que genera una secuencia de pulsos de video continuos para controlar (sincronizar) el funcionamiento del transmisor, receptor e indicador;
transmisor, compuesto por un modulador y un generador de frecuencia de microondas (SHHF), que, bajo la acción de pulsos de sincronización, genera potentes pulsos de radio de microondas de corta duración;
dispositivo alimentador de antena que contiene una antena altamente direccional y una línea de guía de ondas que conecta la antena al transceptor;
interruptor de antena, cambiando la antena de transmisión a recepción y viceversa, bloqueando el receptor durante la emisión de un pulso de prueba y bloqueando los circuitos de salida del transmisor cuando recibe señales reflejadas;
receptor, amplificar las señales reflejadas recibidas y convertirlas en pulsos de video que ingresan al indicador;
indicador, convertir el voltaje de las señales reflejadas recibidas en una imagen visible (marca) en la pantalla CRT y dar las coordenadas del objeto (objetivo);
unidad de comunicación de datos(BPD) de la posición angular de la antena para comunicación con el indicador.
El funcionamiento de un radar de pulso se ilustra mediante los diagramas de tiempo que se muestran en la fig. 2.4. pulsos de disparo 1 sincronizador con un período de seguimiento o repetición T y llegan simultáneamente (o con un retraso constante) al modulador e indicador del transmisor. El modulador de pulsos del transmisor genera pulsos de video modulantes 2 duración τ y, actuando sobre el GSVCH, que genera pulsos de radio 3 , con una duración aproximadamente igual a la duración de los pulsos moduladores. Los pulsos de radio GSVCH a través del interruptor de la antena ingresan a la antena y se emiten, realizando la función de señales de sondeo. Después de un intervalo de tiempo tD las señales reflejadas aparecen en la entrada del receptor 4 , que son amplificados y detectados por el receptor. Como resultado de la detección, se generan pulsos de video en la salida del receptor. 5 , mezclados con ruido (interferencia), que se alimentan al electrodo de control del indicador CRT, creando una marca de amplitud o brillo en la pantalla, según el método de modulación del haz de electrones CRT.
D = ct D /2,
Encendido simultáneamente con el transmisor, el indicador genera un pulso 6 Tensión de la base de tiempo del TRC con una duración de carrera hacia adelante igual a t=2Dmáx/s, donde Dmáx– rango máximo en la escala del indicador. La base de tiempo proporciona una lectura de rango, y los datos de la posición angular de la antena que llegan al indicador a través de la unidad BPD brindan una lectura del acimut del objeto detectado (objetivo).
En la actualidad, en algunas muestras de radares modernos, el pulso enviado por la estación es una señal codificada según un algoritmo muy complejo, que permite obtener datos de mayor precisión y una serie de información adicional sobre el objetivo observado.
DETERMINACIÓN DE COORDENADAS ANGULARES
Coordenadas angulares, es decir Las direcciones hacia el objeto que se va a detectar se determinan mediante el método de radiogoniometría utilizando una antena direccional. Dependiendo del sistema de antena de radar, los métodos para determinar las coordenadas angulares pueden ser amplitud Y fase. Los métodos de amplitud que utilizan las propiedades direccionales de una antena se basan en una comparación de las amplitudes de las señales reflejadas por los objetos y recibidas por diferentes antenas receptoras.
En la práctica, los siguientes métodos de amplitud se utilizan en los sistemas de radar a bordo de barcos: máxima, comparación o señal igual.
Al determinar la dirección (búsqueda de dirección) utilizando el método máximo, la antena gira suavemente y, en el momento en que el objeto está dentro del patrón de radiación de la antena, las señales reflejadas se recibirán en la entrada del receptor (Fig. 2.5). Si el objeto es un punto, es decir, su dimensiones angulares menos que el ancho del patrón de la antena, y la señal no fluctúa, entonces la amplitud de la señal cambia de acuerdo con la ley de cambio en la forma del patrón de la antena.
Cuando el eje del patrón de la antena coincide con la dirección hacia el objeto, el voltaje en la entrada del receptor es máximo y el indicador de giro de la antena leerá el ángulo de rumbo o rumbo hacia el objeto.
La ventaja del método máximo es
su sencillez técnica y la posibilidad de obtener el mayor valor de la relación señal/ruido, ya que en el momento de determinar la coordenada angular, las señales reflejadas recibidas han la mayor amplitud, lo que aumenta el rango de detección del radar.
Además, la presencia de una señal reflejada en el momento de encontrar la dirección le permite observar el objeto en la pantalla del indicador y medir sus coordenadas. Debido a estas características, el método máximo se usa ampliamente en los sistemas de radar que funcionan en el modo de vista panorámica, por ejemplo, las estaciones de radar de navegación de barcos.
La principal desventaja de este método es la precisión relativamente baja de determinar la coordenada angular debido al hecho de que cerca del máximo del patrón de antena, la intensidad de las señales reflejadas recibidas cambia muy poco.
El parámetro principal del sistema goniométrico de antena es su característica de búsqueda de dirección, que es la dependencia del voltaje de entrada del receptor de la dirección de las señales entrantes reflejadas U en (a). La precisión de la medición de la dirección está determinada por la pendiente de la característica de radiogoniometría o la sensibilidad de la radiogoniometría, que es la derivada de la característica de radiogoniometría en = 0:
Conociendo el valor mínimo del cambio en el voltaje de entrada, que puede ser reemplazado por la búsqueda de dirección por el método máximo, es posible determinar el error angular, que será igual a
En consecuencia, con una disminución en el valor de y un aumento en la pendiente de la característica de radiogoniometría, aumenta la precisión de la lectura de las coordenadas angulares. Sin embargo, debido al hecho de que la sensibilidad de DF es muy baja con el método de DF máximo, los errores de DF del método de DF máximo serán iguales a 
, donde es el ancho del patrón de antena en puntos de media potencia, que corresponde a un nivel de 0,7 del patrón en términos de intensidad de campo.
Para mejorar la precisión de la radiogoniometría, es necesario utilizar antenas altamente direccionales con un patrón de radiación más estrecho. Esto se logra utilizando longitudes de onda más cortas y aumentando el tamaño de la antena.
Para un radar con una sola antena que transmite y recibe señales reflejadas, el patrón de antena se usa dos veces en la formación de la envolvente: al transmitir y al recibir señales. Por tanto, el diagrama resultante es igual al producto de los diagramas de las antenas transmisora y receptora.
ESTUDIO RADAR ESPACIAL
Para detectar un objeto, la antena del radar debe irradiar periódicamente todos los puntos de la zona a controlar, es decir, inspeccionar el espacio dado. Distinguir serie, paralelo Y mezclado tipos de revisión.
Con un levantamiento secuencial, el haz de la antena del radar se mueve dentro de una zona dada, repitiendo periódicamente una trayectoria dada. Hora obz necesario para mover el haz una vez por todo el campo de visión se llama período de revisión.
El tipo más común de revisión secuencial es vista lineal circular (o sector), ampliamente utilizado en los radares de navegación de barcos para detectar y determinar las coordenadas de objetos en la superficie y en el suelo (Fig. 2.6.). En este caso, el haz de la antena se mueve a una velocidad uniforme en plano horizontal, haciendo un movimiento circular o (con una revisión del sector) un movimiento circular alternativo.
La velocidad de rotación de la antena se elige de modo que el período obz revisión fue menor. Esto mejora la precisión de las coordenadas de medición y reduce los saltos en la marca de las señales reflejadas de un objeto en movimiento, reproducidas en la pantalla del indicador.
Sin embargo, la disminución obz reduce la acumulación de energía de las señales reflejadas y, por lo tanto, empeora las condiciones para observar las señales en la pantalla del indicador en presencia de interferencias.
Hora región t La irradiación de un objeto puntual depende del ángulo de directividad de la antena en el plano horizontal y de la velocidad angular de la vista:
donde a g es el ángulo de directividad de la antena en el plano horizontal, grados;
es la velocidad angular de la vista, grados/seg.
Entre la velocidad angular y la frecuencia de rotación de la antena norte en revoluciones por minuto, se da la siguiente relación: . Entonces el tiempo de exposición
Dado el tiempo de exposición y el ancho del patrón de la antena, puede encontrar la velocidad angular límite de la encuesta 
, y la frecuencia máxima de rotación de la antena 
.
Por lo tanto, el valor mínimo del período de revisión circular es igual a .
El tiempo de exposición se selecciona en función del período T y repetición de pulso y un número mínimo dado Nmin pulsos reflejados en un paquete, necesarios para la fijación segura de un objeto en la pantalla del indicador,
Cabe señalar que al detectar y determinar las coordenadas de objetos aéreos, además del alcance y el azimut, también es necesario determinar el ángulo de elevación (o altura). En este caso se utilizan métodos de levantamiento espacial más complejos: helicoidal, zigzag o televisión, espiral, cónico, que pertenecen al tipo de levantamiento secuencial.
MÉTODO DE EMISIÓN CONTINUA
El método de emisión continua de oscilaciones en la detección de objetos por radar se basa en efecto Doppler, en el que la frecuencia de la señal que llega al dispositivo receptor varía según la velocidad relativa de movimiento entre el transmisor y el receptor. Como resultado del efecto Doppler, la frecuencia recibida es mayor a medida que disminuye la distancia entre el transmisor y el receptor, y menor a medida que aumenta la distancia. Si no hay movimiento relativo, entonces la frecuencia recibida coincide exactamente con la frecuencia transmitida.
El radar Doppler de onda continua es el más simple de todos. Contiene un generador de oscilaciones de alta frecuencia (HHF), antenas A que transmiten y reciben A pr, un mezclador y un amplificador de baja frecuencia (ULF). Dependiendo del propósito del radar, se encienden auriculares o un medidor de frecuencia en su salida (Fig. 2.7).
Figura 2.7. esquema estructural radar doppler
El radar Doppler no detecta objetos estacionarios. La señal reflejada por ellos tiene la misma frecuencia que la emitida. Pero si el objeto detectado se acerca o se aleja del localizador, la frecuencia de la señal reflejada cambia debido al efecto Doppler.
Dos señales ingresan a la antena receptora: transmisión directa (desde la antena emisora) y reflejada desde el objetivo. En el mezclador se comparan formando una diferencia de frecuencia de batido exactamente igual a la del Doppler.
F D \u003d 2f 0 V p / c \u003d 2V p / l, donde
F 0- frecuencia de la señal emitida; vicepresidente- velocidad radial del objetivo;
C- la velocidad de las ondas de radio, igual a la velocidad de la luz.
En presencia de un dispositivo de desacoplamiento, la radiación y recepción de señales en el radar Doppler se realiza en una antena (ver subsección 11.1, Fig. 11.4).
Es imposible determinar el rango con un localizador Doppler, pero si la frecuencia de las oscilaciones emitidas cambia dentro de ciertos límites, es decir, poner en generador modulación de frecuencia, entonces es posible medir la distancia.
Deje que la frecuencia del transmisor cambie de acuerdo con la ley del diente de sierra. La frecuencia de la señal reflejada también cambiará, pero con un retraso durante algún tiempo. t, el tiempo de propagación de las ondas al objetivo y viceversa. Si la frecuencia del transmisor, en algún punto t1 es igual a f1, entonces la señal reflejada regresa con la misma frecuencia. Pero la frecuencia del transmisor al tiempo t1+t tendrá tiempo de cambiar al valor f1 +Df, y en el receptor se destacará una señal de pulsación con una frecuencia Df (Fig. 2.8).
Arroz. 2.8. Cambiar la frecuencia de la señal del transmisor y la señal reflejada
con modulación de frecuencia de oscilaciones radiadas
Esta frecuencia es mayor cuanto mayor es la distancia al objetivo. Los localizadores modulados en frecuencia han encontrado su aplicación en la aviación, en barcos, así como para realizar la operación de acoplamiento de naves espaciales en órbita, proporcionando una precisión muy alta en la determinación de la distancia.
En navegación, los radares Doppler se utilizan para medir la velocidad de atraque de las embarcaciones marítimas de gran capacidad cuando están amarradas al puesto de atraque, debido a que muchos de los atraques existentes no pueden soportar el contacto con ellos de un buque con un desplazamiento de 150- 200 mil toneladas, si su velocidad supera los 3-5 m/min.
1. Información general sobre los sistemas de radar
2. Clasificación de los sistemas de radar
3. Señales y blancos en el radar
4. Métodos para medir las coordenadas del objetivo
5. Seguimiento de estaciones de radar
6. Detector de fase
7. Mezclador
8. Características del desarrollo y ejemplos de radares modernos.
Bibliografía
1. Información general sobre los sistemas de radar
Propósito y alcance.
El radar es un conjunto de métodos y medios técnicos diseñados para detectar varios objetos en el espacio, medir sus coordenadas y parámetros de movimiento al recibir y analizar las ondas electromagnéticas emitidas o re-irradiadas por los objetos.
El radar como dirección científica y técnica en ingeniería de radio se originó en los años 30. Los logros en la tecnología de la aviación han requerido el desarrollo de nuevos medios para detectar aeronaves con alto rendimiento (alcance, precisión). Los sistemas de radar resultaron ser tales medios.
Los científicos e ingenieros soviéticos P. K. Oshchepkov, M. M. Lobanov, Yu. K. Korovin y B. K. Shembel hicieron una contribución sobresaliente al desarrollo del radar. En la Unión Soviética, los primeros experimentos exitosos en la detección de aeronaves utilizando dispositivos de radar se llevaron a cabo ya en 1934/36. En 1939, los primeros radares domésticos en serie entraron en servicio con las fuerzas de defensa aérea. Un paso significativo en el desarrollo del radar fue la creación en 1940/41. bajo la dirección del radar de pulso Yu.B. Kobzarev. Actualmente, el radar es una de las áreas más progresistas de la ingeniería de radio.
La obtención de información en radar está asociada a la observación de una determinada zona del espacio. Los medios técnicos por los que se lleva a cabo la vigilancia radar se denominan estaciones radar (RLS) o radares; y los objetos observados son objetivos de radar. Los objetivos típicos son aviones, misiles, barcos, estructuras de ingeniería terrestre, etc.
En el radar, la distancia medida con mayor frecuencia entre el objetivo y el radar, las coordenadas angulares (acimut, elevación) y la componente radial de la velocidad relativa al radar. (El acimut es el ángulo entre la dirección al objetivo y la dirección norte, medido en el plano horizontal. El ángulo de elevación se mide entre el vector de rango oblicuo y su proyección en el plano horizontal). En algunos casos, la tarea de vigilancia por radar también incluye la identificación (reconocimiento) de objetivos.
El concepto de "sistema de radar" incluye el radar y otros medios técnicos relacionados, los operadores, los objetivos observados y el espacio en el que se lleva a cabo la observación.
Los sistemas de radar son casi siempre parte de supersistemas más complejos. Estos supersistemas son de gran importancia militar y económica nacional y encuentran diversas aplicaciones: para el control del tráfico aéreo, en la navegación de aeronaves y barcos, en la investigación geofísica y astrofísica, etc.
Los sistemas de radar constituyen la parte de información de tales supersistemas y funcionan conjuntamente y en conexión mutua con otros subsistemas del supersistema (radionavegación, radiocontrol, transmisión de información).
Métodos de radar.
El portador de información en el radar es una señal de radar, una onda electromagnética emitida por el objetivo. Esta radiación puede ser de diversa naturaleza; radiación secundaria (reflexión), o radiación propia de las ondas de radio. Dependiendo del método de formación de la señal de radar, se distinguen los métodos de radar activo, activo con una "respuesta" activa y pasivo.
En el radar activo, el transmisor del radar emite una potente señal de sondeo en la dirección del objetivo. Cuando se irradia un objetivo con una onda electromagnética, parte de la energía de la onda se absorbe y el resto se refleja. El receptor de radar capta una señal reflejada débil. La detección de una señal reflejada indica la presencia de un objetivo. El análisis de la señal recibida y su comparación con la emitida permite obtener información sobre la posición espacial y el movimiento del objetivo con respecto al radar.
En el radar activo con una respuesta activa, la señal del radar se crea mediante la reemisión de la señal de sondeo por un transpondedor especial montado en el objetivo. Los sistemas que utilizan este método se utilizan para observar aeronaves, astronave tener un repetidor de señal a bordo.
Los sistemas de radar activo se pueden combinar y separar. En el primer caso, las partes receptora y transmisora del radar se combinan en un solo dispositivo; en el segundo, los dispositivos de recepción y transmisión se colocan en diferentes puntos del espacio, a una distancia entre sí.
En el radar pasivo, las señales espontáneas se utilizan como señales. radiación electromagnética fines: emisión de radio térmica propia de cuerpos físicos o radiación de dispositivos de ingeniería de radio instalados en el objetivo. Un radar pasivo tiene solo un dispositivo receptor, que se utiliza para detectar objetivos y medir sus coordenadas angulares.
Sobre el etapa actual desarrollo de la tecnología, a menudo resulta difícil construir radares pasivos con alta especificaciones técnicas mediante emisión de radio térmica debido a su baja intensidad. Por lo tanto, dichos radares han encontrado un uso limitado. De gran importancia son los radares pasivos especiales destinados al reconocimiento por radio.
2. Clasificación de los sistemas de radar
La clasificación de los sistemas de radar se puede basar en varias características. Para los sistemas de radar que extraen, procesan y acumulan información sobre objetivos de radar, las características más importantes son las características de la información, a saber: el propósito y la naturaleza de la información recibida. Sin embargo, en la práctica, tal clasificación es a menudo insuficiente. Por lo tanto, se introduce una clasificación adicional según el método de generación y procesamiento de señales, según la ubicación (objeto) del equipo, según el rango de ondas de radio utilizadas.
Un elemento de un sistema de radar que determina su propósito, propiedades básicas, capacidades uso práctico, son radares. Según el propósito y la naturaleza de la información recibida, se pueden distinguir tres clases de radar.
1. Radar tipo vigilancia. El propósito de estos radares es buscar, detectar objetivos y medir de forma relativamente aproximada sus coordenadas. Dichos radares brindan información sobre muchos objetivos al mismo tiempo. contraste estos radares: funcionan en el modo de revisión periódica de una determinada zona del espacio. Los radares de vigilancia se utilizan para monitorear el espacio aéreo, la tierra o la superficie del agua.
2. Radar de seguimiento. El propósito de dichos radares es medir con precisión y proporcionar continuamente información sobre los valores de las coordenadas del objetivo. Los radares de seguimiento rastrean uno o más objetivos. En particular, los radares de rastreo se utilizan para controlar armas y rastrear aeronaves en los sistemas ATC.
3. Medidores especializados y radares de corto alcance. Este tipo incluye dispositivos que realizan alguna tarea en particular. Como regla general, tales dispositivos miden un parámetro de la posición o el movimiento del objetivo (objeto) y funcionan en un objetivo conocido. Previa cita, los dispositivos en consideración tienen una amplia variedad. Como ejemplo, señalemos los radares utilizados como medidores de navegación: un radioaltímetro de aeronave, un medidor Doppler para el vector de velocidad de la aeronave.
También existen radares combinados y multifuncionales. El sistema combinado combina vigilancia y radar de seguimiento. Los más avanzados son los radares multifuncionales. Dichos radares pueden inspeccionar el espacio y rastrear objetivos simultáneamente.
El circuito y la construcción técnica y el diseño del radar dependen en gran medida del lugar (objeto) de colocación, del método de generación y procesamiento de señales. Según el lugar de instalación, los radares se dividen en terrestres (estacionarios y móviles) y aerotransportados: aeronave, espacio, barco.
Según el método de generación y procesamiento de señales, los radares son pulsados y con radiación continua, coherente e incoherente, monocanal y multicanal.
Las características y parámetros de los sistemas de radar generalmente se dividen en tácticos y técnicos. Los primeros de ellos determinan las posibilidades de uso práctico del sistema.
Enumeramos las principales características y parámetros tácticos.
1. Área de acción ( zona de trabajo) - el área del espacio en la que el radar realiza sus funciones, determinada por su propósito.
2. Coordenadas medidas y precisión de su medición. Las coordenadas medidas están determinadas por el propósito del radar. Hay radares de una, dos y tres coordenadas. La medición de coordenadas va acompañada de errores que limitan la posibilidad de uso táctico del radar. Un aumento excesivo de la precisión conduce a una complicación del diseño ya un aumento injustificado del coste del sistema.
3. La resolución del radar caracteriza la posibilidad de observación separada de objetivos y medición de sus parámetros con una pequeña diferencia en estos parámetros. Distingue la resolución en rango, en dirección y en velocidad. Los objetivos que no se resuelven ni en distancia, ni en dirección, ni en velocidad, son percibidos por el radar como un solo objetivo. En muchos casos de uso táctico del radar, la resolución es una característica de suma importancia, que determina la posibilidad misma del uso práctico del radar.
4. La inmunidad a las interferencias se caracteriza por la capacidad del radar para realizar sus funciones bajo la influencia de varios tipos de interferencias, naturales y organizadas.
5. Banda ancha está determinado por la densidad de un flujo aleatorio de objetivos, cuya información es procesada por el radar y emitida con una precisión determinada.
6. Tiempo de despliegue (puesta en condiciones de trabajo). Este parámetro caracteriza la posibilidad de utilizar radar en en un entorno que cambia rápidamente.
Radar (diapositiva 3 ) es un campo de la ingeniería de radio, cuya tarea es detectar y reconocer varios objetos en el espacio y determinar sus coordenadas y parámetros de movimiento utilizando ondas de radio.
objetivo de radar - un objeto de radar, es decir, un objeto material, cuya información es de interés práctico.
Los objetivos de radar pueden ser:
aerodinámica (aviones, helicópteros, cohetes, globos aerostáticos, globos aerostáticos);
balístico o espacial (satélites, ojivas de misiles balísticos, naves espaciales);
suelo y superficie (tanques, barcos).
Información de radar (RI) (diapositiva 4 ) - un conjunto de información sobre los objetivos recibidos por medio de radar.
Estación de radar (RLS) – un conjunto de medios técnicos utilizados para obtener información de radar.
Los radares individuales tienen capacidades limitadas en cuanto a una serie de indicadores básicos de la información que proporcionan (el tamaño del área de visualización, la composición y precisión de la información). Para cumplir plenamente con los requisitos de calidad del soporte de radar, es recomendable combinar técnica o tácticamente varias estaciones de radar en sistemas de radar.
Complejo de radar (RLK) - un conjunto de medios técnicos relacionados funcionalmente, dispositivos, estaciones individuales que proporcionan un conjunto completo de información de radar de una calidad determinada.
Segunda pregunta de estudio.
Breve historia del desarrollo.
Una de las tareas más importantes del radar es su aplicación en equipamiento militar para detectar aeronaves, misiles balísticos, objetos espaciales enemigos, así como objetos móviles terrestres.
El radar es una excelente herramienta para estudiar la atmósfera terrestre y la ionosfera, así como para estudiar meteoros. Se ha convertido en un asistente indispensable para los meteorólogos en la determinación de la velocidad y la dirección de las corrientes de aire a varias altitudes, así como en la observación de nubes, tormentas eléctricas y tifones.
El radar se usa ampliamente para observaciones astronómicas de cuerpos espaciales vecinos en el sistema solar: la Luna, el Sol, Venus, Marte y Júpiter; en glaciología al determinar el espesor del hielo, por ejemplo, cuando se mueven los rompehielos; en geología, geofísica en la determinación de heterogeneidades subterráneas de minerales, en vivienda y servicios comunales para la determinación de utilidades subterráneas, etc.
El comienzo del desarrollo del radar se remonta a los años 30 del siglo pasado, pero solo se usó ampliamente durante los años de la Gran guerra patriótica. El fenómeno del reflejo de las ondas de radio de los obstáculos fue descubierto por A.S. Popov en 1897. Durante los experimentos sobre comunicación por radio entre barcos Popov A.S. descubrió una falla de comunicación cuando un tercero pasó entre estos barcos, desde el cual se reflejaron las ondas de radio. AS Popov señaló que este fenómeno se puede utilizar para determinar la ubicación de objetos, radionavegación y radiogoniometría.
Sin embargo, el estado de la ingeniería de radio de esa época no permitía utilizar este fenómeno con fines prácticos. La complejidad de la tecnología de radar requirió un desarrollo preliminar integral y profundo de numerosos problemas científicos y técnicos de la ingeniería de radio y, en primer lugar, la solución de los siguientes problemas:
Emisión y recepción direccional de ondas de radio.
Creación de instrumentos para medir el tiempo de paso de las ondas de radio.
Obteniendo potentes vibraciones en la gama VHF.
El desarrollo de la tecnología de radar solo fue posible sobre la base del conocimiento teórico y experimental acumulado durante cuatro décadas, desde el descubrimiento de A.S. Popov, en radiofísica, ingeniería de radio, electrónica y automatización.
El trabajo sobre la creación de estaciones de radar de onda continua comenzó en la URSS en 1933 bajo el liderazgo de Yu.K. Korovin, P.K. Oshchepkov, B.K. Shembel y otros, y en 1939, este radar, llamado "RUS-1" (radar de aeronave detector), fue adoptado por las unidades de defensa aérea VNOS. Hizo posible advertir a las tropas sobre la aparición de aviones en la sección de 80-100 km del frente.
Desde 1934, el trabajo sobre la creación de radares de pulso se ha desarrollado ampliamente en la URSS. Los científicos Yu.B.Kobzarev, P.A.Pogorelko y N.Ya.Chergntsov en 1935 desarrollaron un radar de pulso con un indicador de haz de electrones y recibieron el Premio Estatal "por la invención de un dispositivo para detectar aeronaves".
En 1939 se probó el radar Redut y en 1941 se puso en servicio el Redut, bajo el nombre RUS-2 (versión automóvil) y Pegmatit P-1 (versión estacionaria). Esta estación de detección tenía un alcance de 100-120 km a una altitud de vuelo objetivo de 7000 m.
Estos y otros trabajos permitieron crear modelos industriales de radares que se utilizaron con éxito durante la Gran Guerra Patriótica.
Para un maestro A mediados de 1941, se desplegaron 25-30 radares RUS-2 y 45 complejos RUS-1 en las tropas en las zonas de defensa aérea de Moscú y el norte en Transcaucasus y el Lejano Oriente.
Durante los años difíciles de la guerra, los científicos e ingenieros de diseño soviéticos desarrollaron y lanzaron la producción en serie de radares para diversos fines tácticos, lo que permitió aumentar significativamente las capacidades de combate de las tropas (radar P-2, P-2M, P -3, P-3A, etc.).
Después de la guerra, el desarrollo del radar no solo no se detuvo, sino que continuó a gran escala. Esto se explica por el hecho de que el radar resultó ser un arma formidable y encontró una amplia aplicación en otras ramas militares y en la economía nacional.
El aumento de la velocidad, la altitud y el alcance de vuelo de las aeronaves modernas planteó la cuestión de crear una estación de radar de largo alcance (cientos de miles de kilómetros), combinar estas estaciones en un complejo de dispositivos que funcionan conjuntamente y conectar este complejo con dispositivos de alta velocidad. acelerar los sistemas de procesamiento de datos (computadoras) y el control automático de los medios defensivos antiaéreos para proteger las fronteras estatales y las importantes instalaciones industriales y militares.
Actualmente, el desarrollo de la tecnología radar se lleva a cabo en las siguientes áreas:
aumentar el alcance del radar;
mejorar la calidad de la información sobre los objetos observados;
aumento de la inmunidad al ruido, la fiabilidad y la capacidad de supervivencia;
automatización de procesos de control, procesamiento y transmisión de información radar.
Esta es una breve historia del desarrollo del radar en la URSS.
Tercera pregunta de estudio.
Principios básicos del radar.
La tarea principal del radar es detectar un avión y determinar su ubicación.
La ubicación de la aeronave en relación con el radar está determinada por tres coordenadas espaciales (Fig. 1.1, diapositiva 5 ):
- distancia oblicua D– distancia del radar al objeto en línea recta;
- acimut es el ángulo en el plano horizontal entre la dirección del norte verdadero y la proyección del rango inclinado;
- Ángulo de elevación es el ángulo en el plano vertical entre la línea recta que conecta el sitio del radar y el objetivo (C) y la proyección de esta línea recta en el plano horizontal.
A menudo, la tercera coordenada en lugar de la elevación sirve como la altura objetivo (H), determinada por la relación
alto = fondopecado
La solución de la tarea principal del radar se basa en el uso de tres principios de radar. (diapositiva 6 )
El primer principio del radar. radica en el hecho de que las ondas electromagnéticas pueden reflejarse a partir de las faltas de homogeneidad que se encuentran en el camino de su propagación ("radiación secundaria").
El segundo principio del radar. radica en el hecho de que las ondas electromagnéticas que utilizan antenas de radar se pueden concentrar en un haz estrecho.
El tercer principio del radar. es que las ondas electromagnéticas se propagan en el espacio en línea recta y con velocidad constante ( desde= 3 10 8 m/s).