Радиолокационные станции: история и основные принципы работы

Алан-э-Дейл       05.11.2022 г.

Литература

  • Поляков В. Т. Посвящение в радиоэлектронику. — М.: Радио и связь, 1988. — 352 с. — (МРБ. Выпуск 1123). — 900 000 экз. — ISBN 5-256-00077-2.
  • Леонов А. И. Радиолокация в противоракетной обороне. — М.: Воениздат, 1967. — 136 с. — (Радиолокационная техника).
  • Радиолокационные станции бокового обзора / Под редакцией А. П. Реутова. — М.: Советское радио, 1970. — 360 с. — 6700 экз.
  • Радиолокационные станции воздушной разведки / Под редакцией Г. С. Кондратенкова. — М.: Воениздат, 1983. — 152 с. — 18 000 экз. — ISBN 200001705124.
  • Мищенко Ю. А. Загоризонтная радиолокация. — М.: Воениздат, 1972. — 96 с. — (Радиолокационная техника).
  • Бартон Д. Радиолокационные системы / Сокращённый перевод с английского под редакцией К. Н. Трофимова. — М.: Воениздат, 1967. — 480 с.
  • Шембель Б. К. У истоков радиолокации в СССР. — М.: Советское радио, 1977. — 80 с.
  • Водопьянов Ф. А. . Радиолокация. — М., 1946.
  • Рыжов К. В. 100 великих изобретений. — М.: Вече, 2009. — 480 с. — (100 великих). — ISBN 5-7838-0528-9.
  • Bowen, Edward George. Radar Days. — CRC Press, 1998. — ISBN 9780750305860.
  • Центральная радиолаборатория в Ленинграде // Под ред. И. В. Бренёва. — М.: Советское радио, 1973.
  • Военно-исторический музей артиллерии, инженерных войск и войск связи. Коллекция документов генерал-лейтенанта М. М. Лобанова по истории развития радиолокационной техники. Ф. 52Р оп. № 13
  • Лобанов М. М. Из прошлого радиолокации: Краткий очерк. — М.: Воениздат, 1969. — 212 с. — 6500 экз.
  • Лобанов М. М. Мы —— военные инженеры. — М.: Воениздат, 1977. — 223 с.
  • Лобанов М. М. Глава седьмая. О Совете по радиолокации при Государственном комитете обороны // Начало советской радиолокации. — М.: Советское радио, 1975. — 288 с.

Как работает радиолокатор

Определение местонахождения чего-либо называют локацией. Для этого в технике применяют устройство, называемое локатором. Локатор излучает какой-либо вид энергии, например, звук или оптический сигнал, в сторону предполагаемого объекта, а затем принимает отражённый от него сигнал. Радиолокатор использует для этой цели радиоволны.

На самом деле радиолокатор, или радиолокационная станция (РЛС), — сложная система. Конструкции различных радиолокаторов могут различаться, но принцип их работы одинаков. Радиопередатчик посылает в пространство радиоволны. Достигнув цели, они отражаются от неё, как от зеркала, и возвращаются назад. Такая радиолокация называется активной.

Основные узлы радиолокатора (РЛС) – передатчик, антенна, антенный переключатель, приёмник, индикатор.

По способу излучения радиоволн РЛС делятся на импульсные и непрерывного действия.

Как работает импульсная радиолокационная станция?

Передатчик радиоволн включается на короткое время, поэтому радиоволны излучаются импульсами. Они поступают в антенну, которая располагается в фокусе зеркала параболоидной формы. Это нужно для того, чтобы радиоволны распространялись в определённом направлении. Работа радиолокатора похожа на работу светового прожектора, лучи которого подобным образом направляются в небо и, освещая его, ищут нужный объект. Но работа прожектора этим и ограничивается. А радиолокатор не только посылает радиоволны, но и принимает сигнал, отражённый от найденного объекта (радиоэхо). Эту функцию выполняет приёмник.

Антенна импульсного радиолокатора работает то на передачу, то на приём. Для этого в ней есть переключатель. Как только радиосигнал послан, отключается передатчик и включается приёмник. Наступает пауза, во время которой радиолокатор как бы «слушает» эфир и ждёт радиоэхо. И как только антенна улавливает отражённый сигнал, тут же отключается приёмник и включается передатчик. И так далее. Причём время паузы может во много раз превышать длительность импульса. Таким образом излучаемый и принимаемый сигнал разделяются во времени.

Принятый радиосигнал усиливается и обрабатывается. На индикаторе, который в простейшем случае представляет собой дисплей, отображается обработанная информация, например, размеры объекта или расстояние до него, или сама цель и окружающая её обстановка.

Радиоволны распространяются в пространстве со скоростью света. Поэтому, зная время tот излучения импульса радиосигнала до его возвращения, можно определить расстояние до объекта.

R = t/2,

где с – скорость света.

Радиолокатор непрерывного действия высокочастотные радиоволны излучает непрерывно. Поэтому антенной улавливается также непрерывный отражённый сигнал. В своей работе такие РЛС используют эффект Доплера. Суть этого эффекта в том, что частота сигнала, отражённого от объекта, движущегося по направлению к радиолокатору, выше частоты сигнала, отражённого от объекта, удаляющегося от него, несмотря на то, что частота излучаемого сигнала постоянна. Поэтому такие РЛС используют для определения параметров движущегося объекта. Пример радиолокатора, в основе работы которого лежит эффект Доплера – радар, используемый сотрудниками ГИБДД для определения скорости движущегося автомобиля.

В поисках объекта направленный луч антенны РЛС сканирует пространство, описывая полный круг, либо выбирая определённый сектор. Он может быть направлен по винтовой линии, по спирали. Обзор также может быть коническим или линейным. Всё зависит от задачи, которую он должен выполнить.

Если необходимо постоянно следить за выбранной движущейся целью, антенна радиолокатора всё время направлена на неё и поворачивается вслед за ней с помощью специальных следящих систем.

Физика процесса: эффект Доплера, или «умное эхо»

Как и любое направление развития науки и техники, радиолокация базируется на некоторых физических основах, позволяющих обеспечивать решение стоящих перед ней задач, а именно: обнаруживать различного рода объекты и определять координаты и параметры их движения с помощью радиоволн.

Использование радиоволн, или, другими словами, электромагнитных колебаний (ЭМК), частотный диапазон которых сосредоточен в пределах от 3 кГц до 300 ГГц, определяет основные преимущества радиолокационных систем (РЛС) перед другими системами локации (оптическими, инфракрасными, ультразвуковыми). В первую очередь, это обусловлено тем, что закономерности распространения радиоволн в однородной среде достаточно стабильны как в любое время суток, так и в любое время года и, следовательно, изменение условий оптической видимости, обусловленных появлением дождя, снега, тумана или изменением времени суток, не нарушает работоспособность РЛС.

Основными закономерностями распространения радиоволн, которые позволяют обнаруживать объекты и измерять координаты и параметры их движения, являются следующие:

– постоянство скорости и прямолинейность распространения радиоволн в однородной среде (при проведении инженерных расчетов скорость распространения радиоволн принимают равной 3·10–8 м/с;

– способность радиоволн отражаться от различных областей пространства, электрические или магнитные параметры которых отличаются от аналогичных параметров среды распространения;

– изменение частоты принимаемого сигнала по отношению к частоте излученного сигнала при относительном движении источника излучения и приемника радиолокационного сигнала.

Последнее свойство радиоволн в радиолокации называют эффектом Доплера по имени австрийского ученого Кристиана Андреаса Доплера, который в 1842 году теоретически обосновал зависимость частоты колебаний, воспринимаемых наблюдателем, от скорости и направления движения источника волны и наблюдателя относительно друг друга.

Доплеровский метеорологический радиолокатор

В 1848 году эффект Доплера был уточнен французским физиком Арманом Физо, а в 1900 году – экспериментально проверен русским ученым Аристархом Белопольским на лабораторной установке. В этой связи в научно-технической литературе наименование данного эффекта можно встретить под названием «эффект Доплера – Белопольского».

Для проведения процедуры измерения расстояния до цели РЛС излучает в ее направлении зондирующий сигнал. Данный сигнал доходит до объекта, отражается от него и возвращается обратно к РЛС. Поскольку, как отмечалось ранее, скорость распространения радиосигнала в однородной среде постоянная, то для определения дальности до объекта необходимо зафиксировать момент излучения зондирующего сигнала t и момент приема отраженного сигнала от цели t1. В результате разность (t1 – t) позволяет определить время, в течение которого радиоволна проходит путь от РЛС к цели и обратно, которое равно 2Д, где Д – дальность до объекта (расстояние между РЛС и целью). Разность времен (t1 – t) в радиолокации называют временем запаздывания и обозначают как tд. В результате при известной величине tд можно составить равенство 2Д = Сtд, из которого следует, что дальность до объекта (цели) равна Д = Сtд/2.

Таким образом, подводя итог процедуре измерения дальности до цели, можно констатировать, что для измерения с помощью РЛС расстояния до цели необходимо определить время запаздывания tд, которое при известной скорости распространения радиоволн позволяет определить дальность до нее.

Большой процент объектов радиолокационного наблюдения составляют подвижные или движущиеся цели. К таким целям, например, относятся самолеты, вертолеты, автомобили, люди и т.д. Основным отличительным признаком таких объектов является скорость их движения. Выявить эффект движения цели, как отмечалось ранее, можно, опираясь на эффект Доплера, который позволяет определить радиальную скорость движения цели. То есть частота принимаемых РЛС колебаний от цели, двигающейся ей навстречу, возрастает по сравнению со случаем неподвижной цели и уменьшается при удалении цели от РЛС. Данное изменение частоты принимаемого сигнала называют доплеровским смещением частоты. Величина данного смещения зависит от скорости взаимного движения носителя РЛС и цели. Необходимо заметить, что рассмотренные свойства радиоволн будут проявляться вне зависимости от условий оптической видимости в зоне радиолокационного наблюдения.

Становление радиолокации в Российской Империи и в СССР

В преддверии и во время Первой Мировой войны главные усилия российских радиоинженеров прикладывались к развитию и усовершенствованию радиоразведки за врагом. Для этого проводились определённые мероприятия по сбору сведений о радиосвязи иностранных государств. Ещё в 1914 г. нашим соотечественником, лейтенантом Балтийского флота И.И. Ренгартеном, проводились работы по макетированию радиопеленгатора.

Иван Иванович Ренгартен

В самом начале войны командованием Балтийского флота было принято решение об установке в Кильконде на о. Эзель первого разведывательного радиопеленгатора (РРП). Идею этого РРП предложил И. Ренгартен, им же была разработана и его конструкция. Береговой РРП системы Ренгартена имел антенну зонтичного типа, состоящую из 16 или 32 лучей-радиусов, ориентированных на местности согласно компасным румбам, почему иногда именовался компасной радиостанцией, или радиостанцией компасного типа. Радиопеленгатор в Кильконде начал решать радиоразведывательные задачи.

В СССР идеи радиолокации продвигал с 1932 г. научный сотрудник Ленинградского электрофизического института (ЛЭФИ) П.К. Ощепков, позднее предложивший использовать импульсное излучение. Идея овладела военными, и 16 января 1934 г. в Ленинградском физико-техническом институте (ЛФТИ) под председательством академика А.Ф. Иоффе состоялось совещание, на котором представители ПВО РККА поставили задачу обнаружения самолётов на высотах до 10 и дальности до 50 км в любое время суток и в любых погодных условиях.

Расширение возможностей

Как отмечают аналитики, развитие системы загоризонтной радиолокации — часть усилий радиотехнических войск Воздушно-космических сил России в рамках радиолокационной разведки в целом.

Для наращивания возможностей «по контролю использования воздушного пространства» России были созданы и уже применяются новейшие образцы радиолокационного вооружения, в частности комплекс «Наблюдатель ФСР и КВП», сообщил начальник радиотехнических войск Воздушно-космических сил РФ.

«Комплекс автоматических средств наблюдения и обработки информации о воздушной обстановке «Наблюдатель ФСР и КВП» предназначен для контроля использования воздушного пространства, обеспечения полётов воздушных судов и является первой в истории радиотехнических войск системой, в составе которой работают автоматические радиолокационные модули, не требующие участия операторов», — отметил Андрей Кобан.

  • Российские военнослужащие радиотехнических войск на учениях
  • РИА Новости

По словам генерал-майора, «возможности каждого радиолокационного модуля позволяют в автоматическом режиме вести радиолокационную разведку в радиусе до 450 км».

«В состав радиолокационного комплекса может входить до 20 модулей, что позволяет в автоматическом режиме контролировать полёты авиации над территорией площадью до 300 тыс. кв. км. Применение комплекса «Наблюдатель ФСР и КВП» совместно с системой обработки информации «ВКАО-М» позволяет существенно повысить уровень автоматизации процессов контроля воздушного пространства Российской Федерации», — заявил он, добавив, что такие комплексы уже «развёрнуты в границах Центрального промышленного района страны, где интенсивность воздушного движения наиболее высокая».

Кроме того, Кобан сообщил, что «продолжается работа по усилению контроля воздушного пространства в Арктической зоне и на востоке страны».

«В этом регионе несут боевое дежурство подразделения РТВ, оснащённые современными комплексами средств автоматизации «Фундамент-М» и РЛС дежурного и боевого режима, такими как «Небо-М», «Подлёт», «Каста-2-2», «Сопка» и другие», — отметил генерал-майор.

Ранее Минобороны сообщало, что два радиотехнических полка объединения ВВС и ПВО Центрального военного округа получили в этом году модернизированную подвижную радиолокационную станцию П-18РТ «Терек». Как уточняло оборонное ведомство, РЛС «позволяет в автоматическом режиме обнаруживать цель, отслеживать её координаты, а также пеленговать устройства постановки помех, определять их тактико-технические характеристики и выдавать информацию на командный пункт».

Также по теме


Преграда для невидимок: какими возможностями обладает российская РЛС «Прима»

«Рособоронэкспорт» начал продвижение на внешний рынок высокомобильной радиолокационной станции разведки и целеуказания «Прима». По…

В конце 2019 года в радиотехнические войска объединения ВВС и ПВО Восточного военного округа поступила радиолокационная станция 19Ж6П.

«Эта РЛС предназначена для обнаружения, опознавания и сопровождения воздушных целей, в том числе крылатых ракет, при воздействии активных и пассивных помех, а также отражений от земной поверхности и метеообразований», — говорилось в сообщении Минобороны.

Отмечалось также, что в новой станции была в том числе «увеличена дальность обнаружения воздушных объектов, введены новые режимы работы, выполнена автоматизация процессов сопровождения, инициализации и сопровождения целей».

По словам Ивана Коновалова, для создания эшелонированной системы обороны у России имеются все средства и наработки.

Михаил Ходарёнок, в свою очередь, добавил, что в перспективе всеракурсное радиолокационное поле будет обеспечено именно станциями загоризонтного обнаружения.

«Это существенно увеличит возможности радиотехнических войск, в том числе по ведению радиолокационной разведки», — заключил он.

Использование радиолокационных станций

Первая радиолокационная станция была разработана во время Второй мировой войны. Сегодня на рынке представлены РЛС,

подходящие для использования на всех типах судов, включая и небольшие рыболовецкие, и прогулочные суда. Несмотря на то, что среди владельцев маломерных судов популярностью пользуются и такие судовые устройства, какнавигационные эхолоты иGPS-приемники , радиолокационная станция остается одним из наиболее важных навигационных средств. Именно она способна обеспечить безопасность навигации в полной темноте или в тумане.

Возьмем, например, прокладчик курса. Он может показать только приблизительное местонахождение объекта, в то время как радиолокационная станция точно покажет, где находятся те или иные объекты, в том числе береговая линия, движущиеся суда, маяки и буи. РЛС решит проблему и в случае, когда объекты не нанесены на карту: судоводитель будет предупрежден о возможном препятствии на его пути.

Назначение РЛС

Главная функция любой радиолокационной станции

— предупреждение столкновений. Также она обеспечивает информированность судоводителя о местонахождении судов, берега и других объектов. Среди остальных функций РЛС можно выделить следующие:

  1. Судовождение в любых условиях освещенности В полной темноте и в условиях ограниченной видимости радиолокационная станция может стать «глазами» судоводителя, что позволит ему контролировать движение собственного судна и других судов, а также расположение различных объектов, которые могут встретиться на пути судна.
  2. Анализ движения других судов Функция отображения следов в виде послесвечения позволяет оценить движение всех целей относительно собственного судна. Некоторые современные модели радиолокационных станций также могут отображать истинное движение целей, что еще больше повышает безопасность судоходства. К таким РЛС относится, например,радиолокационная станция Furuno FR-7062 .
  3. Ведение судна в определенное судоводителем место Владельцы небольших судов (рыболовных и прогулочных) используют радиолокационные станции также для того, чтобы добраться в определенные районы, например, к излюбленному месту рыбной ловли. Напоминающее карту изображение на экране РЛС позволяет идти непосредственно к выбранной путевой точке и дополняет изображения прокладчика курса.
  4. Прием сигналов радиолокационного маяка Радиолокационная станция может принимать импульсные сигналы от радиолокационного маяка для определения местоположения своего судна.

Радиолокация

Подробности
Просмотров: 342

«Физика — 11 класс»

Обнаружение и точное определение местонахождения объектов с помощью радиоволн называют радиолокацией.

Радиолокационная установка — радиолокатор (или радар) — состоит из передающей и приемной частей.
В радиолокации используют электрические колебания сверхвысокой частоты (108 — 1011 Гц).
Мощный генератор СВЧ связан с антенной, которая излучает остронаправленную волну.

В радиолокаторах, работающих на длинах волн порядка 10 см и меньше, такая волна создается антеннами в виде параболических зеркал.
Для волн метрового диапазона антенны имеют вид сложных систем вибраторов.
При этом острая направленность излучения получается вследствие сложения волн.
Антенна устроена так, что волны, посланные каждым из вибраторов, при сложении взаимно усиливают друг друга лишь в заданном направлении.
В остальных направлениях происходит полное или частичное их взаимное гашение.

Отраженная волна улавливается либо той же излучающей антенной, либо другой приемной антенной, тоже остронаправленной.
Строгая направленность излучения позволяет говорить о луче радиолокатора.
Направление на объект и определяется как направление луча в момент приема отраженного сигнала.

Для определения расстояния до цели применяют импульсный режим излучения.
Передатчик излучает волны кратковременными импульсами.
Длительность каждого импульса составляет миллионные доли секунды, а промежуток между импульсами примерно в 1000 раз больше.
Во время пауз принимаются отраженные волны.

Определение расстояния R проводится путем измерения общего времени t прохождения радиоволн до цели и обратно.
Так как скорость радиоволн с = 3 • 108 м/с в атмосфере практически постоянна на всем пути луча, то

Вследствие рассеяния радиоволн до приемника доходит лишь ничтожная часть той энергии, которую излучает передатчик.
Потому приемники радиолокаторов усиливают принятый сигнал в миллионы миллионов раз (1012).
Такой чувствительный приемник, разумеется, должен быть отключен на время посылки импульса передатчиком.

Для фиксации посланного и отраженного сигналов используют электронно-лучевую трубку.
В момент посылки импульса светлая точка, равномерно движущаяся по экрану электронно-лучевой трубки, отклоняется.
На экране появляется всплеск около нулевой отметки шкалы дальности.
Светящееся пятнышко на экране продолжает равномерно двигаться вдоль шкалы и в момент приема слабого отраженного сигнала снова отклоняется.
Расстояние между всплесками на экране пропорционально времени t прохождения сигнала и, следовательно, расстоянию R до цели.
Это позволяет проградуировать шкалу непосредственно в километрах.

Радиолокационные установки обнаруживают корабли и самолеты на расстояниях до нескольких сот километров.
На их работу лишь незначительно влияют условия погоды и время суток.
В больших аэропортах локаторы следят за взлетающими и идущими на посадку самолетами.
Наземная служба передает по радио пилотам необходимые указания и таким образом обеспечивает безопасность полетов.

Корабли и самолеты также снабжены радиолокаторами, служащими для навигационных целей.
Такие локаторы создают на экране картину расположения объектов, рассеивающих радиоволны, и оператор видит радиолокационную карту местности.

В настоящее время применение радиолокации становится все более разнообразным.
С помощью локаторов наблюдают метеоры в верхних слоях атмосферы.
Локаторы используются службой погоды для наблюдения за обланами.

Локаторы используются в космических исследованиях.
Каждый космический корабль обязательно имеет на борту несколько радиолокаторов.

В 1946 г. в США и Венгрии был осуществлен эксперимент по приему сигнала, отраженного от поверхности Луны.
В 1961 г. учеными нашей страны произведена радиолокация планеты Венера, что позволило оценить период ее вращения вокруг своей оси.
В настоящее время осуществлена локация и других планет Солнечной системы.

Радиолокаторы используются для обнаружения самолетов и кораблей, в службе погоды, для локации планет и др.

Следующая страница «Понятие о телевидении. Развитие средств связи»

Назад в раздел «Физика — 11 класс, учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин»

Электромагнитные волны. Физика, учебник для 11 класса — Класс!ная физика

Что такое электромагнитная волна —
Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн —
Плотность потока электромагнитного излучения —
Изобретение радио А. С. Поповым. Принципы радиосвязи —
Модуляция и детектирование —
Свойства электромагнитных волн —
Распространение радиоволн —
Радиолокация —
Понятие о телевидении. Развитие средств связи —
Краткие итоги главы

Для РЛС «Небо-УМ» «невидимок» нет

В канун нового 2019 года на вооружение в соединение ПВО, выполняющее задачи по контролю воздушного пространства в южной части Центральной России, поступила новейшая трехкоординатная радиолокационная станция средних и больших высот «Небо-УМ» (55Ж6УМ «Ниобий»). Новая РЛС существенно повысила боевые возможности противовоздушной обороны в потенциально опасном регионе — под «боком» буйная Украина, в которой звучат все более воинственные кличи. Вот, видимо, чтобы не возникало соблазнов…

Усовершенствованная станция способна находить и сопровождать как аэродинамические (самолеты, вертолеты, крылатые ракеты), так и баллистические (боевые блоки межконтинентальных баллистических и крылатых ракет) цели. «Умная» аппаратура РЛС определяет их государственную принадлежность и передает информацию на командный пункт или зенитным ракетным комплексам.

mil.ru
«Небо-УМ».

Эта РЛС не пропустит даже малозаметные, изготовленные с использованием технологий «стелс» летательные аппараты: для нее «невидимок» нет. Кроме того, у РЛС «Небо-УМ» имеется возможность пеленговать источники радиоэлектронной борьбы (РЭБ), определять их местоположение и передавать координаты боевым расчетам ЗРС для дальнейшего уничтожения.

Локатор «Небо-УМ» построен по модульной схеме, он состоит из антенно-аппаратного комплекса, кабины управления с рабочими местами расчета и системы автономного электроснабжения. Сегодня «Небо-УМ» по праву считается самой совершенной в своем классе в мире, эффективность работы этой инновационной станции сопоставима с одновременной работой нескольких российских РЛС предыдущего поколения. Комплекс аппаратуры такой РЛС способен проводить анализ информации на рабочих высотах малоразмерных гиперзвуковых и аэродинамических целей даже в сложных метеоусловиях.

Зоны обнаружения целей впечатляют — по дальности это 600 километров, по углу места 70 градусов, по высоте до 80 километров. Максимальная скорость сопровождаемых объектов может достигать почти 8 Махов (около 8000 км/ч). Станция способна одновременно сопровождать до 200 трасс целей, выдавая их координаты на стартовые позиции зенитно-ракетных комплексов средней и малой дальности действия.

По информации Департамента информации и массовых коммуникаций Министерства обороны Российской Федерации, до конца 2019 года соединениям ПВО будут переданы 11 РЛС «Небо-УМ».

Связь с другими отраслями науки

Основным фактором, ограничивающим технические характеристики локаторов, является малая мощность принимаемого сигнала. При этом мощность принимаемого сигнала убывает как четвёртая степень дальности (то есть, чтобы увеличить дальность действия локатора в 10 раз нужно увеличить мощность передатчика в 10000 раз). Естественно, на этом пути быстро пришли к пределам, преодолеть которые было далеко не просто. Уже в самом начале развития был осознан тот факт, что имеет значение не сама мощность принимаемого сигнала, а его заметность на фоне шумов приёмника. Снижение шумов приёмника также было ограничено естественными шумами элементов приёмника, например тепловыми. Данный тупик был преодолён на пути усложнения методов обработки принятого сигнала и связанного с этим усложнения формы применяемых сигналов. Развитие радиолокации как научной отрасли знаний шло одновременно с развитием кибернетики и теории информации, и потребовались бы специальные исследования, чтобы решить, где именно были получены первые результаты. Следует отметить появление понятия сигнала, который позволил отвлечься от конкретных физических процессов в приёмнике, таких как напряжение и ток, и позволил решать стоящие проблемы как математическую задачу о поиске наилучших функциональных преобразованиях функций времени.

Одной из первых работ в этой области была работа В. А. Котельникова об оптимальном приёме сигнала, то есть наилучшем в условии шумов методе обработки сигнала. В результате было доказано, что качество приёма зависит не от мощности сигнала, а от его энергии, то есть произведения мощности на время, таким образом, появилась доказанная возможность увеличения дальности действия за счёт увеличения длительности сигналов, в пределе до непрерывного излучения. Значительным шагом вперед стало отчётливое применение в технике методов статистической теории решений (критерий Неймана-Пирсона) и принятие того факта, что исправное устройство может работать с определённой долей вероятности. Для того, чтобы радиолокационный сигнал при большой длительности позволял измерять дальность и скорость с высокой точностью, потребовались сложные сигналы, в отличие от простых радиолокационных импульсов, изменяющие какие-либо характеристики в процессе генерации. Так. сигналы с линейной частотной модуляцией изменяют частоту колебаний в течение одного импульса, сигналы с фазовой манипуляцией скачкообразно изменяют фазу сигнала, обычно на 180 градусов. При создании сложных сигналов было сформулировано понятие функции неопределённости сигнала, показывающей связь точности измерений дальности и скорости. Необходимость повышения точности измерения параметров стимулировало развитие различных методов фильтрации результатов измерений, например, методов оптимальной нелинейной фильтрации, которые явились обобщением фильтра Калмана на нелинейные задачи. В итоге всех этих разработок теоретическая радиолокация оформилась как самостоятельная сильно математизированная отрасль знаний, в которой значительную роль имеют формализованные методы синтеза, то есть проектирование ведётся в известной мере «на кончике пера».

* * *

Появлением радиолокации можно считать рубеж XIX— XX веков. И по сути, этой области наук чуть больше века, но столь стремительное её развитие привело нас к тому, что мы уже не можем даже и представить своё существование без неё в нашем повседневном быту, что уж говорить о её военном значении. С развитием общества человеческие потребности растут всё больше. Следовательно, перед радиолокацией появляются новые задачи и новые направления, а значит, и усовершенствование методов, оборудования системы радиолокации. Не скоро к данной области будет потерян интерес, который подогревается и научным прогрессом, с одной стороны, и коммерческой заинтересованностью, с другой.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.