Радар гэдэг нь радио долгионы тусламжтайгаар объектын координат, шинж чанарыг тодорхойлох шинжлэх ухааны арга, техникийн хэрэгслийн цогц юм. Шалгаж буй объектыг ихэвчлэн радарын бай (эсвэл зүгээр л бай) гэж нэрлэдэг.
Радарын зарчим
Радарын даалгаврыг гүйцэтгэхэд зориулагдсан радио төхөөрөмж, байгууламжийг радарын систем эсвэл төхөөрөмж (радар эсвэл радар) гэж нэрлэдэг. Радарын суурь нь дараах физик үзэгдэл, шинж чанарууд дээр суурилдаг:
- Тархалтын орчинд өөр өөр цахилгаан шинж чанартай объектуудтай уулзах радио долгионууд тархсан байдаг. Зорилтотоос ойсон долгион (эсвэл өөрийн цацраг) нь радарын системд байг илрүүлж, тодорхойлох боломжийг олгодог.
- Холын зайд радио долгионы тархалтыг мэдэгдэж буй орчинд тогтмол хурдтай, шулуун шугаман гэж үздэг. Энэ таамаглал нь зорилтот хүрэх хүрээ болон түүний өнцгийн координатыг (тодорхой алдаатай) хэмжих боломжийг олгодог.
- Доплер эффект дээр үндэслэн хүлээн авсан ойсон дохионы давтамж нь цацрагийн цэгийн радиаль хурдыг тооцдог. RLU-ийн талаар.
Түүхэн мэдээлэл
Радио долгионы тусгах чадварыг агуу физикч Г. Герц, Оросын цахилгааны инженер А. С. Попов 19-р зууны төгсгөлд. 1904 оны патентын дагуу анхны радарыг Германы инженер К. Хулмайер бүтээжээ. Түүний телемобильоскоп гэж нэрлэсэн уг төхөөрөмжийг Рейн мөрнийг хагалж байсан хөлөг онгоцонд ашигладаг байжээ. Нисэхийн технологийг хөгжүүлэхтэй холбогдуулан радар ашиглах нь агаарын довтолгооноос хамгаалах элемент болгон маш ирээдүйтэй харагдаж байв. Энэ чиглэлийн судалгааг дэлхийн олон орны тэргүүлэх мэргэжилтнүүд хийсэн.
1932 онд LEFI (Ленинградын цахилгаан физикийн хүрээлэн)-ийн судлаач Павел Кондратьевич Ошчепков бүтээлдээ радарын үндсэн зарчмыг тодорхойлсон байдаг. Тэрээр хамтран ажиллагсад Б. К. Шембел болон В. В. Цимбалин 1934 оны зун 150 м-ийн өндөрт 600 м-ийн зайд бай илрүүлсэн прототип радарын суурилуулалтыг үзүүлэв.
Радарын төрлүүд
Байрны цахилгаан соронзон цацрагийн шинж чанар нь хэд хэдэн төрлийн радарын тухай ярих боломжийг бидэнд олгодог:
- Идэвхгүй радар нь бай (пуужин, нисэх онгоц, сансрын биет) үүсгэдэг өөрийн цацрагийг (дулааны, цахилгаан соронзон гэх мэт) судалдаг.
- Идэвхтэй хариу үйлдэл нь тухайн объект өөрийн дамжуулагчаар тоноглогдсон, түүнтэй харьцаж байгаа тохиолдолд хийгддэг."хүсэлт - хариу" алгоритмын дагуу явагдана.
- Идэвхгүй хариу үйлдэл нь хоёрдогч (туссан) радио дохиог судлах явдал юм. Энэ тохиолдолд радарын станц нь дамжуулагч ба хүлээн авагчаас бүрдэнэ.
- Хагас идэвхтэй радар нь туссан цацрагийн хүлээн авагч нь радарын гадна байрлах тохиолдолд идэвхтэй байх онцгой тохиолдол юм (жишээлбэл, энэ нь чиглүүлэх пуужингийн бүтцийн элемент юм).
Зүйл бүр өөрийн гэсэн давуу болон сул талуудтай.
Арга, тоног төхөөрөмж
Ашигласан аргын дагуу радарын бүх хэрэгслийг тасралтгүй ба импульсийн цацрагийн радар гэж хуваана.
Эхнийх нь нэгэн зэрэг, тасралтгүй ажилладаг цацрагийн дамжуулагч ба хүлээн авагчийг агуулдаг. Энэ зарчмын дагуу анхны радарын төхөөрөмжүүд бий болсон. Ийм системийн жишээ бол радио өндөр хэмжигч (нисэх онгоцны дэлхийн гадаргуугаас зайг тодорхойлдог агаарын хөлгийн төхөөрөмж) эсвэл тээврийн хэрэгслийн хурдыг тодорхойлох бүх жолооч нарын мэддэг радар юм.
Импульсийн аргын хувьд цахилгаан соронзон энерги хэдхэн микросекундэд богино импульсээр ялгардаг. Дохио үүсгэсний дараа станц зөвхөн хүлээн авах зорилгоор ажилладаг. Туссан радио долгионыг авч, бүртгэсний дараа радар шинэ импульс дамжуулж, мөчлөг давтагдана.
Радарын ажиллах горимууд
Радарын станц, төхөөрөмжүүдийн ажиллах үндсэн хоёр горим байдаг. Эхнийх нь сансрын сканнер юм. Энэ нь хатуу журмын дагуу хийгддэгсистем. Дараалсан тоймоор радарын цацрагийн хөдөлгөөн нь дугуй, спираль, конус, салбарын шинж чанартай байж болно. Жишээлбэл, антенны массив нь тойрог хэлбэрээр (азимутаар) аажмаар эргэлдэж, нэгэн зэрэг өндрөөр сканнердаж (дээш доош хазайж) чаддаг. Зэрэгцээ сканнердах замаар хяналтыг радарын цацрагийн туяагаар гүйцэтгэдэг. Тус бүр өөрийн хүлээн авагчтай бөгөөд хэд хэдэн мэдээллийн урсгалыг нэгэн зэрэг боловсруулж байна.
Мөшгөх горим нь сонгосон объект руу антенныг тогтмол чиглүүлэхийг хэлнэ. Үүнийг эргүүлэхийн тулд хөдөлж буй байны замналын дагуу тусгай автомат хяналтын системийг ашигладаг.
Хүрээ, чиглэлийг тодорхойлох алгоритм
Агаар мандалд цахилгаан соронзон долгионы тархалтын хурд 300 мянган км/с. Иймд станцаас бай хүртэлх болон буцах зайг хамрахын тулд өргөн нэвтрүүлгийн дохио зарцуулсан хугацааг мэдэж байгаа тул объектын зайг тооцоолоход хялбар байдаг. Үүнийг хийхийн тулд импульс илгээх хугацаа болон туссан дохиог хүлээн авах мөчийг зөв бүртгэх шаардлагатай.
Байршлын талаарх мэдээллийг авахын тулд өндөр чиглэлтэй радар ашигладаг. Объектийн азимут ба өндрийг (өндөр эсвэл өндөр) тодорхойлох нь нарийн цацраг бүхий антенаар хийгддэг. Орчин үеийн радарууд нь илүү нарийхан цацрагийг тохируулах чадвартай, өндөр эргэлтийн хурдаар тодорхойлогддог үе шаттай антенны массив (PAR) ашигладаг. Дүрмээр бол сансрын скан хийх процессыг дор хаяж хоёр цацраг гүйцэтгэдэг.
Системийн үндсэн параметрүүд
ХэнээсТоног төхөөрөмжийн тактик болон техникийн шинж чанар нь даалгаврын үр ашиг, чанараас ихээхэн хамаардаг.
Радарын тактикийн үзүүлэлтүүд нь:
- Зорилтот илрүүлэх хамгийн бага ба дээд хязгаар, зөвшөөрөгдөх азимут болон өндрийн өнцгөөр хязгаарлагдсан харах талбай.
- Нийтрал, азимут, өндөр, хурдны нарийвчлал (ойролцоох байнуудын параметрүүдийг тодорхойлох чадвар).
- Хэмжилтийн нарийвчлал нь бүдүүлэг, системчилсэн эсвэл санамсаргүй алдаа байгаа эсэхээр хэмжигддэг.
- Дуу чимээний хамгаалалт, найдвартай байдал.
- Ирж буй өгөгдлийн урсгалыг задлах, боловсруулах автоматжуулалтын зэрэг.
Төхөөрөмжийг тодорхой техникийн үзүүлэлтээр төлөвлөхдөө тодорхой тактикийн шинж чанаруудыг тодорхойлсон байдаг, үүнд:
- тээвэрлэгчийн давтамж ба үүсгэсэн хэлбэлзлийн модуляц;
- антенны загвар;
- дамжуулах болон хүлээн авах төхөөрөмжүүдийн хүч;
- Системийн ерөнхий хэмжээс ба жин.
Жүүртэй
Радар бол цэрэг, шинжлэх ухаан, үндэсний эдийн засагт өргөн хэрэглэгддэг бүх нийтийн хэрэгсэл юм. Техникийн хэрэгсэл, хэмжилтийн технологийг хөгжүүлж, боловсронгуй болгосноор ашиглалтын хүрээ байнга өргөжиж байна.
Цэргийн үйлдвэрлэлд радар ашиглах нь сансар огторгуйг хянах, хянах, агаар, газар, усан хөдөлгөөнт байг илрүүлэх чухал ажлуудыг шийдвэрлэх боломжийг бидэнд олгодог. Үгүйрадарууд, навигацийн систем болон бууны удирдлагын системд мэдээллийн дэмжлэг үзүүлэх тоног төхөөрөмжийг төсөөлөхийн аргагүй юм.
Цэргийн радар нь стратегийн пуужингийн сэрэмжлүүлгийн систем болон пуужингийн довтолгооноос хамгаалах нэгдсэн системийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг юм.
Радио одон орон
Дэлхийн гадаргаас илгээсэн радио долгион нь ойрын болон алс холын сансар огторгуйн биетүүдээс мөн дэлхийн ойрын байнуудаас тусдаг. Олон тооны сансрын биетүүдийг зөвхөн оптик багаж ашиглан бүрэн судлах боломжгүй байсан бөгөөд зөвхөн одон орон судлалд радарын аргыг хэрэглэснээр тэдгээрийн мөн чанар, бүтцийн талаар баялаг мэдээлэл авах боломжтой болсон. Сарыг судлах идэвхгүй радарыг анх 1946 онд Америк, Унгарын одон орон судлаачид ашиглаж байжээ. Ойролцоогоор сансар огторгуйгаас радио дохиог мөн санамсаргүй хүлээн авсан.
Орчин үеийн радио телескопуудад хүлээн авах антенн нь том хотгор бөмбөрцөг аяга хэлбэртэй (оптик цацруулагчийн толь шиг) байдаг. Диаметр нь том байх тусам антенн хүлээн авах чадвар сул байх болно. Ихэнхдээ радио дуран нь нарийн төвөгтэй байдлаар ажилладаг бөгөөд зөвхөн бие биентэйгээ ойрхон байрладаг төдийгүй өөр өөр тивд байрладаг төхөөрөмжүүдийг нэгтгэдэг. Орчин үеийн радио одон орон судлалын хамгийн чухал ажлуудын нэг бол идэвхтэй цөм бүхий пульсар ба галактикуудыг судлах, од хоорондын орчныг судлах явдал юм.
Иргэний хэрэгцээ
Хөдөө аж ахуй, ойн аж ахуйд радарЭдгээр төхөөрөмжүүд нь ургамлын массын тархалт, нягтын талаар мэдээлэл авах, хөрсний бүтэц, параметр, төрлийг судлах, гал түймрийг цаг тухайд нь илрүүлэхэд зайлшгүй шаардлагатай. Газарзүй, геологийн шинжлэх ухаанд радар нь байр зүйн болон геоморфологийн ажил гүйцэтгэх, чулуулгийн бүтэц, найрлагыг тодорхойлох, ашигт малтмалын орд хайх зэрэгт ашиглагддаг. Ус судлал, далай судлалд радарын аргыг тус улсын гол усан зам, цас мөсөн бүрхүүлийн төлөв байдлыг хянах, эргийн шугамын зураглалыг гаргахад ашигладаг.
Радар бол цаг уурчдын зайлшгүй туслагч юм. Радар нь хэдэн арван километрийн зайд агаар мандлын төлөв байдлыг хялбархан олж мэдэх ба олж авсан мэдээлэлд дүн шинжилгээ хийснээр тухайн бүс нутгийн цаг агаарын өөрчлөлтийн урьдчилсан мэдээг гаргадаг.
Хөгжлийн хэтийн төлөв
Орчин үеийн радарын станцын хувьд үнэлгээний гол шалгуур нь үр ашиг, чанарын харьцаа юм. Үр ашиг гэдэг нь тоног төхөөрөмжийн ерөнхий гүйцэтгэлийн шинж чанарыг илэрхийлдэг. Төгс радар бүтээх нь инженерийн болон шинжлэх ухаан, техникийн нарийн төвөгтэй ажил бөгөөд үүнийг хэрэгжүүлэх нь зөвхөн цахилгаан механик ба электроник, мэдээлэл зүй, компьютерийн технологи, эрчим хүчний хамгийн сүүлийн үеийн ололт амжилтыг ашиглах замаар л боломжтой юм.
Мэргэжилтнүүдийн таамаглаж буйгаар ойрын ирээдүйд янз бүрийн нарийн төвөгтэй байдал, зориулалт бүхий станцуудын үндсэн функциональ нэгж нь аналог дохиог дижитал болгон хувиргадаг хатуу төлөвт идэвхтэй фазын массивууд (фазын антенны массив) байх болно.. ХөгжилКомпьютерийн цогцолбор нь радарын удирдлага, үндсэн функцуудыг бүрэн автоматжуулж, эцсийн хэрэглэгчдэд хүлээн авсан мэдээллийн цогц дүн шинжилгээ хийх боломжийг олгоно.
