Radar është një grup metodash shkencore dhe mjetesh teknike që përdoren për të përcaktuar koordinatat dhe karakteristikat e një objekti me anë të valëve të radios. Objekti nën hetim shpesh përmendet si një objektiv radar (ose thjesht një objektiv).
Parimi i radarit
Pajisjet dhe pajisjet e radios të krijuara për të kryer detyra me radar quhen sisteme ose pajisje radari (radar ose radar). Bazat e radarit bazohen në fenomenet dhe vetitë fizike të mëposhtme:
- Në mjedisin e përhapjes, valët e radios, objekte që takohen me veti të ndryshme elektrike, shpërndahen mbi to. Vala e reflektuar nga objektivi (ose rrezatimi i tij) lejon sistemet e radarit të zbulojnë dhe identifikojnë objektivin.
- Në distanca të gjata, përhapja e valëve të radios supozohet të jetë drejtvizore, me një shpejtësi konstante në një mjedis të njohur. Ky supozim bën të mundur matjen e diapazonit me objektivin dhe koordinatat e tij këndore (me një gabim të caktuar).
- Bazuar në efektin Doppler, frekuenca e sinjalit të reflektuar të marrë llogarit shpejtësinë radiale të pikës së rrezatimitnë lidhje me RLU.
Sfondi historik
Aftësia e valëve të radios për të reflektuar u vu në dukje nga fizikani i madh G. Hertz dhe inxhinieri rus elektrik A. S. Popov në fund të shekullit të 19-të. Sipas një patente të vitit 1904, radari i parë u krijua nga inxhinieri gjerman K. Hulmeier. Pajisja, të cilën ai e quajti telemobiloskop, u përdor në anijet që lëronin Rhein. Në lidhje me zhvillimin e teknologjisë së aviacionit, përdorimi i radarit dukej shumë premtues si një element i mbrojtjes ajrore. Kërkimet në këtë fushë u kryen nga ekspertë kryesorë nga shumë vende të botës.
Në vitin 1932, Pavel Kondratievich Oshchepkov, një studiues në LEFI (Instituti Elektrofizik i Leningradit), përshkroi parimin bazë të radarit në veprat e tij. Ai në bashkëpunim me kolegët B. K. Shembel dhe V. V. Tsimbalin në verën e vitit 1934 demonstroi një instalim prototip radar që zbuloi një objektiv në një lartësi prej 150 m në një distancë prej 600 m.
Llojet e radarëve
Natyra e rrezatimit elektromagnetik të objektivit na lejon të flasim për disa lloje radarësh:
- Radari pasiv eksploron rrezatimin e vet (termik, elektromagnetik, etj.) që gjeneron objektiva (raketa, avionë, objekte hapësinore).
- Aktivi me një përgjigje aktive kryhet nëse objekti është i pajisur me transmetuesin e tij dhe ndërveprim me tëndodh sipas algoritmit "kërkesë - përgjigje".
- Aktivi me një përgjigje pasive përfshin studimin e sinjalit radio dytësor (të reflektuar). Stacioni i radarit në këtë rast përbëhet nga një transmetues dhe një marrës.
- Radar gjysmë aktiv është një rast i veçantë i aktivit, në rastin kur marrësi i rrezatimit të reflektuar ndodhet jashtë radarit (për shembull, ai është një element strukturor i një rakete në shtëpi).
Çdo specie ka avantazhet dhe disavantazhet e veta.
Metodat dhe pajisjet
Të gjitha mjetet e radarit sipas metodës së përdorur ndahen në radarë të rrezatimit të vazhdueshëm dhe pulsues.
I pari përmban një transmetues dhe një marrës rrezatimi, që veprojnë njëkohësisht dhe vazhdimisht. Sipas këtij parimi, u krijuan pajisjet e para të radarëve. Një shembull i një sistemi të tillë është një radio altimeter (një pajisje avioni që përcakton distancën e një avioni nga sipërfaqja e tokës) ose një radar i njohur për të gjithë shoferët për të përcaktuar shpejtësinë e një automjeti.
Në metodën pulsuese, energjia elektromagnetike emetohet në pulse të shkurtra brenda disa mikrosekondave. Pas gjenerimit të një sinjali, stacioni punon vetëm për marrjen. Pas kapjes dhe regjistrimit të valëve të radios të reflektuara, radari transmeton një puls të ri dhe ciklet përsëriten.
Modalitetet e funksionimit të radarit
Ekzistojnë dy mënyra kryesore të funksionimit të stacioneve dhe pajisjeve të radarit. E para është skanimi i hapësirës. Ajo kryhet sipas një rreptësiesistemi. Me një rishikim vijues, lëvizja e rrezes së radarit mund të jetë rrethore, spirale, konike, sektoriale. Për shembull, një grup antenash mund të rrotullohet ngadalë në një rreth (në azimut) ndërsa njëkohësisht skanon në lartësi (duke anuar lart e poshtë). Me skanim paralel, rishikimi kryhet nga një rreze rrezesh radari. Secili ka marrësin e vet, disa flukse informacioni po përpunohen menjëherë.
Modaliteti i gjurmimit nënkupton një drejtim konstant të antenës në objektin e zgjedhur. Për ta kthyer atë, sipas trajektores së një objektivi në lëvizje, përdoren sisteme speciale të automatizuara gjurmimi.
Algoritmi për përcaktimin e diapazonit dhe drejtimit
Shpejtësia e përhapjes së valëve elektromagnetike në atmosferë është 300 mijë km/s. Prandaj, duke ditur kohën e shpenzuar nga sinjali i transmetimit për të mbuluar distancën nga stacioni në objektiv dhe mbrapa, është e lehtë të llogaritet distanca e objektit. Për ta bërë këtë, është e nevojshme të regjistrohet me saktësi koha e dërgimit të pulsit dhe momenti i marrjes së sinjalit të reflektuar.
Për të marrë informacion në lidhje me vendndodhjen e objektivit, përdoret radar shumë i drejtuar. Përcaktimi i azimutit dhe lartësisë (ngritjes ose lartësisë) të një objekti bëhet nga një antenë me një rreze të ngushtë. Radarët modernë përdorin grupe antenash me faza (PAR) për këtë, të aftë për të vendosur një rreze më të ngushtë dhe të karakterizuar nga një shpejtësi e lartë rrotullimi. Si rregull, procesi i skanimit të hapësirës kryhet nga të paktën dy rreze.
Parametrat kryesorë të sistemit
Ngakarakteristikat taktike dhe teknike të pajisjeve varen kryesisht nga efikasiteti dhe cilësia e detyrave.
Treguesit taktikë të radarit përfshijnë:
- Shiko zonën e kufizuar nga diapazoni minimal dhe maksimal i zbulimit të objektivit, azimuti i lejueshëm dhe këndet e lartësisë.
- Rezolucioni në rreze, azimut, lartësi dhe shpejtësi (aftësia për të përcaktuar parametrat e objektivave afër).
- Saktësia e matjes, e cila matet nga prania e gabimeve bruto, sistematike ose të rastësishme.
- Imuniteti dhe besueshmëria ndaj zhurmës.
- Shkalla e automatizimit për nxjerrjen dhe përpunimin e rrjedhës së të dhënave hyrëse.
Karakteristikat taktike të specifikuara përcaktohen gjatë projektimit të pajisjeve nëpërmjet disa parametrave teknikë, duke përfshirë:
- frekuenca bartëse dhe modulimi i lëkundjeve të krijuara;
- modele antenash;
- fuqia e pajisjeve transmetuese dhe marrëse;
- Dimensionet dhe pesha e përgjithshme e sistemit.
Në detyrë
Radar është një mjet universal i përdorur gjerësisht në ushtri, shkencë dhe ekonominë kombëtare. Fushat e përdorimit po zgjerohen vazhdimisht për shkak të zhvillimit dhe përmirësimit të mjeteve teknike dhe teknologjive të matjes.
Përdorimi i radarit në industrinë ushtarake na lejon të zgjidhim detyrat e rëndësishme të rishikimit dhe kontrollit të hapësirës, zbulimin e objektivave të lëvizshëm të ajrit, tokës dhe ujit. paradarët, është e pamundur të imagjinohet pajisje që shërben për mbështetjen e informacionit të sistemeve të navigimit dhe sistemeve të kontrollit të zjarrit.
Radari ushtarak është komponenti kryesor i sistemit strategjik të paralajmërimit të raketave dhe mbrojtjes së integruar raketore.
Radio astronomi
Dërguar nga sipërfaqja e tokës, valët e radios reflektohen gjithashtu nga objektet në hapësirën e afërt dhe të largët, si dhe nga objektivat afër Tokës. Shumë objekte hapësinore nuk mund të hetoheshin plotësisht vetëm me përdorimin e instrumenteve optike dhe vetëm përdorimi i metodave të radarit në astronomi bëri të mundur marrjen e informacionit të pasur për natyrën dhe strukturën e tyre. Radari pasiv për eksplorimin hënor u përdor për herë të parë nga astronomët amerikanë dhe hungarezë në vitin 1946. Përafërsisht në të njëjtën kohë, sinjalet e radios nga hapësira e jashtme u morën gjithashtu aksidentalisht.
Në radio teleskopët modernë, antena marrëse ka formën e një tasi të madh sferik konkav (si pasqyra e një reflektori optik). Sa më i madh diametri i saj, aq më i dobët sinjali do të jetë në gjendje të marrë antena. Shpesh, radio teleskopët punojnë në një mënyrë komplekse, duke kombinuar jo vetëm pajisjet e vendosura afër njëra-tjetrës, por edhe të vendosura në kontinente të ndryshme. Ndër detyrat më të rëndësishme të radioastronomisë moderne është studimi i pulsarëve dhe galaktikave me bërthama aktive, studimi i mediumit ndëryjor.
Përdorimi civil
Në bujqësi dhe pylltari, radarpajisjet janë të domosdoshme për marrjen e informacionit në lidhje me shpërndarjen dhe dendësinë e masave bimore, studimin e strukturës, parametrave dhe llojeve të dherave dhe zbulimin në kohë të zjarreve. Në gjeografi dhe gjeologji, radari përdoret për të kryer punë topografike dhe gjeomorfologjike, për të përcaktuar strukturën dhe përbërjen e shkëmbinjve dhe për të kërkuar depozita minerale. Në hidrologji dhe oqeanografi, metodat e radarit përdoren për të monitoruar gjendjen e rrugëve kryesore ujore të vendit, mbulesën e borës dhe akullit dhe hartimin e vijës bregdetare.
Radar është një asistent i domosdoshëm për meteorologët. Radari mund të zbulojë lehtësisht gjendjen e atmosferës në një distancë prej dhjetëra kilometrash dhe duke analizuar të dhënat e marra, bëhet një parashikim i ndryshimeve të kushteve të motit në një zonë të caktuar.
Perspektivat për zhvillim
Për një stacion radar modern, kriteri kryesor i vlerësimit është raporti i efikasitetit dhe cilësisë. Efikasiteti i referohet karakteristikave të përgjithësuara të performancës së pajisjeve. Krijimi i një radari të përsosur është një detyrë komplekse inxhinierike dhe shkencore dhe teknike, zbatimi i së cilës është i mundur vetëm me përdorimin e arritjeve më të fundit në elektromekanikë dhe elektronikë, informatikë dhe teknologji kompjuterike, energji.
Sipas parashikimeve të ekspertëve, në të ardhmen e afërt, njësitë kryesore funksionale të stacioneve të niveleve të ndryshme të kompleksitetit dhe qëllimit do të jenë grupet me faza aktive në gjendje të ngurtë (vargjet e antenave me faza), të cilat konvertojnë sinjalet analoge në ato dixhitale.. ZhvillimiKompleksi kompjuterik do të automatizojë plotësisht kontrollin dhe funksionet bazë të radarit, duke i ofruar përdoruesit fundor një analizë gjithëpërfshirëse të informacionit të marrë.
