Радіолока́ція — виявлення об'єктів (цілей) і визначення їх просторових координат та параметрів руху за допомогою радіотехнічних засобів і методів. Цей процес називається радіолокаційним спостереженням, а пристрої такого призначення — радіолокаційними станціями (РЛС) або радіолокаторами.
Радіолокація застосовується в цивільній авіації, у системах протиповітряної оборони, в метеорології, картографії, дослідженні космосу тощо. Вона здійснюється за допомогою пристроїв, які називаються радіолокаційними станціями або радарами. Радіолокатори розрізняються за діапазоном використовуваних радіохвиль, за видом зондувального сигналу, числом використовуваних каналів, за кількістю та видом вимірюваних координат, місця установки РЛС.
Різновиди радіолокації
- Розрізняють:
- активну радіолокацію — коли РЛС «підсвічує» об'єкт власними імпульсами і розрахунки проводяться, порівнюючи параметри власного сигналу опромінювання «сигналу підсвічування» із сигналом, що відбивається від об'єкта опромінювання
- Пасивну радіолокацію — коли РЛС (як правило, не менше двох) аналізують власне випромінювання об'єктів радіолокації (використовуючи поняття радіо-контрастної цілі, яка випромінює, чи аналізуючи інфрачервоне випромінювання об'єкта; наприклад, роботу двигуна літального апарата (ЛА), бронетехніки чи електростанції засобів зв'язку, РЕБ тощо).
За «зоною видимості» від РЛС на об'єкт спостереження може бути радіолокація прямої видимості чи пряма радіолокація та закрита, непряма радіолокація (як різновид непрямої радіолокації можна навести приклад іоносферної радіолокації, коли РЛС аналізує промені, що відбиваються від різних іоносферних шарів, і за різницею їх параметрів, робить висновок про дальність до цілі, швидкість руху об'єкта, напрям — пеленг на нього).
Принцип дії
Визначення координат
Якщо ціль точкова, то її положення у просторі повністю визначається трьома координатами. У сферичній системі координат це похила дальність Д, азимут ά і кут місця β. Початок координат О збігається з точкою стояння (розташування) РЛС.
Похилою дальністю Д називається відстань по прямій від РЛС до цілі М. В активних РЛС основним методом визначення похилої дальності до цілі є вимірювання затримки відбитого сигналу порівняно з сигналом підсвічування — ця затримка дорівнює подвійній похилій відстані, розділеній на швидкість розповсюдження радіо-сигналу.
Азимут ά цілі — це кут між вертикальною площиною, що проходить через ціль М, і вихідним напрямком відліку (0° за компасом). Азимут називають істинним пеленгом цілі, якщо відлік проводиться від північного меридіана ON, або курсовим кутом, якщо напрямком відліку служить поздовжня вісь літака чи діаметральна площина корабля.
Кут місця β — кут між напрямком на ціль ОМ і його проєкцією ОМ' на горизонтальну площину. Поряд зі сферичною системою координат, у радіолокації застосовують також циліндричну систему з координатами: горизонтальна дальність Д, азимут а і висота Н. Горизонтальна дальність ДГ = ОМ1 є проєкцією лінії похилої дальності ОМ на горизонтальну площину. Висота цілі Н дорівнює довжині перпендикуляра, опущеного з М на горизонтальну площину.
Для визначення кутових координат використовуються кілька методів:
- Сканування уздовж відповідної координати вузьким променем з наступним визначенням положення антени, що відповідало максимальній потужності відбитого сигналу.
- Моноімпульс. Використання антен спеціальної конструкції дозволяє визначати кутові координати з меншою похибкою, ніж ширина променя антени.
- Метод синтезованої апертури. Якщо РЛС і ціль рухаються відносно один одного з відомою швидкістю (наприклад, РЛС розташована на борту літака, а ціль нерухомо стоїть на землі), допплерівський зсув частоти прийнятого сигналу залежить від кутової координати цілі. Таким чином, вимірювання допплерівського зсуву дозволяє визначити цю координату.
РЛС безперервного випромінювання
Для визначення радіальної швидкості рухомих об'єктів використовують ефект Доплера. Найбільше поширення отримав фазовий метод виміру дальності.
Система імпульсної активної радіолокації
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOHdMekEzTDFKaFpHRnliM0J6TG1kcFppOHlOVEJ3ZUMxU1lXUmhjbTl3Y3k1bmFXWT0uZ2lm.gif)
Відстань до об'єкта вимірюється за часом затримки, тобто часом випромінювання сигналу й часом реєстрації відбитого сигналу. Радіохвилі розповсюджуються в просторі зі швидкістю світла, тому час затримки для відстані у кілька сотень кілометрів становить тисячні долі секунди.
Напрям на об'єкт або його азимут визначається за допомогою діаграми спрямованості радара (далекоміра), яка формується у вигляді тонкого пучка у вертикальній площині. Зазвичай антена радара обертається, а з нею обертається і діаграма направленості, що дозволяє фіксувати сектор, в якому знаходиться ціль.
Висота об'єкта визначається за допомогою радара, який називається . Діаграма направленості антени висотоміру лежить у горизонтальній площині, а сама антена хитається вгору-вниз. Для визначення висоти цілі висотомір повинен отримати інформацію від далекоміра про її азимут. Повністю координати цілі визначаються за сумою даних від далекоміра і висотоміра.
Додатково, використовуючи ефект Доплера, можна визначити швидкість цілі. Зазвичай такий метод застосовують для того, щоб відокремити рухомі цілі, такі як літаки, від нерухомих об'єктів, наприклад, гір, або об'єктів, що рухаються з малою швидкістю — хмар.
Формула визначення відстані до об'єкта визначається за формулою S=c*t/2
Визначення дальності (в активній радіолокації)
Відомо, що швидкість розповсюдження радіохвиль — стала величина для вакууму та може незначно зменшуватися у повітряному середовищі.
- Отже,
2S = vсвітла * Δt, звідки S = vсвітла * Δt / 2
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTg0THpnNEwxSmhaR0Z5TWk1bmFXWT0uZ2lm.gif)
Класифікація
Виділяють два види радіолокації:
- Пасивна радіолокація — базується на прийнятті власного випромінювання об'єкта
- Активна радіолокація — така, за якої радар випромінює свій власний зондувальний імпульс і приймає його відбитим від об'єкта. Залежно від параметрів прийнятого сигналу визначаються характеристики об'єкта.
- Активна радіолокація буває двох видів
- З активною відповіддю — на об'єкті передбачається наявність радіопередавача (відповідача), який випромінює радіохвилі у відповідь на прийнятий сигнал. Активна відповідь застосовується для розпізнання об'єктів (свій — чужий), дистанційного керування, а також для отримання від них додаткової інформації (наприклад, про кількість палива, тип об'єкту тощо).
- З пасивною відповіддю — випромінювальний сигнал відбивається від об'єкта та сприймається в пункті прийому як відповідь.
Дальність дії РЛС
Максимальна дальність дії РЛС залежить від низки параметрів і характеристик як антенної системи станції, так і генератора та приймача системи. Взагалі, без урахування втрат потужності в атмосфері, перешкод і шумів, дальність дії системи можна визначити наступним чином:
,
де:
— потужність генератора;
— коефіцієнт спрямованої дії антени;
— ефективна площа антени;
— ефективна площа розсіювання цілі;
— мінімальна чутливість приймача, що визначається потужністю перешкод (теплового шуму, активних перешкод, тощо), допустимою ймовірністю помилкових тривог і методом детектування сигналу, що відбився від цілі.
При наявності шумів і перешкод дальність дії РЛС зменшується.
Див. також
Примітки
- Солощев O. Н., Слюсар В.И., Твердохлебов В. В. Фазовый метод измерения дальности на основе теории многоканального анализа.// Артиллерийское и стрелковое вооружение. – 2007. - № 2(23).- C. 29 – 32.
- Швидкість розповсюдження радіохвиль у вакуумі приблизно дорівнює швидкості світла і становить 299 792 458 м/с
Джерела
- Теорія радіолокаційних систем: підручник / Б. Ф. Бондаренко, В. В. Вишнівський, В. П. Долгушин та ін. ; за заг. ред. С. В. Лєнкова ; Київ. нац. ун-т ім. Т. Шевченка. — 2-ге вид., доп. — К. : ВПЦ «Київ. ун-т», 2011. — 384 с. : іл. — Бібліогр.: с. 361—365 (51 назва). —
- British Library Cataloguing in Publication Data Electronics in military engineering Adamy, David 623’.043
Література
- Основи теорії радіотехнічних систем: Навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл., які навчаються за напрямом «Радіотехніка» / М. М. Сумик; Нац. ун-т «Львів. політехніка». — Л. : Вид-во Нац. ун-ту «Львів. політехніка», 2005. — 240 c. — Бібліогр.: 15 назв.
![]() | Це незавершена стаття з фізики. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
Ця стаття не містить . (грудень 2014) |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Radioloka ciya viyavlennya ob yektiv cilej i viznachennya yih prostorovih koordinat ta parametriv ruhu za dopomogoyu radiotehnichnih zasobiv i metodiv Cej proces nazivayetsya radiolokacijnim sposterezhennyam a pristroyi takogo priznachennya radiolokacijnimi stanciyami RLS abo radiolokatorami Radiolokaciya zastosovuyetsya v civilnij aviaciyi u sistemah protipovitryanoyi oboroni v meteorologiyi kartografiyi doslidzhenni kosmosu tosho Vona zdijsnyuyetsya za dopomogoyu pristroyiv yaki nazivayutsya radiolokacijnimi stanciyami abo radarami Radiolokatori rozriznyayutsya za diapazonom vikoristovuvanih radiohvil za vidom zonduvalnogo signalu chislom vikoristovuvanih kanaliv za kilkistyu ta vidom vimiryuvanih koordinat miscya ustanovki RLS Riznovidi radiolokaciyiRozriznyayut aktivnu radiolokaciyu koli RLS pidsvichuye ob yekt vlasnimi impulsami i rozrahunki provodyatsya porivnyuyuchi parametri vlasnogo signalu oprominyuvannya signalu pidsvichuvannya iz signalom sho vidbivayetsya vid ob yekta oprominyuvannya Pasivnu radiolokaciyu koli RLS yak pravilo ne menshe dvoh analizuyut vlasne viprominyuvannya ob yektiv radiolokaciyi vikoristovuyuchi ponyattya radio kontrastnoyi cili yaka viprominyuye chi analizuyuchi infrachervone viprominyuvannya ob yekta napriklad robotu dviguna litalnogo aparata LA bronetehniki chi elektrostanciyi zasobiv zv yazku REB tosho Za zonoyu vidimosti vid RLS na ob yekt sposterezhennya mozhe buti radiolokaciya pryamoyi vidimosti chi pryama radiolokaciya ta zakrita nepryama radiolokaciya yak riznovid nepryamoyi radiolokaciyi mozhna navesti priklad ionosfernoyi radiolokaciyi koli RLS analizuye promeni sho vidbivayutsya vid riznih ionosfernih shariv i za rizniceyu yih parametriv robit visnovok pro dalnist do cili shvidkist ruhu ob yekta napryam peleng na nogo Princip diyiViznachennya koordinat Yaksho cil tochkova to yiyi polozhennya u prostori povnistyu viznachayetsya troma koordinatami U sferichnij sistemi koordinat ce pohila dalnist D azimut a i kut miscya b Pochatok koordinat O zbigayetsya z tochkoyu stoyannya roztashuvannya RLS Pohiloyu dalnistyu D nazivayetsya vidstan po pryamij vid RLS do cili M V aktivnih RLS osnovnim metodom viznachennya pohiloyi dalnosti do cili ye vimiryuvannya zatrimki vidbitogo signalu porivnyano z signalom pidsvichuvannya cya zatrimka dorivnyuye podvijnij pohilij vidstani rozdilenij na shvidkist rozpovsyudzhennya radio signalu Azimut a cili ce kut mizh vertikalnoyu ploshinoyu sho prohodit cherez cil M i vihidnim napryamkom vidliku 0 za kompasom Azimut nazivayut istinnim pelengom cili yaksho vidlik provoditsya vid pivnichnogo meridiana ON abo kursovim kutom yaksho napryamkom vidliku sluzhit pozdovzhnya vis litaka chi diametralna ploshina korablya Kut miscya b kut mizh napryamkom na cil OM i jogo proyekciyeyu OM na gorizontalnu ploshinu Poryad zi sferichnoyu sistemoyu koordinat u radiolokaciyi zastosovuyut takozh cilindrichnu sistemu z koordinatami gorizontalna dalnist D azimut a i visota N Gorizontalna dalnist DG OM1 ye proyekciyeyu liniyi pohiloyi dalnosti OM na gorizontalnu ploshinu Visota cili N dorivnyuye dovzhini perpendikulyara opushenogo z M na gorizontalnu ploshinu Dlya viznachennya kutovih koordinat vikoristovuyutsya kilka metodiv Skanuvannya uzdovzh vidpovidnoyi koordinati vuzkim promenem z nastupnim viznachennyam polozhennya anteni sho vidpovidalo maksimalnij potuzhnosti vidbitogo signalu Monoimpuls Vikoristannya anten specialnoyi konstrukciyi dozvolyaye viznachati kutovi koordinati z menshoyu pohibkoyu nizh shirina promenya anteni Metod sintezovanoyi aperturi Yaksho RLS i cil ruhayutsya vidnosno odin odnogo z vidomoyu shvidkistyu napriklad RLS roztashovana na bortu litaka a cil neruhomo stoyit na zemli dopplerivskij zsuv chastoti prijnyatogo signalu zalezhit vid kutovoyi koordinati cili Takim chinom vimiryuvannya dopplerivskogo zsuvu dozvolyaye viznachiti cyu koordinatu RLS bezperervnogo viprominyuvannya Dlya viznachennya radialnoyi shvidkosti ruhomih ob yektiv vikoristovuyut efekt Doplera Najbilshe poshirennya otrimav fazovij metod vimiru dalnosti Sistema impulsnoyi aktivnoyi radiolokaciyi Princip diyi impulsnoyi radiolokaciyi Vidstan do ob yekta vimiryuyetsya za chasom zatrimki tobto chasom viprominyuvannya signalu j chasom reyestraciyi vidbitogo signalu Radiohvili rozpovsyudzhuyutsya v prostori zi shvidkistyu svitla tomu chas zatrimki dlya vidstani u kilka soten kilometriv stanovit tisyachni doli sekundi Napryam na ob yekt abo jogo azimut viznachayetsya za dopomogoyu diagrami spryamovanosti radara dalekomira yaka formuyetsya u viglyadi tonkogo puchka u vertikalnij ploshini Zazvichaj antena radara obertayetsya a z neyu obertayetsya i diagrama napravlenosti sho dozvolyaye fiksuvati sektor v yakomu znahoditsya cil Visota ob yekta viznachayetsya za dopomogoyu radara yakij nazivayetsya Diagrama napravlenosti anteni visotomiru lezhit u gorizontalnij ploshini a sama antena hitayetsya vgoru vniz Dlya viznachennya visoti cili visotomir povinen otrimati informaciyu vid dalekomira pro yiyi azimut Povnistyu koordinati cili viznachayutsya za sumoyu danih vid dalekomira i visotomira Dodatkovo vikoristovuyuchi efekt Doplera mozhna viznachiti shvidkist cili Zazvichaj takij metod zastosovuyut dlya togo shob vidokremiti ruhomi cili taki yak litaki vid neruhomih ob yektiv napriklad gir abo ob yektiv sho ruhayutsya z maloyu shvidkistyu hmar Formula viznachennya vidstani do ob yekta viznachayetsya za formuloyu S c t 2 Viznachennya dalnosti v aktivnij radiolokaciyi Vidomo sho shvidkist rozpovsyudzhennya radiohvil stala velichina dlya vakuumu ta mozhe neznachno zmenshuvatisya u povitryanomu seredovishi Otzhe 2S vsvitla Dt zvidki S vsvitla Dt 2 Naochnij priklad vidbittya cili na ekrani IKO indikatora kolovogo oglyadu RLSKlasifikaciyaVidilyayut dva vidi radiolokaciyi Pasivna radiolokaciya bazuyetsya na prijnyatti vlasnogo viprominyuvannya ob yekta Aktivna radiolokaciya taka za yakoyi radar viprominyuye svij vlasnij zonduvalnij impuls i prijmaye jogo vidbitim vid ob yekta Zalezhno vid parametriv prijnyatogo signalu viznachayutsya harakteristiki ob yekta Aktivna radiolokaciya buvaye dvoh vidivZ aktivnoyu vidpoviddyu na ob yekti peredbachayetsya nayavnist radioperedavacha vidpovidacha yakij viprominyuye radiohvili u vidpovid na prijnyatij signal Aktivna vidpovid zastosovuyetsya dlya rozpiznannya ob yektiv svij chuzhij distancijnogo keruvannya a takozh dlya otrimannya vid nih dodatkovoyi informaciyi napriklad pro kilkist paliva tip ob yektu tosho Z pasivnoyu vidpoviddyu viprominyuvalnij signal vidbivayetsya vid ob yekta ta sprijmayetsya v punkti prijomu yak vidpovid Dalnist diyi RLSMaksimalna dalnist diyi RLS zalezhit vid nizki parametriv i harakteristik yak antennoyi sistemi stanciyi tak i generatora ta prijmacha sistemi Vzagali bez urahuvannya vtrat potuzhnosti v atmosferi pereshkod i shumiv dalnist diyi sistemi mozhna viznachiti nastupnim chinom Dmax PnDaSas 4p 2Pn min4 displaystyle D max sqrt 4 frac P n D a S a sigma left 4 pi right 2 P n min de Pn displaystyle P n potuzhnist generatora Da displaystyle D a koeficiyent spryamovanoyi diyi anteni Sa displaystyle S a efektivna plosha anteni s displaystyle sigma efektivna plosha rozsiyuvannya cili Pn min displaystyle P n min minimalna chutlivist prijmacha sho viznachayetsya potuzhnistyu pereshkod teplovogo shumu aktivnih pereshkod tosho dopustimoyu jmovirnistyu pomilkovih trivog i metodom detektuvannya signalu sho vidbivsya vid cili Pri nayavnosti shumiv i pereshkod dalnist diyi RLS zmenshuyetsya Div takozhAktivna radiolokaciya Diagrama spryamovanosti Pasivna radiolokaciya Radar RLS RFIDPrimitkiSoloshev O N Slyusar V I Tverdohlebov V V Fazovyj metod izmereniya dalnosti na osnove teorii mnogokanalnogo analiza Artillerijskoe i strelkovoe vooruzhenie 2007 2 23 C 29 32 Shvidkist rozpovsyudzhennya radiohvil u vakuumi priblizno dorivnyuye shvidkosti svitla i stanovit 299 792 458 m sDzherelaTeoriya radiolokacijnih sistem pidruchnik B F Bondarenko V V Vishnivskij V P Dolgushin ta in za zag red S V Lyenkova Kiyiv nac un t im T Shevchenka 2 ge vid dop K VPC Kiyiv un t 2011 384 s il Bibliogr s 361 365 51 nazva ISBN 978 966 439 422 9 British Library Cataloguing in Publication Data Electronics in military engineering Adamy David 623 043 ISBN 1 58053 686 7LiteraturaOsnovi teoriyi radiotehnichnih sistem Navch posib dlya stud vish navch zakl yaki navchayutsya za napryamom Radiotehnika M M Sumik Nac un t Lviv politehnika L Vid vo Nac un tu Lviv politehnika 2005 240 c Bibliogr 15 nazv Ce nezavershena stattya z fiziki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi Cya stattya ne mistit posilan na dzherela Vi mozhete dopomogti polipshiti cyu stattyu dodavshi posilannya na nadijni avtoritetni dzherela Material bez dzherel mozhe buti piddano sumnivu ta vilucheno gruden 2014