РЛС

Опубликовано 22.09.2010 Ведущий Антон Степанов

РЛС - русская аббревиатура от Радиолокационная станция. Это же устройство нам известно и по аббревиатуре его английского названия - Radio Detection And Ranging, т.е. РАДАР. РЛС предназначены для обнаружения объектов, определения их размеров, скорости и расстояния до них. Причем радары теоретически могут обнаружить объекты в любой среде - на земле и в воздухе, на воде и под ней, разве что только не под землей.
Физическая теория на основе которой впоследствии были сконструированы радары была во многом известна еще в конце 19го века. С развитием науки появилась и отдельное ее направление - радиолокация - область науки, объединяющая спектр технологий определения свойств и характеристик объектов. Радиолокация разделяют на пассивную и активную. Первая основана на анализе сигналов, которые излучает сам объект. Активная же анализирует отраженный сигнал. Ее основные принципы в следующем: радиоволны меняют свои параметры при встрече с неоднородностями - объектами с другими электрическими свойствами, нежели среда распространения. Отраженная от таких объектов волна позволяет его обнаружить. Скажем, в среде распространения - воздухе, металлический самолет будет такой неоднородностью. Далее, можно считать, что волны распространяются прямолинейно, благодаря чему появляется возможность по отраженному сигналу определять расстояние до объекта и угловые координаты. Наконец, на основе эффекта Доплера, при измерении частоты отраженного сигнала можно судить о скорости объекта.
РЛС, являются системами, которые технически осуществляют решение таких задач. Они могут быть двух видов излучения - непрерывного, или, как правило, импульсного. При импульсном методе излучения передатчики отправляют серии коротких зондирующих импульсов, за которыми следует пауза, которая называется интервалом повторения импульса, за ее время происходит прием отраженного сигнала. Это позволяет, оценивая время между отправкой импульса и его возвратом судить о расстоянии до объекта. При непрерывном излучении используется частотный метод, основанный на частотной модуляции непрерывно излучаемого сигнала. Существует еще фазовый метод, основанный на уже упомянутом эффекте Доплера. Он используется как в непрерывном, так и в импульсном виде излучения. У каждого метода есть свои плюсы и минусы, например импульсный метод не позволяет измерять расстояния до близко расположенных объектов, но повсеместно применяется, поскольку удобен для измерения расстояний до нескольких целей и из за простоты конструкции. Непрерывные РЛС гораздо более дешевы, но расстояние до дальних объектов измерять затруднительно. Кстати, такого типа радарами являются полицейские радары, измеряющие скорость автомобиля.
Конструктивно РЛС состоят из трех основных компонентов. Передатчика, который является источником сигнала высокой мощности. Это может быть магнетрон, или генератор в виде лампы бегущей волны, снабженной усилителем, или триодная лампа - зависит от частотного диапазона радара. Далее, антенны, которая фокусирует зондирующий сигнал, а так же принимает отраженный, впрочем, физически за это могут отвечать две различные антенны, главное, чтобы зондирующие импульсы не мешали принимать отраженный сигнал. И, наконец, приемника радара - устройства отвечающего за обработку эхового сигнала.
Первые работающие устройства появились перед Второй Мировой войной. С тех пор было изобретено и построено множество радаров различных типов. Их можно классифицировать по многим параметрам, например по диапазону используемых длин волн - от миллиметровых до метровых. По типу действия, по способу размещения и, конечно, по предназначению. Предназначение определяет технические параметры РЛС, а они, в свою очередь - характеристики, например, дальность работы, диаграмма направленности радара. Можно догадаться, что РЛС часто служат военным задачам - получение информации о передвижении противника будь то субмарины, самолеты, корабли или спутники. Загоризонтные РЛС служат для обнаружения запусков межконтинентальных ракет. Вообще, в свое время изобретение радара стало революцией в военном деле. Впрочем, существуют РЛС для мирных целей - для использования в гражданской авиации, метеорологии, астрономии.