Радіолокація

Явище відбивання електромагнітних хвиль покладено в основу опрацьованого в кінці 30-х років методу виявлення і точного визначення положення предметів (літаків у повітрі, кораблів у морі, закутаних туманом або вночі тощо). Цей метод дістав назву радіолокації. Ідея радіолокації така.

Короткі електромагнітні хвилі, завдовжки кілька метрів, дециметрів і навіть сантиметрів, посилаються радіолокаційною установкою дуже короткими імпульсами один за одним через рівні, дуже малі інтервали часу, які значно перевищують тривалість імпульсу. Тривалість сигналу, який посилається (імпульсу електромагнітних хвиль), становить мільйонні частки секунди. Сигнали повторюються від кількох сот до тисяч разів за секунду (досить часто, але так, щоб одночасно «в дорозі», в межах радіуса огляду радіолокатора, не виявилися два сигнала). Електромагнітні хвилі, зустрічаючи на своєму шляху перешкоду, — літак, корабель тощо, частково розсіюються цими предметами і частково відбиваються. Відбиті хвилі приймаються тією ж радіолокаційною установкою і після підсилення подаються на осцилограф. За інтервалом часу, який пройшов від моменту випромінювання імпульсу і до моменту повернення відбитих об'єктом хвиль, визначається відстань до нього.

Для розшукування невидимих об'єктів антена радіолокатора, подібно до прожектора, має випромінювати гостро

Мал. 91

напрямлений пучок електромагнітних хвиль — радіопромінь, напрям якого можна легко змінити, змінюючи нахил антени і повертаючи її навколо своєї осі. Для одержання гостро напрямленого вузького радіопроменя у випадку дециметрових і сантиметрових хвиль використовують антени у вигляді увігнутих (параболічної форми) металевих дзеркал, у фокусі яких розміщений випромінюючий вібратор. Буваючи на великих аеродромах, ви, безперечно, бачили ці антени — параболічні сітки, які рівномірно обертаються. Для довших хвиль конструюють складніші антени з певним чином розміщеними вібраторами.

Розглянемо схему будови і принцип дії радіолокатора (мал. 91). Для випромінювання і приймання відбитих хвиль у радіолокаторах використовується одна й та сама антена. Приймання відбитих радіохвиль здійснюється під час пауз у роботі передавача. Для вимірювання відстані до об'єкта в радіолокаторах визначають час, затрачуваний хвилями для руху до об'єкта й назад. Вимірюють цей час за допомогою електронно-променевої трубки. Для цього на горизонтальні пластини трубки подають пилкоподібну напругу, яка надає променеві рівномірного руху в горизонтальному напрямі, причому швидкість переміщення променя по екрану береться такою, щоб він проходив увесь екран якраз за інтервал часу між відправленнями імпульсів. У момент чергового відправлення імпульсу подається й імпульс напруги на вертикально відхиляючі пластини електронно-променевої трубки. Тоді на екрані трубки на прямій лінії розгортки екрана трубки з'являється вузький вертикальний пік, який фіксує момент відправлення сигналу. Після цього антена радіолокатора переключається на приймання.

Радіосигнал, досягнувши цілі, розсіюється на ній і частково відбивається назад. Відбитий сигнал приймається, підсилюється. На екрані з'являється другий вузький вертикальний пік на певній відстані від першого. Вимірявши відстань l між обома відмітками на екрані і знаючи швидкість v горизонтального переміщення променя по екрану, можна визначити час t, затрачуваний хвилею на рух до цілі й назад, тобто t = l/v .З іншого боку, цей же час дорівнює: t =2d/c. Де d — відстань до об'єкта, а с — швидкість поширення електромагнітних хвиль. Оскільки швидкість радіохвиль в атмосфері практично стала (с = 3·10⁸ м/с), то d = cl/2v, тобто, вимірявши відстань між піками l, можна визначити відстань до об'єкта d. Це дає можливість градуювати шкалу електронно-променевої трубки радіолокатора безпосередньо в кілометрах.

Для визначення напряму на шуканий об'єкт антену роблять рухомою. Вона повертається в усіх напрямах, і коли її випромінювання падає на об'єкт, виникають розсіяні радіохвилі, які повертаються назад до радіолокатора і реєструються приймачем. Знаючи орієнтацію антени в момент приймання відбитого сигналу (кут з певним напрямом на горизонтальній площині — азимут, кут з горизонтальною площиною — висота), визначають три координати, які описують положення об'єкта. Таким чином, радіолокатор- дає можливість визначити не тільки відстань до об'єкта, а й напрям на нього, а у випадку об'єктів у повітрі — навіть висоту їх польоту. Якщо об'єкт переміщається, оператор, повертаючи антену, може невідступно стежити за ним і визначити зміну з часом координат об'єкта, що дає можливість обчислити швидкість і траєкторію руху об'єкта.

Ми розглянули принцип дії одного з типів радіолокаторів, які працюють за імпульсним методом. Нині застосовуються більш складні й досконалі системи радіолокації.

Тепер радіолокація застосовується дуже широко не лише на транспорті й у військовій справі, а й у багатьох інших галузях народного господарства. За допомогою радіолокаторів спостерігають виникнення і рух хмар, політ метеоритів у верхніх шарах атмосфери. Радіолокатори широко використовуються в космічних дослідженнях. На борту кожного космічного корабля обов'язково встановлюється кілька радіолокаторів. Останнім часом радіолокація успішно використовується для точного вивчення руху планет, уточнення

відстаней до них. У 1961—1966 pp. було здійснено радіолокацію Венери, Меркурія, Марса і Юпітера.

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Найпростіший раджіоприймач	\|	Поняття про телебачення

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.001 сек.