Принципы радиолокационного обнаружения целей.
Радиолокацией называется область радиотехники, в которой используются отражения, переизлучения или собственные излучения электромагнитных волн для обнаружения различных объектов, измерения их координат и параметров движения. Совокупность сведений об объектах (их наличии, числе, классе, координатах, скоростях движения и т. д.), полученных с помощью РЛС, называют радиолокационной информацией. Источником информации о присутствии объекта в определенной области пространства, его координатах и параметрах движения являются радиолокационные сигналы, поступающие от объекта. Всю совокупность операций, выполняемых в радиолокации для обнаружения целей, измерения координат и параметров движения называют радиолокационным наблюдением.
В основе радиолокационного наблюдения лежат следующие свойства электромагнитных волн (ЭМВ):
- способность ЭМВ отражаться от тел, физические свойства которых отличаются от свойств окружающей среды;
- практически постоянная скорость распространения ЭМВ, принятая в воздухе для инженерных расчетов c=3*108 м/с;
- прямолинейность распространения ЭМВ;
- Способность ЭМВ концентрироваться в узкие пучки с помощью специальных антенн;
- эффект Доплера – изменение частоты отраженных колебаний при относительном изменении расстояния между РЛС и объектом облучения. Используя приведенные свойства ЭМВ, можно осуществить радиопеленгацию объекта (определить направление на объект), измерить расстояние до объекта и скорость его перемещения.
Первое свойство позволяет осуществлять обнаружение объектов путем приема отражения ЭМВ. Оно заключается в том, что облучающие объект ЭМВ наводят в нем токи высокой частоты, которые создают собственное электромагнитное поле, называемое вторичным или полем отраженной ЭМВ.
Постоянство скорости и прямолинейность распространения ЭМВ обеспечивают измерение расстояний до объектов путем измерения времени прохождения ЭМВ между целью и РЛС. Если дальность измеряют запросным способом – по времени запаздывания отраженного или переизлученного сигнала, то ЭМВ проходит двойной путь.
При определении угловых координат также используются постоянство скорости и прямолинейность распространения ЭМВ. Все методы пеленгации различаются только способом измерения положения фазового фронта волны отраженного сигнала. При этом используются сигналы, принимаемые в нескольких точках, и путем сравнения выявляется разность хода (расстояний) радиоволн, которая измеряется определением разности времени запаздывания сигналов в этих точках.
В соответствии со способом образования радиолокационных сигналов различают три вида радиолокационных наблюдений и такое же количество видов РЛС или радиолокационных систем.
При первом виде наблюдений используют отраженные от объекта радиолокационные сигналы, излучаемые РЛС (рис. 1).
Рис. 1. Радиолокационное наблюдение с использованием отраженного сигнала
Второй вид радиолокационного наблюдения основан на использовании сигнала, переизлученного специальной ретрансляционной аппаратурой, устанавливаемой на объекте наблюдения и называемой ответчиком (рис. 2).
Рис. 2. Радиолокационное наблюдение с использованием переизлучения сигналов
Переизлученный сигнал называется ответным. Достоинством этого вида наблюдения является большая интенсивность ответного сигнала по сравнению с отраженным, что повышает эффективность наблюдения, и, кроме того, ответный сигнал может содержать дополнительную информацию о координатах объекта, параметрах его движения и других свойствах, не связанную непосредственно с методом радиолокационного наблюдения. Так, например, в существующих системах с самолета на землю передается информация о его бортовом номере, остатке топлива и высоте полета. Недостатком второго вида радиолокационного наблюдения является необходимость установки на интересующих объектах специальной аппаратуры, что не всегда возможно. Третий вид радиолокационного наблюдения основан на приеме РЛС собственного радиоизлучения объектов и называется по этой причине пассивной радиолокацией (рис.3).
Рис. 3. Радиолокационное наблюдение с использованием собственного сигнала
При реализации этого вида наблюдения РЛС не излучает радиоволны, а только принимает собственные радиоизлучения объектов, к которым относятся тепловое излучение в радиодиапазоне, излучение, возникающее при работе двигателей, излучение различных радиотехнических средств, находящихся на объекте.