1.Радиотолқындардың таралуына жалпы шолу

Радиотолқындардың таралуы Радио және телехабарларда, радиобайланыста, радиолокация мен радионавигацияда қолданылатын электромагниттік толқындарды радиотолқындар деп атайды. Радиотолқындарды төмендегі 1.1 кестеде көрсетілгендей бірнеше диапазондарға бөледі.

1.1 кесте – Радиотолқындардың диапазондары

Толқындардың аталуы	Толқын ұзындықтарының диапазоны,
Аса ұзын толқын	> 10000
Ұзын толқын	10000 ÷ 1000
Орташа толқын	1000 ÷ 100
Қысқа толқын	100 ÷ 10
Ультрақысқа толқындар: метрлік	10 ÷ 1
Ультрақысқа толқындар: дециметрлік	1 ÷ 0,1

Толқын ұзындықтарыәр түрлі диапазондарда қолданылатын антенна түрлерінің ерекшелігі бар. Радиохабарларды тарататын ұзын, орташа, қысқа толқындарды вертикаль бағытталған өткізгішвибраторларшығарады. Қабылдау қашықтығын арттыру мақсатында антенналарды мүмкін болғанынша биік орнатуға тырысады. Радиолокация, ғарыштық радиобайланыс және телехабарлар үшінультрақысқа толқындардыпайдаланады. Ұзындығы жарты толқын ұзындығына тең вибратор немесе бірнеше осындай вибраторлардан құралғанантеннабағытталған метрлік электромагниттік сәуле шығарады. Сантиметрлік және дециметрлік диапазондағы радиосәулелерін шығару үшін параболалық шағылдырғыштар қолданылады.

1.1 Радиолокация дегеніміз не?

Радиолокация (лат.lokatio - орналасу орны) — радиотолқынкөмегімен түрлі объектілерді іздеп табу және оның орнын анықтау. Белгілі бір бағытта жіберіліп, жолындағы объектіден шағылғанимпульстүріндегітолқынэкран бетіненимпульстүрінде көрінеді. Оның оралу уақыты арқылы объектіден станцияға дейінгі қашықтығы анықталады.

Радиотолқындар арқылы нысанды тауып, оған дейінгі қашықтықты және оның кеңістіктегі орнын, қозғалыс жылдамдығын анықтау радиолокация деп аталады. Радиолокация негізіне радиотолқындардың өткізгіш денелерден шағылуы алынған. Ол радиотолқындар шағылатын обьектілердің сызықтық өлшемдері толкындардың ұзындығынан артық болғанда айқын байқалады. Сондықтан радиолокациялық станцияларда ультрақысқа толқындарды қолданады. Радиолокацияда обьектіні табу үшін сүйірлене бағытталған электромагниттік толқын шоғы пайдаланылады. Дециметрлік және одан кіші толқын ұзындығымен жұмыс істейтін радиолокаторларда бағытталған толқынды параболалық металл айнаның фокусында орналасқан антенналар шығарады. Метрлік толқындарды сүйірлей бағыттау үшін белгілі бір қалыпта орналасқан антенналар жүйесін қолданады. Бір бағытта интенференция салдарынан толқындар күшейіп сүйірлене бағытталса, өзге бағыттарда олар бірін-бірі толығымен немесе жартылай өшіреді. Радиолокатор немесе радар таратқыш және қабылдағыш күрделі радиотехникалык жүйелерден тұрады. Радиолокатор импулъстік режимде жүмыс істейді. Әрбір импульстің ұзақтығыτ = 10−6c шамасындай, ал импульстік аралықтары t = 10−3c, яғни 1000 еседей үлкен. Обьектіден шағылған электромагниттік толқынды, радиолокатордың таратқыштан қабылдағышқа ауыстырылып қосылған антеннасы импульстердің үзілісі мезетінде қабылдайды. Электромагниттік толқынның обьектіге барып және шағылып кайту уақытын t уақытын өлшеу арқылы, арақашықтықты анықтайды:

мұндағы с = 3 • 108 м/с радиотолқынның вакуумде таралу жылдамдығы.

Ұшақтың орнын анықтау үшін оған радиолокатордың антеннасын бағыттайды, ал генератор қысқа мерзімді электромагниттік толқындардың периодты импульстерін шығарады (1.1-сурет).

1.1 сурет - Радиолокатор антеннасы

Радардың экранында жіберілген және шағылған электромагниттік толқындардың импульстеріне сәйкес келетін электрондық шоқтың ауытқуын бақылайды және қашықтықты тікелей өлшейді. Өйткені экрандағы импульстерге сәйкес ауытқулардың арасы толқынның жүріп өту t уақытына және объектіге дейінгі I қашықтыққа тікелей пропорционал. Радиолокатор антеннасы кез келген бағытта қозғала алады. Антеннаның қозғалу бұрышы бойынша, мысалы, ұшақтың бағытын, оның координатасын анықтайды. Уақыттың өтуіне байланысты координаталардың өзгеруі бойынша нысананың жылдамдығы мен оның траекториясын есептейді.

Қазіргі кезде радиолокацияны қолдану саласы аумақты, соның ішінде еліміздің қорғаныс мақсатында: зымырандарды, ұшақтар мен кемелерді байқап, анықтап отырады. Радарлар бірнеше жүздеген километрге дейінгі қашықтықтағы нысаналарды байқай алады. Аэропорттағы операторлар ұшақтардың ұшуы мен қонуы, әуе жолындағы қозғалысын радиолокаторлар арқылы бақылайды және тиісті нұсқаулар беріп, ұшу қауіпсіздігін қамтамасыз етеді. Құрғақ және ылғалды жер бедері, қалалық ғимараттар, транспорттық коммуникациялар, су радиотолқындарды түрліше шағылдырады.

Ұшақтан радиолокациялык құралдар арқылы ұшқыш жерге дейінгі қашықтықты, ұшу жылдамдығын ғана біліп қоймайды, сонымен бірге жер бетінің радиолокациялық картасын көріп отырады. Ол бұндай информацияны күндіз де алып отырады.

Радиолокация ғарыштық зерттеулер мен астрономияда қолданылады. Радиотелескоптар арқылы шалғайдағы ғарыш денелері шығаратын көрінбейтін кең диапазондағы электромагниттік толқындарды қабылдай отырып, әлемнің құрылысын зерттеу мүмкін болды. Радиолокациялық әдіс негізінде Жерден Айға және Меркурий, Шолпан, Марс, Юпитер планеталарына дейінгі қашықтықтар дәл анықталды.

Ғарыштық кемелердің барлығы бірнеше радиолокатормен жабдықталған. Олар тікелей планеталардың бет түрінің қыртысын көрсете алады, аспан денелері туралы көп мағлұматтар береді.

Радиотолқындар, өлшемі толқын ұзындығынан үлкен объектілерден ғана кері шағылатын болғандықтан, іздестірілетін объектінің көлеміне қарай радиолокацияда метрлік, дециметрлік, сантиметрлік толқындар диапазоныпайдаланылады. Бақыланатын объектінің кеңістіктегі орнын анықтау үшін оның мынадай координаталары анықталады: станциядан қашықтығы, азимуты, яғни объектінің солтүстік бағытпен салыстырғандағы бұрышы, көкжиекпен жасайтын бұрышы. Қабылдагышы мен таратқышы бір блок ретінде жасалуынан және олар үшін бір антеннаның пайдалануынан, таратқыш пенқабылдағышуақытбойынша кезектесіп жұмыс істейді. Ұшақтарда оның келе жатқан аумағын толық бақылауға мүмкіндік беретін айналмалы экран пайдаланылады. Радиолокацияның маңызды сипаттамаларының бірі — ажырату қабілеттілігі. Ол —екі объектінің шағылған толқындарын бір-бірінен ажырата алатын арақашықтық:

D = 150/tм. (1.1)

мұндағы t — импульсұзақтығы.