УДК 621.396.967

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ И ПРОБЛЕМЫ В РАДИОЛОКАЦИИ

Алибеков Шамсутдин Рашидович1, Гарманов Сергей Семенович2
1Московский технологический университет, студент института радиотехнических и телекоммуникационных систем
2Московский технологический университет, доцент военной кафедры, кандидат военных наук

Аннотация
В данной статье рассматриваются задачи и проблемы, которые стоят перед радиолокацией, а также методы их решения. В статье делается основной опор на измерение точности радиолокационной станции, какими методами и средствами она добивается.

Ключевые слова: , , , , , ,


Рубрика: 01.00.00 ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Алибеков Ш.Р., Гарманов С.С. Основные задачи и проблемы в радиолокации // Современные научные исследования и инновации. 2017. № 5 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2017/05/82921 (дата обращения: 03.06.2017).

В 1886-1889  годах при экспериментах Г.Герц получил эффект отражения радиоволн, а в 1897 уже наш ученный А.С.Попов в 1897 году во время опытов на Балтийском море случайно получил сигнал корабля, пересекающую трассу радиоволн.

В начале 30 годов 20 века спросив у обычного человека про радиолокацию можно было услышать в ответ, что он не знает что это такое. Тогда в Советском Союзе уже в усиленном режиме работали над радиолокацией.  И постепенно начали применять ее как в военных целях, так и в гражданских. Оборудовались самолеты радиолокационными станциями, также и сами аэродромы. Благодаря применению РЛС стало быть возможным взлету и посадке в любую погоду. Со временем общественность начала проявлять интерес к радиолокации. Стали писать в газетах, снимать фильмы.

С появлением радиолокации, стало быть возможным «видеть и слышать» объектов, которые очень далеко находятся от установленной радиолокационной станции (РЛС). Радиолокация используется как в военной отрасли, так и в гражданской. В военной отрасли используется для охраны нашей Родины от «не званных гостей» как с неба так и с моря и с суши заранее определяя цель, которая приближается к границам страны. По всей России установлены мощные радиолокационные станции, которые объединены между собой создавая огромный щит для предотвращения воздушной атаки противника. Радиолокация быстро развивается в военной отрасли, с каждым годом устанавливая все новые и усовершенствованные радиолокационные станции на военных объектах страны.

Радиолокация имеет много предназначений, начиная от военной отрасли заканчивая медициной.

Объекты, за которым наблюдают с помощью РЛС называются целями. Такими целями могут стать любой объект, как на суше, так и в воздухе и на воде. Обнаружение целей, измерение их координат и параметров движения называется радиолокационным наблюдением.

Существует три типа радиоволн:

  1. Ультракороткие волны с длиной волн λ<10 m
  2. Короткие волны с длиной волн от 10m< λ<100m
  3. Длинные волны с длиной волн λ>100m

Только ультракороткие волны способны проходить через ионизирующие слои газа и при этом практически не огибают земную поверхность. Ультракороткие волны используются в радиолокации.

Из всех вышеперечисленных типов волн только ультракороткие волны способны проходить через ионосферу практически не огибая земную поверхность. Такой тип радиоволн используются в радиолокации.

Чтобы установить связь на земной поверхности вне прямой поверхности используют такой тип радиоволн, у которых длина волн превышает 100 метров. С помощью длинных волн можно держать связь подводными лодками.

При использовании коротких волн, волны распространяются в среде путем отражения от ионосферы и земной поверхности. Такой тип волн обычно используют в радиовещании и телевидении.

Как работает радиолокация. Представим, что мы находимся в точке 1, нам предстоит определить цель, который находится в точке 2, определить его физические и геометрические данные. Мы имеем возможность излучать радиоволны при помощи антенны.  Благодаря антенны мы сможем направить волны в нужном направлении. А также и принимать отраженные волны излучающие с требуемого направления. При этом стоит учитывать, что волны от цели отразятся во все стороны также и обратно в сторону приемника.

Мы отправляем радиоволны с определенной частотой, амплитудой и фазой. Если цель не подвижна, то частота отраженного сигнала не изменится, поменяются только амплитуда и фаза.

Облучению также могут подвергнуться не только цель 2, но и другие цели, которые находятся на том же расстоянии от радиолокационной станции, что и вторая цель.

Несмотря на то, какой сложной не казалась нам  РЛС, существуют дополнительные  возможности улучшить ее характеристики. Самым эффективным следует считать поляризационные методы. Что это такое? Это значит что, изменяя поляризацию излучаемой радиоволны происходит изменение мощности отраженной волны.

Так как мы исследуем не только не подвижные цели, но и цели, которые перемещаются. В таком случае отраженный сигнал будет иметь другую по отношению к излучаемому сигналу частоту, которая будет отличаться от основной частоты на величину, пропорциональную отношению радиальной составляющей скорости цели к длине волны. Если из всех расположенных рядом объектов движущей будет только цель, которую мы исследуем, то получая отраженные волны на частотах, которые не совпадают с частотой зондирующего сигнала, можно различить сигнал, который идет от нами исследуемой цели от сигнала которой исходит от окружающих ее объектов. Это явление в радиолокации получило название селекции движущихся целей (СДЦ). СДЦ снабжены почти все современные РЛС. Мы получили еще один метод, который способен улучшить прием отраженных радиоволн.

Рассмотрим еще один метод для улучшения характеристик РЛС.

Самолеты способны издавать шумы тем самым искажая отраженный сигнал это является серьезной помехой для современных РЛС. Для избежания данной проблемы используют медианные фильтры.

Медианный фильтр — вид цифровых фильтров, широко используется в цифровой обработке сигналов изображений для уменьшения уровня шума.

Когда цель находится очень далеко от радиолокационной станции, причем еще быстро передвигается, то мы можем получить не точный сигнал. Проблемы с точностью измерения основных характеристик и параметров отраженных сигналов остаются актуальными. Важной частью обнаружения радиолокационных целей является энергия отраженного сигнала. Точность измерения принимающих сигналов зависит не только от энергии отраженного сигнала, но и от формы излучающего сигнала. Мы из теории знаем для того чтобы улучшить точность обнаружения цели, который находится очень далеко от РЛС и движется нам предстоит задать как можно большую длительность во времени и задать как можно большее широкий спектр. Если сигнал обладает теми свойствами, которые сверху указаны то его можно отнести к линейно-частотно-модулированным сигналам, сигналам с фазовой манипуляцией, шумоподобным сигналам и т.д. Такие сигналы называются сложными сигналами.

Далее мы получим такой вывод, что наилучшим по критерию точности измерения дальности и скорости цели является идеальный шумовой сигнал.

В заключении хотелось бы добавить, что в век бурного развития научно-технического прогресса инженеры легко справляются с задачами и проблемами, которые стоят перед  улучшением систем радиолокационного обнаружения.


Библиографический список
  1. Л.Н. Толкалин «Проблемы наземной радиолокации» 92 стр. Тула 2013г.
  2. М. И. Ботов, В. А. Вяхирев «Основы теории радиолокационных систем и комплексов»  530 стр. 2013 г.
  3. П.И. Дудник, Ю.И. Чересов. Авиационные радиолокационные устройства,  ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1986 г., 538 стр.;


Все статьи автора «Алибеков Шамсутдин Рашидович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: