logo1

logoT

 

Радар это


Радар | это... Что такое Радар?

Современный радар на основе фазированных антенных решёток (ФАР)

Радиолокационная станция (РЛС) или рада́р (англ. radar от Radio Detection and Ranging — радиообнаружение и дальнометрия) — система для обнаружения воздушных, морских и наземных объектов, а также для определения их дальности и геометрических параметров. Использует метод, основанный на излучении радиоволн и регистрации их отражений от объектов. Английский термин-акроним появился в 1941 г., впоследствии в его написании прописные буквы были заменены строчными.

Содержание

  • 1 История
    • 1.1 Россия
  • 2 Классификация радаров
  • 3 Устройство и принцип действия Первичного радиолокатора
    • 3.1 Когерентные РЛС
    • 3.2 Импульсные РЛС
    • 3.3 Устранение пассивных помех
  • 4 Устройство и принцип действия Вторичного радиолокатора
  • 5 См. также
  • 6 Другие страницы
  • 7 Литература и сноски

История

В 1887 году немецкий физик Генрих Герц начал эксперименты, в ходе которых он открыл существование электромагнитных волн, предсказанных теорией Джеймса Максвелла. Герц научился генерировать и улавливать электромагнитные радиоволны и обнаружил, что они по-разному поглощаются и отражаются различными материалами.

Одно из первых устройств, предназначенных для радиолокации воздушных объектов продемонстрировал 26 февраля 1935 г. шотландский физик Роберт Ватсон-Ватт, который примерно за год до этого получил первый патент на изобретение подобной системы.

Россия

В Советском Союзе осознание необходимости средств обнаружения авиации, свободных от недостатков звукового и оптического наблюдения, привела к разворачиванию исследований в области радиолокации. Идея, предложенная молодым артиллеристом Павлом Ощепковым получила одобрение высшего командования: наркома обороны СССР К. Е. Ворошилова и его заместителя - М. Н. Тухачевского.

3 января 1934 года в СССР был успешно проведён эксперимент по обнаружению самолёта радиолокационным методом. Самолёт, летящий на высоте 150 метров был обнаружен на дальности 600 метров от радарной установки. Эксперимент был организован представителями Ленинградского Института Электротехники и Центральной Радиолаборатории. В 1934 году маршал Тухачевский в письме правительству СССР написал: «Опыты по обнаружению самолётов с помощью электромагнитного луча подтвердили правильность положенного в основу принципа». Первая опытная установка «Рапид» была опробована в том же же году [1][2], в 1936 году советская сантиметровая радиолокационная станция «Буря» засекала самолёт с расстояния 10 километров[1][3]. В США первый контракт военных с промышленностью был заключён в 1939 году. В 1946 году американские специалисты — Реймонд и Хачертон, бывший сотрудник посольства США в Москве, написали: «Советские учёные успешно разработали теорию радара за несколько лет до того, как радар был изобретён в Англии». [4]

Классификация радаров

Мобильная РЛС «Противник-ГЕ»

По предназначению радиолокационные станции можно классифицировать следующим образом:

  • РЛС обнаружения;
  • РЛС управления и слежения;
  • Панорамные РЛС;
  • РЛС бокового обзора;
  • Метеорологические РЛС.

По сфере применения различают военные и гражданские РЛС.

По характеру носителя:

  • Наземные РЛС
  • Морские РЛС
  • Бортовые РЛС

По типу действия

  • Первичные или пассивные
  • Вторичные или активные
  • Совмещённые

По диапазону волн:

  • Метровые
  • Сантиметровые
  • Миллиметровые

Устройство и принцип действия Первичного радиолокатора

Первичный (пассивный) радиолокатор, в основном, служит для обнаружения целей, освещая их электромагнитной волной и затем принимая отражения (эхо) этой волны от цели. Поскольку скорость электромагнитных волн постоянна (скорость света), становится возможным определить расстояние до цели, основываясь на измерении времени распространения сигнала.

В основе устройства радиолокационной станции лежат три компонента: передатчик, антенна и приёмник.

Передающее устройство является источником электромагнитного сигнала высокой мощности. Он может представлять из себя мощный импульсный генератор. Для импульсных РЛС сантиметрового диапазона — обычно магнетрон или импульсный генератор работающий по схеме: задающий генератор — мощный усилитель, использующий в качестве генератора чаще всего лампу бегущей волны, а для РЛС метрового диапазона, часто используют — триодную лампу. В зависимости от конструкции, передатчик работает либо в импульсном режиме, формируя повторяющиеся короткие мощные электромагнитные импульсы, либо излучает непрерывный электромагнитный сигнал.

Антенна выполняет фокусировку сигнала приёмника и формирование диаграммы направленности, а также приём отражённого от цели сигнала и передачу этого сигнала в приёмник. В зависимости от реализации приём отражённого сигнала может осуществляться либо той же самой антенной, либо другой, которая иногда может располагаться на значительном расстоянии от передающего устройства. В случае, если передача и приём совмещены в одной антенне, эти два действия выполняются поочерёдно, а чтобы мощный сигнал, просачивающийся от передающего передатчика в приёмник не ослепил приёмник слабого эха, перед приёмником размещают специальное устройство, закрывающее вход приёмника в момент излучения зондирующего сигнала.

Приёмное устройство выполняет усиление и обработку принятого сигнала. В самом простом случае результирующий сигнал подаётся на лучевую трубку (экран), которая показывает изображение, синхронизированное с движением антенны.

Когерентные РЛС

Когерентный метод радиолокации основан на выделении и анализе разности фаз отправленного и отражённого сигналов, которая возникает из-за эффекта Доплера, когда сигнал отражается от движущегося объекта. При этом передающее устройство может работать как непрерывно, так и в импульсном режиме. Основным преимуществом данного метода является то, что он «позволяет наблюдать только движущиеся объекты, а это исключает помехи от неподвижных предметов, расположенных между приёмной аппаратурой и целью или за ней. »[5]

Импульсные РЛС

Принцип действия импульсного радара

Принцип определения расстояния до объекта с помощью импульсного радара

Современные радары сопровождения построены как импульсные радары. Импульсный радар передаёт только в течение очень краткого времени, короткий импульс обычно приблизительно микросекунда в продолжительности, после чего он слушает эхо, в то время как импульс распространяется.

Поскольку импульс уходит далеко от радара с постоянной скоростью, время прошедшее с момента, когда импульс посылали, ко времени когда эхо получено, — ясная мера прямого расстояния до цели. Следующий импульс можно послать только через некоторое время, а именно после того как импульс придёт обратно, это зависит от дальности обнаружения радара (данным мощностью передатчика, усилением антенны и чувствительностью приёмника). Если бы импульс посылали раньше, то эхо предыдущего импульса от отдалённой цели могло бы быть перепутано с эхом второго импульса от близкой цели.

Промежуток времени между импульсами называют интервалом повторения импульса, обратная к нему величина — важный параметр, который называют частотой повторения импульса (ЧПИ) . Радары низкой частоты дальнего обзора, обычно имеют интервал повторения в несколько сотен импульсов в секунду (или Герц [Гц]). Частота повторения импульсов является одним из отличительных признаков, по которым возможно дистанционное определение модели РЛС.

Устранение пассивных помех

Одной из основных проблем импульсных РЛС является избавление от сигнала, отражающегося от неподвижных объектов: земной поверхности, высоких холмов и т. п. Если к примеру, самолёт находится на фоне высокого холма, отражённый сигнал от этого холма полностью перекроет сигнал от самолёта. Для наземных РЛС эта проблема проявляется при работе с низколетящими объектами. Для бортовых импульсных РЛС она выражается в том, что отражение от земной поверхности затеняет все объекты, лежащие ниже самолёта с радиолокатором.

Методы устранения помех используют, так или иначе, эффект Доплера (частота волны, отражённой от приближающегося объекта, увеличивается, от уходящего объекта — уменьшается).

Самый простой радар, который может обнаружить цель в помехах — радар с селекцией движущихся целей (СДЦ) — импульсный радар, который сравнивает отражения более чем от двух или больше интервалов повторения импульса. Любая цель, которая, движется относительно радара, производит изменение в параметре сигнала (стадия в последовательном СДЦ), тогда как помехи остаются неизменными. Устранение помех происходит путём вычитания отражений из двух последовательных интервалов. На практике устранение помех может быть осуществлено в специальных устройствах — черезпериодных компенсаторах или алгоритмами в программном обеспечении.

СДЦ, работающие с постоянной частотой повторения импульсов, имеют фундаментальную слабость: они являются слепыми к целям со специфическими круговыми скоростями (которые производят изменения фаз точно в 360 градусов), и такие цели не отображаются. Скорость, при которой цель исчезает для радиолокатора, зависит от рабочей частоты станции и от частоты повторения импульсов. Современные СДЦ излучают несколько импульсов с различной частоты повторения — такой, что невидимые скорости в каждой частоте повторения импульсов охвачены другими ЧПИ.

Другой способ избавления от помех реализован в импульсно-доплеровских РЛС, которые используют существенно более сложную обработку чем РЛС с СДЦ.

Важное свойство импульсно-доплеровских РЛС — это когерентность сигнала. Это значит, что посланные сигналы и отражения должны иметь определённую фазовую зависимость.

Импульсно-доплеровские РЛС обычно считаются лучше РЛС с СДЦ при обнаружении низколетящих целей во множественных помехах земли, это — предпочтительная техника, используемая в современном истребителе, для воздушного перехвата/управления огнём, примеры тому AN/APG-63, 65, 66, 67 и 70 радары. В современном доплеровском радаре большинство обработки выполняется отдельным процессором в цифровом виде с помощью цифровых сигнальных процессоров, обычно используя высокопроизводительный алгоритм Быстрое преобразование Фурье для преобразования цифровых данных образцов отражений кое во что более управляемое другими алгоритмами. Цифровые обработчики сигналов очень гибки и используемые алгоритмы могут обычно быстро заменяться другими, заменяя только память (ПЗУ) чипы, таким образом быстро противодействуя техники глушения противника если необходимо.

Устройство и принцип действия Вторичного радиолокатора

Принцип действия вторичного радиолокатора несколько отличается, от принципа Первичной радиолокации. В основе устройства Вторичной радиолокационной станции лежат компоненты: передатчик, антенна, генераторы азимутальных меток, приёмник, сигнальный процессор, индикатор и самолётный ответчик с антенной.

Передатчик. Служит для излучения импульсов запроса в антенну на частоте 1030 МГц

Антенна. Служит для излучения и приёма отражённого сигнала. По стандартам ICAO для вторичной радиолокации, антенна излучает на частоте 1030МГц, и принимает на частоте 1090 МГц.

Генераторы Азимутальных меток. Служат для генерации Азимутальных меток (Azimuth Change Pulse или ACP) и генерации Метки Севера (Azimuth Reference Pulse или ARP). За один оборот антенны РЛС генерируется 4096 малых азимутальных меток(для старых систем), или 16384 Малых азимутальных меток (для новых систем), их ещё называет улучшенные малые азимутальные метки (Improved Azimuth Change pulse или IACP), а также одну метку Севера. Метка севера приходит с генератора азимутальных меток, при таком положении антенны, когда она направлена на Север, а малые азимутальные метки служат для отсчёта угла разворота антенны.

Приёмник. Служит для приёма импульсов на частоте 1090 МГц

Сигнальный процессор. Служит для обработки принятых сигналов

Индикатор Служит для индикации обработанной информации

Самолётный ответчик с антенной Служит для передачи импульсного радиосигнала, содержащего дополнительную информацию, обратно в сторону РЛС при получении радиосигнала запроса.

Принцип Действия Принцип действия вторичного радиолокатора заключается в использовании энергии самолётного ответчика, для определения положения Воздушного судна. РЛС облучает окружающее пространства запросными импульсами на частоте P1 и P3, а также импульсом подавления P2 на частоте 1030 МГц. Воздушные суда оборудованные ответчиками находящиеся в зоне действия луча запроса при получении запросных импульсов, если действует условие P1,P3>P2 отвечают запросившей РЛС, Серией кодированных импульсов на частоте 1090 МГц, в которых содержится дополнительная информация типа Номер борта, Высота и так далее. Ответ самолётного ответчика зависит от режима запроса РЛС, а режим запроса определяется растоянием между запросными импульсами P1 и P3 например в режиме запроса А (mode A), расстояние между запросными импульсами станции P1 и P3 равно 8 микросекунд, и при получении такого запроса ответчик воздушного судна кодирует в импульсах ответа свой номер борта. В режиме запроса C (mode C) расстояние между запросными импульсами станции равно 21 микросекунде и при получении такого запроса ответчик воздушного судна кодирует в импульсах ответа свою высоту. Также РЛС может посылать запрос в смешанном режиме, например Режим А, Режим С, Режим А, Режим С. Азимут Воздушного судна определяется, углом поворота антенны, который в свою очередь определяется путём подсчёта Малых Азимутальных меток. Дальность определяется, по задержке пришедшего ответа Если Воздушное судно не лежит в зоне действия основного луча, а лежит в зоне действия боковых лепестков, или находится сзади антенны, то ответчик Воздушного судна при получении запроса от РЛС, получит на своём входе условие, что импульсы P1,P3<P2, то есть импульс подавления больше импульсов запроса. Учитываю этот фактор ответчик запирается и не отвечает на запрос. Принятый от ответчика сигнал принимается и обрабатывается приёмником РЛС, затем поступает на сигнальный процессор, который проводит обработку сигналов, и выдачу информации конечному потребителю, и или на контрольный индикатор.

Плюсы вторичной РЛС, более высокая точность, дополнительная информация о Воздушном Судне (Номер борта, Высота), а также малое по сравнению с Первичными РЛС излучение.

См. также

  • Радиолокация
  • Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники
  • Милицейский радар
  • Загоризонтная РЛС Дуга
  • Радиоизлучение

Другие страницы

  • М. М.Лобанов "Развитие советской радиолокации"
  • "Радиолокационная станция" — статья в БСЭ.
  • (нем.) Технология Радиолокационная станция
  • Раздел о радиолокационных станциях в блоге dxdt.ru (рус.)
  • http://www.net-lib.info/11/4/537.php Константин Рыжов - 100 великих изобретений. 1933 г. - Тейлор, Юнг и Хайланд выдвигают идею радара. 1935 г. - Радиолокационная станция CH дальнего обнаружения Уотсона-Уатта.

Литература и сноски

  1. 1 2 Поляков В. Т. «Посвящение в радиоэлектронику», М., РиС, ISBN 5-256-00077-2
  2. передатчик был установлен на крыше дома 14 по Красноказарменной улице, Москва, приёмник — в районе посёлка Новогиреево; присутствовали М. Н. Тухачевский, Н.Н.Нагорный, М. В. Шулейкин. Аппаратуру демонстрировал П. К. Ощепков.
  3. Испытания в Евпатории, группа Б. К. Шембеля
  4. http://www.young-science.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=215&Itemid=66
  5. Шембель Б. К. У истоков радиолокации в СССР. — Советское радио, 1977, № 5, с. 15-17.

Радар | это... Что такое Радар?

Современный радар на основе фазированных антенных решёток (ФАР)

Радиолокационная станция (РЛС) или рада́р (англ. radar от Radio Detection and Ranging — радиообнаружение и дальнометрия) — система для обнаружения воздушных, морских и наземных объектов, а также для определения их дальности и геометрических параметров. Использует метод, основанный на излучении радиоволн и регистрации их отражений от объектов. Английский термин-акроним появился в 1941 г., впоследствии в его написании прописные буквы были заменены строчными.

Содержание

  • 1 История
    • 1.1 Россия
  • 2 Классификация радаров
  • 3 Устройство и принцип действия Первичного радиолокатора
    • 3.1 Когерентные РЛС
    • 3.2 Импульсные РЛС
    • 3.3 Устранение пассивных помех
  • 4 Устройство и принцип действия Вторичного радиолокатора
  • 5 См. также
  • 6 Другие страницы
  • 7 Литература и сноски

История

В 1887 году немецкий физик Генрих Герц начал эксперименты, в ходе которых он открыл существование электромагнитных волн, предсказанных теорией Джеймса Максвелла. Герц научился генерировать и улавливать электромагнитные радиоволны и обнаружил, что они по-разному поглощаются и отражаются различными материалами.

Одно из первых устройств, предназначенных для радиолокации воздушных объектов продемонстрировал 26 февраля 1935 г. шотландский физик Роберт Ватсон-Ватт, который примерно за год до этого получил первый патент на изобретение подобной системы.

Россия

В Советском Союзе осознание необходимости средств обнаружения авиации, свободных от недостатков звукового и оптического наблюдения, привела к разворачиванию исследований в области радиолокации. Идея, предложенная молодым артиллеристом Павлом Ощепковым получила одобрение высшего командования: наркома обороны СССР К. Е. Ворошилова и его заместителя - М. Н. Тухачевского.

3 января 1934 года в СССР был успешно проведён эксперимент по обнаружению самолёта радиолокационным методом. Самолёт, летящий на высоте 150 метров был обнаружен на дальности 600 метров от радарной установки. Эксперимент был организован представителями Ленинградского Института Электротехники и Центральной Радиолаборатории. В 1934 году маршал Тухачевский в письме правительству СССР написал: «Опыты по обнаружению самолётов с помощью электромагнитного луча подтвердили правильность положенного в основу принципа». Первая опытная установка «Рапид» была опробована в том же же году[1][2], в 1936 году советская сантиметровая радиолокационная станция «Буря» засекала самолёт с расстояния 10 километров[1][3]. В США первый контракт военных с промышленностью был заключён в 1939 году. В 1946 году американские специалисты — Реймонд и Хачертон, бывший сотрудник посольства США в Москве, написали: «Советские учёные успешно разработали теорию радара за несколько лет до того, как радар был изобретён в Англии». [4]

Классификация радаров

Мобильная РЛС «Противник-ГЕ»

По предназначению радиолокационные станции можно классифицировать следующим образом:

  • РЛС обнаружения;
  • РЛС управления и слежения;
  • Панорамные РЛС;
  • РЛС бокового обзора;
  • Метеорологические РЛС.

По сфере применения различают военные и гражданские РЛС.

По характеру носителя:

  • Наземные РЛС
  • Морские РЛС
  • Бортовые РЛС

По типу действия

  • Первичные или пассивные
  • Вторичные или активные
  • Совмещённые

По диапазону волн:

  • Метровые
  • Сантиметровые
  • Миллиметровые

Устройство и принцип действия Первичного радиолокатора

Первичный (пассивный) радиолокатор, в основном, служит для обнаружения целей, освещая их электромагнитной волной и затем принимая отражения (эхо) этой волны от цели. Поскольку скорость электромагнитных волн постоянна (скорость света), становится возможным определить расстояние до цели, основываясь на измерении времени распространения сигнала.

В основе устройства радиолокационной станции лежат три компонента: передатчик, антенна и приёмник.

Передающее устройство является источником электромагнитного сигнала высокой мощности. Он может представлять из себя мощный импульсный генератор. Для импульсных РЛС сантиметрового диапазона — обычно магнетрон или импульсный генератор работающий по схеме: задающий генератор — мощный усилитель, использующий в качестве генератора чаще всего лампу бегущей волны, а для РЛС метрового диапазона, часто используют — триодную лампу. В зависимости от конструкции, передатчик работает либо в импульсном режиме, формируя повторяющиеся короткие мощные электромагнитные импульсы, либо излучает непрерывный электромагнитный сигнал.

Антенна выполняет фокусировку сигнала приёмника и формирование диаграммы направленности, а также приём отражённого от цели сигнала и передачу этого сигнала в приёмник. В зависимости от реализации приём отражённого сигнала может осуществляться либо той же самой антенной, либо другой, которая иногда может располагаться на значительном расстоянии от передающего устройства. В случае, если передача и приём совмещены в одной антенне, эти два действия выполняются поочерёдно, а чтобы мощный сигнал, просачивающийся от передающего передатчика в приёмник не ослепил приёмник слабого эха, перед приёмником размещают специальное устройство, закрывающее вход приёмника в момент излучения зондирующего сигнала.

Приёмное устройство выполняет усиление и обработку принятого сигнала. В самом простом случае результирующий сигнал подаётся на лучевую трубку (экран), которая показывает изображение, синхронизированное с движением антенны.

Когерентные РЛС

Когерентный метод радиолокации основан на выделении и анализе разности фаз отправленного и отражённого сигналов, которая возникает из-за эффекта Доплера, когда сигнал отражается от движущегося объекта. При этом передающее устройство может работать как непрерывно, так и в импульсном режиме. Основным преимуществом данного метода является то, что он «позволяет наблюдать только движущиеся объекты, а это исключает помехи от неподвижных предметов, расположенных между приёмной аппаратурой и целью или за ней. »[5]

Импульсные РЛС

Принцип действия импульсного радара

Принцип определения расстояния до объекта с помощью импульсного радара

Современные радары сопровождения построены как импульсные радары. Импульсный радар передаёт только в течение очень краткого времени, короткий импульс обычно приблизительно микросекунда в продолжительности, после чего он слушает эхо, в то время как импульс распространяется.

Поскольку импульс уходит далеко от радара с постоянной скоростью, время прошедшее с момента, когда импульс посылали, ко времени когда эхо получено, — ясная мера прямого расстояния до цели. Следующий импульс можно послать только через некоторое время, а именно после того как импульс придёт обратно, это зависит от дальности обнаружения радара (данным мощностью передатчика, усилением антенны и чувствительностью приёмника). Если бы импульс посылали раньше, то эхо предыдущего импульса от отдалённой цели могло бы быть перепутано с эхом второго импульса от близкой цели.

Промежуток времени между импульсами называют интервалом повторения импульса, обратная к нему величина — важный параметр, который называют частотой повторения импульса (ЧПИ) . Радары низкой частоты дальнего обзора, обычно имеют интервал повторения в несколько сотен импульсов в секунду (или Герц [Гц]). Частота повторения импульсов является одним из отличительных признаков, по которым возможно дистанционное определение модели РЛС.

Устранение пассивных помех

Одной из основных проблем импульсных РЛС является избавление от сигнала, отражающегося от неподвижных объектов: земной поверхности, высоких холмов и т. п. Если к примеру, самолёт находится на фоне высокого холма, отражённый сигнал от этого холма полностью перекроет сигнал от самолёта. Для наземных РЛС эта проблема проявляется при работе с низколетящими объектами. Для бортовых импульсных РЛС она выражается в том, что отражение от земной поверхности затеняет все объекты, лежащие ниже самолёта с радиолокатором.

Методы устранения помех используют, так или иначе, эффект Доплера (частота волны, отражённой от приближающегося объекта, увеличивается, от уходящего объекта — уменьшается).

Самый простой радар, который может обнаружить цель в помехах — радар с селекцией движущихся целей (СДЦ) — импульсный радар, который сравнивает отражения более чем от двух или больше интервалов повторения импульса. Любая цель, которая, движется относительно радара, производит изменение в параметре сигнала (стадия в последовательном СДЦ), тогда как помехи остаются неизменными. Устранение помех происходит путём вычитания отражений из двух последовательных интервалов. На практике устранение помех может быть осуществлено в специальных устройствах — черезпериодных компенсаторах или алгоритмами в программном обеспечении.

СДЦ, работающие с постоянной частотой повторения импульсов, имеют фундаментальную слабость: они являются слепыми к целям со специфическими круговыми скоростями (которые производят изменения фаз точно в 360 градусов), и такие цели не отображаются. Скорость, при которой цель исчезает для радиолокатора, зависит от рабочей частоты станции и от частоты повторения импульсов. Современные СДЦ излучают несколько импульсов с различной частоты повторения — такой, что невидимые скорости в каждой частоте повторения импульсов охвачены другими ЧПИ.

Другой способ избавления от помех реализован в импульсно-доплеровских РЛС, которые используют существенно более сложную обработку чем РЛС с СДЦ.

Важное свойство импульсно-доплеровских РЛС — это когерентность сигнала. Это значит, что посланные сигналы и отражения должны иметь определённую фазовую зависимость.

Импульсно-доплеровские РЛС обычно считаются лучше РЛС с СДЦ при обнаружении низколетящих целей во множественных помехах земли, это — предпочтительная техника, используемая в современном истребителе, для воздушного перехвата/управления огнём, примеры тому AN/APG-63, 65, 66, 67 и 70 радары. В современном доплеровском радаре большинство обработки выполняется отдельным процессором в цифровом виде с помощью цифровых сигнальных процессоров, обычно используя высокопроизводительный алгоритм Быстрое преобразование Фурье для преобразования цифровых данных образцов отражений кое во что более управляемое другими алгоритмами. Цифровые обработчики сигналов очень гибки и используемые алгоритмы могут обычно быстро заменяться другими, заменяя только память (ПЗУ) чипы, таким образом быстро противодействуя техники глушения противника если необходимо.

Устройство и принцип действия Вторичного радиолокатора

Принцип действия вторичного радиолокатора несколько отличается, от принципа Первичной радиолокации. В основе устройства Вторичной радиолокационной станции лежат компоненты: передатчик, антенна, генераторы азимутальных меток, приёмник, сигнальный процессор, индикатор и самолётный ответчик с антенной.

Передатчик. Служит для излучения импульсов запроса в антенну на частоте 1030 МГц

Антенна. Служит для излучения и приёма отражённого сигнала. По стандартам ICAO для вторичной радиолокации, антенна излучает на частоте 1030МГц, и принимает на частоте 1090 МГц.

Генераторы Азимутальных меток. Служат для генерации Азимутальных меток (Azimuth Change Pulse или ACP) и генерации Метки Севера (Azimuth Reference Pulse или ARP). За один оборот антенны РЛС генерируется 4096 малых азимутальных меток(для старых систем), или 16384 Малых азимутальных меток (для новых систем), их ещё называет улучшенные малые азимутальные метки (Improved Azimuth Change pulse или IACP), а также одну метку Севера. Метка севера приходит с генератора азимутальных меток, при таком положении антенны, когда она направлена на Север, а малые азимутальные метки служат для отсчёта угла разворота антенны.

Приёмник. Служит для приёма импульсов на частоте 1090 МГц

Сигнальный процессор. Служит для обработки принятых сигналов

Индикатор Служит для индикации обработанной информации

Самолётный ответчик с антенной Служит для передачи импульсного радиосигнала, содержащего дополнительную информацию, обратно в сторону РЛС при получении радиосигнала запроса.

Принцип Действия Принцип действия вторичного радиолокатора заключается в использовании энергии самолётного ответчика, для определения положения Воздушного судна. РЛС облучает окружающее пространства запросными импульсами на частоте P1 и P3, а также импульсом подавления P2 на частоте 1030 МГц. Воздушные суда оборудованные ответчиками находящиеся в зоне действия луча запроса при получении запросных импульсов, если действует условие P1,P3>P2 отвечают запросившей РЛС, Серией кодированных импульсов на частоте 1090 МГц, в которых содержится дополнительная информация типа Номер борта, Высота и так далее. Ответ самолётного ответчика зависит от режима запроса РЛС, а режим запроса определяется растоянием между запросными импульсами P1 и P3 например в режиме запроса А (mode A), расстояние между запросными импульсами станции P1 и P3 равно 8 микросекунд, и при получении такого запроса ответчик воздушного судна кодирует в импульсах ответа свой номер борта. В режиме запроса C (mode C) расстояние между запросными импульсами станции равно 21 микросекунде и при получении такого запроса ответчик воздушного судна кодирует в импульсах ответа свою высоту. Также РЛС может посылать запрос в смешанном режиме, например Режим А, Режим С, Режим А, Режим С. Азимут Воздушного судна определяется, углом поворота антенны, который в свою очередь определяется путём подсчёта Малых Азимутальных меток. Дальность определяется, по задержке пришедшего ответа Если Воздушное судно не лежит в зоне действия основного луча, а лежит в зоне действия боковых лепестков, или находится сзади антенны, то ответчик Воздушного судна при получении запроса от РЛС, получит на своём входе условие, что импульсы P1,P3<P2, то есть импульс подавления больше импульсов запроса. Учитываю этот фактор ответчик запирается и не отвечает на запрос. Принятый от ответчика сигнал принимается и обрабатывается приёмником РЛС, затем поступает на сигнальный процессор, который проводит обработку сигналов, и выдачу информации конечному потребителю, и или на контрольный индикатор.

Плюсы вторичной РЛС, более высокая точность, дополнительная информация о Воздушном Судне (Номер борта, Высота), а также малое по сравнению с Первичными РЛС излучение.

См. также

  • Радиолокация
  • Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники
  • Милицейский радар
  • Загоризонтная РЛС Дуга
  • Радиоизлучение

Другие страницы

  • М. М.Лобанов "Развитие советской радиолокации"
  • "Радиолокационная станция" — статья в БСЭ.
  • (нем.) Технология Радиолокационная станция
  • Раздел о радиолокационных станциях в блоге dxdt.ru (рус.)
  • http://www.net-lib.info/11/4/537.php Константин Рыжов - 100 великих изобретений. 1933 г. - Тейлор, Юнг и Хайланд выдвигают идею радара. 1935 г. - Радиолокационная станция CH дальнего обнаружения Уотсона-Уатта.

Литература и сноски

  1. 1 2 Поляков В. Т. «Посвящение в радиоэлектронику», М., РиС, ISBN 5-256-00077-2
  2. передатчик был установлен на крыше дома 14 по Красноказарменной улице, Москва, приёмник — в районе посёлка Новогиреево; присутствовали М. Н. Тухачевский, Н.Н.Нагорный, М. В. Шулейкин. Аппаратуру демонстрировал П. К. Ощепков.
  3. Испытания в Евпатории, группа Б. К. Шембеля
  4. http://www.young-science.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=215&Itemid=66
  5. Шембель Б. К. У истоков радиолокации в СССР. — Советское радио, 1977, № 5, с. 15-17.

Технологический радар | Путеводитель по передовым технологиям

Внедрение машинного обучения

Немногим более чем за десятилетие машинное обучение превратилось из узкоспециализированного метода в то, что может сделать практически любой человек, обладающий данными и вычислительной мощностью. Это следует приветствовать, но по-прежнему важно, чтобы отрасль могла справляться как с распространением инструментов и структур в пространстве, так и с этическими проблемами, которые становятся все более заметными и актуальными.

Сила платформ как продукта

Платформа может быть мощной вещью, особенно когда речь идет о расширении возможностей разработчиков. Однако мы часто видим разочаровывающие результаты, когда к ним не относятся должным образом как к продуктам — важно, чтобы платформы создавались и поддерживались таким образом, чтобы они отвечали потребностям как технических групп, так и более широкой организации и опосредовали их.

Перенос прав собственности на данные на периферию

Когда дело доходит до данных, централизация может быть ограничивающей. Однако новые методы и инструменты облегчают преодоление проблем централизации, предлагая преимущества как с технической точки зрения, так и с точки зрения конфиденциальности.

Мобильные приложения тоже должны быть модульными

Преимущества модульности хорошо известны, но по ряду причин они не так широко используются при разработке мобильных приложений. Сейчас это начинает меняться; мы считаем, что применение модульного подхода к мобильным устройствам улучшит не только качество мобильных приложений, но и опыт их создания.

Внедрение машинного обучения

Когда-то машинное обучение (МО) было уделом немногих счастливчиков, у которых были инструменты и ресурсы для создания крутых вещей. К счастью, мы наблюдаем постепенное распространение машинного обучения по мере роста вычислительной мощности устройств всех размеров, появления инструментов с открытым исходным кодом и более строгих требований и осведомленности о конфиденциальности и персонализированной информации, которые объединяются для создания растущей экосистемы. Такие методы, как федеративное машинное обучение, позволяют создавать модели машинного обучения, обеспечивающие конфиденциальность конфиденциальной информации. Поле TinyML позволяет моделям выполняться на устройствах с ограниченными ресурсами, перемещая логические выводы на край, что освобождает ресурсы и повышает конфиденциальность конфиденциальных данных. Хранилища функций предоставляют аналогичные преимущества шаблону проектирования Модель-Представление-Контроллер для разработки приложений, обеспечивая более четкое разделение проблем между сбором данных, обучением модели и выводом. Общедоступные модели, такие как Stable Diffusion, подчеркивают как удивительные возможности машинного обучения, так и проблемы, связанные с исходными данными и этикой. Компоненты ML также проще, чем когда-либо, связывать вместе, что позволяет создавать опыт и решения ML с творческим составом пользовательских бизнес-моделей и высокоэффективных универсальных моделей. Мы приветствуем новые возможности в этой области и с нетерпением ждем будущих достижений.

Сила платформ как продукта

Слово «платформа» по-прежнему является одним из наиболее часто используемых слов на наших встречах Radar, потому что это понятие широко распространено в отрасли. Он проявляется во многих различных проявлениях, включая платформы для бизнеса или предметной области, а также платформы для инфраструктуры или взаимодействия с разработчиками. По сути, основной причиной многих проблем и разочарований, с которыми сталкиваются организации при работе со всеми платформами, является неспособность должным образом относиться к ним как к продуктам. Например, многим платформам, предназначенным для использования разработчиками, не хватает исследований пользователей и контекстуального анализа, которые мы ожидаем от других типов продуктов. Владельцам платформ необходимо проверять свои предположения о потребностях разработчиков и реагировать на фактические модели использования. И, как любой хороший продукт, платформа нуждается в постоянной поддержке. Он должен развиваться и адаптироваться в ответ на изменяющиеся потребности разработчика. Кроме того, такие роли, как менеджеры проектов и бизнес-аналитики, часто имеют другие области действия, чем в традиционных приложениях. Метафора «платформа как продукт» работает только тогда, когда она полностью воспринимается как практика, а не модная фраза.

Перемещение прав собственности на данные на периферию

Как мы все слишком хорошо знаем, централизация любого рода открывает возможность ограничений, узких мест или ненужного раскрытия. Таким образом, мы постоянно стремимся найти новые способы взлома централизованных точек связи, отмеченных несколькими вспышками на нашем радаре. Основываясь на исследованиях бесконфликтных реплицируемых типов данных (CRDT), которые позволяют приложениям на основе данных без централизованной базы данных, метод локального программного обеспечения/приложений побуждает разработчиков думать о построении на основе одноранговых данных, а не об использовании централизованная база данных. Перенос прав собственности на данные на периферию также позволяет разработчикам использовать расширенные возможности устройств, как показано в теме «Внедрение машинного обучения». Например, многие возможности, такие как распознавание лиц, могут выполняться на периферии, сохраняя базовые данные на устройстве навсегда.

Мобильное приложение тоже должно быть модульным

Инженеры-программисты осознали важность структурирования архитектуры приложения в первую очередь вокруг концепций предметной области и бизнес-функций. Технические проблемы — отделение пользовательского интерфейса от предметной логики — по-прежнему важны, но играют второстепенную роль. По мере взросления мобильных приложений они часто становятся больше, иногда превращаясь в так называемые суперприложения, которые включают в себя множество сервисов и могут рассматриваться как самостоятельные платформы. Приложения, которые не так велики, но с годами приобрели много возможностей, обычно также могут быть разложены на модули, и компании считают, что мобильные приложения выигрывают от того же подхода к модульности. Модульные приложения могут быть написаны несколькими автономными командами, что дает множество хорошо задокументированных преимуществ. Сложность усугубляется требованием развертывания через магазин приложений и необходимостью поддержки нативных версий iOS и Android, а также веб-версии с небольшими изменениями для каждой из них. Мы видим лучшую поддержку фреймворка для уникальных противоречий, присущих мобильной разработке, но в целом, несмотря на преимущества, многие организации изо всех сил пытаются внедрить модульный подход в мобильную разработку.

Посмотреть подробности темы

Показать меньше

NWS JetStream — Как работает доплеровский радар?

Принцип работы радаров заключается в том, что луч энергии, называемый радиоволнами, испускается антенной. Когда они ударяются об объекты в атмосфере, энергия рассеивается во всех направлениях, при этом часть энергии отражается прямо обратно на радар.

Чем больше объект, тем больше энергии возвращается в радар. Это дает нам возможность «видеть» капли дождя в атмосфере. Кроме того, время, необходимое для передачи луча энергии и возврата к радару, также зависит от расстояния до этого объекта.

Доплеровский радар

Благодаря своей конструкции доплеровские радарные системы могут предоставлять информацию о движении целей, а также об их положении. Когда WSR-88D передает импульсы радиоволн, система отслеживает фаз (форма, положение и вид) этих импульсов.

Путем измерения сдвига (или изменения) в фазе между переданным импульсом и принятым эхом рассчитывается движение цели непосредственно к радару или от него. Затем это обеспечивает скорость в направлении, на которое указывает радар, называемую радиальной скоростью. Положительный фазовый сдвиг означает движение к радару, а отрицательный сдвиг указывает на движение от радара.

Доплеровский радар посылает импульсы энергии и прослушивает любой ответный сигнал.

Эффект фазового сдвига аналогичен «доплеровскому сдвигу», наблюдаемому в звуковых волнах. При «доплеровском смещении» высота звука объекта, движущегося к вам, на выше из-за сжатия (изменения фазы) звуковых волн. Когда объект удаляется от вашего местоположения, звуковые волны растягиваются, в результате чего частота становится ниже .

Вы, наверное, слышали этот эффект от машины скорой помощи или поезда. По мере того, как транспортное средство или поезд проезжает мимо вашего местоположения, высота звука сирены или свистка снижается по мере прохождения объекта.

Импульсы доплеровского радара имеют среднюю передаваемую мощность около 450 000 Вт. Для сравнения, типичная домашняя микроволновая печь будет генерировать около 1000 Вт энергии. Тем не менее, каждый импульс длится всего около 0,00000157 секунд (1,57x10 -6 ) с "периодом прослушивания" в 0,00099843 секунды (998,43x10 -6 ) между ними.

Таким образом, общее время, в течение которого радар фактически передает сигнал (если сложить длительность передачи всех импульсов, каждый час ), радар передает чуть более 7 секунд каждый час. Остальные 59минут и 53 секунды тратится на прослушивание любых возвращенных сигналов.

Доплеровский радар NWS использует стратегии сканирования, в которых антенна автоматически поднимается на все более и более высокие заданные углы, называемые срезами возвышения, по мере ее вращения. Эти срезы высот составляют шаблонов охвата объема (VCP).

Когда радар просканирует все срезы высот, объемное сканирование будет завершено. В режиме осадков радар выполняет объемное сканирование каждые 4–6 минут в зависимости от того, какая схема охвата объема (VCP) используется, обеспечивая трехмерное изображение атмосферы вокруг места расположения радара.

Максимум! Шаблоны объемного покрытия: включите его!

Максимум! Подними меня!

Максимум! Получение второго мнения

Двойная поляризация

В доплеровский радар NWS добавлена ​​двойная поляризация импульса радара. Обновление «двойной поляризации» включало в себя новое программное обеспечение и аппаратную приставку к антенне радара, которая обеспечивает гораздо более информативное двухмерное изображение.

Радар Dual-pol помогает синоптикам NWS четко определять дождь, град, снег, линию дождя/снега и ледяную крупу, улучшая прогнозы для всех типов погоды.

Другим важным преимуществом является то, что двойная поляризация более четко обнаруживает переносимые по воздуху обломки торнадо (шар обломков), что позволяет синоптикам подтверждать, что торнадо находится на земле и причиняет ущерб, поэтому они могут более уверенно предупреждать население на своем пути. Это особенно полезно ночью, когда наземные наблюдатели не могут увидеть торнадо.

Эти два изображения показывают, как двойная поляризация помогает прогнозисту NWS обнаруживать торнадо, причиняющий ущерб. На левом изображении показано, как доплеровский радар может обнаруживать вращение. Между двумя желтыми стрелками красный цвет указывает на встречный ветер, а зеленый цвет указывает на встречный ветер относительно местоположения радара.

До появления двойной поляризации это все, что мы знали, что вблизи поверхности Земли существует вращение.


Learn more

     ico 3M  ico armolan  ico suntek  ico llumar ico nexfil ico suncontrol jj rrmt aswf