Сущность радиолокации

Радиолокацией – называется область радиотехники, использующая явления отражения и излучения электромагнитных волн различными объектами для обнаружения и определения их координат.

Физические основы радиолокации.

Радиолокация возможна вследствие того, что радиоволны обладают рядом замечательных свойств, позволяющих использовать их для обнаружения, а также определения местонахождения пассивных объектов. К этим свойствам относятся:

- отражение радиоволн от объектов, встречающихся на пути распространения;

- постоянство и конечная величина скорости распространения;

- прямолинейность распространения в однородной среде.

В ряде случаев в радиолокации используется также свойство изменения частоты принимаемых отраженных радиоволн по сравнению с частотой излученных колебаний при наличии радиальной составляющей скорости цели относительно радиолокационной станции (эффект Допплера-Белопольского). Большое значение для радиолокации имеют также направленные свойства антенн.

Отражение радиоволн от объектов позволяет обнаруживать последние путем приема отраженного сигнала. Приемная антенна принимает очень малую долю энергии радиоволн, отраженных от цели, однако по наличию принятого ею отраженного сигнала оказывается возможным обнаружить цель в зоне действие радиолокационной станции.

Процесс отражения радиоволн от различных объектов носит весьма сложный характер. Падающая на объект радиоволна возбуждает в металле или диэлектрике переменные токи проводимости или смещения, частота которых совпадает с частотой приходящих электромагнитных колебаний. Каждый участок металлической (диэлектрической) поверхности вследствие протекания переменных токов является источником излучения электромагнитной энергии, которое обычно называют вторичным излучением.

Отражение происходит в большинстве случаев во все сторона таким образом, что большая часть энергии рассеивается и лишь небольшая ее часть возвращается к радиолокатору.

Характер отражения радиоволн зависят от электрических свойств отражающего объекта, длины волны, конфигурации объекта и его размеров, направления падения радиоволн на объект. Такие объекты, как самолеты, корабли, наземные сооружения, обладают хорошими отражающими свойствами. Земная поверхность, покрытая травой или лесом, отражает радиоволны диффузно и сигналы от такой цели оказываются слабыми. Поэтому различные объекты, расположенные на земной поверхности и обладающие хорошими отражающими свойствами, могут быть обнаружены на ее фоне.

Следует отметить, что при отражении радиоволн объектами в них теряется часть энергии, идущей на нагревание.

Прямолинейность распространения радиоволн и практически постоянная скорость их распространения позволяют определять расстояние до обнаруженного объекта.

Прямолинейность распространения ультракоротких радиоволн позволяет измерять расстояние до цели по прямой - наклонную дальность цели. Возможные отклонения траектории распространения радиоволн от прямой приводят к увеличению пути, проходимого сигналом, что в свою очередь может привести к завышению результата при определении дальности. Эти отклонения малы и не приводят к заметным ошибкам измерения до дальностей R ≤ 500 км. При больших дальностях следует учитывать искривление траекторий радиоволн вследствие преломления их в тропосфере (рефракция).

Экспериментами советских ученых Л.И.Мандельштама и Н.Д.Папалекси (I93I-I94I гг.) установлено, что скорость распространения радиоволн близка к скорости света, практически постоянна и мало различается при распространении волн над сушей и над водой.

Скорость распространения принимается равной:

с = 299700 км/с - над сушей;

с= 299600 км/с - над морем.

Дата добавления: 2014-12-07