Modernt krig är snabbt och flyktigt. Ofta är vinnaren i en strid den som är den första som kan upptäcka ett potentiellt hot och reagera adekvat på det. I mer än sjuttio år har en radarmetod baserad på utsläpp av radiovågor och inspelningen av deras reflektioner från olika föremål använts för att leta efter en fiende på land, hav och luft. Enheter som skickar och mottar sådana signaler kallas radarstationer (radar) eller radarer.
Termen "radar" är en engelsk förkortning (radiodetektering och spridning), som lanserades 1941, men har länge blivit ett självständigt ord och gått in i de flesta språk i världen.
Upptäckten av radaren är verkligen en milstolpe händelse. Den moderna världen är svår att föreställa sig utan radarstationer. De används i flyg, i sjötransport, med hjälp av radarväder förutses, överträdare av trafikregler upptäckas, jordens yta skannas. Radarsystem (RLK) har funnit sin tillämpning inom rymdindustrin och navigationssystem.
Men den mest använda radaren finns i militära angelägenheter. Det bör sägas att denna teknik ursprungligen skapades för militära behov och nådde det praktiska genomförandet strax före andra världskrigets början. Alla de största länderna som deltar i denna konflikt aktivt (och inte utan resultat) använde radar för rekognosering och upptäckt av fiendens fartyg och flygplan. Det är säkert att säga att användningen av radar bestämde utfallet av flera ikoniska strider både i Europa och i Stilla havets teater av fientligheter.
Idag används radarer för att lösa ett extremt brett spektrum av militära uppgifter, från att spåra lanseringen av interkontinentala ballistiska missiler till artillerisrecognition. Varje flygplan, helikopter, krigsfartyg har sitt eget radarkomplex. Radars är grunden för luftförsvarssystemet. Det nyaste radarkomplexet med en fasad antennmatris kommer att installeras på den lovande ryska tanken "Armata". I allmänhet är mångfalden av modern radar fantastisk. Dessa är helt olika enheter, som skiljer sig åt i storlek, egenskaper och syfte.
Det är säkert att säga att Ryssland idag är en av de erkända världsledarna inom utveckling och produktion av radarstationer. Men innan vi talar om trender i utvecklingen av radarsystem, bör några ord sägas om principerna för radaroperation, liksom om radarsystemets historia.
Hur fungerar radar
En plats är en metod (eller process) för att bestämma placeringen av något. Följaktligen är radiolokalisering ett sätt att detektera ett objekt eller objekt i rymden med hjälp av radiovågor, vilka emitteras och mottas av en anordning som kallas radar eller radar.
Den primära eller passiva radarens fysiska princip är ganska enkel: den överför radiovågor till rymden, vilket återspeglas från omgivande objekt och återgår till det i form av reflekterade signaler. Analysera dem, radaren kan upptäcka ett objekt vid en viss punkt i rymden, och också att visa dess huvudsakliga egenskaper: hastighet, höjd, storlek. En rad radar är en komplex radioteknik som består av många komponenter.
Sammansättningen av någon radar innehåller tre huvudelement: signalsändaren, antennen och mottagaren. Alla radarstationer kan delas in i två stora grupper:
- omkoppling;
- kontinuerlig åtgärd.
En pulsradar-sändare avger elektromagnetiska vågor under en kort tidsperiod (en bråkdel av en sekund), nästa signal skickas först efter den första pulsavkastningen och går in i mottagaren. Pulsrepetitionsfrekvens - en av de viktigaste egenskaperna hos radaren. Lågfrekvensradar skickar flera hundra pulser per minut.
Antennen på en pulsradar fungerar både vid mottagning och vid överföring. När signalen har släppts sänds sändaren en stund och mottagaren är påslagen. Efter hans mottagning är omvänd processen.
Pulsradar har både nackdelar och fördelar. De kan bestämma intervallet av flera mål samtidigt, en sådan radar kan enkelt göra med en antenn, indikatorerna för sådana enheter är enkla. Signalen som emitteras av en sådan radar bör emellertid ha en ganska stor effekt. Du kan också lägga till att all modern spårradar utförd av pulsmönstret.
I pulserande radarstationer används magnetroner eller färdvåglampor vanligtvis som signalkälla.
Radarantennen fokuserar den elektromagnetiska signalen och skickar den, tar upp den reflekterade puls och sänder den till mottagaren. Det finns radar där mottagning och överföring av en signal görs av olika antenner, och de kan vara placerade på ett avsevärt avstånd från varandra. Radarantennen kan avge elektromagnetiska vågor i en cirkel eller arbeta i en viss sektor. Radarbalken kan vara spiralformad eller konformad. Om det behövs kan radaren övervaka det rörliga målet, och ständigt peka på det med hjälp av specialsystem.
Mottagarens funktion är att bearbeta den mottagna informationen och överföra den till skärmen från vilken den läses av operatören.
Förutom pulsad radar finns det kontinuerliga radarer som ständigt avger elektromagnetiska vågor. Sådana radarstationer i deras arbete använder Doppler-effekten. Det ligger i det faktum att frekvensen av en elektromagnetisk våg reflekterad från ett objekt som närmar sig signalkällan kommer att vara högre än från ett bortskjutande objekt. Frekvensen för den utsända pulsen förblir oförändrad. Radar av denna typ fixar inte fasta föremål, mottagaren tar bara upp vågor med en frekvens högre eller lägre än utsläppt.
En typisk Dopplerradar är en radar som används av trafikpolisen för att bestämma fordonets hastighet.
Huvudproblemet med radarer med kontinuerlig verkan är omöjligheten att använda dem för att bestämma avståndet till objektet, men under deras drift finns ingen störning från fasta föremål mellan radarn och målet eller bakom det. Dessutom är Doppler radar en ganska enkel enhet, vilket är tillräckligt för att driva signaler med låg effekt. Det bör också noteras att moderna radarstationer med kontinuerlig strålning har förmågan att bestämma avståndet till föremålet. Detta görs genom att ändra radarens frekvens under drift.
Ett av de största problemen vid drift av pulserad radar är störningar som kommer från fasta föremål - som regel är detta jordens yta, berg, berg. När luftburna pulsradar av flygplan arbetar, är alla objekt nedan "dunkla" av en signal som reflekteras från jordens yta. Om vi pratar om mark- eller skeppsradar-komplex, så är det för dem det här problemet att upptäcka mål som flyger på låga höjder. För att eliminera sådan störning används samma Doppler-effekt.
Förutom den primära radaren finns också så kallade sekundära radarer, som används i flygplan för att identifiera flygplan. Sammansättningen av sådana radarsystem, förutom sändaren, antennen och mottagningsanordningen, inkluderar också en flygplanstransponder. Vid bestrålning med en elektromagnetisk signal utfärdar svaranden ytterligare information om höjd, rutt, brädnummer och dess nationalitet.
Dessutom kan radarstationer delas med längden och frekvensen hos den våg som de arbetar på. Till exempel, för att studera jordens yta, såväl som att arbeta på betydande avstånd, används vågor på 0,9-6 m (frekvens 50-330 MHz) och 0,3-1 m (frekvens 300-1000 MHz). Radar med en våglängd på 7,5-15 cm används för flygtrafikstyrning och radar över radar av missilstartdetekteringsstationer arbetar på vågor med en längd från 10 till 100 meter.
Historia av radar
Idén om radar uppträdde nästan omedelbart efter upptäckten av radiovågor. 1905 skapade Christian Hülsmeier från Siemens, ett tyskt företag, en enhet som kunde upptäcka stora metallobjekt med radiovågor. Uppfinnaren föreslog att den skulle installeras på fartyg så att de kunde undvika kollisioner vid dålig sikt. Rederierna är dock inte intresserade av den nya enheten.
Experiment utfördes med radar i Ryssland. I slutet av 1800-talet upptäckte ryska forskaren Popov att metallobjekt förhindrar utbredning av radiovågor.
I början av 20-talet lyckades amerikanska ingenjörerna Albert Taylor och Leo Yang upptäcka ett passande skepp med radiovågor. Dock var tillståndet för radioindustrin på den tiden så att det var svårt att skapa industriella mönster av radarstationer.
De första radarstationerna som kunde användas för att lösa praktiska problem uppstod i England runt mitten av trettiotalet. Dessa enheter var mycket stora, de kunde bara installeras på land eller på däck på stora fartyg. Först i 1937 skapades en prototyp av en miniatyrradar som kunde installeras på ett flygplan. I början av andra världskriget hade britterna en utvecklad rad radarstationer kallad Chain Home.
Engagerade i en lovande ny riktning i Tyskland. Dessutom måste det sägas, utan framgång. Redan 1935 visades befälhavaren för den tyska flottan, Reder, en fungerande radar med en elektronstrålevisning. Senare grundades det på radarens seriella prover: Seetakt för flottstyrkorna och Freya för luftförsvar. 1940 började Würzburg radarbrandstyrningssystemet strömma in i den tyska armén.
Trots de tyska forskarnas och ingenjörernas uppenbara framträdanden inom radiolokalisering började tyska armén använda radar senare britterna. Hitler och rikets topp ansåg radarer att vara uteslutande defensiva vapen, som den segerrika tyska armén inte verkligen behövde. Det är av den anledningen att tyskarna endast hade åtta Freya-radarer i början av striden för Storbritannien, men i egenskap av deras egenskaper var de åtminstone lika bra som deras brittiska motsvarigheter. I allmänhet kan vi säga att det var just den framgångsrika användningen av radar som i hög grad bestämde resultatet av slaget för Storbritannien och den efterföljande konfrontationen mellan Luftwaffe och det allierade flygvapnet i Europas skidor.
Senare skapade tyskarna på basis av Würzburg-systemet en luftförsvar, som kallades "Kammuber-linjen". Med hjälp av specialstyrkor kunde de allierade unravela hemligheterna i den tyska radarens arbete, vilket gjorde det möjligt att effektivt hylla dem.
Trots det faktum att britterna gick in i radarbanan senare av amerikanerna och tyskarna kunde de övervinna dem i mållinjen och närma sig början av andra världskriget med det mest avancerade systemet för radardetektering av flygplan.
Redan i september 1935 började britterna bygga ett nätverk av radarstationer, som innefattade tjugo radar före kriget. Det blockerade helt tillvägagångssättet till de brittiska öarna från den europeiska kusten. Sommaren 1940 skapades en resonansmagnetron av brittiska ingenjörer, som senare blev grunden för luftburna radarstationer installerade på amerikanska och brittiska flygplan.
Arbetet inom militärradar utfördes i Sovjetunionen. De första framgångsrika experimenten med att upptäcka flygplan med radar i Sovjetunionen genomfördes i mitten av 30-talet. År 1939 antogs den första radar RUS-1 av Röda armén och 1940 - RUS-2. Båda dessa stationer sattes i massproduktion.
Andra världskriget visade tydligt den höga effektiviteten i användningen av radarstationer. Därför är utvecklingen av nya radarer efter det att den har fullbordats blivit en av prioriteringarna för utvecklingen av militär utrustning. Med tiden mottog flygbåtarna utan undantag alla militära flygplan och fartyg, och radaren blev grunden för luftförsvarssystem.
Under det kalla kriget hade USA och Sovjetunionen ett nytt destruktivt vapen - interkontinentala ballistiska missiler. Upptäckandet av lanseringen av dessa raketer har blivit en fråga om liv och död. Sovjetforskaren Nikolai Kabanov föreslog tanken på att använda korta radiovågor för att upptäcka fiendens flygplan på långa avstånd (upp till 3 tusen km). Det var ganska enkelt: Kabanov fick reda på att radiovågor med en längd av 10-100 meter kan studsa jonosfären och bestråla mål på jordens yta och återvänder på samma sätt till radaren.
Senare, på grundval av denna idé, utvecklades radars över det horisontella radarn av detekteringen av ballistiska missiler. Ett exempel på en sådan radar kan fungera som "Daryal" - en radarstation som under flera årtionden var grunden för det sovjetiska missillarmsystemets varningssystem.
För närvarande är en av de mest lovande områdena för utveckling av radarteknik skapandet av en fasad radar (PAR). Sådana radarer har inte en, men hundratals radiovågor, som drivs av en kraftfull dator. Radiovågor som utsänds av olika källor i HEADLIGHTS kan förstärka varandra om de sammanfaller i fas eller omvänt försvagas.
Fasadradarradarsignalen kan ges vilken som helst önskad form, den kan flyttas i rymden utan att ändra själva antennens läge och arbeta med olika strålningsfrekvenser. Phased array radar är mycket mer tillförlitlig och känslig än en radar med en konventionell antenn. Dessa radarer har emellertid nackdelar: ett stort problem är kylningen av radarn med HEADLIGHT, dessutom är de svåra att tillverka och är dyra.
Nya radarstationer med fasad array installeras på femte generationens jaktflygplan. Denna teknik används i det amerikanska missilvarningssystemet. Radarkomplex med fasade arrays installeras på den nyaste ryska tanken "Armata". Det bör noteras att Ryssland är en av världsledarna i utvecklingen av radar med PAR.
