Războiul modern este rapid și trecătoare. Adesea, câștigătorul într-o bătălie este cel care este primul care poate detecta o potențială amenințare și reacționează în mod adecvat la aceasta. De mai bine de șaptezeci de ani, metoda radarului bazată pe emiterea undelor radio și înregistrarea reflexiilor lor din diferite obiecte a fost utilizată pentru a căuta un inamic pe uscat, pe mare și pe aer. Dispozitivele care trimit și primesc astfel de semnale sunt numite stații radare (radare) sau radare.
Termenul "radar" este o abreviere în limba engleză (detectarea și sortarea radioului), lansată în 1941, dar a devenit mult timp un cuvânt independent și a intrat în majoritatea limbilor lumii.
Inventarul radarului este cu siguranță un eveniment reper. Lumea modernă este greu de imaginat fără stațiile de radare. Acestea sunt utilizate în aviație, în transportul maritim, cu ajutorul prognozei meteo radar, se detectează încălcări ale regulilor de trafic, se scanează suprafața pământului. Sistemele radar (RLK) și-au găsit aplicația în industria spațială și sistemele de navigație.
Cu toate acestea, cel mai utilizat radar găsit în afacerile militare. Trebuie spus că această tehnologie a fost creată inițial pentru nevoile militare și a ajuns la stadiul de implementare practică chiar înainte de începutul celui de-al doilea război mondial. Toate cele mai mari țări care au participat activ la acest conflict (și nu fără rezultat) au utilizat radare pentru recunoașterea și detectarea navelor inamice și a aeronavelor. Este sigur să spunem că utilizarea radarului a determinat rezultatul mai multor bătălii iconice atât în Europa, cât și în teatrul de ostilități din Pacific.
Astăzi, radarele sunt folosite pentru a rezolva o gamă extrem de largă de sarcini militare, de la urmărirea lansării rachetelor balistice intercontinentale până la recunoașterea artileriei. Fiecare avion, elicopter, navă de război are propriul său complex de radare. Radarele sunt baza sistemului de apărare aeriană. Cel mai nou complex de radar cu o antenă fazată va fi instalat pe tancul rusesc promitator "Armata". În general, diversitatea radarului modern este uimitoare. Acestea sunt dispozitive complet diferite, care diferă în funcție de mărime, caracteristici și scop.
Este sigur să spunem că astăzi Rusia este unul dintre liderii mondiali recunoscuți în dezvoltarea și producția de stații radar. Cu toate acestea, înainte de a vorbi despre tendințele dezvoltării sistemelor radar, ar trebui menționate câteva cuvinte despre principiile funcționării radarului, precum și despre istoria sistemelor radar.
Cum funcționează radarul
O locație este o metodă (sau proces) de determinare a locației unui lucru. În consecință, radiolocația este o metodă de detectare a unui obiect sau a unui obiect în spațiu utilizând unde radio, care sunt emise și recepționate de un dispozitiv numit radar sau radar.
Principiul fizic al funcționării radarului primar sau pasiv este destul de simplu: transmite undele radio în spațiu, care sunt reflectate de obiectele din jur și se reîntoarce sub formă de semnale reflectate. Analizându-le, radarul este capabil să detecteze un obiect la un anumit punct al spațiului și să-și arate caracteristicile principale: viteza, altitudinea, dimensiunea. Orice radar este un dispozitiv complex de inginerie radio compus din mai multe componente.
Compoziția oricărui radar include trei elemente principale: transmițătorul de semnal, antena și receptorul. Toate stațiile radar pot fi împărțite în două grupe mari:
- Switching;
- acțiune continuă.
Un emițător radar puls emit unde electromagnetice pentru o perioadă scurtă de timp (o fracțiune de secundă), următorul semnal este trimis numai după ce primul impuls se întoarce și intră în receptor. Frecvența repetiției pulsului - una dintre cele mai importante caracteristici ale radarului. Radarele cu frecvență joasă trimit câteva sute de impulsuri pe minut.
Antena unui radar puls funcționează atât la recepție, cât și la transfer. După emiterea semnalului, transmițătorul este oprit pentru o perioadă de timp și receptorul este pornit. După primirea lui este procesul invers.
Radarul cu impuls are atât dezavantaje, cât și avantaje. Ei pot determina gama de mai multe ținte deodată, un astfel de radar se poate face cu ușurință cu o antenă, indicatorii unor astfel de dispozitive sunt simple. Cu toate acestea, semnalul emis de un astfel de radar ar trebui să aibă o putere destul de mare. De asemenea, puteți adăuga că toate radarele moderne de urmărire efectuate de modelul de impulsuri.
În stațiile de radare cu impulsuri, magnetronii sau lămpile cu unde de călătorie sunt de obicei utilizate ca sursă de semnal.
Antena radar focalizează semnalul electromagnetic și îl trimite, preia impulsul reflectat și îl transmite receptorului. Există radare în care recepția și transmiterea unui semnal sunt realizate de diferite antene și pot fi localizate la o distanță considerabilă una de cealaltă. Antena radar poate emite unde electromagnetice într-un cerc sau poate lucra într-un anumit sector. Grinzile radar pot fi spiralate sau conice. Dacă este necesar, radarul poate monitoriza ținta în mișcare, îndreptându-se constant cu ajutorul unor sisteme speciale.
Funcția receptorului este de a procesa informațiile recepționate și de a le transfera pe ecranul de la care sunt citite de operator.
În plus față de radarul pulsator, există radare continue care emite în mod constant unde electromagnetice. Astfel de posturi radar în munca lor folosesc efectul Doppler. Acesta constă în faptul că frecvența unei valuri electromagnetice reflectată de un obiect care se apropie de sursa de semnal va fi mai mare decât de la un obiect care se îndepărtează. Frecvența pulsului emis rămâne neschimbată. Radarele de acest tip nu fixează obiecte fixe, iar receptorul lor recepționează numai valuri cu o frecvență mai mare sau mai mică decât emisia.
Un radar tipic Doppler este un radar, folosit de poliția rutieră pentru a determina viteza vehiculelor.
Principala problemă a radarelor cu acțiune continuă este imposibilitatea utilizării lor pentru a determina distanța față de obiect, dar în timpul funcționării lor nu există interferențe între obiectele fixe dintre radar și țintă sau în spatele ei. În plus, radarul Doppler este un dispozitiv destul de simplu, care este suficient pentru a opera semnale de putere redusă. De asemenea, trebuie remarcat faptul că stațiile radar moderne cu radiație continuă au capacitatea de a determina distanța față de obiect. Aceasta se face prin schimbarea frecvenței radarului în timpul funcționării.
Una dintre principalele probleme în funcționarea radarului pulsatoriu sunt interferențele care provin de la obiecte fixe - de regulă, aceasta este suprafața pământului, munți, dealuri. Atunci când radarele cu puls aeropurtate ale avioanelor funcționează, toate obiectele de mai jos sunt "ascunse" de un semnal reflectat de pe suprafața pământului. Dacă vorbim de complexe de radar sau de nave, atunci pentru ei această problemă se manifestă în detectarea țintelor care zboară la altitudini joase. Pentru a elimina astfel de interferențe, se utilizează același efect Doppler.
Pe lângă radarul primar, există și așa-numitele radare secundare, care sunt folosite în aeronave pentru a identifica avioanele. Compoziția unor astfel de sisteme radar, în afară de transmițător, antenă și dispozitiv de recepție, include și un transponder de aeronave. Când este iradiat cu un semnal electromagnetic, respondentul emite informații suplimentare despre înălțime, rută, număr de bord și naționalitatea sa.
De asemenea, stațiile de radare pot fi împărțite după lungimea și frecvența valului la care funcționează. De exemplu, pentru a studia suprafața Pământului, precum și pentru a lucra la distanțe semnificative, se folosesc valuri de 0,9-6 m (frecvență 50-330 MHz) și 0,3-1 m (frecvență 300-1000 MHz). Radarul cu o lungime de undă de 7,5-15 cm este utilizat pentru controlul traficului aerian, iar radarul peste orizontul stațiilor de detectare a lansării rachetelor funcționează pe valuri cu o lungime cuprinsă între 10 și 100 de metri.
Istoria radarului
Ideea de radar a apărut aproape imediat după descoperirea undelor radio. În 1905, Christian Hülsmeier de la Siemens, o companie germană, a creat un dispozitiv care putea detecta obiecte metalice mari folosind unde radio. Inventatorul a propus să-l instaleze pe nave, astfel încât să evite coliziuni în condiții de vizibilitate redusă. Cu toate acestea, companiile de transport maritim nu sunt interesate de noul dispozitiv.
Experimentele au fost efectuate cu radar în Rusia. La sfârșitul secolului al XIX-lea, cercetătorul rus Popov a descoperit că obiectele metalice împiedică propagarea undelor radio.
La începutul anilor 20, inginerii americani Albert Taylor și Leo Yang au reușit să detecteze o navă care trece prin unde radio. Cu toate acestea, starea industriei radio la acel moment a fost de așa natură încât a fost dificil să se creeze proiecte industriale ale stațiilor de radare.
Primele stații de radare care ar putea fi folosite pentru a rezolva problemele practice au apărut în Anglia la mijlocul anilor treizeci. Aceste dispozitive erau foarte mari, putând fi instalate numai pe uscat sau pe puntea navelor mari. Numai în 1937, a fost creat un prototip de radar miniatural, care ar putea fi instalat pe o aeronavă. La începutul celui de-al doilea război mondial, britanicii aveau un lanț dezvoltat de stații radar numite Chain Home.
Angajat într-o nouă direcție promițătoare în Germania. Mai mult decât atât, trebuie spus fără succes. Încă din 1935, comandantul șef al flotei germane, Reder, a prezentat un radar funcțional cu un afișaj cu fascicul de electroni. Mai târziu, pe baza ei au fost create probe de radar: Seetakt pentru forțele navale și Freya pentru apărare aeriană. În 1940, sistemul de control al incendiilor cu radar din Würzburg a început să curgă în armata germană.
Cu toate acestea, în ciuda realizărilor evidente ale oamenilor de știință și inginerilor germani în domeniul radiolocării, armata germană a început să folosească radare mai târziu britanicii. Hitler și partea de sus a Reich-ului considera radarele ca fiind exclusiv arme defensive, pe care armata germană victorioasă nu o avea cu adevărat nevoie. Din acest motiv, germanii aveau doar opt radare Freya desfășurate până la începutul bătăliei pentru Marea Britanie, deși în ceea ce privește caracteristicile lor, ele erau cel puțin la fel de bune ca și omologii lor britanici. În general, putem spune că tocmai utilizarea cu succes a radarului a determinat în mare măsură rezultatul bătăliei pentru Marea Britanie și confruntarea ulterioară dintre Luftwaffe și forțele aeriene aliate în cerul Europei.
Ulterior, germanii, pe baza sistemului Würzburg, au creat o linie de apărare aeriană, numită "linia Kammuber". Folosind forțe speciale, aliații au reușit să dezvăluie secretele muncii radarului german, ceea ce a făcut posibilă blocarea efectivă a acestora.
În ciuda faptului că britanicii au intrat în cursa "radar" mai târziu de americani și germani, au reușit să le depășească la linia de sosire și să abordeze începutul celui de-al doilea război mondial cu cel mai avansat sistem de detectare a radarelor de aeronave.
Deja în septembrie 1935, britanicii au început să construiască o rețea de stații radar, care a inclus douăzeci de radare înainte de război. A blocat complet abordarea insulelor britanice de pe coasta europeană. În vara anului 1940, un magnetron rezonant a fost creat de inginerii britanici, care au devenit mai târziu baza stațiilor de radar din aer instalate pe aeronave americane și britanice.
Lucrările în domeniul radarului militar au fost efectuate în Uniunea Sovietică. Primele experimente de succes cu privire la detectarea aeronavelor care utilizează radar în URSS au fost efectuate la mijlocul anilor '30. În 1939, primul radar RUS-1 a fost adoptat de Armata Roșie, iar în 1940 - RUS-2. Ambele stații au fost puse în producție în masă.
Al doilea război mondial a arătat în mod clar eficiența ridicată a utilizării stațiilor de radare. Prin urmare, după finalizarea sa, dezvoltarea de noi radare a devenit una dintre prioritățile pentru dezvoltarea echipamentului militar. În timp, radarele aeriene au primit fără excepție toate avioanele militare și navele, iar radarul a devenit baza sistemelor de apărare aeriană.
În timpul războiului rece, Statele Unite și URSS aveau o nouă armă distructivă - rachete balistice intercontinentale. Detectarea lansării acestor rachete a devenit o chestiune de viață și de moarte. Omul de știință sovietic Nikolai Kabanov a propus ideea folosirii undelor radio scurte pentru detectarea aeronavelor inamice la distanțe lungi (până la 3 mii km). Era foarte simplu: Kabanov a aflat că undele radio cu o lungime de 10-100 de metri sunt capabile să sări de pe ionosferă și să iradize ținte pe suprafața pământului, revenind la fel la radar.
Mai târziu, pe baza acestei idei, a fost dezvoltată detectarea radarului peste orizont de lansare a rachetelor balistice. Un exemplu de astfel de radar poate servi drept "Daryal" - o stație de radar care, timp de mai multe decenii, a stat la baza sistemului de avertizare a lansării rachetelor sovietice.
În prezent, una dintre zonele cele mai promițătoare pentru dezvoltarea tehnologiei radar este crearea unui radar cu raze treptate (PAR). Aceste radare nu au una, ci sute de emițătoare de unde radio, care sunt operate de un computer puternic. Undele radio emise de diferite surse în FARURI se pot amplifica reciproc dacă coincid în fază sau, dimpotrivă, slăbesc.
Semnalul radar de tip fazat poate fi dat în orice formă dorită, poate fi mutat în spațiu fără a schimba poziția antenei în sine, lucrând cu diferite frecvențe de radiație. Radarul cu raze radiale este mult mai fiabil și mai sensibil decât un radar cu o antenă convențională. Cu toate acestea, aceste radare au dezavantaje: o mare problemă este răcirea radarului cu HEADLIGHT, în plus, acestea sunt dificil de fabricat și sunt costisitoare.
Noile stații radar cu matrice fazată sunt instalate pe jeturile de avarie de generația a cincea. Această tehnologie este folosită în sistemul de avertizare timpurie al rachetelor americane. Complexul radar cu magistrale fazate va fi instalat pe cel mai nou tanc rus "Armata". Trebuie remarcat faptul că Rusia este unul dintre liderii mondiali în dezvoltarea radarului cu PAR.
