Радиолокация


Все знают сказку Пушкина о золотом петушке, подаренном звездочетом-мудрецом царю Додону. Петушок безошибочно указывал, с какой стороны ждать нашествия врагов.

Жизнь превзошла сказку! В 30-х годах в СССР и в некоторых других странах мира стали входить в практику радиолокаторы — приборы более чудесные, чем золотой петушок. Слово «локус» по-латыни означает «место». Радиолокация — это определение местоположения отдаленных предметов при помощи радиоволн.

Действие радиолокаторов основано на свойстве радиоволн отражаться. В радиолокаторе есть передатчик, вырабатывающий радиоволны. Встретившись на пути своего распространения с каким-либо препятствием, они отражаются, и часть их попадает обратно к приемнику локатора. Скорость распространения волн — величина известная. Поэтому, измерив время, прошедшее с момента посылки сигнала и до момента возвращения отражения, и помножив это время на скорость распространения волн, получим удвоенную величину расстояния до интересующего нас объекта.

1. На локационном экране — изображение посадочной площадки. 2. Экран панорамного радиолокатора отображает план местности. 3. Радиовысотомер улавливает отраженные от земли радиоволны. Справа — схема действия локатора: 4— электронный прожектор, 5—анод, 6—пластины вертикального отклонения, 7— пластины горизонтального отклонения. Слева внизу: радиосигналы, посланные локатором, прошли от Земли до Луны и обратно за 2,5 сек. Вычисленное расстояние—384 400 км—совпадает с данными астрономов.
1. На локационном экране — изображение посадочной площадки. 2. Экран панорамного радиолокатора отображает план местности. 3. Радиовысотомер улавливает отраженные от земли радиоволны. Справа — схема действия локатора: 4— электронный прожектор, 5—анод, 6—пластины вертикального отклонения, 7— пластины горизонтального отклонения. Слева внизу: радиосигналы, посланные локатором, прошли от Земли до Луны и обратно за 2,5 сек. Вычисленное расстояние—384 400 км—совпадает с данными астрономов.

Для точного определения времени, которое затрачивает радиоволна на прохождение расстояния до объекта и обратно, применяют различные методы. В радиолокаторах импульсного типа передатчик работает не непрерывно, а отдельными толчками—импульсами. После каждого кратковременного его включения (длительность импульса бывает от долей микросекунды до десятков микросекунд) наступает пауза длительностью в сотни или тысячи раз больше длительности импульса. За время этой грузы волны успевают пробежать расстояние до объекта и обратно. Время, прошедшее между излучением импульса и возвращением его отражения, измеряют точные электронные схемы. Затем посылается новый импульс волн. Таких импульсов посылается от нескольких десятков до нескольких тысяч в секунду. Поэтому можно сказать, что измерение расстояния производится непрерывно.

Существуют также радиолокаторы с непрерывным излучением. В них передатчик излучает волны все время, но при этом частота колебаний не остается постоянной, а слегка изменяется — излучение модулируется по частоте. К моменту, когда возвращаются отраженные колебания, излучаемые колебания имеют уже несколько иную частоту. По разнице частот
излучаемых и отраженных колебаний и определяют расстояние до объекта, отражающего волны.

В радиолокации в настоящее время применяют преимущественно сантиметровые волны. Они хорошо проходят через дождь, туман, снег и позволяют с большой точностью определять расстояние до отдаленных объектов.

Наиболее совершенные радиолокаторы определяют расстояние до цели с относительной ошибкой менее 10-4. Это превышает точность самых лучших оптических дальномеров. Радиолокационный метод измерения расстояний сводится к измерению промежутков времени. Аппаратура, измеряющая отрезки времени, дает более точные показания, чем устройства, измеряющие какие-либо другие физические величины.

Направление на цель радиолокатор измеряет с возможной ошибкой менее 2 угловых минут. А в некоторых типах аппаратов, в частности в применяемых для радиоастрономических наблюдений, удается измерять угловые координаты с точностью до нескольких угловых секунд.

Существуют типы радиолокаторов, которые автоматически следят за движущимся объектом, например самолетом, ракетой. Антенна такого локатора автоматически, сама поворачивается на объект. А радиолокатор с электронным вычислительным устройством позволяет осуществлять автоматические полеты по заданной трассе.

Методы радиолокации используют и в метеорологии. При помощи индикаторов кругового обзора можно наблюдать образование туч и грозовых фронтов, точно определять местоположение и высоту грозовых облаков. Такие наблюдения позволяют более точно составлять прогнозы движения туч, предупреждать за несколько часов о приближении ураганов.