| 8406202 9216 1210 912 1кольких объектов Р. должна обеспечивать требуемое их разрешение (раздельное наблюдение). Задачи Р. решаются при помощи отд. радиолокационных станций (РЛС) и сложных радиолокац. систем. С Р. тесно связана радионавигация; часто их методы и аппаратура практически не различаются. Р.- одно из важнейших направлений совр. радиоэлектроники.
Для радиолокац. наблюдения используют: эхо-сигналы, образующиеся в результате отражения радиоволн от объекта, облучённого РЛС (т. н. Р. с зондирующим излучением); сигналы РЛС, переизлучаемые ретранслирующим устройством, находящимся на объекте, местоположение к-рого определяется (Р. с активным ответом); собств. радиоизлучение объекта - излучение радиоустройств, находящихся на объекте, или тепловое излучение самого объекта, определяющееся его темп-рой (пассивная радиолокация ).
В Р. измеряют расстояние до объекта (дальнометрия, или дистанциометрия), направление прихода сигналов (пеленгация), радиальную и угловую скорости движения объекта и т. д. Радиолокац. наблюдение объектов позволяет также выявлять их мн. характерные особенности, напр. определять параметры ледового покрова водной поверхности, влагосодержание атмосферы, размеры и конфигурацию объекта и т. п. Данные измерений могут быть дискретными (вырабатываемыми через определённые интервалы времени) или непрерывными. Объекты могут быть одиночными или множественными либо представлять собой сплошные образования. Возможно сложное (комбинированное) наблюдение, напр. радиолокац. обзор пространства в нек-ром секторе, позволяющий производить поиск и обнаружение новых объектов в этом секторе и одновременно непрерывно получать текущие координаты уже обнаруженных объектов.
В основе наиболее распространённого вида Р.- Р. с зондирующим излучением - лежит явление отражения радиоволн. Простейшей характеристикой отражающих свойств объекта (в направлении на приёмную антенну РЛС при заданном направлении поля зондирующего излучения) является т. н. эффективная площадь рассеяния (ЭПР) объекта а, позволяющая определить плотность потока мощности поля у приёмной антенны РЛС П2 через плотность потока мощности излучения у объекта П1 по формуле
[2126-27.jpg]
где R - расстояние от объекта до РЛС. По характеру отражения или излучения радиоволн радиолокац. объекты принято разделять прежде всего на сосредоточенные (под к-рыми понимают одиночные объекты с размерами, малыми по сравнению с размерами объёма, разрешаемого РЛС) и распределённые. Распределённые объекты, в свою очередь, могут быть поверхностными (напр., земная поверхность с пашней, кустарником, снегом и т. д., поверхность моря или Луны и т. д.) и объёмными (напр., всевозможные неоднородности в атмосфере - облака, дождь, снег, искусств. дипольные помехи и т. д.). Гладкие поверхности, у к-рых размеры неровностей составляют незначит. долю от длины облучающей волны (напр., спокойная водная поверхность, бетонное полотно и т. д.), отражают зеркально, т. е. при отражении наблюдаются определённые фазовые соотношения между облучающей волной и отражённой. При неровностях, соизмеримых с длиной облучающей волны или больших её, имеет место диффузное отражение волн, т. е. сложение волн со случайными фазами, отражённых от разных элементов поверхности. В общем случае реальные поверхности создают отражённые волны, содержащие как зеркальную, так и диффузную компоненту. Сопоставляя размеры одиночного объекта не только с объёмом, разрешаемым РЛС, но и с длиной волны, излучаемой ею, различают 3 случая: размеры объекта во много раз больше длины волны (т. н. оптич. рассеяние - поверхностное и краевое), размеры объекта и длина волны близки друг к другу (резонансное рассеяние), длина волны намного превосходит размеры объекта (рэлеевское рассеяние) (см. также Отражение света, Рассеяние света). Эти случаи различаются не только по интенсивности отражения, но и по характеру зависимости отражённого сигнала от длины волны и поляризации зондирующего сигнала. Особый практич. интерес представляет случай большой величины отношения размеров объекта к длине волны, поскольку в Р. наибольшее применение имеют волны сантиметрового (СМ) диапазона, в к-ром у большинства объектов (самолёты, корабли, ракеты, космич. аппараты) размеры поверхностей и краёв во много раз превосходят длину волны. Для такого (оптич.) рассеяния характерны независимость ЭПР от поляризации зондирующего сигнала и возможность разделить большой объект на отдельные, практически самостоят. части. Как и в оптике, здесь большую роль играют "блестящие точки" (явление интенсивного отражения волн от выпуклых частей объекта), а также зеркально отражающие гладкие участки поверхности. Расчёт поверхностного рассеяния волн основан на применении оптич. методов (преим. на использовании принципа Гюйгенса - Кирхгофа, согласно к-рому отражённое поле находится суммированием полей отд. участков "освещённой" поверхности). При резонансном рассеянии величина ЭПР резко зависит от длины волны и имеет максимум (это явление используют для создания эффективных помех работе РЛС посредством сбрасывания с самолётов металлизированных лепт длиной, равной половине длины волны). В области рэлеевского рассеяния ЭПР объекта обратно пропорциональна четвёртой степени длины волны, прямо пропорциональна квадрату объёма объекта и не зависит от его формы. Такая зависимость объясняет выгоды применения в Р. сравнительно коротких волн (напр., волн СМ диапазона) для обнаружения мелких объектов (напр., снарядов, капель дождя и пр.).
Появление и развитие радиолокации. Явление отражения радиоволн наблюдал ещё Г. Герц в 1886-89. Влияние корабля, пересекающего трассу радиоволн, на силу сигнала зарегистрировал А. С. Попов в 1897. Впервые идея обнаружения корабля по отражённым от него радиоволнам была чётко сформулирована в авторской заявке нем. инж. К. Хюльсмайера (1904), содержавшей также подробное описание устройства для её реализации.
Интерференцию незатухающих радиоволн, приходящих к приёмнику по двум путям - от передатчика и, после отражения, от движущегося судна,- впервые наблюдали амер. инж. А. Тейлор и Л. Юнг в 1922, а интерференцию при отражении радиоволн от самолёта - амер. инж. Б. Тревор и П. Картер в 1932. В 1924 англ. учёный Э. Эплтон провёл измерения высоты слоя Кеннелли-Хевисайда (слой Е ионосферы) путём наблюдения чередующихся усилений и ослаблений сигнала, вызванных варьированием частоты колебаний в передатчике, приводящим (как и при движении отражающего объекта) к изменению разности фаз между колебаниями, пришедшими по двум путям. В 1925 англ. учёные Г. Брейт и М. Тьюв опубликовали результаты своей работы по определению высоты слоя Кеннелли-Хевисайда измерением времени запаздывания импульсного сигнала, отражённого от слоя, относительно сигнала, пришедшего вдоль поверхности Земли.
В СССР работы по Р. были развёрнуты с 1933 по инициативе М. М. Лобанова, под рук. Ю. К. Коровина и П. К. Ощенкова. Первые практически использовавшиеся РЛС, действие к-рых было основано на появлении биений при пересечении самолётом линии передатчик-приёмник, разработаны под рук. Д. С. Стогова в 1938. Импульсный метод Р. разработан в 1937 в Ленингр. физ.-технич. ин-те под рук. Ю. Б. Кобзарева.
Последующее развитие Р., её внедрение в различные виды вооружения и нар. х-во связаны с освоением диапазона СВЧ, совершенствованием методов Р., внедрением вычислит. техники и использованием достижений смежных наук. Особое значение имела разработка радиолокац. измерит. устройств для зенитной и корабельной артиллерии. Появление и применение (почти одновременно с Р.) противорадиолокац. средств - пассивных и активных помех, защитных покрытий и пр. (см. Радиоэлектронное противодействие), вызвали необходимость разработки спец. противопомеховых методов и устройств. Радиолокац. методами решаются разнообразные задачи нар. х-ва, связанные с навигацией (см. Навигация, Навигация воздушная), метеорологией (см. Радиолокация в метеорологии), аэрофотосъёмкой (см. Аэрометоды), разведкой полезных ископаемых и др.
Появление (в 50-60-х гг.) ракетной и космической техники усложнило и расширило задачи Р. Создание ракет и космических летательных аппаратов (КЛА) потребовало точного измерения траектории и параметров их движения с целью управления ими, прогнозирования траектории точной посадки КЛА на Землю и др. планеты, точной гсографич. привязки количеств. результатов науч. измерений, данных метеорологич. обстановки, фотоснимков и т. п. к координатам КЛА, измерения взаимного положения КЛА. Одно из достижений Р.- решение задачи поиска и сближения двух КЛА, включая их автоматич. стыковку. Для ряда космич. применений Р. характерна тесная связь радиолокац. систем с системами передачи информации (в области радиотелеметрии, космич. телевидения и радиосвязи) и передачи команд, а также с вычислит. устройствами автоматич. комплекса управления КЛА. Часто эти системы имеют общий канал связи (общие антенны, цепи передающих и приёмных устройств), а в ряде случаев работают с общим сигналом.
Важная область применения Р.- планетная радиолокация, позволившая путём приёма радиосигналов, отражённых от планет, с большой точностью измерить расстояние до них и тем самым снизить погрешность в опре |
