Радиолокацией называется область радиотехники, использующая явление отражения электромагнитных волн от различных объектов для обнаружения и определения местоположения этих объектов в пространстве.
Радиотехническое устройство, служащее для обнаружения и определения местоположения объектов в пространстве .путем использования явления отражения электромагнитных волн от указанных объектов, будем называть радиолокационной станцией.1
Предметом курса «Основы радиолокации» является и^чение процессов и явлений, происходящих при обнаружении и определении местоположения объектов радиолокационными методами, а также изучение указанных методов и принципов построения радиолокационной аппаратуры.
Задачей курса «Основы радиолокации» является ознакомление студентов с основными принципами радиолокации и подготовка их к углубленному изучению радиолокационной аппаратуры с целью дальнейшего ее проектирования и производства.
Курс рассчитан на предварительное изучение студентами курсов «Теоретические основы радиотехники», «Импульсная техника», «Распространение радиоволн», «Антенно-фидерные устройства», «Радиопередающие устройства» и «Радиоприемные устройства». Излагаемый курс является первой дисциплиной, в которой изучается "радиолокация, причем специализирующиеся в области проектирования и производства радиолокационной аппаратуры изучают в последующих специальных курсах процессы, происходящие в отдельных элементах радиолокационных станций, и проектирование как этих элементов, так и станций в целом.
Радиолокационные станции могут быть установлены на самолетах, снарядах, кораблях и на земле.
Радиолокационными методами пользуются для „ определения местоположения объектов, находящихся в воздухе, на водной и земной поверхности. Объектами в воздухе чаще всего являются самолеты и ракеты, но возможны случаи определения местополо-
4
жения облаков, грозовых фронтов и т. п. Объектами на воде огут быть корабли, плавающие ледяные горы и др. На земле определяется местоположение городов, сел, отдельных сооруже-„ий озер, рек, холмов и гор, морской береговой линии.
Основным физическим явлением, используемым для радиолокационного обнаружения и определения местоположения объектов в пространстве, служит явление отражения электромагнитных волн от тел, физические свойства которых отличаются от свойств среды, в которой происходит распространение электромагнитных волн, излученных передатчиком радиолокационной станции. Энергия электромагнитных волн, отраженная от объекта, используется радиолокационной станцией для обнаружения и определения местоположения объектов.
Радиолокационные станции работают в диапазоне ультракоротких волн. Выбор ультракоротких волн для радиолокационных станций объясняется тем, что интенсивное отражение радиоволн от объектов получается в тех случаях, когда размеры объектов сравнимы или велики по сравнению с длиной волны, облучающей объект, и при работе на ультракоротких волнах возможно применение остронаправленных антенн с относительно небольшими габаритами. Применение остронаправленных антенн дает возможность повысить точность и разрешающую способность станции при определении угловых координат объектов. Однако применение ультракоротких волн ограничивает дальность действия радиолокационных станций расстоянием, близким к прямой видимости объектов.
Радиолокационные станции первых выпусков работали на метровых волнах. Станции'метровых волн обладали существенными недостатками, сводившимися к низкой разрешающей способности и невысокой точности определения угловых координат объектов. Попытки уменьшения данных недостатков путем увеличения остроты диаграмм направленности антенн станций приводили к применению громоздких, тяжелых антенн.
Поэтому с развитием техники использования дециметровых и сантиметровых волн радиолокационные станции стали переходить на эти диапазоны. В настоящее время наибольшее распространение получили радиолокационные станции сантиметровых волн, обладающие относительно малогабаритными антеннами с острой направленностью, обеспечивающей высокую разрешающую способность и точность определения угловые координат объектов.
Кроме основной задачи радиолокации —обнаружения и определения местоположения объектов путем использования явления отражения радиоволн от этих объектов, в радиолокационной практике решается ряд вспомогательных задач.
К ним относятся: I) облегчение определения местоположения некоторых объектов установкой на них искусственных пассивных отражателей или радиолокационных маяков; 2) опознавание
принадлежности объектов (самолетов, кораблей), обнаруженных радиолокационной станцией; 3) транслирование полученной радиолокационной станцией информации на отдаленный от станции пункт; 4) борьба с радиолокацией, с целью затруднить или сделать невозможной работу радиолокационных станций противника.
Изобретатель радио Александр Степанович Попов еще в 1897 г. обнаружил с помощью радиосредств удаленный объект (корабль), не обладающий радиоаппаратурой. При прохождении крейсера «Лейтенант Ильин» между кораблями «Европа» и «Африка» было отмечено прекращение связи между этими кораблями. А. С. Попов сразу же оценил значение данного явления и в отчете о проведенных опытах указал на возможность радиообнаружения объектов. Так впервые в истории была открыта возможность использования радиоаппаратуры для обнаружения объектов.
Использование принципа, открытого А. С. Поповым, для практического радиообнаружения потребовало огромной работы по подготовке соответствующих технических средств и решению связанных с ними научных проблем.
Основные задачи, которые потребовали разрешения, следующие:
1. Разработка методов радиопеленгации.
2. Определение скорости распространения радиоволн.
3. Разработка теории и техники генерирования, излучения, распространения и приема ультракоротких волн.
4. Создание техники кратковременных электрических импульсов.
В успешном разрешении перечисленных задач большую роль сыграли отечественная наука и техника.
Работы по созданию радиолокационных станций начались в СССР в 30-х годах. В 1941 г. группа советских ученых была награждена за «изобретение прибора для обнаружения самолетов».
Во время второй мировой войны были созданы радиолокационные станции обнаружения, орудийной наводки, самолетные станции «перехвата» и станции другого, назначения, применявшиеся в боевых операциях.
В послевоенные годы радиолокация нашла широкое применение для мирных целей. Большое практическое значение получило применение радиолокационной аппаратуры для вождения самолетов и кораблей, метеослужбы, радиоастрономии и многих других областей народного хозяйства и науки.
ОГЛАВЛЕНИЕ
От авторов ............................ 3
Введение ............................. 4
Глава I. Общие сведения о радиолокации
§ 1. Определение местоположения объекта в пространстве ..... 7 § 2. Состав радиолокационной станции и функциональная связь
основных ее элементов................... 9
§ 3. Основные показатели радиолокационной станции...... 11
§ 4. Типы радиолокационных станций . . .^........... 17
Глава II. Измерение дальности
§ 5. Общие сведения...................... 23
§ 6. Импульсный метод измерения дальности........... —
§ 7. Отсчет дальности по шкале................. 27
§ 8. Параметры, характеризующие импульсную работу...... 29
§ 9. Разрешающая способность по дальности........... 36
§ 10. Точность импульсных дальномеров............. 38
§ 11. Способы повышения точности отсчета дальности в импульсных
радиолокационных станциях ................ 48
§ 12. Измерение дальности с помощью индикаторов с яркостной
отметкой ......................... 59
§ 13. Пороговая мощность импульсных дальномеров....... 61
§ 14. Импульсные дальномеры с автоматическим сопровождением
по дальности....................... 70
§ 15. Типы систем АСД; точность сопровождения......... 79
§ 16. Частотный метод измерения дальности.......... . 88
§ 17. Основные показатели частотных дальномеров........ 94
§ 18. Применение частотного метода для измерения дальности многих
объектов ......................... 95
§ 19. Фазовый метод измерения дальности........... • 97
§ 20. Сравнение импульсного, частотного и фазового методов измерения дальности....................... 103
§ 21. Измерение скорости движения объектов и дальности с помощью
эффекта Допплера..................... 108
Глава III. Измерение угловых координат
§ 22. Общие сведения..................... 112
§ 23. Методы пеленгации.................... 113
§ 24. Точность методов пеленгации............... 117
§ 25. Методы образования равносигнального направления .... 129
§ 26. Определение азимута на сантиметровых волнах....... 136
§ 27. Точность определения азимута объектов панорамной станцией 141
§ 28. Разрешающая способность панорамной станции по азимуту . . 149
5 ^э. определение угла места и высоты с использованием отражении от земной поверхности ...................
§ 30. Определение угла места и высоты плоским лучом.......
§ 31. Вывод формулы для расчета высоты объектов........
§ 32. Определение высоты методом V-образного луча.......
§ 33. Определение азимута и угла места иглообразным лучом ....
§ 34. Виды обзора пространства иглообразным лучом.......
§ 35. Период обзора......................
§ 36. Точность измерения угловых координат станциями с иглообразным лучом ........................
§ 37. Принципы автоматического сопровождения объекта по направлению при коническом обзоре ................
§ 38. Одноимпульсная система автоматического сопровождения объекта по направлению..................
Глава IV. Дальность действия радиолокационной станции
§ 39. Общие сведения.....................
§ 40. Основное уравнение дальности радиолокации для свободного пространства ........ ................
§ 41. Влияние сферичности Земли и рефракции радиоволн на дальность действия радиолокационных станций. Аномальное распространение радиоволн ....... ...........
§ 42. Влияние затухания радиоволн в атмосфере на дальность действия радиолокационных станций ...............
§ 43. Влияние отражения радиоволн от земной или водной поверхности на дальность действия и характеристики направленности радиолокационных станций .... .........
§ 44. Объекты, отражающие энергию радиоволн ... 4.....;,
-§ 45. Рациональные формы диаграмм направленности и дальность действия панорамных станций................
Глава V• Селекция подвижных объектов
§ 46. Общие сведения.....................,
§ 47. Когерентно-импульсные системы СПЦ...........
§ 48. Методы компенсации импульсов, отраженных от неподвиж- •/>
ных объектов.......................;
§ 49. Требования к стабильности работы аппаратуры........
§ 50. Влияние на работу СПЦ флюктуации отраженных сигналов ' § 51. Особенности селекции подвижных целей при движении радиолокационной станции ...................'
§ 52. Системы СПЦ с внешней когерентностью . . . .,......I
Глава VI. Системы опознавания и радиолокационные маяки
§ 53. Общие сведения......................J
§ 54. Основные уравнения вторичной радиолокации.......,':
§ 55. Основные схемы ответчиков................?
§ 56. Классификация и область применения ответчиков......i-,;
§ 57. Совмещенные и автономные системы............
§ 58. Кодирование сигналов ..................
Глава VII. Трансляция радиолокационных данных
§ 59. Общие сведения .....................
§ 60. Телевизионный метод передачи радиолокационных данных
§ 61. Метод непосредственной передачи сигналов, формирующих ра- '.. дислокационное изображение ................
§ 82. Методы передачи значений углового положения антенны радиолокационной станции .................
§ 63. Системы трансляции с использованием метода скорости вращения для передачи углового положения антенны.......
§ 64. Системы трансляции с использованием метода сдвига фаз для передачи углового положения антенны............
350
§ 65. Системы трансляции с использованием метода синуса и косинуса для передачи углового положения антенны....... 283
§ 66. Высокочастотная аппаратура систем трансляции...... 286
§ 67. Узкополосные системы трансляции радиолокационных данных 288
Глава VIII. Методы борьбы с радиолокацией
§ 68. Общие сведения ..................... 298
§ 69. Применение противорадиолокационных покрытий...... 299
§ 70. Пассивные организованные помехи............. —
§ 71. Активные организованные помехи............. 303
§ 72. Борьба с помехами.................... 308
§ 73. Использование приемников разведки радиолокационных станций ........................... 310
Глава IX, Выбор основных параметров радиолокационных станций
§ 74. Общие сведения..................... 325
§ 75. Соображения по выбору основных технических параметров
радиолокационных станций ................. 326
§ 76. Пример выбора параметров наземной радиолокационной
станции дальнего обнаружения............... 330
§ 77. Пример выбора параметров самолетной радиолокационной
станции с автоматическим измерением дальности....... 336
Заключение ............................ 341
Литература ............................ 344
Цена: 200руб.
