Вторая мировая война стала испытательным полигоном двух ключевых технологий XX века: ракетной и атомной. Говоря об этом, историки часто забывают упомянуть третью важнейшую военную разработку, в дальнейшем поставленную на службу мирным целям. Речь идет о радиолокации. Такая «забывчивость» связана с тем, что долгое время история появления радара из соображений секретности оставалась неясной. Однако сегодня ничто не мешает нам окончательно прояснить этот вопрос.

Александр Попов и радиоволны
В одной из статей «ИДИ» мы рассказывали, что изобретатель радио Александр Попов проводил практические испытания своего радиоприемника, используя суда и береговую инфраструктуру российского ВМФ. В 1897 году, настраивая радиосвязь между кораблями
Балтфлота, он обнаружил и описал явление отражения радиоволн от корабля. Разумеется, тогда об изобретении радара говорить было еще рано. Самые далеко идущие выводы из наблюдений Попова сделали немецкие ученые: в 1904 году Кристиан Хюльсмайер запатентовал телемобильскоп - двухантенное устройство для обнаружения кораблей на большом расстоянии. Детище сумрачной германской мысли выглядело чудовищно, работало ненадежно и военных совершенно не заинтересовало (наверное, к счастью, учитывая, что десять лет спустя Германия будет воевать против нас в Первой мировой войне). В 20-е годы физики сразу нескольких стран, отталкиваясь от исследований Попова и Хюльсмайера, проводили эксперименты с отражением радиоволн, большинство которых носило абсолютно мирный характер. В 1925 году советские ученые и инженеры Введенский, Симанов, Халезов и Аренберг доказали возможность использования ультракоротких радиоволн для точного обнаружения движущихся объектов. Но доказать мало, нужно еще и сделать.

Термин «радар» - аббревиатура от radiodetectionandranging - появился в 1941 году.

Как радар был электровизором
В начале 30-х молодой командир-зенитчик Павел Ощепков, поняв бесперспективность имевшейся тогда в ПВО акустической аппаратуры, приступает к разработке радиолокационных систем - РЛС. 3 января 1934 года в СССР радиолокационным методом был обнаружен самолет, летящий на высоте 150 метров на дальности 600 метров от радарной установки. В том же году на Ленинградском радиозаводе начали выпускать опытные образцы РЛС для системы радиообнаружения «Электровизор». Как и в начале века, вскоре нас нагнала Германия, но РЛС, появившиеся на кораблях германского флота, имели весьма ограниченный радиус действия. Достижения инженерной мысли совпали по времени с теоретическими исследованиями советского ученого-радиотехника Владимира Котельникова, позволившими усовершенствовать методы радиоприема в том числе и в целях радиолокации. С 1938 года в СССР начали серийно выпускаться РЛС «РУС-1» и «РУС-2», которые доказали свою эффективность в первые же часы войны. Благодаря тому что в Севастополе базировался крейсер «Молотов», единственный на тот момент советский корабль, оснащенный РЛС, первая атака немецких бомбардировщиков на базу Черноморского флота 22 июня была отражена. А 22 июля 1941 года расположенный в Подмосковье комплекс РЛС «РУС-2» с расстояния около 100 км обнаружил приближение 200 бомбардировщиков - первый налет немецкой авиации на Москву. Благодаря раннему оповещению наши силы ПВО смогли дезорганизовать воздушную атаку противника. Советскими истребителями и зенитными орудиями было сбито 22 вражеских бомбардировщика, большинство других немецких машин в панике поспешили избавиться от бомб, сбросив их в леса и на поля на подступах к Москве.

Украденный триумф
Если еще в 1940 году английские РЛС никуда не годились даже по сравнению с немецкими аналогами, то уже три года спустя британцы, изучив любезно предоставленные им советские схемы, создали превосходные РЛС, которым дали звучное имя «радар». Помимо дальности их коньком была точность - как им это удалось?
Вспомним, что наши физики еще до Ощепкова придумали использовать волны УКВ диапазона, что значительно повышало «прецизионность» радиолокации. Сантиметровая радиолокационная станция «Буря» испытывалась в СССР еще в 1936 году, в то время как и Германия и Великобритания вошли в войну с неэффективными радарами, работавшими в метровом диапазоне. Но к 1943 году у англичан все было «олрайт»: они задействовали радиолокаторы не только как средство противовоздушной обороны, но и для нападения - бортовые радары начали ставить на бомбардировщики, что позволило значительно повысить точность авиаударов. Именно с помощью сканирующих местность РЛС их авиация всего за четыре ночных налета уничтожила большую часть Гамбурга. В то время как советские РЛС тихо прикрывали наши города от фашистских самолетов, британцы пиарили якобы разработанные ими радары, сбрасывая бомбы на немецкие мегаполисы.
До абсурда ситуация дошла в 1946 году, когда британский премьер-министр Уинстон Черчиль заявил: «Самое выдающееся достижение в военной технике за последние 50 лет и за годы Второй мировой - изобретение радара, и это достижение целиком и полностью завоевание Великобритании». В СССР никак не отреагировали на такую «благодарность» союзника, поскольку разработки РЛС у нас все еще оставались засекреченными и афишировать их из-за чьей-то неуемной кичливости было нецелесообразно. Немцы, у которых заслуг в области разработки РЛС было побольше, чем у англичан, промолчали на правах проигравших. Как ни странно, вместо нас возмутились ближайшие союзники англичан - американцы. В журнале Look была опубликована статья, в которой открыто заявлялось: «Советские ученые успешно разработали теорию радара за несколько лет до того, как радар был изобретен в Англии».

Как и многие другие изобретения, радиолокатор был предсказан научной фантастикой. Первым его описал уроженец Люксембурга Хьюго Гернсбек . Он открыл в США радиобизнес и на заработанные деньги стал издавать научно-фантастический журнал, в котором был одним из авторов. Однако литература была слабым звеном этого одаренного человека, его книги не встали в один ряд с томами Жюля Верна и Герберта Уэллса. Принцип работы радиолокатора Гернсбек описал в 1911 году в романе «Ральф 124C 41+». Он был настолько детальным, что Роберт Уотсон-Уотт, которого в Великобритании считают изобретателем радара, узнав о романе, был сильно впечатлен и публично признал приоритет фантаста.

Уотсон-Уотт свое устройство представил лишь в 1935 году. Но еще за год до этого в СССР был успешно проведен эксперимент по обнаружению самолета радиолокатором, созданным товарищем Ощепковым. Разработки РЛС в 30-х годах прошлого века велись военными ведомствами наиболее технически продвинутых стран - СССР, Великобритании, США, Франции, Германии. И были строго засекречены, поскольку все готовились к войне. Этим и объясняется то, что у изобретения не один «отец».

Ощепков Павел Кондратьевич
Будущий изобретатель впервые сел за парту в 12 лет. Но учение ему давалось легко, он поступил сначала в техникум связи, а затем в Московский энергетический институт, который окончил досрочно и был призван в армию. Там за три месяца он провел расчеты и разработал рекомендации по технике артиллерийской стрельбы, которые под названием «Теория зенитной артиллерийской стрельбы» были размножены и стали учебным пособием для расчетов зенитных орудий. В самом начале идеи «отца» советского радара Павла Ощепкова нашли поддержку у заместителя наркома обороны Тухачевского - большого поклонника технических нововведений в армии. Но после того как в 1937 году Тухачевского репрессировали, арестовали и Ощепкова, а разработки радиолокационных систем притормозили. Только с началом войны Павел Кондратьевич был переведен в полутюремное КБ - шарашку. За его освобождение ходатайствовали такие люди, как академик Иоффе и будущий маршал Жуков. Однако время было упущено и хотя советские РЛС являлись лучшими в мире, но значительный прогресс в их разработке был достигнут только к концу Великой Отечественной.
После войны Ощепков продолжал исследования радиолокации, а также стал основоположником таких научных дисциплин, как энергоинверсия и интроскопия.


РЛС "Воронеж"

В России создано огромное множество радиолокационных средств различного назначения, работающих в разных диапазонах, которые способны отслеживать все, что движется в небе и в космосе. Например, РЛС «Дон-2Н», которой нет аналогов в мире (читайте о ней на страницах 20 и 21). Но поскольку технологии постоянно идут вперед, пришла пора заменить некоторые старые радары на более совершенные. В настоящее время на смену громоздким РЛС «Дарьял» приходят станции нового поколения «Воронеж», предназначенные для обнаружения баллистических и крылатых ракет, а также космических объектов. Преимущество новых РЛС - модульность, их можно в короткий срок собрать в любом месте. Скоро встанут на боевое дежурство загоризонтные РЛС «Контейнер». Их название говорит о том, что их также легко установить, а при необходимости разобрать и перевезти. Принцип работы загоризонтных радаров основан на том, что радиосигнал как от зеркала отражается от ионосферы и уходит далеко за горизонт, что позволяет контролировать огромное пространство. Помимо этого к 2020 году Вооруженные силы России получат порядка 800 новейших радиолокационных средств, таких как «Подлет-К1», «Гамма-М» и «Небо».


РЛС "Контейнер"

Современная война стремительна и быстротечна. Зачастую победителем в боевом столкновении выходит тот, кто первым сумеет обнаружить потенциальную угрозу и адекватно на нее среагировать. Уже более семидесяти лет для поиска противника на суше, море и в воздухе используется метод радиолокации, основанный на излучении радиоволн и регистрации их отражений от различных объектов. Устройства, посылающие и принимающие подобные сигналы, называются радиолокационными станциями (РЛС) или радарами.

Термин «радар» - это английская аббревиатура (radio detection and ranging), которая была запущена в оборот в 1941 году, но давно уже стала самостоятельным словом и вошла в большинство языков мира.

Изобретение радара – это, безусловно, знаковое событие. Современный мир трудно представить без радиолокационных станций. Их используют в авиации, в морских перевозках, с помощью РЛС предсказывается погода, выявляются нарушители правил дорожного движения, производится сканирование земной поверхности. Радиолокационные комплексы (РЛК) нашли свое применение в космической промышленности и в системах навигации.

Однако наиболее широкое применение радары нашли в военном деле. Следует сказать, что эта технология изначально создавалась для военных нужд и дошла до стадии практической реализации перед самым началом Второй мировой войны . Все крупнейшие страны-участницы этого конфликта активно (и не без результата) использовали радиолокационные станции для разведки и обнаружения судов и самолетов противника. Можно уверенно утверждать, что применение радаров решило исход нескольких знаковых сражений как в Европе, так и на Тихоокеанском театре боевых действий.

Сегодня РЛС используются для решения чрезвычайно широкого спектра военных задач, от отслеживания запуска межконтинентальных баллистических ракет до артиллерийской разведки. Каждый самолет, вертолет, военный корабль имеет собственный радиолокационный комплекс. Радары являются основой системы противовоздушной обороны. Новейший радиолокационный комплекс с фазированной антенной решеткой будет установлен на перспективный российский танк «Армата». Вообще же, многообразие современных радаров поражает. Это абсолютно разные устройства, которые отличаются размерами, характеристиками и назначением.

С уверенностью можно заявить, что сегодня Россия является одним из признанных мировых лидеров в области разработки и производства РЛС. Однако прежде чем говорить о тенденциях развития радиолокационных комплексов, следует сказать несколько слов о принципах работы радаров, а также об истории радиолокационных систем.

Как работает радиолокатор

Локацией называют способ (или процесс) определения месторасположения чего-либо. Соответственно, радиолокация – это метод обнаружения предмета или объекта в пространстве при помощи радиоволн, которые излучает и принимает устройство под название радиолокатор или РЛС.

Физический принцип работы первичного или пассивного радара довольно прост: он передает в пространство радиоволны, которые отражаются от окружающих предметов и возвращаются к нему в виде отраженных сигналов. Анализируя их, радар способен обнаружить объект в определенной точке пространства, а также показать его основные характеристики: скорость, высоту, размер. Любая РЛС – это сложное радиотехническое устройство, состоящее из многих компонентов.

В состав любого радара входит три основных элемента: передатчик сигнала, антенна и приёмник. Все радиолокационные станции можно разделить на две большие группы:

  • импульсные;
  • непрерывного действия.

Передатчик импульсной РЛС испускает электромагнитные волны в течение краткого промежутка времени (доли секунды), следующий сигнал посылается только после того, как первый импульс вернется обратно и попадет в приемник. Частота повторения импульса – одна из важнейших характеристик РЛС. Радиолокаторы низкой частоты посылают несколько сотен импульсов в минуту.

Антенна импульсного радара работает и на прием, и на передачу. После испускания сигнала передатчик отключается на время и включается приёмник. После его приема происходит обратный процесс.

Импульсные РЛС имеют как недостатки, так и преимущества. Они могут определять дальность сразу нескольких целей, подобный радар вполне может обходиться одной антенной, индикаторы подобных устройств отличаются простотой. Однако при этом сигнал, испускаемый подобным РЛС должен иметь довольно большую мощность. Также можно добавить, что все современные радары сопровождения выполнены по импульсной схеме.

В импульсных радиолокационных станциях в качестве источника сигнала обычно используют магнетроны, или лампы бегущей волны.

Антенна РЛС фокусирует электромагнитный сигнал и направляет его, улавливает отраженный импульс и передает его в приемник. Существуют радиолокаторы, в которых прием и передача сигнала производятся разными антеннами, причем они могут находиться друг от друга на значительном расстоянии. Антенна РЛС способна испускать электромагнитные волны по кругу или работать в определенном секторе. Луч радара может быть направлен по спирали или иметь форму конуса. Если нужно, РЛС может следить за движущейся целью, постоянно направляя на нее антенну с помощью специальных систем.

В функции приемника входит обработка полученной информации и передача ее на экран, с которого она считывается оператором.

Кроме импульсных РЛС, существуют и радары непрерывного действия, которые постоянно испускают электромагнитные волны. Такие радиолокационные станции в своей работе используют эффект Доплера. Он заключается в том, что частота электромагнитной волны, отраженной от объекта, который приближается к источнику сигнала, будет выше, чем от удаляющегося объекта. При этом частота испускаемого импульса остается неизменной. Радиолокаторы подобного типа не фиксируют неподвижные объекты, их приемник улавливает лишь волны с частотой выше или ниже испускаемой.

Типичным доплеровским радиолокатором является радар, который используют сотрудники дорожной полиции для определения скорости автомобилей.

Основной проблемой радаров непрерывного действия является невозможность с их помощью определять расстояние до объекта, зато при их работе не возникает помех от неподвижных предметов между РЛС и целью или за ней. Кроме того, доплеровские радары – это довольно простые устройства, которым для работы достаточно сигналов малой мощности. Также нужно отметить, что современные радиолокационные станции с непрерывным излучением имеют возможность определять расстояние до объекта. Для этого используется изменение частоты РЛС во время работы.

Одной из главных проблем в работе импульсных РЛС являются помехи, которые идут от неподвижных объектов — как правило, это земная поверхность, горы, холмы. При работе бортовых импульсных радаров самолетов все объекты, находящиеся ниже, «затеняются» сигналом, отраженным от земной поверхности. Если говорить о наземных или судовых радиолокационных комплексах, то для них эта проблема проявляется в обнаружении целей, летящих на малых высотах. Чтобы устранить подобные помехи используется все тот же эффект Доплера.

Кроме первичных РЛС, существуют и так называемые вторичные радиолокаторы, которые используются в авиации для опознания воздушных судов. В состав таких радиолокационных комплексов, кроме передатчика, антенны и приемного устройства, входит еще и самолетный ответчик. При облучении его электромагнитным сигналом ответчик выдает дополнительную информацию о высоте, маршруте, номере борта, его государственной принадлежности.

Также радиолокационные станции можно разделить по длине и частоте волны, на которой они работают. Например, для исследования поверхности Земли, а также для работы на значительных дистанциях используются волны 0,9-6 м (частота 50-330 МГц) и 0,3-1 м (частота 300-1000 МГц). Для управления воздушным движением применяется РЛС с длиной волны 7,5-15 см, а загоризонтные радары станций обнаружения ракетных пусков работают на волнах с длиной от 10 до 100 метров.

История радиолокации

Идея радиолокации возникла практически сразу после открытия радиоволн. В 1905 году сотрудник немецкой компании Siemens Кристиан Хюльсмейер создал устройство, которое с помощью радиоволн могло обнаружить крупные металлические объекты. Изобретатель предлагал устанавливать его на кораблях, чтобы они могли избегать столкновений в условиях плохой видимости. Однако судовые компании не заинтересовались новым прибором.

Проводились эксперименты с радиолокацией и в России. Еще в конце XIX века русский ученый Попов обнаружил, что металлические объекты препятствуют распространению радиоволн.

В начале 20-х годов американские инженеры Альберт Тейлор и Лeo Янг сумели с помощью радиоволн засечь проплывающее судно. Однако состояние радиотехнической промышленности того времени было таково, что создать промышленные образцы радиолокационных станций было затруднительно.

Первые радиолокационные станции, которые можно было использовать для решения практических задач, появились в Англии примерно в середине 30-х годов. Эти устройства были очень большими, устанавливать их можно было только на суше или на палубе больших кораблей. Только в 1937 году был создан прототип миниатюрной РЛС, которую можно было установить на самолет. К началу Второй мировой войны англичане имели развернутую цепь радиолокационных станций под названием Chain Home.

Занимались новым перспективным направлением и в Германии. Причем, нужно сказать, небезуспешно. Уже в 1935 году главнокомандующему германского флота Редеру был продемонстрирован действующий радиолокатор с электронно-лучевым дисплеем. Позже на его основе были созданы серийные образцы РЛС: Seetakt для военно-морских сил и Freya для ПВО. В 1940 году в немецкую армию стала поступать система радиолокационная управления огнем Würzburg.

Однако несмотря на очевидные достижения германских ученых и инженеров в области радиолокации, немецкая армия начала использовать радиолокаторы позже англичан. Гитлер и верхушка Рейха считали радары исключительно оборонительным оружием, которое не слишком нужно победоносной немецкой армии. Именно по этой причине к началу битвы за Британию у немцев было развернуто только восемь радиолокационных станции Freya, хотя по своим характеристикам они как минимум не уступали английским аналогам. В целом же можно сказать, что именно успешное использование радаров во многом определило исход битвы за Британию и последующее противостояние между Люфтваффе и ВВС союзников в небе Европы.

Позже немцы на основе системы Würzburg создали рубеж ПВО, который получил название «линии Каммхубера». Используя подразделения специального назначения, союзники сумели разгадать секреты работы немецких радаров, что позволило эффективно глушить их.

Несмотря на то, что англичане вступили в «радарную» гонку позже американцев и немцев, на финише они сумели обогнать их и подойти к началу Второй мировой войны с самой продвинутой системой радиолокационного обнаружения самолетов.

Уже в сентябре 1935 года англичане приступили к постройке сети радиолокационных станций, в состав которой перед войной уже входили двадцать РЛС. Она полностью перекрывала подлет к Британским островам со стороны европейского побережья. Летом 1940 года британскими инженерами был создан резонансный магнетрон, позже ставший основой бортовых радиолокационных станций, устанавливаемых на американских и британских самолетах.

Работы в области военной радиолокации велись и в Советском Союзе. Первые успешные эксперименты по обнаружению самолетов с помощью радиолокационных станций в СССР были проведены еще в середине 30-х годов. В 1939 году на вооружение РККА была принята первая РЛС РУС-1, а в 1940 году – РУС-2. Обе эти станции были запущены в серийное производство.

Вторая мировая война наглядно показала высокую эффективность использования радиолокационных станций. Поэтому после ее окончания разработка новых РЛС стала одним из приоритетных направлений развития военной техники. Бортовые радиолокаторы со временем получили все без исключения военные самолеты и корабли, РЛС стали основой для систем противовоздушной обороны.

В период Холодной войны у США и СССР появилось новое разрушительное оружие – межконтинентальные баллистические ракеты. Обнаружение запуска этих ракет стало вопросом жизни и смерти. Советский ученый Николай Кабанов предложил идею использования коротких радиоволн для обнаружения самолетов противника на больших расстояниях (до 3 тыс. км). Она была довольно проста: Кабанов выяснил, что радиоволны длиной 10-100 метров способны отражаться от ионосферы, и облучая цели на поверхности земли, возвращаться тем же путем к РЛС.

Позже на основе этой идеи были разработаны радиолокаторы загоризонтного обнаружения запуска баллистических ракет. Примером таких РЛС может служить «Дарьял» - радиолокационная станция, которая несколько десятилетий была основой советской системы предупреждения о ракетных пусках.

В настоящее время одним из самых перспективных направлений развития радиолокационной техники считается создание РЛС с фазированной антенной решеткой (ФАР). Подобные радары имеют не один, а сотни излучателей радиоволн, работой которых руководит мощный компьютер. Радиоволны, испускаемые разными источниками в ФАР, могут усиливать друг друга, если они совпадают по фазе, или же, наоборот, ослаблять.

Сигналу РЛС с фазированной решеткой можно придавать любую необходимую форму, его можно перемещать в пространстве без изменения положения самой антенны, работать с разными частотами излучения. РЛС с фазированной решеткой гораздо надежней и чувствительней, чем радиолокатор с обычной антенной. Однако у подобных радаров есть и недостатки: большой проблемой является охлаждение РЛС с ФАР, кроме того, они сложны в производстве и дорого стоят.

Новые радиолокационные станции с фазированной решеткой устанавливаются на истребители пятого поколения. Эта технология используется в американской системе раннего предупреждения о ракетном нападении. Радиолокационный комплекс с ФАР будет установлен на новейший российский танк «Армата». Следует отметить, что Россия является одним из мировых лидеров в разработке радиолокаторов с ФАР.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Немного предыстории:

____________________________________________________________

16 января 1934 года в Академии наук состоялось историческое заседание по проблемам радиолокации под председательством академика А.Ф. Иоффе. Первым выступил П.К. Ощепков, сотрудник Ленинградского электрофизического института (ЛЭФИ). Он представил свою схему посылки электромагнитного луча на объект и получения луча, отраженного от объекта. Свои разработки молодой ученый опубликовал в статье «Современные проблемы ПВО» в 1934 году.

В начале 30-х в СССР над идеей радиолокатора работали несколько групп ученых: в Центральной радиолаборатории, на заводе № 209 им. Коминтерна, группа ЛФТИ до ареста в августе 1937-го работала под руководством Ощепкова. Так сложилось, что его лабораторию поддерживал маршал Тухачевский, известный энтузиаст технического перевооружения армии. Общение с репрессированным генералом не могло не отразиться на судьбе Ощепкова...

В июле 1934 года под Ленинградом на секретных испытаниях опытной аппаратуры самолеты удавалось засечь в дождливую погоду на расстоянии 70 км! В 1938 году в ЛФТИ появились первые серийные РЛС «РУС-1», затем импульсная «РУС-2».

Уже после войны У. Черчилль объявил миру, что радиолокаторы - это «подарок англосаксов мировой культуре». Правда, тогда же, в 1946 году, американцы Э. Реймонд и Д. Хачертон в одном из самых популярных в Штатах журнале «Look» писали следующее: «Советские ученые успешно разработали теорию радара за несколько лет до того, как радар был изобретен в Англии».
________________________________________________________

(источник, канеш, попсовый, так что полной уверенности отн. журнала Look нету )

Еще:
______________________________________________
3 января 1934 года в СССР был успешно проведён эксперимент по обнаружению самолёта радиолокационным методом. Самолёт, летящий на высоте 150 метров был обнаружен на дальности 600 метров от радарной установки. Эксперимент был организован представителями Ленинградского Института Электротехники и Центральной Радиолаборатории. В 1934 году маршал Тухачевский в письме правительству СССР написал: «Опыты по обнаружению самолётов с помощью электромагнитного луча подтвердили правильность положенного в основу принципа». Первая опытная установка «Рапид» была опробована в том же же году, в 1936 году советская сантиметровая радиолокационная станция «Буря» засекала самолёт с расстояния 10 километров.

#1 Поляков В. Т. «Посвящение в радиоэлектронику», М., РиС, ISBN 5-256-00077-2
#2 передатчик был установлен на крыше дома 14 по Красноказарменной улице, Москва, приёмник - в районе посёлка Новогиреево; присутствовали М. Н. Тухачевский, Н.Н.Нагорный, М. В. Шулейкин. Аппаратуру демонстрировал П. К. Ощепков.
#3 Испытания в Евпатории, группа Б. К. Шембеля
___________________________________________________________________

Надо сказать, что некоторые несходансы (возможно, кажущиеся) - имеются.
Меня несколько смущают даты по 34-му году - выходит вроде как, что успешные первые испытания состоялись чуть не раньше заседания Академии...

Еще:

_____________________________________________________________
При увеличившихся скоростях самолетов и высоте их полета направление прихода звука и направление на самолет стали так сильно различаться, что система «прожзвук» оказалась вообще недееспособной. Необходимость создания принципиально новых средств для обнаружения самолетов стала очевидной. Итак, в конце 1932г. молодой инженер П.К.Ощепков был назначен на работу в экспертно-технический сектор Управления ПВО РККА. Благодаря его энергии и убежденности идея радиотехнического обнаружения самолетов стала завоевывать популярность среди военных. В начальный период развития радиолокационной техники принципиальные возражения со стороны некоторых специалистов, в том числе и радиоинженеров, сводились главным образом к тому, что считалось невозможным уверенно выделить отраженный от самолета сигнал в силу чрезвычайно малой его мощности. В связи с этим практическое доказательство возможности радиообнаружения самолетов за многие километры от станции излучения имело исключительно важное значение.

По заданию управления ПВО РККА П.К.Ощепковым была написана статья «Современные проблемы развития техники противовоздушной обороны», опубликованная в №2 журнала «Противовоздушная оборона» за 1934 год. В статье сделан анализ существующих средств обнаружения воздушных целей и обоснована идея обнаружения самолетов с помощью электромагнитных волн достаточно короткой длины. В ней также развита мыль о том, что применение электромагнитных волн для определения направлений и дистанций будет возможна не только при разведке воздушного противника, но и в других видах боевой деятельности войск, а также в народном хозяйстве. В этой статье по существу сформулированы основные принципы радиолокации, определены длины радиоволн – ультракороткие, дециметровые и сантиметровые и показана необходимость их концентрации в пучок при направлении на цель.

В одном из разделов статьи говорилось, что проблема обнаружения самолетов на больших высотах (до 10 км и выше) и на значительных дистанциях (порядка 50 км и более) независимо от состояния атмосферы и времени суток при применении электромагнитных волн будет, несомненно, решена. К середине 1933 года вопрос о необходимости научно-исследовательских работ для проверки предложения П.К.Ощепкова, обсужденный в УПВО РККА, был решен положительно. Зам. наркома обороны М.И.Тухачевский, ведавший тогда вопросами вооружения Красной Армии и Флота, сразу же одобрил инициативу, высказался в отношении непригодности в перспективе звукоулавливателей и разрешил организовать широкий фронт научно-исследовательских работ. Он также поставил задачу составить детальный план исследований и экспериментальных работ, разработать тактико-технические данные будущей станции радиообнаружения, продумать, какие институты можно привлечь к разработке станции и проведению опытных работ. С этого времени начался новый этап в развитии идеи радиообнаружения. Она стала уже идеей подлинно государственной.

В качестве представителя УПВО П.К.Ощепков обратился к президенту Академии наук СССР А.П.Карпинскому с просьбой о содействии в постановке работ по радиообнаружению самолетов. Президент направил его к А.Ф.Иоффе, директору ЛФТИ, живо откликавшемуся на всякую свежую мысль. 16 января 1934г. Абрам Федорович созвал компетентное совещание, которое в итоге высказалось в пользу целесообразности подобных исследований. По его предложению первым выступил П.К.Ощепков, который вначале детально разобрал существующие оптические и акустические средства, используемые постами воздушного наблюдения, оповещения и связи для обнаружения и опознавания самолетов, установления высоты их полета, направления движения и точного места нахождения в пространстве.
Отметив, что применение оптических, инфракрасных и акустических средств не может удовлетворительно решить проблему обнаружения самолетов в условиях плохой видимости, при сложной облачности, ночью, на больших высотах и необходимых дальностях, П.К.Ощепков сделал вывод о правильности разрешения проблемы обнаружения самолетов в ближайшее время на основе применения электромагнитных волн. Он рассказал о схеме, по которой должны происходить посылка электромагнитного луча на цель и прием отраженного от нее луча, о принципах определения с помощью радиоволн координат цели, в том числе высоты ее полета, а также скорости и направления движения.

Академик С.И.Вавилов, отметив актуальность проблемы радиообнаружения самолетов, подробно остановился на ее сути и путях решения, подчеркнув возможность получения в будущем узких направленных пучков электромагнитных волн очень короткой длины. Академик А.А.Чернышев, директор ЛЭФИ, указал на первоочередность создания опытной аппаратуры, способной работать на самых коротких волнах, и предложил услуги возглавляемого им института для разработки экспериментального образца прибора.
Работы для УПВО по заданию и согласованию П.К.Ощепковым в ЛЭФИ были развернуты очень быстро. Уже в начале июля под Ленинградом прошли первые успешные опыты с аппаратурой, работавшей в непрерывном режиме на волне около 5м. После испытаний под Ленинградом опытная аппаратура была отправлена в Москву для демонстрации высшему командованию Красной Армии. 22 октября 1934г. УПВО РККА заключило с радиозаводом им. Коминтерна в Ленинграде договоры на разработку первой серии опытных станций радиообнаружения самолетов под условными наименованиями «Вега» и «Конус». Таким образом, уже в середине 1934г. в СССР первым в мире был реализован проект создания радиолокатора - от идеи до натурных испытаний опытной РЛС. В течение 1934-1936гг. были разработаны и испытаны несколько эффективных систем радиолокационного обнаружения самолетов в Центральной радиолаборатории Ю.К.Коровиным, в ЛЭФИ – А.А.Чернышевым и Б.К.Шембелем, в ЛФТИ – Д.А.Рожанским, Ю.Б.Кобзаревым, П.А.Погорелко, Н.Я.Чернецовым и на заводе №209 им. Коминтерна непосредственно П.К.Ощепковым. Первое предложение П.К.Ощепкова о применении импульсного метода относится к концу 1934г. В описании этого предложения («Порциальное излучение и модель №2»), датированном 4 января 1935г., изложены принципы действия импульсной установки радиообнаружения самолетов. Несколько позже, в марте 1935г., в ЛФТИ в лаборатории профессора Д.А.Рожанского были развернуты научные исследования по импульсным схемам. Научными сотрудниками ее были инженеры Ю.Б.Кобзарев, П.А.Погорелко и Н.Я.Чернецов.

После смерти Д.А.Рожанского в 1936г. лабораторию возглавил Ю.Б.Кобзарев. Общую координацию этих работ в то время осуществляло Управление ПВО РККА. В течение почти 5 лет именно П.К.Ощепков определял основную политику в разработке радиолокационных методов обнаружения самолетов. В 1937г. П.К.Ощепков подвергся необоснованной репрессии, но в декабре 1939г. по ходатайству некоторых ученых и Маршала Советского Союза К.Е.Ворошилова был освобожден и возобновил работы по радиолокации в качестве военинженера 3-го ранга в Научно-испытательном институте связи и особой техники Красной Армии. Однако с началом войны летом 1941г. вновь был репрессирован до 1947г. В этот период работы по радиолокации интенсивно продолжались его последователями. В 1937-1939гг. первые станции непрерывного действия под названием РУС-1 (радиоулавливатель самолетов) появились на вооружении Красной Армии, а затем импульсные РУС-2, принятые на вооружение приказом наркома обороны от 26 июля 1940г. Станции РУС-2 привели к тактико-технической революции в службе воздушного наблюдения и коренным образом повлияли на эффективность ПВО страны, потребность войск в них непрерывна росла. До конца войны было выпущено несколько сотен станций, что сыграло огромную роль в защите Москвы, Ленинграда и других больших городов. 4 июля 1943г. было подписано постановление ГКО СССР о создании Совета по радиолокации и радиолокационного института, будущего ФГУП «ЦНИРТИ».

Академик А.И.Берг стал первым руководителем этого института. Через много лет работу, посвященную П.К.Ощепкову, опубликовал заслуженный ветеран ЦНИРТИ Б.Д.Сергиевский, показав, что статья П.К.Ощепкова о возможностях и принципах построения радаров была первой. Один из основателей советской школы радиолокации Ю.Б.Кобзарев позже напишет, то «еще в 1932г. П.К.Ощепковым были правильно указаны пути развития радиолокации. Своими первыми успехами наша радиолокационная техника в значительной мере обязана его инициативе». И далее: «Достойно сожаления, что в коллектив (о присуждении Государственной премии по радиолокации. – Прим. авт.) не был включен инициатор работ П.К.Ощепков, организовавший и лаборатории в системе УПВО и специальный полигон под Москвой. Его усилиями было обеспечено и проведение испытаний первой импульсной радиолокационной установки на этом полигоне». В.А.Котельников, автор известной во всем мире теории потенциальной помехоустойчивости, академик, директор ИРЭ АН СССР, напишет в статье по случаю 50-летия отечественной радиолокации: «Как показывают документы, в нашей стране мысль о возможности практического осуществления радиолокации была высказана П.К.Ощепковым в 1932 году».
______________________________________________________

РЛС была принята в производство в 1938 г. Передающие и приёмные станции системы располагались по прямой на расстоянии до 35 км. Передатчик излучал направленный радиолуч, при пересечении которого, самолёт обнаружился приёмником по биениям прямого и отражённого сигналов. Всего было выпущено 45 установок. ТТХ станции: длина волны – 3,6-4 м; диапазон частот – 75 – 83 МГц; максимальная дальность – 35 км; пиковая мощность – 300 Вт; ширина луча по азимуту — 25°.

Станция серийно выпускалась с 1941 г. в трех вариантах: двухантенная (выпущено 12 ед.), одноантенная (выпущено 132 ед.) и стационарная (выпущено 463 ед.). Всего было выпущено 607 установок всех модификаций. Вся аппаратура станции располагалась на трёх автомобилях: одном «ЗИС-6» (передающая станция) и двух «ГАЗ-ААА» (в одной — фургон оператора с приемной аппаратурой, во второй — электрогенератор на 40 кВт). Приёмная и передающая антенны идентичны — типа «волновой канал». Обнаруженные цели оператор наблюдал на экране ЭЛТ с горизонтальной развёрткой. Станция имела приставку для определения принадлежности самолета по системе «свой-чужой». РЛС позволяла обнаруживать самолеты противника на всех высотах и непрерывно определять их дальность, азимут и скорость полета. Кроме того, при круговом синхронном вращении обеих антенн станция «РУС-2» обнаруживала группы и одиночные самолеты, находившиеся в воздухе на разных азимутах и дальностях в пределах действия своей зоны, и следила с перерывами по времени (один оборот антенны) за их перемещениями. Модификация «РУС-2с» (Пегматит) являлась упрощенным вариантом «РУС-2». Вместо двух антенн «Пегматит» имел одну приёмо-передающую. Взамен вращения кабины оператора, как в «РУС-2», здесь вращалась лишь антенна. Ламповый передатчик был заменён тиратронным. Цели на индикаторе наблюдались в виде вертикальных пульсирующих импульсов зелёного цвета. При транспортировке РЛС размещалась на двух автоприцепах. Стационарный вариант «Пегматита» предполагал перевозку станции любым транспортом в ящиках. ТТХ станции: диапазон частот — 75 МГц; длительность импульса — 12 мкс; максимальная дальность – 150 км; пиковая мощность – 70 — 120 КВт; точность по дальности – 1,5 км; точность по азимуту — 3°.

РЛС выпускалась с 1944 г. и к концу года войска получили 14 станций. Особенностью «П-3» являлась ее антенная система, состоявшая из двух антенн: азимутальной, напряжение с которой поступало на выход приемника через антенный переключатель, и вертикальной, которая при посылке импульса работала от радиопередатчика, а в период паузы вместе с азимутальной антенной переключалась на прием. «П-3» отличалась от станций «РУС-2» большей точностью наведения и надежностью в эксплуатации. Станция выпускалась как в стационарном варианте, так и мобильном. ТТХ станции: длина волны – 4,15 м; диапазон частот — 75 МГц; длительность импульса – 12 мкс; максимальная дальность – 160 км; пиковая мощность — 80-100 кВт; точность по дальности – 850 м; точность по азимуту — 1,3°.

Станция создана на базе английской «GL Mk-II» в конце 1942 г. и лишь через год поступила на вооружение ПВО. Известна модификация под обозначением «СОН-2от». Всего было построено 125 станций. Около 200 станций «GL Mk-IIIC», построенных в Канаде поступило в СССР по ленд-лизу. ТТХ станции: дальность обнаружения – 40 км; дальность сопровождения – 20 км; точность определения расстояния до самолета – 25-68 м; рабочая волна – 4 м; пиковая мощность – 250 КВт; время разворачивания – 2 часа; масса станции – 2 т; расчет – 4 человека.

Радиолокационная станция

Запрос «РЛС» перенаправляется сюда; о регистре лекарственных средств см. Регистр лекарственных средств.

Радиолокационная станция (РЛС) или рада́р (англ. radar от RA dio D etection A nd R anging - радиообнаружение и дальнометрия) - система для обнаружения воздушных, морских и наземных объектов, а также для определения их дальности, скорости и геометрических параметров. Использует метод, основанный на излучении радиоволн и регистрации их отражений от объектов. Английский термин-акроним появился в 1941 году , впоследствии в его написании прописные буквы были заменены строчными.

История

В СССР и России

В Советском Союзе осознание необходимости средств обнаружения авиации, свободных от недостатков звукового и оптического наблюдения, привела к разворачиванию исследований в области радиолокации. Идея, предложенная молодым артиллеристом Павлом Ощепковым получила одобрение высшего командования: наркома обороны СССР К. Е. Ворошилова и его заместителя - М. Н. Тухачевского .

В 1946 году американские специалисты - Реймонд и Хачертон, бывший сотрудник посольства США в Москве, написали: «Советские учёные успешно разработали теорию радара за несколько лет до того, как радар был изобретён в Англии».

Классификация

По сфере применения различают
  • военные;
  • гражданские;
По назначению
  • РЛС обнаружения;
  • РЛС управления и слежения;
  • Панорамные РЛС;
  • РЛС бокового обзора;
  • Метеорологические РЛС;
  • РЛС целеуказания;
  • РЛС обзора обстановки;
По характеру носителя
  • Береговые РЛС
  • Морские РЛС
  • Бортовые РЛС
  • Мобильные РЛС
По типу действия
  • Первичные или пассивные
  • Вторичные или активные
  • Совмещённые
По методу действия
  • Надгоризонтный радиолокатор
По диапазону волн
  • Метровые
  • Дециметровые
  • Сантиметровые
  • Миллиметровые

Устройство и принцип действия Первичного радиолокатора

Первичный (пассивный) радиолокатор, в основном, служит для обнаружения целей, освещая их электромагнитной волной и затем принимая отражения (эхо) этой волны от цели. Поскольку скорость электромагнитных волн постоянна (скорость света), становится возможным определить расстояние до цели, основываясь на измерении различных параметров распространения сигнала.

В основе устройства радиолокационной станции лежат три компонента: передатчик , антенна и приёмник .

Передатчик (передающее устройство) является источником электромагнитного сигнала высокой мощности. Он может представлять собой мощный импульсный генератор. Для импульсных РЛС сантиметрового диапазона - обычно магнетрон или импульсный генератор работающий по схеме: задающий генератор - мощный усилитель, использующий в качестве генератора чаще всего лампу бегущей волны , а для РЛС метрового диапазона, часто используют - триодную лампу. В зависимости от конструкции, передатчик работает либо в импульсном режиме, формируя повторяющиеся короткие мощные электромагнитные импульсы, либо излучает непрерывный электромагнитный сигнал.

Антенна выполняет фокусировку сигнала передатчика и формирование диаграммы направленности , а также приём отражённого от цели сигнала и передачу этого сигнала в приёмник. В зависимости от реализации приём отражённого сигнала может осуществляться либо той же самой антенной, либо другой, которая иногда может располагаться на значительном расстоянии от передающего устройства. В случае, если передача и приём совмещены в одной антенне, эти два действия выполняются поочерёдно, а чтобы мощный сигнал, просачивающийся от передающего передатчика в приёмник не ослепил приёмник слабого эха, перед приёмником размещают специальное устройство, закрывающее вход приёмника в момент излучения зондирующего сигнала.

Приёмник (приёмное устройство) выполняет усиление и обработку принятого сигнала. В самом простом случае результирующий сигнал подаётся на лучевую трубку (экран), которая показывает изображение, синхронизированное с движением антенны.

Различные РЛС основаны на различных методах измерения отражённого сигнала:

Частотный метод

Частотный метод измерения дальности основан на использовании частотной модуляции излучаемых непрерывных сигналов. В данном методе за период излучается частота, меняющаяся по линейному закону от f1 до f2. Отраженный сигнал придёт промодулированным линейно в момент времени, предшествующий настоящему на время задержки. Т.о. частота отраженного сигнала, принятого на РЛС, будет пропорционально зависеть от времени. Время запаздывания определяется по резкой перемене в частоте разностного сигнала.

Достоинства:

  • позволяет измерять очень малые дальности;
  • используется маломощный передатчик;

Недостатки:

  • необходимо использование двух антенн;
  • ухудшение чувствительности приёмника вследствие просачивания через антенну в приемный тракт излучения передатчика, подверженного случайным изменениям;
  • высокие требования к линейности изменения частоты;

Это основные её недостатки.

Фазовый метод

Фазовый (когерентный) метод радиолокации основан на выделении и анализе разности фаз отправленного и отражённого сигналов, которая возникает из-за эффекта Доплера , когда сигнал отражается от движущегося объекта. При этом передающее устройство может работать как непрерывно, так и в импульсном режиме. Основным преимуществом данного метода является то, что он «позволяет наблюдать только движущиеся объекты, а это исключает помехи от неподвижных предметов, расположенных между приёмной аппаратурой и целью или за ней.»

Так как при этом используются ультракороткие волны, то однозначный диапазон измерения дальности составляет порядка единиц метра. Поэтому на практике используют более сложные схемы, в которых присутствует две и больше частот.

Достоинства:

  • маломощное излучение, так как генерируются незатухающие колебания;
  • точность не зависит от доплеровского сдвига частоты отражения;
  • достаточно простое устройство;

Недостатки:

  • отсутствие разрешения по дальности;
  • ухудшение чувствительности приёмника вследствие проникновения через антенну в приёмный тракт излучения передатчика, подверженного случайным изменениям;

Импульсный метод

Современные радары сопровождения построены как импульсные радары. Импульсный радар передаёт излучающий сигнал только в течение очень краткого времени, коротким импульсом (обычно приблизительно микросекунда), после чего переходит в режим приёма и слушает эхо, отражённое от цели, в то время как излучённый импульс распространяется в пространстве.

Поскольку импульс уходит далеко от радара с постоянной скоростью, время, прошедшее с момента посылки импульса и до момента получения эхо-ответа, - есть прямая зависимость расстояния до цели. Следующий импульс можно послать только через некоторое время, а именно после того как импульс придёт обратно (это зависит от дальности обнаружения радара, мощности передатчика, усиления антенны, чувствительности приёмника). Если импульс посылать раньше, то эхо предыдущего импульса от отдалённой цели может быть спутано с эхом второго импульса от близкой цели.
Промежуток времени между импульсами называют интервалом повторения импульса , обратная к нему величина - важный параметр, который называют частотой повторения импульса (ЧПИ) . Радары низкой частоты дальнего обзора, обычно имеют интервал повторения в несколько сотен импульсов в секунду. Частота повторения импульсов является одним из отличительных признаков, по которым возможно дистанционное определение модели РЛС.

Достоинства импульсного метода измерения дальности:

  • возможность построения РЛС с одной антенной;
  • простота индикаторного устройства;
  • удобство измерения дальности нескольких целей;
  • простота излучаемых импульсов, длящихся очень малое время , и принимаемых сигналов;

Недостатки:

  • Необходимость использования больших импульсных мощностей передатчика;
  • невозможность измерения малых дальностей;
  • большая мертвая зона;

Устранение пассивных помех

Одной из основных проблем импульсных РЛС является избавление от сигнала, отражающегося от неподвижных объектов: земной поверхности, высоких холмов и т. п. Если к примеру, самолёт находится на фоне высокого холма, отражённый сигнал от этого холма полностью перекроет сигнал от самолёта. Для наземных РЛС эта проблема проявляется при работе с низколетящими объектами. Для бортовых импульсных РЛС она выражается в том, что отражение от земной поверхности затеняет все объекты, лежащие ниже самолёта с радиолокатором.

Методы устранения помех используют, так или иначе, эффект Доплера (частота волны, отражённой от приближающегося объекта, увеличивается, от уходящего объекта - уменьшается).

Самый простой радар, который может обнаружить цель в помехах - радар с селекцией движущихся целей (СДЦ) - импульсный радар, который сравнивает отражения более чем от двух или больше интервалов повторения импульса. Любая цель, которая, движется относительно радара, производит изменение в параметре сигнала (стадия в последовательном СДЦ), тогда как помехи остаются неизменными. Устранение помех происходит путём вычитания отражений из двух последовательных интервалов. На практике устранение помех может быть осуществлено в специальных устройствах - черезпериодных компенсаторах или алгоритмами в программном обеспечении.

СДЦ, работающие с постоянной частотой повторения импульсов, имеют фундаментальную слабость: они являются слепыми к целям со специфическими круговыми скоростями (которые производят изменения фаз точно в 360 градусов), и такие цели не отображаются. Скорость, при которой цель исчезает для радиолокатора, зависит от рабочей частоты станции и от частоты повторения импульсов. Современные СДЦ излучают несколько импульсов с различной частоты повторения - такой, что невидимые скорости в каждой частоте повторения импульсов охвачены другими ЧПИ.

Другой способ избавления от помех реализован в импульсно-доплеровских РЛС , которые используют существенно более сложную обработку чем РЛС с СДЦ.

Важное свойство импульсно-доплеровских РЛС - это когерентность сигнала. Это значит, что посланные сигналы и отражения должны иметь определённую фазовую зависимость.

Импульсно-доплеровские РЛС обычно считаются лучше РЛС с СДЦ при обнаружении низколетящих целей во множественных помехах земли, это - предпочтительная техника, используемая в современном истребителе, для воздушного перехвата/управления огнём (примеры тому AN/APG-63, 65, 66, 67 и 70 радары). В современном доплеровском радаре большинство обработки выполняется отдельным процессором в цифровом виде с помощью цифровых сигнальных процессоров , обычно используя высокопроизводительный алгоритм Быстрое преобразование Фурье для преобразования цифровых данных образцов отражений кое во что более управляемое другими алгоритмами. Цифровые обработчики сигналов очень гибки, поскольку используемые в них алгоритмы могут оперативно заменяться другими, изменением только программы в памяти устройства («прошивку » ПЗУ), таким образом, в случае необходимости, быстро приспосабливаясь к технике глушения противника.

Диапазоны РЛС

Частотные диапазоны РЛС американского стандарта IEEE
Диапазон Этимология Частоты Длина волны Примечания
HF англ. high frequency 3-30 МГц 10-100 м Радары береговой охраны, «загоризонтные» РЛС
P англ. previous < 300 МГц > 1 м Использовался в первых радарах
VHF англ. very high frequency 50-330 МГц 0,9-6 м Обнаружение на больших дальностях, исследования Земли
UHF англ. ultra high frequency 300-1000 МГц 0,3-1 м Обнаружение на больших дальностях (например, артиллерийского обстрела), исследования лесов, поверхности Земли
L англ. Long 1-2 ГГц 15-30 см наблюдение и контроль за воздушным движением
S англ. Short 2-4 ГГц 7,5-15 см управление воздушным движением, метеорология, морские радары
C англ. Compromise 4-8 ГГц 3,75-7,5 см метеорология, спутниковое вещание, промежуточный диапазон между X и S
X 8-12 ГГц 2,5-3,75 см управление оружием, наведение ракет, морские радары, погода, картографирование среднего разрешения; в США диапазон 10,525 ГГц ± 25 МГц используется в РЛС аэропортов
K u англ. under K 12-18 ГГц 1,67-2,5 см картографирование высокого разрешения, спутниковая альтиметрия
K нем. kurz - «короткий» 18-27 ГГц 1,11-1,67 см использование ограничено из-за сильного поглощения водяным паром, поэтому используются диапазоны K u и K a . Диапазон K используется для обнаружения облаков, в полицейских дорожных радарах (24,150 ± 0,100 ГГц).
K a англ. above K 27-40 ГГц 0,75-1,11 см Картографирование, управление воздушным движением на коротких дистанциях, специальные радары, управляющие дорожными фотокамерами (34,300 ± 0,100 ГГц)
mm 40-300 ГГц 1-7,5 мм миллиметровые волны, делятся на два следующих диапазона
V 40-75 ГГц 4,0-7,5 мм медицинские аппараты КВЧ , применяемые для физиотерапии
W 75-110 ГГц 2,7-4,0 мм сенсоры в экспериментальных автоматических транспортных средствах, высокоточные исследования погодных явлений

Вторичная радиолокация

«Вторичная радиолокация» используется в авиации для опознавания самолетов. Основная особенность - использование активного ответчика на самолётах.

Принцип действия вторичного радиолокатора несколько отличается, от принципа Первичной радиолокации. В основе устройства Вторичной радиолокационной станции лежат компоненты: передатчик , антенна , генераторы азимутальных меток, приёмник , сигнальный процессор , индикатор и самолётный ответчик с антенной .

Передатчик - служит для излучения импульсов запроса в антенну на частоте 1030 МГц

Антенна - служит для излучения и приёма отражённого сигнала. По стандартам ICAO для вторичной радиолокации антенна излучает на частоте 1030МГц и принимает на частоте 1090 МГц.

Генераторы азимутальных меток - служат для генерации азимутальных меток (Azimuth Change Pulse или ACP) и генерации метки Севера (Azimuth Reference Pulse или ARP ). За один оборот антенны РЛС генерируется 4096 малых азимутальных меток(для старых систем) или 16384 малых азимутальных меток (для новых систем, их ещё называет улучшенные малые азимутальные метки (Improved Azimuth Change pulse или IACP), а также одну метку Севера. Метка севера приходит с генератора азимутальных меток при таком положении антенны, когда она направлена на Север, а малые азимутальные метки служат для отсчёта угла разворота антенны.

Приёмник - служит для приёма импульсов на частоте 1090 МГц.

Сигнальный процессор - служит для обработки принятых сигналов.

Индикатор - служит для индикации обработанной информации.

Самолётный ответчик с антенной - служит для передачи импульсного радиосигнала, содержащего дополнительную информацию, обратно в сторону РЛС при получении радиосигнала запроса.

Принцип действия вторичного радиолокатора заключается в использовании энергии самолётного ответчика для определения положения воздушного судна. РЛС облучает окружающее пространства запросными импульсами на частоте P1 и P3, а также импульсом подавления P2 на частоте 1030 МГц. Оборудованные ответчиками воздушные суда, находящиеся в зоне действия луча запроса, при получении запросных импульсов, если действует условие P1,P3>P2 отвечают запросившей РЛС, серией кодированных импульсов на частоте 1090 МГц, в которых содержится дополнительная информация о номере борта, высоте и так далее. Ответ самолётного ответчика зависит от режима запроса РЛС, а режим запроса определяется интервалом времени между запросными импульсами P1 и P3, например, в режиме запроса А (mode A) интервал времени между запросными импульсами станции P1 и P3 равен 8 микросекундам и при получении такого запроса ответчик воздушного судна кодирует в импульсах ответа свой номер борта.

В режиме запроса C (mode C) интервал времени между запросными импульсами станции равен 21 микросекунде и при получении такого запроса ответчик воздушного судна кодирует в импульсах ответа свою высоту. Также РЛС может посылать запрос в смешанном режиме, например Режим А, Режим С, Режим А, Режим С. Азимут воздушного судна определяется углом поворота антенны, который в свою очередь определяется путём подсчёта малых азимутальных меток .

Дальность определяется по задержке пришедшего ответа. Если воздушное судно находится в зоне действия боковых лепестков, а не основного луча, или находится сзади антенны, то ответчик воздушного судна при получении запроса от РЛС получит на своём входе условие, что импульсы P1,P3

Принятый от ответчика сигнал обрабатывается приёмником РЛС, затем поступает на сигнальный процессор, который проводит обработку сигналов и выдачу информации конечному потребителю и (или) на контрольный индикатор.

Плюсы вторичной РЛС:

  • более высокая точность;
  • дополнительная информация о воздушном судне (номер борта, высота);
  • малая по сравнению с первичными РЛС мощность излучения;
  • большая дальность обнаружения.

См. также

  • Нижегородский НИИ радиотехники

Литература

  • Поляков В. Т. «Посвящение в радиоэлектронику», М., РиС, ISBN 5-256-00077-2
  • Леонов А. И. Радиолокация в противоракетной обороне. М., 1967
  • Радиолокационные станции бокового обзора, под ред. А. П. Реутова, М., 1970
  • Мищенко Ю. А. Загоризонтная радиолокация, М., 1972
  • Бартон Д. Радиолокационные системы / Сокращенный перевод с английского под редакцией Трофимова К. Н.. - М .. - Военное издательство, 1967. - 480 с.
  • Лобанов М. М. Развитие советской радиолокации
Статьи
  • Шембель Б. К. У истоков радиолокации в СССР. - Советское радио, 1977, № 5
  • Ю. Б. Кобзарев. Первые шаги советской радиолокации. Журнал «Природа», № 12, 1985 г.

Ссылки

  • (нем.) Технология Радиолокационная станция
  • Раздел о радиолокационных станциях в блоге dxdt.ru (рус.)
  • http://www.net-lib.info/11/4/537.php Константин Рыжов - 100 великих изобретений. 1933 г. - Тейлор, Юнг и Хайланд выдвигают идею радара. 1935 г. - Радиолокационная станция CH дальнего обнаружения Уотсона-Уатта.
  • РЛС Лена-М РЛС Лена-М - фото, описание

Примечания