Radiolokaciya. Fizicheskie osnovy i problemy.

A. I. Kozlov (Moskovskii gosudarstvennyi tehnicheskii universitet grazhdanskoi aviacii)
Opublikovano v Sorosovskom obrazovatel'nom zhurnale, N 5, 1996 g. Soderzhanie

---

Ot chego zavisit tochnost' izmereniya i kak ee uluchshit'

Sleduyushei vazhnoi problemoi, stoyashei pered radiolokaciei, yavlyaetsya obespechenie tochnosti izmereniya osnovnyh parametrov i harakteristik otrazhennyh radiosignalov, pozvolyayushih opredelyat' prostranstvennye koordinaty i skorost' radiolokacionnoi celi, a takzhe rasstoyanie do etoi celi. Obnaruzhenie radiolokacionnyh celei, kak uzhe govorilos', zavisit isklyuchitel'no ot energii otrazhennogo signala i ne zavisit ot ego vida i formy. Tochnost' zhe izmereniya parametrov i harakteristik prinimaemyh signalov zavisit ne tol'ko ot ih energii, no i ot formy zondiruyushego signala. Iz obshei teorii sleduet, chto dlya togo chtoby obespechit' vysokotochnoe opredelenie dal'nosti i skorosti radiolokacionnoi celi, izluchaemyi signal dolzhen imet' kak mozhno bol'shuyu dlitel'nost' vo vremeni i imet' kak mozhno bolee shirokii spektr. (Poslednee oznachaet trebovanie slozhnosti formy signala, ego kak by naibol'shee otlichie ot samogo prostogo radiolokacionnogo signala, kakovym yavlyaetsya obychnaya sinusoida.) Takim trebovaniyam udovletvoryayut tak nazyvaemye slozhnye signaly, k kotorym otnosyatsya lineino-chastotno-modulirovannye signaly, signaly s fazovoi manipulyaciei, shumopodobnye signaly i ryad drugih. Formirovaniyu i primeneniyu takih signalov posvyasheny special'nye razdely radiolokacii. Nevozmozhnost' izlozheniya vseh problem radiolokacii v odnoi stat'e ne pozvolyaet bolee podrobno ostanovit'sya na etom voprose. Sleduet obratit' vnimanie na paradoksal'nyi vyvod, chto nailuchshim po kriteriyu tochnosti odnovremennogo izmereniya dal'nosti do celi i ee skorosti yavlyaetsya ideal'nyi shumovoi signal.

Kakie neklassicheskie vidy radiolokacii sushestvuyut

V zaklyuchitel'noi chasti stat'i ochen' kratko ostanovimsya na nekotoryh neklassicheskih vidah radiolokacii. Ranee uzhe upominalos' o nelineinoi radiolokacii. Nesmotrya na ves'ma slabye otrazhennye signaly, kotorye imeyut mesto v etom sluchae, ih nakoplenie v radiopriemnom ustroistve za priemlemoe vremya delaet eto napravlenie radiolokacii dostatochno privlekatel'nym, a zachastuyu edinstvennym sredstvom obnaruzheniya malopodvizhnyh, slabokontrastnyh celei, obladayushih sootvetstvuyushim effektom, na fone moshnogo otrazheniya ot podstilayushih pokrovov. V poslednie gody bol'shoi interes i zametnoe primenenie nahodit dvuhpozicionnaya radiolokaciya, pri kotoroi obluchenie celi osushestvlyaetsya iz odnogo punkta, a priem otrazhennyh radiovoln provoditsya v drugih punktah. Takoi sposob resheniya radiolokacionnyh zadach pozvolyaet obespechivat' bolee tochnuyu navigacionnuyu privyazku k issleduemomu ob'ektu. Illyustraciei dvuhpozicionnoi radiolokacii mozhet sluzhit' nasha povsednevnaya zhizn', kogda istochnikom osvesheniya sluzhit Solnce, my zhe vosprinimaem rasseyannyi okruzhayushimi predmetami solnechnyi svet. V kakoi-to stepeni k dvuhpozicionnoi radiolokacii mozhno otnesti tak nazyvaemuyu vtorichnuyu radiolokaciyu, nashedshuyu shirokoe primenenie v grazhdanskoi i voennoi aviacii. Ee sut' svoditsya k tomu, chto nazemnyi radiolokator, obluchaya letatel'nyi apparat, vklyuchaet bortovuyu RLS, kotoraya peredaet special'nuyu informaciyu o polete letatel'nogo apparata i o sostoyanii nekotoryh ego sistem. Kak izvestno, vsyakoe nagretoe telo izluchaet elektromagnitnye volny razlichnyh chastot. Maksimum intensivnosti etogo izlucheniya pri temperaturah poryadka 300-350 K prihoditsya na infrakrasnyi diapazon voln. Sushestvuyut i dovol'no uspeshno funkcioniruyut RLS, osushestvlyayushie priem etogo izlucheniya. Napravlenie, svyazannoe s ispol'zovaniem etogo diapazona nosit nazvanie IK-radiolokacii. Dostoinstvo IK-radiolokacii sostoit v skrytnosti funkcionirovaniya RLS, v trudnostyah postanovki pomeh ee deistviyu, neeffektivnosti maskirovki nablyudaemyh ob'ektov. Nedostatki svyazany s nevozmozhnost'yu osushestvleniya selekcii po dal'nosti, a takzhe s sil'nym vliyaniem sostoyaniya atmosfery. Svobodnymi ot poslednego nedostatka okazalis' RLS, rabotayushie po tomu zhe principu, no v santimetrovom i chastichno v millimetrovom diapazonah voln. Sam signal zdes' sushestvenno men'she, chem v infrakrasnom diapazone, odnako eto ne yavlyaetsya principial'nym prepyatstviem na puti ispol'zovaniya takih RLS. Eto napravlenie nosit nazvanie passivnoi teplovoi radiolokacii ili mikrovolnovoi radiometrii. Razvitie lazernoi tehniki privelo k sozdaniyu novogo napravleniya - opticheskoi radiolokacii.

Gde segodnya ne oboitis' bez radiolokacii

Nekotoroe predstavlenie ob oblastyah primeneniya RLS mozhet dat' privodimyi nizhe perechen'.

1. Sel'skoe i lesnoe hozyaistvo. Issledovanie plotnosti rastitel'nogo pokrova, raspredelenie lesnyh massivov, lugov i polei, opredelenie vida pochv, ih temperatury i vlazhnosti, kontrol' za sostoyaniem irrigacionnyh sistem, obnaruzhenie pozharov.
2. Geofizika i geografiya. Opredelenie struktury zemlepol'zovaniya, raspredelenie i sostoyanie transporta i sistem svyazi, razvitie sistem pererabotki prirodnyh resursov, topografiya i geomorfologiya, opredelenie sostava porod i ih struktury, stratigrafiya osadochnyh porod, poisk mineral'nyh mestorozhdenii, otrabotka tehniki razvedki poleznyh iskopaemyh.
3. Gidrologiya. Issledovanie processov ispareniya vlagi, raspredelenie i infil'traciya osadkov, izuchenie stoka gruntovyh vod i zagryazneniya vodnyh poverhnostei, opredelenie haraktera snegovogo i ledovogo pokrova, nablyudenie za vodnym rezhimom glavnyh rek.
4. Okeanografiya. Opredelenie rel'efa volnuyusheisya poverhnosti morei i okeanov, kartografirovanie beregovoi linii, nablyudenie za biologicheskimi yavleniyami, provedenie ledovoi razvedki.
5. Voennoe delo, grazhdanskaya aviaciya i kosmicheskie issledovaniya. Meteorologicheskoe obespechenie poletov, upravlenie vozdushnym dvizheniem, obespechenie blizhnei i dal'nei radionavigacii, radiolokacionnoe obespechenie posadki vozdushnyh sudov i kosmicheskih apparatov, obespechenie dal'nego i blizhnego obnaruzheniya vozdushnyh celei i navedeniya na nih perehvatchikov, obespechenie perehvata vozdushnyh celei i pricelivaniya, panoramnyi obzor poverhnosti, raspoznavanie gosudarstvennoi prinadlezhnosti letatel'nyh apparatov, obespechenie radiolokacionnogo soprovozhdeniya vozdushnyh i nazemnyh ob'ektov i t.d.

Zaklyuchenie

My lish' slegka zaglyanuli v udivitel'nyi mir, kotoryi dala nam radiolokaciya. Zdes' est' mesto isklyuchitel'no slozhnoi i glubokoi teorii, unikal'nym eksperimentam, voistinu volshebnym tehnicheskim resheniyam i prikladnym primeneniyam. Zavershaya stat'yu, eshe raz hochu podcherknut', chto v ee ramkah kraine trudno dat' obshee predstavlenie o radiolokacii, ee zadachah i vozmozhnostyah. Dumayu, chto kakaya-to chast' izlozhennogo materiala byla vam izvestna, no uveren, chto v stat'e nashlos' chto-to novoe dlya kazhdogo iz vas. Esli eto tak, to schitayu, chto so svoei zadachei ya chastichno spravilsya.

Nazad

Publikacii s klyuchevymi slovami: radiolokaciya Publikacii so slovami: radiolokaciya
Sm. takzhe: Radarnoe izobrazhenie Titana Radiolokaciya. Fizicheskie osnovy i problemy. Plavlennaya poverhnost' Venery