Moderne krigen er rask og flyktig. Ofte er vinneren i en kamp den som er den første som er i stand til å oppdage en potensiell trussel og reagerer tilstrekkelig med den. I mer enn sytti år har en radarmetode basert på utslipp av radiobølger og registrering av refleksjoner fra ulike objekter blitt brukt til å søke etter fiende på land, sjø og luft. Enheter som sender og mottar slike signaler kalles radarstasjoner (radarer) eller radarer.
Begrepet "radar" er en engelsk forkortelse (radio deteksjon og strekk), som ble lansert i 1941, men har lenge blitt et selvstendig ord og inngikk i de fleste språk i verden.
Oppdagelsen av radaren er absolutt et landemerkehendelse. Den moderne verden er vanskelig å forestille seg uten radarstasjoner. De brukes i luftfart, i sjøtransport, ved hjelp av radarvær er spådd, overtredere av trafikkregler blir oppdaget, jordens overflate skannes. Radarsystemer (RLK) har funnet søknad i romindustrien og navigasjonssystemer.
Men den mest brukte radaren finnes i militære anliggender. Det skal sies at denne teknologien opprinnelig ble opprettet for militære behov og nådd scenen for praktisk gjennomføring like før begynnelsen av andre verdenskrig. Alle de største landene som deltar i denne konflikten aktivt (og ikke uten resultat) brukte radarer for rekognosering og gjenkjenning av fiendtlige skip og fly. Det er trygt å si at bruken av radar bestemte utfallet av flere ikoniske kamper både i Europa og i Stillehavs-teatret av fiendtligheter.
I dag brukes radarer til å løse et ekstremt bredt spekter av militære oppgaver, fra sporing av lansering av interkontinentale ballistiske missiler til artilleri-rekognosering. Hvert fly, helikopter, krigsskip har sitt eget radarkompleks. Radars er grunnlaget for luftforsvaret. Det nyeste radarkomplekset med faset antenne array vil bli installert på den lovende russiske tanken "Armata". Generelt er mangfoldet av moderne radar fantastisk. Disse er helt forskjellige enheter, som varierer i størrelse, egenskaper og formål.
Det er trygt å si at i dag er Russland en av de anerkjente verdensledere innen utvikling og produksjon av radarstasjoner. Men før vi snakker om trender i utviklingen av radaranlegg, bør det settes noen ord om prinsippene for radaroperasjon, samt om radarsystemets historie.
Hvordan fungerer radar
Et sted er en metode (eller prosess) for å bestemme plasseringen av noe. Følgelig er radiolokalisering en metode for å oppdage et objekt eller objekt i rommet ved hjelp av radiobølger, som sendes ut og mottas av en enhet kalt radar eller radar.
Det fysiske prinsippet om operasjon av primær eller passiv radar er ganske enkel: den overfører radiobølger til rom, som reflekteres fra omgivende objekter og returneres til det i form av reflekterte signaler. Analysere dem, radaren er i stand til å oppdage et objekt på et bestemt punkt i rommet, og også å vise sine hovedkarakteristikker: hastighet, høyde, størrelse. Enhver radar er en kompleks radioteknisk enhet bestående av mange komponenter.
Sammensetningen av en hvilken som helst radar omfatter tre hovedelementer: signalgiveren, antennen og mottakeren. Alle radarstasjoner kan deles inn i to store grupper:
- bytte;
- kontinuerlig handling.
En pulsradar sender sender elektromagnetiske bølger i en kort periode (en brøkdel av et sekund), det neste signalet sendes først etter at den første puls returnerer og går inn i mottakeren. Pulsrepetisjonsfrekvens - en av de viktigste egenskapene til radaren. Lavfrekvent radarer sender flere hundre pulser per minutt.
Antennen til en pulsradar virker både i resepsjonen og ved overføring. Etter at signalet er slukket, er senderen slått av en stund og mottakeren er slått på. Etter mottak er omvendt prosess.
Pulseraddar har både ulemper og fordeler. De kan bestemme rekkevidden av flere mål samtidig, en slik radar kan enkelt gjøre med en antenne, indikatorene på slike enheter er enkle. Signalet som sendes ut av en slik radar, skal imidlertid ha en ganske stor effekt. Du kan også legge til at all moderne sporingsradar utført av pulsmønsteret.
I pulsede radarstasjoner, magnetronger eller reisebølgelamper, brukes vanligvis som signalkilde.
Radarantenne fokuserer på det elektromagnetiske signalet og sender det, plukker opp den reflekterte puls og overfører den til mottakeren. Det er radarer der mottak og overføring av et signal er laget av forskjellige antenner, og de kan være plassert i betydelig avstand fra hverandre. Radarantennen kan avgi elektromagnetiske bølger i en sirkel eller arbeide i en bestemt sektor. Radarbjelken kan være spiralformet eller kegleformet. Om nødvendig kan radaren overvåke det bevegelige målet, og peker alltid på det ved hjelp av spesielle systemer.
Funksjonen til mottakeren er å behandle mottatt informasjon og overføre den til skjermen som den leser av operatøren.
I tillegg til pulserende radar er det kontinuerlige radarer som kontinuerlig utsender elektromagnetiske bølger. Slike radarstasjoner i deres arbeid bruker Doppler-effekten. Det ligger i det faktum at frekvensen av en elektromagnetisk bølge reflektert fra en gjenstand som nærmer seg signalkilden, vil være høyere enn fra et bevegelige bortobjekt. Frekvensen for den utstrålede puls forblir uendret. Radarer av denne typen fikser ikke faste gjenstander, mottakeren mottar bare bølger med en frekvens høyere eller lavere enn utslippene.
En typisk Doppler radar er en radar, som brukes av trafikkpolitiet til å bestemme hastigheten på kjøretøy.
Hovedproblemet med radar med kontinuerlig handling er det umulig å bruke dem til å bestemme avstanden til objektet, men under operasjonen er det ingen forstyrrelse fra faste gjenstander mellom radaren og målet eller bak den. I tillegg er Doppler radar en ganske enkel enhet, som er nok til å betjene signaler med lav effekt. Det skal også bemerkes at moderne radarstasjoner med kontinuerlig stråling har evnen til å bestemme avstanden til objektet. Dette gjøres ved å endre frekvensen til radaren under drift.
Et av hovedproblemene ved drift av pulserende radar er forstyrrelser som kommer fra faste gjenstander - som regel er dette jordens overflate, fjell, åser. Når luftbårne pulsradarer med fly opererer, blir alle objekter under "skjult" av et signal reflektert fra jordoverflaten. Hvis vi snakker om bakken eller radarkomplekser, så er det for dem dette problemet manifestert i deteksjon av mål som flyr på lave høyder. For å eliminere slik forstyrrelse brukes den samme Doppler-effekten.
I tillegg til den primære radaren er det også såkalte sekundære radarer, som brukes i fly for å identifisere fly. Sammensetningen av slike radaranlegg, i tillegg til senderen, antennen og mottakeranordningen, inkluderer også en flytransponder. Ved bestråling med et elektromagnetisk signal, utsteder respondenten ytterligere informasjon om høyden, ruten, brettnummeret og dens nasjonalitet.
Også, radarstasjoner kan deles med lengden og frekvensen av bølgen der de opererer. For eksempel, for å studere jordens overflate, samt å arbeide på store avstander, brukes bølger på 0,9-6 m (frekvens 50-330 MHz) og 0,3-1 m (frekvens 300-1000 MHz). Radar med en bølgelengde på 7,5-15 cm brukes til flytrafikstyring, og radar over radar av missilstartdeteksjonsstasjoner opererer på bølger med en lengde fra 10 til 100 meter.
Historie av radar
Ideen om radar dukket opp nesten umiddelbart etter oppdagelsen av radiobølger. I 1905 skapte Christian Hülsmeier fra Siemens, et tysk selskap, en enhet som kunne oppdage store metallobjekter ved hjelp av radiobølger. Oppfinneren foreslo å installere den på skip, slik at de kunne unngå kollisjoner under forhold med dårlig synlighet. Rederier er imidlertid ikke interessert i den nye enheten.
Eksperimenter ble utført med radar i Russland. På slutten av 1800-tallet oppdaget russisk forsker Popov at metallobjekter hindrer utbredelse av radiobølger.
På begynnelsen av 20-årene klarte amerikanske ingeniører Albert Taylor og Leo Yang å oppdage et passerende skip ved hjelp av radiobølger. Tilstanden for radioindustrien var på den tiden slik at det var vanskelig å lage industrielle design av radarstasjoner.
De første radarstasjonene som kunne brukes til å løse praktiske problemer, oppstod i England rundt midten av trettiårene. Disse enhetene var veldig store, de kunne bare installeres på land eller på dekk av store skip. Først i 1937 ble det opprettet en prototype av en miniatyrradar som kunne installeres på et fly. Ved begynnelsen av andre verdenskrig hadde britene en utviklet kjede av radarstasjoner kalt Chain Home.
Engasjert i en lovende ny retning i Tyskland. Videre må det sies, uten hell. Så tidlig som 1935 ble øverstkommanderende for den tyske flåten, Reder, vist en fungerende radar med et elektronstråle display. Senere ble det på grunnlag av det opprettet serieprøver av radaren: Seetakt for marine styrker og Freya for luftforsvar. I 1940 begynte Würzburg-radarbrannkontrollsystemet å strømme inn i den tyske hæren.
Til tross for de tydelige forskerne og ingeniører i radiolokaliseringens åpenbare prestasjoner, begynte den tyske hæren å bruke radarer senere briterne. Hitler og toppen av riket betraktet radarer som utelukkende forsvarsvåpen, som den seierrike tyske hæren ikke virkelig trengte. Det er derfor at tyskerne bare hadde åtte Freya radarer deployert ved begynnelsen av kampen for Storbritannia, men i egenskap av deres egenskaper var de minst like gode som deres britiske kolleger. Generelt kan vi si at det var nettopp den vellykkede bruken av radar som i stor grad bestemte utfallet av kampen for Storbritannia og den påfølgende konfrontasjonen mellom Luftwaffe og det allierte luftvåpen i Europas himmel.
Senere skapte tyskerne på grunnlag av Würzburg-systemet et luftforsvar, som ble kalt "Kammuber-linjen". Ved hjelp av spesialstyrker kunne de allierte løse hemmelighetene til arbeidet i den tyske radaren, noe som gjorde det mulig å jamme dem effektivt.
Til tross for at briterne kom inn i radar-rase senere av amerikanerne og tyskerne, kunne de overvinne dem i målstreken og nærme seg begynnelsen av andre verdenskrig med det mest avanserte fly radar deteksjonssystemet.
Allerede i september 1935 begynte briterne å bygge et nettverk av radarstasjoner, som inkluderte tjue radarer før krigen. Det blokkerte helt tilnærming til de britiske øyene fra den europeiske kysten. Sommeren 1940 ble en resonant magnetron opprettet av britiske ingeniører, som senere ble grunnlaget for luftbårne radarstasjoner installert på amerikanske og britiske fly.
Arbeid innen militærradar ble gjennomført i Sovjetunionen. De første vellykkede forsøkene på deteksjon av fly ved hjelp av radar i Sovjetunionen ble gjennomført i midten av 30-årene. I 1939 ble den første radar RUS-1 vedtatt av Røde Hæren, og i 1940 - RUS-2. Begge disse stasjonene ble satt i masseproduksjon.
Andre verdenskrig viste klart den høye effektiviteten ved bruk av radarstasjoner. Derfor, etter ferdigstillelsen, har utviklingen av nye radarer blitt en av prioritetene for utviklingen av militærutstyr. Med tiden mottok luftbårne radarer uten unntak alle militære fly og skip, og radaren ble grunnlaget for luftforsvar.
Under den kalde krigen hadde USA og Sovjetunionen et nytt destruktivt våpen - interkontinentale ballistiske missiler. Registrering av lanseringen av disse rakettene har blitt et spørsmål om liv og død. Sovjetforskeren Nikolai Kabanov foreslo ideen om å bruke korte radiobølger for å oppdage fiendtlige fly på lange avstander (opptil 3000 km). Det var ganske enkelt: Kabanov fant ut at radiobølger med en lengde på 10-100 meter er i stand til å sprette av ionosfæren og bestråle mål på overflaten av jorden, og returnere på samme måte til radaren.
Senere, på grunnlag av denne ideen, ble det utviklet radardetektering av over-horisonten av lanseringen av ballistiske missiler. Et eksempel på en slik radar kan tjene som "Daryal" - en radarstasjon som i flere tiår var grunnlaget for det sovjetiske rakets lanseringsvarslingssystem.
For tiden er et av de mest lovende områdene for utvikling av radarteknologi opprettelsen av en fasetradarradar (PAR). Slike radarer har ikke en, men hundrevis av radiobølger, som drives av en kraftig datamaskin. Radiobølger utsendt av forskjellige kilder i HEADLIGHTS kan forsterke hverandre dersom de faller sammen i fase, eller omvendt svekkes.
Det fasede radar-signalet kan gis hvilken som helst ønsket form, den kan flyttes i rommet uten å endre posisjonen til selve antennen, og arbeide med forskjellige strålingsfrekvenser. Phased array radar er mye mer pålitelig og sensitiv enn en radar med en konvensjonell antenne. Disse radarene har imidlertid ulemper: Et stort problem er kjøling av radaren med HEADLIGHT, i tillegg er de vanskelige å produsere og er dyre.
Nye radarstasjoner med faset array er installert på femte generasjons jagerfly. Denne teknologien brukes i det amerikanske systemet for tidlig varsling. Radarkompleks med fasede skikkelser vil bli installert på den nyeste russiske tanken "Armata". Det skal bemerkes at Russland er en av verdens ledende i utviklingen av radar med PAR.
