Радиолокация — это область радиоэлектроники, с помощью которой при использовании электромагнитного излучения выявляют, определяют местоположение в пространстве, направление и скорость движения (если он есть) разнообразных объектов.
Положение объекта в пространстве радиолокационная станция (РЛС) определяет в полярной системе координат (рис. 10.1) измерением двух угловых величин (азимута α, угла места β) и одной линейной (радиуса-вектора, или наклонной расстоянию R). Место расположения РЛС принимается за начало координат, азимут α отсчитывается от направления на север, а угол места β – от горизонтали. Угловые величины определяются по положению антенны РЛС. Следовательно, точность их определения тем выше, чем острее голкоподібна диаграмма направленности антенны. Подробнее о современном радиолокационном оборудовании на сайте концерна Вега
Рис. 10.1. Определение положения объекта в пространстве методом радиолокации
В основе измерения наклонной дальности лежит измерение времени распространения электромагнитных волн от РЛС до объекта и обратно. Радиальная составляющая скорости объекта определяется с помощью эффекта Доплера. Кроме того, текущие значения радиальной и линейной скоростей, высоты и направления движения объекта по данным измерений α, β, Rможе вычислять электронное вычислительное устройство, расположенный на РЛС.
Для наблюдения за объектом, что движется, антенну надо поворачивать. Различают два основных режима работы РЛС: режим обзора пространства (поиска объекта) и режим наблюдения (автоматического или ручного сопровождения) по объекту. В режиме поиска луч РЛС по установленной оператором программе осматривает пространство вокруг станции. Обзор может быть круговой или секторный. Во время осмотра облучатель антенны может выполнять периодические колебания вокруг своего основного положения в одной из плоскостей (по азимуту или высоте). Это называется сканированием антенны. Оно обеспечивает периодический обзор пространства в ограниченном секторе в несколько градусов ocи антенны. Это делается для того, чтобы преодолеть противоречия в требованиях к диаграмме направленности в режиме поиска объекта и точного определения его угловых координат.
Существуют самые разнообразные радиолокаторы: от самых; которые применяют в радиоастрономии и системах дальнего предупреждения о запуске баллистических ракет, до миниатюрных, почти карманных радаров для определения скорости автомобилей на шоссе и електронноі охоронноі сигналізаци. Радиолокаторы различных типов обеспечивают работу морских и авиадиспетчеров. Ими оснащены все современные морские, а также речные суда, самолеты и вертолеты. Радиолокаторы используют в геодезии и метеорологии. Для решения сложных задач отдельные РЛС объединяют в системы.
Можно привести различные способы класифікаци радиолокационных устройств: по назначению, месту установки, расстоянием действия, режимом работы и тому подобное. Однако физические основы радиолокации лучше проследить, рассматривая радиолокаторы за способами образования информации о движущиеся объекты. По этому признаку радиолокаторы бывают активные и пассивные, с непрерывным излучением и импульсные.
В активных РЛС сигнал высокой частоты генерируется радиопередатчиком, излучается антенной, а отраженный объектом слабый сигнал принимается, усиливается и передаєтъся на индикатор. В пассивных РЛС местоположение объекта определяется по его электромагнитным излучением. Известно, что все без исключения объекты излучают электромагнитную энергию, которую можно принять достаточно чувствительными системами. Такой способ радиолокации используется, например, при построении приборов ночного видения.
Радиолокационные станции с непрерывным излучением сигнала могут быть монохромные и с модулированным сигналом. Это самые простые из всех РЛС, но ix дальность действия ограничена. Самыми распространенными РЛС является імпулъсні, но они имеют «мертвую зону», которая зависит от длительности импульса, и некоторые другие недостатки. Для улучшения технических характеристик таких станций применяют разнообразные системы сложных импульсных сигналов (например, с кодом Баркера, когерентным накоплением).
Для построения РЛС в зависимости от их назначения используют диапазоны радиоволн от метровых до оптических. Радиолокаторы оптического диапазона, построенные на лазерах, получили название лідарів. Они способны измерять угловые координаты с точностью до угловой секунды, а расстояние — до единиц сантиметров.