Radar

Când plasați radarul pe o navă mare, este posibil efectul reflexiilor multiple ale semnalului. Semnalul radar este reflectat de la un obiect din apropiere, parțial ajunge înapoi la radar și parțial reflectat de coca navei. Pot exista multe astfel de reflexii, amplitudinea scade cu fiecare reflexie si semnalul va fi perceput pana la atingerea sensibilitatii de prag a receptorului. Pe ecranul radar, veți vedea mai multe obiecte care scad de fiecare dată. Distanța dintre ele este proporțională cu distanța de la radar la obiect.

Efectul zgomotului

Influența atmosferei

Pierderile atmosferice sunt deosebit de mari în intervalele de centimetri și milimetri și sunt cauzate de ploaie, zăpadă și ceață, iar în intervalul de milimetri și de oxigen și vapori de apă. Prezența atmosferei duce la o curbură a traiectoriei de propagare a undelor radio (fenomenul de refracție). Natura refracției depinde de modificarea indicelui de refracție al atmosferei cu o schimbare a altitudinii. Din acest motiv, calea de propagare a undelor radio este curbată spre suprafața pământului.

Istorie

Efectul reflectării undelor radio din corpurile solide a fost descoperit pentru prima dată de fizicianul german Heinrich Hertz în 1886 [aprox. 1] . Utilizarea efectului în practică a fost împiedicată de împrăștierea undelor radio: mai puțin de o miliardime dintre ele au căzut pe obiectul locației. Abia în anii 1930 , în legătură cu dezvoltarea aviației, țările lider ale lumii au început să exploreze posibilitatea utilizării radarului în scopuri de apărare aeriană . Ideea radarului era cunoscută cu mult înainte de cel de -al Doilea Război Mondial și este dificil să-l numești pe cel care a propus-o primul. Potrivit istoricilor germani, prima persoană care (în 1902 ) a creat și testat cu succes pe navele care navigau pe Rin , un model practic funcțional a ceea ce se numește acum „stație radar” (inventatorul a numit-o „telemobiloscop”), era în viață și lucrează la Köln inginerul german Christian Hülsmeyer (se regăsește și ortografia și pronunția lui Hülsm a yer ). În 1904, a primit un brevet pentru „Metoda de semnalizare a obiectelor îndepărtate folosind unde electrice” [4] . Dar, în mod tradițional, diferite țări onorează diferiți inventatori ai radarului. În general, ideea ei de mult timp (de la descoperirea efectului) nu a găsit implementare în practică. Prima aplicare practică a radarului a fost implementată în 1932 în URSS în instalația Rapid. Primele stații radar din lume, puse în funcțiune și produse în serie, se află în URSS din 1939.

Regatul Unit

Radarele Marii Britanii ale celui de-al Doilea Război Mondial .  AI Mk. IV radar [5] , Engl.  H2S , ing.  Monica .

Consilierul științific al prim-ministrului Churchill, profesorul F. A. Lindemann ( Vicontele Lord Cherwell ), a comentat succint dezvoltarea radarului H2S: „Este ieftin”. Între timp, H2S a oferit forței britanice de bombardare nu doar o vedere pentru bombardarea cu vizibilitate redusă, ci și un ajutor de navigație [6] . Instalarea siguranțelor radar în obuze a redus consumul numărului de obuze necesare pentru a doborî un proiectil V-1 cu un ordin de mărime , iar intensitatea unor astfel de raiduri a scăzut semnificativ. Până la începutul celui de-al Doilea Război Mondial, sistemul radar Chain Home a fost instalat în Marea Britanie . Istoria creării stațiilor radar este prezentată în documentarul britanic The Secret War: „To See A Hundred Miles” .

Vezi și radarele celui de-al doilea război mondial

Germania

Pentru a proteja orașele de atacurile cu bombardiere, germanii au folosit baterii antiaeriene controlate de stații ghidate de arme (SON) de tip Würzburg. Informațiile aliate au stabilit că frecvența purtătoare a acestor stații era de 560 megaherți. În vara anului 1943, bombardierele Forțelor Aeriene a 8-a SUA au fost echipate cu emițătoare de tip Carpet [7] . Emițătoarele au emis interferențe - un spectru de frecvențe la o frecvență medie de 560 megaherți. În octombrie 1943, primul rezultat a fost rezumat: de două ori mai puține avioane cu Carpet au fost doborâte decât fără acesta.

Dintre cele trei noi arme majore ale celui de-al Doilea Război Mondial — rachete, radare și bombe atomice — doar tehnologia radar a avut un impact major asupra cursului războiului.

În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, sistemul radar Kammhuber Line a fost instalat în Germania .

URSS

În Uniunea Sovietică, conștientizarea necesității de mijloace de detectare a aeronavelor, libere de neajunsurile observației sonore și optice, a condus la dezvoltarea cercetării în domeniul radarului. Ideea propusă de tânărul artilerist P.K. Oshchepkov a fost aprobată de înaltul comandament: Comisarul Poporului pentru Apărare al URSS K.E. Voroșilov și adjunctul său - M.N. Tuhacevsky . [opt]

În 1932, pe baza Institutului de Fizică și Tehnologie din Leningrad, a fost creat Institutul de Electrofizică Leningrad (LEFI) , sub conducerea lui A. A. Chernyshev , în care s-au desfășurat lucrări de cercetare și dezvoltare pe radar. În 1935, LEFI a fost desființat, iar pe baza lui s-a organizat institutul „închis” NII-9 cu tematică de apărare, care includea radar. M. A. Bonch-Bruevich a devenit liderul său științific . Lucrările la radar au fost începute și la UFTI din Harkov. Până la începutul războiului, eforturile oamenilor de știință și inginerilor de la LEFI, NII-9 și alte organizații au creat stații radar experimentale la sol [9] .

La 3 ianuarie 1934, un experiment a fost efectuat cu succes în URSS pentru a detecta o aeronavă folosind o metodă radar. O aeronavă care zbura la o altitudine de 150 de metri a fost depistată la o distanță de 600 de metri de instalația radar. Experimentul a fost organizat de reprezentanții Institutului de Inginerie Electrică din Leningrad și ai Laboratorului Radio Central . În 1934, mareșalul Tuhacevsky a scris într-o scrisoare către guvernul URSS: „Experimentele de detectare a aeronavelor folosind un fascicul electromagnetic au confirmat corectitudinea principiului de bază”. Prima instalație experimentală „Rapid” a fost testată în același an [10] . Emițătorul a fost instalat pe acoperișul casei nr. 14 de pe strada Krasnokazarmennaya, Moscova, receptorul - în zona satului Novogireevo ; Au fost prezenți M. N. Tukhachevsky, N. N. Nagorny , M. V. Shuleikin . Echipamentul a fost demonstrat de P.K. Oshchepkov. În 1936, stația radar centimetrică sovietică „Burya” a observat aeronava de la o distanță de 10 kilometri [10] [11] . Primele radare din URSS, adoptate de Armata Roșie și produse în serie, au fost: RUS-1  - din 1939 și RUS-2  - din 1940.

La 4 iulie 1943, în conformitate cu Decretul GKO nr . 3686ss „Pe radar”, a fost format Consiliul GKO pentru radar . Inițiatorii săi au fost inginerul militar M. M. Lobanov și omul de știință A. I. Berg .

Statele Unite ale Americii

În SUA , unul pionierii radarului a fost Marchetti

Vezi și Pionierii

Istoria radioastronomiei

Relațiile cu alte ramuri ale științei

Principalul factor care limitează caracteristicile tehnice ale locatoarelor este puterea scăzută a semnalului primit. În acest caz, puterea semnalului recepționat scade pe măsură ce a patra putere a intervalului (adică, pentru a crește raza de acțiune a locatorului de 10 ori, este necesară creșterea puterii emițătorului de 10.000 de ori). Firește, pe această cale am atins rapid limite, care nu erau deloc ușor de depășit. Deja la începutul dezvoltării, sa realizat că nu puterea semnalului primit contează, ci vizibilitatea acestuia pe fundalul zgomotului receptorului. Reducerea zgomotului receptorului a fost limitată și de zgomotul natural al elementelor receptorului, cum ar fi zgomotul termic. Acest impas a fost depășit pe calea complicării metodelor de procesare a semnalului recepționat și, ca urmare, a complicarii formei semnalelor aplicate. Dezvoltarea radarului ca ramură științifică a cunoașterii a mers mână în mână cu dezvoltarea ciberneticii și a teoriei informațiilor , iar investigații speciale ar fi necesare pentru a decide exact unde au fost obținute primele rezultate. De remarcat apariția conceptului de semnal , care ne-a permis să facem abstracție de la procesele fizice specifice din receptor, cum ar fi tensiunea și curentul, și a făcut posibilă rezolvarea problemelor ca problemă matematică de găsire a celor mai bune transformări funcționale ale funcții de timp.

Una dintre primele lucrări în acest domeniu a fost munca lui V. A. Kotelnikov privind recepția optimă a semnalului , adică cea mai bună metodă de procesare a semnalului în ceea ce privește zgomotul. Drept urmare, s-a dovedit că calitatea recepției nu depinde de puterea semnalului , ci de energia acestuia , adică de produsul puterii și timpului, astfel, a devenit posibilă creșterea intervalului prin creșterea duratei semnalelor. , în limita până la radiația continuă. Un pas semnificativ înainte a fost aplicarea clară în tehnologie a metodelor teoriei deciziei statistice ( criteriul Neumann-Pearson ) și acceptarea faptului că un dispozitiv funcțional poate funcționa cu un anumit grad de probabilitate. Pentru ca un semnal radar cu o durată lungă să măsoare intervalul și viteza cu mare precizie, au fost necesare semnale complexe , spre deosebire de impulsurile radar simple care modifică orice caracteristică în timpul procesului de generare. Asa de. semnalele de ciripit schimbă frecvența oscilației în timpul unui impuls, semnalele de deplasare de fază schimbă faza semnalului treptat, de obicei cu 180 de grade. La crearea semnalelor complexe a fost formulat conceptul funcției de incertitudine a semnalului , care arată relația dintre precizia măsurătorilor distanței și vitezei. Necesitatea de a îmbunătăți acuratețea parametrilor de măsurare a stimulat dezvoltarea diferitelor metode de filtrare a rezultatelor măsurătorilor , de exemplu, metode optime de filtrare neliniară, care au fost o generalizare a filtrului Kalman pentru probleme neliniare. Ca urmare a tuturor acestor evoluții, radarul teoretic a luat forma ca o ramură independentă, extrem de matematică a cunoașterii, în care metodele de sinteză formalizate joacă un rol semnificativ , adică proiectarea este realizată într-o anumită măsură „la vârful stiloului”. ."

Factori cheie

Principalele puncte în confruntarea cu aviația au fost:

• Utilizarea interferenței de mascare pasivă pentru a ascunde avioanele și elicopterele sub formă de bucăți de folie pulverizate în aer care reflectă undele radio. Răspunsul la aceasta a fost introducerea sistemelor de selecție a țintei în mișcare în radare , care, pe baza efectului Doppler, distinge aeronavele în mișcare de o folie relativ staționară.
• Dezvoltarea tehnologiilor pentru construirea de avioane și nave care reduc puterea semnalelor reflectate înapoi către radar, numite Stealth . Pentru aceasta, se folosesc acoperiri speciale absorbante și o formă specială care reflectă unda radio incidentă nu înapoi, ci în cealaltă direcție.

Evaluări

Admirat de succesele științei și tehnologiei sovietice în domeniul radarului, șeful guvernului sovietic N. S. Hrușciov a spus că:

„De acum înainte, noi, oamenii sovietici, suntem capabili să lovim un țânțar în spațiu.”

Vezi și

• Astronomie radar
• Radar monopuls
• Sistem radar diversificat
• Stație radar
• emisie radio
• Trupe de inginerie radio
• Războiul electronic

Note

1. ↑ Propaganda sovietică a atribuit descoperirea principiului radarului, precum și invenția radioului, lui A. S. Popov  , profesor de fizică la cursurile de ofițeri din Kronstadt . Popov a condus cu adevărat experimente în domeniul propagării undelor radio și, independent de Hertz (dar cu 11 ani mai târziu decât el - abia în 1897 ), a descoperit efectul asupra comunicațiilor radio al unei a treia nave care trecea între nave menținând contactul radio. În raportul său, Popov a subliniat posibilitatea teoretică de a utiliza efectul pentru a detecta obiecte îndepărtate. Ulterior, el nu a efectuat nicio lucrare în această direcție (Kostenko, AA, AI Nosich și IA Tișcenko, „Radar Prehistory, Soviet Side,” Proc. of IEEE APS International Symposium 2001, vol. 4. p. 44, 2003) . Vezi și Rusia - locul de naștere al elefanților .

1. ↑ Korostelev A. A., Klyuev N. F., Melnik Yu. A. Fundamentele teoretice ale radarului. - M., Radio sovietică, 1978. - p. 529-566
2. ↑ Soloshchev O. N., Slyusar V. I., Tverdokhlebov V. V. Metoda fază a intervalului de măsurare bazată pe teoria analizei multicanal.// Artilerie și arme de calibru mic. - 2007. - Nr. 2 (23) - C. 29 - 32. [1] Copie de arhivă din 25 ianuarie 2020 la Wayback Machine
3. ↑ Radar | Stație radar . seacomm.ru. Preluat la 3 octombrie 2018. Arhivat din original la 3 octombrie 2018. (nedefinit)
4. ↑ Hanke H. OAMENI, nave, oceane (tradus din germană). - Leningrad: Construcţii navale, 1976. - S. 227-228.
5. ↑ UK Radars Arhivat 5 noiembrie 2015 la Wayback Machine .
6. ↑ The Surprises and Disappointments of the Great War Arhivat 13 aprilie 2016 la Wayback Machine .
7. ↑ Allied Scientists Won Radar War Arhivat 23 decembrie 2016 la Wayback Machine .
8. ↑ Lobanov M. M. Despre problema apariției și dezvoltării radarului intern. // Revista de istorie militară . - 1962. - Nr 8. - P.13-29.
9. ↑ Institutul de electrofizică din Leningrad . Preluat la 11 mai 2014. Arhivat din original la 13 februarie 2013. (nedefinit)
10. ↑ 1 2 Polyakov V. T. „Inițierea în electronica radio”, M., RiS, ISBN 5-256-00077-2
11. ↑ Teste în Evpatoria, grupul lui B.K. Shembel

Literatură

• Erickson, John; „Radiolocația și problema apărării aeriene: proiectarea și dezvoltarea radarului sovietic 1934-40”, Studii sociale ale științei , voi. 2, pp. 241-263, 1972
• Shirman Ya. D., Golikov V. N., Busygin I. N., Kostin G. A. Fundamentele teoretice ale radarului / Shirman Ya. D. - M . : Radio sovietică, 1970. - 559 p.
• Manual de radar / Skolnik M.I. - M. , 2014. - 1352 p. — ISBN 978-5-94836-381-3 .
• Manual de radar / Skolnik M.I. - M. , 2014. - 1352 p. — ISBN 978-5-94836-381-3 .
• Bakut P. A., Bolshakov I. A., Gerasimov B. M., Kuriksha A. A., Repin V. G., Tartakovskiy G. P., Shirokov V. V. Întrebări ale teoriei statistice a radarului. - M . : Radio sovietică, 1963. - 423 p.
• Marea Enciclopedie Sovietică // Ed. A. M. Prokhorova. În 30 de volume.ed. a III-a. — M.: Sov. enciclopedie, 1969-78. T. 21, 1975. 640 pagini [www.bse.sci-lib.com/article094941.html Articolul „Radar”]
• Laboratorul central de radio din Leningrad // Ed. I. V. Breneva. — M.: Radio sovietică, 1973.
• Muzeul Istoric Militar al Artileriei, Inginerilor și Corpului de Semnalizare . Culegere de documente a generalului locotenent M. M. Lobanov despre istoria dezvoltării tehnologiei radar. F. 52R op. nr. 13
• Lobanov M. M. Din trecutul radarului: Un scurt eseu. - M . : Editura Militară , 1969. - 212 p. - 6500 de exemplare.
• Începutul radarului sovietic.  - M .: Radio sovietică, 1975. 288 p.
• Lobanov M. M. Suntem ingineri militari. - M . : Editura Militară , 1977. - 223 p.
• Lobanov MM Dezvoltarea tehnologiei radar sovietice . - M . : Editura Militară , 1982. - 240 p. — 22.000 de exemplare.
• Sivers A.P., Suslov N.A., Metelsky V.I. Fundamentele radarului. - L . : SudpromGiz, 1959. - 350 p. - (Manual pentru specialitățile de inginerie radio a instituțiilor de învățământ superior). — 25.500 de exemplare.
• Korostelev A. A., Klyuev N. F., Melnik Yu. A. Fundamentele teoretice ale radarului. - Ed. a II-a, revizuită. şi suplimentare .. - M . : Radio sovietică, 1978. - 608 p. - (Manual pentru studenții specialităților inginerie radio ai instituțiilor de învățământ superior). - 18.000 de exemplare.

Link -uri

• Colecție de articole online despre radar

Dicționare și enciclopedii	Rusă mare in jurul lumii
În cataloagele bibliografice	NKC : ph124989