Радары - Радиолокационные станции. История радаров. Классификация радиолокационных станций.

Радары - Радиолокационные станции. История радаров.

Радары. Радиолокационные станции. История радаров.

Радары.

Радиолокационная станция (РЛС) - это сложное техническое устройство, предназначенное для обнаружения воздушных, морских и наземных объектов, а также для определения их дальности, скорости и геометрических параметров. В радиолокационных станциях используют метод радиолокации, основанный на излучении радиоволн и регистрации их отражений от объектов.

Английский термин «радар» появился в 1941 году как звуковая аббревиатура (англ. RADAR - от radio detection and ranging - радиообнаружение и измерение дальности), впоследствии перейдя в разряд самостоятельного слова.

История появления радаров.

В 1887 году немецкий физик Генрих Герц начал эксперименты, в ходе которых он открыл существование электромагнитных волн, предсказанных теорией Джеймса Максвелла. Герц научился генерировать и улавливать электромагнитные радиоволны и обнаружил, что они по-разному поглощаются и отражаются различными материалами.

В 1897 году русский физик Александр Попов во время опытов по радиосвязи между кораблями обнаружил явление отражения радиоволн от корабля.

В 1905 году в Германии Кристиану Хюльсмейеру был выдан патент по заявке идеи радиолокатора от 30 апреля 1904 года.

В США опыты с отражением радиоволн проводили Тейлор и Янг в 1922 году.

Знания основной идеи было не достаточно для практического создания даже самого простого радиолокатора. Для создания радиолокационных станций, кроме самого принципа действия, инженерам пришлось изобрести множество необыкновенно важных технических устройств и приборов: детекторы, усилители, магнетроны, клистроны, лампы бегущей волны, волноводы, генераторные лампы сложной конструкции, антенны.

При этом инженерам в основном пришлось рассчитывать лишь на собственные силы: многие технические задачи, с которыми пришлось столкнуться во время работы над РЛС, были секретными, что затрудняло обмен информацией между учёными. Радиотехника длинных волн, с которой были связаны первые исторические открытия в радиолокации, была неприменима на более высоких частотах.

26 февраля 1935 года шотландским физиком Робертом Уотсон-Уоттом было продемонстрировано одно из первых устройств, предназначенных для радиолокации воздушных объектов.

Во второй половине 1930-х годов в Великобритании появились первые промышленные образцы радиолокационных станций (РЛС). Они были очень громоздки, и их можно было ставить только на суше или на больших кораблях.

В 1937 году был испытан опытный образец компактной РЛС, пригодной для размещения на самолёте. Первые авиационные бортовые радиолокаторы предназначались либо для того, чтобы обнаружить вражеские самолёты и корабли при отсутствии оптической видимости, либо для обнаружения атаки сзади (например, радиолокатор «Моника»). На этом борьба за экономию места, веса и энергии не закончилась, были созданы простые и миниатюрные радиовзрыватели, которые можно было помещать в головки зенитных снарядов.

В Великобритании к началу Второй Мировой Войны была развернута система радиолокационных станций Chain Home.

В США первый контракт военных с промышленностью на создание радиолокационных станций был заключён в 1939 году.

Начавшаяся Вторая мировая война потребовала от британских инженеров эффективных мер борьбы с налётами немецкой авиации, и летом 1940 года под руководством Генри Тизарда был разработан резонансный магнетрон, ставший основой новой эффективной бортовой радиолокационной системы сантиметрового диапазона, которой в начале 1941 года были оснащены американские и британские самолёты.

В 1943 году, в Бирмингемском университете, Рудольф Компфнер создал лампу бегущей волны, усиливающую сигнал в миллион раз в широком диапазоне частот. За разработку этого прибора Компфнеру было присвоено звание доктора физических наук.

В Германии для защиты своих городов от налётов бомбардировочной авиации были созданы зенитные батареи, управляемые радарами типа «Вюрцбург» с несущей частотой 560 мегагерц. Ответственным за организацию противовоздушной обороны был генерал Каммхубер, создавший так называемую линию Каммхубера.

В ходе операции «Брюневаль», проведённой англичанами на побережье Франции в провинции Приморская Сена (Верхняя Нормандия), тайна немецких радаров была раскрыта. Для глушения радаров союзники применили передатчики, излучающие помеху в определённой полосе частот при средней частоте 560 мегагерц. Сначала такими передатчиками оснащали бомбардировщики. Когда немецкие летчики научились вести истребители на сигналы помех, словно на радиомаяки, вдоль южного побережья Англии расположили громадные американские передатчики «Туба» (Project Tuba), разработанные в радиолаборатории Гарвардского университета. От их мощных сигналов истребители немцев «слепли».

В СССР осознание необходимости надежных средств обнаружения авиации, также привело к разворачиванию исследований в области радиолокации.

В 1932 году на базе Государственного физико-технического института был создан Ленинградский электрофизический институт (ЛЭФИ) под руководством А. А. Чернышёва, в котором проводились исследовательские и опытно-конструкторские работы по радиолокации.

В 1935 году ЛЭФИ был расформирован, а на его базе организован «закрытый» институт НИИ-9 с оборонной тематикой, включавшей и радиолокацию. Научным руководителем его стал М. А. Бонч-Бруевич. Работы по радиолокации были начаты и в УФТИ в Харькове.

Усилиями учёных и инженеров ЛЭФИ, НИИ-9 и других организаций были созданы первые опытные наземные радиолокационные станции.

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. Руководил экспериментом военный инженер М. М. Лобанов, который, по свидетельству академика Ю. Б. Кобзарева, был первым, кто убедил промышленность заняться проблемой радиолокации.

В 1936 году советская сантиметровая радиолокационная станция «Буря» смогла обнаружить самолёт с расстояния 10 километров, испытания проводила группа Б. К. Шембеля в Евпатории.

Первые советские радиолокационные станции (РЛС), принятые на вооружение РККА и выпускавшиеся серийно - это РУС-1 (радиоулавливатель самолётов 1, 1939 год) и РУС-2 (радиоулавливатель самолётов-2, 1940 год).

Во время войны в СССР программу по разработке радаров возглавлял советский учёный-радиотехник адмирал-инженер Аксель Берг, а сведения об американских разработках добывала советская разведка.

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

После Второй мировой войны разработке новых радаров было уделено особое внимание, так как существенно возросли скорости летательных аппаратов. И решать задачи по их управлению, обнаружению и перехвату без современных радаров стало просто невозможно.

Особо важное место имеют радары в системах защиты от ударных летательных и космических аппаратов. Это системы противовоздушной обороны (ПВО) и противоракетной обороны (ПРО).

Современные радары.

В наше время разработано и успешно используется большое множество различных видов радаров.

Классификация радиолокационных станций.

Радиолокационные станции (РЛС) разделяют по следующим признакам.

Происхождению радиосигнала, принимаемого приемником РЛС: активные РЛС (с активным и пассивным ответом), полуактивные и пассивные РЛС.

Используемому диапазону радиоволн: РЛС декаметрового, метрового, дециметрового, сантиметрового и миллиметрового диапазонов.

По виду зондирующего сигнала: РЛС с непрерывным (немодулированным или частотно-модулированным) и импульсным (некогерентным, когерентно-импульсным с большой и малой скважностью, с внутриимпульсной частотной или фазовой модуляцией) излучением.

По числу применяемых каналов излучения и приема сигналов: одноканальные и многоканальные с частотным или пространственным разделением каналов.

По числу и виду измеряемых координат: одно-, двух- и трехкоординатные.

По способу измерения, отображения и съема координат объекта.

По месту установки РЛС: наземные, корабельные, самолетные, спутниковые.

По функциональному назначению РЛС: от малогабаритных переносных РЛС измерения скорости автомобилей до огромных наземных РЛС систем противовоздушной (ПВО) и противоракетной (ПРО) обороны.

Современные радары.

Радары. Радиолокационные станции. Современные радары. Посадочная радиолокационная станция (РЛС).