Только не говорите, что Вы не знаете, что такое ЭХО?! А кто-то даже слышал как оно Вам отвечало, типа, — это автоответчик! Просто люди и не подозревают, что какой-то отголосок странный, это и есть эхо.
К чему это я? Посмотрите на рис1, там пацаны пытаются с помощью эхо определить расстояние до препятствия, отражающее звук голоса. Второй пацан засекает время от возникновения звука и до прихода эха. Зная скорость распространения звука, получим расстояние до горы. По науке это всё называется эхолокация. Локация от латинского LOCATIO, — определение местоположения объекта. А, уж как, каким образом это другой разговор. В нашем примере (с пацанами) мы имеем дело со звуколокацией.
Посмотрите на рис4. Это пример той самой звуколокации, точнее ультразвуколокации, ещё точнее, — гидролокации. С помощью эха от дна водоёма определяем глубину, так называемым эхолотом. А, что это за такая картинка рис3? Да, конечно же это телевизионная картинка с Игорем Кирилловым. Только вот почему их трое? После Нового года, что ли? Нет. Это последствие отражения телевизионного сигнала от каких-то отражающих препятствий: домов, подъёмных кранов, труб и прочего... А так-как это всё радиоволны, то и за счёт отражения мы и видим эхо! То есть имеем дело уже с радиолокацией. И теперь по принципу пацанов можем измерить расстояние от телецентра (антенны) и до нашего дома.
На рис5 самое простое применение радиолокации. То есть радиоэхолот. Правда его так не называют, а точнее это самолётный радиовысотомер. С правого крыла самолёта (с помощью антенны) вниз, к земле уходят радиоимпульсы. Антенной левого крыла отражённый сигнал (эхо) принимаем и?.. И, далее дело техники, — определяем реальную высоту. По старинке высоту определяли по атмосферному давлению барометра (на уровне моря). Но это справедливо в какой-то степени только на большой высоте! А как же полёт над горами? Вот и я об этом же!
Да, ещё со времён Попова и Маркони отмечалось, что с радиоволнами что-то не то и не так? Но вот, как радиолокация, в её практическом применении, началась в тридцатых годах прошлого века. На рис2 Вы видите книгу «История отечественной радиолокации». Она попалась мне чисто случайно! Там много-много чего интересного... Весит эта «Библия» — 2,3 кГ!
Само понятие как радиолокация гораздо обширнее, чем эхо в горах. И хотя принцип казалось бы простенький, но?! Но это только всё просто для тех кто лежит на диване... В общем виде это называется радиолокатор или в сокращении радар. На рис6 упрощённая блок-схема такого простенького радиолокатора. Антенну я думаю Вы и так узнали. Остальные составляющие:
a) антенный переключатель (с передачи на приём);
b) приёмник;
с) электронно-лучевой индикатор (электронно-лучевая трубка);
d) передатчик;
e) хронизатор, — устройство, согласующее во времени работу всех составляющих радиолокационной станции, — РЛС;
f) генератор развёртки (управление лучом индикатора дальности [c]);
g) прибор показывающий под каким углом к горизонту (угол места) находится цель;
h) прибор показывающий азимут цели (угол направления на цель по отношению направления на СЕВЕР).
Если упрощённо рассматривать весь процесс, то нам нужно определить с помощью радиолокации рис7:
1) наклонную дальность (расстояние между РЛС и целью);
2) угол места (угол между наклонной дальностью и её проекцией на горизонтальную плоскость земли);
3) горизонтальную дальность (расстояние между РЛС и перпендикуляра опущенного от цели на поверхность земли);
4) азимут цели. Решая прямоугольный треугольник рис7, мы определим высоту цели. Это самая простая задача решаемая с помощью радиолокации.
Конечно самая большая часть радиолокационных страстей направлена на оборонку... Хотя и на гражданку остаётся немало! И напоследок две фотографии рис8 и рис9. Так сказать, вчера и сегодня радиолокации! На рис8, раритет, — первая советская РЛС, — «Редут-40». Здесь изображена лишь передающая часть станции. Точно так же выглядит и приёмная часть. Плюс ко всему в состав входит автомашина с электрогенератором. В июле 1940-го года РЛС была принята на вооружение ПВО под названием РУС-2 (радиоулавливатель самолётов-2).
На автомобиле ЗИС-6 была установлена передающая часть РЛС мощностью 50 квт. Излучение проводилось антенной волновой канал. Длина волны, — 4м. Приёмная часть располагалась на автомобиле ГАЗ-АА (полуторка). На второй полуторке электрогенератор мощностью около 40квт.
И наконец, на рис9 современный комплекс РЛС «Дон-2Н», станция дальнего обнаружения запуска баллистических ракет. Вот так описаны данные этой новой РЛС на сайте http://ss-op.ru/reviews/view/60
Кстати там же описаны и более старые подобные системы...
«РЛС „Дон-2Н“ построена в форме усеченной пирамиды с четырьмя гранями. Высота станции – 33 метра, длинная сторон в основании – 130 метров, на уровне кровли – 90 метров. Использованы крупноапертурные фазирующие антенные решетки, диаметр которых составляет 18 метров. Они установлены на каждой грани из видимых четырех и обладают, как приемными, так и передающими возможностями. Управление станцией осуществляется с помощью специального компьютера Эльбрус-2. Место нахождение объекта – г. Пушкино, Московская область, точнее вблизи Софрино (прим. автора). Мини-вариант также размещен в Казахстане, в Сары-Шагане.
Станция работает в сантиметровом диапазоне и осуществляет контроль космического пространства на высоте до 40 000 километров. При этом одновременно РЛС способна «вести» около 100 целей. Дальность обнаружения колеблется от 0,001 и до 0,009 м?, 1500-2000 километров, а может быть и более, так как данные, которые есть в открытом доступе, весьма туманны и противоречивы. Интересным является тот факт, что „Дон-2Н“ считается самой точной в мире станцией».
Не так давно был проведен Российско-Американский эксперимент ODERACS. Суть состояла в том, что с шаттла Discovery запускали сначала 15 сантиметровые шарики, потом 10, а потом 5 сантиметровые. Так вот, что любопытно – шарики с диаметром 15 см. засекли все станции, обнаружить шарики в 10 см уже оказалось под силу только COBRA DANE (Аляска) и двум нашим РЛС, а вот пятисантиметровые шарики заметил только «Дон-2Н».
Продолжение в следующей мини-лекции, посвящённой антеннам РЛС.
http://www.proza.ru/2018/05/25/1138