Большая энциклопедия техники

В 1880-х гг. Г. Герц впервые обнаружил явление отражения радиоволн.

В 1897 г. А. С. Попов зафиксировал влияние корабля, который пересекал радиоволны, на силу радиосигнала. А в 1904 г. инженер К. Хюльсмайер предложил идею обнаружения кораблей по отражающимся радиоволнам. В последующие годы происходит развитие радиолокации, ее внедрение в народное хозяйство и различные виды вооружения. Особую роль радиолокационные устройства сыграли в корабельной и зенитной артиллерии. Параллельно с этими нововведениями начали разрабатываться противорадиолокационные средства, представляющие собой активные и пассивные помехи, а также защитные покрытия. Задачи радиолокации расширились с появлением космической и ракетной техники. С помощью радиолокации стали выполняться нахождение и сближение двух космических летательных аппаратов. Одной из важнейших областей радиолокации считается планетная радиолокация, которая позволила с большой точностью измерять расстояния до различных планет. В 1960-х гг. под руководством В. А. Котельникова в Советском Союзе была выполнена радиолокация Венеры, Юпитера, Марса и Меркурия.

В системах противоракетной обороны радиолокация решает задачи по нахождению, сопровождению и уничтожению ракет противника.

В радиолокации для проведения наблюдения используются эхо-сигналы, сигналы радиолокационной станции, собственное радиоизлучение объекта.

Принцип работы радиолокационных средств состоит в том, что радиолокационный передатчик пускает мощный луч, который фокусируется большой антенной. Антенна направляет луч в сторону изучаемого объекта, который фиксируется и исследуется отраженными радиосигналами.

Объект облучается радиолокационной станцией с зондирующим излучением, радиосигналы отражаются от данного объекта и образуют эхо-сигналы. Сигналы радиолокационной станции излучает ретранслирующее устройство, которое находится на объекте в определенном месте. Пассивная радиолокация возникает тогда, когда радиоустройства, находящиеся на объекте, излучают сигналы. В другом случае она происходит при тепловом излучении объекта, которое определяется температурой.

Дальнометрия и дистанциометрия в радиолокации измеряют расстояние до объекта, пеленгация изучает направление входящих сигналов. Радиолокационное наблюдение объектов определяет параметры ледового покрова, содержание влаги в атмосфере, а также выявляет другие характеристики объектов. Данные измерений, полученных радиолокационными приборами, могут быть непрерывными и дискретными, которые вырабатываются через определенные промежутки времени. Радиолокационные объекты представляют собой сплошное образование, либо множественность, либо одиночный объект. При сложном комбинированном наблюдении производится радиолокационный обзор пространства в определенном секторе. Конкретизация поиска позволяет обнаруживать новые объекты в заданном участке и одновременно получать информацию о ранее обнаруженных объектах.

Самым распространенным видом радиолокации считается радиолокация с зондирующим излучением. Он основывается на явлении отражения радиоволн. Объекты радиолокации делятся по характеру отражения и излучения радиоволн на сосредоточенные и распределенные. Сосредоточенными принято считать те объекты, которые имеют небольшие размеры по сравнению с тем объемом, который разрешается радиолокационной станцией. Распределенные объекты бывают поверхностными, такими как земная поверхность с пашней, кустарником, а также бывают объемными – облака, снег, дождь и т. д.

Радиомаяк

Радиомаяк – это приемо-передающая радиостанция с определенным местонахождением, которая излучает радиосигналы.

Благодаря сигналам радиомаяка определяются координаты и направление движения самолетов, судов и других объектов. От направления излучения зависят параметры радиосигналов. Радиомаяк представляет собой радионавигационное устройство, или же входит в состав радионавигационной системы.

Радиомаяк состоит из шкафа, или стойки приемоответчика, комплекта соединительных кабелей, аппаратуры дистанционного управления, приемо-передающей антенны. Управление маяком осуществляется при помощи аппаратуры дистанционного управления или с помощью панели местного управления. При любом изменении параметров аппаратуры радиомаяка раздаются световые и звуковые сигналы.

Передающая радиостанция излучает определенные сигналы, получив которые, штурман определяет положение своего судна. Радиомаяк помогает также определить свое местоположение, направление и расстояние до судна. Многие маяки производят синхронизированную раздельную передачу радиосигналов и звуковых сигналов. Штурман, получивший сигналы, измеряет временную задержку между моментами их приема, а затем преобразовывает задержку в расстояние. Как правило, штурман основывается на том, что временная задержка в 3 с соответствует дальности в 1 км.

За счет того, что радиомаяки определяют направление, но не нахождение координат, их относят к азимутальным, т. е. угломерным радионавигационным устройствам.

В соответствии с параметром радиосигнала, направление которого меняется, радиомаяки разделяются по классам. Направление на амплитудные радиомаяки, которые считаются самыми распространенными, вычисляется с помощью измерения интенсивности принятого сигнала. Частотные маяки предназначены для того, чтобы определять направление за счет измерения частоты сигнала. В фазовых маяках измеряется фаза сигналов для определения направления. Во временных радиомаяках чтобы определить направление, засекается момент приема сигнала.

Радиомаяки различаются также по своему назначению. Створные и курсовые маяки применяются в курсоглиссадных системах, они задают курсы в вертикальной или горизонтальной плоскости. Створные радиомаяки представляют собой радионавигационное устройство, имеющее в составе направленные антенны. Антенны излучают радиосигналы только на определенных фиксированных направлениях. Пеленговые маяки определяют пеленг, сравнивая момент времени приема сигнала диаграммы направленности с моментом времени, при котором известно положение диаграммы направленности радиомаяка. В маркерных радиомаяках диаграмма направленности ориентирована вертикально вверх. Такие радиомаяки применяются при маркировке пунктов, которые важны в навигационном отношении. Радиомаяки направленного действия пеленгуются с определенных курсов и зон. Маяки ненаправленного действия пеленгуются с любых направлений. Те маяки, которые работают в километровых и других диапазонах длинных волн, имеют дальность действия около 500 км. В диапазонах дециметровых и сантиметровых волн работают всенаправленные радиомаяки, у которых дальность действия ограничена прямой видимостью.

Аварийные радиомаяки обеспечивают поисковые и спасательные операции. Маяк передает аварийные сигналы с координатами на вращающийся вокруг Земли спутник. Благодаря своей связи со спутником аварийные радиомаяки работают быстро и эффективно.

Дальномерные радиомаяки используются в комплексе со специальным бортовым оборудованием. Они измеряют наклонную дальность летательного аппарата относительно контрольной точки установки. Дальномерные радиомаяки применяются во всех аэропортах и при полетах самолетов гражданской авиации. Подобные маяки могут использоваться самостоятельно, а могут быть присоединены к системам посадки или к комплексу навигационного азимутального маяка.

Радионавигационная система

Радионавигационная система – это комплекс радиотехнических устройств, который решает задачи навигации.

Радионавигация представляет собой систему операций, которые обеспечивают вождение летательных аппаратов, судов и других движущихся объектов. Кроме этого, она наводит управляемые объекты с помощью различных радиотехнических средств.

Самыми распространенными считаются гиперболические и угломерно-дальномерные радионавигационные системы. Гиперболические, или разностно-дальномерные системы определяют координаты, производя разность расстояний от объекта до четырех синхронно работающих наземных радиостанций. Угломерно-дальномерные, или полярные системы определяют координаты по расстояниям до двух наземных радиостанций.

С 1960—1970-х гг. широко применяются спутниковые радионавигационные системы.

Средства, используемые в радионавигационной системе, различаются по роду решаемых задач и результату выполнения на радиопеленгаторы, радиодальномеры, радиокомпасы, радиомаяки, радиосекстанты и т. д. Подобные радионавигационные устройства при определенном сочетании, при использовании искусственных или естественных источников радиоизлучения, обеспечивают решение частных навигационных задач. Как правило, такими задачами бывают определение одной поверхности положения объекта, находящегося в движении и т. д. Другие радионавигационные системы обеспечивают решение сложных комплексных задач. Они делятся на системы, использующие в соответствии с регламентом радиосвязи диапазон радиоволн, а также системы, различающиеся параметрами радиосигналов. Параметры сигналов используются при измерении навигационных элементов и делятся, в свою очередь, на фазовые, амплитудные, частотные, комбинированные и временные. По количеству подвижных объектов, которые обеспечиваются навигационной информацией, они подразделяются на средства ограниченной и неограниченной пропускной способности. Выделяются также автономные и неавтономные радионавигационные системы и т. д.