Радар. Виды и работа. Применение и особенности. Устройство

Радар – это радиолокационная электронная станица, применяемая для определения расположения в пространстве крупных объектов, их формы, скорости, направления движения. На базе радиолокационной станции построено множество приборов, используемых в авиации, судоходстве, военной обороне, бытовой жизни.

Как работает радар

Радарная станция работает по принципу радиолокации. Она генерирует радиоволны, отправляет их в пространство в строго определенном диапазоне и направлении. При движении волны сталкиваясь с объектами и ландшафтом частично отражаются обратно, после чего их эхо воспринимается чувствительной частью прибора. На основании информации как быстро вернулась отраженная волна, расчетная часть устройства определяет местоположение объекта. Мощность отраженного сигнала дает возможность рассчитать фактические размеры обнаруженной преграды.

Принцип работы радарной станции основан на эхолокации, используемой летучими мышами для ориентирования в пространстве. При разработке прибора были задействованы похожие механизмы, но вместо ультразвукового сигнала используются радиоволны, имеющие более высокий радиус действия.

Простейшая классическая радиолокационная станция состоит из следующих компонентов:

• Передатчик.
• Антенна.
• Приемник.

В классическом понимании функцию передатчика выполняет импульсный генератор. Он выступает в качестве контролируемого источника электромагнитного сигнала.

Антенна излучает сгенерированный зондирующий сигнал в необходимом направлении, затем служит для приема отраженных обратно волн. Излучение и прием выполняются поочередно. Также возможно применение двух антенн. В таком случае одна отвечает за отправление сигнала, а вторая за его прием. Они устанавливаются на определенном отдалении друг друга, и калибруются между собой. Применение двух антенн увеличивает точность и быстродействие радара.

Применяемый в радаре приемник отвечает за прием и усиление отраженной волны. Он считывает данные с антенны, и выполняет их анализ для получения окончательных результатов, выдаваемых на экран устройства.

Методы работы радаров

Радар может работать на разных физических принципах анализа данных. Одни из них требуют сложной технической составляющей, что увеличивает стоимость станции, а другие дают сравнительно неточные результаты, но позволяют производить недорогие приборы.

Радарные станции работают по трем основным методам:

1. Частотный.
2. Фазовый.
3. Импульсный.

Частотный метод

Метод обнаружения частотным излучением подразумевает применение модуляции излучаемого непрерывного сигнала. Прибор отправляет его в пространство и фиксирует отражение. Прибор проводит расчеты на основании информации о том, сколько времени ушло на движение волны туда и обратно. Такой метод обнаружения имеет некоторые достоинства:

• Работает даже на слабом передатчике.
• Дешев в производстве.
• Может работать на малых дистанциях.

При выполнении радиолокации частотным методом обязательно применение двух антенн. Частотный принцип работы априори подразумевает улавливание большого количества помех второй антенной, создаваемых первой. Отраженные и только отправляемые сигналы мешают друг другу, что негативно влияет на чувствительность.

Метод фазовой радиолокации

Радар данного типа применяется для исследования места положения и размера движущихся объектов. Передающее устройство радара может работать непрерывно или импульсами. Метод заключается в определении разности фаз между отправляемым и воспринимаемым сигналом. Оборудование, работающее по фазной технологии, не воспринимает помехи от неподвижных поверхностей. Это достаточно распространенные приборы, главный недостаток которых в невозможности определения точной дистанции до перемещающегося объекта.

Импульсный метод

Это современный метод обнаружения объектов в пространстве. Радар сначала создает короткий импульс длиной всего в микросекунду, после чего прекращает трансляцию и воспринимает эхо от отправленной волны. Такая технология исключает появление искажения от одновременной генерации волн и восприятия их эха.

Такие приборы имеют фиксированный интервал повтора импульсов. Его длина рассчитывается в зависимости от того, на каком расстоянии ведется поиск. Частота повторений у радаров дальнего обзора составляет сотни импульсов в секунду.

Радар, работающий по импульсному методу обнаружения, имеет много достоинств:

• Работает на одной антенне.
• Отличается точностью.
• Позволяет следить сразу за несколькими объектами и различать их.
• Имеет простую индикаторную составляющую.

Не лишены импульсные радары и недостатков:

• Могут работать только с мощными импульсными передатчиками.
• Не могут обнаружить объект на малой дистанции.
• Имеют большие слепые зоны, где объекты не обнаруживаются.

Где применяются радары

Радары являются крайне полезным оборудованием для обнаружения объектов в пространстве и различных препятствий при движении транспорта. Их применяют в:

• Авиации.
• Судоходстве.
• Оборонном направлении.
• Промышленной и любительской рыбной ловле.
• Направлении безопасности дорожного движения и т.п.

В авиации радар выполняет главную навигационную функцию. Его применение позволяет отслеживать воздушные суда, предотвращать их столкновение между собой. В условиях плохой видимости именно радары предупреждают пилотов о возможных преградах, таких как выступы скал. Радарами оснащаются все аэропорты и аэродромы. По ним непрерывно отслеживается местоположение воздушных судов. Авиационные радары направлены в небо, поэтому они не воспринимают объекты на земле.

Радары применяются в морской и речной навигации. Их наличие позволяет предотвратить столкновение между судами. Также радарные станции создают картину рельефа дна. Они предупреждают о возможных рифах, скальных уступах, отмелях. С помощью радаров осуществляется поиск спасателями пострадавших судов. Судоходные радары не реагируют на воздушные судна. Приборы данного типа работают в частотном диапазоне, поскольку имеют высокую точность замеров на близком расстоянии. Это позволяет видеть точную картину особенностей рельефа дна.

Наиболее точные радары с большим радиусом действия используются в военном направлении. Они позволяют отслеживать передвижение морских и воздушных судов, в том числе и ракет. Ими оснащаются установки ПВО. Стационарные радары устанавливаются на военных и стратегически важных объектах.

Радар для рыбной ловли рассчитан на малый радиус действия. Его задача заключается в обнаружении в воде рыбных косяков. Судна промышленной ловли используют данные радара для обнаружения мест локации рыбы перед сбросом сетей. В любительской ловле приборы преимущественно применяются для исследования рельефа дна. Устройства более высокого ценового сегмента дополнительно позволяют обнаружить крупных рыбных особей и подсказать, куда забросить снасть.

Любительские радары имеет очень малый вес, при этом действуют всего на несколько десятков метров. Для их срабатывания антенна прибора должна погрузиться в воду. Зачастую радары для рыбной промышленной ловили и навигационные являются одним комбинированным прибором. Это удобно, и позволяет облегчить управление судном, уменьшить нагромождение рубки техникой. Такие устройства могут оснащаться монохромным или цветным экраном.

Дорожные радары являются очень узкоспециализированным оборудованием, основная задача которого заключается только в определении скорости движение строго определенного транспорта. Устройство измеряет ускорение не всех машин из потока, а только тех, на которое направлено. Это достаточно компактные приборы. Для их точного срабатывания требуется ручное наведение. Радары данного типа применяются подразделениями дорожной полиции всего мира, а полученные с их помощью данные о скорости являются доказательствами нарушения правил дорожного движения.

Радардетектор

Тесно связанным прибором с радаром является радардетектор. Это специализированное оборудование, применяемое для обнаружения сигналов радаров. Прибор способен предупредить о вхождении в зону действия волн от радарной станции.

Это предупреждающее оборудование, преимущественно используемое водителями автотранспорта. Прибор, измеряющий скорость движения автомобилей, отправляет импульсы, которые рассеиваются далеко за пределами чувствительности прибора. Фон из таких волн определяется установленным в автомобиле детектором до того, как машина попадает в чувствительную зону действия радара. Прибор предупреждает водителя световым или звуковым сигналом о проведении замеров скорости его движения. Это позволяет заблаговременно сбросить ускорение, если оно превышает максимально разрешенное. Таким образом, при въезде на участок дороги радиуса действия радара, тот уже не обнаруживает нарушения ПДД.

Эффективность детекторов позволяет засечь работу радара задолго до того, как тот сможет замерить скорость авто. Это связано с тем, что радар постовых служб работает по принципу эффекта Допплера. Он сначала отправляет сигнал, потом ожидает, пока тот отразится. Для измерения скорости движущегося объекта нужно определенное время на исследование выделенного объекта, чтобы получить данные о скорости. Радардетектор выполняет похожую функцию, что и приемник самого радара. Он улавливает сигналы и сразу сообщает об этом водителю. Тот успевает сбросить скорость, пока прибор еще не сфокусировался на машине.

Похожие темы:

• Видеокамеры. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности
• Видеорегистратор. Виды и работа. Применение и особенности
• Системы видеонаблюдения. Виды и особенности. Устройство и работа