Moderne krig er hurtig og flygtig. Ofte vinderen i en kamp er den, der er den første til at kunne opdage en potentiel trussel og reagere tilstrækkeligt på det. I mere end halvfjerds år er en radarmetode baseret på emission af radiobølger og registreringen af deres refleksioner fra forskellige genstande blevet brugt til at søge efter en fjende på land, hav og luft. Enheder, der sender og modtager sådanne signaler kaldes radarstationer (radarer) eller radarer.
Udtrykket "radar" er en engelsk forkortelse (radio detektion og spænding), der blev lanceret i 1941, men er længe blevet et selvstændigt ord og trådte ind i de fleste sprog i verden.
Opdagelsen af radaren er bestemt en milepæl begivenhed. Den moderne verden er svært at forestille sig uden radarstationer. De bruges i luftfart, i søtransport, ved hjælp af radarvær forudsiges, overtrædere af trafikregler registreres, jordens overflade scannes. Radarsystemer (RLK) har fundet deres anvendelse i rumindustrien og navigationssystemer.
Men den mest anvendte radar findes i militære anliggender. Det skal siges, at denne teknologi oprindeligt blev skabt til militære behov og nået den praktiske gennemførelse lige før begyndelsen af anden verdenskrig. Alle de største lande, der deltager i denne konflikt, har aktivt (og ikke uden resultat) brugt radarer til rekognoscering og afsløring af fjendtlige skibe og fly. Det er sikkert at sige, at brugen af radar besluttede resultatet af flere ikoniske kampe både i Europa og i Stillehavets teater for fjendtligheder.
I dag bruges radarer til at løse en ekstremt bred vifte af militære opgaver, fra sporing af lanceringen af interkontinentale ballistiske missiler til artilleri-rekognoscering. Hvert fly, helikopter, krigsskib har sit eget radarkompleks. Radarer er grundlaget for luftforsvaret. Det nyeste radar kompleks med et faset antenne array vil blive installeret på den lovende russiske tank "Armata". Generelt er mangfoldigheden af moderne radar fantastisk. Disse er helt forskellige enheder, der afviger i størrelse, egenskaber og formål.
Det er sikkert at sige, at Rusland i dag er en af de anerkendte verdensledere inden for udvikling og produktion af radarstationer. Men inden vi taler om udviklingen i radarsystemer, bør der nævnes nogle få ord om principperne for radaroperation samt om radarsystemernes historie.
Hvordan virker radar
Et sted er en metode (eller proces) til bestemmelse af placeringen af noget. Derfor er radiolokalisering en metode til at detektere et objekt eller en objekt i rummet ved hjælp af radiobølger, som udsendes og modtages af en enhed kaldet radar eller radar.
Det primære eller passive radarens fysiske princip er ganske enkelt: det transmitterer radiobølger i rummet, som afspejles fra omgivende objekter og vender tilbage til det i form af reflekterede signaler. Ved at analysere dem er radaren i stand til at registrere et objekt på et bestemt punkt i rummet og også at vise dets hovedkarakteristika: hastighed, højde, størrelse. Enhver radar er en kompleks radioteknisk enhed bestående af mange komponenter.
Sammensætningen af enhver radar omfatter tre hovedelementer: Signalsender, antenne og modtager. Alle radarstationer kan opdeles i to store grupper:
- Skifte;
- kontinuerlig handling.
En pulsradar sender sender elektromagnetiske bølger i en kort periode (en brøkdel af et sekund), det næste signal sendes først efter den første puls tilbage og går ind i modtageren. Pulsrepetitionsfrekvens - et af de vigtigste karakteristika ved radaren. Lavfrekvent radarer sender flere hundrede impulser pr. Minut.
Antennen på en pulsradar virker både ved modtagelse og ved overførsel. Når signalet er udgivet, slukkes senderen i et stykke tid, og modtageren tændes. Efter hans modtagelse er den omvendte proces.
Pulsenradar har både ulemper og fordele. De kan bestemme rækkevidden af flere mål på én gang, sådan en radar kan nemt gøre med en antenne, indikatorerne for sådanne enheder er enkle. Signalet udsendt af en sådan radar skal dog have en ret stor effekt. Du kan også tilføje, at alle moderne sporingsradarer udført af pulsmønsteret.
I pulserende radarstationer anvendes magnetroner eller rejsebølgelamper normalt som signalkilde.
Radarantenne fokuserer det elektromagnetiske signal og sender det, henter den reflekterede puls og sender den til modtageren. Der er radarer, hvor modtagelse og transmission af et signal er lavet af forskellige antenner, og de kan være placeret i en betydelig afstand fra hinanden. Radarantenne kan udsende elektromagnetiske bølger i en cirkel eller arbejde i en bestemt sektor. Radarbjælken kan være spiralformet eller kegleformet. Om nødvendigt kan radaren overvåge det bevægelige mål og konstant pege på det ved hjælp af specialsystemer.
Modtagerens funktion er at behandle den modtagne information og overføre den til skærmen, hvorfra den læses af operatøren.
Foruden pulserende radar er der kontinuerlige radarer, som konstant udsender elektromagnetiske bølger. Sådanne radarstationer i deres arbejde bruger Doppler-effekten. Det ligger i, at frekvensen af en elektromagnetisk bølge reflekteret fra en genstand, der nærmer sig signalkilden, vil være højere end fra et bevægeligt bortobjekt. Frekvensen af den udsendte puls forbliver uændret. Radarer af denne type løser ikke faste genstande, deres modtager optager kun bølger med en frekvens højere eller lavere end udsendt.
En typisk Doppler radar er en radar, som bruges af trafikpolitiet til at bestemme køretøjernes hastighed.
Hovedproblemet med radars med kontinuerlig handling er det umuligt at bruge dem til at bestemme afstanden til objektet, men under deres drift er der ingen indblanding fra faste objekter mellem radaren og målet eller bagved det. Doppler radar er desuden en temmelig simpel enhed, som er nok til at betjene signaler med lav effekt. Det skal også bemærkes, at moderne radarstationer med kontinuerlig stråling har evnen til at bestemme afstanden til objektet. Dette gøres ved at ændre frekvensen af radaren under drift.
Et af hovedproblemerne ved driften af pulserende radar er forstyrrelser, der kommer fra faste objekter - som regel er dette jordens overflade, bjerge, bakker. Når luftbårne pulsradarer flyver, er alle objekter nedenfor "dækket" af et signal reflekteret fra jordens overflade. Hvis vi taler om jord- eller skibs radarkomplekser, så for dem er dette problem manifesteret i påvisning af mål, der flyver ved lave højder. For at eliminere sådan interferens anvendes den samme Doppler-effekt.
Ud over den primære radar findes der også såkaldte sekundære radarer, der bruges i fly til at identificere fly. Sammensætningen af sådanne radarsystemer ud over transmitteren, antennen og modtageren indbefatter også en flytransponder. Ved bestråling med et elektromagnetisk signal udsender respondenten yderligere oplysninger om højden, ruten, bordnummeret og dets nationalitet.
Radarstationer kan også divideres med længden og frekvensen af den bølge, de opererer på. For eksempel til at studere jordens overflade såvel som at arbejde på store afstande, anvendes bølger på 0,9-6 m (frekvens 50-330 MHz) og 0,3-1 m (frekvens 300-1000 MHz). Radar med en bølgelængde på 7,5-15 cm anvendes til flyvekontrol, og over-the-horizon radar af missil lanceringsdetekteringsstationer arbejder på bølger med en længde fra 10 til 100 meter.
Historie af radar
Ideen om radar dukkede næsten umiddelbart efter opdagelsen af radiobølger. I 1905 skabte Christian Hülsmeier fra Siemens, et tysk selskab, en enhed, der kunne opdage store metalgenstande ved hjælp af radiobølger. Opfinderne foreslog at installere den på skibe, så de kunne undgå kollisioner under dårlig synlighed. Rederier er imidlertid ikke interesserede i den nye enhed.
Eksperimenter blev udført med radar i Rusland. I slutningen af 1800-tallet opdagede russiske forsker Popov at metalgenstande forhindrer udbredelsen af radiobølger.
I begyndelsen af 20'erne formåede de amerikanske ingeniører Albert Taylor og Leo Yang at opdage et passerende skib ved hjælp af radiobølger. Men radioindustriens tilstand var på den tid sådan, at det var svært at skabe industrielle designs af radarstationer.
De første radarstationer, der kunne bruges til at løse praktiske problemer, optrådte i England omkring midten af trediverne. Disse enheder var meget store, de kunne kun installeres på land eller på dækket af store skibe. Først i 1937 blev der skabt en prototype af en miniature radar, som kunne installeres på et fly. Ved begyndelsen af Anden Verdenskrig havde briterne en udviklet kæde af radarstationer kaldet Chain Home.
Engageret i en lovende ny retning i Tyskland. Desuden må det siges, uden held. Allerede i 1935 blev øverstkommanderende for den tyske flåde, Reder, vist en fungerende radar med et elektronstråle display. Senere blev der skabt serielle prøver af radaren: Seetakt for flådestyrkerne og Freya til luftforsvar. I 1940 begyndte Würzburg radarbrandstyringssystemet at strømme ind i den tyske hær.
På trods af tyske videnskabsmænds og ingeniørernes åbenlyse resultater inden for radiolokalisering begyndte den tyske hær at bruge radarer senere briterne. Hitler og toppen af Riget betragtes som radarer som udelukkende forsvarlige våben, som den sejrende tyske hær ikke havde brug for. Det er af denne grund, at tyskerne kun havde otte Freya radarer indsat i begyndelsen af kampen for Storbritannien, selv om de i deres egenskaber var mindst lige så gode som deres britiske kolleger. Generelt kan vi sige, at det netop var den vellykkede brug af radar, der i vid udstrækning fastslog resultatet af kampen for Storbritannien og den efterfølgende konfrontation mellem Luftwaffe og Det allierede luftvåben i Europas himmel.
Senere skabte tyskerne på basis af Würzburg-systemet et luftforsvar, der blev kaldt "Kammuber-linjen". Ved hjælp af specialstyrker kunne de allierede løse hemmelighederne i den tyske radar's arbejde, hvilket gjorde det muligt at jamme dem effektivt.
Trods det faktum, at briterne senere kom ind i radarenes løb senere af amerikanerne og tyskerne, kunne de overvinde dem i målstregen og nærme begyndelsen af 2. verdenskrig med det mest avancerede system til radaropdagelse.
Allerede i september 1935 begyndte briterne at opbygge et netværk af radarstationer, der omfattede tyve radarer før krigen. Det blokerede fuldstændigt tilgangen til de britiske øer fra den europæiske kyst. I sommeren 1940 blev en resonantmagnetron skabt af britiske ingeniører, som senere blev grundlaget for luftbårne radarstationer installeret på amerikanske og britiske fly.
Arbejde inden for militærradar blev udført i Sovjetunionen. De første vellykkede forsøg på påvisning af fly ved hjælp af radar i Sovjetunionen blev gennemført i midten af 30'erne. I 1939 blev den første radar RUS-1 vedtaget af Røde Hær, og i 1940 - RUS-2. Begge disse stationer blev sat i masseproduktion.
Anden Verdenskrig viste tydeligt den høje effektivitet ved brugen af radarstationer. Derfor er udviklingen af nye radarer efter færdiggørelsen blevet en af prioriteterne for udviklingen af militært udstyr. Med tiden modtog luftbårne radarer uden undtagelse alle militære fly og skibe, og radaren blev grundlaget for luftforsvarssystemer.
Under den kolde krig havde USA og Sovjetunionen et nyt destruktivt våben - interkontinentale ballistiske missiler. Opdagelse af lanceringen af disse raketter er blevet et spørgsmål om liv og død. Sovjetforskeren Nikolai Kabanov foreslog ideen om at bruge korte radiobølger til at registrere fjendtlige fly på lange afstande (op til 3 tusinde km). Det var ret simpelt: Kabanov fandt ud af, at radiobølger med en længde på 10-100 meter er i stand til at hoppe ud af ionosfæren og bestråle mål på jordens overflade, der vender tilbage på samme måde til radaren.
Senere ud fra denne ide blev der udviklet radardetektering over horizon af lanceringen af ballistiske missiler. Et eksempel på en sådan radar kan fungere som "Daryal" - en radarstation, der i flere årtier var grundlaget for det sovjetiske missil lanceringsadvarselssystem.
I øjeblikket er et af de mest lovende områder for udvikling af radarteknologi oprettelsen af en fasetradarradar (PAR). Sådanne radarer har ikke en, men hundredvis af radiobølger, der drives af en kraftig computer. Radiobølger udsendt af forskellige kilder i HEADLIGHTS kan forstærke hinanden, hvis de falder sammen i fase eller omvendt svækker.
Det fasede array radar signal kan gives enhver ønsket form, den kan flyttes i rummet uden at ændre antennens position selv, der arbejder med forskellige strålingsfrekvenser. Phased array radar er meget mere pålidelig og følsom end en radar med en konventionel antenne. Imidlertid har disse radarer ulemper: Et stort problem er køling af radaren med HEADLIGHT, desuden er de vanskelige at fremstille og er dyre.
Nye radarstationer med faset array installeres på femte generationens jagerfly. Denne teknologi anvendes i den amerikanske rakets tidlige varslingssystem. Radarkompleks med fasede arrays installeres på den nyeste russiske tank "Armata". Det skal bemærkes, at Rusland er en af verdens førende i udviklingen af radar med PAR.
