Большая энциклопедия техники - Коллектив авторов

Радары сопровождения сконструированы как импульсные радары. Подобные радары передают электромагнитные сигналы в течение короткого периода времени, а затем, при распространении импульса, улавливают эхо. Расстояние до исследуемого объекта измеряется разностью времени посыла импульса и временем получения эха. Следующий импульс радар посылает только после поступления предыдущего обратно. Это происходит для того, чтобы два эха, от первого посланного сигнала и второго, не перепутались вблизи своей цели. Отрезок времени, который лежит между посылами двух импульсов, называется интервалом повторения импульса. Основным параметром интервала является частота повторения импульса, она выдает операционный способ радара и его идентичность любому запрашивающему приемнику. Подобный импульсный радар работает в воздушном пространстве и не применим на земном фоне. Если целью наблюдения радара является самолет, летящий между холмами, то сигналы, отраженные от холмов, будут затенять сигналы самолета, вызывая помехи. В настоящее время существует множество различных способов избавления от помех подобного рода.

Радиоволновод

Радиоволновод – это направленный диэлектрический канал, с помощью которого передаются и распространяются радиоволны. Боковая поверхность канала одновременно выступает в роли границы раздела двух сред. Магнитная и диэлектрическая проницаемость и электропроводность, переходя через границу радиоволновода, резко изменяются. Боковая поверхность канала изготавливается в форме цилиндра с прямоугольными, круглыми и другими сечениями. Главная особенность радиоволновода заключается в том, что в нем распространяются волны, длина которых равна поперечным размерам волновода. Благодаря этому радиоволноводы используются в области сверхвысоких частот.

Металлические радиоволноводы отличаются малыми потерями на СВЧ, это происходит потому, что в радиоволноводах отсутствуют потери на излучение энергии в окружающую среду. Еще одной причиной малых потерь является разница между поверхностью, по которой текут электрические токи при распространении волны, и поверхностью проводников линии с двумя проводами.

Радиоволноводы используются при передаче энергии в СВЧ-трактах, таких как передача энергии от передатчика к антенне. СВЧ-тракт составляют разнообразные по своим размерам и формам радиоволноводы.

Вдоль оси радиоволновода распределяется волновое поле, образующееся в результате интерференции отраженных волн и отражения волн от внутренних стенок волновода.

В радиолокационных станциях радиоволноводы выполняют функцию направляющих систем. Они передают энергию от приемной антенны к радиоприемнику и от передатчика в передающую антенну. Отрезки радиоволноводов составляют волновой тракт, т. е. направляющую систему СВЧ. В отрезках могут находиться разнообразные по формам и размерам поперечные сечения, угловые изгибы, вращающиеся соединения и другие волноводные узлы.

Недостатком радиоволновода является то, что в нем имеется нижний предел пропускаемых частот, на дециметровых волнах конструкция волновода весьма громоздка, возникают сложности при проведении монтажа. Кроме того, при изготовлении радиоволновода требуется высокая точность и четкость в процессе необходимой обработки внутренних поверхностей стенок канала.

В диэлектрических радиоволноводах поверхность раздела направляет волну. В качестве поверхности раздела выступает поверхность диэлектрического стержня. Из-за того, что диэлектрические радиоволноводы чувствительны к внешним воздействиям и в них возникают дополнительные потери, практическое применение их затрудняется. Потери возникают при просачивании энергии за пределы радиоволновода. Подобные диэлектрические радиоволноводы служат для передачи сантиметровых и миллиметровых волн.

Радиоволноводы с поверхностной волной представляются как металлическая лента или как проводник в форме цилиндра. На радиоволноводе находятся покрытие с диэлектриком или ребристая структура. В отличие от металлических радиоволноводов радиоволновод с поверхностной волной прост по своей конструкции, с его помощью передаются большие мощности в диапазоне разных частот. Поле поверхностной волны радиоволновода окружает его снаружи, при этом деформации крепления, соединения и другие неоднородности приводят к потере энергии.

Возбудителями поля в радиоволноводах являются линейный проводник со штырем, виток, ток также возбуждается еще с помощью отверстия в торце радиоволновода. Электрические силовые линии и штырь располагаются параллельно друг другу. Плоскость витка находится перпендикулярно магнитным силовым линиям. Отверстие делается в металлической поверхности по направлению магнитных силовых линий.

Радиовысотомер

Радиовысотомер – это прибор, определяющий высоту полетов летательных аппаратов, таких как самолет, спутник и т. д. Радиовысотомер входит в состав радиоэлектронных устройств в летательных аппаратах. В художественной литературе часто встречается название радиовысотомера как радиоальтиметр. Радиоволны в приборе отражаются подстилающей поверхностью. От начала этой поверхности отсчитывается высота полета, если известна скорость распространения радиоволн. Радиовысотомер измеряет время прохождения радиоволн между их приемом специальным прибором и моментами излучения.

9 октября 1938 г. лаборатория А. Белла разработала первый в мире радиовысотомер и продемонстрировала его действие в Нью-Йорке. В 1947—1954 гг. радиовысотомеры моделей РВ-2, РВ-10, РВ-17 и других стали выпускаться в Советском Союзе серийно.

В 1962—1965 гг. по решению Наркомата авиационной промышленности учеными начал разрабатываться радиовысотомер больших высот, специально для космического аппарата «Луна-9». Благодаря радиовысотомеру больших высот космический аппарат совершил мягкую посадку на поверхность Луны 3 февраля 1966 г.

Радиовысотомер бывает с импульсной и частотной модуляцией излучаемых радиоволн. Это зависит от типа излучения, который используется в радиовысотомере, а также от метода его обработки. Радиовысотомер с частотной модуляцией применяется при небольших высотах полета в авиации, при посадке самолета и т. д. При этом радиовысотомер излучает непрерывающиеся радиосигналы, у которых частота в разные периоды изменяется, следуя заданному закону. Высота летательного аппарата определяется индикатором высотомера, который показывает разность между частотами отраженных и излучаемых радиосигналов. Диапазон измерений такого радиовысотомера иногда доходит до 1500 м.

Радиовысотомер с импульсной модуляцией также используется в авиации, в случае аэрофотосъемки с достаточно больших высот, а также в космических полетах. Радиовысотомер, используемый в космонавтике, при подаче команды на запуск тормозного двигателя летательного аппарата на определенной высоте от поверхности земли, и в других подобных случаях излучает короткие импульсы радиосигналов. Для того чтобы определить высоту летательного аппарата, измеряется время запаздывания отраженных радиоимпульсов относительно поступающих в приемник из передатчика радиоимпульсов.

Радиодальномер

Радиодальномер – это устройство, измеряющее расстояние по скорости и времени движения радиоволн. Радиоволны проходят измеряемую линию до ее конечной точки, после этого отражаются и двигаются по тому же пути обратно. Радиодальномеры бывают с активным и пассивным отражением. По виду радиосигналов, излучаемых радиодальномером, различаются по импульсному и непрерывному излучению.

В радиодальномерах с пассивным отражением прямой сигнал, идущий от радиопередатчика, и запаздывающий попадают на вход приемника. Запаздывающий сигнал образуется в результате его отражения от предмета. В импульсных радиовысотомерах сигнал излучается в виде короткого радиоимпульса. Индикатор изменяет этот запаздывающий сигнал относительно прямого импульса.

В радиодальномерах с непрерывным излучением используют радиосигналы с частотой, изменяющейся периодически. Индикатор тогда измеряет частотную разность прямых и отраженных колебаний. Подобное пассивное отражение в радиодальномерах применяется в радиолокации и радиовысотомерах.

В радиодальномерах с активным отражением используются ведущая и ведомая станции. Эти станции находятся на концах линии, подвергающейся измерению. Радиосигналы в станциях могут быть самыми разнообразными: непрерывными, импульсными, на единой несущей частоте, с модулированной несущей частотой и др. Ведомая станция использует радиосигналы преобразованные и ретранслируемые. Измерение расстояний с применением непрерывных колебаний происходит фазовым методом. Ведомая станция с одинаковой частотой колебаний, чтобы определить расстояние волны, выбирает сигнал с определенной несущей частотой. Чтобы добиться положительного результата, волны трансформируются в волны с другой частотой колебаний и излучаются. Частота колебаний связана с частотой исходных колебаний. Индикатор ведущей станции определяет расстояние волны путем измерения разности фаз принимаемых и измеряемых волн. Радиодальномер с активным отражением используется в геодезии, навигации и военном деле.