Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

Радар используется для обнаружения объектов, при этом он освещает их электромагнитными волнами и отражает от объекта. Электромагнитные волны движутся со скоростью света, поэтому, установив время распространения сигнала, можно определить расстояние до объекта. В состав радара входят три обязательных компонента, такие как антенна, приемник и передатчик. Функцию передатчика часто выполняет импульсный генератор, который является источником мощного электромагнитного сигнала. Антенна преобразует электромагнитные волны в луч и фокусирует его на определенном направлении. Луч, двигаясь в заданном направлении, упирается в объект, отражается от него и возвращается к излучающей антенне. Полученный отраженный сигнал обрабатывается, усиливается и подается на экран. Лучевая трубка экрана показывает изображение, которое синхронизировано с движениями антенны.

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 – 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 – 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.