Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь thumbnail

5.1. Основные свойства радиоволн и методы радиолокации

5.1.1. Основные свойства радиоволн, используемые в радиолокации

Основные свойства радиоволн, используемые в радиолокации:

1.

Постоянство скорости распространения радиоволн в однородной среде.

Скорость распространения радиоволн в воздухе принимается равной скорости ЭМВ в вакууме


с

= 3∙108  м/сек.

Это свойство используется для определения дальности до цели по времени запаздывания радиосигнала на пути РЛС-цель-РЛС.

В диэлектрике скорость распространения радиоволн

v

меньше чем вакууме и определяется выражением

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь
,

где: e и m  – относительные диэлектрическая и магнитная проницаемости среды (e ³1; m ³1).

2.

Прямолинейность пути распространения радиоволн.

Несмотря на возможное искривление пути распространения радиоволн под влиянием неоднородности атмосферы (рефракция) в радиолокации с высокой эффективностью используется допущение о прямолинейности распространения радиоволн.

Это свойство используется для определения угловых координат цели по направлению прихода отраженного от нее сигнала.

3.

Отражение радиоволн от границы двух сред.

Отражение радиоволн (вторичное излучение радиоволн) для  радиолокационных объектов бывает: зеркальное, резонансное и диффузное.


Зеркальное

отражение наблюдается, если размер объекта много больше длины облучающей радиоволны, а поверхность объекта гладкая (размеры неоднородностей на поверхности значительно меньше длины облучающей радиоволны).

При зеркальном отражении выполняются законы геометрической оптики.

Примеры зеркального отражения радиоволн: отражение радиосигнала от ровной земной или водной поверхности, фокусировка луча в зеркальной антенне.

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь

Рис.1. Зеркальное отражение радиоволн от земной (водной) поверхности

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь

Рис.2. Принцип действия зеркальной антенны Кассегрена


Резонансное

отражение происходит при условии, что размеры объекта или отдельных его частей кратны половине длины облучающей волны. В этом случае может возникать резонансное вторичное излучение большой интенсивности.

Пример резонансного отражения радиоволн – отражение радиосигнала от облака пассивных помех, состоящего из  полуволновых отрезков проводника.


Диффузное

отражение имеет место, когда линейные размеры объекта или его отдельных элементов сравнимы или больше длины облучающей волны.

Длину волны РЛС следует выбирать так, чтобы цель была диффузным отражателем.

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь
Рис.3. Диффузное отражение радиоволн

4. Изменение частоты радиосигнала при отражении его от движущегося объекта (эффект Доплера).


Эффект Доплера

стоит в том, что если объект отражающий или излучающий сигнал движется, то неподвижный наблюдатель зафиксирует изменение частоты принимаемого сигнала. Если объект движется к наблюдателю – частота сигнала растет, если от наблюдателя – уменьшается.

Наглядной иллюстрацией влияния скорости объекта на частоту является звук тепловозного гудка, который слышат пассажиры на неподвижном перроне: у приближающегося тепловоза звук гудка кажется выше, у удаляющегося – ниже.

На основании эффекта Доплера определяется радиальная скорость цели

Vr


.

Непосредственно измеряется так называемая «доплеровская добавка частоты»

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь
,

как разность между частотами излученного (

fизл

) и принятого от цели (

fприн

) сигналов.

Радиальная составляющая скорости движения цели определяется в соответствии с выражением:

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь
,

где:  l –длина волны излученного РЛС сигнала.

5.

Интерференция радиоволн.


Интерференция

радиоволн, геометрическое сложение в пространстве двух (или нескольких) волн, при котором в разных точках получается усиление или ослабление амплитуды результирующей волны. Интерференция возможна, если волны когерентны.

Простейший случай интерференции – сложение двух волн одинаковой частоты при совпадении направления их распространения. В этом случае, для синусоидальных (гармонических) колебаний, амплитуда результирующей волны в какой-либо точке пространства


Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь
,

где A1 и A2 — амплитуды складывающихся волн, а φ – разность фаз между ними в рассматриваемой точке.

Разность фаз φ изменяется от точки к точке и в пространстве получается распределение амплитуд результирующей волны с чередующимися максимумами и минимумами. Иллюстрирует эту картину опыт Юнга, выполненный в оптическом диапазоне.

Явление интерференции сонаправленных волн широко используется при создании антенных систем с заданной формой  диаграммы направленности. Именно интерференция позволяет создать узкую диаграмму направленности ФАР, состоящей из множества слабонаправленных излучателей.

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь

Рис.4. Интерференция световых волн в опыте Юнга

Другой важный случай интерференции – сложение двух волн, распространяющихся в противоположных направлениях (например, прямой и отражённой). В этом случае получаются стоячие волны – характерное для интерференции распределение амплитуд с чередующимися максимумами и минимумами вдоль оси распространения волн остаётся неподвижным в пространстве (или перемещается столь медленно, что за время, необходимое для наблюдений, максимумы и минимумы не успевают сместиться на величину, сравнимую с расстоянием между ними).

Стоячие волны используются в объемных резонаторах.

В волноводных трактах и в антенных системах стоячие волны – негативный фактор, для минимизации которого все элементы волноводов и антенн должны быть согласованы между собой по величине волнового сопротивления. В случае рассогласования между элементами тракта, ЭМВ будет частично отражаться от места их соединения и в волноводе возникнет стоячая волна.

5.1.2. Методы измерения дальности

а)

Метод непосредственного измерения

. Непосредственно измеряется время распространения радиоволн от РЛС до цели и обратно



, его называют

временем запаздывания

отраженного сигнала:

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь
,

где:
Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь
– время приема и излучения сигнала.

Дальность цели определяется в соответствии с выражением:

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь
,

где с = 3∙108  м/сек.

б)

Частотный метод измерения дальности.

Используется с ЗС в виде длинного (
Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь
) ЛЧМ радиоимпульса с законом изменения частоты


Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь
,

где:


f


н




начальное значение частоты, как правило совпадает со значением несущей частоты;


f


к




максимальное значение частоты, достигаемое к концу импульса;


D


f


д


=


f


к





f


н




девиация частоты

.

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь

В течение времени
Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь
в РЛС одновременно присутствуют  ЗС и принятый сигнал, задержанный на



. За это время дальность определяется по разнице частот сигналов

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь
,

из соотношения:

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь
.

Если цель движется, существует ненулевая доплеровская добавка частоты

F


д

¹ 0. Поэтому процедура частотного измерения дальности включает три последовательных этапа:

1) измеряется

F


д

;

2) определяется

D


f


дальн

=

(


f


ЗС





f


Прин. С


)



F


д

;

3) определяется дальность.

в)

В системах активной локации с активным ответом

кроме времени запаздывания



, появляется еще время срабатывания ответчика (ретранслятора)

t


ср

. Это время необходимо ответчику на прием ЗС, его анализ, формирование и излучение в пространство ответного сигнала.

Для исключения различия времен срабатывания

t


ср

у различных ответчиков, фиксированное время срабатывания

t


ср фикс

конструктивно вносится во все ответчики.

Время запаздывания в этом случае определяется как

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь
,

а дальность вычисляется как в способе а).

г)

В системах пассивной радиолокации

определение дальности основывается на различных вариантах триангуляционных (основанных на свойствах треугольников) измерений.

Для построения измерительного треугольника используются две точки приема – основная А и дополнительная Б, разнесенные на фиксированное расстояние d, называемое базой измерения, третьей вершиной треугольника является цель.

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь

Непосредственно измеряются углы e, a, a1, а дальность находится из соотношения:

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь
.

5.1.3. Методы измерения угловых координат

Для измерения угловых координат антенны должны быть узконаправленными.

а)

Метод максимума

является простейшим методом измерения угловых координат. Применяется в обзорных РЛС.

Для определения значения азимута β организуется круговое сканирование ДН с заданной угловой скоростью wл. Измеряемым параметром является время от момента прохождения лучом направления на север (t=0) до момента получения максимума отраженного от цели сигнала tц. Азимут цели рассчитывается из соотношения:

βц= tц´ wл.

Азимут цели рассчитывается из соотношения βц= tц´ wл.

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь

Недостатком метода максимума является низкая точность измерения углов, сравнимая с шириной ДН (минимальная практически достижимая ширина составляет 0,7°).

б)

Методы моноимпульсной пеленгации (мгновенной равносигнальной зоны)

основаны на

суммарно-разностной обработке

принимаемых сигналов.

Суммарно-разностная обработка требует использования нескольких ДН (по паре на каждую измеряемую угловую координату), рассогласованных между собой. Такие ДН называются

парциальными

. Величина угла рассогласования Dj находится в пределах от половины до полной ширины лепестка ДН. Направление пересечения ДН1 и ДН2 принято называть

равносигнальным направлением (РСН)

.

Рабочая область

измерителя ограничена максимумами парциальных диаграмм.

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь

В рабочей области для измерения угла φ сигналы, принятые ДН1 (А1) и ДН2 (А2), используются в разностном и суммарном каналах РПрУ:

А1-А2= АD – разностный канал;

А1+А2= АS – суммарный канал.

Сигнал разностного канала АD – пропорционален ошибке между РСН и направлением на цель, а сигнал суммарного канала АS – используется для нормировки этой ошибки.

Достоинством моноимпульсных методов является высокая точность измерения (ошибки составляют единицы угловых минут), а недостатками являются сложность антенной системы и невозможность измерения, если цель выходит за пределы рабочей области.

5.1.4. Методы измерения радиальной скорости

Радиальная скорость цели

Vr


.

(проекция линейной скорости цели Vц на линию РЛС – цель) определяется на основании эффекта Доплера.

Непосредственно измеряется так называемая «доплеровская добавка частоты»  как разность между частотами излученного (

fизл

) и принятого от цели (

fприн

) сигналов

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь
.

Радиальная составляющая скорости движения цели определяется в соответствии с выражением:

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь
,

где:

l

–длина волны излученного РЛС сигнала.


F


д

и

Vr

имеют положительные значения если цель приближается к РЛС, и отрицательные – если цель удаляется от РЛС.

Для измерения радиальной скорости, как правило, используются устройства, построенные на узкополосных частотных фильтрах.

Для оценки радиальной скорости (например, в доплеровских РЛС обнаружения) как правило, формируется набор фильтров, полосы пропускания которых равны Dfф, следуют одна за другой и перекрывают весь диапазон возможных доплеровских добавок.

Количество фильтров зависит от возможного диапазона скоростей цели или от диапазона скоростей, представляющих интерес для работы конкретной РЛС. Ширина полосы пропускания каждого фильтра согласуется с частотными характеристиками ЗС.

В этом случае, чтобы оценить радиальную скорость цели достаточно определить номер фильтра, на выход которого прошел сигнал – «звенящий фильтр» и воспользоваться соотношением F

д

= F

д

min + n´Dfф .

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь

5.1.5. Радиолокационная информация


Радиолокационная информация (РЛИ)

– информация о воздушной обстановке, полученная радиолокационными методами.


РЛИ включает

: сведения о наличии или отсутствии в пространстве целей, их координатах и траектории, информацию о действующих помехах.

Сведения о наличии или отсутствии целей определяются для каждого элемента разрешения в зоне видимости РЛС.

Для однозначного определения положения цели в трехмерном пространстве РЛС необходимо определить три координаты цели. Поскольку, большинство РЛЦ являются высокоподвижными объектами, необходимо измерять и их скорость, ее принято считать еще одной – четвертой измеряемой координатой.

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь

На основании физических свойств радиоволн непосредственно измеряются:



дальность

до цели


Дц





расстояние между точкой стояния РЛС и целью (иногда ее называют наклонной дальностью);



угловые координаты




углы наклона линии РЛС – цель в вертикальной (

угол места

цели


e


) и горизонтальной (

азимут



b


) плоскостях относительно горизонта и направления на север соответственно.



радиальная скорость

цели


Vr





проекция линейной скорости цели Vц на линию РЛС – цель.

Какие свойства электромагнитных волн позволяют в радиолокации достичь

Для определения траектории движения цели необходимо многократно последовательно во времени измерять значения координат цели, а затем связать полученные точки единой линией.

Информация о действующих помехах отображается на индикаторах РЛС, а также на индикаторных элементах системы помехозащиты.

вид ИКО
Рис.3. Вид экрана индикатора кругового обзора

РЛИ получают РЛС на основе анализа параметров радиосигналов целей и помех.

РЛИ в ЗРС используется для отображения воздушной обстановки на индикаторах, планшетах обстановки и т.п., а также для решения задач пуска и наведения ЗУР.

5.1.6. Методы радиолокации

Для получения РЛИ используют следующие методы:


Метод активной радиолокации с пассивным ответом

основан на облучении цели радиосигналом (

активная локация

) и приеме отраженных (рассеянных) целью радиоволн приемным устройством РЛС (

пассивный ответ

). Применяется, как правило, для поиска целей и измерения их координат.


Метод активной радиолокации с активным ответом

– при облучении цели радиосигналом от РЛС (

активная локация

) срабатывает установленный на цели ретранслятор (ответчик), который излучает ответный радиосигнал с заданными параметрами (

активный ответ

). Эти сигналы принимаются РЛС. Применяется, как правило, для определения государственной принадлежности целей и для определения координат ЗУР.


Метод пассивной радиолокации

заключается в приеме сигналов собственного радиоизлучения целей (радиотепловое излучение тел, излучение собственных радиотехнических устройств и др.). Применяется, как правило, для определения угловых координат целей – постановщиков активных помех.


Комбинационные методы

, наиболее широко распространены в современных многофункциональных РЛС, они включают в себя вышеперечисленные методы в различных сочетаниях.

Источник

Лекции.Орг

Современные радиотехнические устройства позволяют провести очень наглядные опыты по наблюдению свойств электромагнитных волн. При этом лучше всего пользоваться волнами сантиметрового диапазона. Эти волны излучаются специальным генератором сверхвысокой частоты (СВЧ). Электрические колебания генератора модулируют звуковой частотой. Принятый сигнал после детектирования подается на громкоговоритель.

Электромагнитные волны излучаются рупорной антенной в направлении оси рупора. Приемная антенна в виде такого же рупора улавливает волны, которые распространяются вдоль его оси. Общий вид установки изображен на рисунке 7.17.

Поглощение электромагнитных волн. Располагают рупоры друг против друга и, добившись хорошей слышимости звука в громкоговорителе, помещают между рупорами различные диэлектрические тела. При этом замечают уменьшение громкости.

Отражение электромагнитных волн. Если диэлектрик заменить металлической пластиной, то звук перестанет быть слышимым.

Волны не достигают приемника вследствие отражения. Отражение происходит под углом, равным углу падения, как и в случае световых и механических волн. Чтобы убедиться в этом, рупоры располагают под одинаковыми углами к большому металлическому листу (рис. 7.18). Звук исчезнет, если убрать лист или повернуть его.

Преломление электромагнитных волн. Электромагнитные волны изменяют свое направление (преломляются) на границе диэлектрика. Это можно обнаружить с помощью большой треугольной призмы из парафина. Рупоры располагают под углом друг к другу, как и при демонстрации отражения. Металлический лист заменяют затем призмой (рис. 7.19). Убирая призму или поворачивая ее, наблюдают исчезновение звука.

Поперечность электромагнитных волн. Электромагнитные волны являются поперечными. Это означает, что векторы и электромагнитного поля волны перпендикулярны направлению ее распространения. При этом векторы и взаимно перепендикулярны. Волны с определенным направлением колебаний этих векторов называются поляризованными. На рисунке 7.1 изображена такая поляризованная волна.

Приемный рупор с детектором принимает только поляризованную в определенном направлении волну. Это можно обнаружить, повернув передающий или приемный рупор на 90°. Звук при этом исчезает.

Поляризацию наблюдают, помещая между генератором 11 приемником решетку из параллельных металлических стержней (рис. 7.20). Решетку располагают так, чтобы стержни были горизонтальными или вертикальными. При одном из этих положений, когда электрический вектор параллелен стержням, в них возбуждаются токи, в результате чего решетка отражает волны, подобно сплошной металлической пластине. Когда же вектор перпендикулярен стержням, токи в них не возбуждаются и электромагнитная волна проходит через решетку.

Электромагнитные волны обладают следующими свойствами. Они поглощаются, отражаются, испытывают преломление, поляризуются. Последнее свойство свидетельствует о поперечности этих волн.

Распространение радиоволн

При использовании электромагнитных волн для радиосвязи как источник, так и приемник радиоволн чаще всего располагают вблизи земной поверхности. Форма и физические свойства земной поверхности, а также состояние атмосферы сильно влияют на (распространение радиоволн.

Особенно существенное» влияние на распространение радиоволн оказывают слои ионизированного газа в верхних частях атмосферы на высоте 100—300 км над поверхностью Земли. Эти слои называют ионосферой. Ионизация воздуха верхних слоев атмосферы вызывается электромагнитным излучением Солнца и потоком заряженных частиц, излучаемых им. Проводящая электрический ток ионосфера отражает радиоволны с длиной волны > 10 м как обычная металлическая пластина. Но способность ионосферы отражать и поглощать радиоволны существенно меняется в зависимости от времени суток и времен года1.

Устойчивая радиосвязь между удаленными пунктами на земной поверхности вне прямой видимости оказывается возможной из-за способности радиоволн огибать выпуклую земную поверхность (явление дифракции). Это огибание выражено тем сильнее, чем больше длина волны. Поэтому рамдиосвязь на больших расстояниях за счет огибания волнами Земли оказывается возможной лишь при длинах волн, значительно превышаю щих 100 м (средние и длинные волны).

1 Именно по этой причине радиосвязь, особенно в диапазоне средних длин волн (100—1000 м), гораздо надежнее ночью и в зимнее время.

Короткие волны (диапазон длин волн от 10 до 100 м) распространяются на большие расстояния только за счет многократных отражений от ионосферы и поверхности Земли (рис. 7.21).

Радиоволны в этом диапазоне оказываются «запертыми» в тонком слое, ограниченном поверхностью Земли и ионосферой. В результате волны, излучаемые радиостанцией, расположенной, например, в центре Азии, достигают радиоприемников в Южной Америке.

Длинные радиоволны для этой цели менее пригодны из-за значительного поглощения поверхностными слоями Земли и ионосферой. И все же наиболее надежная радиосвязь на ограниченных расстояниях при достаточной мощности передающей радиостанции обеспечивается на длинных волнах.

Ультракороткие радиоволны ( < 10 м) проникают сквозь ионосферу и почти не огибают поверхность Земли. Поэтому они используются для радиосвязи между пунктами в пределах прямой видимости, а также для связи с космическими кораблями.

Для космической радиосвязи используются спутники связи, сигналы которым посылаются передатчиком с Земли. Спутник принимает сигнал и посылает его другой наземной станции, находящейся на огромном расстоянии от первой. Принятые сигналы усиливаются и посылаются приемникам других станций.

В последнее время сделано много попыток обнаружения других цивилизаций и передачи им сигналов. Отправлены сообщения с больших радиотелескопов, в которых содержатся формулировки математических теорем, физических законов, сведения о человеке и т. д. Однако можно сказать, что наиболее мощным сигналом, переданным во Вселенную, является колоссальный рост интенсивности радиоизлучения вследствие развития на Земле телевидения и сотовой связи. Земля из ненаблюдаемого с других звезд объекта превратилась в яркую радиозвезду, непрерывно излучающую мощный поток радиоволн.

Принцип сотовой связи. Сотовая телефонная связь основана на компьютерных системах, которые связывают номера абонентов и адреса наиболее близких ретрансляторов. Во время соединения компьютерная система находит оптимальный путь связи абонентов — последовательность передачи сигналов через выбранные ретрансляторы. Сотовый телефон абонента постоянно принимает сигнал ретранслятора, с которым он связан. При перемещении абонента происходит перерегистрация — привязка абонента к новому, ближайшему ретранслятору.

Распространение радиоволн существенно зависит от их длины волны. Короткие волны (с длиной волны от 10 до 100 м) многократно отражаются от ионосферы и поверхности Земли. Длинные волны ( > 100 м) «скользят» вдоль поверхности Земли. Ультракороткие радиоволны ( < 10 м) проникают сквозь ионосферу.

Радиолокация

Обнаружение и точное определение местонахождения объектов с помощью радиоволн называют радиолокацией. Радиолокационная установка — радиолокатор (или радар) — состоит из передающей и приемной частей. В радиолокации используют электрические колебания сверхвысокой частоты (108—1011 Гц). Мощный генератор СВЧ связан с антенной, которая излучает остронаправленную волну. В радиолокаторах, работающих на длинах волн порядка 10 см и меньше, такая волна создается антеннами в виде параболических зеркал. Для волн метрового диапазона антенны имеют вид сложных систем вибраторов. При этом острая направленность излучения получается вследствие сложения волн. Антенна устроена так, что волны, посланные каждым из вибраторов, при сложении взаимно усиливают друг друга лишь в заданном направлении. В остальных направлениях происходит полное или частичное их взаимное гашение.

Отраженная волна улавливается либо той же излучающей антенной, либо другой приемной антенной, тоже остронаправленной. Строгая направленность излучения позволяет говорить о луче радиолокатора. Направление на объект и определяется как направление луча в момент приема отраженного сигнала.

Для определения расстояния до цели применяют импульсный режим излучения. Передатчик излучает волны кратковременными импульсами. Длительность каждого импульса составляет миллионные доли секунды, а промежуток между импульсами примерно в 1000 раз больше. Во время пауз принимаются отраженные волны.

Определение расстояния R проводится путем измерения общего времени t прохождения радиоволн до цели и обратно. Так как скорость радиоволн

с = 3 . 10 8 м/с в атмосфере практически постоянна на всем пути луча, то

Вследствие рассеяния радиоволн до приемника доходит лишь ничтожная часть той энергии, которую излучает передатчик. Потому приемники радиолокаторов усиливают принятый сигнал в миллионы миллионов раз (1012). Такой чувствительный приемник, разумеется, должен быть отключен на время посылки импульса передатчиком.
Для фиксации посланного и отраженного сигналов используют электронно-лучевую трубку. В момент посылки импульса светлая точка, равномерно движущаяся по экрану электронно-лучевой трубки, отклоняется. На экране появляется всплеск около нулевой отметки шкалы дальности (рис. 7.22). Светящееся пятнышко на экране продолжает равномерно двигаться вдоль шкалы и в момент приема слабого отраженного сигнала снова отклоняется. Расстояние между всплесками на экране пропорционально времени t прохождения сигнала и, следовательно, расстоянию R до цели. Это позволяет проградуировать шкалу непосредственно в километрах.

Радиолокационные установки обнаруживают корабли и самолеты на расстояниях до нескольких сот километров. На их работу лишь незначительно влияют условия погоды и время суток. В больших аэропортах локаторы следят за взлетающими и идущими на посадку самолетами. Наземная служба передает по радио пилотам необходимые указания и таким образом обеспечивает безопасность полетов. Внешний вид аэродромного локатора показан на рисунке 7.23. Корабли и самолеты также снабжены радиолокаторами, служащими для навигационных целей. Такие локаторы создают на экране картину расположения объектов, рассеивающих радиоволны, и оператор видит радиолокационную карту местности.

В настоящее время применение радиолокации становится все более разнообразным. С помощью локаторов наблюдают метеоры в верхних слоях атмосферы. Локаторы используются службой погоды для наблюдения за облаками.

Наконец, локаторы используются в космических исследованиях. Каждый космический корабль обязательно имеет на борту несколько радиолокаторов. В 1946 г. в США и Венгрии был осуществлен эксперимент по приему сигнала, отраженного от поверхности Луны. В 1961 г. учеными наптей страны произведена радиолокация планеты Венера, что позволило оценить период ее вращения вокруг своей оси. В настоящее время осуществлена локация и других планет Солнечной системы.

Радиолокаторы используются для обнаружения самолетов и кораблей, в службе погоды, для локации планет и др.

Понятие о телевиденииНачало формыКонец формы

Радиоволны используются для передачи не только звука, но и изображения (телевидение).

Принцип передачи изображения на расстоянии состоит в следующем. На передающей станции производится преобразование изображения в последовательность электрических сигналов. Этими сигналами модулируются колебания, вырабатываемые генератором высокой частоты. Модулированная электромагнитная волна переносит информацию на болыпие расстояния. В приемнике производится обратное преобразование. Высокочастотные модулированные колебания детектируются, а полученный сигнал преобразуется в видимое изображение.

Для передачи движения используется принцип кино: немного отличающиеся друг от друга изображения движущегося объекта (кадры) передаются десятки раз в секунду (в нашем телевидении 50 раз). Изображение кадра преобразуется с помощью передающей вакуумной электронной трубки — иконоскопа (рис. 7.24) — в серию электрических сигналов. Кроме иконоскопа существуют и другие передающие устройства.

Внутри иконоскопа расположен мозаичный экран, на который с помощью оптической системы проецируется изображение объекта. Каждая ячейка мозаики заряжается, причем ее заряд зависит от интенсивности падающего на ячейку света. Этот заряд меняется при попадании на ячейку электронного пучка, создаваемого электронной пушкой. Электронный пучок последовательно попадает на все элементы сначала одной строчки мозаики, затем другой строчки и т. д. (всего 625 строк). От того, насколько сильно меняется заряд ячейки, зависит сила тока в резисторе R. Поэтому напряжение на резисторе изменяется пропорционально изменению освещенности вдоль строк кадра.

Высокочастотные сигналы, полученные на выходе трубки, попадают на антенну, излучающую соответствующие электромагнитные волны.

Эти сигналы формируются в телевизионном приемнике после детектирования. Это видеосигналы. Они преобразуются в видимое изображение на экране приемной вакуумной электронной трубки — кинескопа. Электронная пушка такой трубки снабжена электродом, управляющим числом электронов в пучке и, следовательно, свечением экрана в месте попадания луча. Системы катушек горизонтального и вертикального отклонения заставляют электронный луч обегать весь экран точно таким же образом, как электронный луч обегает мозаичный экран в передающей трубке. Синхронность движения лучей в передающей и приемной трубках достигается посылкой специальных синхронизирующих сигналов.

Телевизионные

Читайте также:  Какие свойства можно отнести к веществам и телом