«Понятие об
СВЧ диапазоне радиоволн.
Особенности их распространения»
Понятие радиолокации
включает в себя процесс обнаружения и определения местоположения различных
объектов в пространстве с использованием явления отражения радиоволн от этих
объектов.
В связи с этим
характеристики используемых радиоволн и особенности их распространения в
различных условиях имеют первостепенное значение для достижения требуемого
результата.
Электромагнитные колебания
сверхвысокой частоты (СВЧ колебания),
представляют для нас особый интерес, так как соответствующий им диапазон УКВ
имеет определенные преимущества по сравнению с волнами других диапазонов.
1. Понятие об СВЧ радиоволнах
В радиолокации используются электромагнитные
колебания сверхвысокой частоты, которым соответствует диапазон УКВ. В следующей
таблице приведено принятое деление диапазона УКВ:
Диапазон волн |
Длина волны |
Частота, МГц |
Метровый |
|
30 - 300 |
Дециметровый |
|
300 - 3000 |
Сантиметровый |
|
3000 - 30000 |
Миллиметровый |
|
30000 - 300000 |
Применение диапазонов УКВ
объясняется преимуществами, свойственными радиоволнам этого диапазона по
сравнению с волнами других диапазонов.
Радиоволны УКВ диапазона
хорошо отражаются от предметов, встречающихся на пути их распространения. Это
позволяет получать интенсивные сигналы, отраженные от целей, облученных
радиолокационной станцией. В диапазоне УКВ легче получить остронаправленный радиолуч,
необходимый для измерения угловых координат цели. В этом диапазоне наблюдается
значительно меньше индустриальных помех.
Первые радиолокационные
станции работали в метровом диапазоне; они имели низкую разрешающую способность
и невысокую точность определения угловых координат целей. В настоящее время в
радиолокации практически применяют почти весь сантиметровый диапазон волн и
начинают осваивать миллиметровый диапазон. В этих диапазонах радиолокационные
станции имеют относительно малогабаритные антенны, отличающиеся
остронаправленным действием и обладающие высокой разрешающей способностью, необходимой для
повышения точности определения угловых координат объектов.
2. Особенности распространения СВЧ радиоволн
По аналогии со световыми
волнами УКВ распространяются прямолинейно и огибают лишь предметы, имеющие
геометрические размеры, соизмеримые с длиной волны. Огибание препятствий
радиоволнами дифракция, сказывается тем
сильнее, чем больше длина волны и чем меньше размеры препятствия. На границе
двух сред происходит отражение радиоволн по закону оптики – угол падения равен
углу отражения. Частичное преломление радиоволн также происходит по законам
оптики. Крупные искусственные сооружения и горы, встречающиеся на пути
радиоволн, а также сферическая форма земли препятствуют распространению
радиоволн вдоль земли. Дальность радиолокационной станции обнаружения
ограничивается обычно прямой видимостью между ее антенной и целью. Дальность
прямой видимости (геометрической) может быть определена по формуле:
где h – высота
подъема антенны РЛС над землей в метрах,
H – высота цели над землей в
метрах.
Эта формула легко выводится
из простых геометрических соотношений с учетом радиуса земного шара, равного
Особый интерес представляет
явление критической рефракции или сверхрефракции, когда кривизна луча равна или
больше кривизны земного шара. При таком распространении радиоволн дальность их
действия превосходит во много раз дальность прямой видимости. В технике этот
случай распространения радиоволн называют волноводным. Наблюдения подтверждают
возможность достаточно устойчивого приема УКВ на расстояниях, доходящих до
Как и для световых волн, для
радиоволн характерно явление интерференции или взаимодействия фаз радиоволн,
распространяющихся в пространстве. При взаимодействии радиоволн, имеющих
одинаковые амплитуды, но находящихся в противофазе, результирующее поле будет
равно нулю. Это явление оказывается вредным и вызывает мерцание отметок от
целей на экране радиолокатора.
Большое влияние на распространение
радиоволн короче
Заключение.
Достижения науки и техники в
области создания мощных генераторов волн диапазона УКВ (соответственно СВЧ
волн) позволяют сейчас создавать импульсные передатчики, обеспечивающие
необходимую форму и минимальную длительность генерируемых импульсов.
Широкое применение СВЧ волн
в радиолокации объясняется преимуществами радиоволн этого диапазона.
Литература
1. Ермолаев Г.И., Основы
радиолокации и радиолокационное оборудование летательных аппаратов. - М.: Машиностроение,
1967.
2. Бакулев П.А.,
Радиолокация движущихся целей. – М.: Советское Радио, 1964.
3. Сайбель А.Г., Основы
радиолокации. – М.: Советское Радио, 1961.