Radiolokacija

by

Turinys

1. Radiolokacija2. Radiolokatorius “THOMSON”3. Lėktuvo meteorologinis radiolokatorius “GROZA”4. Radiolokacinė stotis P-40

RADIOLOKACIJA

Objektų aptikimas ir jų buvimo vietos tikslus nustatymas radijobangomis vadinamas radiolokacija. Visą tai atlieka radiolokatorius, arbaradaras, naudojant kryptingą radijo signalų spinduliavimą ir atspindėtųsignalų priėmimą. Radiolokatoriais nustatomos objektų koordinatės erdvėje,jų judėjimo kryptys ir greičiai. Radiolokatorių sudaro galingasultratrumpųjų radijo bangų siųstuvas ir labai jautrus imtuvas, suderintasto paties dažnio bangoms priimti. Atsispindėjusią bangą sugauna arba tapati siuntimo antena, arba kita, priimanti taip pat tiktai tam tikroskrypties bangas. Antena esti paraboloido formos ir spinduliuoja labaisiaurą radijo bangų pluoštą – radijo spindulį. Suprantama, reikia ypačkryptingų radijo bangų. Angos kampas, kuriame sukoncentruota pagrindinėspindulio galios dalis, apytiksliai turi būti lygus vienam laipsniui.Radijo spindulys siunčiamas periodiškais impulsais, trunkančiais apie 10־⁶s. Pasiuntusi impulsą, radaro antena automatiškai persijungia į imtuvorežimą ir 10־³-10־⁴s laukia sugrįžtant atsispindėjusio signalo.Per tąpertrauką radijo signalas spėja pasiekti tolimą objektą ir sugrįžti. Kuoilgesnės bangos priimamos, tuo šiurkštesnis gali būti radioteleskopoparabolės paviršius. Milimetrinėms bangoms priimti turi būti naudojamasvientisas veidrodis, o metrinėms bangoms užtenka vielinio tinklo. Atstumas S randamas išmatavus laiką t, per kurį bangų impulsas pasiekiaobjektą ir grįžta atgal. Kadangi radijo bangų sklidimo greitis c=3*10⁸m/satmosferoje praktiškai pastovus,

S= ct/2. Atmosfera sklindančias bangas išsklaido, ir imtuvą pasiekia tiklabai nedidelė siųstuvo išspinduliuotos energijos dalis. Todėlradiolokatorių imtuvai priimtą signalą sustipriną milijonų milijoną (10 ²)kartų. Toks jautrus imtuvas turi būti išjungtas, kai siųstuvas siunčiabangų impulsus. Informaciją apdoroja laiko registratoriai ir kompiuteriai, orezultatai perduodami į televizoriaus ekraną arba skaitmeninį tablo. Vieni kūnai arba jų dalys elektromagnetines bangas atspindi

stipriau, kiti – silpniau, todėl į lokatorių sugrįžta skirtingo stiprumoimpulsai ir ekrane atsiranda įvairaus šviesumo taškai. Susilieję taškaisudaro aiškiai matomą vaizdą, kuriame galima atpažinti stebimą vietovę,lėktuvus, laivus ir kt..Didžiausią nuotolį, kuriuo galima aptikti lėktuvąar raketą, riboja tik tiesioginio matomumo sąlygos.Trumpųjų bangų lokaciniomatymo nuotolis yra didesnis negu ilgųjų. Radijo likatoriai nebūtinai turi dirbti impulsiniu režimu. Sakykime,lėktuvas skrenda greičiu v antenos kryptimi. Nuo jo visą laiką atsispindilokatoriaus pasiųstas radijo spindulys. Dėl Doplerio efekto, priimamosbangos dažnis bus mažesnis, jei objektas tolsta nuo stebėtojo ir didesnisjei objektas artėja. Radiotechniniais metodais dažnio didumai randami ganatiksliai. Žinodami pasiųstos ir gautos bangos dažnius, galime apskaičiuotiobjekto judėjimo greitį. pagal formulę:

ʋ =ʋ (1+2v/c) Iš šios formulės seka: v=c(ʋ -ʋ )/2ʋ .

Techninis aptarnavimas tokių objektų, kaip požeminiai vamzdynai irelektros kabeliai yra gana sudėtingas. Atsiradus gedimui tokioje sistemojelaibai sunku nustatyti gedimo vieta. Tokiu atveju padeda radiolokacija.Galima nustatyti kabelių , požeminių šilumos, dujų ar vandens komunikacijųradimosi gylį ir išdėstymo konfiguraciją. Tai remonto atveju padedasumažinti žemės darbų išlaidas. Radijolokacijos pagalba galima nustatyti irminėtų komunikacijų pažeidimų vietas. Radiolokaciniai metodai naudingi ir kritulių paieškai ir padedasusipažinti su debesų vidine sandara. Radaras siunčia elektromagnetinįimpulsą į atmosferą ir, jei jo kelyje pasitaiko kokie nors krituliai,elektromagnetinio impulso energijos dalis išsklaidoma, o dalis atspindi irgrįžta į radaro anteną. Šie grįžtantys signalai formuoja radiolokacinįvaizdą. Spalvoto radiolokacinio atspindžio vieta parodo vietą, kuriojeiškrenta krituliai. Skirtingos spalvos rodo kritulių intensyvumą. Tikradiolokacijos pagalba sunku nustatyti tipą, nes sniegas ir smulkus lietusduoda labai panašų radiolokacinį vaizdą. Labai ryškų radiolokacinį vaizdą

duoda kruša. Paprastai radiolokacinis spindulys siunčiamas mažu kampu, todėltolstant nuo radaro, spindulys vis labiau kyla nuo žemės paviršiaus. Esanttokiai situacijai, radiolokaciniai signalai atsispindėję nuo objektų artiradaro, rodo oro srovių judėjimą arčiau žemės paviršiaus, o signalaiatsispindėję nuo tolesnių objektų – oro srovių judėjimą aukštesniuosesluoksniuose.Šiuolaikiniame radiolokaciniame displėjuje atstumas nuo radaromatosi kaip vertikaliai, taip ir horizontaliai. Pagal sudarytą metodikągalima nustatyti vėjo greitį ir kryptį. Radioteleskopai dirba panašiu principu kaip ir radiolokatoriai.Kosmines radio bangas 1931 m. atsitiktinai atrado K. Janskis. Tyrinėdamasatmosferos trukdymus jis pastebėjo, kad kai kurie dangaus kūnaispinduliuoja radijo bangas. Per žemės atmosferą sklinda bangos, kurių ilgis( dažnis) tarp 1mm (300GHz) ir 200m (10MHz). Trumpesnes negu 1mm radiobangas sugeria žemės atmosferos vandens garai. Ilgesnes negu 200m bangasatspindi žemės jonų sfera. Dangaus kūnų skleidžiamas radio bangas priimaradioteleskopai. Šiuo būdu tiriami tolimi dangaus kūnai. Artimosiomsplanetoms, asteroidams tirti naudojamasi radaru, pasiunčiant kryptingąradio spindulį ir priimant atsispindėjusias nuo tiriamojo kūno bangas.Radaru gali būti paverstas bet kuris radioteleskopas. Radiolokacijanaudojama tiksliems planetų ir asteroidų tarpplanetiniams atstumamsnustatyti, sukimosi greičiams nustatyti bei jų paviršių žemėlapiamssudaryti, meteorams registruoti. Mėnulio radiolokacija pradėta 1946m.,Veneros 1958m., Merkurijaus 1965m.. Naudojant Apolo ekspedicijų Mėnulyjepaliktus specialius reflektorius, atstumai matuojami kelių centimetrųtikslumu. Radarai plačiai pritaikoma kelių policijoje. Lietuvos kelių policijadirba vien tik rusiškais ir ukrainietiškais greičio matavimo radarais.Rusiški radarai greitį gali nustatyti 300-500m atstumu. Radaras 300matstumu atskiria autobusą nuo lengvojo automobilio, o 50m – motociklininkąnuo lengvojo automobilio. Ba to radarai išskiria pažeidėją iš bendrotransporto srauto. Todėl galime teigti, kad radaro siunčiamas siauras
kryptingas signalas. Norint išvengti kelių policijos nuobaudų, vairuotojai naudojaantiradarus. Iš esmės antiradaras – tai imtuvas, informuojantis apie radijobangos siųstuvo (šiuo atveju policijos radaro) darbą. Antiradarasinformuoja vairuotoją garsu, o brangesniuose modeliuose maloniu panelėsbalsu. Kai kurie “racionalizatoriai” yra viena ausimi girdėję, kadpolicijos radaras negali veikti, jei automobilyje prie užpakalinio vaizdoveidrodėlio yra pakabintas lazerinis kompaktinis diskas arba kokia norsšviesą atspindinti medžiaga. Tai – gryna nesamonė: policijos radarai įtokias “racionalizacijas” visiškai nekreipia dėmesio. Radijolokatorių galima “apgauti”. Objektą galima padengti radio bangassugerenčia medžiaga. Tinka anglies milteliai, kaučiukas. Be to galimapapildomai sumažinti atspindžio koeficientą, padarius gofruotą apdangalą iršitaip privertus didžiąją spinduliavimo dalį be tvarkos išsisklaidyti įvisas puses. Iš lėktuvo išmetant aliuminio folijos juostelių arbametalizuoto pluošto pakus, lokatorius visiškai dezorientuojamas. Pasiųsti įeterį klaidingus radio signalus.

IŠVADOS: Atstumas iki objekto nustatomas impulsiniu spinduliavimo režimu.Siųstuvas spinduliuoja trumpalaikius bangų impulsus. Atstumas iki objektorandamas išmatavus laiką t, per kurį bangų impulsas pasiekia objektą iratsispindėjęs grįžta atgal. Įvairūs kūnai elektromagnetines bangas atspindinevienodai. Į lokatorių sugrįžta skirtingo stiprumo impulsai ir ekraneatsiranda įvairaus šviesumo taškai. Susilieję taškai sudaro aiškiai matomąvaizdą, kuriame galima atpažinti stebimą vietovę, laivus, lėktuvus ir kt.. Radiolokacija naudojama labai plačiai: ginybos sistemose, aviacijoje,astronomijoje, meteorologijoje, techniniame aptarnavime, netgišikšnosparnis naudoja lokacijos principą.

Radiolokatorius “THOMSON”

Lietuvoje yra dvi RLS “THOMSON”. Viena stovi Vilniuje, o kita Palangoje.Jie turi vieningą valdymo sistema. Duomenys iš Palangos ir Vilniaus stočiųper kompiuterinės sistemos paskleidžiama į visų skrydžio valdymo punktų:Kauną, Vilnių, Palangą, o taip pat duomenis įjungti prie karinęinformacijos bazę. Siųstuvo (ER810) parametrai:Antenos skanavimo greitis: 15 aps./min.,

Horiz. krypt. diagramos plotis: 3 dB 1,5((0,2(,Verti. krypt. diagramos plotis: 3 dB 50((0,2(,Antrinės antenos šoniniai lapeliai: -25 dB žemiaupagrindinės lapelės,Turi dvi kryptinės diagramos: apatinė, viršutinė,Pirminio radaro aptikimo zonos nuotolis: 65 km,Antenos stiprinimo koeficientas: apatinė – 33,5 dB, viršutinė – 32dB,Bangos ilgis: (=10 sm,Dažnis: f=2700(2900 km.Impulso trukmė: (i=1 (s,Impulsų pasikortuojamo periodas: Fi=375, 500, 750, 1000Hz,Impulso galingumas: Pi(600 kW(1000 Hz), Pi( 800kW((850 Hz). Imtuvo parametrai:Stiprinimas: 35 dB,Laikinio stiprintuvo ateniuatorius: 0(40 dB. Antrinio radaro antena:Išklausimo dažnis: 1030 Hz,Atsakymo dažnis: 1090 Hz,Impulso galingumas: Pi=10 kW, Pivid=100 W,Antenos stiprinimo koeficientas: 27 dB,Kryptingumo diagramos plotis: 2,4((0,25(, 3 dB.

Jos paskirtis stebėti orlaivių judėjimą aerodromo prieigose irtrasose. Veikimo nuotolis iki 200 km. Darbo būdas: pasyvinis, aktyvinis,JTS (judančių taikinių selekcija). RLS struktūrinė schema pavaizduota 1pav.RLS antena priima atsakymo ir atspindintos signalus, išspinduliuojazonduojančios ir paklausos signalai. Antena yra veidrodinė, turi variklius,du spindulytukų (1 – as daro viršutinė kryptingumo diagramą, 2 – as apatinėkryptingumo diagramą). Atspindėto ir atsakymo signalų atskirymą įvykdocirkuliacinis perjungiklis antenos fideriniame trakte. RLS veikimoprincipas pagrįstas Doplerio efektų. Todėl čia yra du siųstuvai, duimtuvai, apdorojimo procesorius. Imtuve ateniuatorius tarnauja, kadsulyginti signalus. Siųstuvas valdomas iš procesoriaus. Prie procesoriųprijungtas modemas, signalų siuntimui ir priėmimui. RLS “THOMSON” yra universalus radaras. Jis dirba kaip trasinis, taipir aerodrominis radaras. Turi trys darbo režimus. RLS turi galimybė dirbtikaip vienuose režimuose taip ir visose trijose režimuose.

Lėktuvo meteorologinis radiolokatorius “GROZA”

Kad gerai orientuotis vietovės žemėlapyje arba stebėti pavojingą audrossritį lėktuve naudojama RLS “GROZA”. RLS paskirtis: – išaiškinti audros židinių ir frontų kad surasti saugų lėktuvo skrydžių kursų; – išaiškinti lėktuvo orientyrą pagal RL atvaizdą nepriklausomai nuo meteorologinių sąlygų; – nudėvėjimo kampą išmatavimas skrydžių metų.

RLS “GROZA” susideda iš keletu blokų: indikacijos blokas, du siųstuvo –imtuvo blokai, antenos valdymo blokas. RLS struktūrinė schema pavaizduota 1pav. Kaip mes matome čia yramagnetronas. Jis skirtas išspinduliuoti didelio galingumo impulsai.Moduliatorius reikalingas, kad sukaupti energija, kuri patenka įmagnetroną. Antenos perjungiklis perjungia siųstuvo išėjimą ir imtuvoįėjimą. Jis apsaugo imtuvo įėjimą nuo tuo, kad į ją nepateiktų didelėsgalingumo siųstuvo signalai. Maišiklis imtuve sumaišo ateinančio signalodažnį su heterodino dažnį, kad gauti tarpinį dažnį. Tai reikalinga kadlengviau apdoroti žemo dažnio signalą, supaprastinti elektrinį schemą.Heterodinas duoda stabilaus dažnio signalą į imtuvą. Heterodino dažnįreguliuoja tarpinio dažnio automatinis reguliatorius, kuris sulyginasiųstuvo tarpinį dažnį su imtuvo. Tarpinio dažnio stiprintuvas sustiprinasignalą iki reikiamą dydį. Videostiprintuvas skirtas išskirti iš aukštodažnio signalo videosignalą. Antenos šoninis vaizdas parodyta 2pav. Čia yra veidrodis, kuriskartu su atspindutuko fokusuoja priimamos signalus, o taip pat sukuriareikiama antenos kryptingumo diagramą. Per bangolaidą signalas patenka įimtuvo dalį. Poliarizatuvas skirtas siunčiamo signalo poliarizaciją.

a) .

3 pav. pavaizduotas tarpinio dažnio stiprintuvo išėjimosignalas.

Radiolokacinė stotis P-40Trumpa istorija   Apie 1960-uosius metus Sovietų Sąjungoje buvo sukurta priešlėktuvinėsgynybos pajėgoms skirta radiolokacinė stotis P-40. Ja buvo aprūpintadaugelis tuometinių sovietinių karinių aviacijos ir zenitinės artilerijosdalinių. Radiolokacinės stotys buvo tiekiamos ir satelitinių šaliųkariuomenėms. Pagrindinė jų paskirtis – vidaus oro erdvės kontrolė.Lietuvos kariuomenėje turimas P-40 mūsų šalis gavo iš Lenkijos. Pagal savo techninius parametrus, P-40 pilnai pateisina daugelįsu ja siejamų vilčių. Tai nėra galinga ir šiuolaikinė radiolokacinė stotis,tačiau tokiai mažai šaliai kaip Lietuva bent kol kas ji visiškai tinka.Kaip ir daugelio ne itin galingų stočių, P-40 trūkumas yra tas, kad ji

prasčiau užfiksuoja pažeme judančius objektus. Jos aptikimo zona pagalvietos kampą –iki 28 laipsnių. 100 metrų aukštyje skrendantis lėktuvas arsraigtasparnis pastebimas už 35 km. Kuo objektas juda didesniame aukštyje,tuo gerėja ir techninės P-40 galimybės. Pakilęs į puskilometrio aukštį,skraidantis aparatas pastebimas už 70 kilometrų, 3 kilometrų aukštyje – už150 kilometrų, 8 – 25 kilometrų aukštyje – už 220 kilometrų. Taigiradiolokacinė stotis, veikianti netoli valstybės sienos, gali kontroliuotiir situaciją artimiausioje kaimyninės šalies oro erdvėje. Lietuvai patekusį NATO, žinoma, tokių techninių galimybių pasirodys per maža. Tačiau savopaskirties stotis tikrai nepraras. Ji puikiai ir toliau bus naudojama savoerdvei kontroliuoti, ir toliau liks nepakeičiama mokymuose. P-40 privalumasir tas, kad ji – gana mobili, gali dubliuoti galingesnių radiolokaciniųstočių darbą. Būdama nedidelė (bendras svoris – apie 35-37 tonas), ji galijudėti iš vienos vietos į kitą, prastais keliais pasiekti atokias vietoves,neprivažiuojamas kalvas, ant kurių pagerėja stoties radiolokacija.   P-40 sumontuota vilkiko 426u bazėje. Po II pasaulinio karo nutraukustankų T-34 gamybą, liko nemažai dar naujų ir net kare nespėtų panaudoti,užkonservuotų tankų, taip pat komplektuojamųjų detalių, įrengimų jomsgaminti. Tad inžinieriai šių tankų bazėje ėmė kurti inžinierines mašinas.Viena jų ir tapo puikiomis pravažumo galimybėmis pasižymintis vilkikas,skirtas tiekti šaudmenis, kasti apkasus, šalinti kliūtis. Net ir dabar šiųvilkikų yra likę įvairiose šalies įmonėse. Vieną tokį turi, pavyzdžiui,Vilniaus regiono kelių įmonės kelininkai. Maždaug prieš penkerius metus tikšio 12 cilindrų turbodyzelinio vilkiko pagalba iš Musės upės pavykoištraukti nuo tilto nukritusį ir apsivertusį sunkvežimį MAZ su puspriekabe.

   Taigi šis vilkikas inžinierių ir buvo pasirinktas baze radiolokacineistočiai P-40. Tiesa, reikėjo kai kurių pertvarkymų. Gamintojai bazinę tanko

T-34 važiuoklę kiek prailgino, pridėję dar du riedmenis. Ant tokiosprailgintos šasi ir buvo sumontuotas apie 10 tonų sveriantis kėbulas suradiolokacine įranga ir siųstuvu. Su antena junginio aukštis sudaro apie4,5 metro. Ir tai nėra aukšta mašina, vadinasi, gana stabili ir mobili. Perminutę antena apie savo ašį apsisuka 6-12 kartų. Atvykusi į dislokacijosvietą, radiolokacinė stotis P-40 darbui gali būti parengta maždaug per 10minučių. Variklio turbina, gaminanti 220V 400Hz įtampą radiolokacineistočiai, per valandą sunaudoja 100 l dyzelinio kuro.   Pasirūpinta ir ekipažo apsauga nuo neigiamo darbo ir išorės poveikio.Kabinoje esantį ekipažą nuo radiolokacinės stoties skleidžiamųelektromagnetinių bangų saugo metalinis korpusas. Sumontuota ir įranga,viduje sukurianti padidintą slėgį. Taigi vidun neprasiskverbia cheminėsmedžiagos ar radioaktyviosios dulkės.

   Radiolokacinė stotis P-40 pritaikyta dirbti dislokuota stacionariai, nesnėra specialios aparatūros, kuri fiksuotų mašinos buvimo vietą. Taigi tokiuatveju nėra galimybės nustatyti tikslias oro objekto koordinates.   Viena Lietuvos turima radiolokacinė stotis P-40 buvo dislokuotaIgnalinos rajone esančioje IV radiolokacinėje kuopoje, kita – 1999 metųvasarą pradėjusioje veikti rekonstruotoje stacionarioje Degučiųradiolokacinėje stotyje, Šilutės rajone. Pirmoji tiria šalies erdvę paleisieną su Baltarusija, antroji – palei Kaliningrado sritį ir jūros ekonominęzoną. Tiesa, čia pagrindine laikoma šiek tiek galingesnė Lietuvoskariuomenei padovanota lenkiška radiolokacinė stotis “Javor-2M”, sumontuotatrijuose sunkvežimiuose. Jie užkelti ant 10 metrų aukščio specialausstatinio, kurį sumontavo čia anksčiau dislokuotos sovietinės radiolokacinėsstoties kariškiai. Tačiau darbo pakanka ir P-40. Ji dubliuoja “Javor-2M”darbą.   Suprantama, Lietuvos kariuomenės turimi P-40 jau yra moraliai irfiziškai senstelėję. Jie poreikius tenkina tik taikos metu, kadangi buvosukurti toliau nuo valstybės sienų dislokuotiems kariniams daliniams, nėra

galingi, labiau pritaikyti vidaus poreikiams. Be to, jie praktiškaineapsaugoti nuo antpuolio. Pakanka vos vieno raketos pataikymo, kadkonflikto metu radiolokacinė stotis būtų išvesta iš rikiuotės.Techninės charakteristikos:

 | Masė, t | 26.75 || Ilgis x plotis x aukštis, m | 9.95 x 3.22 x 3.10 || Ekipažas | 4 – 5 || Variklis | –  || Maksimalus gretis, galia | 44 km/h,  520 AJ || Eigos atsarga, kuro atsarga | -,  1500 l |

Naudota literatūra:

1. 1991 m. Lietuvos enciklopedia. 2. www.google.lt (naršyklė)

———————–[pic]

[pic]

[pic]

[pic]