RADIOLOKACIJA
Objektų aptikimas ir jų buvimo vietos tikslus nustatymas radijo bangomis vadinamas radiolokacija. Visą tai atlieka radiolokatorius, arba radaras, naudojant kryptingą radijo signalų spinduliavimą ir atspindėtų signalų priėmimą. Radiolokatoriais nustatomos objektų koordinatės erdvėje, jų judėjimo kryptys ir greičiai. Radiolokatorių sudaro galingas ultratrumpųjų radijo bangų siųstuvas ir labai jautrus imtuvas, suderintas to paties dažnio bangoms priimti. Atsispindėjusią bangą sugauna arba ta pati siuntimo antena, arba kita, priimanti taip pat tiktai tam tikros krypties bangas. Antena esti paraboloido formos ir spinduliuoja labai siaurą radijo bangų pluoštą – radijo spindulį. Suprantama, reikia ypač kryptingų radijo bangų. Angos kampas, kuriame sukoncentruota pagrindinė spindulio galios dalis, apytiksliai turi būti lygus vienam laipsniui. Radijo spindulys siunčiamas periodiškais impulsais, trunkančiais apie 10 ־⁶s. Pasiuntusi impulsą, radaro antena automatiškai persijungia į imtuvo režimą ir 10־³-10־⁴s laukia sugrįžtant atsispindėjusio signalo.Per tą pertrauką radijo signalas spėja pasiekti tolimą objektą ir sugrįžti. Kuo ilgesnės bangos priimamos, tuo šiurkštesnis gali būti radioteleskopo parabolės paviršius. Milimetrinėms bangoms priimti turi būti naudojamas vientisas veidrodis, o metrinėms bangoms užtenka vielinio tinklo.Atstumas S randamas išmatavus laiką t, per kurį bangų impulsas pasiekia objektą ir grįžta atgal. Kadangi radijo bangų sklidimo greitis c=3*10⁸m/s atmosferoje praktiškai pastovus,
S= ct/2.
Atmosfera sklindančias bangas išsklaido, ir imtuvą pasiekia tik labai nedidelė siųstuvo išspinduliuotos energijos dalis. Todėl radiolokatorių imtuvai priimtą signalą sustipriną milijonų milijoną (10 ²) kartų. Toks jautrus imtuvas turi būti išjungtas, kai siųstuvas siunčia bangų impulsus.Informaciją apdoroja laiko registratoriai ir kompiuteriai, o rezultatai perduodami į televizoriaus ekraną arba skaitmeninį tablo.
Vieni kūnai arba jų dalys elektromagnetines bangas atspindi stipriau, kiti – silpniau, todėl į lokatorių sugrįžta skirtingo stiprumo impulsai ir ekrane atsiranda įvairaus šviesumo taškai. Susilieję taškai sudaro aiškiai matomą vaizdą, kuriame galima atpažinti stebimą vietovę, lėktuvus, laivus ir kt..Didžiausią nuotolį, kuriuo galima aptikti lėktuvą ar raketą, riboja tik tiesioginio matomumo sąlygos.Trumpųjų bangų lokacinio matymo nuotolis yra didesnis negu ilgųjų.
Radijo likatoriai nebūtinai turi dirbti impulsiniu režimu. Sakykime, lėktuvas skrenda greičiu v antenos kryptimi. Nuo jo visą laiką atsispindi lokatoriaus pasiųstas radijo spindulys. Dėl Doplerio efekto, priimamos bangos dažnis bus mažesnis, jei objektas tolsta nuo stebėtojo ir didesnis jei objektas artėja. Radiotechniniais metodais dažnio didumai randami gana tiksliai. Žinodami pasiųstos ir gautos bangos dažnius, galime apskaičiuoti objekto 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 ir elektros kabeliai yra gana sudėtingas. Atsiradus gedimui tokioje sistemoje laibai sunku nustatyti gedimo vieta. Tokiu atveju padeda radiolokacija. Galima nustatyti kabelių , požeminių šilumos, dujų ar vandens komunikacijų radimosi gylį ir išdėstymo konfiguraciją. Tai remonto atveju padeda sumažinti žemės darbų išlaidas. Radijolokacijos pagalba galima nustatyti ir minėtų komunikacijų pažeidimų vietas.Radiolokaciniai metodai naudingi ir kritulių paieškai ir padeda susipažinti su debesų vidine sandara. Radaras siunčia elektromagnetinį impulsą į atmosferą ir, jei jo kelyje pasitaiko kokie nors krituliai, elektromagnetinio impulso energijos dalis išsklaidoma, o dalis atspindi ir grįžta į radaro anteną. Šie grįžtantys signalai formuoja radiolokacinį vaizdą. Spalvoto radiolokacinio atspindžio vieta parodo vietą, kurioje iškrenta krituliai. Skirtingos spalvos rodo kritulių intensyvumą. Tik radiolokacijos pagalba sunku nustatyti tipą, nes sniegas ir smulkus lietus duoda labai panašų radiolokacinį vaizdą. Labai ryškų radiolokacinį vaizdą duoda kruša.Paprastai radiolokacinis spindulys siunčiamas mažu kampu, todėl tolstant nuo radaro, spindulys vis labiau kyla nuo žemės paviršiaus. Esant tokiai situacijai, radiolokaciniai signalai atsispindėję nuo objektų arti radaro, rodo oro srovių judėjimą arčiau žemės paviršiaus, o signalai atsispindėję nuo tolesnių objektų – oro srovių judėjimą aukštesniuose sluoksniuose.Šiuolaikiniame radiolokaciniame displėjuje atstumas nuo radaro matosi kaip vertikaliai, taip ir horizontaliai. Pagal sudarytą metodiką galima nustatyti vėjo greitį ir kryptį.
Radioteleskopai dirba panašiu principu kaip ir radiolokatoriai. Kosmines radio bangas 1931 m. atsitiktinai atrado K. Janskis. Tyrinėdamas atmosferos trukdymus jis pastebėjo, kad kai kurie dangaus kūnai spinduliuoja radijo bangas. Per žemės atmosferą sklinda bangos, kurių ilgis ( dažnis) tarp 1mm (300GHz) ir 200m (10MHz). Trumpesnes negu 1mm radio bangas sugeria žemės atmosferos vandens garai. Ilgesnes negu 200m bangas atspindi žemės jonų sfera. Dangaus kūnų skleidžiamas radio bangas priima radioteleskopai. Šiuo būdu tiriami tolimi dangaus kūnai. Artimosioms planetoms, asteroidams tirti naudojamasi radaru, pasiunčiant kryptingą radio spindulį ir priimant atsispindėjusias nuo tiriamojo kūno bangas. Radaru gali būti paverstas bet kuris radioteleskopas. Radiolokacija naudojama tiksliems planetų ir asteroidų tarpplanetiniams atstumams nustatyti, sukimosi greičiams nustatyti bei jų paviršių žemėlapiams sudaryti, meteorams registruoti. Mėnulio radiolokacija pradėta 1946m., Veneros 1958m., Merkurijaus 1965m.. Naudojant Apolo ekspedicijų Mėnulyje paliktus specialius reflektorius, atstumai matuojami kelių centimetrų tikslumu.Radarai plačiai pritaikoma kelių policijoje. Lietuvos kelių policija dirba vien tik rusiškais ir ukrainietiškais greičio matavimo radarais. Rusiški radarai greitį gali nustatyti 300-500m atstumu. Radaras 300m atstumu atskiria autobusą nuo lengvojo automobilio, o 50m – motociklininką nuo lengvojo automobilio. Ba to radarai išskiria pažeidėją iš bendro transporto srauto. Todėl galime teigti, kad radaro siunčiamas siauras kryptingas signalas. Norint išvengti kelių policijos nuobaudų, vairuotojai naudoja antiradarus. Iš esmės antiradaras – tai imtuvas, informuojantis apie radijo bangos siųstuvo (šiuo atveju policijos radaro) darbą. Antiradaras informuoja vairuotoją garsu, o brangesniuose modeliuose maloniu panelės balsu. Kai kurie “racionalizatoriai” yra viena ausimi girdėję, kad policijos radaras negali veikti, jei automobilyje prie užpakalinio vaizdo veidrodėlio yra pakabintas lazerinis kompaktinis diskas arba kokia nors šviesą atspindinti medžiaga. Tai – gryna nesamonė: policijos radarai į tokias “racionalizacijas” visiškai nekreipia dėmesio. Radijolokatorių galima “apgauti”. Objektą galima padengti radio bangas sugerenčia medžiaga. Tinka anglies milteliai, kaučiukas. Be to galima papildomai sumažinti atspindžio koeficientą, padarius gofruotą apdangalą ir šitaip privertus didžiąją spinduliavimo dalį be tvarkos išsisklaidyti į visas puses. Iš lėktuvo išmetant aliuminio folijos juostelių arba metalizuoto pluošto pakus, lokatorius visiškai dezorientuojamas. Pasiųsti į eterį klaidingus radio signalus.IŠVADOS: Atstumas iki objekto nustatomas impulsiniu spinduliavimo režimu. Siųstuvas spinduliuoja trumpalaikius bangų impulsus. Atstumas iki objekto randamas išmatavus laiką t, per kurį bangų impulsas pasiekia objektą ir atsispindėjęs grįžta atgal. Įvairūs kūnai elektromagnetines bangas atspindi nevienodai. Į lokatorių sugrįžta skirtingo stiprumo impulsai ir ekrane atsiranda įvairaus šviesumo taškai. Susilieję taškai sudaro aiškiai matomą vaizdą, kuriame galima atpažinti stebimą vietovę, laivus, lėktuvus ir kt.. Radiolokacija naudojama labai plačiai: ginybos sistemose, aviacijoje, astronomijoje, meteorologijoje, techniniame aptarnavime, netgi šikšnosparnis naudoja lokacijos principą.