Радиолокация: зарождение и развитие

Моноимпульсный вторичный обзорный РЛС

Антенна дальнего света с разностным лучом

Новая система режима S была предназначена для работы с одним ответом от самолета, система, известная как моноимпульс. На прилагаемой диаграмме показан обычный главный или «суммарный» луч антенны SSR, к которому был добавлен «разностный» луч. Для получения суммарного луча сигнал распределяется горизонтально по апертуре антенны. Эта система подачи делится на две равные половины, и эти две части снова суммируются, чтобы получить исходный суммарный луч. Однако две половины также вычитаются, чтобы получить разностный результат. Сигнал, поступающий на антенну в точном нормальном направлении или по направлению направления, будет давать максимальный выходной сигнал в суммарном луче, но нулевой сигнал в разностном луче. Вдали от точки визирования сигнал в суммарном луче будет меньше, но в разностном луче будет ненулевой сигнал. Угол прихода сигнала можно определить путем измерения соотношения сигналов между суммарным и разностным лучами. Неопределенность в отношении визирования может быть устранена, поскольку имеется изменение фазы на 180 ° в разностном сигнале по обе стороны от визирования. Измерения пеленга могут быть выполнены на одном импульсе, следовательно, на моноимпульсе, но точность может быть повышена путем усреднения измерений, выполненных на нескольких или всех импульсах, полученных в ответе от воздушного судна. Моноимпульсный приемник был разработан в начале британской программы Adsel, и эта конструкция широко используется до сих пор. Ответные импульсы режима S намеренно разработаны так, чтобы они были аналогичны ответам в режимах A и C, поэтому один и тот же приемник может использоваться для обеспечения улучшенных измерений пеленга для систем SSR в режимах A и C с тем преимуществом, что частота запросов может быть существенно снижена, тем самым уменьшая помехи другим пользователям системы.

Лаборатория Линкольна использовала возможность отдельного измерения пеленга для каждого ответного импульса, чтобы преодолеть некоторые проблемы искажения, когда два ответа накладываются друг на друга, связывая импульсы с двумя ответами. Поскольку каждый импульс имеет отдельную маркировку с указанием направления, эту информацию можно использовать для расшифровки двух перекрывающихся ответов в режиме A или C. Процесс представлен в ATC-65 «Режим ATCRBS DABS». Этот подход может быть применен и далее, измеряя силу каждого ответного импульса и используя ее также в качестве разграничения. В следующей таблице сравниваются характеристики обычного SSR, моноимпульсного SSR (MSSR) и режима S.

MSSR заменил большинство существующих SSR к 1990-м годам, и его точность обеспечила сокращение минимумов эшелонирования в маршрутных органах УВД с 10 морских миль (19 км; 12 миль) до 5 морских миль (9,3 км; 5,8 миль).

МССР решило многие системные проблемы ССР, так как требовалось внести изменения только в наземную систему. Существующие транспондеры, установленные в самолетах, не пострадали. Несомненно, это привело к задержке режима S.

Расширенный сквиттер

Начиная с 2009 года ИКАО определила режим работы «расширенного сквиттера »; он дополняет требования, содержащиеся в томах III и IV Приложения 10 ИКАО. В первом издании указаны более ранние версии расширенных сообщений сквиттера:

Версия 0

Расширяет режим Mode S для работы с базовыми обменами ADS-B, добавляя (TIS-B), а также информацию о протоколах широковещательной передачи по восходящей и нисходящей линиям связи.

Версия 1

Лучше описывает информацию о точности и целостности наблюдения (категория точности навигации, категория целостности навигации, уровень целостности наблюдения), а также дополнительные параметры для ретрансляции TIS-B и ADS-B (ADS-R).

Версия 2

Во втором издании представлена ​​еще одна новая версия расширенных форматов и протоколов сквиттера для:

• повысить целостность и точность отчетности
• добавить ряд дополнительных параметров для поддержки выявленных эксплуатационных потребностей в использовании ADS-B, не охваченных версией 1 (включая возможности поддержки наземных приложений аэропорта)
• изменить несколько параметров и удалить ряд параметров, которые больше не требуются для поддержки приложений ADS-B

Примечания

1. . TheFreeDictionary.com. Дата обращения 30 декабря 2015.
2. Translation Bureau. . Public Works and Government Services Canada (2013). Дата обращения 8 ноября 2013.
3. McGraw-Hill dictionary of scientific and technical terms / Daniel N. Lapedes, editor in chief. Lapedes, Daniel N. New York ; Montreal : McGraw-Hill, 1976. , 1634, A26 p.
4. , с. 13.
5. .
6. Angela Hind. . BBC News (5 февраля 2007).
7. ↑ .
8. ↑ Справочник по радиоэлектронным системам / под ред. Б. В. Кривицкого. — М.: Энергия, 1979. — Т. 2. — С. 75—206. — 368 с.
9. , с. 15—17.
10. Зарождение внешней разведки российской федерации (1917-1920)

    Слюсар, В.И. . Разделы 9.3 – 9.8 в книге «Широкополосные беспроводные сети передачи информации». / Вишневский В.М., Ляхов А.И., Портной С.Л., Шахнович И.В. – М.: Техносфера. – 2005. C. 498 – 569 (2005).

11. Слюсар, В.И. . Электроника: наука, технология, бизнес. – 2001. – № 3. C. 42 – 46. (2001).

12. Слюсар, В.И.  (недоступная ссылка). Специальная техника и вооружение. – Февраль, 2002. – № 1,2. С. 17 – 23. (2002). Дата обращения 7 августа 2017.
13. В. Г. Дождиков, Ю. С. Лифанов, М. И. Салтан ; под ред. В. Г. Дождикова. Энциклопедический словарь по радиоэлектронике, оптоэлектронике и гидроакустике / В. Г. Дождиков. — Москва: Энергия, 2008. — С. 600. — 611 с. — ISBN 978-5-98420-026-4 (В пер.).

Мобильные телефоны

Радиолокация также используется в сотовой телефонии через базовые станции . Чаще всего это делается посредством трилатерации между радиовышками . Местоположение звонящего или трубки можно определить несколькими способами:

• угол прихода ( AOA ) требует наличия как минимум двух башен, размещая вызывающего в точке, где пересекаются линии, идущие по углам от каждой башни
  
• разница во времени прибытия ( TDOA ) соотв. время прибытия ( TOA ) работает с использованием мультилатерации , за исключением того, что именно сети определяют разницу во времени и, следовательно, расстояние от каждой башни (как с сейсмометрами )
• сигнатура местоположения использует « отпечатки пальцев » для хранения и вызова шаблонов (таких как многолучевость), которые, как известно, проявляются сигналы мобильных телефонов в разных местах в каждой ячейке

Первые два зависят от прямой видимости , которая может быть трудной или невозможной в гористой местности или вокруг небоскребов . Однако в этих условиях сигнатуры местоположения работают лучше . Сети TDMA и GSM, такие как Cingular и T-Mobile, используют TDOA.

Сети CDMA, такие как Verizon Wireless и Sprint PCS, как правило, используют технологии радиолокации на основе мобильных телефонов, которые технически более похожи на радионавигацию. GPS — одна из таких технологий.

Композитные решения, требующие как телефонной трубки, так и сети, включают:

• GPS с поддержкой ( беспроводной или ТВ ) позволяет использовать GPS даже в помещении
• Расширенная трилатерация прямого канала ( A-FLT )
• Отчет об измерении времени / сети ( TA / NMR )
• Расширенная наблюдаемая разница во времени ( E-OTD )

Первоначально цель любого из них в мобильных телефонах состоит в том, чтобы точка ответа службы общественной безопасности (PSAP), которая отвечает на звонки на номер телефона службы экстренной помощи, могла знать, где находится звонящий и куда именно следует отправить службы экстренной помощи . Эта возможность известна в NANP ( Северная Америка ) как служба 911 с улучшенной беспроводной связью . Пользователи мобильных телефонов могут иметь возможность разрешить отправку собранной информации о местоположении на другие телефонные номера или сети передачи данных, чтобы помочь людям, которые просто заблудились или нуждаются в других услугах на основе определения местоположения . По умолчанию этот параметр обычно отключен в целях защиты конфиденциальности .

Авиационные РЛС

Пе-2 с антеннами РЛС «Гнейс-2»

В начале 1941 в НИИ радиопромышленности по заказу ВВС начинается разработка авиационной РЛС сантиметрового диапазона «Гнейс-1». Станция планировалась к размещению на Пе-2 и должна была обеспечивать дальность обнаружения не менее 5 км. Из за эвакуации возникли проблемы с генераторными лампами и было принято решение разрабатывать РЛС метрового диапазона, получившую индекс «Гнейс-2». Первый экспериментальный образец новой станции был установлен на самолет Пе-2 в 1942 году для проведения летных испытаний. РЛС работала на волнах длиной 1,5 м при мощности передатчика 10 кВт. Летом 1942 года РЛС «Гнейс-2» была установлена на 15 самолетов Пе-2 и Пе-3, которые были переданы в войсковые части. Боевое применение РЛС происходило в ходе боев под Москвой, Ленинградом и Сталинградом. К 1944 было выпущено более 200 станций «Гнейс-2».
РЛС «Гнейс-5» имела передатчик повышенной мощности и дальность обнаружения 7 км. Была принята на вооружение в начале 1945 года.
Для вооружения ВВС Военно-морского флота были разработаны модификации «Гнейс-2М» и «Гнейс-5М», которые могли обнаруживать как самолеты, так и надводные корабли и устанавливались на самолеты Ил-4. Дальность обнаружения кораблей станцией «Гнейс-5М» составляла 36 км, а сопровождение цели могло вестись на удалении 20 км. «Гнейс-5М» была принята на вооружение 19 апреля 1945 года.

Как работает радиолокатор

Локацией называют способ (или процесс) определения месторасположения чего-либо. Соответственно, радиолокация – это метод обнаружения предмета или объекта в пространстве при помощи радиоволн, которые излучает и принимает устройство под название радиолокатор или РЛС.

Физический принцип работы первичного или пассивного радара довольно прост: он передает в пространство радиоволны, которые отражаются от окружающих предметов и возвращаются к нему в виде отраженных сигналов. Анализируя их, радар способен обнаружить объект в определенной точке пространства, а также показать его основные характеристики: скорость, высоту, размер. Любая РЛС – это сложное радиотехническое устройство, состоящее из многих компонентов.

В состав любого радара входит три основных элемента: передатчик сигнала, антенна и приёмник. Все радиолокационные станции можно разделить на две большие группы:

• импульсные;
• непрерывного действия.

Передатчик импульсной РЛС испускает электромагнитные волны в течение краткого промежутка времени (доли секунды), следующий сигнал посылается только после того, как первый импульс вернется обратно и попадет в приемник. Частота повторения импульса – одна из важнейших характеристик РЛС. Радиолокаторы низкой частоты посылают несколько сотен импульсов в минуту.

https://youtube.com/watch?v=EzWo_k1MDuc

Импульсные РЛС имеют как недостатки, так и преимущества. Они могут определять дальность сразу нескольких целей, подобный радар вполне может обходиться одной антенной, индикаторы подобных устройств отличаются простотой. Однако при этом сигнал, испускаемый подобным РЛС должен иметь довольно большую мощность. Также можно добавить, что все современные радары сопровождения выполнены по импульсной схеме.

Антенна РЛС фокусирует электромагнитный сигнал и направляет его, улавливает отраженный импульс и передает его в приемник. Существуют радиолокаторы, в которых прием и передача сигнала производятся разными антеннами, причем они могут находиться друг от друга на значительном расстоянии. Антенна РЛС способна испускать электромагнитные волны по кругу или работать в определенном секторе. Луч радара может быть направлен по спирали или иметь форму конуса. Если нужно, РЛС может следить за движущейся целью, постоянно направляя на нее антенну с помощью специальных систем.

В функции приемника входит обработка полученной информации и передача ее на экран, с которого она считывается оператором.

Кроме импульсных РЛС, существуют и радары непрерывного действия, которые постоянно испускают электромагнитные волны. Такие радиолокационные станции в своей работе используют эффект Доплера. Он заключается в том, что частота электромагнитной волны, отраженной от объекта, который приближается к источнику сигнала, будет выше, чем от удаляющегося объекта. При этом частота испускаемого импульса остается неизменной. Радиолокаторы подобного типа не фиксируют неподвижные объекты, их приемник улавливает лишь волны с частотой выше или ниже испускаемой.

Основной проблемой радаров непрерывного действия является невозможность с их помощью определять расстояние до объекта, зато при их работе не возникает помех от неподвижных предметов между РЛС и целью или за ней. Кроме того, доплеровские радары – это довольно простые устройства, которым для работы достаточно сигналов малой мощности. Также нужно отметить, что современные радиолокационные станции с непрерывным излучением имеют возможность определять расстояние до объекта. Для этого используется изменение частоты РЛС во время работы.

Одной из главных проблем в работе импульсных РЛС являются помехи, которые идут от неподвижных объектов – как правило, это земная поверхность, горы, холмы. При работе бортовых импульсных радаров самолетов все объекты, находящиеся ниже, “затеняются” сигналом, отраженным от земной поверхности. Если говорить о наземных или судовых радиолокационных комплексах, то для них эта проблема проявляется в обнаружении целей, летящих на малых высотах. Чтобы устранить подобные помехи используется все тот же эффект Доплера.

Также радиолокационные станции можно разделить по длине и частоте волны, на которой они работают. Например, для исследования поверхности Земли, а также для работы на значительных дистанциях используются волны 0,9—6 м (частота 50—330 МГц) и 0,3—1 м (частота 300—1000 МГц). Для управления воздушным движением применяется РЛС с длиной волны 7,5—15 см, а загоризонтные радары станций обнаружения ракетных пусков работают на волнах с длиной от 10 до 100 метров.

Разработки по устранению недостатков

Недостатки режимов A и C были обнаружены довольно рано при использовании SSR, и в 1967 году Ульятт опубликовал статью, а в 1969 году — расширенную статью, в которой предлагались улучшения SSR для решения этих проблем. Суть предложений заключалась в новых форматах допроса и ответа. Идентификационные данные и высота воздушного судна должны были быть включены в один ответ, чтобы не было необходимости в сопоставлении двух элементов данных. Для защиты от ошибок была предложена простая система контроля четности — см. Вторичный радар наблюдения — сегодня и завтра . Моноимпульс будет использоваться для определения пеленга самолета, тем самым уменьшая до единицы количество запросов / ответов на самолет при каждом сканировании антенны. Кроме того, каждому запросу будут предшествовать импульсы главного луча P1 и P2, разделенные на 2 мкс, так что транспондеры, работающие в режимах A и C, будут воспринимать его как исходящий от бокового лепестка антенны и не отвечать и не вызывать ненужный FRUIT.

FAA также рассматривало аналогичные проблемы, но предполагало, что потребуется новая пара частот. Ульятт показал, что существующие частоты 1030 МГц и 1090 МГц могут быть сохранены, а существующие наземные запросчики и бортовые транспондеры с соответствующими модификациями могут быть использованы. Результатом стал Меморандум о взаимопонимании между США и Великобританией по разработке общей системы. В США эта программа называлась DABS (система дискретных адресных маяков), а в Великобритании — Adsel (выборочная адресация).

Моноимпульс, что означает одиночный импульс, использовался в военных системах слежения и сопровождения, при которых антенна управлялась так, чтобы следовать за конкретной целью, удерживая цель в центре луча. Ульятт предложил использовать непрерывно вращающийся луч с измерением пеленга везде, где импульс может попасть в луч.

FAA привлекло лабораторию Линкольна Массачусетского технологического института к дальнейшему проектированию системы и подготовило серию отчетов УВД, определяющих все аспекты новой совместной разработки. Заметным дополнением к концепции, предложенной Ульяттом, было использование более мощной 24-битной системы контроля четности, использующей циклический избыточный код , который не только гарантировал точность полученных данных без необходимости повторения, но и допускал ошибки, вызванные перекрытием FRUIT. ответ будет исправлен. Кроме того, предлагаемый идентификационный код воздушного судна также содержит 24 бита с 16 миллионами перестановок. Это позволило подключить каждый самолет к своему уникальному адресу. Блоки адресов распределяются по разным странам, а затем назначаются конкретным авиакомпаниям, чтобы знание адреса могло идентифицировать конкретный самолет. В отчете ATC 42 лаборатории Линкольна, озаглавленном » Система радиомаяка режима S: функциональное описание», содержится подробная информация о предлагаемой новой системе.

Две страны сообщили о результатах своих разработок в совместном документе ADSEL / DABS — A Selective Address Secondary Surveillance Radar . За этим последовала конференция в штаб-квартире ИКАО в Монреале, на которой маломощный допрос, созданный лабораторией Линкольна, успешно установил связь с модернизированным коммерческим ретранслятором SSR британского производства.

Сравнение формы вертикального луча старой и новой антенн

Единственное, что нужно было — это международное имя. Многое было сделано из предложенных новых функций, но существующие наземные запросчики ВОРЛ будут по-прежнему использоваться, хотя и с модификациями, и существующие воздушные транспондеры, опять же с модификациями. Лучший способ показать, что это эволюция, а не революция, — это по-прежнему называть его SSR, но с новой буквой режима. Режим S был очевидным выбором, а S означало выбор. В 1983 году ИКАО выпустила рекомендательный циркуляр, в котором описывалась новая система.

Улучшенная антенна

Проблема с существующей стандартной антенной типа «hogtrough» была вызвана излучаемой к земле энергией, которая отражалась вверх и мешала направленной вверх энергии. Ответ состоял в том, чтобы придать форму вертикальной балке. Это потребовало установки вертикального ряда диполей, подходящих для получения желаемой формы. Вертикальный размер в пять футов был признан оптимальным, и это стало международным стандартом.

* * *

Появлением радиолокации можно считать рубеж XIX— XX веков. И по сути, этой области наук чуть больше века, но столь стремительное её развитие привело нас к тому, что мы уже не можем даже и представить своё существование без неё в нашем повседневном быту, что уж говорить о её военном значении. С развитием общества человеческие потребности растут всё больше. Следовательно, перед радиолокацией появляются новые задачи и новые направления, а значит, и усовершенствование методов, оборудования системы радиолокации. Не скоро к данной области будет потерян интерес, который подогревается и научным прогрессом, с одной стороны, и коммерческой заинтересованностью, с другой.

Режимы работы РЛС

Существует два основных режима функционирования радиолокационных станций и устройств. Первый — сканирование пространства. Он осуществляется по строго заданной системе. При последовательном обзоре перемещение луча радара может носить круговой, спиральный, конический, секторный характер. Например, решетка антенны может медленно поворачиваться по кругу (по азимуту), одновременно сканируя по углу места (наклоняясь вверх и вниз). При параллельном сканировании обзор осуществляется пучком радиолокационных лучей. Каждому соответствует свой приемник, ведется обработка сразу нескольких информационных потоков.

Режим слежения подразумевает постоянную направленность антенны на выбранный объект. Для ее поворота, согласно с траекторией движущейся цели, используются специальные автоматизированные следящие системы.

Первые радиолокационные устройство

Идея радиолокации немногим моложе идеи радиосвязи. 30 апреля 1904 года немецкий инженер Кристиан Хюльсмайер из Дюссельдорфа получил от Императорского бюро по патентам удостоверение на своё изобретение, названное телемобильскопом. Хюльсмайер предложил двухантенное устройство для обнаружения кораблей на большом расстоянии. Излучённый прибором сигнал отражался от объекта, принимался обратно и соответствующим образом обрабатывался. В состав аппарата входили радиопередатчик, вращающиеся антенны направленного действия, радиоприёмник со световым или звуковым индикатором, воспринимавший отражённые предметами волны.

При всём своем несовершенстве устройство Хюльсмайера содержало в себе основные элементы современного локатора. И уже 18 мая 1904 года аппарат был впервые испытан на кельнском железнодорожном мосту, а 10 июня — в роттердамской гавани.

Идея развивалась и в других заявках, многие из которых очень интересны. Так, в 1919 г. был выдан патент Л. Махтсу, в котором описывалось устройство со спиральной развёрткой и визуальной индикацией положения обнаруживаемого с помощью радиоволн объекта. Однако из-за несовершенcтва излучающих и принимающих устройств того времени возможностей практического осуществления предложенных идей не было.

В сентябре 1922 г. в США два экспериментатора, служившие в ВМФ, — Хойт Э. Тейлор и Лео К. Янг проводили опыты по радиосвязи на декаметровых волнах (3-30 МГц) через реку Потомак. В это время по реке прошёл корабль, и связь прервалась. Это натолкнуло их на мысль о применении радиоволн для обнаружения движущихся объектов. Несмотря на предположение Тейлора, что этот метод может быть использован в темноте и при плохой видимости, флот не сразу продолжил работу в этом направлении. В США именно Х. Тейлору и Л. Янгу приписывают открытие явления отражения радиоволн.

Спустя два года английские физики Э. Эпплтон и М. Барнетт по отражённому непрерывному сигналу измерили высоту слоя Хэвисайда. В этих опытах производилось измерение высоты ионосферы (слоя Кеннели-Хевисайда) путём наблюдения интерференции радиоволн, распространяющихся вдоль поверхности Земли, и волн, отражённых от ионосферы. Их работа считается первой публикацией описания опытов по определению положения отражающего радиоволны объекта.

Ещё через год американцы Г. Брейт и М. Тьюв провели эти измерения импульсным методом, а советские учёные Н. Мандельштам и Л. Папалекси к 1930 г. разработали теорию радиоинтерференционного измерения расстояний.

В чем разница между первичным и вторичным радиолокаторами?

Сравнительная характеристика первичного

Основной особенностью первичных радиолокационных устройств является то,
что они работают с пассивным эхо-сигналом.
Излученные высокочастотные импульсы отражаются целью и затем принимаются тем же
радиолокационным устройством.
Таким образом, непосредственной причиной возникновения отраженного эхо-сигнала является зондирующий сигнал,
излучаемый радиолокационным устройством.

и вторичного радиолокаторов

Вторичные радиолокационные устройства работают по
иному принципу:
они используют активные ответные сигналы.
Вторичное радиолокационное устройство также излучает зондирующий сигнал, называемый запросным.
Когда этот сигнал достигает цели, он принимается бортовым
активным ответчиком,
в котором выполняется его обработка.
После этого формируется и излучается ответный сигнал на другой частоте, содержащий
ответное сообщение.

Системы обоих типов, в силу различия принципов построения, имеют свои достоинства и недостатки.
Так, первичный радиолокатор обеспечивает достоверную информацию об угловых координатах, высоте и дальности цели.
В то же время вторичный радиолокатор может получать дополнительную информацию, такую как, например,
сигналы опознавания государственной принадлежности и
высота.
Последнее является весьма полезным свойством, поскольку точность измерения высоты бортовыми высотомерами выше,
чем точность наземных высотомеров.

Следует помнить, что вторичная радиолокация требует наличия на борту специального оборудования.
Однако именно благодаря этому появляется возможность существенно уменьшить мощность передатчика при
сохранении такого же значения максимальной дальности действия, что и в случае первичной радиолокации
Это легко поясняется тем, что излучаемая мощность входит в
уравнение радиолокации
совместно с удвоенной дальностью до цели в случае первичной радиолокации и однократной дальностью — в случае вторичной радиолокации:

Army and military photos

Рисунок 1. Калибровочные кривые приемников, различные чувствительности первичного (PSR) и вторичного (SSR) радиолокационных приемников

Рисунок 1. Калибровочные кривые приемников, различные чувствительности первичного (PSR) и вторичного (SSR) радиолокационных приемников

В качестве оценочного значения можно принять снижение мощности передатчика в 1000 раз.
Это означает, что в таком случае может быть использован более простой, компактный и дешевый передатчик.
Приемник может обладать худшей чувствительностью, поскольку мощность сигналов активного ответа больше мощности пассивного эхо-сигнала.
Однако по этой же причине возрастает негативное влияние сигналов, принятых по
боковым лепесткам.
По этой причине при построении вторичных радиолокаторов, как правило,
предпринимаются дополнительные меры по
подавлению боковых лепестков.

Поскольку излучение и прием происходит на отличающихся друг от друга частотах, пассивные помехи не возникают,
следовательно отпадает необходимость в системе селекции движущихся целей.
С другой стороны, при подавлении активными помехами изменение частоты невозможно.
Специфические помехи,
имеющие место при использовании вторичных радиолокационных устройств вызывают необходимость дополнительных схемных решений.

Пассивная радиолокация

Пассивная радиолокация основана на приеме радиоволн, излучаемых объектом. По этому принципу осуществляется радиопеленгация самолетов или кораблей, имеющих радиопередатчики, а также работа радиотелескопов, улавливающих излучение небесных тел.
 

Пассивная радиолокация имеет много общего с тепловой локацией, в которой используется инфракрасная область спектра с длиной волны Я, l — j — 5 мкм. Для улавливания энергии в тепловых локаторах применяется линзовая или зеркальная оптическая система, которая фокусирует лучистый поток на чувствительном элементе. Преобразование энергии инфракрасного излучения в электрический сигнал осуществляется болометрами или фотосопротивлениями.
 

Поэтому пассивная радиолокация тесно связана с радиопеленгацией — отраслью радионавигации, основанной на использовании методов и средств определения направления на объекты, имеющие источники радиоизлучения.
 

В пассивной радиолокации сигналом, принимаемым РЛС, является естественное излучение объектов в радиодиапазоне преимущественно теплового происхождения, поэтому пассивную радиолокацию называют также радио-теплолокацией. Таким образом, в этом случае, так же как и в активной радиолокации, для обнаружения объектов и определения их координат применяют радиосигнал.
 

В пассивной радиолокации объектами обработки являются случайные волновые поля, создаваемые тепловым излучением тел. Поэтому пассивную радиолокацию называют радиотеплолокацией или радиометрией. Радиометры работают в инфракрасной, миллиметровой и сантиметровой областях электромагнитного спектра.
 

В пассивной радиолокации используется собственное тепловое электромагнитное излучение объектов в радиообластях спектра. Это излучение поступает в приемник РЛС для определения угловых координат цели.
 

Для измерения дальности и радиальной скорости в пассивной радиолокации применяются косвенные методы.
 

В зависимости от способа образования радиосигналов, несущих информацию о цели, различают активную, полуактивную и пассивную радиолокацию. При активной радиолокации передатчик и приемник находятся в одном месте. Отраженные колебания поступают в приемник.
 

В пассивной радиолокации сигналом, принимаемым РЛС, является естественное излучение объектов в радиодиапазоне преимущественно теплового происхождения, поэтому пассивную радиолокацию называют также радио-теплолокацией. Таким образом, в этом случае, так же как и в активной радиолокации, для обнаружения объектов и определения их координат применяют радиосигнал.
 

Подобный метод получения радиосигналов применяется как в радиолокации ( определение угловых координат передатчиков помех, наблюдение теплоконтрастных целей на поверхности Земли) и называется пассивной радиолокацией, так и в радионавигации ( определение угловых координат радиомаяков, приводйых радиостанций и др..
 

В зависимости от природы возникновения электромагнитных волн, достигающих антенны РЛС и доставляющих информацию об объекте радиолокационного наблюдения, различают активную, полуактивную, активную с активным ответом и пассивную радиолокацию.
 

Наряду с рассмотренными активными РЛС находят применение пассивные системы. Пассивная радиолокация применяется для определения угловых координат целей. Она основана на приеме теплового излучения целей в диапазонах сантиметровых, миллиметровых и децимиллиметровых волн.
 

В пассивной радиолокации объектами обработки являются случайные волновые поля, создаваемые тепловым излучением тел. Поэтому пассивную радиолокацию называют радиотеплолокацией или радиометрией. Радиометры работают в инфракрасной, миллиметровой и сантиметровой областях электромагнитного спектра.
 

Алгоритм определения дальности и направления

Скорость распространения электромагнитных волн в атмосфере составляет 300 тыс. км/с. Поэтому, зная время, затраченное транслируемым сигналом на преодоление расстояния от станции до цели и обратно, легко вычислить удаленность объекта. Для этого необходимо точно зафиксировать время отправки импульса и момент принятия отраженного сигнала.

Для получения информации о местонахождении цели используется остронаправленная радиолокация. Определение азимута и элевации (угла места или возвышения) объекта производится антенной с узким лучом. Современные РЛС используют для этого фазированные антенные решетки (ФАР), способные задавать более узкий луч и отличающиеся высокой скоростью вращения. Как правило, процесс сканирования пространства совершается минимум двумя лучами.

Диапазоны РЛС

Основная статья: Диапазон частот

Режимы допроса

Существует несколько режимов опроса, каждый из которых обозначается разницей в интервале между двумя импульсами передатчика, известными как P1 и P3. Каждый режим вызывает разную реакцию летательного аппарата. Третий импульс P2 предназначен для подавления боковых лепестков и описан ниже. Не включены дополнительные военные (или IFF) режимы, которые описаны в разделе «Идентификация друга или врага» .

Формат запроса режима A и C

Суммирующие и управляющие антенные лучи

Запрос в режиме A вызывает 12-импульсный ответ, указывающий идентификационный номер, связанный с этим воздушным судном. 12 импульсов данных заключены в скобки двумя кадрирующими импульсами, F1 и F2. X-импульс не используется. Запрос в режиме C дает ответ из 11 импульсов (импульс D1 не используется), показывающий высоту воздушного судна, указанную его высотомером, с шагом 100 футов. Режим B дал аналогичный ответ режиму A и одно время использовался в Австралии. Режим D никогда не использовался в оперативном режиме.

Новый режим Mode S имеет другие характеристики запроса. Он состоит из импульсов P1 и P2 от главного луча антенны, чтобы гарантировать, что транспондеры в режимах A и C не отвечают, за которыми следует длинный фазомодулированный импульс.

Наземная антенна очень направлена, но не может быть спроектирована без боковых лепестков. Самолет также может обнаруживать запросы, исходящие от этих боковых лепестков, и отвечать соответствующим образом. Однако эти ответы нельзя отличить от предполагаемых ответов от дальнего луча, и они могут вызвать ложную индикацию воздушного судна при ошибочном пеленге. Для решения этой проблемы наземная антенна снабжена вторым, в основном всенаправленным, лучом с усилением, которое превышает усиление боковых лепестков, но не основного луча. Третий импульс P2 передается этим вторым лучом через 2 мкс после P1. Самолет, обнаруживший P2 сильнее, чем P1 (следовательно, в боковом лепестке и неправильном пеленге главного лепестка), не отвечает.