РАДИОЛОКАЦИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН Джеймс Максвелл Англ

РАДИОЛОКАЦИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН.

Джеймс Максвелл Англ. физик Джеймс Клерк Максвелл разработал теорию электромагнитного поля и предсказал существование электромагнитных волн.

Генрих Герц В 1887 году Г. Герц впервые получил электромагнитные волны и исследовал их свойства. Он измерил длины этих волн и определил скорость их распространения.

Александр Степанович Попов А. С. Попов применил электромагнитные волны для радиосвязи. Использовав когерер, реле, электрический звонок. Попов создал прибор для обнаружения и регистрации электрических колебаний радиоприемник.

Электромагнитные волны распространяются на огромные расстояния, поэтому их используют для передачи звука (радиоволн) и изображения (телевидение). Радиосвязь - это передача информации с помощью электромагнитных волн.

Схема передающего устройства

Схема приемного устройства

Радиоволны

Радиолокация – это обнаружение, точное определение местонахождения и скорости объектов с помощью радиоволн. Сигнал радиоволны – это электрические колебания сверхвысокой частоты, распространяемой в виде электромагнитных волн. Точность измерения зависит от: 1) Формы зондирующего сигнала 2) Энергии отражённого сигнала 3) Вида сигнала 4) Длительности во времени сигнала

Классификация Выделяют два вида радиолокации: 1)Пассивная радиолокация основана на приёме собственного излучения объекта 2)При активной радиолокации радар излучает свой собственный зондирующий импульс и принимает его отражённым от цели. В зависимости от параметров принятого сигнала определяются характеристики цели. Активная радиолокация бывает двух видов: 1)С активным ответом — на объекте предполагается наличие радиопередатчика , который излучает радиоволны в ответ на принятый сигнал. Активный ответ применяется для опознавания объектов, дистанционного управления, а также для получения от них дополнительной информации. 2)С пассивным ответом — запросный сигнал отражается от объекта и воспринимается в пункте приёма как ответный.

Принцип действия -Радиолокация основана на следующих физических явлениях: -Радиоволны рассеиваются на встретившихся на пути их распространения электрических неоднородностях (объектами с другими электрическими свойствами, отличными от свойств среды распространения). При этом отражённая волна, также, как и собственно, излучение цели, позволяет обнаружить цель. -На больших расстояниях от источника излучения можно считать, что радиоволны распространяются прямолинейно и с постоянной скоростью, благодаря чему имеется возможность измерять дальность и угловые координаты цели (Отклонения от этих правил, справедливых только в первом приближении, изучает специальная отрасль радиотехники — Распространение радиоволн. В радиолокации эти отклонения приводят к ошибкам измерения).

Частота принятого сигнала отличается от частоты излучаемых колебаний при взаимном перемещении точек приёма и излучения (эффект Доплера), что позволяет измерять радиальные скорости движения цели относительно РЛС. -Пассивная радиолокация использует излучение электромагнитных волн наблюдаемыми объектами, это может быть тепловое излучение, свойственное всем объектам, активное излучение, создаваемое техническими средствами объекта, или побочное излучение, создаваемое любыми объектами с работающими электрическими устройствами.

Применение радиолокации наше время в 1) Сельское и лесное хозяйство: определение вида почв, температуры, обнаружение пожаров. 2) Геофизика и география: структура землепользования, распределение транспорта, поиски минеральных местонахождений. 3) Гидрология: исследование загрязнений поверхностей воды. 4) Океанография: определение рельефа поверхностей дна морей и океанов. 5) Военное дело и космические исследования: обеспечение полётов, обнаружение военных целей.

Распространения радиоволн Основные факторы, при оценке распространения радиоволн: 1) Эффекты распространения, обусловленные подстилающей поверхностью и препятствиями на пути волны 2) Эффекты распространение в тропосфере: для чистой атмосферы 3) Эффекты распространение в тропосфере: для загрязнённой атмосферы 4)Эффекты распространение в ионосфере - частотно-зависимы

Распространения радиоволн - - Распространение радиоволн, процессы распространения электромагнитных волн радиодиапазона в атмосфере, космическом пространстве и толще Земли. Радиоволны, излучаемые передатчиком, прежде чем попасть в приёмник, проходят путь, который может быть сложным. Радиоволны могут достигать пункта приёма, распространяясь по прямолинейным траекториям, огибая выпуклую поверхность Земли, отражаясь от ионосферы, и т. д. Способы Р. р. существенно зависят от длины волны , от освещённости земной атмосферы Солнцем и от ряда др. факторов. Распространение поверхностных (земных) радиоволн Распространение поверхностных радиоволн определяется двумя факторами: дифракцией и влиянием земной поверхности. Как известно, воздух не вызывает ослабления радиоволн практически во всех диапазонах частот и, казалось бы, поэтому земная волна должна распространяться без поглощения. Однако это верно лишь в том случае, если земная волна проходит высоко над поверхностью земли. Если же радиоволны проходят вблизи от поверхности земли, то на их распространении сказываются свойства земной поверхности. Если бы земная поверхность была идеально проводящей, радиоволны отражались бы от нее без потерь, т. е. земля в этом случае была бы экраном, препятствующим прохождению волн в глубь почвы. В реальных условиях земля не является ни идеальным проводником, ни идеальным изолятором. Радиоволны, попавшие в землю, возбуждают в ней переменные электрические токи, которые часть своей энергии расходуют на нагрев почвы. Величина потерь энергии в земле очень сильно зависит от частоты радиоволн и сопротивления почвы электрическому току. В почве с увеличением частоты радиоволн величина индуцируемой ЭДС возрастает, и соответственно увеличиваются токи в земле, которые создают электромагнитное поле обратного направления. Поэтому дальность распространения поверхностных радиоволн очень быстро уменьшается с увеличением частоты.

При уменьшении проводимости грунта радиоволны глубже проникают в среду и, следовательно, возрастает их поглощение. Еще А. С. Попов заметил, что над поверхностью моря дальность радиосвязи увеличивается по сравнению с дальностью связи над сушей. Надо учитывать также, что скорость распространения радиоволн в земле меньше, чем в воздухе, и при движении их вдоль ее поверхности нижний край волны отстает от верхнего, фронт волны наклоняется, и помимо движения вдоль поверхности земли происходит распространение радиоволны сверху вниз. Вышеперечисленные факторы ограничивают возможности использования поверхностной волны диапазонами сравнительно длинных волн (мириаметровые, километровые, гектометровые и частично декаметровые).

Общие свойства радиоволн -Распространение радиоволн в земном пространстве зависит от свойств поверхности земли и свойств атмосферы. Условия распространения радиоволн вдоль поверхности земли в значительной мере зависят от рельефа местности, электрических параметров земной поверхности и длины волны. Подобно другим волнам радиоволнам свойственна дифракция, т. е. явление огибания препятствий. Наиболее сильно дифракция сказывается в случае, когда геометрические размеры препятствий соизмеримы с длиной волны. Радиоволны, распространяющиеся у поверхности земли и частично за счет дифракции огибающие выпуклость земного шара, называются земными, или поверхностными радиоволнами. -Атмосферу земли нельзя считать однородной средой. Давление, плотность, влажность, диэлектрическая проницаемость и другие параметры в разных объемах воздушного слоя имеют различные значения. По этим причинам скорости распространения в различных объемах неодинаковы и зависят от длины волны. Траектория радиоволн в атмосфере искривляется. Явление искривления или преломления волн при распространении их в неоднородной среде получило название рефракции. Радиоволны, распространяющиеся на большой высоте в атмосфере и возвращающиеся на землю вследствие искривления траектории, рассеяния или отражения от атмосферных неоднородностей, называются пространственными, или ионосферными. -В точку приема могут приходить как пространственная, так и земная волны от одного и того же источника. Если фазы колебаний этих волн совпадают, то амплитуда суммарного поля возрастает, и наоборот - при сдвиге фазы волн на 180° суммарное поле ослабляется и может стать равным нулю. Указанное явление взаимодействия волн называется интерференцией

Изменчивость среды распространения 1) Климат в тропосфере: - Температура, давление, водяные пары - Интенсивность дождя - Покрытие облаками 2) Изменения в ионосфере следовательно: зависят от места (региона) - климата, времени года, и в ряде случаев, времени дня/ночи (например: умеренный, тропический, экваториальный климат; лето, зима)

Конец!!!