Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...

Исследование космического пространства: радиолокация

Радиолокация - область науки и техники, предмет которой - наблюдение различных объектов (целей) радиотехническими методами: их обнаружение, распознавание, определение их координат и скорости и др..

Различают активную и пассивную радиолокации. При активной радиолокации объект облучается радиоволнами, ссылающиеся радиолокационными системами (РЛС), в результате чего возникают сигналы от объекта. Активная радиолокация, в свою очередь, подразделяется на радиолокацию с пассивной и активной ответами.

При радиолокации с пассивным ответом обнаружение производят по сигналу, отраженной от объекта после облучения его электромагнитными волнами. В этом случае сигнал, излучаемый РЛС, называют зондирующим, а сигнал, приходящий от цели, - отраженным или эхо-сигналом. Значение отраженного сигнала зависит от свойств объекта, отражающих.

При радиолокации с активным ответом обнаружение производят по сигналу, передаваемых объектом. При этом прямой сигнал называют вопросительным, а сигнал приходящий от цели, - отвечающим. Ретрансляционную аппаратуру, находящуюся на объекте, именуют ответчиком. Интенсивность ответного сигнала зависит от мощности установленного на объекте ретрансляционного передатчика. Дальность действия этих РЛС намного больше дальности действия РЛС с пассивным ответом. Однако такие РЛС могут работать только со «своими» объектами. Их в основном используют для сопровождения ракет и других объектов, обладающих слабыми отражающими свойствами, а также для опознания «своих» объектов.

Пассивная радиолокация основана на приеме собственного радиоизлучения объектов. РЛС с пассивной радиолокационной не имеет передатчика. Она имеет только направленную приемную антенну, улавливает излучения объекта, приемник, усиливающий принятые радиосигналы, и устройства, с помощью которых происходят регистрация и анализ этих сигналов. Такие РЛС используют для исследования явлений, происходящих в космическом пространстве (радиотелескопы), а также для определения местоположения кораблей и самолетов по радиомаяки (радиопеленгации).

Основной является активная радиолокация, в дальнейшем именуется просто радиолокационной. В радиолокации применяют РЛС с непрерывным и импульсным излучением энергии.

Еще А.С. Попов заметил, что радиоволны имеют способность отражаться. На этом и основан принцип действия радиолокационной станции. Мощный луч радиолокационного передатчикам фокусируется большой антенной в направлении исследуемого объекта, фиксируется и изучается отраженный радиосигнал, на основе чего делаются выводы о тех или иных характеристиках объекта. Первые работы по созданию радиолокационных систем начались в нашей стране в середине 30-х годов. Впервые идею радиолокации высказал научный сотрудник Ленинградского электрофизического института (ЛЕФИ) П.К. Ощепков еще в 1932 году. Позже он же предложил идею импульсного излучения.

16 января 1934 года в Ленинградском физико-техническом институте (ЛФТИ) под председательством академика А. Ф. Иоффе состоялось совещание, на котором представители ПВО РККА поставили задачу обнаружения самолетов на высотах до 10 и дальности до 50 км в любое время суток и в любых погодных условиях. За работу взялись несколько групп изобретателей и ученых. Уже летом 1934 группа энтузиастов, среди которых были Б. К. Шембель, В.В. Цимбалин и П. К. Ощепков, представила членам правительства опытную установку. Проект получил необходимое финансирование и в 1938 году был испытан макет импульсного радиолокатора, который имел дальность действия до 50 км при высоте цели 1,5 км. Создатели макета Ю. Б. Кобзарев, П. А. Погорелки и Н. Я. Чернецов в 1941 году за разработку радиолокационной техники были удостоены Государственной премии СССР. Дальнейшие разработки были направлены в основном на увеличение дальности действия и повышение точности определения координат. Станция РУС-2 принятая летом 1940 года на вооружение войск ПВО не имела аналогов в мире по своим техническим характеристикам, она сослужила хорошую службу во время Великой Отечественной войны при обороне Москвы от налетов вражеской авиации. После войны перед радиолокационной техникой открылись новые сферы применения во многих отраслях народного хозяйства. Без радаров теперь немыслимы авиация и судовождение. Радиолокационные станции исследуют планеты Солнечной системы и поверхность нашей Земли, определяют параметры орбит спутников и обнаруживают скопления грозовых облаков.

Определение координат цели радаром производится с учетом выбранной системы координат. Выбор той или иной системы координат связан со сферой применения радиолокационной установки. Например, наземная радиолокационная станция (РЛС) наблюдения за воздушной обстановкой измеряет три координаты цели: азимут, угол места и наклонную дальность (полярная система координат).

Рис.1. Система координат обзорной РЛС

- угол места, - угол азимута, R - наклонная дальность

Различают два основных режима работы РЛС: режим обзора (сканирования) пространства и режим слежения за целью. В режиме обзора луч РЛС по строго определенной системе просматривает все или пространство заданный сектор. Антенна, например, может медленно поворачиваться по азимуту и в то же время быстро наклоняться вверх и вниз, сканируя по углу места. В режиме наблюдения антенна все время направлена на выбранную цель, и специальные следящие, возвращают ее вслед за движущейся целью.

Использование американских планетных радиолокаторов для исследования космического мусора позволило измерить на низких орбитах ИСЗ концентрацию и распределение частиц с размерами от 2 мм. К этим исследованиям экспериментальные данные о миллиметровое космический мусор практически отсутствовали.

Радиолокационные исследования околоземных астероидов позволили резко увеличить надежность многолетних (на интервале до 700 лет) прогнозов их движения, наиболее актуально для так называемых потенциально опасных астероидов, которых на 15 сентября 1999 открыто 187 штук. Радиолокатор удалось с Земли "рассмотреть" астероиды, изъятые на миллионы километров, синтезировать их изображения и трехмерные модели с разрешением, позволяет анализировать геологические особенности этих объектов. Так, при недавней радиолокации астероида 1999 JG был достигнут рекордный разрешение, равное 7,5 метрам по поверхности при дальности до него более 8 млн. км эквивалентно угловому разрешению в 0,2 миллисекунды дуги (это примерно в 500 раз выше разрешения лучшего оптического телескопа).

С помощью радиолокации впервые экспериментально доказано (1980 год) наличие у кометы компактного ядра. Естественное космический мусор, окружающей ядро кометы и представляет собой рой сантиметровых частиц, также впервые был обнаружен и исследован с помощью радиолокации. Кроме того, именно радиолокация позволяет определить точную траекторию опасной кометы, поскольку, в отличие от оптики, здесь измеряются координаты центра масс ядра, а не фотоцентра комы.

Возможности той или иной радиолокационной системы определяются в первую очередь ее энергетическим потенциалом SF. Кроме того, немаловажны также местоположение (широта) РЛС и углы обзора передающей и приемной антенн. Если широты высокие, то ряд объектов оказывается недоступен. Например, в сентябре 2004 года астероид 4179 Таутатис пройдет от Земли на расстоянии всего 0,0104 АЕ, однако из-за большого отрицательное склонение в период максимального сближения (-60 °), он не будет виден из Евпатории (широта + 45 °), а тем больше с Калязина и Медвежьих Озер (широта + 54 °). Аналогично и

Загрузка...

Страницы: 1 2