Radiolocația

Introducere

Radiolocația este o modalitate de determinare a existenţei şi poziției relative a unei stații sau a unui obiect pe baza caracteristicilor undelor electromagnetice: viteză de propagare constantă și propagarea în linie dreaptă. Poziția unui obiect țintă este caracterizată de mai multe elemente.

Distanța r până la un obiect se determină din formula , unde t este intervalul de timp după care este recepționată unda reflectată sau retransmisă de obiect și c, viteza de propagare a undelor radioelectrice. (c ≈ 300 000 km/s)

Radiolocația și-a găsit aplicații în meteorologie, în radionavigația aeriană și maritimă: identificarea formelor de relief, insulelor, ghețarilor, obstacolelor etc.

Instalația de radiolocație se compune, în esență, dintr-un emițător, un receptor și un sistem de antene. Pentru a se putea stabili coordonatele unghiulare ale poziției obiectului, undele radio trebuie emise sub forma unor fascicule mai înguste. Pentru aceasta, antenna radiolocatorului se așază în focarul unei oglinzi metalice concave, care reflectă undele într-o singură direcție. Emițătorul emite trenuri de unde separate prin pauze, funcționând prin impulsuri. În timpul pauzelor de emisie, prin intermediu receptorului antena recepționează undele reflectate. Recepționarea semnalului se măsoară cu oscilograful catodic.

Utilizări: Este folosită in navigare. Avioanele şi vapoarele sunt dotate cu radiolocatoare, ca şi aeroporturile care sunt prevăzute cu acest echipament pentru a dirija traficul aerian, aterizările şi decolările avioanelor deasemenea.

1. Radarul

1.1. Introducere

Pionerii în comunicaţiile prin unde radio au observat că semnalele recepţionate aveau uneori calitatea de ecou. Ecourile erau cauzate de reflectarea unei părţi a semnalelor pe o cale mai lungă şi în consecinţă ajungerea lor mai tîrziu la receptor. Reflexiile nedorite sunt un impediment în comunicaţiile obişnuite prin unde radio, însă radarul utilizează reflexii ale undelor radio pentru a detecta avioane şi a determina direcţia şi distanţa acestora.

Cuvîntul „radar” este un acronim pentru cuvîntul englez – „Radio detection and ranging”, ce reprezintă o instalaţie de radiolocaţie care radiază microunde electromagnetice şi foloseşte reflexia acestora pe diferite obiecte pentru a determina existenţa şi distanţa lor faţă de antenă.

1.2. Scurt istoric şi principii de funcţionare

Principiile de bază ale radarului au fost enunţate de Nikola Tesla la sfîrşitul sec. XIX-lea.

În 1922, în urma cercetărilor vestitului inginer italian Guglielmo Marconi, cercetătorii navali americani A.H. Taylor şi L.C. Young experimentau comunicaţia radio cînd au observat că o barcă de pe rîu le reflecta transmisiile. În 1930 Zpunh şi un coleg al său, L.A. Hayland, au detectat reflexiile radio provenite de la un avion. Cu puţin timp după aceste constatări au început o metodă de a detecta avioane aflate la o distanţă de pînă la 80 km.

Deşi Young şi Hayland puteau găsi direcţia avionului, tehnica folosită nu indica raza de acţiune. Însă alţii utilizaseră deja semnale radio pentru a măsura distanţele utilizînd principiile radiolocaţiei - .

În numai cîţiva ani această muncă experimentală, alături de dezvoltările în domeniul electronicii, au dus la producţia sistemelor practice radar.

În Marea Britanie, fizicianul Robert Watson-Watt experimentase tehnici radar la începutul anilor 1930.

La izbucnirea celui de-al doilea război mondial, un lanţ de staţii radar erau deja instalate de-a lungul coastelor Marii Britanii. Aceste staţii avertizau din timp apropierea avioanelor inamice ţi au ajutat cu ult la cîştigarea în aer a războiului. Localizarea precisă, din timp, a avioanelor inamice dădea unităţilor de apărare o şansă mult mai bună de a le distruge. Deşi avioanele nu se puteau caufla, adesea reuşeau să inducă în eroare staţiile radar prin eliberarea de mase de folie de aluminiu. Asemenea avionului, norii de folie reflectau senalele radar, operatorilor radar fiindu-le greu să localizeze sigur avioanele. Alte aplicaţii de război includeau utilizarea echipamentului radar la bordul avioanelor şi navelor pentru urmarirea operaţiunilor aeriene şi marine ale inamicului.

După sfîrşitul războiului, în 1945, utilizarea radarului a fost extinsă constant la o gamă mult mai largă de aplicaţii civile precum şi milităreşti. Radarul este baza coordonării traficului aerian la aeroporturile principale şi este considerat de a fi esenţial pentru siguranţa sa.

Într-un sistem radar tipic modern, o antenă curbată emite impulsuri de semnale radio într-un fascicul îngust. Antena se roteşte continuu, astfel încît impulsurile sale “mătură” spaţiul din jur, asemenea luminii provenite de la un far. După emiterea fiecărui impuls, echipamentul este comutat automat să recepţioneze orice semnal reflectat. Acesta este prezentat ca o pată luminoasă îe un ecran circular cu tub cu raze catodice numit indicator al poziţiei în plan (PPI). Centrul ecranului reprezintă poziţia echipamentului, iar imaginile formate prin reflexiile radar se construiesc în jurul său pentru a forma o hartă a zonei. Astfel operatorul radar poate imediat să vadă direcţia oricărui obiect care provoacă o reflexie şi distanţa la care acesta se află.