Техника - молодёжи 1948-05, страница 9

«• ■у ч w • ■ \'. и w-ц^: х >. '

новое - радио

Инж* ф. ЧЕСТНОВ

Когда изобретатель радио, «великий русский физик Попов, показывал работу своего грозоотметчика — предка •всех современных радиоприемников, трудно было предвидеть, какое блестящее будущее ожидает радио.

Тогда в эфире было свободно. В наше же -время работают десятки тысяч радиостанций. В эфире стало так же тесно и оживленно, юак на главных улицах столичного города.

Теперь радио служит не только для связи и радиовещания. Оно нашло самое разнообразное применение. Достижения радиотехники множатся с каждым днем. За последние годы достигло своего технического совершенства новое применение радио—радиолокация.

Явление отражения радиоволн, лежащее в основе радиолокации, было открыто самим- изобретателем радио.

В 1897 году (А. С. Попов со своим помощником Рыбкиным проводил опыты по увеличению дальности радиосвязи. Испытания ©елись в Кронштадтской гавани.

Чтобы менять расстояние между станциями, их установили на кораблях: от-правительную — на учебном судне «Европа», а приемную—на крейсере «Африка».

Однажды в ясный июньский день Рыбкин сидел у приемного аппарата. Он пытливо вглядывался в знаки, которые аппарат отмечал на телеграфной ленте. Вдруг точки и тире стали появляться реже и реже и, наконец, пропали совсем.

Рыбкин посмотрел на море* Там, вдали, как раз между «^Африкой», где находился Рыбкин, и кораблем «Европа» проплывал крейсер «Лейтенант Ильин». Это и вызвало загадочный перерыв в радиоприеме.

Как только «Лейтенант Ильин» заслонил своим корпусом судно «Европа», на пути радиоволн оказалась преграда, которая вызвала их отражение. В зоне крейсера «^Африка» образовалась радиотень. Радиоволны туда попасть не могли, и приемник перестал работать В ночных условиях подобный случай помог бы обнаружить корабль» скрытый во тьме.

Обнаружив явление отражения радиоволн, Попов с гениальной прозорливостью заключил, что это явление можно практически использовать. Предвидение Попова сбылось. Его открытие, сделанное в условиях практического применения радио, таившее в себе необозримые возможности, сорок лет спустя воплотилось в радиолокации.

Как работает радиолокатор

Радиолокация — это определение с помощью радиоволн точного положения в пространстве какого-либо объекта. Основана она на использовании радиоэха.

Радиолокатор представляет собой чрезвычайно сложный радиотехнический аппарат. В его состав входят следующие основные части: импульсный генератор, или синхронизаторрадиопере-

¹ Синхронизм —одновременность, совпадение во времени.

датчик, приемник, направленная антенна, антенный переключатель, индикатор, источник электропитания.

Работа радиолокатора подчинена строгому ритму, который задает синхронизатор.

Синхронизатор вырабатывает очень кроткие электрические импульсы, быстро сменяющие друг друга. Это значит, что электрическое напряжение то появляется, то исчезает. Синхронизатор создает в секунду сотни импульсов. Это командные сигналы, которые управляют работой всей станции.

Когда такой импульс подействует на передатчик, тот мгновенно включается. Длительность импульса составляет всего миллионные доли секунды, но за это время передатчик успевает создать тысячи электрических колебаний, которые подаются в антенну и затем >в виде короткой «порции» радиоволн излучаются в пространство.

Как только импульс синхронизатора прекратится, передатчик выключается и прерывает излучение — наступает пауза.

Паузы между импульсами в сотни раз длительнее самих импульсов. Поэтому время, в течение которого ведется излучение, составляет очень малую долю времени работы радиолокатора,

Радиолокатор, излучающий в секунду 1 ООО радиоимпульсов, каждый из которых длится 0,000001 секунды, пошлет за сутки 86 400000 импульсов! Но общая продолжительность их составит' всего 86,4 секунды!

Когда радиоволны, посланные радиолокатором, встречают преграду, они рассеиваются, и часть их возвращается обратно. Это и есть радиоэхо.

Чтобы отличить эхо от посылаемого сигнала, передатчик должен -выключаться, когда ведется радиоприем. Поэтому-то радиолокатор и работает толчками, с перерывами.

Определение направления

В радиолокации применяются антенны с направленным излучением. Они, точно некие радиопрожекторы, посылают радиоволны узким пучком, который можно направлять в разные стороны. Посылая- энергию только в одном- направлении, антенна этим самым увеличивает дальность действия радиолокатора-, что очень важно. Но главное заключается в другом. Антенна, дающая направленный пучок, позволяет определить направление на- обнаруженный объект. Радиоэхо, дошедшее до радиолокатора, докладывает только о том, что волны встретились с преградой, о том же, в каком направлении она находится, можно узнать по тому, куда направлен пучок радиоволн.

Направление пучка указывает направление на- объект. Если же пучок повернуть, радиоволны не встретят объекта, и радиоэха не будет.

•Антенна радиолокатора проявляет свойство направленности не только при излучении, но и тогда, когда ведется радиоприем. Она более всего чувствительна к волнам, идущим по тому направлению, которое совпадает с ее осью симметрии. Наиболее сильное pia-

Рис. А. КАТКОВСКОГО

диоэхо всегда дает знать, что обнару женный объект находится как раз там. куда направлена антенна.

Антенна радиолокатора концентрирует энергию принимаемых радиоволн. Она действует как зажигательное стекло, собирающее солнечные лучи в одну точку. Это усиливает радиоэхо и делает радиолокатор более чувствительным.

Как же устроены радиолокационные антенны?

■Если применяются волны очень малой длины, то антенну часто делают наподобие прожектора.

Вспомним, как устроен обычный прожектор. Мощный источник света ставится в фокусе параболического зеркала. Лучи света падают на поверхность зеркала и, отражаясь от нее, собираются в узкий параллельный пучок. Этот пучок и есть луч прожектора.

В радиолокации поступают так же.

В фокусе большого параболического отражателя помещается вибратор — маленький источник радиоволн, к которому подводятся электрические колебания от передатчика. Волны падают на отражатель. После отражения они собираются в пучок и создают радиолуч.

Чем больше размеры антенны по сравнению с длиной радиоволны, тем более узким получается этот луч. Поэтому в радиолокации применяют очень короткие волны, длиной до нескольких сантиметров. Это дает возможность пользоваться сравнительно небольшими антеннами.

Узкие пучки радиоволн не только позволяют точнее определить направление на цель. Они дают возможность отличить один объект от другого даже тогда, когда те разделены небольшим расстоянием.

Представьте себе, что невдалеке друг от друга летят самолеты. Если' пучок радиоволн очень широкий, он охватит их сразу, и мы получим общий отраженный радиосигнал от всей группы самолетов. Если же пучок будет узким, мы сможем, перемещая его, получить радиоэхо в отдельности от каждого самолета и по этим сигналам пересчитать их.

Проще всего определяется направление на корабль шк какой-нибудь на* земный объект: нужно знать только угол в горизонтальной плоскости — азимут.

Чтобы попасть в цель, радиолуч должен перемещаться. Вместе с поворотом антенны радиолуч последовательно «просматривает» все точки горизонта. Как только радиоволны встретят отражающий объект, он-и немедленно дадут сигнал об этом) в виде радиоэха. Тогда антенну можно остановить и на особом экране прочесть азимут» указывающий направление.

Сложнее определяется направление на самолет. Здесь, кроме азимута, требуется найти еще и угол возвышения. Для этого антенну приходится, кроме того, вращать вокруг горизонтальной оси, чтобы вест» «просмотр» окружающего пространства но вертикали.

После того как найдены расстояние до самолета и угол возвышения, легхо определить и высоту, на которой летит самолет.

7