Распространение радиоволн. Помехи. Отображение сигналов РЛО. Чать 1

18.02.2014

РАДИОЛОКАЦИЯ часть 1

Оператор должен хорошо разбираться в особенностях отображения информации об окружающей обстановке на экране радара для использования всех его возможностей при управлении судном. При наблюдении за окружающей обстановкой на экране радара оператор должен хорошо представлять все его преимущества и ограничения.  Для лучшего восприятия информации на экране радара важно приобретение опыта  наблюдения за окружающей обстановкой в условиях хорошей погоды, когда существует возможность сравнения цели с ее эхосигналом на мониторе. Радар используется для наблюдения за элементами движения своего судна и окружающих его целей, обнаружения буев и других средств навигационного ограждения при заходе в порт, определения местоположения судна при плавании в прибрежных водах с помощью измерения расстояний и пеленгов приметных береговых объектов и для наблюдения за положением и перемещением ливневых дождей, при появлении соответствующих отметок на экране монитора.

  

РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН

Луч радара распространяется практически по прямой над криволинейной поверхностью Земли.  Условия распространения изменяются в зависимости от состояния воздуха, сквозь который проходит луч. При нормальных условиях распространения, расстояние (D) распространения излучения радара приблизительно на 10% превышает дальность оптической видимости горизонта.  Расстояние (D) вычисляется по следующей формуле: 

 

D=2.23(?h2 + ?h3)(миль) 

h2: Высота (м) установки антенны радара над уровнем моря. 

h3: Высота (м) цели над уровнем моря. 

На рисунке представлена диаграмма дальности распространения луча радара при нормальных условиях распространения радиоволн с учетом кривизмы земной 

поверхности.  

 

Например, при высоте установки антенны 10 м, (a)

• Высота цели для обнаружения ее на шкале дальности 64 мили должна быть не менее 660 м.  
• При высоте цели 10 m, дистанция обнаружения радара должна составлять приблизительно 15 миль. 

 Кроме того, максимальная дистанция обнаружения цели зависит от ее размеров и окружающих погодных условий, поэтому дальность обнаружения может увеличиваться или снижаться под воздействием этих факторов.  

ОТРАЖЕНИЕ ОТ ЦЕЛИ 

 Интенсивность сигнала, отраженного от цели, зависит не только от ее высоты и размеров, но также от материала и формы. Интенсивность отраженного сигнала от 

цели, обладающей большей высотой или размерами, не обязательно будет выше. В особенности, отражение от береговой черты зависит в значительной мере от рельефа. Если берег очень пологий, отражение от горы, находящейся в глубине территории, может появиться на экране радара, как показано на рисунке ниже. Поэтому дистанцию до береговой черты необходимо измерять очень внимательно. 

 

ПОМЕХИ ОТ ВОЛНЕНИЯ МОРЯ И АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ 

 Дополнительно к полезным отраженным сигналам от окружающих судов и береговых объектов в приемник радара попадают помехи, связанные с отражением от волнения водной поверхности, а также от атмосферных осадков. Отражения от водной поверхности называются «помехами от волнения моря», а отражения от  дождя или снега принято называть «помехами от атмосферных осадков». Эти помехи подавляются с помощью специальных устройств. 

Помехи от волнения моря 

 Помехи от волнения моря проявляются в виде засветки с началом в центре развертки экрана, интенсивность которой уменьшается по направлению к краям экрана в зависимости от размеров и формы морских волн. Как правило, при увеличении высоты волн интенсивность помех также возрастает и отображается на экране на больших расстояниях.  При плавании в штормовых условиях, когда уровень помех от волнения моря высокий, тяжело распознать отраженный сигнал слабой цели на фоне помех.  

Помехи от атмосферных осадков 

 Помехи от атмосферных осадков представляют видео сигнал, появляющийся на экране радара в месте,  соответствующем зоне выпадения осадков. Помеха изменяется в зависимости от  интенсивности атмосферных осадков.

При увеличении количества осадков помеха становится более интенсивной на экране 

радара, а при сильных ливнях изображение помехи практически совпадает с отображением побережья. Более того, из-за поглощения энергии радиоволн каплями 

дождя или снежинками, возможность обнаружения цели на фоне помех от атмосферных осадков, или цели, находящейся за зоной осадков, снижается.  

 

ОТОБРАЖЕНИЕ СИГНАЛОВ  РЛО 

 

 РЛО ((Радиолокационный ответчик) является спасательным оборудованием, требуемым ГМССБ (Глобальной Морской Системы Спасения при Бедствии), которое используется для обнаружения терпящих бедствие на море.  РЛО излучает сигнал в диапазоне частот 9 ГГц . При облучении устройства лучом радара, работающим в диапазоне  9 ГГц, и расположенном на судне-спасателе или воздушном судне, РЛО излучает серию сигналов для обозначения места бедствия.  

 

Для лучшего обнаружения сигнала РЛО необходимо произвести следующие настройки:  

1. Шкала: 6  или 12 миль 
2. Регулятор [SEA](Волны): В минимальном положении (до упора против часовой стрелки) 
3. Автоматическое подавление помех от волнения моря: Отключено 
4. Режим настройки: Выкл (для снижения помех) 
5. Подавление помех от соседних радаров: Отключено 

6. Цифровая обработка сигналов: Отключено 

    

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ:

 При настройке по пунктам 1 — 6 для обнаружения сигналов РЛО, цели вблизи своего судна могут маскироваться помехами. Поэтому необходимо предпринимать дополнительные меры для наблюдения за окружающей обстановкой в ближней зоне для предупреждения столкновений и предотвращения посадки на мель. 

При наличии на борту двух или более радаров, настройте один из них, работающий в диапазоне 9 ГГц на прием сигналов РЛО, а другие используйте в целях обеспечения безопасности мореплавания.  После обнаружения сигнала РЛО настройте радар для использования в целях обеспечения безопасности мореплавания. 

© cirspb.ru

 

 

Читать продолжение  ‘Радиолокация. Часть 2.’

Радиотехнические системы

Радиотехнические системы

Радиотехнические системы: Учеб. для вузов по спец. «Радиотехника»/Ю. П. Гришин, В. П. Ипатов, Ю. М. Казаринов и др.; Под ред. Ю. М. Казаринова. — М.: Высш. шк., 1990. — 496 с. В книге излагаются основы статистической теории радиосистем и принципы построения радиолокационных и радионавигационных систем, рассматриваются вопросы обнаружения и различения сигналов, оценки и фильтрации их неизвестных параметров, анализируются методы местоопределения объектов на поверхности и в пространстве. Оглавление Предисловие ВВЕДЕНИЕ ЧАСТЬ 1. ВВЕДЕНИЕ В СТАТИСТИЧЕСКУЮ ТЕОРИЮ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ГЛАВА 1. ПЕРЕНОСЧИКИ ИНФОРМАЦИИ И ПОМЕХИ В РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ §1.2. ПОЛЯ, СИГНАЛЫ, ПОМЕХИ. ПРЕДМЕТ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ РТС § 1.3. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ СИГНАЛОВ И ПОМЕХ § 1.4. НОРМАЛЬНЫЙ ВЕКТОР И НОРМАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙНЫЙ ПРОЦЕСС. БЕЛЫЙ ШУМ ГЛАВА 2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ОБНАРУЖЕНИЯ И РАЗЛИЧЕНИЯ СИГНАЛОВ § 2.1. СОДЕРЖАНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАДАЧ ОБНАРУЖЕНИЯ И РАЗЛИЧЕНИЯ СИГНАЛОВ § 2. 2. РАЗЛИЧЕНИЕ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ § 2.3. РАЗЛИЧЕНИЕ СИГНАЛОВ СО СЛУЧАЙНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ § 2.4. ФУНКЦИЯ И ОТНОШЕНИЕ ПРАВДОПОДОБИЯ ПРИ РАЗЛИЧЕНИИ СИГНАЛОВ НА ФОНЕ АДДИТИВНОГО НОРМАЛЬНОГО ШУМА ГЛАВА 3. АЛГОРИТМЫ И УСТРОЙСТВА ОПТИМАЛЬНОГО ОБНАРУЖЕНИЯ И РАЗЛИЧЕНИЯ СИГНАЛОВ § 3.1. ОБНАРУЖЕНИЕ ДЕТЕРМИНИРОВАННОГО СИГНАЛА § 3.2. ОБНАРУЖЕНИЕ СИГНАЛА СО СЛУЧАЙНОЙ НАЧАЛЬНОЙ ФАЗОЙ § 3.3. ОБНАРУЖЕНИЕ СИГНАЛА СО СЛУЧАЙНЫМИ АМПЛИТУДОЙ И НАЧАЛЬНОЙ ФАЗОЙ § 3.4. ОБНАРУЖЕНИЕ ПАКЕТОВ ИМПУЛЬСОВ § 3.5. ОБНАРУЖЕНИЕ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ §3.6. СТРУКТУРЫ И ПОКАЗАТЕЛИ РАЗЛИЧИТЕЛЕЙ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ §3.7. РАЗЛИЧЕНИЕ СИГНАЛОВ СО СЛУЧАЙНЫМИ НАЧАЛЬНЫМИ ФАЗАМИ §3.8. ОПТИМАЛЬНЫЙ ПРИЕМ СИГНАЛОВ НА ФОНЕ НЕБЕЛОГО ШУМА ГЛАВА 4. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ § 4.1. СОДЕРЖАНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАДАЧ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ § 4.2. БАЙЕСОВСКИЕ ОЦЕНКИ СЛУЧАЙНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ § 4.3. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ НЕСЛУЧАЙНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ. ГРАНИЦА КРАМЕРА—РАО § 4.4. ОЦЕНКИ ПО МАКСИМУМУ ПРАВДОПОДОБИЯ § 4.5. ОЦЕНКИ ПО МАКСИМУМУ ПРАВДОПОДОБИЯ ПРИ НАЛИЧИИ У СИГНАЛА НЕИНФОРМАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ § 4.6. ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛА НА ФОНЕ АДДИТИВНОГО НОРМАЛЬНОГО ШУМА § 4.7. ВЫЧИСЛЕНИЕ ДИСПЕРСИЙ ОЦЕНОК. ФУНКЦИИ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ § 4.8. АНОМАЛЬНЫЕ ОШИБКИ И ПОРОГОВЫЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ ОЦЕНКЕ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ § 4.9. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ФИЛЬТРАЦИИ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ ГЛАВА 5. ПРИМЕРЫ РЕАЛИЗАЦИИ И РАСЧЕТА ТОЧНОСТИ АЛГОРИТМОВ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ § 5.1. ОЦЕНКА ВСЕХ НЕИЗВЕСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ §5.2. ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛА СО СЛУЧАЙНОЙ ФАЗОЙ ГЛАВА 6. РАЗРЕШЕНИЕ СИГНАЛОВ. СЛОЖНЫЕ СИГНАЛЫ § 6.1. ПОНЯТИЕ О РАЗРЕШЕНИИ И РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ § 6.2. ФУНКЦИЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ В ТЕОРИИ РАЗРЕШЕНИЯ § 6.3. РАЗРЕШЕНИЕ ПО ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ. ПРОСТЫЕ И СЛОЖНЫЕ СИГНАЛЫ § 6.4. ВИДЫ СЛОЖНЫХ СИГНАЛОВ § 6.5. РАЗРЕШЕНИЕ ПО ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ И ЧАСТОТЕ. ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННАЯ ФУНКЦИЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ СИГНАЛА ЧАСТЬ 2. РАДИО ЛОКАЦИОННЫЕ И РАДИО НАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ГЛАВА 7. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ И РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ § 7.2. РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТ И ИХ ПРОИЗВОДНЫХ § 7.3. КЛАССИФИКАЦИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ И РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ, ИХ ТАКТИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ § 7.4. ПОСТРОЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЛС КРУГОВОГО ОБЗОРА ГЛАВА 8. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАДИОЛОКАЦИОННОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ § 8.1. РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ ЦЕЛИ И ФОРМИРОВАНИЕ ОТРАЖЕННЫХ СИГНАЛОВ § 8.2. ЭФФЕКТИВНАЯ ПЛОЩАДЬ РАССЕЯНИЯ ПРОСТЕЙШИХ ОБЪЕКТОВ § 8.3. ЭФФЕКТИВНАЯ ПЛОЩАДЬ РАССЕЯНИЯ ГРУППОВЫХ И РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ § 8.4. СТАТИСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭПР ЦЕЛЕЙ И ОТРАЖЕННЫХ СИГНАЛОВ ГЛАВА 9. ДАЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ РАДИОСИСТЕМ § 9.1. ДАЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ РАДИОЛИНИЙ § 9.2. ОБОБЩЕННОЕ УРАВНЕНИЕ ДАЛЬНОСТИ РАДИОЛОКАЦИОННОГО НАБЛЮДЕНИЯ В СВОБОДНОМ ПРОСТРАНСТВЕ § 9.3. ВЛИЯНИЕ ОТРАЖЕНИЯ РАДИОВОЛН ОТ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ НА ДАЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ РЛС § 9. 4. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН НА ДАЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ И РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ ГЛАВА 10. ТОЧНОСТЬ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ МЕТОДОВ МЕСТООПРЕДЕЛЕНИЯ § 10.1. ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИОНАВИГАЦИОННОГО ПАРАМЕТРА § 10.2. ПОГРЕШНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛИНИЙ ПОЛОЖЕНИЯ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ § 10.3. ПОГРЕШНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ОБЪЕКТА ПОЗИЦИОННЫМ МЕТОДОМ § 10.4. РАБОЧИЕ ЗОНЫ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ § 10.5. ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО ФАКТОРА РАДИОНАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ И УСЛОВИЙ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН НА ТОЧНОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТА ГЛАВА 11 ПОИСК СИГНАЛОВ В РАДИОЛОКАЦИОННЫХ И РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ § 11.1. ПОИСК СИГНАЛОВ ПО УГЛОВЫМ КООРДИНАТАМ, ДАЛЬНОСТИ И СКОРОСТИ § 11.2. МЕТОДЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ОБЗОРА ПРОСТРАНСТВА § 11.3. МНОГОКАНАЛЬНЫЙ И УПРАВЛЯЕМЫЙ ОБЗОР ПРОСТРАНСТВА § 11.4. ОСОБЕННОСТИ ПОИСКА СИГНАЛОВ В РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ ГЛАВА 12. ВЫДЕЛЕНИЕ СИГНАЛОВ ДВИЖУЩИХСЯ ЦЕЛЕЙ НА ФОНЕ ПАССИВНЫХ ПОМЕХ § 12. 1. МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОТ ПАССИВНЫХ ПОМЕХ § 12.2. СЕЛЕКЦИИ ДВИЖУЩИХСЯ ЦЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТА ДОПЛЕРА § 12.3. АНАЛОГОВАЯ И ЦИФРОВАЯ ФИЛЬТРАЦИИ В СИСТЕМАХ СЕЛЕКЦИИ ДВИЖУЩИХСЯ ЦЕЛЕЙ § 12.4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМЫ СЕЛЕКЦИИ ДВИЖУЩИХСЯ ЦЕЛЕЙ И ЕЕ ЗАВИСИМОСТЬ ОТ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ § 12.5. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ СЕЛЕКЦИИ ДВИЖУЩИХСЯ ЦЕЛЕЙ ГЛАВА 13. ФАЗОВЫЕ И ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВЫЕ РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ § 13.1. ОСОБЕННОСТИ ФАЗОВЫХ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ. ФАЗОВЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ § 13.2. МНОГОЧАСТОТНЫЕ ФАЗОВЫЕ РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ § 13.3. УСТРАНЕНИЕ МНОГОЗНАЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ В МНОГОЧАСТОТНЫХ ФАЗОВЫХ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ § 13.4. ПОСТРОЕНИЕ ПРИЕМОИНДИКАТОРОВ МНОГОЧАСТОТНЫХ ФАЗОВЫХ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ § 13.5. ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВЫЕ РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ § 13.6. УСТРАНЕНИЕ МНОГОЗНАЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ В ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВЫХ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ § 13.7. ПОСТРОЕНИЕ ЦИФРОВЫХ ПРИЕМОИНДИКАТОРОВ ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВЫХ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ ГЛАВА 14 СПУТНИКОВЫЕ РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ § 14. 1. СПУТНИКОВЫЕ РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ § 14.2. СПУТНИКОВЫЕ РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ § 14.3. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ АППАРАТУРЫ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ СПУТНИКОВЫХ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ ГЛАВА 15. ИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ СИГНАЛОВ В РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ § 15.2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СЛЕДЯЩИХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ § 15.3. РАСЧЕТ ДИСПЕРСИИ ОЦЕНКИ ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ В СЛЕДЯЩИХ ИЗМЕРИТЕЛЯХ ПРИ ДЕЙСТВИИ ФЛУКТУАЦИОННЫХ ПОМЕХ § 15.4. КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВРЕМЕННЫХ ДИСКРИМИНАТОРОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРОСТЫХ СИГНАЛОВ § 15.5. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ДИСКРИМИНАТОРОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СЛОЖНЫХ СИГНАЛОВ ГЛАВА 16 ЧАСТОТНЫЕ ДАЛЬНОМЕРНЫЕ СИСТЕМЫ § 16.1. ЧАСТОТНЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ § 16.2. СОВМЕСТНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ДАЛЬНОСТИ И СКОРОСТИ ОБЪЕКТА ЧАСТОТНЫМ МЕТОДОМ § 16.3. ИЗМЕРЕНИЕ ДАЛЬНОСТИ МНОГИХ ОБЪЕКТОВ § 16.4. ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЧАСТОТНОГО МЕТОДА В РАДИОВЫСОТОМЕРАХ ГЛАВА 17. РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ § 17. 1. ДОПЛЕРОВСКИЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ПУТЕВОЙ СКОРОСТИ И УГЛА СНОСА § 17.2. ИЗМЕРЕНИЕ ПУТЕВОЙ СКОРОСТИ И УГЛА СНОСА МНОГОЛУЧЕВЫМИ СИСТЕМАМИ § 17.3. ПОСТРОЕНИЕ ДОПЛЕРОВСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ВЕКТОРА СКОРОСТИ § 17.4. КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ПУТЕВОЙ СКОРОСТИ И УГЛА СНОСА § 17.5. ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ В СОСТАВЕ НАВИГАЦИОННОГО КОМПЛЕКСА ГЛАВА 18. МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ § 18.1. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ § 18.2. ТОЧНОСТЬ И РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ РАДИОСИСТЕМ ПРИ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ ОБРАБОТКЕ § 18.3. РЛС БОКОВОГО ОБЗОРА С СИНТЕЗИРОВАНИЕМ АПЕРТУРЫ § 18.4. СЛЕДЯЩИЕ ИЗМЕРИТЕЛИ НАПРАВЛЕНИЯ § 18.5. ОДНОКАНАЛЬНЫЕ СЛЕДЯЩИЕ ИЗМЕРИТЕЛИ НАПРАВЛЕНИЯ С КОНИЧЕСКИМ СКАНИРОВАНИЕМ § 18.6. МОНОИМПУЛЬСНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛИ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ § 18.7. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ В ЦИФРОВОЙ КОД ГЛАВА 19. ОПТИЧЕСКАЯ ЛОКАЦИЯ § 19.1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПТИЧЕСКОЙ ЛОКАЦИИ § 19.2. ОПТИМАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ В ОПТИЧЕСКИХ ЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ ГЛАВА 20. РАДИОТЕПЛОЛОКАЦИЯ § 20.1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПАССИВНОЙ РАДИОЛОКАЦИИ § 20.2. ОБНАРУЖЕНИЕ РАДИОТЕПЛОВЫХ СИГНАЛОВ. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ РАДИОМЕТРОВ § 20.3. ИЗМЕРЕНИЕ КООРДИНАТ ОБЪЕКТОВ С ПОМОЩЬЮ РАДИОТЕПЛОЛОКАТОРОВ ГЛАВА 21 СИСТЕМЫ РАДИОПРОТИВОДЕЙСТВИЯ. ЗАЩИТА ОТ АКТИВНЫХ ПОМЕХ § 21.1. МЕТОДЫ РАДИОПРОТИВОДЕЙСТВИЯ. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ АКТИВНЫХ ПОМЕХ § 21.2. СИСТЕМЫ РАДИОТЕХНИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ § 21.3. МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОТ АКТИВНЫХ ПОМЕХ ГЛАВА 22. МЕТОДЫ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ И КОМПЛЕКСИРОВАНИЕ СИСТЕМ § 22.2. МЕТОДЫ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ § 22.3. КОМПЛЕКСНЫЕ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ § 22.4. НАВИГАЦИОННЫЕ КОМПЛЕКСЫ САМОЛЕТОВ И СУДОВ ЗАКЛЮЧЕНИЕ Список литературы

Применение микроволновых радиоволн

Что такое микроволновые радиоволны?

Радиоволны — это электромагнитные волны, используемые в различных формах беспроводной связи, таких как телевидение, радио и мобильные телефоны. Эти устройства преобразуют микроволновые радиоволны в механические колебания динамика в звуковые волны.

По данным НАСА, радиоволны имеют самую большую длину волны в электромагнитном спектре в диапазоне от 0,04 дюйма (1 миллиметр) до более 62 миль (100 километров) и частоты от 3 кГц до 3000 ГГц. Они могут путешествовать на большие расстояния и двигаться со скоростью света, что делает радиоволны критически важными в коммуникационных технологиях.

 

Как были открыты радиоволны?

Радиоволны были открыты еще в 1870-х годах шотландским физиком Джеймсом Клерком Максвеллом, но именно Генрих Герц, немецкий физик, применил теории Максвелла для первой передачи и приема радиоволн. Отсюда и название единицы частоты электромагнитной волны — один цикл в секунду называется Герц.

 

Радиоспектр

Радиоволны относятся к низкочастотной части электромагнитного спектра и используются в основном для сигналов связи. Такие приложения, как гражданский диапазон, радио AM и FM, радар и телевидение, работают в зависимости от их положения в спектре.

Радиоволны делятся на части или полосы по частоте.

Диапазон: крайне низкие частоты (ELF)

Диапазон частот: <3 кГц

Диапазон длин волн: >100 км

Диапазон: очень низкие частоты (VLF) От 10 до 100 км

Диапазон: Низкочастотный (НЧ)

Диапазон частот: от 30 до 300 кГц

Диапазон длин волн: от 1 м до 10 км

Диапазон: Среднечастотный (СЧ)

Диапазон частот: от 300 кГц до 3 МГц

Диапазон длин волн: от 100 м до 1 км

Диапазон: высокие частоты (HF)

Диапазон частот: от 3 до 30 МГц

Диапазон длин волн: от 10 до 100 м

6 Диапазон

7 : Очень высокая частота (VHF)

Диапазон частот: от 30 до 300 МГц

Диапазон длин волн: от 1 до 10 м

Диапазон: Ультравысокие частоты (UHF)

Диапазон частот: от 300 МГц до 3 ГГц

Диапазон длин волн: от 10 см до 1 м

Диапазон: сверхвысокочастотный (СВЧ)

Диапазон частот: от 3 до 30 ГГц

Диапазон длин волн: от 1 до 1 см

Диапазон: сверхвысокие частоты (КВЧ)

Диапазон частот: от 30 до 300 ГГц

Диапазон длин волн: от 1 мм до 1 см

 

Микроволны являются частью радиоспектра и работают на частоте примерно от 1 до 100 ГГц и на длине волны примерно от 1 до 1000 мм. Эта область спектра идеальна для микроволновых печей и GPS (глобальной системы позиционирования) для космических аппаратов и спутниковой связи.

Сегодня микроволновые радиоволны широко используются в телекоммуникационной отрасли, например, в прямом теле- и радиовещании, по многим причинам. Во-первых, микроволновые печи требуют меньше обслуживания. Во-вторых, он очень надежен и требует небольших антенн. В-третьих, микроволновые радиоволны могут нести большой объем информации благодаря высоким рабочим частотам.

Микроволновые радиоволны в основном используются в системах прямой связи для передачи видео- и голосовой информации в аналоговых и цифровых форматах из одной области в другую. Микроволновые радиостанции также используются для дистанционного управления машинами, переключателями и сигналами.

ELF или Чрезвычайно низкая частота идеально подходит для связи на подводных лодках и в шахтах. С другой стороны, LF (низкая частота) и MF (средняя частота) подходят для морских и авиационных радиостанций. HF (высокая частота), VHF (очень высокая частота) и UHF (сверхвысокая частота) работают для телевизионного вещания, мобильных телефонов, GPS (глобальная система позиционирования) и FM-радио.

 

Для чего используются радиоволны?

Радиоволны в основном используются для передачи информации из одного места в другое через пространство или воздух, как радар.

Ниже приведены области применения радиоволн в различных отраслях промышленности:

• Навигация для кораблей и самолетов, радиоволны используются для сигналов радиосвязи и пеленгатора (например, компаса)
• Радарная система — радиоволны используются для отправки сигналов и получения изображения от объектов на их пути
• GPS или глобальная система позиционирования
• Мобильные телефоны
• Радиотелескопы
• Радиоволны дальнего действия позволяют астронавтам связываться с Землей из космоса с помощью искусственных спутников.
• Радиоволны используются в системах управления ракетами и искусственными спутниками, а также в других устройствах, активируемых радиоволнами

 

---

RF Engineering and Energy Resource имеет 20-летний опыт производства продукции внутри страны и за рубежом. Мы находимся в Портедж, штат Мичиган, и рады предложить свои услуги здесь и в окрестностях: Каламазу, Портедж, Скоттс, Фултон, Виксбург, Скулкрафт, Маттаван, Делтон и Батл-Крик

радиоволн | Encyclopedia.com

Распространение радиоволн

Передача радиоволн

Модуляция звуковой волны

Ресурсы

Радиоволны представляют собой форму электромагнитного излучения с относительно длинными волнами и низкими частотами. Радиосекция электромагнитного спектра включает волны с частотами от примерно 10 килогерц (тысячи циклов в секунду) до примерно 60 000 мегагерц. Этот частотный диапазон соответствует длинам волн между 98 000 футов или 30 000 м и 0,2 дюйма или 0,5 см. Коммерческая ценность радиоволн как средства передачи звуков была впервые оценена итальянским изобретателем Гульельмо Маркони в 1890-х годах. Изобретение Маркони привело к появлению беспроводного телеграфа, радио и, в конечном итоге, к таким вариациям, как AM-радио, FM-радио и CB (гражданское радио).

Радиоволны распространяются тремя разными путями от точки распространения до точки обнаружения. Эти три пути проходят через тропосферу, через землю и за счет отражения от ионосферы. Первый из этих маршрутов самый прямой. Радиоволна, генерируемая и передаваемая из точки А, может проходить по относительно прямой линии через нижние слои атмосферы во вторую точку В, где ее присутствие может быть обнаружено приемником. Это распространение «прямой видимости» похоже на передачу луча света из одной точки в другую на поверхности Земли. И, как и в случае со светом, эта форма распространения радиоволн ограничена кривизной земной поверхности.

Однако это описание слишком упрощено. Радиоволны отклоняются по-разному, когда они проходят через тропосферу. Например, они могут отражаться, преломляться или преломляться молекулами воздуха, через которые они проходят. Как следствие, радиоволны могут выходить за пределы оптического горизонта Земли и в какой-то степени следовать кривизне Земли.

Передача в пределах прямой видимости приобрела новое измерение с изобретением спутников связи. Сегодня радиоволна может быть направлена ​​на орбитальный спутник, путешествующий в верхних слоях атмосферы. Затем этот спутник может ретранслировать сигнал обратно на поверхность Земли, где его может принять ряд приемных станций. Спутники связи могут быть двух типов. Один, пассивный спутник, просто обеспечивает поверхность, от которой могут отражаться радиоволны. Другой тип, активный спутник, улавливает сигнал, полученный с поверхности Земли, усиливает его, а затем ретранслирует на наземные приемные станции.

Поскольку радиоволны распространяются во всех направлениях от передающей антенны, некоторые из них могут отражаться от земли к приемной антенне, где их можно обнаружить. Такие волны также могут передаваться по поверхности Земли в форме, известной как поверхностные волны. Радиоволны, передача которых происходит в связи с поверхностью Земли, могут модифицироваться из-за изменяющихся условий грунта, таких как неровности поверхности или количество влаги в грунте.

Наконец, радиоволны могут передаваться путем отражения от ионосферы. Когда волны с частотами примерно до 25 мегагерц (иногда выше) проецируются в небо, они отражаются от области ионосферы, известной как слой E. Слой E — это область с высокой электронной плотностью, расположенная примерно в 80 км над поверхностью Земли. Некоторое отражение происходит и от слоя F ионосферы, расположенного примерно в 120 милях (200 км) над поверхностью Земли. Радиоволны, отраженные ионосферой, также известны как небесные волны.

Радиоволна, выходящая из передающей антенны, возникает как звук, произносимый в микрофон. Микрофон – это устройство для преобразования звуковой энергии в электрическую. Микрофон выполняет это преобразование с помощью любого из ряда механизмов. Например, в угольном микрофоне звуковые волны, попадающие в устройство, вызывают вибрацию корпуса, содержащего углеродные гранулы. Вибрирующие угольные гранулы, в свою очередь, вызывают изменение электрического сопротивления внутри угольного ящика, что приводит к возникновению электрического тока различной силы.

В кристаллическом микрофоне используется пьезоэлектрический эффект — создание слабого электрического тока, вызванного деформацией кристалла в микрофоне. Величина производимого тока соответствует величине звуковой волны, поступающей в микрофон.

Электрический ток, производимый внутри микрофона, затем проходит в усилитель, где сила тока значительно увеличивается. Затем ток передается на антенну, где переменное электрическое поле, связанное с током, инициирует электромагнитную волну в воздухе вокруг антенны. Именно эта радиоволна затем распространяется в пространстве с помощью одного из механизмов, описанных выше.

Радиоволну можно обнаружить с помощью механизма, который по существу является обратным описанному здесь процессу. Волна перехватывается антенной, которая преобразует волну в электрический сигнал, который передается на радио или телевизор. В радиоприемнике или телевизоре электрический сигнал преобразуется в звуковую волну, которая может транслироваться через динамики.

Описанная выше простая схема передачи не может использоваться для коммерческого вещания. Если бы все дюжина станций передавали звуки с помощью описанного выше механизма, принимающая станция уловила бы искаженную комбинацию всех передач. Чтобы предотвратить помехи от ряда передающих станций, все широковещательные радиоволны сначала модулируются.

Модуляция — это процесс, при котором звуковая волна добавляется к основной радиоволне, известной как несущая. Например, звуковой сигнал может быть электронным образом добавлен к несущему сигналу для создания нового сигнала, подвергнутого амплитудной модуляции (АМ). Амплитудная модуляция означает, что амплитуда (или размер) волны исходной звуковой волны была изменена путем добавления ее к несущей волне.

Звуковые волны также можно модулировать таким образом, чтобы их частота изменялась. Например, к несущему сигналу можно добавить звуковую волну, чтобы получить сигнал с той же амплитудой, но с другой частотой. Звуковая волна в этом случае подверглась частотной модуляции (ЧМ).

Сигналы AM и FM должны декодироваться на принимающей станции. В любом случае несущая волна электронным способом вычитается из радиоволны, принимаемой приемной антенной. После этого процесса остается исходная звуковая волна, закодированная, разумеется, в виде электрического сигнала.

Федеральная комиссия по связи США присваивает всем радиовещательным станциям характерные несущие частоты. Эта система позволяет

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ

0006 Антенна — Электрический проводник, используемый для передачи или приема радиоволн.

Несущая волна — Радиоволна с заданной характеристической частотой для данной станции, к которой добавляется звуковая электрическая волна, несущая сообщение.

Электромагнитный спектр — Диапазон электромагнитного излучения, включающий радиоволны, рентгеновские лучи, видимый свет, ультрафиолетовый свет, инфракрасное излучение, гамма-лучи и другие формы излучения.

Частота — Количество вибраций, циклов или волн, проходящих через определенную точку в секунду.

Герц — Единица измерения частоты, сокращенно Гц. Один герц — это один цикл в секунду.

Модуляция — Добавление звуковой электрической волны к несущей.

Пьезоэлектричество— Слабый электрический ток, возникающий при деформации кристалла.

Распространение — Распространение волны из общего источника.

Тропосфера — Слой воздуха высотой до 24 км над поверхностью Земли, также известный как нижняя атмосфера.

Длина волны — Расстояние между двумя последовательными гребнями или впадинами волны.

количество станций, работающих в одной зоне без перекрытия. Таким образом, две станции, находящиеся на расстоянии нескольких миль друг от друга, могут передавать одну и ту же программу, но они будут звучать по-разному (и иметь разные электрические сигналы), потому что каждая из них была наложена на другой несущий сигнал.

Приемные станции могут обнаружить разницу между этими двумя передачами, потому что они могут настроить свое оборудование на прием только той или иной несущей частоты.