Радіохвилі і людина. Про що розповість невидиме?

В наше життя всерйоз і надовго увійшли радіохвилі - електромагнітні коливання простору. Це і стільникові телефони, і телебачення, і мікрохвильові печі, і лікувальна апаратура, і багато-багато іншого.

Хоча самі хвилі ми не бачимо, вони можуть багато чого побачити і розповісти. Давно і успішно радіохвилі застосовуються в радіолокації. Радіолокатор - такий пристрій, який за допомогою електромагнітних хвиль може спостерігати різні предмети на великій відстані або ті, що не бачать наші очі, а також відстежувати їх характеристики. Інші назви - радіолокаційна станція (РЛС) або радар (скорочено від англ. Radio Detection and Ranging - радіовиявлення і дальнометрія).

У повсякденному житті ми досить часто зустрічаємося з цими пристроями. І якщо в нашому уявленні радар - це якась військова штуковина з величезними антенами і великим радіусом дії (як той, наприклад, який НАТО хоче встановити в Чехії і спостерігати за повітряною обстановкою за тисячі кілометрів), то цікаво буде дізнатися, що є, наприклад, і ручні види цієї апаратури. У інспектора ДПС це радар - вимірювач швидкості, гроза лихачів. У шукача скарбів - металодетектор, можливість зірвати непоганий куш. У будівельника або геодезиста - далекомір, цей прилад використовує лазерний імпульс і теж працює як свого роду локатор. Навіть жінки все частіше користуються радаром. Паркувальним.

В основі роботи більшості пристроїв лежить один і той же принцип - явище відбиття радіохвиль від перешкод. Це явище спостерігав ще Генріх Герц в 1886-89 роках, коли проводив свої експерименти. А випробування першої в світі радіолокаційної станції пройшли в 1934 році в Ленінграді. Але це були перші, дуже боязкі кроки в цій області.

Випромінюється антеною зі швидкістю світла сигнал у вигляді імпульсів або безперервних коливань розсіюється зустрічається на його шляху перешкодою. Частина сигналу повертається назад в приймач, обробляється, і на основі вимірювання його параметрів робляться висновки про характеристики перешкоди. Кількість електромагнітної енергії, що повернулася назад, говорить про розмірах і конфігурації предмета. Вимірюючи затримку часу між випромененим сигналом і прийнятим, розраховують дальність. Порівнюючи частоту відбитої хвилі і частоту випромінювання, судять про швидкість об'єкта. (Так званий ефект Допплера. Цим способом дуже точно вимірюють швидкість не тільки рухомих автомобілів, але і набагато більш великих тіл, наприклад, планет.) Таким чином, знаючи напрямок, звідки прийшов сигнал, отримуємо координати цілі і характеристики її руху.

У залежності від області застосування, радари розрізняються приналежністю до військових або цивільних організаціям, типом зондуючого сигналу, потужністю, зоною дії, способом огляду простору, частотним діапазоном і багатьма іншими параметрами.

Напевно деякі бачили такі пристрої поблизу аеропортів. Це великі, витягнуті по горизонту сітчасті овали або прямокутники, які крутяться навколо своєї осі. З їх допомогою на центральний пульт надходить інформація про всі повітряних суднах, які перебувають в зоні видимості РЛС. У цьому випадку овал у вигляді сітчастої конструкції є відбивачем приймально-передавальної антени, за допомогою якої станція передає і приймає відбиті імпульси. В якості пристрою відображення повітряного простору у оператора є індикатор кругового огляду, на якому синхронно з обертанням антени обертається розгортка екрану. На цьому екрані у вигляді крапок або рисок відображаються літаки і їх характеристики, які в даний час «бачить» наш радар. Орієнтуючись по ним, диспетчер віддає ті чи інші вказівки пілотам.

Треба сказати, що в даний час більшість сучасних літальних і плавальних апаратів мають подібні пристрої на своєму борту. Адже це очі і вуха команди в сучасний століття швидкостей і миттєво мінливої обстановки.

Складно перерахувати всі види озброєння та області народного господарства, що використовують у своїй діяльності радіолокацію. Впровадження обчислювальної техніки, досягнення в галузі науки дозволили зробити величезний крок у розвитку військових комплексів, навігації, метеорології, астрономії, розвідки корисних копалин і багато чого іншого, де використовується радіолокація.

Сучасні радари і виглядають по-іншому. Їм вже не обов'язково крутити свою антену механічно. При використанні фазированной антеною решітки - сучасного виду приймально-передавального пристрою - формування променя, скануючого простір, відбувається за допомогою керуючого напруги, що подається на спеціальні елементи (фазовращателі). Обробка сигналу і керування здійснюється потужною системою обчислення, що дозволяє отримати дані з високою точністю. Та й відображення обстановки можна вивести на плазмовий екран з накладеною супутникової картою місцевості і прикріпленою легендою кожного спостережуваного або супроводжуваного об'єкта.

Єдине, що залишається незмінним, це принципи роботи радіолокації, відкриті на кордоні 19-20 століть, і службовці нам досі.