현대 전쟁은 신속하고 순간적입니다. 종종 전투에서의 승자는 잠재적 인 위협을 감지하고 그에 적절하게 대처할 수있는 사람입니다. 70 년 이상 동안 전파의 방출과 다양한 물체로부터의 반사 물 등록에 기반한 레이더 방법이 육지, 바다 및 공기의 적을 탐색하는 데 사용되었습니다. 이러한 신호를 보내고받는 장치를 레이더 스테이션 (레이더) 또는 레이더라고합니다.
"레이더"라는 용어는 1941 년에 시작된 영어 약어 (라디오 탐지 및 거리 측정)이지만 오랫동안 독립적 인 단어가되었으며 세계의 대부분의 언어로 입력되었습니다.
레이더의 발명은 확실히 획기적인 사건입니다. 현대 세계는 레이더 방송국 없이는 상상하기 어렵습니다. 그들은 항공, 해상 운송, 레이더 날씨의 도움으로 교통 규칙 위반자가 발견되고 지구의 표면을 스캔하는 데 사용됩니다. 레이더 시스템 (RLK)은 우주 산업과 네비게이션 시스템에 적용되어왔다.
그러나 가장 널리 사용되는 레이더는 군대에서 발견됩니다. 이 기술은 원래 군사 요구를 위해 만들어졌으며 2 차 세계 대전이 시작되기 직전에 실제 구현 단계에 도달했다고합니다. 이 충돌에 적극적으로 참여한 모든 가장 큰 국가 (결과없이)는 적의 배와 항공기의 정찰과 탐지를 위해 레이더를 사용했습니다. 레이더 사용은 유럽과 태평양 전쟁에서 여러 가지 상징적 인 전투의 결과를 결정했다고 말할 수 있습니다.
오늘날 레이더는 대륙간 탄도 미사일의 발사 추적에서 포병 정찰에 이르기까지 매우 광범위한 군사 업무를 해결하는 데 사용됩니다. 각 항공기, 헬리콥터, 전함에는 자체 레이더 단지가 있습니다. 레이다는 대공 방어 시스템의 기초입니다. 단계별 안테나 배열을 갖춘 최신 레이더 단지는 유망한 러시아 탱크 인 "Armata"에 설치 될 것입니다. 일반적으로 현대 레이더의 다양성은 놀랍습니다. 이들은 크기, 특성 및 목적이 다른 완전히 다른 장치입니다.
오늘날 러시아는 레이더 발전소의 개발 및 생산에있어 세계적으로 인정받는 지도자 중 하나라고 말할 수 있습니다. 그러나 레이더 시스템의 발전 추세에 대해 이야기하기 전에 레이더 시스템의 역사뿐만 아니라 레이더 작동 원리에 대해서도 언급해야합니다.
레이더는 어떻게 작동합니까?
위치는 무언가의 위치를 결정하는 방법 (또는 과정)입니다. 따라서, 무선 표정이란, 레이다 또는 레이더라고 불리는 장치에 의해 발사되어 수신되는 전파를 이용하여 우주의 물체 또는 물체를 검출하는 방법이다.
1 차 레이더 또는 수동 레이더의 물리적 인 원리는 매우 간단합니다. 즉, 전파를 공간으로 전달하며 주변의 물체에서 반사되어 반사 된 신호 형태로 되돌아옵니다. 레이더는이를 분석하여 우주의 특정 지점에서 물체를 감지 할 수 있으며 속도, 고도, 크기 등 주요 특성을 나타낼 수 있습니다. 모든 레이더는 여러 구성 요소로 구성된 복잡한 무선 엔지니어링 장치입니다.
모든 레이더의 구성에는 신호 송신기, 안테나 및 수신기라는 세 가지 주요 요소가 포함됩니다. 모든 레이더 방송국은 두 개의 큰 그룹으로 나눌 수 있습니다 :
- 충동;
- 지속적인 행동.
펄스 레이더 송신기는 짧은 시간 동안 전자파를 방출하며, 다음 신호는 첫 번째 펄스가 반송되어 수신기로 들어간 후에 만 전송됩니다. 펄스 반복 주파수 - 레이더의 가장 중요한 특징 중 하나입니다. 저주파 레이더는 분당 수백 개의 펄스를 전송합니다.
펄스 레이더의 안테나는 수신 및 전송시 모두 작동합니다. 신호가 방출 된 후 송신기는 잠시 꺼지고 수신기는 켜집니다. 그의 수신 후 반대 과정입니다.
펄스 레이더는 단점과 장점을 모두 가지고 있습니다. 그들은 한 번에 여러 대상의 범위를 결정할 수 있습니다. 이러한 레이더는 하나의 안테나로 쉽게 수행 할 수 있으며 그러한 장치의 표시기는 간단합니다. 그러나, 그러한 레이다에 의해 방출되는 신호는 다소 큰 전력을 가져야한다. 펄스 패턴에 의해 수행되는 모든 최신 추적 레이더를 추가 할 수도 있습니다.
펄스 레이다 방송국, 마그네트론, 또는 진행파 램프는 일반적으로 신호 원으로 사용됩니다.
레이더 안테나는 전자기 신호를 집속하여 전송하고, 반사 된 펄스를 집어 수신기로 전송합니다. 서로 다른 안테나로 신호의 수신과 전송이 이루어지는 레이더가 있으며 서로 상당한 거리에 위치 할 수 있습니다. 레이더 안테나는 전자기파를 원이나 특정 섹터에서 방출 할 수 있습니다. 레이더 빔은 나선형 또는 원뿔형 일 수 있습니다. 필요하다면, 레이더는 움직이는 표적을 모니터 할 수 있으며, 특별한 시스템의 도움으로 끊임없이 지시 할 수 있습니다.
수신기의 기능은 수신 된 정보를 처리하여 조작자가 판독 한 화면으로 전송하는 것입니다.
펄스 레이더 외에도 지속적으로 전자기파를 방출하는 연속 레이다가 있습니다. 그들의 작업에서 그러한 레이더 방송국은 도플러 효과를 사용한다. 신호 원에 접근하는 물체에서 반사되는 전자기파의 주파수는 물체가 멀리 떨어져있는 것보다 높습니다. 방출 된 펄스의 주파수는 변경되지 않습니다. 이 유형의 레이더는 고정 된 물체를 고정시키지 않습니다. 수신기는 방사되는 주파수보다 높거나 낮은 주파수의 물체만을 집어냅니다.
전형적인 도플러 레이더는 교통 경찰이 차량의 속도를 결정하는 데 사용하는 레이더입니다.
연속 동작 레이더의 주된 문제는 물체까지의 거리를 결정할 수 없다는 점이지만, 작동 중에는 레이더와 대상 사이 또는 물체 뒤에서 고정 된 물체로부터의 간섭이 없습니다. 또한 도플러 레이더는 매우 간단한 장치로 저전력 신호를 작동시키는 데 충분합니다. 또한 지속적인 방사능을 지닌 현대적인 레이더 방송국은 물체까지의 거리를 결정할 수있는 능력이 있음을 주목해야한다. 이것은 작동 중 레이더의 주파수를 변경하여 수행됩니다.
펄스 레이더 작동의 주된 문제 중 하나는 고정 된 물체에서 오는 간섭입니다. 일반적으로 지구 표면, 산, 언덕입니다. 항공기의 공중 펄스 레이더가 작동 중일 때, 아래의 모든 물체는 지구 표면에서 반사 된 신호에 의해 "흐려집니다". 우리가 지상 또는 선박용 레이더 단지에 관해 이야기한다면,이 문제는 저고도에서 비행하는 표적을 탐지 할 때 나타난다. 이러한 간섭을 제거하기 위해 동일한 도플러 효과가 사용됩니다.
기본 레이더 외에도 항공기를 식별하기 위해 항공기에서 사용되는 2 차 레이더가 있습니다. 송신기, 안테나 및 수신 장치 외에도 이러한 레이더 시스템의 구성에는 항공기 트랜스 폰더가 포함됩니다. 전자기 신호가 조사 될 때, 응답자는 높이, 경로, 보드 번호 및 국적에 대한 추가 정보를 발행합니다.
또한 레이더 방송국은 그들이 운용하는 전파의 길이와 주파수로 나눌 수 있습니다. 예를 들어 지구 표면을 연구하고 상당한 거리에서 작업하는 데는 0.9-6m (주파수 50-330MHz) 및 0.3-1m (주파수 300-1000MHz)의 파도가 사용됩니다. 7.5-15cm의 파장을 가진 레이더는 항공 교통 관제에 사용되며, 미사일 발사 탐지 기지의 지평선 레이더는 길이가 10m에서 100m 인 파도에서 작동합니다.
레이더의 역사
레이더에 대한 생각은 전파 발견 직후에 나타났습니다. 1905 년 독일의 지멘스 (Hemeier) 지사의 Christian Hülsmeier는 전파를 사용하여 큰 금속 물체를 감지 할 수있는 장치를 만들었습니다. 발명가는 시야가 좋지 않은 상황에서 충돌을 피할 수 있도록 선박에 설치를 제안했습니다. 그러나 운송 회사는 새로운 장치에 관심이 없습니다.
실험은 러시아에서 레이더로 수행되었습니다. 19 세기 말에 러시아 과학자 인 포프 (Popov)는 금속 물체가 전파의 전파를 방지한다는 것을 발견했다.
20 대 초반에는 미국 엔지니어 Albert Taylor와 Leo Yang이 전파를 사용하여 통과하는 선박을 탐지했습니다. 그러나 그 당시 라디오 산업의 상태는 레이더 방송국의 산업 디자인을 만드는 것이 어려웠습니다.
실용적인 문제를 해결하는 데 사용할 수있는 첫 번째 레이더 방송국은 30 대 중반에 영국에서 나타났습니다. 이 장치는 매우 컸으며 육지 또는 대형 선박의 갑판에만 설치할 수있었습니다. 1937 년에만 항공기에 설치할 수있는 소형 레이더 프로토 타입이 만들어졌습니다. 제 2 차 세계 대전이 시작될 무렵, 영국은 체인 홈 (Chain Home)이라는 개발 된 레이더 스테이션 체인을 가지고있었습니다.
독일에서 유망한 새로운 방향으로 관여했습니다. 또한, 성공적이지 못한 것으로 말 해져야합니다. 1935 년 초, 독일 함대 사령관 인 Reder는 전자 빔 디스플레이가 장착 된 기능하는 레이더로 나타났습니다. 나중에 그것을 바탕으로 레이다의 일련의 샘플을 만들었습니다 : 해군을위한 Seetakt와 대공 방어를위한 Freya. 1940 년 Würzburg 레이더 사격 통제 시스템이 독일군에 유입되기 시작했습니다.
그러나, 무선 표적 분야의 독일 과학자와 엔지니어의 분명한 업적에도 불구하고, 독일군은 레이더를 나중에 영국인으로 사용하기 시작했다. 히틀러와 제국의 정상은 레이더를 독점적으로 방어 무기로 간주했으며, 승리 한 독일군은 실제로 필요하지 않았습니다. 이런 이유 때문에 독일군의 특성상 최소한 영국군만큼 좋았지 만 독일군은 영국 전투 시작시 배치 된 프레야 레이다 8기만을 가지고있었습니다. 일반적으로 우리는 영국 전투의 결과와 유럽의 하늘에있는 Luftwaffe와 연합국 공군 간의 대결을 결정하는 것이 바로 레이더의 성공적인 사용이라고 말할 수 있습니다.
나중에, Würzburg 체계의 기초에 독일인은 "Kammuber 선"에게 불린 공기 방위선을 창조했다. 특수 부대를 사용하여 연합군은 독일 레이더의 작업에 대한 비밀을 밝힐 수 있었기 때문에 효과적으로 잼 할 수있었습니다.
영국군이 미국인과 독일인에 의해 나중에 "레이다"경주에 참가 했음에도 불구하고, 그들은 결승선에서 그들을 추월 할 수 있었고 가장 발전된 항공기 레이더 탐지 시스템으로 제 2 차 세계 대전의 시작에 접근 할 수있었습니다.
이미 1935 년 9 월에 영국군은 전쟁 전에 20 대의 레이더를 포함하는 레이더 기지 네트워크를 구축하기 시작했습니다. 그것은 유럽 해안에서 영국 제도에 대한 접근을 완전히 차단했습니다. 1940 년 여름에는 영국 엔지니어가 공진 형 마그네트론을 만들었는데, 나중에 영국식 항공기에 설치된 항공기 레이더 스테이션의 기초가되었습니다.
소련에서 수행 된 군사용 레이더 분야에서의 작업. 소련에서 레이더를 사용하여 항공기를 탐지 한 최초의 성공적인 실험은 30 대 중반에 수행되었습니다. 1939 년에 첫 번째 레이더 인 RUS-1은 적군과 1940 년에 RUS-2로 채택되었습니다. 이 두 스테이션 모두 대량 생산되었습니다.
2 차 세계 대전은 레이더 사용의 높은 효율성을 분명히 보여주었습니다. 따라서, 완료 후 새로운 레이더의 개발은 군사 장비 개발의 우선 순위 중 하나가되었습니다. 시간이 지나면 항공기 레이더는 모든 군용기와 선박을 예외없이 받아 들였고 레이더는 대공 방어 시스템의 기초가되었습니다.
냉전 기간 동안 미국과 소련은 새로운 대륙간 탄도 미사일 인 파괴적인 무기를 가지고있었습니다. 이 로켓 발사 감지는 삶과 죽음의 문제가되었습니다. 소련의 과학자 니콜라이 카바 노프 (Nikolai Kabanov)는 장거리 (최대 3 천 km)의 적기를 탐지하기 위해 짧은 전파를 사용한다는 아이디어를 제안했다. 그것은 매우 간단했습니다. Kabanov는 길이가 10-100 미터 인 전파가 전리층에서 반사되어 지구 표면의 표적을 조사하여 레이더와 같은 방식으로 돌아올 수 있음을 알았습니다.
나중에,이 아이디어에 기초하여, 탄도 미사일의 발사에 대한 지평선 레이더 탐지가 개발되었다. 이러한 레이더의 예는 수십 년 동안 소련의 미사일 발사 경고 시스템의 기초가 된 레이더 스테이션 인 "Daryal"의 역할을 할 수 있습니다.
현재 레이더 기술 개발에있어 가장 유망한 분야 중 하나는 위상 배열 레이더 (PAR)를 만드는 것입니다. 이러한 레이더는 강력한 컴퓨터에 의해 작동되는 전파의 방사기가 하나, 수백 가지가 아닙니다. 헤드 라이트의 서로 다른 출처에서 방출되는 전파는 위상이 일치하거나 반대로 약화되면 서로 증폭 할 수 있습니다.
위상 배열 레이더 신호는 원하는 형태로 제공 될 수 있으며 안테나 자체의 위치를 변경하지 않고 공간 내에서 이동할 수 있으며 다양한 방사 주파수로 작업 할 수 있습니다. 위상 배열 레이더는 기존 안테나를 사용하는 레이더보다 훨씬 신뢰성 있고 민감합니다. 그러나 이러한 레이더에는 단점이 있습니다. 헤드 라이트를 사용하여 레이더를 냉각하는 것이 큰 문제이며 제조가 어렵고 비용이 많이 듭니다.
위상 배열을 갖춘 새로운 레이더 스테이션은 5 세대 전투기에 설치됩니다. 이 기술은 미국의 미사일 조기 경보 시스템에 사용됩니다. 단계별 배열을 갖춘 레이더 단지는 최신 러시아 탱크 인 Armata에 설치됩니다. 러시아는 PAR을 이용한 레이더 개발의 세계 지도자 중 하나임을 주목해야한다.
