A detekcia práce policajného radaru (ukazovateľ rýchlosti) a upozornenie vodiča, že inšpektor dopravnej polície inštrumentálne kontroluje dodržiavanie pravidiel cestnej premávky (SDA).

Pravidlá cestnej premávky stanovujú rýchlostné limity na diaľniciach, za porušenie pravidiel cestnej premávky môže byť vodič pokutovaný alebo administratívne potrestaný (napríklad odobratie vodičského preukazu). Vodiči áut, ktorí chcú byť informovaní o práci dopravnej polície a/alebo v snahe vyhnúť sa trestu za úmyselné alebo neúmyselné porušenie pravidiel cestnej premávky, si na svoje autá nainštalujú radarový detektor. Radarový detektor je pasívne zariadenie, ktoré deteguje ožiarenie policajným radarom a varuje vodiča (systém varovania pred vystavením).

Dizajnové prvky

Najjednoduchšie radarové detektory a radarové detektory sú inštalované za čelným sklom, na vnútornom spätnom zrkadle alebo v aute, pripojené k palubnej sieti (12 voltov) cez zapaľovač cigariet. Zložitejšie neodnímateľné modely na inštaláciu vyžadujú zapojenie špecialistov. Tieto zariadenia sú klasifikované:

• Podľa vyhotovenia: vstavané a nezabudované;
• Podľa kontrolovaných frekvenčných pásiem, na ktorých pracujú policajné radary: X, Ku, K,, Laser;
• Podľa režimu radaru: OEM, Ultra-X, Ultra-K (K-Pulse)/(Smartscan™), Instant-On, POP™, HYPER-X™, HYPER-K™;
• Podľa uhla pokrytia (v stupňoch): všetky smery, blížiace sa, prechádzajúce.

(Prístroje s 360° šírkou odozvy dokážu rozpoznať radary monitorujúce rýchlosť pod uhlom k smeru jazdy a na vzďaľujúcich sa vozidlách.)

• Ak je to možné, väzba na GPS, súradnice Glonass.

Radarové detektory dokážu reagovať na rušenie generované elektrickým vedením, elektrickou dopravou (električka, trolejbus, elektrické lokomotívy), preto je ochrana proti falošným poplachom zabudovaná do mnohých modelov.

Dizajnový prvok „rušenia radaru“ alebo skreslenie rýchlosti narušiteľa určenej policajným radarom, čo z neho v skutočnosti robí „odstraňovač radaru“, je vo všetkých krajinách zakázané. Niektoré radarové detektory navyše dokážu detekovať laserové merače rýchlosti (lidary) ako aj systémy VG-2 (zariadenia, ktoré detegujú radarové detektory).

V rokoch 2010-2012 komplex videonahrávok priestupkov STRELKA-ST, obľúbený ruskou dopravnou políciou, väčšina radarových detektorov nezachytila. V roku 2012 bolo v predaji len niekoľko modelov (túto funkcionalitu ohlásili všetci výrobcovia). Dnes neexistuje jediný radarový detektor, ktorý by nevedel vopred varovať pred „STRELKA-ST“ a „STRELKA-M“.

Koncom leta 2017 sa v rozľahlosti Ruskej federácie objavil najnovší mobilný merač rýchlosti na rázvore s názvom „OSCON-SM“, ktorý stále sebavedomo určuje doslova niekoľko zariadení v cene od 40 000 rubľov.

Vlastnosti použitia radarových detektorov a radarových detektorov

Používanie radarových detektorov a radarových detektorov upravuje zákon.

V niektorých štátoch a federálnych združeniach miestne zákony zakazujú používanie laserových/radarových detektorov. Pred použitím zariadenia sa uistite, že jeho používanie je vo vašej oblasti povolené. Na celom území Ruská federácia, Ukrajine a Bielorusku nie je používanie radarových detektorov zakázané.

Zákony iných krajín

• Rakúsko: Použitie zakázané. Porušovatelia sú vystavení peňažnej pokute a zariadenie je skonfiškované.
• Azerbajdžan: Radarové detektory sú zakázané, neexistuje zákaz používania radarového detektora.
• Albánsko: Neexistuje žiadny zákaz prepravy a používania.
• Bielorusko: Radarové detektory sú v Bielorusku nezákonné. Dopravná polícia však nemá nič proti radarovým detektorom a považuje ich dokonca za užitočné pre bezpečnosť na cestách.
• Belgicko: Zakázala sa výroba, dovoz, držba, ponúkanie na predaj, predaj a bezplatná distribúcia zariadení, ktoré indikujú prítomnosť zariadení na riadenie dopravy a narúšajú ich fungovanie. Za porušenie hrozí trest odňatia slobody na 15 dní až 3 mesiace, prípadne peňažná pokuta. Pri opakovanom porušení sa pokuta zdvojnásobuje. V každom prípade je zariadenie odstránené a zničené.
• Bulharsko: Neexistuje všeobecný zákaz. Použitie je povolené, pokiaľ nezasahuje do merania rýchlosti
• Maďarsko: Držanie, používanie počas jazdy a reklama na radarové detektory je zakázané. Nedodržanie bude mať za následok pokutu a odstránenie zariadenia.
• Dánsko: Je zakázané vybavovať vozidlo zariadením alebo samostatnými časťami nakonfigurovanými na príjem elektromagnetických vĺn z policajných zariadení nakonfigurovaných na riadenie rýchlosti alebo na zasahovanie do činnosti týchto zariadení. Za porušenie hrozí peňažná pokuta.
• Španielsko: zakázané.
• Lotyšsko : Použitie zakázané. Pri predaji neexistujú žiadne obmedzenia. Po odhalení je však uložená pokuta, zariadenie je zhabané.
• Litva: Použitie zakázané. Je možné uložiť pokutu a zabaviť vybavenie.
• Luxembursko: Možné je odňatie slobody na 3 dni až 8 rokov, ako aj výber peňažnej pokuty a zhabanie zariadenia.
• Holandsko: žiadny zákaz používania.
• Nórsko: Žiadny zákaz používania, ale určité menšie obmedzenia.
• Poľsko : Nie je povolené používať alebo prepravovať v prevádzkovom stave. Preprava je povolená len vtedy, keď je zariadenie vyhlásené za nevhodné na použitie (napríklad zabalené). V prípade porušenia bude účtovaná peňažná pokuta.
• Rumunsko: Neexistuje žiadny zákaz používania. O tejto pozícii sa diskutuje.
• Turecko: Neexistuje žiadny zákaz používania.
• Fínsko: polícia používa v bežných vozidlách a vozidlách na voľnej nohe pre chytanie porušovateľov. 95% radarov je založených na Ka-pásme, ale niekedy sa používa K-pásmo a veľmi zriedkavo laser. Neexistujú žiadne radary založené na pásmach X a Ku. Aj vo Fínsku sa pasce typu Gatso niekedy používajú na nových cestách, nie sú to však radary využívajúce rádiové vlny, ale zameriavače GPS využívajúce senzory inštalované na strednom páse cesty. Na sledovanie takýchto zariadení sú potrebné iné typy detektorov.
• Francúzsko
• Česká republika: žiadny zákaz používania. O tejto pozícii sa stále diskutuje.
• Švajčiarsko: Ponuka na predaj, dovoz, kúpa, predaj, inštalácia, používanie a preprava prístrojov, ktoré indikujú prítomnosť radarov, podlieha peňažnej pokute. Potom sa odstráni zariadenie a auto, v ktorom sa nachádza.
• Švédsko: Platí zákaz výroby, prevodu, držby a používania. Za porušenie hrozí odobratím zariadenia pokuta alebo väzenie až na 6 mesiacov.
• Nemecko: v tomto smere jedna z najlojálnejších krajín. Polícia opakovane vykonávala špeciálne akcie, v dôsledku ktorých boli motoristom rozdané radarové detektory. Cestné služby z bezpečnostných dôvodov nainštalovali na najnebezpečnejších úsekoch ciest takzvané „falošné radary“ – zariadenia napodobňujúce signál dopravného radaru. Keď sa spustí radarový detektor, vodič zníži rýchlosť, čím sa primerane zníži nehodovosť. Od roku 2002 je používanie zakázané. Pri predaji alebo vlastníctve neexistujú žiadne obmedzenia. Ak sa však zistí, že zariadenie je nainštalované a pripravené na použitie, bude uložená peňažná pokuta (75 eur) a jeden bod v registri pokút a zariadenie bude zhabané.
• Estónsko: Radarové detektory a radarové detektory sú zakázané. Pokuta dosahuje 400 eur, prístroj je zhabaný. Takmer všetky policajné posádky sú vybavené radarovými detektormi a radarovými detektormi. V roku 2012 teda padol rekord v posledných rokoch: potom bolo v Estónsku zistených 628 radarových detektorov, väčšinou od cudzincov na návšteve

Prítomnosť radarového detektora v aute niekedy zabráni nepríjemným kontaktom s dopravnými inšpektormi a môže pozitívne ovplyvniť sebadisciplínu vodičov, čím sa zvýši bezpečnosť premávky.

Inšpektori dopravnej polície, vediac, že ​​vodiči často nosia v aute radarový detektor, používajú inú taktiku „lovu“ na porušovateľov dopravných predpisov. Policajt sa schová v „zálohe“ a radar zapne len na veľmi krátku chvíľu „v čele“ blížiaceho sa auta. Porušujúci vodič nemá šancu vopred spomaliť, aby sa vyhol trestu. Vodič však môže zastaviť (dosah radaru je 300 metrov) a stáť 10 minút: po tomto intervale sa hodnoty zariadenia automaticky vynulujú. Je tiež nepravdepodobné, že by dôstojník dopravnej polície dokázal, že ide o vašu rýchlosť na zariadení. Môžeme povedať, že tento spôsob vyhýbania sa trestu nie je účinný. V poslednej dobe musia byť všetky radary dopravnej polície vybavené zariadeniami na záznam fotografií alebo videa, a preto, bez ohľadu na to, koľko stojíte a čakáte, kým sa radar vynuluje, nič z toho nebude. Vaša fotografia alebo dokonca video bude v počítači v policajnom aute

Čo je radar?

Radar je systém detekcie objektov, ktorý využíva rádiové vlny na určenie vzdialenosti, uhla alebo rýchlosti objektov. Môže byť použitý na detekciu lietadiel, lodí, kozmických lodí, riadených striel, vozidiel, meteorologických útvarov a terénu. Radarový systém pozostáva z vysielača vyžarujúceho elektromagnetické vlny v rádiovom alebo mikrovlnnom rozsahu, vysielacej antény, prijímacej antény (často sa na vysielanie a prijímanie používa rovnaká anténa) a prijímača s procesorom na určenie vlastností objektu. (s). Rádiové vlny (pulzné alebo nepretržité pôsobenie) vysielača sa od objektu odrážajú a vracajú sa k prijímaču, prinášajú informácie o polohe a rýchlosti objektu.

Radar bol vyvinutý v tajnosti na vojenské účely v niekoľkých krajinách počas druhej svetovej vojny, pred ňou a počas nej. Termín RADAR bol vytvorený v roku 1940 námorníctvom Spojených štátov amerických ako skratka pre radarové alebo rádiové vyhľadávanie smeru a odvtedy vstúpil do angličtiny a iných jazykov ako bežné podstatné meno.

Moderné pohľady využitie radarov (radarové stanice, radary) je veľmi rôznorodé. Patria sem riadenie leteckej a pozemnej dopravy, radarová astronómia, systémy protivzdušnej obrany, protiraketové systémy, námorné pozičné a plavebné radary, systémy na predchádzanie zrážkam lietadiel, systémy sledovania oceánov, vesmírne pozorovanie a stretávacie a dokovacie systémy, monitorovanie zrážok, riadenie letu nadmorskej výšky systémy a systémy, systémy navádzania rakiet, georadary na geologické pozorovania, ako aj radary na lekársky výskum a pozorovania. High-tech radarové systémy sú spojené s digitálnym spracovaním signálu, strojovým učením a sú schopné extrahovať užitočné informácie zo signálov s veľmi vysokou úrovňou šumu.

Iné systémy podobné radarom využívajú iné oblasti elektromagnetického spektra. Jedným príkladom je "lidar", ktorý namiesto rádiových vĺn používa ultrafialové, viditeľné alebo blízke infračervené laserové svetlo.

História vynálezu radaru

Už v roku 1886 nemecký fyzik Heinrich Hertz ukázal, že rádiové vlny sa môžu odrážať od pevných predmetov. V roku 1895 Alexander Popov, učiteľ fyziky na cisárskej škole ruského námorníctva v Kronštadte, vyvinul prístroj využívajúci koherernú trubicu na detekciu vzdialených úderov blesku. Nasledujúci rok pridal k zariadeniu vysielač iskier. V roku 1897 pri testovaní tohto zariadenia na komunikáciu medzi dvoma loďami v Baltskom mori objavil rušivé zvuky spôsobené prechodom tretej lode. Popov vo svojej správe napísal, že tento jav by sa dal využiť na detekciu objektov, no toto pozorovanie prakticky inak nevyužil.

Nemecký vynálezca Christian Hulsmeier ako prvý použil rádiové vlny na zistenie „prítomnosti vzdialených kovových predmetov“. V roku 1904 preukázal schopnosť odhaliť loď v hustej hmle, nie však vzdialenosť od vysielača. V apríli 1904 získal patent na svoje detekčné zariadenie a potom patent na zlepšenie odhadu vzdialenosti k lodi. Okrem toho získal 23. septembra 1904 britský patent na kompletný radarový systém, ktorý nazval telemobiloskop. Pracoval pri vlnovej dĺžke 50 cm a pulzný radarový signál sa vytváral pomocou iskriska (spark-gap). Jeho systém už používal klasický dizajn antény s parabolickým reflektorom a bol predstavený nemeckými vojenskými predstaviteľmi v praktických skúškach v Kolíne nad Rýnom a Rotterdamskom prístave, ale bol zamietnutý.

V roku 1922 A. Hoyt Taylor a Leo C. Young, výskumníci spolupracujúci s americkým námorníctvom, testovali vysielač a prijímač umiestnený na opačných stranách rieky Potomac a zistili, že loď prekračujúca rádiovú cestu spôsobila, že signál zmizol a znova sa objavil. Taylor predložil dokument naznačujúci, že tento jav by sa dal použiť na zistenie prítomnosti lodí v podmienkach zlej viditeľnosti, ale námorníctvo sa okamžite nerozhodlo pokračovať vo výskume. O osem rokov neskôr Lawrence A. Hyland v námornom výskumnom laboratóriu (NRL) pozoroval podobné slabnúce efekty z prelietavajúceho lietadla, pričom požiadal o patent a tiež dostal návrh na seriózny výskum v NRL (Taylor a Young už v tomto laboratóriu pracovali ) v oblasti echo-rádiových signálov pohybujúcich sa cieľov.

Počas 20. rokov 20. storočia urobili britské výskumné inštitúcie mnohé pokroky pomocou rádiovej komunikácie, vrátane sondovania ionosféry a detekcie bleskov na veľké vzdialenosti. Watson-Watt sa stal expertom na používanie rádiového určovania smeru, ktorý je súčasťou jeho série experimentov s detekciou blesku. V rámci svojho pokračujúceho experimentovania požiadal „nováčika“, Arnolda Fredericka Wilkinsa, aby našiel prijímač vhodný na použitie s krátkovlnnými vysielačmi. Wilkins pred výberom modelu prijímača ministerstva komunikácií (GPO) vykonal rozsiahly výskum dostupných zariadení. V jeho návode na použitie bolo uvedené, že „vyblednutie“ (v tom čase bežný termín pre rušenie) nastalo, keď bolo lietadlo za letu.

Pred vypuknutím druhej svetovej vojny výskumníci vo Francúzsku, Nemecku, Taliansku, Japonsku, Holandsku, Sovietskom zväze, Spojenom kráľovstve a Spojených štátoch nezávisle a vo veľkom utajení vyvinuli technológie, ktoré viedli k modernej verzii radaru. . Austrália, Kanada, Nový Zéland a Južná Afrika nadviazali na predvojnový vývoj vo Veľkej Británii a v Maďarsku sa podobný vývoj uskutočnil počas vojny.

V roku 1934 vo Francúzsku, po systematických štúdiách magnetrónu s delenou anódou, výskumná pobočka spoločnosti Leading Wireless Telegraphy Company (CSF - La Compagnie Generate de Telegraph Sans Fil), vedená Mauriceom Pontem a za účasti Henriho Huttona, Sylvaina. Berlinet a M. Hugon začali s vývojom rádiového zariadenia na detekciu prekážok, ktorého časť bola inštalovaná na Normandskej lodi v roku 1935.

Sovietsky vojenský inžinier P.K. Oshchepkov v spolupráci s Leningradským elektrofyzikálnym inštitútom zároveň vyvinul experimentálny prístroj Rapid schopný detekovať lietadlo do 3 km od prijímača. Sovietsky zväz vytvoril svoju prvú sériovú výrobu radarových staníc RUS-1 „Rhubarb“ a RUS-2 „Redut“ v roku 1939, ale ďalší vývoj spomalil v dôsledku zatknutia NKVD Oshchepkova a jeho odoslania do Gulagu. Celkovo bolo počas vojny vyrobených len 607 exemplárov stanice Redoubt. Prvé ruské vzdušné radarové zariadenie Gneiss-2 bolo uvedené do prevádzky v júni 1943 na stíhačkách Pe-2. Koncom roku 1944 bolo vyrobených viac ako 230 modelov staníc Gneiss-2. Francúzske a sovietske systémy však boli navrhnuté na nepretržitú vlnovú prevádzku a nemohli dosiahnuť výkon, ktorý nakoniec dosiahli moderné radary.

Kedy sa objavili prvé radary?

Plnohodnotný radar vyvinutý ako impulzný systém a prvý takýto elementárny aparát predviedol v decembri 1934 Američan Robert M. Page, ktorý pracoval v námornom výskumnom laboratóriu. Nasledujúci rok armáda Spojených štátov úspešne otestovala primitívny radar typu povrch-voda na zameriavanie svetlometov pobrežných batérií v noci. Nasledoval pulzný systém, ktorý v máji 1935 predviedol Rudolf Künhold a GEMA v Nemecku, a ďalší, ktorý v júni 1935 predviedol tím ministerstva letectva pod vedením Roberta A. Watson-Watta vo Veľkej Británii. Vývoj radarov sa značne rozšíril od 1. septembra 1936, keď sa Watson-Watt stal superintendentom nového zariadenia pod britským ministerstvom letectva, Budsey Research Station, ktorý sa nachádza na Budsey Estate, blízko Felixstowe, Suffolk. Výsledkom práce tu bol návrh a inštalácia systémov detekcie lietadiel a sledovacej stanice s názvom „Chain Home“ pozdĺž pobrežia východného a južného Anglicka počas vypuknutia druhej svetovej vojny v roku 1939. Tento systém poskytoval dôležité predbežné informácie, ktoré pomohli Royal Air Force vyhrať bitku o Britániu.

V roku 1935 bol Watt požiadaný, aby sa vyjadril k najnovším správam o držbe „lúča smrti“ v Nemecku na základe rádiového vyžarovania, túto požiadavku odovzdal Wilkinsovi. Wilkins urobil mnoho výpočtov, ktoré demonštrovali principiálnu nemožnosť vytvorenia takéhoto systému. Keď sa Watt spýtal, čo mohli vtedy urobiť, Wilkins si spomenul na skoršiu správu o rádiovom rušení spôsobenom neďaleko letiacimi lietadlami. To viedlo 26. februára 1935 k experimentu v Deventry. Pomocou výkonného krátkovlnného vysielača BBC ako zdroja a prijímača ministerstva komunikácií (GPO) umiestneného v teréne, keď bombardér preletel okolo miesta. Keď sa prejavili výhody vývoja, finančné prostriedky boli okamžite pridelené na vývoj fungujúceho systému. Wattov tím získal na toto zariadenie patent s číslom GB593017.

Po získaní všetkej potrebnej finančnej a technickej podpory tím v roku 1935 vyvinul radarové systémy a začal ich nasadzovať. V roku 1936 bolo funkčných prvých päť systémov Chain Home (CH) a do roku 1940 boli nasadené po celom Spojenom kráľovstve vrátane Severného Írska. Dokonca aj podľa štandardov tej doby bol CH hrubý; namiesto vysielania a prijímania signálu pomocou smerovej antény, systém CH vysielal signál pokrývajúci celú oblasť pred sebou a potom použil jeden z Wattových vlastných rádiových zameriavačov na určenie smeru vrátených ozvien. Znamenalo to, že vysielače CH museli byť oveľa výkonnejšie a mali lepšie antény ako konkurenčné systémy, čo však umožnilo rýchlu implementáciu pomocou existujúcej technológie.

Vydanie Popular Science z apríla 1940 obsahovalo príklad radarového zariadenia založeného na Watson-Wattovom patente v článku o protivzdušnej obrane. Okrem toho bol koncom roku 1941 článok v Popular Mechanics, v ktorom jeden americký vedec uvažoval o britskom systéme včasného varovania rozmiestnenom na anglickom východnom pobreží a zdôvodňoval, ako funguje a funguje. Alfred Lee Loomis založil Laboratórium rádiových emisií v Cambridge, Massachusetts, ktoré tieto technológie vyvíjalo v rokoch 1941-45. Neskôr, v roku 1943, Page výrazne zlepšil monopulzný radar, ktorý sa dlhé roky používal vo väčšine radarov.

Vojna urýchlila výskum lepšieho rozlíšenia, väčšej mobility a viac radarových schopností, vrátane ďalších navigačných systémov, ako je hoboj používaný letkou RAF Pathfinder.

Na čo slúži radar?

Informácie poskytované radarom zahŕňajú azimut a dosah (a teda aj polohu) objektu vzhľadom na radarový skener. Ako taký sa používa v mnohých rôznych oblastiach, kde je potreba takéhoto umiestnenia kritická. Spočiatku sa radar používal na vojenské účely: na detekciu vzdušných, pozemných a námorných cieľov. Táto aplikácia sa vyvinula do civilných aplikácií v letectve, lodnej doprave a pozemnej doprave.

V letectve sú lietadlá vybavené radarovými zariadeniami, ktoré upozorňujú na lietadlá alebo iné prekážky na alebo približujúce sa k kurzu lietadla, zobrazujú informácie o počasí a poskytujú presné údaje o nadmorskej výške. Prvým komerčným zariadením, ktoré bolo nainštalované na palubu lietadla, bol dizajn Bell Lab z roku 1938 namontovaný na niektorých lietadlách United Air Lines. Takéto lietadlá môžu pristávať v hmle na letiskách vybavených radarovým asistentom GAS, pri ktorých je let lietadla pozorovaný na radarových obrazovkách, zatiaľ čo radisty vysielajú pilotovi smer pristátia.

Námorné radary sa používajú na meranie smeru a vzdialenosti lodí, aby sa predišlo zrážkam s inými loďami, na navigáciu a na určenie ich polohy na mori, keď sú v dosahu pobrežia alebo iných pevných orientačných bodov, ako sú ostrovy, bóje a majáky. V prístave alebo prístave sa radarové systémy lodnej dopravy používajú na monitorovanie a riadenie lodnej dopravy v rušných vodách.

Meteorológovia využívajú radar na sledovanie zrážok a vetra. Stal sa hlavným nástrojom na krátkodobú predpoveď počasia a pozorovanie prudkých poveternostných udalostí ako sú búrky, tornáda, zimné búrky, zrážky atď. Geológovia pomocou špecializovaných, hlboko umiestnených radarov mapujú zloženie zemskej kôry. Policajti pomocou radaru sledujú rýchlosť vozidiel na cestách. Menšie radarové systémy Používa sa na detekciu ľudského pohybu. Napríklad detekcia vzoru dychu na monitorovanie spánku a detekcia gest rúk a prstov na interakciu s počítačom.

Princíp činnosti radaru

radarový vysielač

Radarový systém má vysielač, ktorý v daných smeroch vysiela rádiové vlny nazývané radarové signály. Keď prídu do kontaktu s predmetom, majú tendenciu sa odrážať alebo rozptyľovať do mnohých smerov. Radarové signály sa obzvlášť dobre odrážajú na vysoko vodivých materiáloch, najmä na väčšine kovov, morskej vode a mokrej pôde. Niektoré z nich umožňujú použitie radarových výškomerov. Radarové signály, ktoré sa odrážajú späť do vysielača, sú užitočné (informatívne) a vykonávajú radarovú prácu. Ak sa objekt pohybuje smerom k vysielaču alebo od neho, dochádza k miernej zodpovedajúcej zmene vo frekvencii rádiových vĺn odrážaných týmto objektom, spôsobenej Dopplerovým javom.

Radarové prijímače sú zvyčajne, ale nie vždy, umiestnené na rovnakom mieste ako vysielač. Aj keď sú odrazené signály zachytené prijímacou anténou vo všeobecnosti veľmi slabé, dajú sa zosilniť elektronickými zosilňovačmi. Na obnovenie užitočných radarových signálov sa používajú aj sofistikovanejšie techniky spracovania signálu.

Slabá absorpcia rádiových vĺn médiom, cez ktoré prechádzajú, umožňuje radaru detekovať objekty na relatívne veľké vzdialenosti - rozsahy, kde sú iné elektromagnetické vlny, ako napríklad viditeľné svetlo, infračervené svetlo a ultrafialové svetlo, príliš zoslabené. Poveternostné javy ako hmla, oblaky, dážď, padanie a dážď so snehom, ktoré blokujú viditeľné svetlo, sú vo všeobecnosti priehľadné pre rádiové vlny. Niektorým rádiovým frekvenciám, ktoré sú absorbované alebo rozptýlené vodnou parou, kvapkami dažďa alebo atmosférickými plynmi (najmä kyslíkom), sa snažíme pri návrhu radaru vyhnúť, pokiaľ nie je radar navrhnutý na ich detekciu.

Rádiové vlnové osvetlenie

Radar sa spolieha na svoje vlastné rádiové vyžarovanie, nie na svetlo zo Slnka alebo Mesiaca a nie na elektromagnetické vlny vyžarované samotnými objektmi, ako sú infračervené vlny (teplo). Tento proces smerovania umelých rádiových vĺn na objekty sa nazýva osvetlenie, hoci rádiové vlny sú neviditeľné pre ľudské oko alebo optické kamery.

Odraz rádiových vĺn

Ak sa elektromagnetické vlny prechádzajúce cez jeden materiál stretnú s iným materiálom, ktorý má inú dielektrickú konštantu alebo magnetickú permeabilitu ako prvý, potom sa vlny odrazia alebo rozptýlia od rozhrania medzi materiálmi. To znamená, že pevné teleso vo vzduchu alebo vo vákuu, alebo s výrazným rozdielom v atómovej hustote medzi telesom a prostredím okolo neho, spravidla rozptyľuje radarové rádiové vlny zo svojho povrchu. To platí najmä pre elektricky vodivé materiály, ako sú kovy a uhlíkové vlákna, vďaka čomu je radar vhodný na detekciu lietadiel a lodí. Radar absorbujúci materiál obsahujúci odporové a niekedy magnetické látky sa používa vo vojenských vozidlách na zníženie radarových odrazov. Táto schopnosť je rádiovým ekvivalentom neschopnosti v maľbe vidieť očami niečoho, čo má tmavá farba v noci.

Radarové vlny sa rozptyľujú rôznymi smermi v závislosti od veľkosti (vlnovej dĺžky) rádiovej vlny a tvaru cieľa. Ak je vlnová dĺžka výrazne menšia ako veľkosť cieľa, vlna sa odrazí rovnakým spôsobom, akým sa svetlo odráža zrkadlom. Ak je vlnová dĺžka oveľa väčšia ako veľkosť cieľa, cieľ sa nedá detekovať z dôvodu slabého odrazu. Nízkofrekvenčné radarové technológie využívajú rezonancie na detekciu, nie na identifikáciu cieľov. Tento proces je vysvetlený Rayleighovým rozptylom, efektom, ktorý vytvára modrá obloha Krajiny a červené západy slnka. Keď sú dve vlnové dĺžky porovnateľné, môžu nastať rezonancie. Prvé radary používali veľmi dlhé vlnové dĺžky, ktoré boli väčšie ako ciele, a preto prijímali nejasný signál, zatiaľ čo niektoré moderné systémy používali kratšie vlnové dĺžky (niekoľko centimetrov alebo menej), ktoré dokážu zobraziť objekty také malé, ako bochník chleba.

Krátke rádiové vlny sa odrážajú od kriviek a rohov ako odlesky od zaoblenej časti pohára. Väčšina reflexných cieľov pre krátke vlnové dĺžky má medzi reflexnými povrchmi pravé uhly. Rohový reflektor pozostáva z troch plochých plôch, ktoré sa zbiehajú ako vnútorný roh krabice. Táto štruktúra bude odrážať vlny vstupujúce do jej otvorenej časti priamo späť do zdroja. Bežne sa používa ako radarové reflektory na uľahčenie detekcie ťažko nájdených objektov. Rohové reflektory napríklad na lodiach umožňujú ich rozpoznanie, aby sa predišlo kolízii alebo počas záchrannej akcie. Z rovnakých dôvodov objekty, ktoré sa majú vyhýbať detekcii, nebudú mať vnútorné rohy alebo povrchy a okraje kolmé na možné smery detekcie, takže vyzerajú „nezvyčajne“ ako lietadlo stealth. Tieto opatrenia úplne neodstraňujú odrazy spôsobené difrakciou, najmä pri dlhších vlnových dĺžkach. Kusy drôtu alebo pásy vodivého materiálu, ktoré majú veľkosť polovice vlnovej dĺžky, ako napríklad plevy, sa ľahko odrážajú, ale nesmerujú energiu, ktorú rozptýli späť do zdroja. Stupeň odrazu alebo rozptylu objektom rádiových vĺn sa nazýva jeho efektívna rozptylová plocha (EPR - z angl. Radar cross-section (RCS).

Rovnica dosahu radaru

Výkon prijatej odozvy rádiového signálu Pr je daný rovnicou:

Pt - výkon vysielača

Gt - zisk vysielacej antény

Ar je efektívna plocha (apertúra) prijímacej antény; Môže byť vyjadrený aj ako , kde

λ - vlnová dĺžka

Gr - zisk prijímacej antény

σ - efektívna oblasť rozptylu cieľa v danom uhle

F - faktor šírenia straty

Rt - vzdialenosť od vysielača k cieľu

Rr je vzdialenosť od cieľa k prijímaču.

Vo všeobecnosti, keď sú vysielač a prijímač umiestnené na rovnakom mieste, Rt = Rr a výraz Rt² Rr² možno nahradiť výrazom R^4, kde R je vzdialenosť k cieľu. Toto dáva:

To ukazuje, že výkon prijímaného signálu klesá so štvrtou mocninou vzdialenosti k cieľu, čo znamená, že výkon signálu odrazeného od vzdialených objektov je relatívne slabý.

Dodatočné filtrovanie a integrácia impulzov mierne upravuje radarovú rovnicu pre pulzno-dopplerovské charakteristiky, ktoré možno použiť na zvýšenie dosahu detekcie a zníženie výkonu vysielača.

Vyššie uvedená rovnica s F = 1 je zjednodušením pre bezvákuový prenos. Faktor šírenia zohľadňuje efekty multipath a tieňovania a závisí od detailov prostredia. V reálnej situácii treba brať do úvahy aj účinky útlmu šírenia.

Dopplerov jav v radare

Posun frekvencie je spôsobený pohybom, ktorý mení počet vlnových dĺžok medzi reflektorom a radarom. To môže znížiť alebo zlepšiť výkon radaru v závislosti od dopadu na proces detekcie. Napríklad indikácia pohybu cieľa môže byť ovplyvnená Dopplerovým efektom, ktorý môže spôsobiť zatemnenie signálu pri určitých radiálnych rýchlostiach, čím sa zníži výkon radaru.

Námorné radarové systémy, poloaktívne radarové navádzacie systémy, aktívne radarové navádzacie systémy, meteorologický radar, radar vojenských lietadiel a radarová astronómia využívajú Dopplerov efekt na zlepšenie výkonu. To vám umožní získať informácie o rýchlosti cieľa počas procesu detekcie. Umožňuje tiež detekovať malé objekty v prostredí, ktoré obsahuje oveľa väčšie, ale pomaly sa pohybujúce objekty v blízkosti.

Dopplerov posun závisí od toho, či je konfigurácia radaru aktívna alebo pasívna. Aktívny radar vysiela signál, ktorý sa odráža späť do prijímača. Pasívny radar závisí od objektu, ktorý vysiela signál do prijímača.

Dopplerovský frekvenčný posun pre aktívny radar je nasledovný:

Fd - Dopplerova frekvencia,

Ft je frekvencia prenášaného signálu,

Vr - radiálna rýchlosť,

C je rýchlosť svetla

Pasívny radar sa používa v elektronických rušiacich a rádioastronomických systémoch takto:

Relevantná je len zložka radiálnej rýchlosti. Keď sa odrazový cieľ pohybuje v pravom uhle k lúču lokátora, nemá žiadnu radiálnu rýchlosť vzhľadom na prijímač. Vozidlá a počasie pohybujúce sa paralelne s radarovým lúčom vytvárajú maximálny Dopplerov frekvenčný posun.

Keď je signál vysielaný s frekvenčnými (Ft) impulzmi opakujúcimi sa pri frekvencii (Fr), výsledné frekvenčné spektrum bude obsahovať harmonické s frekvenciami nad a pod (Ft) o hodnotu (Fr).

Výsledkom je, že meranie Dopplerovho frekvenčného posunu je jednoznačné len vtedy, ak je Dopplerovský frekvenčný posun menší ako polovica frekvencie (Fr) nazývanej Nyquistova frekvencia, pretože inak sa frekvencia vráteného signálu nedá odlíšiť od posunu spôsobeného vzorkovacia frekvencia signálu, čo si vyžaduje:

Alebo pri výmene (Fd):

Napríklad 2 kHz Dopplerov meteorologický radar s nosnou frekvenciou 1 GHz dokáže spoľahlivo merať poveternostné udalosti až do maximálnej rýchlosti 150 m/s (340 mph), takže nedokáže spoľahlivo určiť radiálnu rýchlosť lietadla letiaceho rýchlosťou 1000 m/s (2200 míľ za hodinu).

Polarizácia rádiových vĺn

V každej elektromagnetickej vlne je elektrické pole kolmé na smer šírenia vlny a smer oscilácie vektora elektrického poľa sa nazýva polarizácia vlny. Riadením polarizácie vysielaného radarového signálu možno získať rôzne efekty. Radary využívajú horizontálnu, vertikálnu, lineárnu a kruhovú polarizáciu na detekciu rôznych typov reflexných objektov. Napríklad kruhová polarizácia sa používa na minimalizáciu rušenia spôsobeného dažďom. Lineárna polarizácia odrazeného signálu zvyčajne indikuje jeho odraz od kovových povrchov. Polarizácia náhodného charakteru odrazeného signálu zvyčajne označuje fraktálne povrchy, ako sú skaly alebo pôdy, používa sa to v navigačných radaroch.

Rádiové vlny a ich šírenie

Rozsah rádiových vĺn

Radarové žiarenie by malo sledovať lineárnu dráhu vo vákuu, ale v atmosfére sa pohybuje po trochu zakrivenej dráhe v dôsledku zmeny indexu lomu vzduchu, čo vymedzuje radarový horizont. Aj keď je vlna vyžarovaná rovnobežne so zemou, v dôsledku zakrivenia Zeme vystúpi nad jej povrch za horizont. Okrem toho je signál zoslabený prostredím, ktorým prechádza, a žiarenie je rozptýlené.

Maximálny dosah detekcie konvenčného radaru môže byť obmedzený niekoľkými faktormi:

• Zorná línia, ktorá závisí od výšky nad úrovňou terénu. To znamená, že pri absencii priamej viditeľnosti je šírenie lúča blokované.

• Maximálna jednoznačne definovaná vzdialenosť je určená frekvenciou opakovania pulzu. Maximálna jednoznačne definovaná vzdialenosť je vzdialenosť, ktorú môže impulz prejsť k objektu a vrátiť sa do prijímača pred začiatkom ďalšieho vyslaného impulzu.

• Citlivosť radaru a výkon odrazeného signálu sú vypočítané pomocou radarovej rovnice. Zahŕňa faktory, ako sú podmienky prostredia a veľkosť (účinná plocha rozptylu) cieľa.

Signál šumu je interný zdroj náhodné zmeny signálu, ktoré sú generované všetkými elektronickými komponentmi.

Odrazené signály sa s rastúcou vzdialenosťou rýchlo zmenšujú, takže hluk obmedzuje prevádzkový dosah radaru. Spodná hranica hluku a pomer signálu k šumu sú dva rôzne indikátory, ktoré ovplyvňujú prevádzkový rozsah. Signály z príliš vzdialených objektov sú také slabé, že neprekračujú úroveň šumu, a preto tieto vzdialené objekty nemožno detekovať. Detekcia vyžaduje signál, ktorý prekračuje hranicu šumu aspoň o pomer signálu k šumu.

Šum sú zvyčajne náhodné variácie superponované na požadovanú ozvenu prijatú radarovým prijímačom. Čím je výkon užitočného signálu nižší, tým je ťažšie ho odlíšiť od šumu. Šumové číslo je mierou hluku produkovaného prijímačom v porovnaní s ideálnym prijímačom a malo by sa udržiavať na minime.

Šum výstrelu je spôsobený diskrétnosťou nosičov náboja (elektrónov) a ich prechodom cez nehomogenity vodivého prostredia, ktoré prebiehajú vo všetkých detektoroch. Vo väčšine prijímačov je dominantný hluk výstrelu. Majú tiež blikajúci šum spôsobený prechodom elektrónov cez zosilňovacie zariadenia, ktorý možno znížiť heterodynovým zosilnením. Ďalším dôvodom na použitie lokálneho oscilátora je, že pre pevnú relatívnu šírku pásma sa okamžitá šírka pásma zvyšuje lineárne s frekvenciou. Tým sa zlepšuje rozlíšenie rozsahu. Jedinou významnou výnimkou heterodynového spracovania (konverzie) v radarových systémoch je ultraširokopásmový radar. Používa jeden pulzný alebo prechodný vlnový proces podobný tomu, ktorý sa používa v UWB komunikáciách, pozri Zoznam UWB kanálov.

Hluk je tiež generovaný vonkajšími zdrojmi, z ktorých najzákladnejším je prirodzené tepelné žiarenie pozadia obklopujúce predmet záujmu. V moderných radarových systémoch je hladina vnútorného hluku zvyčajne približne rovnaká alebo nižšia ako hladina vonkajšieho hluku. Výnimkou je prípad nasmerovania radaru hore na jasnú oblohu, kde je „obraz“ taký „studený“, že vytvára veľmi malý tepelný šum. Tepelný šum je definovaný ako kTB, kde T je teplota, B je šírka pásma (po prechode signálu cez prispôsobovací filter) a k je Boltzmannova konštanta. V radare existuje atraktívna intuitívna interpretácia tohto vzťahu. Zodpovedajúci filter umožňuje, aby všetka energia prijatá z cieľa bola stlačená do jedného prijímača (či už je to pásmový, dopplerovský, výškový alebo azimutový prijímač). Navonok by sa zdalo, že potom by bolo možné v pevnom časovom intervale získať dokonalú, bezchybnú detekciu. K tomu stačí stlačiť všetku energiu v nekonečne malom časovom intervale. Faktor limitujúci tento prístup v reálnom svete je ten, že zatiaľ čo čas možno ľubovoľne deliť, elektrický prúd nie. Kvantum elektrického prúdu je elektrón, a preto najviac, čo sa dá urobiť, je sústrediť všetku energiu do jedného elektrónu pomocou prispôsobeného filtra. Keďže pohyb elektrónu zodpovedá určitej teplote (Planckovo spektrum žiarenia) a tento zdroj hluku nemožno ďalej oslabovať. Vidíme teda, že radar, rovnako ako všetky objekty makrokozmu, podlieha hlbokému vplyvu kvantovej teórie.

Šum je náhodný signál, ale cieľové signály nie sú. Spracovanie signálu môže využiť tento rozdiel na zníženie šumu pomocou dvoch stratégií. Rôzne metódy integrácie signálu používané pri indikácii pohybujúceho sa cieľa môžu znížiť hladinu hluku v každej fáze. Signál je tiež možné rozdeliť medzi viacero filtrov na spracovanie impulzných dopplerovských signálov, pričom sa zníži hladina šumu vďaka počtu použitých filtrov. Tieto zlepšenia závisia od konzistencie.

Rušenie vĺn

Radarové systémy musia potlačiť nežiaduce signály, aby sa mohli zamerať na ciele záujmu. Tieto nežiaduce signály môžu pochádzať z vnútorných a vonkajších zdrojov, pasívnych aj aktívnych. Schopnosť radarového systému potlačiť tieto nežiaduce signály určuje jeho pomer signálu k šumu (SNR). SNR je definovaný ako pomer výkonu signálu k výkonu šumu v rámci očakávaného signálu; porovnáva úroveň požadovaného cieľového signálu s úrovňou hluku pozadia (atmosférický šum a šum generovaný v prijímači). Čím vyššie je SNR systému, tým lepšie rozlišuje medzi skutočnými cieľmi a interferenciou šumu.

Radarové rušenie sa vzťahuje na rádiofrekvenčný (RF) signál odrazený od cieľov, ktoré nie sú zaujímavé pre radarových operátorov. Medzi takéto ciele patria prírodné javy, ako je pevnina, more, zrážky (dážď, sneh alebo krupobitie), piesočné búrky, zvieratá (najmä vtáky), atmosférická turbulencia a iné atmosférické efekty, ako sú ionosférické odrazy, meteory a krupobitie. Rušenie môže byť vrátené aj umelými objektmi, ako sú budovy, a zámernými antiradarovými objektmi, ako sú napríklad plevy.

Určitá forma rušenia, neporiadok, môže byť spôsobená aj dlhým radarovým vlnovodom medzi radarovým vysielačom a anténou. Na typickom radare PPI s otočnou anténou sa tento typ rušenia zvyčajne prejaví ako „slnko“ alebo „slnko“ v strede displeja, pretože prijímač reaguje na odrazy signálu od prachových častíc a chybné rádiové signály v vlnovodu. Úprava času medzi okamihom, keď vysielač vyšle impulz, a okamihom, keď je prijímač zapnutý, má tendenciu znižovať "slnečný" efekt bez ovplyvnenia presnosti rozsahu, pretože väčšina "slnečného svitu" je spôsobená rozptylom vysielaného rádiového impulzu, ktorý sa odráža skôr ako odchádza.anténa. Neporiadok sa považuje za pasívny zdroj rušenia, pretože sa objavuje iba v reakcii na radarové signály vysielané radarom.

Detekcia a neutralizácia rušenia sa vykonáva niekoľkými spôsobmi. Medzi radarovými skenmi majú haldy tendenciu zamŕzať; pri následných ozvenách skenovania sa požadované ciele pohnú a všetky stacionárne ozveny sa dajú eliminovať. Neporiadok v mori možno znížiť použitím horizontálnej polarizácie, zatiaľ čo dážď sa zníži použitím kruhovej polarizácie (všimnite si, že od meteorologických radarov sa očakáva opačný efekt, a preto na detekciu zrážok používajú lineárnu polarizáciu). Zvýšenie odstupu signálu od šumu sa dosahuje inými metódami.

Rušenie sa môže pohybovať vetrom alebo môže byť nehybné. Na zlepšenie opatrení alebo výkonu v rušivom prostredí sa používajú dve všeobecné stratégie:

• Indikácia pohyblivého cieľa, ktorá integruje po sebe nasledujúce impulzy a

• Dopplerovské spracovanie, ktoré používa filtre na oddelenie šumu od požadovaných signálov.

Najúčinnejšou metódou redukcie rušenia je použitie pulzného Dopplerovho radaru. Dopplerovský radar oddeľuje neporiadok z lietadiel a kozmických lodí pomocou vlastností frekvenčného spektra tak, aby bolo možné jednotlivé signály oddeliť od viacerých reflektorov umiestnených v rovnakej oblasti pomocou rozdielov v rýchlosti. To si vyžaduje koherentný vysielač. Iná metóda využíva indikátor pohybujúceho sa cieľa, ktorý odčíta signál prijatý od dvoch po sebe nasledujúcich impulzov pomocou fázového spracovania na zoslabenie signálov z pomaly sa pohybujúcich objektov. Táto metóda môže byť prispôsobená pre systémy, ktoré nemajú koherentný vysielač, ako je radar v časovej oblasti s pulznou amplitúdou.

Konštantná miera falošných poplachov, forma automatického riadenia zisku (AGC), je technika, ktorá sa spolieha na to, že neporiadok vracia viac ozveny ako ciele záujmu. Zosilnenie prijímača sa automaticky nastaví tak, aby sa udržala konštantná celková úroveň viditeľného rušenia. Aj keď to nepomôže odhaliť ciele maskované ako viditeľnejší okolitý neporiadok, pomôže to rozlíšiť viditeľné ciele. V minulosti sa v radaroch používal elektronicky riadený AGC a ovplyvňoval zisk celého radarového prijímača. Ako sa radar vyvíjal, AGC sa stal riadený počítačovým softvérom a začal ovplyvňovať zisk s väčšou zrnitosťou v špecifických detekčných bunkách.

Rušenie môže pochádzať aj z viaccestných odrazov od skutočných cieľov spôsobených odrazmi od zeme, atmosférickými prúdmi alebo ionosférickými odrazmi/lommi (napr. anomálne šírenie). Tento typ rušenia je obzvlášť znepokojivý, pretože signál z neho sa pohybuje a správa sa ako iné normálne (body) záujmu. V typickom scenári sa pozemná ozvena z lietadla objaví na prijímači ako identický cieľ pod skutočným cieľom. Radar sa môže pokúsiť zjednotiť ciele nahlásením cieľa v nesprávnej výške alebo ho eliminovať na základe jitteru alebo fyzickej nereálnosti. Rušiace systémy založené na odrazoch krajiny využívajú túto vlastnosť tým, že zosilňujú radarový signál a smerujú ho nadol. Tieto problémy možno prekonať zahrnutím pozemnej mapy okolia radaru a odstránením všetkých oziev, ktoré sa zdajú nastať pod zemou alebo nad určitou výškou. Monopulz možno zlepšiť zmenou algoritmu reliéfu používaného v nízkej nadmorskej výške. Najnovšie radarové zariadenie riadenia letovej prevádzky využíva algoritmy detekcie návnady porovnávaním aktuálnych spätných impulzov so susednými impulzmi a výpočtom nepravdepodobnosti návratu.

Elektronické rušenie

Rušenie radaru označuje rádiofrekvenčné signály pochádzajúce zo zdrojov mimo radaru, prenášané na frekvencii radaru a tým maskujúce cieľ záujmu. Rušenie môže byť úmyselné, vytvorené v súlade s taktikou elektronického boja, alebo neúmyselné, vytvorené aktívnym vybavením priateľských síl, ktoré využíva rovnaký frekvenčný rozsah. Elektronické rušenie sa považuje za aktívny zdroj rušenia, pretože je iniciované prvkami mimo radaru a vôbec nesúvisí so signálom rušeného radaru.

Elektronické rušenie je pre radary problematické, pretože rušiacemu signálu stačí prejsť časť dráhy jedným smerom (od rušičky k radarovému prijímaču), zatiaľ čo radarový signál vytvára dvojitú dráhu (radar-cieľ-radar), a preto , jeho výkon sa výrazne zníži na čas, keď sa vráti do radarového prijímača. Preto môžu byť elektronické rušiace systémy oveľa menej výkonné ako radary, ktoré potláčajú, a zároveň naďalej účinne maskujú ciele v zornom poli od rušiaceho systému k radaru (rušenie hlavného laloka). Rušiace systémy majú dodatočný účinok ovplyvnenia radarov pozdĺž iných línií pohľadu cez bočné laloky antény radarového prijímača (bočné laloky rušenia).

Potlačenie hlavného laloku možno zvyčajne znížiť iba zúžením priestorového uhla hlavného laloka a nemožno ho úplne eliminovať nasmerovaním antény prijímača priamo na rušiaci systém s použitím rovnakej frekvencie a polarizácie ako radar. Potlačenie postranných lalokov možno prekonať zmenšením bočných lalokov vzoru radarovej antény a použitím všesmerovej antény na detekciu a ignorovanie signálov, ktoré nie sú hlavnými smermi. Ďalším spôsobom ochrany proti elektronickému rušeniu je frekvenčný skok a smer polarizácie.

Spracovanie radarového signálu

metóda merania vzdialenosti signálu

Jeden spôsob merania vzdialenosti je založený na meraní času letu: vyšle sa krátky rádiový impulz (elektromagnetické žiarenie) a meria sa čas, po ktorom sa odrazený signál vráti späť do prijímača. Vzdialenosť je polovicou súčinu času cesty (pretože signál musí najskôr dosiahnuť cieľ a potom sa vrátiť späť k prijímaču) a rýchlosti signálu. Pretože rádiové vlny sa šíria rýchlosťou svetla, presné meranie vzdialenosti vyžaduje vysokorýchlostné elektronické zariadenie. Vo väčšine prípadov prijímač počas vysielania signálu neprijíma odrazené impulzy. Pomocou prepínača antény radar prepína medzi vysielaním a prijímaním vopred stanovenou rýchlosťou. Podobný efekt tiež obmedzuje maximálny rozsah detekcie. Aby sa maximalizoval rozsah, je potrebné použiť dlhší čas medzi impulzmi, ktorý sa nazýva čas opakovania impulzu alebo frekvencia opakovania impulzu.

Tieto dva efekty majú tendenciu byť vo vzájomnom konflikte, a preto nie je ľahké skombinovať dobré radary krátkeho aj dlhého dosahu v rovnakej štruktúre. Je to preto, že krátke impulzy potrebné na dobrú detekciu na blízko majú menšiu celkovú energiu, vďaka čomu je odrazený signál oveľa slabší, a preto je ťažšie ho detegovať. Táto nevýhoda môže byť kompenzovaná zvýšením počtu impulzov, ale tým sa zníži maximálny dosah. Každý radar teda používa špecifický typ signálu. Radary s dlhým dosahom majú tendenciu používať dlhé impulzy s dlhými oneskoreniami medzi nimi, zatiaľ čo radary s krátkym dosahom používajú krátke impulzy s kratšími časovými intervalmi medzi nimi. S pokrokom v elektronike môže teraz mnoho radarov meniť frekvenciu opakovania pulzov, čím sa mení ich rozsah. Najnovšie radary vysielajú dva impulzy z toho istého prvku, jeden pre krátky dosah (asi 10 km (6,2 míľ)) a druhý signál pre veľký dosah (asi 100 km (62 míľ)).

Rozlíšenie vzdialenosti a úroveň prijatého signálu vo vzťahu k šumu závisia od tvaru impulzu. Pulz je často modulovaný pre lepší výkon pomocou techniky známej ako pulzná kompresia.

Vzdialenosť možno merať aj v časových jednotkách. Radarová míľa je čas, za ktorý rádiový impulz prejde jednu námornú míľu, odrazí sa od cieľa a vráti sa späť k anténe radaru. Keďže námorná míľa je definovaná ako 1,852 m, vydelením tejto vzdialenosti rýchlosťou svetla (299792458 m/s) a následným vynásobením výsledku 2 dostaneme trvanie 12,36 µs.

FM signál

Ďalšia forma radarového merania vzdialenosti je založená na frekvenčnej modulácii. Porovnanie frekvencie medzi dvoma signálmi je oveľa presnejšia metóda, dokonca aj so staršou elektronikou, ako meranie doby prechodu. Meraním frekvencie odrazeného signálu a porovnaním s pôvodnou frekvenciou ľahko zmeriate rozdiel medzi nimi.

Táto technika môže byť použitá v radaroch s nepretržitou vlnou a často sa používa v leteckých radarových výškomeroch. V týchto systémoch je "nosný" radarový signál modulovaný predvídateľným spôsobom, typicky sa mení nahor a nadol zvukovej frekvencie v sínusovom alebo pílkovom vzore. Signál je potom odosielaný z jednej antény a prijímaný na inú, zvyčajne umiestnenú v spodnej časti lietadla, a signál možno nepretržite porovnávať pomocou jednoduchého frekvenčného modulátora, ktorý vydáva signál s frekvenciou, ktorá je rozdielom medzi frekvenciami vrátený signál a časť prenášaného signálu.

Keďže sa frekvencia signálu mení, v čase, keď sa signál vracia do lietadla, je frekvencia vysielaného signálu už iná. Hodnota frekvenčného posunu sa používa na meranie vzdialenosti.

Hĺbka modulácie prijímaného signálu je úmerná časovému oneskoreniu medzi radarom a reflektorom. Veľkosť tohto frekvenčného posunu sa zväčší s dlhším časovým oneskorením. Miera veľkosti frekvenčného posunu je priamo úmerná vzdialenosti. Túto vzdialenosť je možné zobraziť na prístroji a informácie o nej je možné získať aj prostredníctvom transpondéra. Toto spracovanie signálu je podobné tomu, ktoré sa používa na určenie rýchlosti Dopplerovho radaru. Príkladmi systémov využívajúcich tento prístup sú Azusa, MISTRAM a UDOP.

Ďalšou výhodou je, že radar môže efektívne pracovať pri relatívne nízkych frekvenciách. To bolo dôležité v ranom vývoji tohto typu, keď bolo generovanie vysokofrekvenčného signálu náročné alebo nákladné.

Pozemné radary využívajú frekvenčne modulované (FM) signály s nízkou spotrebou energie, ktoré pokrývajú širší rozsah frekvencií. Viacnásobné odrazy sa matematicky analyzujú, aby sa zmenil vzor s viacerými prechodmi, čím sa vytvorí počítačový syntetický obraz. Použitie Dopplerovho efektu umožňuje detekovať pomaly sa pohybujúce objekty, ako aj do značnej miery eliminovať „šum“, ktorý vzniká pri odraze od povrchov vodných plôch.

Metóda merania rýchlosti signálu

Rýchlosť je zmena vzdialenosti od objektu v priebehu času. V súčasnosti existujúce systémy na meranie vzdialenosti sú teda vybavené pamäťovými prvkami na zapamätanie si predchádzajúcej polohy cieľa, čo na meranie rýchlosti úplne postačuje. Kedysi slúžili značky ceruzkou, ktoré urobil operátor na obrazovke radaru, ako pamäť, z ktorej sa potom pomocou posuvného pravítka vypočítala rýchlosť. Moderné radarové systémy vykonávajú ekvivalentné operácie rýchlejšie a presnejšie pomocou počítačov.

Ak je výstup vysielača koherentný (fázovo uzamknutý), potom sa na takmer okamžité merania rýchlosti použije iný efekt (nevyžaduje pamäť), známy ako Dopplerov efekt. Väčšina moderných radarových systémov využíva tento princíp v Dopplerových radaroch a pulzno-Dopplerových radarových systémoch (poveternostné radary, vojenské radary). Dopplerov efekt môže určiť iba relatívnu rýchlosť cieľa pozdĺž priamky viditeľnosti od radaru k cieľu. Akákoľvek zložka rýchlosti cieľa, ktorá je kolmá na zornú líniu, sa nedá určiť pomocou samotného Dopplerovho efektu, ale dá sa určiť sledovaním azimutu cieľa v priebehu času.

Je možné vyrobiť Dopplerov radar bez akéhokoľvek zvlnenia, známy ako radar s kontinuálnou vlnou (CW radar), ktorý šíri veľmi čistý signál známej frekvencie. Radar s kontinuálnou vlnou je ideálny na určenie radiálnej zložky rýchlosti cieľa. Radar s kontinuálnymi vlnami sa zvyčajne používa pri presadzovaní dopravy na rýchle a presné meranie rýchlosti vozidla tam, kde nie je dôležitý dosah.

Pri pulznom radare zmena fázy po sebe nasledujúcich návratov udáva vzdialenosť, o ktorú sa cieľ medzi pulzmi posunul, a teda možno vypočítať jeho rýchlosť. Ďalšie matematické pokroky v spracovaní radarových signálov zahŕňajú časovo-frekvenčnú analýzu (Heisenbergov Weyl alebo wavelet) a chirpletovú transformáciu, ktorá využíva zmenu vo frekvencii návratov z pohybujúcich sa cieľov ("cvrlikanie").

Spracovanie pulzného dopplerovského signálu

Spracovanie pulzného dopplerovského signálu zahŕňa frekvenčné filtrovanie počas procesu detekcie. Priestor medzi každým vyslaným impulzom je rozdelený na prvky rozsahu alebo impulzy voliča rozsahu. Každý prvok je filtrovaný nezávisle rovnakým spôsobom ako proces používaný spektrálnym analyzátorom na získanie zobrazenia rôznych frekvencií. Každá iná vzdialenosť vytvára iné spektrum. Tieto spektrá sa používajú na vykonanie procesu detekcie. Je to nevyhnutné na dosiahnutie prijateľného výkonu v nepriaznivom počasí, teréne a prostredí elektronických protiopatrení.

Hlavnou úlohou je merať amplitúdu a frekvenciu súhrnného odrazeného signálu na niekoľko vzdialeností. Používa sa v meteorologickom radare na meranie radiálnej rýchlosti vetra a rýchlosti zrážok v každej inej časti atmosféry a je prepojený s výpočtovými systémami na vytváranie elektronickej mapy počasia v reálnom čase. Bezpečnosť prevádzky lietadiel závisí od nepretržitého prístupu k presným informáciám z radaru počasia, ktoré sa používajú na predchádzanie zraneniam a nehodám. Meteorologický radar používa nízku frekvenciu opakovania impulzov (PRF). Požiadavky na súdržnosť tu nie sú také prísne ako požiadavky na vojenské systémy, pretože jednotlivé signály zvyčajne nie je potrebné oddeľovať. Meteorologické radary zvyčajne vyžadujú menej zložité filtrovanie a manipuláciu s nejednoznačnosťou dosahu ako vojenské radary určené na sledovanie lietadiel.

Alternatívna úloha „odhaliť a zničiť ciele v dolnej pologuli“ je schopnosťou nevyhnutnou na zlepšenie prežitia vo vzdušnom boji. Pulzné dopplerovské systémy sa používajú aj na radarový pozemný dohľad potrebný na ochranu osôb a vozidiel. Pulzné dopplerovské spracovanie signálu zvyšuje maximálny dosah detekcie použitím menšieho výkonu žiarenia v tesnej blízkosti lietadiel, pilotov, personálu údržby, pechoty a delostrelectva. Odrazy od terénu, vody a počasia vytvárajú viac signálov ako lietadlá a rakety, čo umožňuje rýchlo sa pohybujúcim vozidlám nepozorovane lietať v extrémne nízkych nadmorských výškach, pričom využíva technológiu utajenia na vyhýbanie sa detekcii, kým útočné lietadlo nedosiahne cieľ zničenia. Pulzné dopplerovské spracovanie signálu zahŕňa sofistikovanejšie elektronické filtrovanie, ktoré tento druh zraniteľnosti spoľahlivo eliminuje. To si vyžaduje použitie miernej frekvencie opakovania impulzov pomocou fázovo koherentného hardvéru, ktorý má veľký dynamický rozsah. Vojenské aplikácie vyžadujú priemernú frekvenciu opakovania impulzov (PRF), čo bráni priama definícia Na určenie skutočného rozsahu všetkých ozvien je potrebné spracovanie nejednoznačnosti rozlíšenia a rozsahu. Radiálny pohyb je typicky spojený s Dopplerovou frekvenciou na zachytenie signálov, ktoré nemôžu byť produkované rušiacimi systémami. Spracovanie pulzného Dopplerovho signálu tiež produkuje zvukové signály, ktoré možno použiť na identifikáciu hrozieb.

Eliminácia pasívneho rušenia

Spracovanie signálu sa používa v radarových systémoch na zníženie účinkov radarového rušenia. Techniky spracovania signálu zahŕňajú indikáciu pohybujúceho sa cieľa, spracovanie pulzného Dopplerovho signálu, procesory detekcie pohybujúceho sa cieľa, koreláciu s cieľmi sekundárneho prehľadového radaru, časopriestorové adaptívne spracovanie a algoritmus sledovania pred detekciou. Konštantná frekvencia falošných signálov a digitálne spracovanie modelu terénu sa využíva aj v hlučnom prostredí.

Systémy sledovania cieľa

Algoritmus sledovania je stratégia na zlepšenie výkonu radaru. Algoritmy sledovania predpovedajú budúcu polohu viacerých pohybujúcich sa objektov na základe histórie jednotlivých polôh hlásených senzorovými systémami.

História skenovania sa zhromažďuje a používa na predpovedanie budúcich pozícií na použitie pri riadení letovej prevádzky, hodnotení hrozieb, doktríne bojového systému, zameriavaní zbraní a navádzaní rakiet. Údaje o polohe zhromažďujú radarové senzory počas niekoľkých minút.

Existujú štyri všeobecné sledovacie algoritmy.

• Algoritmus najbližšieho suseda

• Pravdepodobný algoritmus kombinácie údajov

• Algoritmus na sledovanie mnohých hypotéz

• Interaktívny multi-modelový (IMM) algoritmus

Zo zobrazených informácií možno odstrániť odrazy, ktoré nie sú v reálnom čase, takže na displeji sa zobrazí iba skutočný cieľ. V niektorých radarových systémoch alebo alternatívne v systéme velenia a riadenia, ku ktorému je pripojený radar, sa radarové sledovanie používa na prepojenie sekvencií značiek súvisiacich s jednotlivými cieľmi a na odhadovanie kurzov a rýchlostí cieľa.

Zariadenie radarovej stanice

Komponenty radarovej stanice sú:

• Vysielač, ktorý generuje rádiový signál pomocou klystronu alebo magnetrónu a riadi jeho trvanie modulátorom.
• Vlnovod, ktorý spája vysielač s anténou.
• Duplexer, ktorý slúži ako prepínač medzi anténou a vysielačom alebo anténou a prijímačom v závislosti od režimu činnosti radaru.
• Prijímač. Pri znalosti tvaru požadovaného prijímaného signálu (impulzu) je možné navrhnúť optimálny prijímač pomocou zodpovedajúceho filtra.
• Zobrazovací procesor na príjem signálov pre výstupné zariadenia prispôsobené ľudskému vnímaniu.
• Elektronická jednotka, ktorá riadi všetky tieto zariadenia a anténu na vykonávanie radarového skenovania podľa daného programu.
• Odkaz na zariadenia a displeje koncových používateľov.

Dizajn antény

Rádiové signály vysielané z jednoduchej antény sa budú šíriť všetkými smermi a takáto anténa bude prijímať signály rovnako zo všetkých smerov. Takáto anténa sťažuje radaru lokalizáciu cieľa.

Prvé systémy zvyčajne používali všesmerové vysielacie antény a smerové prijímacie antény, ktoré boli orientované rôznymi smermi. Napríklad prvý systém, ktorý bol nasadený, Chain Home, používal dve prútové antény skrížené v pravom uhle na príjem signálov z každej na inom indikátore. Maximálny odrazený signál mal byť detekovaný anténou umiestnenou kolmo na cieľ a minimálny - anténou nasmerovanou koncom k cieľu. Operátor mohol určiť smer k cieľu otáčaním antény tak, že jeden indikátor ukazoval maximálny signál a druhý jeho minimum. Jednou vážnou nevýhodou tohto typu konštrukcie bolo, že signál bol prenášaný všetkými smermi, takže len malá časť celkovej vygenerovanej energie bola prenášaná v požadovanom smere. Aby sa v smere „cieľa“ prenieslo adekvátne množstvo výkonu, musí byť smerová aj vysielacia anténa.

parabolická anténa

Modernejšie systémy používajú na vytvorenie hustého lúča "cieľového osvetlenia" ovládateľnú parabolickú „cieľovú parabolu“, zvyčajne využívajúcu rovnakú parabolu ako prijímač. Takéto systémy často kombinujú dve radarové frekvencie do rovnakej antény, aby zabezpečili automatické smerovanie alebo sledovanie cieľa radarom.

Parabolické reflektory môžu byť buď symetrické paraboly alebo skreslené paraboly. Symetrické parabolické antény produkujú úzky "ceruzkový" lúč v rozmeroch X aj Y, a preto majú vyšší zisk. Pulzný dopplerovský meteorologický radar NEXRAD využíva symetrickú anténu na vykonávanie detailných objemových skenov atmosféry. Skreslené parabolické antény vytvárajú úzky lúč v jednom rozmere a relatívne široký lúč v druhom. Táto funkcia je užitočná, keď je detekcia cieľa v širokom rozsahu uhlov dôležitejšia ako jeho umiestnenie v troch rozmeroch. Väčšina 2D radarov používa skreslenú parabolickú anténu s úzkym azimutovým lalokom a širokým vertikálnym lalokom. Táto konfigurácia lúča umožňuje operátorovi radaru detekovať lietadlo v určitom azimute, ale v nedefinovanej výške. Na druhej strane takzvané "prikyvujúce" radary na detekciu nadmorskej výšky používajú parabolu s úzkou vertikálnou šírkou a širokým azimutovým lúčom na detekciu lietadla v určitej výške, ale s nízkou presnosťou azimutu.

Skenovanie v radare

• Primárne skenovanie: technika skenovania, pri ktorej sa hlavná anténa pohybuje na získanie skenovacieho lúča, príklady zahŕňajú skenovanie kruhov, skenovanie sektorov atď.

• Sekundárne skenovanie: technika skenovania, pri ktorej sa napájanie antény presúva, aby sa získal skenovací lúč, príklady zahŕňajú skenovanie kužeľa, jednosmerné skenovanie sektorov, prepínanie lúčov atď.

• Palmer Scan: Metóda skenovania, ktorá vytvára skenovací lúč pohybom hlavnej antény a jej napájania. Palmerov sken je kombináciou primárneho a sekundárneho skenovania.

• Kužeľové skenovanie: Radarový lúč sa otáča v tesnom kruhu okolo osi „mierenia“, ktorá je nasmerovaná na cieľ.

Štrbinové vlnovodné antény

Aplikovaný podobne ako parabolický reflektor, štrbinový vlnovod sa mechanicky pohybuje na skenovanie a je obzvlášť vhodný pre nesledujúci povrchový skenovací systém, kde vertikálny vzor môže zostať konštantný. Kvôli nižším nákladom a menšiemu vystaveniu vetru, prehľadové radary na lodiach, letiskových plochách a prístavoch teraz používajú tento prístup prednostne pred parabolickou anténou.

Sfázovaná anténa

Iná metóda riadenia sa používa v radare s fázovou sústavou.

Phased array antény (PAA) pozostávajú z rovnomerne rozmiestnených podobných vyžarujúcich prvkov, ako sú bežné antény alebo rady štrbinových vlnovodov. Každý prvok antény alebo skupina vyžarujúcich prvkov obsahuje diskrétny fázový posun, ktorý vytvára fázový gradient naprieč mriežkou. Napríklad prvky poľa vytvárajúce fázový posun 5 stupňov pre každú vlnovú dĺžku pozdĺž čela poľa vytvoria lúč nasmerovaný 5 stupňov od stredovej čiary kolmej na rovinu poľa. Signály prechádzajúce týmto lúčom budú zosilnené. Signály, ktoré sú odsadené od lúča, budú zoslabené. Počet vyžarujúcich prvkov je zisk antény. Hodnota mriežkovej periódy určuje mieru potlačenia bočných lalokov vyžarovacieho diagramu.

PAR radary sa používali na úsvite radarov počas 2. svetovej vojny (Mammut radar, Nemecko), ale obmedzené možnosti elektronických zariadení tých rokov boli dôvodom ich nízkej účinnosti. Radary PAR sa pôvodne používali na protiraketovú obranu (pozri napr. program Safeguard). Sú srdcom lodných systémov Aegis a raketového systému Patriot. Masívna redundancia spojená s prítomnosťou veľkého množstva fázových prvkov zlepšuje spoľahlivosť v prípade postupného znižovania výkonu, ku ktorému dochádza v dôsledku zlyhania jednotlivých fázových prvkov. V menšej miere sa radary PAR využívajú v systéme pozorovania počasia. Od roku 2017 americký Národný úrad pre oceány a atmosféru plánuje do 10 rokov implementovať národnú sieť multifunkčných radarov s fázovým usporiadaním po celých USA na meteorologický výskum a monitorovanie letov.

Sfázované antény môžu byť vyrobené v súlade so špecifickou konfiguráciou, a to ako pre rakety, lode a lietadlá, tak aj pre podporu pechoty.

Keď cena elektronických komponentov klesala, radary PAR sa stali bežnejšími. Takmer všetky moderné vojenské radarové systémy sú založené na fázovaných anténach, kde malé dodatočné náklady sú kompenzované zvýšenou spoľahlivosťou systému bez akýchkoľvek pohyblivých častí. Tradičné konštrukcie pohyblivých antén sú stále široko používané v službách, kde je dôležitým faktorom cena (sledovanie letovej prevádzky a podobné systémy).

PAR radary sú neoceniteľné pre použitie v lietadlách, pretože dokážu sledovať viacero cieľov. Prvým lietadlom, ktoré využívalo radar PAR, bol B-1B Lancer. Prvým stíhacím lietadlom, ktoré využívalo radar FAR, bol MiG-31. BRLS-8B "Barrier" (klasifikácia NATO - "SBI-16"), inštalovaný na MiG-31M, má pasívny elektronicky snímaný radar PAR, ktorý bol považovaný za najvýkonnejší stíhací radar na svete, zatiaľ čo AN / APG Systém -77 s aktívnym Elektronicky skenované anténne pole nebolo nainštalované na F-22 Raptor spoločnosti Lockheed Martin.

Fázová interferometria alebo techniky apertúrnej syntézy využívajúce pole jednotlivých parabolických antén, ktoré sú nafázované do jednej efektívnej apertúry, nie je typickou aplikáciou pre radar, hoci sa v rádioastronómii široko používa. Kvôli kliatbe riedkych anténnych polí majú takéto polia s viacerými apertúrami, keď sa používajú vo vysielačoch, za následok zúženie lúča lúča znížením celkového výkonu dodávaného do cieľa. V zásade môžu takéto metódy zlepšiť priestorové rozlíšenie, ale zníženie výkonu znamená, že to vo všeobecnosti nie je efektívne.

Syntéza apertúry so spracovaním údajov zo samostatne sa pohybujúceho zdroja je na druhej strane široko používaná v kozmických a leteckých radarových systémoch.

Frekvenčný rozsah antény

Tradičné názvy kapiel vznikli ako kódové mená počas druhej svetovej vojny a stále sa používajú na celom svete vo vojenských a leteckých aplikáciách. Boli prijaté v Spojených štátoch Inštitútom elektrických a elektronických inžinierov a medzinárodne Medzinárodnou telekomunikačnou úniou. Väčšina krajín má dodatočné pravidlá na kontrolu toho, ktoré oblasti rádiových pásiem sú vyhradené pre civilné alebo vojenské použitie.

Iní používatelia rádiového spektra, ako napríklad priemysel vysielania a elektronických protiopatrení, nahradili tradičné vojenské označenia svojimi vlastnými systémami označenia.

Modulátor anténneho signálu

Modulátory tvoria vlnový balík RF impulzu. Existujú dve rôzne konštrukcie radarových modulátorov:

Nekoherentné elektrocentrály spojené vysokonapäťovými spínačmi. Tieto modulátory pozostávajú z vysokonapäťového generátora impulzov generovaného zdrojom vysokého napätia generujúceho sieťový impulz a vysokonapäťového spínača, akým je napríklad tyratrón. Generujú krátke impulzy energie na napájanie napríklad magnetrónu, špeciálneho typu vákuovej trubice, ktorá premieňa jednosmerný prúd (zvyčajne pulzujúci) na mikrovlny. Táto technológia je známa ako technológia pulzného napájania. Vysielaný RF impulz má teda definované a vo všeobecnosti veľmi krátke trvanie.

Hybridné mixéry poháňané generátorom signálu a komplexným, ale koherentným budičom tvaru vlny. Tento tvar vlny môže byť vytvorený vstupnými signálmi nízkeho výkonu/nízkeho napätia. V tomto prípade musí byť radarový vysielač výkonový zosilňovač, ako je klystrónová trubica alebo polovodičový vysielač. Vysielaný impulz je teda intrapulzne modulovaný a radarový prijímač musí využívať techniky kompresie impulzov.

radarová chladiaca kvapalina

Koherentné mikrovlnné zosilňovače dodávajúce mikrovlnné signály nad 1000 W, ako sú elektrónky s postupnou vlnou a klystróny, vyžadujú použitie kvapalného chladiva. Elektrónový lúč musí obsahovať 5 alebo dokonca 10-krát viac energie ako výstupný mikrovlnný signál, a preto môže generovať dostatok tepla na generovanie plazmy. Táto plazma prúdi z kolektora ku katóde. Rovnaké magnetické zaostrovanie, ktoré smeruje elektrónový lúč, núti plazmu, aby sa zaostrila do línie elektrónového lúča, ale prúdila v opačnom smere. V tomto prípade dochádza k frekvenčnej modulácii, ktorá zhoršuje výkon Dopplerovho radaru. Aby sa tomu zabránilo, používajú sa chladiace kvapaliny s minimálnym tlakom a prietokom, keďže deionizovaná voda sa bežne používa v najvýkonnejších Dopplerových radarových systémoch.

Kulanol (silikátový éter) sa v 70. rokoch používal v niektorých vojenských radaroch. V dôsledku jeho hygroskopickosti však dochádza k hydrolýze a tvorbe horľavých alkoholov. Stratu lietadla amerického námorníctva v roku 1978 spôsobilo zapálenie éterom oxidu kremičitého. Kulanol je tiež drahý a toxický. Americké námorníctvo vyvinulo program s názvom Pollution Prevention (PP) na elimináciu alebo zníženie objemu a toxicity odpadu, emisií do ovzdušia a odpadových vôd, ktorý zahŕňa zníženie používania kulanolu.

Radarový zákon

Radar (tiež: RADAR) je definovaný v článku 1.100 Rádiokomunikačného poriadku (RR) Medzinárodnej telekomunikačnej únie (ITU) ako:

Rádiový určovací systém založený na porovnaní referenčných signálov s rádiovými signálmi odrazenými alebo opakovane vysielanými z miesta, ktoré sa má určiť. Každý systém rádiového určovania musí byť klasifikovaný rádiokomunikačnou službou, s ktorou dočasne alebo trvalo spolupracuje. Typickými aplikáciami radarov sú primárne a sekundárne radary. Môžu byť použité v rádiolokačných alebo satelitných rádiolokačných službách.

Všeobecným princípom činnosti radaru je vyslať impulz energie (elektromagnetická vlna), čakať na príchod odrazeného signálu a spracovať ho, pričom sa získajú potrebné informácie.
Odrazený signál nám môže poskytnúť informáciu o polohe objektu t.j. jeho azimut, nadmorská výška, rozsah, ako aj rýchlosť a smer pohybu.
Úlohy radaru dopravnej polície sú oveľa užšie - objekt je v priamej viditeľnosti, smer pohybu je známy. Zostáva len vypočítať jeho rýchlosť.

Spôsoby práce s ním zároveň určujú niektoré funkcie:
Radar by mal byť ľahký a kompaktný, aby ho obsluha mohla používať aj pri držaní v ruke.
Radar musí mať zabudované napájacie zdroje, spotrebuje energiu hospodárne.
Používanie radaru musí byť bezpečné, t. j. vyžiarený výkon musí byť čo najnižší.

Z rádiofyziky je známe, že fyzikálne rozmery vysielacích a prijímacích antén sú úmerné vlnovým dĺžkam. To znamená, že radar musí pracovať na veľmi krátkych vlnách (vysokých frekvenciách), aby jeho anténne zariadenie spolu s vysielačom, prijímačom, rozhodujúcim a zobrazovacím zariadením padlo do ruky.
Kratšie vlnové dĺžky navyše zlepšujú presnosť merania. Pri frekvencii 100 kHz bude vlnová dĺžka skutočne 3 km. Je to ako snažiť sa určiť hrúbku vlasu metrovou tyčou.
Ďalším obmedzením sú malé vzdialenosti, na ktoré musíte pracovať.
Väčšina radarov používaných v letectve v námorníctve počíta vzdialenosť k cieľu tak, že ju prepočítava z časového oneskorenia odrazeného signálu od vyžarovaného. Potom je možné niekoľko meraní vzdialenosti previesť na rýchlosť.
Vysielače takýchto radarov vysielajú krátky a silný impulz (trvanie 1 mikrosekundu, výkon 600-1000 kW), pri rýchlosti šírenia 300 000 km/s, dosiahne cieľ vo vzdialenosti 27 km za 90 mikrosekúnd. vezme rovnakú sumu na vrátenie späť. Celkovo - 180 mikrosekúnd zodpovedá 27 kilometrom.

DPS radar nepotrebuje také divoké sily, no práve krátke vzdialenosti znemožňujú postaviť radar podľa vyššie uvedenej schémy.
Ak je totiž impulz čo i len 1 μS, znamená to, že jeho dĺžka v priestore je 300 metrov! To znamená, že prvé vrcholy elektromagnetickej vlny dosiahnu cieľ vo vzdialenosti 140 metrov, odrazia ho, vrátia sa k anténe a potom sú tu posledné (a veľmi silné!) vrcholy rovnakého impulzu. Takúto malú vzdialenosť nie je možné touto metódou zmerať. Prijímacie obvody takýchto radarov sú navyše bezprostredne po vyžarovaní vysielacieho impulzu na krátky čas vypnuté, aby sa nespálili! Je veľmi problematické generovať impulzy rádiového dosahu kratšie ako 1 mikrosekundu, tak ako potom merať krátke vzdialenosti a rýchlosti na krátku vzdialenosť?

Fyziku procesu, ktorý je základom konštrukcie radaru, opísal rakúsky vedec Christian Doppler už v roku 1842.
Zariadenia, ktoré pri svojej práci využívajú Dopplerov efekt, umožňujú merať rýchlosť objektov vo vzdialenosti od niekoľkých metrov až po stovky a tisíce svetelných rokov.
Radary dopravnej polície pracujú na frekvenciách:
10 500 – 10 550 GHz (pásmo X),
24,050 – 24,250 GHz (pásmo K),
33 400 – 36 000 GHz (Ka – široké pásmo)
čo zodpovedá vlnovým dĺžkam 28, 12 a 9 centimetrov.
Pri takýchto vysokých frekvenciách už rezonančné obvody nie sú cievky a kondenzátory ako vo vysielacích prijímačoch, ale segmenty vlnovodov (okrúhle alebo obdĺžnikové trubice).
Prvá podmienka - malá veľkosť - je už ľahko splnená. Dokonca aj pri najnižšej frekvencii je štvrťvlnová dĺžka len 7 cm a štvrťvlnný vlnovod skrátený (prerušovaný) na jednom konci je ekvivalentom ladeného paralelného oscilačného obvodu.
Ako každý iný radar, aj radar dopravnej polície pozostáva z prijímača a vysielača.
Najčastejšie používaným vysielačom je Gunnov diódový oscilátor.
Sú teda splnené ešte dve podmienky – malý (minimálne dostatočný) výkon žiarenia a nízka spotreba energie.
Prijímacia časť pozostáva zo zmiešavača, zosilňovača, procesorovej jednotky (počítača) a zobrazovacieho zariadenia.
Upozorňujeme, že v samotnom radare nie sú žiadne „superheterodyny“, prijatý odrazený signál sa okamžite zmieša s referenčným signálom, zvolí sa rozdielová frekvencia (čo je funkcia rýchlosti, „Dopplerova frekvencia“), potom sa zosilní. a spracované. Nameraná rýchlosť je odoslaná do výstupného zariadenia.
Radarové vysielače dopravnej polície môžu vysielať dlhé dávky, krátke impulzy, krátke impulzy v určitom slede, ale keďže vysielajú všetky, znamená to, že každého možno odchytiť (zisťovať smer), potrebujete len príslušné zariadenie – radarový detektor.
Na druhej strane, metódy práce s radarom môžu anulovať všetky triky výrobcov radarových detektorov a nedisciplinovaných vodičov. Ak totiž „tichý“ nateraz PR zrazu „vystrelí“ priamo na previnilca, od pokuty vás už nezachráni ani signál z výstražného zariadenia.
Okrem nositeľných sú tu aj stacionárne radary. Ich signály s istotou detegujú všetky radarové detektory, ale nie vždy sa to vyžaduje. Ak je v Rusku, kde je povolené používanie radarových detektorov, umiestnenie stacionárnych radarov všetkými možnými spôsobmi šifrované (oficiálne neohlásené), tak napríklad v Litve (kde je používanie radarových detektorov zakázané), všetky stacionárne príspevky sú uvedené na webovej stránke dopravnej polície, ich súradnice sa neustále aktualizujú v navigačných mapách a na cestách pred nimi (200 - 300 metrov) sú špeciálne výstražné značky.
Niekedy sú radarové imitátory trvalo umiestnené pozdĺž ciest, aby zastrašili uponáhľaných. Ide o najjednoduchšie zariadenia, generátory signálu radarového dosahu. Najjednoduchšie, pretože nemajú zložitý systém na určovanie rýchlosti, majú za úlohu sfunkčniť radarový detektor a aspoň na krátky čas schladiť zápal „pretekára“. Tri-štyri takíto hlukári za sebou otupia vašu ostražitosť a piaty sa môže ukázať ako skutočný.
Okrem radarov pracujúcich v pásmach rádiových vĺn sa v súčasnosti čoraz viac využívajú laserové merače rýchlosti, tzv. LIDARy (z angl. - LEight Distance And Ranging).
Tieto zariadenia vyžarujú zaostrený infračervený lúč (och, to je módne slovo "nano", vlnová dĺžka je nanometre, trvanie impulzu je nanosekundy) v krátkych impulzoch a merajú vzdialenosť, ako "veľké" radary, časovým rozdielom medzi vysielaným a prijatý pulz. Niekoľko meraní vzdialenosti za sebou umožňuje vypočítať rýchlosť.
Činnosť LIDAR je ešte ľahšie nájsť ako PR rádiových vĺn, detekčné prijímače nie sú o nič komplikovanejšie ako tie, ktoré sú vo všetkých televízoroch na príjem signálov diaľkového ovládania a sú teraz zabudované takmer do všetkých radarových detektorov.
Ale definovať prácu policajného LIDARA nemá zmysel. Ak vaše zariadenie signalizovalo, vaša rýchlosť už bola nameraná alebo ste práve prešli okolo automatických dverí supermarketu alebo čerpacej stanice.

V niektorých krajinách sa na cestách s hustou premávkou bojuje proti prekročeniu rýchlosti ešte jednoduchšie - moderná technológia vám umožňuje opraviť všetky autá pri vchádzaní a vychádzaní z diaľnice. „Šampióni“, ktorí preskočili meranú plochu rýchlejšie ako je určený čas, dostávajú poštou upozornenie o nutnosti zaplatiť pokutu.

Najbežnejšie modely radarov ruskej dopravnej polície

RADIS, výrobca Simikon, Petrohrad.

Rozsah meraných rýchlostí 10 - 300 km/h
Čas merania rýchlosti< 0.3 сек

Iskra-1, výrobca Simicon, St. Petersburg.
Pracovná frekvencia 24,15 + 0,1 GHz (pásmo K)
Rozsah merania, nie menej ako 300, 500, 800 m (tri úrovne)
Rozsah meraných rýchlostí 30 - 210 km/h
Čas merania rýchlosti 0,3 - 1,0 s

Radar(z angličtiny. RA dio D etiky A nd R anging (RADAR) - rádiová detekcia a meranie vzdialenosti , (synonymá: radar, radarová stanica, radar) - zariadenie slúžiace na detekciu a sledovanie rôznych objektov pomocou rádiových vĺn a určenie dosahu, rýchlosti, smeru pohybu a geometrických parametrov detekovaných objektov.

História vynálezu

Protilietadlový rádiový detektor B-2 "Storm", ZSSR 1935.

Odrazový efekt rádiových vĺn objavil v roku 1886 nemecký fyzik Heinrich Hertz. Heinrich Rudolf Hertz). V roku 1897 Alexander Popov pri práci so svojím rádiovým vysielačom zistil, že rádiové vlny sa odrážajú od kovových častí lodí.
Patenty na vynález rádiových detekčných zariadení boli vydané v roku 1905 v Nemecku, v roku 1922 v USA, v roku 1934 vo Veľkej Británii.
V roku 1934 sa v ZSSR úspešne uskutočnil experiment na detekciu lietadla pomocou efektu odrazu rádiových vĺn - lietadlo letiace vo výške 150 metrov bolo detekované vo vzdialenosti 600 metrov od zariadenia. V tom istom roku boli v Leningradskom rádiovom závode vyrobené prototypy radarov Vega a Konus pre rádiový detekčný systém lietadla Elektrovizor. V ZSSR sa v tom čase výraz "radar" nepoužíval, prvé radarové stanice sa nazývali rádiové pasce alebo rádiové detektory. Radary boli uvedené do prevádzky v ZSSR v roku 1939.
Najväčšie úspechy v radaroch pred začiatkom 2. svetovej vojny dosiahli Briti, ktorí začali masívne inštalovať radary na vojnové lode a v roku 1937 vytvorili radarovú detekčnú sieť. Chain Home pozdĺž Lamanšského prielivu a východného pobrežia Anglicka, pozostávajúci z 20 staníc schopných odhaliť lietadlo na vzdialenosť až 350 km.

Princíp fungovania

Princíp radaru

Radar je založený na schopnosti rádiových vĺn odrážať sa od rôznych objektov. V klasickom pulznom radare vysielač generuje rádiofrekvenčný impulz, ktorý vysiela smerová anténa. V prípade, že sa na dráhe šírenia vysokofrekvenčnej vlny stretne nejaký predmet, časť energie sa odrazí od tohto predmetu, a to aj v smere antény. Odrazený rádiový signál je prijímaný anténou a konvertovaný prijímačom na ďalšie spracovanie.
Keďže rádiové vlny sa šíria konštantnou rýchlosťou, je možné určiť vzdialenosť k objektu podľa času, keď signál prejde zo stanice k objektu a späť: D km \u003d (300 000 km / s * t s) / 2.
Okrem šikmého dosahu k cieľu dokáže radar určiť aj rýchlosť a smer pohybu, ako aj odhadnúť jeho veľkosť.
Pre radar sa používajú VHF a mikrovlnné pásma, prvé radarové stanice spravidla pracovali na frekvenciách od 100 do 1000 MHz.

Klasifikácia

Radary sú klasifikované podľa mnohých princípov, nižšie sú najčastejšie parametre pre ich klasifikáciu.
Na signálovej ceste:

• aktívny (s aktívnou odozvou)
• pasívny

Podľa vlnového pásma:

• meter
• decimeter
• centimeter
• milimeter

Podľa oddelenia prijímacej a vysielacej časti:

• kombinované
• oddelené

Podľa miesta:

• zem
• letectva
• na lodiach

Podľa typu snímacieho signálu:

• nepretržité pôsobenie
• impulz

Podľa dohody: Podľa dohody:

• včasné zistenie a varovanie
• preskúmanie
• cieľové označenie
• boj s protibatériou

Podľa nameraných súradníc:

• jednosúradnicový
• dvojsúradnicový
• trojsúradnicový

Pomocou skenovania priestoru:

• bez skenovania
• so skenovaním v horizontálnej rovine
• horizontálne skenovanie pomocou V-lúča
• s vertikálnym skenovaním
• so špirálovým skenovaním
• s prepínaním lúčov

Spôsobom zobrazovania informácií

• s indikátorom rozsahu
• so samostatnými ukazovateľmi rozsahu a azimutu (nadmorskej výšky).
• s kruhovým ukazovateľom pohľadu
• s indikátorom azimutového rozsahu

Chronológia

• 1886 Heinrich Hertz objavuje efekt odrazu rádiových vĺn.
• 1897 Alexander Popov opravuje vplyv prechádzajúcej lode na fungovanie rádiového komunikačného kanála.
• 1904 Christian Hülsmeyer vytvára telemobiloskop – zariadenie, ktoré zachytáva odraz rádiových vĺn.
• 1906 Lee de Forest vytvoril prvú rádiovú trubicu.
• 1921 Albert Hull vyvíja magnetrón – zariadenie na generovanie mikrovlnných rádiových vĺn.
• 1930 Lawrence E. Highland deteguje skreslenie pri prechode rádiových vĺn, keď lietadlo preletí medzi anténami.
• 1931 Americké námorné letecké rádiové laboratórium začína navrhovať zariadenie na detekciu nepriateľských lodí a lietadiel pomocou rádia.
• 1934 Experimentálny americký radar deteguje lietadlo na vzdialenosť 1 míle.
• 1934 V Leningrade sa uskutočnili úspešné experimenty s rádiovou detekciou lietadiel.
• 1935 Nemecká spoločnosť GEMA vytvára prvé rádiové detekčné zariadenie pre Kriegsmarine.
• 1935 Počas experimentu na britskej vojenskej základni Orford Ness bolo možné detekovať lietadlo na vzdialenosť 17 km.
• 1936 Vo Veľkej Británii boli zabudované prvé radary včasného varovania Chain Home.
• 1936 Spojené kráľovstvo úspešne otestovalo radar typu 79X nainštalovaný na minolovka HMS Saltburn.
• 1937 Kriegsmarine používa radary typu Seetakt a Flakleit.
• 1939 Experimentálne zariadenie XAF bolo zostrojené v Spojených štátoch, prvýkrát bolo pre jeho názov použité slovo radar.
• 1939 V Nemecku sa uvádza do prevádzky systém včasného varovania na báze radarov Freya a Würzburg.
• 1939 V ZSSR bola prijatá detekčná stanica lietadiel RUS-1 "Rhubarb".
• 1939 Vo Veľkej Británii bol radar ASV Mk.I úspešne testovaný na lietadle Avro Anson K6260.
• 1940 V Spojených štátoch vstupujú do prevádzky prvé radary včasného varovania SCR-270.
• 1940 Prvé radary CXAM vstupujú do služby amerického námorníctva.
• 1941 GEMA začína inštalovať radary Seetakt na nemecké ponorky.
• 1941 Luftwaffe prijíma prvé letecké radary FuG 25a "Erstling" a FuG 200 "Hohentwiel".
• 1941 Radar "Redut-K" inštalovaný na krížniku "Molotov".
• 1941 Japonsko zaviedlo prvý radar včasnej výstrahy typu 11.
• 1942 Radar "Gneiss-2" vstúpil do služby s lietadlami Pe-2.
• 1942 Americké námorníctvo vstupuje do automatického navádzacieho systému protilietadlových zbraní SCR-584.
• 1943 Nemecký radar Jagdschloss je prvýkrát vybavený POV indikátorom.

Princíp fungovania

Podobné videá

Klasifikácia policajných radarov

Hlavné technické vlastnosti

Typy a dosahy radarov dopravnej polície

Prevádzkové režimy radaru

Základné radarové technológie: - OEM, Ultra-X, Ultra-K (K-Pulse)/(Smartscan™), Instant-On, POP™, HYPER-X™, HYPER-K™.

Radary môžu kombinovať tieto technológie na dosiahnutie cieľov skryť signál z radarového detektora. Napríklad "ISKRA 1" súčasne používa Instant-ON ako spínací režim a kombináciu PULSE + POP vo forme balenia 5 krátkych impulzov. .

Instant-ON je režim zapnutia radaru, kedy je radar na začiatku zapnutý a v pohotovostnom režime, ale nevydáva žiadny signál. Po stlačení tlačidla radar okamžite začne vysielať signál a meria rýchlosť cieľa, na ktorý mieri. To vám umožňuje zostať neviditeľní pre radarové detektory, čo výrazne zvyšuje účinnosť radaru a zároveň šetrí energiu batérie radaru.

POP - registrovaný ochranná známka, ktorú vlastní MPH Technologies. Táto technológia je na rozdiel od Instant-ON zodpovedná za štruktúru samotného signálu. Podstata technológie spočíva v tom, že radar po zapnutí vyšle veľmi krátky impulz a s jeho pomocou meria rýchlosť cieľa. Použitie tejto technológie komplikuje detekciu radarového signálu radarovými detektormi, pretože mnohé modely vnímajú takýto impulz ako rušenie a nevydajú vodičovi žiadne varovanie. Taktiež sa vďaka príliš krátkemu impulzu výrazne skráti detekčná vzdialenosť. Aby radarový detektor dokázal rozpoznať POP radarové signály, musí byť vybavený príslušnou ochrannou technológiou.

PULSE - okrem POP existuje aj technológia pulzného signálu. Od POP sa líši tým, že pulzný signál je vysielaný nepretržite. Trvanie impulzov môže byť rôzne. Ak je veľmi krátky, môže to spôsobiť problém aj radarovému detektoru, ale väčšina moderných modelov radarových detektorov je vybavená pulznou radarovou ochranou.

Porovnávacia tabuľka policajných radarov, fotografických záznamníkov

Model	TYPE Speedcam	Rozsah	Frekvencia	Protokol	Rozsah rýchlosti	Rozsah videa	Kalibračný interval
Avtodoriya	4	Video	*	GPS/Glonass	10 km	*	2 roky
Vocord Traffic	4	Video	*	GPS	Nie zlobr.	140 m	2 roky
Autohurikán RS/VSM/RM	1/3/5	Video	*	*	*	*	1 rok
Amata	1	laser	800-1100 nm	-	700 m	250 m	1 rok
Arena	1	K	24,125 GHz	-	1500 m	-	1 rok
Bariéra-2M	5	X	10,525 GHz	-	-	-	1 rok
Zlatý orol	5	K	24,125 GHz	K-Pulse	-	-	1 rok
Binar	5	K	24,125 GHz	K-Pulse	-	-	2 roky
Vizir	5	K	24,125 GHz	-	400 m	-	1 rok
Iskra-1	5	K	24,125 GHz	Okamžité ON/PULSE/POP	400 m	-	1 rok
Chris-S/P	1/5	K	24,125 GHz	-	150 m	50 m	2 roky
LISD-2F	1	laser	800-1100 nm	-	1000 m	250 m	1 rok
PKS-4	1	K	24,125 GHz	-	1000 m	-	1 rok
Radis	1	K	24,125 GHz	-	800 m	-	2 roky
Rapier-1	1	K	24,125 GHz	-	-	20 m	2 roky
Robot Jenoptik	1	K	24,125 GHz	-	-	-	-
Sokol-M	5	X	10,525 GHz	K-Pulse	-	-	1 rok
Šípka ST/STM	1/5	K	24,125 GHz	K-Pulse	500 m	50 m	1 rok

TYPE Speedcam určuje typ radaru v navigačných mapách Navitel. .

"APK "AvtoUragan" môže byť vybavený radarovými meračmi rýchlosti "Rapira" alebo "Iskra-1", keď je nehybný, a radarom "Berkut" v kabíne hliadkového auta.

„Registrátor Avtodoria funguje iba v režime videorekordéra.

"VOCORD Traffic môže byť vybavený meračmi rýchlosti "Iskra-1"DA/130(Chris), "Iskra"DA/210, "Iskra-1"DA/60

Výkon Vocord Traffic je tiež poskytovaný vo forme bezradarových systémov v dvoch verziách:

1 - ako jednotlivé bloky, kde meranie rýchlosti je založené na presnom meraní času každého rámca;

2 - vo forme niekoľkých kamier na sledovanie priemernej rýchlosti na rovných úsekoch ciest.

Oba systémy Avtodoria, Avtohuragan a Vocord Traffic dokážu merať prekročenie priemernej rýchlosti na úseku cesty.

Simulátory radarov

Na cestách začali inštalovať radarový simulátor Lira-1 pracujúci v pásme X.

Radarové simulátory fungujú ako falošné videorekordéry. Princíp činnosti spočíva vo vytváraní rádiového signálu podobného tomu, ktorý vydávajú cestné merače rýchlosti, pričom tieto zariadenia nemajú meracie zariadenia.

Výstražný systém SWS

Výstražný systém SWS (Safety warning system) je systém správ na varovanie pred blížiacim sa miestom núdze alebo nehody. Systém je určený na príjem pomocou radarových detektorov (radarových detektorov). Signál sa prenáša na frekvencii 24,060 ... 24,140 GHz. SWS sa v SNŠ nepoužíva.

Falošné videorekordéry

Modely je možné previesť na aktívne videorekordéry vložením príslušnej radarovej jednotky a pripojením kamery.

Antiradar

Pre mnohých vodičov je rýchla jazda bežnou záležitosťou. Objavila sa dokonca aj špeciálna elektronická výbava, ktorá pomáha vodičovi vyhnúť sa pokutám. Prvý