Принцип действия РЛС

Радиолокационная станция (РЛС) имеет другое, сокращенное, название – радар. Это аббревиатура словосочетания «radio detecting and ranging», что переводится как «радиообнаружение и определение дальности». Работает такая станция по следующему принципу.

Сначала от передающего устройства радиолокатора посылаются радиоимпульсы с очень большой частотой, после этого принимающая антенна улавливает какое-либо дошедшее до места излучения эхо радиосигнала.

Направление, со стороны которого приходит после отражения от твердой поверхности сигнал, именуется азимутом цели. Дистанцию до нее можно рассчитать, отталкиваясь от времени, за которое проходит сигнал до цели и обратно.

Первые изобретения и опыты

Прибор такого принципа действия запатентовал в 1904 г. инженер из Германии Кристиан Хюльсмайер. Назывался он телемобильскоп. Однако на немецкой земле устройство нигде не применялось.

В 1922 г. инженеры Военно-морских сил США стали проводить опыты по передаче радиосигналов через реку Потомак. В результате таких экспериментов в поле обнаружения попадали суда, которые во время прохождения перекрывали путь излучаемым радиоволнам.

Роберт Уотсон-Уатт, физик из Шотландии, занимался исследованием того, как можно использовать радиоизлучение с целью обнаружения аэропланов в воздушном пространстве. Свой радар он запатентовал в 1935 г. Британцы, понимая, что скоро начнется 2-я мировая война, к началу осени 1938 г. построили вдоль некоторых, стратегически особо важных побережий Англии ряд РЛС.

Также радар стали использовать и для точного наведения на цель зенитных и морских орудий.

Магнетрон и клистрон

Радиолокаторы имели очень высокую частоту излучения, которая нуждалась в специальном электронном оборудовании. На первых передатчиках устанавливался магнетрон – электровакуумный прибор. Его конструированием занялся  физик Альберт Халл (США). К 1921 г. прибор был создан.

Но через 14 лет инженером Хансом Хольманом был изобретен многорезонаторный магнетрон. Похожий прибор собрали в СССР в 1936-1937 гг. (руководил разработкой М. Бонч-Бруевич) и в Британии  в 1939 г. – физики Генри Бут и Джон Рэндалл.

9 см – такова была длина радиоволн, которые вырабатывало новое устройство. Благодаря этому радар уже был способен заметить перископ подводной лодки с расстояния 11 км.

В 1938 г. два брата из США Рассел и Сигурд Вариан изобрели еще один прибор для усиления радиосигнала – клистрон.

Использование РЛС в мирных целях

Боевые действия на войне закончились. Радиолокатор по-прежнему находил себе применение. Но уже не в военных, а в мирных целях. В 1946 г. специалисты в области астрономии получили отраженный от поверхности Луны радиосигнал, а в 1958 г. – от поверхности Венеры. Изучением (с использованием РЛС) других планет – Меркурия (в 1962 г.), Марса и Юпитера (в 1963 г.) – успешно занимались астрономы из СССР.

Космическое агентство NASA применяло аппараты, выведенные на околоземные орбиты, во время картографирования дна океанов земного шара. Также радиолокаторы оказывают большую помощь метеорологическим службам в предсказании погоды.