Modern savaş hızlı ve çabuk geçiyor. Genellikle bir savaşta kazanan, potansiyel bir tehdidi tespit edip buna uygun şekilde tepki verebilen ilk kişidir. Yetmiş yıldan fazla bir süre boyunca, karada, denizde ve havada düşman aramak için radyo dalgalarının yayılmasına ve çeşitli nesnelerden yansımalarının kaydedilmesine dayanan bir radar yöntemi kullanılmıştır. Bu tür sinyalleri gönderen ve alan cihazlara radar istasyonları (radarlar) veya radarlar denir.
"Radar" terimi, 1941 yılında başlatılan, ancak uzun zamandan beri bağımsız bir kelime haline gelen ve dünyanın birçok diline giren bir İngilizce kısaltmasıdır (radyo algılama ve yayma).
Radarın icadı kesinlikle bir dönüm noktası olayıdır. Modern dünyayı radar istasyonları olmadan hayal etmek zor. Havacılıkta, deniz taşımacılığında kullanılır, radar havasının yardımı ile tahmin edilir, trafik kurallarının ihlal edicileri tespit edilir, dünyanın yüzeyi taranır. Radar sistemleri (RLK) uygulamalarını uzay endüstrisi ve navigasyon sistemlerinde bulmuşlardır.
Ancak, askeri işlerde en çok kullanılan radar. Bu teknolojinin aslında askeri ihtiyaçlar için yaratıldığı ve İkinci Dünya Savaşı'nın başlamasından hemen önce pratik uygulama aşamasına ulaştığı söylenmelidir. Bu çatışmaya aktif olarak katılan (ve sonuçta bulunmayan) en büyük ülkelerin tümü keşif ve düşman gemileri ile uçaklarının tespiti için radarlar kullandı. Radar kullanımının hem Avrupa'da hem de Pasifik düşmanlık tiyatrosunda birçok ikonik savaşın sonucuna karar verdiğini söylemek güvenlidir.
Günümüzde radarlar, kıtalararası balistik füzelerin fırlatılmasından topçu keşiflerine kadar çok çeşitli askeri görevlerin çözümünde kullanılmaktadır. Her uçak, helikopter, savaş gemisi kendi radar kompleksine sahiptir. Radarlar hava savunma sisteminin temelidir. Aşamalı bir anten dizisine sahip en yeni radar kompleksi gelecek vaat eden Rus tankı "Armata" da kurulacak. Genel olarak, modern radar çeşitliliği şaşırtıcı. Bunlar, boyut, özellik ve amaç bakımından farklı olan tamamen farklı cihazlardır.
Bugün Rusya'nın radar istasyonlarının geliştirilmesi ve üretilmesinde tanınmış dünya liderlerinden biri olduğunu söylemek güvenli. Ancak, radar sistemlerinin gelişimindeki eğilimlerden bahsetmeden önce, radarın çalışma prensipleri ve ayrıca radar sistemlerinin tarihi hakkında birkaç söz söylenmelidir.
Radar nasıl çalışır?
Konum, bir şeyin konumunu belirleme yöntemidir (veya işlemidir). Buna göre, radyocakasyon, radar veya radar olarak adlandırılan bir cihaz tarafından yayılan ve alınan radyo dalgalarını kullanarak uzayda bir nesneyi veya nesneyi algılama yöntemidir.
Birincil veya pasif radarın çalışma prensibi oldukça basittir: radyo dalgalarını çevreleyen nesnelerden yansıyan ve yansıyan sinyaller şeklinde geri dönen uzaya iletir. Onları analiz ederek, radar uzayda belirli bir noktada bir nesneyi tespit edebiliyor ve aynı zamanda temel özelliklerini gösterebiliyor: hız, yükseklik, boyut. Herhangi bir radar, birçok bileşenden oluşan karmaşık bir radyo mühendisliği cihazıdır.
Herhangi bir radarın bileşimi üç ana element içerir: sinyal vericisi, anten ve alıcı. Tüm radar istasyonları iki büyük gruba ayrılabilir:
- Switching;
- sürekli eylem
Darbeli bir radar vericisi kısa bir süre için elektromanyetik dalgalar yayar (saniyenin bir kısmı), bir sonraki sinyal yalnızca ilk darbe döndükten ve alıcıya girdikten sonra gönderilir. Darbe tekrarlama frekansı - radarın en önemli özelliklerinden biri. Düşük frekanslı radarlar dakikada birkaç yüz darbe gönderir.
Nabız radarının anteni hem alımda hem de transferde çalışır. Sinyal verildikten sonra, verici bir süre için kapatılır ve alıcı açılır. Alımından sonra ters işlem yapılır.
Darbe radarının hem dezavantajları ve avantajları vardır. Aynı anda birkaç hedef aralığını belirleyebilirler, böyle bir radar tek bir antenle kolayca yapabilir, bu tür cihazların göstergeleri basittir. Bununla birlikte, böyle bir radarın yaydığı sinyal oldukça büyük bir güce sahip olmalıdır. Ayrıca nabız paterni tarafından gerçekleştirilen tüm modern izleme radarlarını ekleyebilirsiniz.
Darbeli radar istasyonlarında, manyetikler veya hareketli dalga lambaları genellikle bir sinyal kaynağı olarak kullanılır.
Radar anteni elektromanyetik sinyali odaklar ve gönderir, yansıyan darbeyi alır ve alıcıya iletir. Bir sinyalin alınmasının ve iletilmesinin farklı antenler tarafından yapıldığı radarlar vardır ve bunlar birbirlerinden oldukça uzak bir yerde bulunabilir. Radar anteni bir dairede elektromanyetik dalgalar yayabilir veya belirli bir sektörde çalışabilir. Radar ışını spiral olarak veya koni şeklinde olabilir. Gerekirse, radar sürekli özel sistemler yardımı ile işaret ederek, hareketli hedefi izleyebilir.
Alıcının işlevi, alınan bilgiyi işlemek ve operatör tarafından okunduğu ekrana aktarmaktır.
Darbeli radarın yanı sıra, sürekli elektromanyetik dalgalar yayan sürekli radarlar vardır. Bu tür radar istasyonları işlerinde Doppler etkisini kullanıyor. Elektromanyetik bir dalganın frekansının, sinyal kaynağına yaklaşan bir nesneden yansıdığı gerçeği, hareket eden bir nesneden daha yüksek olacağı gerçeğinde yatmaktadır. Yayılan darbenin frekansı değişmeden kalır. Bu tip radarlar sabit cisimleri sabitlemez, alıcıları yalnızca yayılandan daha yüksek veya daha düşük frekansa sahip dalgaları alır.
Tipik bir Doppler radarı, trafik polisi tarafından araçların hızını belirlemek için kullanılan bir radardır.
Sürekli hareket eden radarların asıl sorunu, nesneye olan mesafeyi belirlemek için onları kullanmanın imkansızlığıdır, ancak operasyonları sırasında radar ile hedef veya arkasındaki sabit nesneler arasında herhangi bir girişim yoktur. Ek olarak, Doppler radarı, düşük güçte sinyalleri çalıştırmak için yeterli olan oldukça basit bir cihazdır. Sürekli radyasyonlu modern radar istasyonlarının nesneye olan mesafeyi belirleme kabiliyetine sahip olduğu da belirtilmelidir. Bu işlem sırasında radarın frekansı değiştirilerek yapılır.
Darbeli radarın çalışmasındaki ana sorunlardan biri sabit cisimlerden gelen girişimlerdir - kural olarak, bu, dünyanın yüzeyi, dağlar, tepelerdir. Havadaki uçakların radar radarları çalışırken, aşağıdaki tüm nesneler dünya yüzeyinden yansıyan bir sinyal tarafından “gizlenir”. Kara veya gemi radar kompleksleri hakkında konuşursak, o zaman onlar için bu sorun düşük irtifalarda uçan hedeflerin tespitinde ortaya çıkar. Bu tür girişimi ortadan kaldırmak için aynı Doppler efekti kullanılır.
Birincil radarın yanı sıra, uçağı tanımlamak için uçakta kullanılan ikincil radarlar da vardır. Bu tür radar sistemlerinin bileşimi, vericiye, antene ve alıcı cihaza ek olarak, ayrıca bir uçak transponderini içerir. Bir elektromanyetik sinyal ile ışınlandığında, katılımcı, yüksekliği, güzergahı, tahta numarası ve uyruğu hakkında ek bilgi verir.
Ayrıca, radar istasyonları çalıştıkları dalganın uzunluğu ve sıklığına bölünebilir. Örneğin, Dünyanın yüzeyini incelemek ve önemli mesafelerde çalışmak için 0.9-6 m (frekans 50-330 MHz) ve 0.3-1 m (frekans 300-1000 MHz) dalgaları kullanılır. 7.5-15 cm dalga boylu radar hava trafiği kontrolü için kullanılır ve füze fırlatma tespit istasyonlarının ufukta radarı 10 ila 100 metre uzunluğunda dalgalar üzerinde çalışır.
Radarın tarihi
Radar fikri, radyo dalgalarının keşfedilmesinden hemen sonra ortaya çıktı. 1905 yılında Alman bir firma olan Siemens'ten Christian Hülsmeier, radyo dalgalarını kullanarak büyük metal cisimleri tespit edebilen bir cihaz yarattı. Mucit, zayıf görüş koşullarında çarpışmalardan kaçınmaları için gemilere monte etmeyi önerdi. Ancak, nakliye şirketleri yeni cihazla ilgilenmiyor.
Rusya'da radarla deneyler yapıldı. 19. yüzyılın sonunda, Rus bilim adamı Popov, metal nesnelerin radyo dalgalarının yayılmasını engellediğini keşfetti.
20'li yılların başlarında, Amerikalı mühendisler Albert Taylor ve Leo Yang, radyo dalgalarını kullanarak geçen bir gemiyi tespit etmeyi başardı. Bununla birlikte, o zamanlar radyo endüstrisinin durumu, radar istasyonlarının endüstriyel tasarımlarını oluşturmak zor olacaktı.
Pratik sorunları çözmek için kullanılabilecek ilk radar istasyonları, otuzlu yılların ortalarında İngiltere’de ortaya çıktı. Bu cihazlar çok büyüktü, sadece karaya ya da büyük gemilerin güvertesine kurulabiliyorlardı. Sadece 1937'de uçağa monte edilebilecek bir minyatür radar prototipi oluşturuldu. II. Dünya Savaşı'nın başlangıcında, İngilizler Zincir Ev adlı gelişmiş bir radar istasyonu zincirine sahipti.
Almanya'da gelecek vaat eden yeni bir yönde yürüdü. Dahası, başarısız olduğu söylenmelidir. 1935’in başlarında, Alman filosunun Başkomutanı Reder’e elektron ışını ekranlı çalışan bir radar gösterildi. Daha sonra, bunun temelinde radarın seri örnekleri oluşturuldu: Deniz kuvvetleri ve Freya'nın hava savunması için bakılması. 1940'da Würzburg radarı yangın kontrol sistemi Alman ordusuna akmaya başladı.
Bununla birlikte, Alman bilim adamlarının ve mühendislerin radyolojik konumdaki bariz başarılarına rağmen, Alman ordusu, daha sonra İngilizlerin radarlarını kullanmaya başladı. Hitler ve Reich'in tepesi radarları muzaffer Alman ordusunun gerçekten ihtiyaç duymadığı münhasır savunma silahları olarak görüyordu. Bu nedenle Almanlar, İngiltere savaşının başlangıcında konuşlandırılmış sadece sekiz Freya radarına sahipti, ancak özellikleri açısından en azından İngiliz meslektaşları kadar iyiydiler. Genel olarak, İngiltere savaşının sonucunu büyük ölçüde belirleyen radar kullanımının ve bunu takiben Avrupa göklerindeki Luftwaffe ile Müttefik Hava Kuvvetleri arasındaki kesin çatışma olduğunu söyleyebiliriz.
Daha sonra, Würzburg sistemi temelinde Almanlar “Kammuber hattı” olarak adlandırılan bir hava savunma hattı oluşturdu. Özel kuvvetler kullanarak Müttefikler, Alman radarının gizlice çözen sırlarını çözebildiler.
İngilizlerin daha sonra Amerikalılar ve Almanlar tarafından "radar" yarışına girmesine rağmen, onları bitiş çizgisinde aşabildiler ve II. Dünya Savaşı'nın başlangıcına en gelişmiş uçak radarı tespit sistemi ile yaklaşabildiler.
1935 Eylül'ünde, İngilizler savaştan önce yirmi radar içeren bir radar istasyonu ağı kurmaya başladı. Britanya kıyılarına yaklaşımı Avrupa kıyılarından tamamen engelledi. 1940 yazında, daha sonra Amerikan ve İngiliz uçaklarına kurulan havadan radar istasyonlarının temeli olan İngiliz mühendisler tarafından bir rezonanslı magnetron yaratıldı.
Sovyetler Birliği'nde askeri radar alanında çalışmalar yapıldı. SSCB'de radar kullanan uçakların tespiti konusunda ilk başarılı deneyler 30'lu yılların ortalarında yapıldı. 1939'da, ilk radar RUS-1 Kızıl Ordu tarafından kabul edildi ve 1940'ta RUS-2. Bu istasyonların her ikisi de seri üretime alındı.
İkinci Dünya Savaşı açıkça radar istasyonlarının kullanımının yüksek verimliliğini gösterdi. Bu nedenle, tamamlanmasından sonra, yeni radarların geliştirilmesi, askeri teçhizatın geliştirilmesinde önceliklerden biri haline gelmiştir. Zamanla, havadan radarlar tüm askeri uçak ve gemileri istisnasız olarak aldı ve radar hava savunma sistemlerinin temelini oluşturdu.
Soğuk Savaş sırasında, Amerika Birleşik Devletleri ve SSCB, kıtalararası balistik füzelerden oluşan yeni ve yıkıcı bir silaha sahipti. Bu roketlerin fırlatılmasını tespit etmek bir ölüm kalım meselesi haline geldi. Sovyet bilim adamı Nikolai Kabanov, düşman uçaklarını uzun mesafelerde (3 bin km'ye kadar) tespit etmek için kısa radyo dalgaları kullanma fikrini önerdi. Oldukça basitti: Kabanov, 10-100 metre uzunluğundaki radyo dalgalarının iyonosferden sıçrayabildiğini ve dünyanın yüzeyindeki hedefleri ışınlayarak radarına geri döndüğünü keşfetti.
Daha sonra, bu düşünceye dayanarak, balistik füzelerin fırlatılmasının ufukta radar tespiti geliştirildi. Böyle bir radar örneği "Daryal" olarak hizmet edebilir - birkaç on yıl boyunca Sovyet füze fırlatma uyarı sisteminin temeli olan bir radar istasyonu.
Şu anda, radar teknolojisinin geliştirilmesi için en umut verici alanlardan biri aşamalı dizi radar (PAR) oluşturulmasıdır. Bu tür radarlar, güçlü bir bilgisayar tarafından işletilen bir tane değil, yüzlerce radyo dalgası yayıcıya sahiptir. HEADLIGHTS'ta farklı kaynaklardan yayılan radyo dalgaları, faz fazlarında çakışırlarsa veya tersine zayıflarsa birbirlerini artırabilir.
Faz dizili radar sinyaline istenen herhangi bir şekil verilebilir, farklı radyasyon frekansları ile çalışarak antenin konumunu değiştirmeden uzayda hareket ettirilebilir. Faz dizili radar, geleneksel antenli bir radardan çok daha güvenilir ve hassastır. Bununla birlikte, bu radarların sakıncaları vardır: büyük bir sorun, radarın HEADLIGHT ile soğutulmasıdır, bunun yanında üretimi zor ve pahalıdır.
Beşinci nesil savaş uçaklarına fazlı dizili yeni radar istasyonları kuruldu. Bu teknoloji Amerikan füzesi erken uyarı sisteminde kullanılıyor. Fazlı dizileri olan radar kompleksi, en yeni Rus tankı "Armata" ya kurulacak. Rusya'nın PAR ile radar gelişiminde dünya liderlerinden biri olduğu belirtilmelidir.
