Podstawy radiolokacji

Fizyczne podstawy zasad radiolokacji

Podstawowa zasada działania radaru pierwotnego jest łatwa do zrozumienia. Jednak teoria może być dość złożona. Zrozumienie jej (teorii) jest kluczowe do prawidłowego zrozumienia zasady działania radaru pierwotnego. Funkcjonowanie systemów radarowych obejmuje szeroki zakres zagadnień od prac budowlanych, inżynierii maszyn i urządzeń elektrycznych przez technikę mikrofalową po zaawansowaną technikę przetwarzania danych. Pewne prawa natury nabierają tu także większego znaczenia.

Radiolokacyjny pomiar odległości możliwy jest dzięki właściwościom wypromieniowanej energii elektromagnetycznej.

1. Odbicie fal elektromagnetycznych.
   Jeśli po wypromieniowaniu fala elektromagnetyczna napotka na swojej drodze w przestrzeni obiekt dla niej nieprzezroczysty to ulega ona odbiciu (rozproszeniu) we wszystkich kierunkach. Część tej energii wraca także do anteny radaru jako sygnał echa.
    
2. Energia elektromagnetyczna porusza się w przestrzeni ze stałą prędkością zbliżoną do prędkości światła i wynosi:
   • 300,000 km/h
   • 186,000 mi/s (mi - mila lądowa)
   • 162,000 NM/s (NM - mila morska)
   Stała prędkość fali elektromagnetycznej pozwala na określenie odległości pomiędzy obiektem odbijającym (samolotem, okrętem czy samochodem), a radarem poprzez pomiar czasu, który upłynął od wyemitowania impulsu do czasu jego powrotu.
    
3. Normalnie fala elektromagnetyczna rozchodzi się w przestrzeni w linii prostej, i odchyla się nieznacznie z powodu warunków atmosferycznych i pogodowych. Dzięki zastosowaniu specjalnych anten radarowych energia elektromagnetyczna może zostać skupiona w pożądanym kierunku. Zatem możemy określić kierunek odbijającego obiektu (w azymucie i elewacji).
    

Zasady te w prosty sposób dają nam możliwość określania odległości, azymutu i wysokości obiektów powietrznych, od których odbiła się fala elektromagnetyczna. (Efekt wpływu atmosfery i warunków pogodowych na promieniowaną energię będzie omówiony później, jednakże w tym przykładzie określania odległości i azymutu zostaną pominięte).

Zalety

Radiolokacja posiada wiele zalet w porównaniu z obserwacją wzrokową, mianowicie:

• Radar jest w stanie operować w dzień i w nocy, w jasności lub ciemności na dużych odległościach;
• Radar może pracować w każdych warunkach pogodowych, we mgle i w deszczu, może nawet penetrować ściany lub warstwy śniegu;
• Radar może posiadać obszerny zasięg; możliwa jest obserwacja całej półkuli;
• Radar wykrywa i śledzi poruszające się obiekty, prowadząc bardzo dokładne rozpoznanie przestrzeni powietrznej;
• Radar może pracować jako urządzenie bezobsługowe 24/7.