Какое свойство радиоволн используется в радиолокации
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 8 апреля 2019;
проверки требуют 23 правки.
Анимированная схема излучения радиоволн
Радиово́лны — электромагнитные волны с частотами до 3 ТГц, распространяющиеся в пространстве без искусственного волновода[1][2]. Радиоволны в электромагнитном спектре располагаются от крайне низких частот вплоть до инфракрасного диапазона. С учётом классификации Международным союзом электросвязи[3][4] радиоволн по диапазонам, к радиоволнам относят электромагнитные волны с частотами от 0,03 Гц до 3 ТГц, что соответствует длине волны от 10 млн километров до 0,1 миллиметра.
В широком смысле радиоволнами являются всевозможные волновые процессы электромагнитного поля в аппаратуре (например, в волноводных устройствах, в интегральных схемах СВЧ и др.), в линиях передачи и, наконец, в природных условиях, в среде, разделяющей передающую и приёмную антенны[5].
Радиоволны, являясь электромагнитными волнами, распространяются в свободном пространстве со скоростью света. Естественными источниками радиоволн являются вспышки молний и астрономические объекты. Искусственно созданные радиоволны используются для стационарной и подвижной радиосвязи, радиовещания, радиолокации, радионавигации, спутниковой связи, организации беспроводных компьютерных сетей и в других бесчисленных приложениях.
В зависимости от значения частоты (длины волны) радиоволны относят к тому или иному диапазону радиочастот (диапазону длин волн). Можно также вести классификацию радиоволн по способу распространения в свободном пространстве и вокруг земного шара[6].
Диапазоны радиочастот и длин радиоволн[править | править код]
Радиочастоты — частоты или полосы частот в диапазоне от 3 Гц до 3000 ГГц, которым присвоены условные наименования. Этот диапазон соответствует частоте переменного тока электрических сигналов для вырабатывания и обнаружения радиоволн. Так как большая часть диапазона лежит за границами волн, которые могут быть получены при механическом колебании, радиочастоты обычно относятся к электромагнитным колебаниям.
Закон РФ «О связи» устанавливает следующие понятия, относящиеся к радиочастотам:
- радиочастотный спектр — совокупность радиочастот в установленных Международным союзом электросвязи пределах, которые могут быть использованы для функционирования радиоэлектронных средств или высокочастотных устройств;
- радиочастота — частота электромагнитных колебаний, устанавливаемая для обозначения единичной составляющей радиочастотного спектра;
- распределение полос радиочастот — определение предназначения полос радиочастот посредством записей в Таблице распределения полос радиочастот между радиослужбами Российской Федерации, на основании которых выдаётся разрешение на использование конкретной полосы радиочастот, а также устанавливаются условия такого использования.
Использование диапазонов по радиослужбам регламентируется Регламентом радиосвязи Российской Федерации и международными соглашениями.
По регламенту Международного союза электросвязи радиоволны разделены на диапазоны границами от 0.3·10N Гц до 3·10N Гц шириной в одну декаду, где N — номер диапазона. Российский ГОСТ 24375−80 почти полностью повторяет эту классификацию.
| N | Обозн. МСЭ | Диапазон длин волн | Название диапазона волн | Диапазон частот | Название диапазона частот | Энергия фотона, | Применение |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | ELF | 100 Мм — 10 Мм | Декамегаметровые | 3—30 Гц | Крайне низкие (КНЧ) | 12,4 фэВ — 124 фэВ | Связь с подводными лодками, геофизические исследования |
| 2 | SLF | 10 Мм — 1 Мм | Мегаметровые | 30—300 Гц | Сверхнизкие (СНЧ) | 124 фэВ — 1,24 пэВ | Связь с подводными лодками, геофизические исследования |
| 3 | ULF | 1000 км — 100 км | Гектокилометровые | 300—3000 Гц | Инфранизкие (ИНЧ) | 1,24 пэВ — 12,4 пэВ | Связь с подводными лодками |
| 4 | VLF | 100 км — 10 км | Мириаметровые | 3—30 кГц | Очень низкие (ОНЧ) | 12,4 пэВ — 124 пэВ | Служба точного времени, радиосвязь с подводными лодками |
| 5 | LF | 10 км — 1 км | Километровые | 30—300 кГц | Низкие (НЧ) | 124 пэВ — 1,24 нэВ | Радиовещание, радиосвязь земной волной, радионавигация |
| 6 | MF | 1000 м — 100 м | Гектометровые | 300—3000 кГц | Средние (СЧ) | 1,24 нэВ — 12,4 нэВ | Радиовещание и радиосвязь земной волной и ионосферная |
| 7 | HF | 100 м — 10 м | Декаметровые | 3—30 МГц | Высокие (ВЧ) | 12,4 нэВ — 124 нэВ | Радиовещание и радиосвязь ионосферная, загоризонтная радиолокация, рации |
| 8 | VHF | 10 м — 1 м | Метровые волны | 30—300 МГц | Очень высокие (ОВЧ) | 124 нэВ — 1,24 мкэВ | Телевидение, радиовещание, радиосвязь тропосферная и прямой волной, рации, УВЧ-терапия, |
| 9 | UHF | 1000 мм — 100 мм | Дециметровые | 300—3000 МГц | Ультравысокие (УВЧ) | 1,24 мкэВ — 12,4 мкэВ | Телевидение, радиосвязь тропосферная и прямой волной, мобильные телефоны, рации, микроволновые печи, спутниковая навигация. |
| 10 | SHF | 100 мм — 10 мм | Сантиметровые | 3—30 ГГц | Сверхвысокие (СВЧ) | 12,4 мкэВ — 124 мкэВ | Радиолокация, интернет, спутниковое телевещание, спутниковая- и радиосвязь прямой волной, беспроводные компьютерные сети. |
| 11 | EHF | 10 мм — 1 мм | Миллиметровые | 30—300 ГГц | Крайне высокие (КВЧ) | 124 мкэВ — 1,24 мэВ | Радиоастрономия, высокоскоростная радиорелейная связь, радиолокация (метеорологическая, управление вооружением), медицина, спутниковая радиосвязь. |
| 12 | THF | 1 мм — 0,1 мм | Децимиллиметровые | 300—3000 ГГц | Гипервысокие частоты, длинноволновая область инфракрасного излучения | 1,24 мэВ — 12,4 мэВ | Экспериментальная «терагерцовая камера», регистрирующая изображение в длинноволновом ИК (которое излучается теплокровными организмами, но, в отличие от более коротковолнового ИК, не задерживается диэлектрическими материалами). |
Классификация ГОСТ 24375−80 не получила широкого распространения и в ряде случаев вступает в противоречие с национальными стандартами (ГОСТ) в области радиоэлектроники. Традиционные обозначения радиочастотных диапазонов на Западе сложились в ходе Второй мировой войны. В настоящее время они закреплены в США стандартом IEEE, а также международным стандартом ITU.
На практике[7] под низкочастотным диапазоном часто подразумевают диапазон звуковых частот, под высокочастотным — весь радиодиапазон, от 30 кГц и выше, в том числе, диапазон ВЧ. В отечественной литературе диапазоном СВЧ в широком смысле иногда называют диапазоны УВЧ, СВЧ и КВЧ (от 0.3 до 300 ГГц), на Западе этому соответствует широко распространённый термин микроволны.
Также в отечественной учебной и научной литературе сложилась классификация диапазонов, согласно которой мириаметровые волны называют сверхдлинными волнами (СДВ), километровые — длинными волнами (ДВ), гектометровые — средними волнами (СВ), декаметровые — короткими волнами (КВ), а все остальные, с длинами волн короче 10 м, относят к ультракоротким волнам (УКВ)[8].
Классификация по способу распространения[править | править код]
Прямые волны — радиоволны, распространяющиеся в свободном пространстве от одного предмета к другому, например от одного космического аппарата к другому, в некоторых случаях, от земной станции к космическому аппарату и между атмосферными аппаратами или станциями. Для этих волн влиянием атмосферы, посторонних предметов и Земли можно пренебречь.
Земные или поверхностные — радиоволны, распространяющиеся вдоль сферической поверхности Земли и частично огибающие её вследствие явления дифракции. Способность волны огибать встречаемые препятствия и дифрагировать вокруг них, как известно, определяется соотношением между длиной волны и размерами препятствий: чем меньше длина волны, тем слабее проявляется дифракция. По этой причине волны диапазона УВЧ и более высокочастотных диапазонов очень слабо дифрагируют на поверхности земного шара и дальность их распространения в первом приближении определяется расстоянием прямой видимости (прямые волны).
Тропосферные — радиоволны диапазонов ОВЧ и УВЧ, распространяющиеся за счёт рассеяния на неоднородностях тропосферы на расстояние до 1000 км.
Ионосферные или пространственные — радиоволны длиннее 10 м, распространяющиеся вокруг земного шара на сколь угодно большие расстояния за счёт однократного или многократного отражения от ионосферы и поверхности Земли.
Направляемые — радиоволны, распространяющиеся в направляющих системах (радиоволноводах).
Примеры[править | править код]
Примеры выделенных радиодиапазонов[править | править код]
| Название | Полоса частот | Длины волн | Энергия фотона, эВ, |
|---|---|---|---|
| Диапазон средних волн (MW) | 530—1610 кГц | 565,65—186,21 м | 2,19—6,66 нэВ |
| Диапазон коротких волн | 5,9—26,1 МГц | 50,8—11,49 м | 24,4—107,9 нэВ |
| Гражданский диапазон | 26,965—27,405 МГц | 11,118—10,940 м | 111,5—113,3 нэВ |
| Телевизионные каналы: с 1 по 5 | 48—100 МГц | 6,25—3,00 м | 198,5—413,6 нэВ |
| Кабельное телевидение | 100—174 МГц | ||
| Телевизионные каналы: с 6 по 12 | 174—230 МГц | 1,72—1,30 м | 719,6—951,2 нэВ |
| Кабельное телевидение | 230—470 МГц | ||
| Телевизионные каналы: с 21 по 39 | 470—622 МГц | 6,38—4,82 дм | 1,94—2,57 мкэВ |
| Диапазон ультракоротких волн (UKW) | 62—108 МГц (кроме 76—90 МГц в Японии) | 1 м | 256,42—446,65 нэВ (кроме 314,31—372,21 нэВ) |
| ISM-диапазон | 2—4 ГГц | 15—7,5 см | |
| Диапазоны военных частот | 29.50—31.75 МГц | ||
| Диапазоны частот гражданской авиации | 108—136 МГц | ||
| Морские и речные диапазоны |
Диапазоны радиочастот в гражданской радиосвязи[править | править код]
В России для гражданской радиосвязи выделены три диапазона частот:
| Название | Полоса частот | Описание |
|---|---|---|
| «11-метровый», Си-Би, Citizens’ Band — гражданский диапазон | 27 МГц | С разрешённой выходной мощностью передатчика до 10 Вт |
| «70 см», LPD, Low Power Device — маломощные устройства | 433 МГц | Выделено 69 каналов для носимых радиостанций с выходной мощностью не более 0,01 Вт |
| PMR, Personal Mobile Radio — персональные рации | 446 МГц | Выделено 8 каналов для носимых радиостанций с выходной мощностью не более 0,5 Вт |
Некоторые диапазоны гражданской авиации[править | править код]
| Полоса частот | Описание |
|---|---|
| 2182 кГц | Аварийная частота, используется только для передачи сигналов SOS (MAYDAY) |
| 74,8—75,2 МГц | Маркерные радиомаяки |
| 108—117,975 МГц | Радиосистемы навигации и посадки. |
| 118—135,975 МГц | УКВ-радиосвязь (командная связь). |
| 121,5 МГц | Аварийная частота, используется только для передачи сигналов SOS (MAYDAY) |
| 328,6—335,4 МГц | Радиосистемы посадки (глиссадный канал) |
| 960—1215 МГц | Радионавигационные системы |
Некоторые диапазоны РЛС[править | править код]
| Полоса частот | Длины волн | Описание |
|---|---|---|
| 3—30 МГц | HF, 100—10 м | Радары береговой охраны, «загоризонтные» РЛС |
| 50—330 МГц | VHF, 6—0,9 м | Обнаружение на больших дальностях, исследования земли |
| 1—2 ГГц | L, 30—15 см | Наблюдение и контроль за воздушным движением |
| 2—4 ГГц | S, 15—7,5 см | Управление воздушным движением, метеорология, морские радары |
| 12—18 ГГц | Ku, 2,5—1,67 см | Картографирование высокого разрешения, спутниковая альтиметрия |
| 27—40 ГГц | Ka, 1,11—0,75 см | Картографирование, управление воздушным движением на коротких дистанциях, специальные радары, управляющие дорожными фотокамерами |
См. также[править | править код]
- Частота
- Излучение
- Канал связи
- Радиосвязь
- Радиолокация
Примечания[править | править код]
- ↑ Регламент радиосвязи. Статьи. — Швейцария, Женева: МСЭ, 2012. Статья 1.5.
- ↑ ГОСТ 24375—80 Радиосвязь. Термины и определения
- ↑ Рекомендация ITU-R V.431-7. Номенклатура диапазонов частот и длин волн, используемых в электросвязи
- ↑ Геннадиева Е. Г., Дождиков В. Г., Кульба А. В. и др. Краткий энциклопедический словарь по радиоэлектронике и радиопромышленности / Под ред. В. Н. Саблина. М.: Диво, 2006. С. 276.
- ↑ В. В. Никольский, Т. И. Никольская. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Наука, 1989. С. 467.
- ↑ М. П. Долуханов. Распространение радиоволн. М.: Сов. радио, 1972.
- ↑ Е. Г. Геннадиева, В. Г. Дождиков, А. В. Кульба, Ю. С. Лифанов, В. Н. Саблин, М. И. Салтан; под ред. В. Н. Саблина. Краткий энциклопедический словарь по радиоэлектронике и радиопромышленности. — Москва: Диво, 2006. — С. 276. — 286 с. — ISBN 5-87012-028-4 (В пер.).
- ↑ Кубанов В. П. Влияние окружающей среды на распространение радиоволн. — Самара: ПГУТИ, 2013. — 92 с.
Источники[править | править код]
- Справочник по радиоэлектронным системам. Под ред. Б. Х. Кривицкого. В 2-х тт. — М.: Энергия, 1979.
- Закон РФ «О связи».
- Международный Регламент радиосвязи.
Ссылки[править | править код]
- Радиоволны и частоты. Статья.
- Списки различных радиочастот и диапазонов
- Соответствия частот канальных и частотных радиостанций LPD диапазона
- ГОСТ 24375—80 Радиосвязь. Термины и определения
Широкое применение
радиоволн для обнаружения целей и
измерения координат обусловлено
следующими важными свойствами э/м
колебаний :
Радиоволны
распространяются со скоростью с
распространения света как днем, так и
ночью, в простых и сложных метеорологических
условиях.Скорость
распространения радиоволн является
постоянной величиной. Это свойство
радиоволн лежит в основе всех методов
измерения как расстояний, так и угловых
координат, скоростей движения целей.Радиоволны
обладают свойством отражения от любых
объектов, которые встречаются на пути
их распространения.Радиоволны
распространяются прямолинейно в
однородной среде, что и позволяет
использовать их для определения угловых
координат и расстояния до целей.
Свойство
отражения радиоволн от объектов позволяет
решать задачу обнаружения и измерения
параметров целей. Радиоволны отражаются
от границ раздела участков среды с
неоднородными свойствами. Например, с
различной электрической проводимостью,
электрической или магнитной проницаемостью.
По структуре отраженного сигнала можно
судить о типе цели, ее размерах (ЭОП
цели), определять параметры ее движения.
При отражении от целей происходит как
бы «естественная модуляция» радиоволн:
на отражаемые э/м колебания в том или
ином виде «накладывается» информация
о цели. Т.о., отражение радиоволн от
объектов позволяет получить принципиальную
возможность обнаружения по наличию в
приемном устройстве отраженных э/м
колебаний и получить необходимую
информацию о цели.
Передача информации с помощью лазера Оптические квантовые генераторы
Для
источников света характерна некогерентность
излучения, а именно, излучение источников
в целом слагается из некогерентных
между собой потоков, испускаемых
микроскопическими элементами. Примерами
некогерентного излучения могут служить:
свечение газового разряда, тепловое
свечение естественных и искусственных
источников, люминесценция. В начале
60-х годов были созданы источники света
иного типа, получившие название лазеров.
В противоположность некогерентным
источникам, э/м волны, зарождающиеся в
разных частях лазера (удаленных друг
от друга на макроскопические расстояния),
оказываются когерентными между собой.
В этом отношении лазеры аналогичны
источникам когерентных радиоволн.
Когерентность излучения проявляется
практически во всех свойствах лазера.
Энергия излучения зависит от подводимой
энергии. Особенностью лазерного излучения
является способность к концентрации
энергии во времени, в пространстве, в
направлении излучения, в спектре. Для
нескольких лазеров характерна высокая
монохроматичность излучения. В других
лазерах используются очень короткий
импульсы (10-12
сек), поэтому мгновенная мощность такого
излучения может быть очень большой.
Световой поток, выходящий из лазера,
обладает очень высокой направленностью.
Такое излучение можно сфокусировать
на ничтожно малой площади и создать
большую мощность. Напряженность
электрического поля лазерного излучения
составляет порядка 104
В/см,
напряженность электрического поля
солнечного света на экваторе – 10 В/см.
Рассмотрим
физические принципы, лежащие в основе
работы лазера и свойства излучения
последних.
Соседние файлы в папке Материалы по ФОЗИ
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Диапазоны частот и длин волн
Спектр электромагнитных полн простирается до частот выше 1024 Гц.
Этот очень широкий сложный диапазон делится на поддиапазоны с различными физическими свойствами.
Разделение частот по поддиапазонам ранее выполнялось в соответствии с исторически сложившимися критериями и в настоящее время устарело.
Это привело к возникновению современной классификации диапазонов частот, которая в настоящее время используется на международном уровне.
Однако в литературе все еще можно встретить традиционно сложившиеся названия диапазонов частот.
На Рисунке 1 изображен диапазон частот, занятый электромагнитными волнами, и показано его деление на поддиапазоны.
Рисунок 1. Диапазоны частот и длин волн, используемые в радиолокации
Рисунок 1. Диапазоны частот и длин волн, используемые в радиолокации
Рисунок 1. Диапазоны частот и длин волн, используемые в радиолокации
В верхней части рисунка показано деление спектра электромагнитных волн,
сложившееся исторически и официально принятое Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике
(Institute of Electrical and Electronic Engineer, IEEE).
В нижней части рисунка показана современная классификация диапазонов частот, принятая для использования в структурах НАТО.
Видно, что границы частотных диапазонов в этих двух классификациях не всегда совпадают.
Диапазоны и поддиапазоны частот называют заглавными буквами.
Такой подход возник еще на заре радиолокации,
когда точное значение рабочей частоты радиолокационного средства старались держать в тайне.
Рисунок 2. Некоторые радиолокаторы и их диапазоны частот
Рисунок 2. Некоторые радиолокаторы и их диапазоны частот
Сканеры
персонального
досмотра
Автомобильные
радиолокаторы
Бортовой
радио-
локатор
РЛС разведки
поля боя
Радиолокатор обзора
воздушного пространства
Загоризонтный радиолокатор
SMR
PAR
ASR
Трассовый
радио-
локатор
GPR
Рисунок 2. Некоторые радиолокаторы и их диапазоны частот
Радиолокационные системы работают в широком диапазоне излучаемых частот.
Чем выше рабочая частота радиолокатора, тем сильнее влияют на распространение электромагнитных волн атмосферные явления, такие как дождь или облака.
Но одновременно с этим на более высоких частотах достигается лучшая точность работы радиолокационного средства.
На Рисунке 2 показаны диапазоны частот электромагнитных волн, используемые радиолокационными средствами.
А- и В-диапазоны (ВЧ и ОВЧ)
В русскоязычной литературе эти диапазоны называют диапазоном высоких частот (ВЧ) и
диапазоном очень высоких частот (ОВЧ, иногда — метровым диапазоном),
в англоязычной — диапазоном HF (High Frequency) и диапазоном VHF (Very High Frequency).
Эти радиолокационные диапазоны ниже 300 МГц имеют давнюю историю применения,
поскольку именно в этих диапазонах активно развивались радиотехнологии в годы Второй мировой войны.
В настоящее время эти частоты используются в радиолокаторах раннего обнаружения и так называемых загоризонтных радиолокаторах
(Over The Horizon, OTH).
Для таких низких частот легче строить высокомощные передатчики.
Затухание электромагнитных волн на таких частотах меньше, чем при использовании более высоких частот.
С другой стороны, точность таких радиолокаторов ограничена,
поскольку низкие частоты требуют антенн с очень большими физическими размерами,
что определяет точность измерения и разрешающую способность по угловым координатам.
Кроме того, эти диапазоны частот используются и другими службами, связью и радиовещанием,
поэтому полоса частот для радиолокаторов ограничена (что, опять же влияет на точность и разрешающую способность).
Однако, в последнее время, интерес к использованию этих диапазонов частот в радиолокации возвращается,
поскольку на этих частотах технологии снижения радиолокационной заметности Stealth не обеспечивают требуемого эффекта.
С-диапазон (УВЧ)
Этот диапазон называется диапазоном ультравысоких частот (УВЧ) или дециметровым диапазоном.
В англоязычной литературе — Ultra High Frequency (UHF).
Существует не так много радиолокационных систем, разработанных для этого частотного диапазона (от 300 МГц до 1 ГГц).
Эти частоты хорошо подходят для радиолокационного обнаружения и сопровождения спутников и баллистических ракет на больших расстояниях.
Радиолокаторы, работающие в этом диапазоне частот, используются для раннего обнаружения и предупреждения о целях как,
например, обзорный радиолокатор в системе противовоздушной обороны средней дальности
MEADS
(Medium Extended Air Defense System).
Некоторые метеорологические радиолокационные системы, например, предназначенные для построения профиля ветра,
работают в этом диапазоне, поскольку распространение электромагнитных волн на таких частотах слабо зависит от облаков и дождя.
Новые технологии
сверхширокополосной радиолокации
(Ultrawideband, UWB) используют все частоты от А- до С-диапазона.
Сверхширокополосные радиолокаторы излучают очень короткие импульсы на всех частотах одновременно.
Они используются для неразрушающего контроля материалов и объектов,
а также как
радиолокаторы подповерхностного зондирования
(Ground Penetrating Radar, GPR), например, для археологических исследований.
D-диапазон (L-диапазон)
Этот частотный диапазон (от 1 до 2 ГГц) является предпочтительным для работы радиолокаторов дальнего обнаружения
с дальностью действия до 250 морских миль (около 400 километров).
Они излучают импульсы высокой мощности с широким спектром и, зачастую, с
внутриимпульсной модуляцией.
Вследствие кривизны земной поверхности максимальная дальность обнаружения ограничена для целей, находящихся на малых высотах.
Такие цели, по мере увеличения дальности, очень быстро исчезают за радиогоризонтом.
В этом диапазоне частот работают радиолокаторы дальнего обнаружения в системе управления воздушным движением,
такие как трассовый обзорный радиолокатор (Air Route Surveillance Radar, ARSR).
При объединении с моноимпульсным вторичным обзорным радиолокатором (Monopulse Secondary Surveillance Radar, MSSR)
они используют относительно большую медленно вращающуюся антенну.
Если букву L подразумевать как первую в слове Large (большой),
то обозначение L-диапазон является хорошей мнемонической рифмой для большого размера антенны или большой дальности действия.
E/F-диапазон (S-диапазон)
В этом диапазоне атмосферное ослабление выше, чем в D-диапазоне.
Радиолокаторам, работающим в этом диапазоне, требуется значительно большая излучаемая мощность для того,
чтобы достичь хороших значений максимальной дальности действия.
В качестве примера можно привести
радиолокатор средней мощности MPR
(Medium Power Radar) с импульсной мощностью 20 МВт.
В этом частотном диапазоне влияние погодных условий сильнее, чем в D-диапазоне.
Поэтому несколько метеорологических радиолокаторов работают в E/F-диапазоне но, в основном, в тропических и субтропических климатических зонах,
поскольку тут они могут «видеть» за пределами сильного шторма.
Специальные аэродромные обзорные радиолокаторы (Airport Surveillance Radar, ASR)
используются в аэропортах для обнаружения и отображения положения самолетов в воздушном пространстве аэропортов,
в среднем, на дальностях 50 … 60 морских миль (около 100 км).
Аэродромные радиолокаторы определяют положение самолетов и погодные условия в районах как гражданских, так и военных аэродромов.
Обозначение S-диапазона (Small, Short – малый, короткий),
в противоположность обозначению L-диапазона, может трактоваться как обозначение меньших размеров антенн или меньшей дальности действия.
G-диапазон (С-диапазон)
В G-диапазоне (от 4 до 8 ГГц) работают много военных мобильных радиолокаторов
(обзора поля боя, управления оружием и наземной разведки) с малой и средней дальностью действия.
Размеры антенн обеспечивают отличную точность измерения и разрешающую способность и, при этом,
будучи сравнительно небольшими, не препятствуют быстрому перемещению.
Влияние плохих погодных условий очень существенно.
Поэтому в радиолокаторах этого диапазона, предназначенных для работы по воздушным объектам,
часто применяются антенны с круговой поляризацией.
Этот диапазон частот отведен для большинства типов метеорологических радиолокаторов,
используемых для обнаружения осадков в умеренных климатических зонах, таких как Европа.
I/J-диапазон (X- и Ku-диапазоны)
В этом диапазоне частот (от 8 до 12 ГГц) соотношение между используемой длиной волны и
размером антенны существенно лучше, чем в диапазонах более низких частот.
I/J-диапазон является сравнительно распространенным в военных применениях, таких как бортовые радиолокаторы,
обеспечивающие функции перехвата воздушной цели и ведение огня по ней, а также атаки наземных целей.
Очень малый размер антенны определяет хорошую применяемость.
Системы наведения ракет в I/J-диапазоне имеют приемлемые размеры для комплексов, для которых важны мобильность и малый вес,
а большая дальность действия не является основным требованием.
Этот диапазон частот широко используется в морских навигационных радиолокаторах как гражданского, так и военного применения.
Небольшие и недорогие антенны с высокой скоростью вращения обеспечивают значительные максимальные дальности действия и хорошую точность.
В таких радиолокаторах используются волноводно-щелевые и небольшие полосковые антенны, размещенные, как правило, под антенными обтекателями.
Кроме перечисленного, этот частотный диапазон распространен в космических и бортовых радиолокаторах построения изображений,
основанных на
антеннах с синтезированными апертурами
(Synthetic Aperture Radar),
предназначенных как для целей военной электронной разведки, так и для гражданского географического кaртографирования.
Специализированные
радиолокаторы с обратной синтезированной апретурой (Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR)
используются в морских воздушных средствах контроля загрязнения.
K-диапазон (K- и Ka-диапазоны)
Чем выше частота, тем сильнее
атмосферное поглощение
и затухание электромагнитных волн.
С другой стороны потенциальная точность и разрешающая способность тоже возрастают.
Радиолокационные системы, работающие в этом диапазоне, обеспечивают небольшую дальность действия,
но очень высокое разрешение и высокую скорость обновления данных.
В системах управления воздушным движением такие системы используются как
радиолокаторы управления наземным движением
(Surface Movement Radar, SMR)
или (как часть) оборудование для обнаружения на поверхности аэропорта
(Airport Surface Detection Equipment, ASDE).
Использование коротких зондирующих импульсов длительностью в несколько наносекунд обеспечивает разрешение по дальности,
при котором на экране радиолокатора можно распознать контур самолета или наземного транспортного средства.
V-диапазон
Вследствие явления рассеяния на молекулах (влияние влажности воздуха) затухание электромагнитных волн в этом диапазоне очень высокое.
Радиолокационные применения здесь ограничены дальностью действия в несколько метров.
W-диапазон
В этом диапазоне наблюдаются два явления: максимальное затухание вблизи 75 ГГц и относительный минимум на частоте около 96 ГГц.
Оба эти эффекта используются на практике.
В автомобилестроении небольшие встроенные радиолокационные средства работают на частотах 75 … 76 ГГц в парковочных ассистентах,
для просмотра слепых зон и ассистентах торможения.
Высокое затухание (влияние молекул кислорода О2) снижает уровень помех от таких радиолокационных средств.
Радиолокационные установки, работающие на частотах от 96 до 98 ГГц, используются в качестве лабораторного оборудования.
Они позволяют получить представление о применении радиолокации на чрезвычайно высоких частотах, таких как 100 ГГц.
В книге Merill Skolniks «Radar Handbook» (3-е издание) автор ссылается на более раннее стандартное буквенное обозначение
IEEE для радиочастотных диапазонов (IEEE-Std. 521-2002).
Эти буквенные обозначения (как показано на красной шкале на Рисунке 1) первоначально были выбраны для описания используемых
диапазонов радиолокации еще во время Второй мировой войны.
Но в настоящее время используемые частоты превышают 110 ГГц — сегодня существуют генераторы с фазовым управлением до 270 ГГц,
мощные передатчики до 350 ГГц. Рано или поздно эти частоты будут использоваться и в интересах радиолокации.
Одновременно с этим использование сверхширокополосных радиолокаторов выходит за границы традиционных радиолокационных диапазонов частот.
Различные обозначения радиолокационных диапазонов очень запутаны. Это не составляет трудностей для инженера или техника радиолокатора.
Эти специалисты могут работать с различными диапазонами, частотами и длинами волн. Но они, как правило, не занимаются логистикой закупок,
например, инструментов для обслуживания и измерения или даже нового радиолокатора целиком. К сожалению, менеджмент логистики,
в основном, обучался бизнес-наукам. Поэтому у них будут возникать проблемы с запутанными обозначениями диапазонов.
Теперь проблема состоит в том, чтобы утверждать, что генератор частоты для I и J-диапазона обслуживает радиолокатор
X-диапазона и Ku-диапазона, а глушитель D-диапазона создает помехи для радиолокатора L-диапазона.
Сверхширокополосные радиолокаторы используют очень широкий частотный диапазон, выходящий за строгие границы классических диапазонов.
Как лучше сказать: например, сверхширокополосный радиолокатор работает на частотах от E до H-диапазона,
или он использует те же частоты от более высокого S-диапазона до более низкого X-диапазона?
Но пока производители будут называть предлагаемые радиолокационные средства с использованием старых обозначений диапазонов частот,
до тех пор IEEE будет объявлять, что новые полосы частот: «… не согласуются с практикой радиолокации и не должны использоваться для
описания радиолокационных частотных диапазонов». Я думаю, это всего лишь вопрос времени, и даже IEEE изменит свое мнение.
Помните: не так давно метрическая система единиц измерения считалась неуместной в IEEE.
И действительно, чтобы описать, какова длина мили, лучше сказать «одна миля», а не «1,853 километра».
(Как жаль, что большинство людей в этом мире не знают, какова длина мили.)