Каждая радиолокационная станция имеет источник радиоволн, то есть передатчик, и, кроме того, – чувствительный приемник, улавливающий очень слабые радиоволны.
Рис. 345. Вы услышали эхо через 3 секунды
Передатчик излучает в окружающее пространство радиоволны (рис. 346). Если в воздухе находится цель – самолет, то радиоволны рассеиваются целью (отражаются от нее), а приемник принимает эти рассеянные волны. Устроен приемник так, что, когда он принимает радиоволны, отраженные от цели, в нем возникает электрический ток. Таким образом, наличие тока в приемнике свидетельствует о том, что где–то в пространстве есть цель.
Но этого мало. Значительно важнее определить направление, в котором в данный момент находится цель. Это легко можно сделать благодаря особому устройству антенны передатчика. Антенна посылает радиоволны не во все стороны, а узким пучком, или направленным радиолучом. "Ловят" цель радиолучом так же, как световым.лучом обычного прожектора. Радиолуч вращают повеем направлениям и следят при этом за приемником. Как только в приемнике появляется ток и, следовательно, цель "поймана", можно сразу по положению антенны определить и азимут и угол места цели (см. рис. 346). Величины этих углов просто прочитываются по соответствующим шкалам на приборе.
Рис. 346. Передатчик радиолокационной станции посылает в пространство радиоволны узким направленным пучком. Радиоволны, дойдя до цели, отражаются ею в разных направлениях и, возвращаясь обратно, улавливаются приемником станции
Теперь посмотрим, как при помощи радиолокационной станции определяют дальность до цели.
Обычный передатчик излучает радиоволны в течение длительного времени непрерывным потоком. Если бы так же работал передатчик радиолокационной станции, то и отраженные волны поступали бы в приемник непрерывно, а тогда нельзя было бы определить дальность до цели.
Вспомните, ведь только при отрывистом, а не при протяжном звуке вам удавалось уловить эхо и определить расстояние до предмета, отражавшего звуковые волны.
Аналогично этому и передатчик радиолокационной станции излучает электромагнитную энергию не непрерывно, а отдельными импульсами, представляющими собой очень короткие радиосигналы, следующие через равные промежутки времени.
Отражаясь от цели, радиолуч, состоящий из отдельных импульсов, Создает "радиоэхо", которое и позволяет определить расстояние до цели так же, как мы определяли его с помощью звукового эхо. Но не забудьте, что скорость радиоволн почти в миллион раз больше скорости звука. Ясно, что это вносит большие трудности в решение нашей задачи, так как приходится иметь дело с очень малыми промежутками времени, исчисляемыми миллионными долями секунды.
Представьте себе, что антенна направляет радиоимпульс на самолет. Радиоволны, отражаясь от самолета в разные стороны, частично попадают в приемную антенну и дальше в приемник радиолокационной станции. Затем излучается следующий импульс, и так далее.
Нам надо определить время, которое прошло от начала излучения импульса до приема его отражения. Тогда мы сможем решить нашу задачу.
Известно, что радиоволны распространяются со скоростью 300.000 километров в секунду. Следовательно, в одну миллионную долю секунды, или в одну микросекунду, радиоволна пройдет 300 метров. Чтобы стало ясно, насколько мал промежуток времени, исчисляемый одной микросекундой, и насколько велика скорость радиоволн, достаточно привести такой пример. Автомобиль, мчащийся со скоростью 120 километров в чай, успевает пройти за одну микросекунду путь, равный всего лишь V30 доле миллиметра, то есть толщине листа тончайшей папиросной бумаги!
Положим, что от начала излучения импульса до приема его отражения прошло 200 микросекунд. Тогда путь, пройденный импульсом до цели и обратно, равен 300X200=60.000 метрам, а дальность до цели составляет 60.000: 2=30.000 метров, или 30 километров.
Итак, радиоэхо позволяет определять расстояния по существу таким же способом, как и при звуковом эхо. Только звуковое эхо приходит через секунды, а радиоэхо – через миллионные доли секунды.
Как же практически измеряют такие короткие промежутки времени? Очевидно, секундомер для этой цели не годится; здесь нужны совершенно особые приборы.