Perang modern cepat dan cepat. Seringkali pemenang dalam pertempuran adalah orang yang pertama kali dapat mendeteksi potensi ancaman dan bereaksi secara memadai terhadapnya. Selama lebih dari tujuh puluh tahun, metode radar berdasarkan emisi gelombang radio dan registrasi refleksi mereka dari berbagai objek telah digunakan untuk mencari musuh di darat, laut dan udara. Perangkat yang mengirim dan menerima sinyal seperti itu disebut stasiun radar (radar) atau radar.
Istilah "radar" adalah singkatan bahasa Inggris (pendeteksian radio dan jangkauan), yang diluncurkan pada tahun 1941, tetapi telah lama menjadi kata yang independen dan masuk ke sebagian besar bahasa di dunia.
Penemuan radar tentu saja merupakan peristiwa penting. Dunia modern sulit dibayangkan tanpa stasiun radar. Mereka digunakan dalam penerbangan, dalam transportasi laut, dengan bantuan cuaca radar diperkirakan, pelanggar aturan lalu lintas terdeteksi, permukaan bumi dipindai. Sistem radar (RLK) telah menemukan aplikasinya dalam industri luar angkasa dan sistem navigasi.
Namun, radar yang paling banyak digunakan ditemukan dalam urusan militer. Harus dikatakan bahwa teknologi ini pada awalnya diciptakan untuk kebutuhan militer dan mencapai tahap implementasi praktis tepat sebelum awal Perang Dunia Kedua. Semua negara terbesar yang berpartisipasi dalam konflik ini secara aktif (dan bukan tanpa hasil) menggunakan radar untuk pengintaian dan deteksi kapal dan pesawat musuh. Aman untuk mengatakan bahwa penggunaan radar memutuskan hasil dari beberapa pertempuran ikonik baik di Eropa maupun di teater permusuhan Pasifik.
Hari ini, radar digunakan untuk menyelesaikan berbagai tugas militer yang sangat luas, dari pelacakan peluncuran rudal balistik antarbenua hingga pengintaian artileri. Setiap pesawat, helikopter, kapal perang memiliki kompleks radar sendiri. Radar adalah dasar dari sistem pertahanan udara. Kompleks radar terbaru dengan array antena bertahap akan dipasang di tank Rusia "Armata" yang menjanjikan. Secara umum, keragaman radar modern luar biasa. Ini adalah perangkat yang sama sekali berbeda, yang berbeda dalam ukuran, karakteristik, dan tujuan.
Aman untuk mengatakan bahwa hari ini Rusia adalah salah satu pemimpin dunia yang diakui dalam pengembangan dan produksi stasiun radar. Namun, sebelum kita berbicara tentang tren dalam pengembangan sistem radar, beberapa kata harus dikatakan tentang prinsip-prinsip operasi radar, serta tentang sejarah sistem radar.
Bagaimana cara kerja radar
Lokasi adalah metode (atau proses) untuk menentukan lokasi sesuatu. Dengan demikian, radiolokasi adalah metode untuk mendeteksi suatu objek atau objek di ruang angkasa menggunakan gelombang radio, yang dipancarkan dan diterima oleh perangkat yang disebut radar atau radar.
Prinsip fisik pengoperasian radar primer atau pasif cukup sederhana: ia mentransmisikan gelombang radio ke ruang angkasa, yang dipantulkan dari benda-benda di sekitarnya dan kembali ke sana dalam bentuk sinyal yang dipantulkan. Menganalisa mereka, radar mampu mendeteksi objek pada titik tertentu di ruang angkasa, dan juga untuk menunjukkan karakteristik utamanya: kecepatan, ketinggian, ukuran. Setiap radar adalah perangkat rekayasa radio yang kompleks yang terdiri dari banyak komponen.
Komposisi radar apa pun mencakup tiga elemen utama: pemancar sinyal, antena, dan penerima. Semua stasiun radar dapat dibagi menjadi dua kelompok besar:
- impuls;
- tindakan terus menerus.
Pemancar radar pulsa memancarkan gelombang elektromagnetik untuk waktu yang singkat (sepersekian detik), sinyal berikutnya dikirim hanya setelah pulsa pertama kembali dan masuk ke penerima. Frekuensi pengulangan pulsa - salah satu karakteristik paling penting dari radar. Radar frekuensi rendah mengirim beberapa ratus pulsa per menit.
Antena radar pulsa berfungsi baik pada penerimaan, dan saat transfer. Setelah sinyal dipancarkan, pemancar mati untuk sementara waktu dan penerima menyala. Setelah penerimaannya adalah proses sebaliknya.
Radar pulsa memiliki kekurangan dan kelebihan. Mereka dapat menentukan kisaran beberapa target sekaligus, seperti radar dapat dengan mudah dilakukan dengan satu antena, indikator perangkat tersebut sederhana. Namun, sinyal yang dipancarkan oleh radar semacam itu harus memiliki kekuatan yang agak besar. Anda juga dapat menambahkan bahwa semua radar pelacak modern dilakukan oleh pola pulsa.
Dalam stasiun radar berdenyut, magnetron, atau lampu gelombang perjalanan, biasanya digunakan sebagai sumber sinyal.
Antena radar memfokuskan sinyal elektromagnetik dan mengirimkannya, mengambil pulsa yang dipantulkan dan mengirimkannya ke penerima. Ada radar di mana penerimaan dan transmisi sinyal dibuat oleh antena yang berbeda, dan mereka dapat ditempatkan pada jarak yang cukup jauh dari satu sama lain. Antena radar dapat memancarkan gelombang elektromagnetik dalam lingkaran atau bekerja di sektor tertentu. Sinar radar bisa berbentuk spiral atau kerucut. Jika perlu, radar dapat memonitor target yang bergerak, terus-menerus menunjuk ke sana dengan bantuan sistem khusus.
Fungsi penerima adalah untuk memproses informasi yang diterima dan mentransfernya ke layar dari mana informasi itu dibaca oleh operator.
Selain radar berdenyut, ada radar kontinu yang terus-menerus memancarkan gelombang elektromagnetik. Stasiun radar semacam itu dalam pekerjaannya menggunakan efek Doppler. Itu terletak pada kenyataan bahwa frekuensi gelombang elektromagnetik yang dipantulkan dari suatu benda yang mendekati sumber sinyal akan lebih tinggi daripada dari benda yang bergerak menjauh. Frekuensi pulsa yang dipancarkan tetap tidak berubah. Radar jenis ini tidak memperbaiki objek tetap, penerima mereka hanya mengambil gelombang dengan frekuensi lebih tinggi atau lebih rendah dari yang dipancarkan.
Radar Doppler yang khas adalah radar, yang digunakan oleh polisi lalu lintas untuk menentukan kecepatan kendaraan.
Masalah utama dari radar aksi-berkelanjutan adalah ketidakmungkinan menggunakannya untuk menentukan jarak ke objek, tetapi selama operasi mereka tidak ada gangguan dari objek tetap antara radar dan target atau di belakangnya. Selain itu, radar Doppler adalah perangkat yang cukup sederhana, yang cukup untuk mengoperasikan sinyal berdaya rendah. Perlu juga dicatat bahwa stasiun radar modern dengan radiasi terus menerus memiliki kemampuan untuk menentukan jarak ke objek. Ini dilakukan dengan mengubah frekuensi radar selama operasi.
Salah satu masalah utama dalam pengoperasian radar berdenyut adalah gangguan yang berasal dari benda tetap - sebagai aturan, ini adalah permukaan bumi, gunung, bukit. Ketika radar pulsa udara dari pesawat terbang beroperasi, semua benda di bawah ini "dikaburkan" oleh sinyal yang dipantulkan dari permukaan bumi. Jika kita berbicara tentang kompleks radar darat atau kapal, maka bagi mereka masalah ini dimanifestasikan dalam pendeteksian target yang terbang di ketinggian rendah. Untuk menghilangkan gangguan seperti itu, efek Doppler yang sama digunakan.
Selain radar primer, ada juga yang disebut radar sekunder, yang digunakan di pesawat untuk mengidentifikasi pesawat. Komposisi sistem radar tersebut, selain pemancar, antena, dan perangkat penerima, juga mencakup transponder pesawat. Ketika disinari dengan sinyal elektromagnetik, responden mengeluarkan informasi tambahan tentang ketinggian, rute, nomor papan, dan kewarganegaraannya.
Juga, stasiun radar dapat dibagi dengan panjang dan frekuensi gelombang di mana mereka beroperasi. Misalnya, untuk mempelajari permukaan Bumi, serta bekerja pada jarak yang signifikan, gelombang 0,9-6 m (frekuensi 50-330 MHz) dan 0,3-1 m (frekuensi 300-1000 MHz) digunakan. Radar dengan panjang gelombang 7,5-15 cm digunakan untuk kontrol lalu lintas udara, dan radar over-the-horizon stasiun deteksi peluncuran rudal beroperasi pada gelombang dengan panjang 10 hingga 100 meter.
Sejarah radar
Gagasan radar muncul segera setelah penemuan gelombang radio. Pada tahun 1905, Christian Hülsmeier dari Siemens, sebuah perusahaan Jerman, menciptakan perangkat yang dapat mendeteksi benda logam besar menggunakan gelombang radio. Penemu mengusulkan untuk menginstalnya di kapal sehingga mereka dapat menghindari tabrakan dalam kondisi visibilitas yang buruk. Namun, perusahaan pengiriman tidak tertarik dengan perangkat baru ini.
Eksperimen dilakukan dengan radar di Rusia. Pada akhir abad ke-19, ilmuwan Rusia Popov menemukan bahwa benda logam mencegah penyebaran gelombang radio.
Pada awal 20-an, insinyur Amerika Albert Taylor dan Leo Yang berhasil mendeteksi kapal yang lewat menggunakan gelombang radio. Namun, keadaan industri radio pada waktu itu sedemikian rupa sehingga sulit untuk membuat desain industri stasiun radar.
Stasiun radar pertama yang dapat digunakan untuk memecahkan masalah praktis muncul di Inggris sekitar pertengahan tiga puluhan. Perangkat ini sangat besar, mereka hanya bisa dipasang di darat atau di geladak kapal besar. Hanya pada tahun 1937, prototipe radar miniatur dibuat, yang dapat dipasang di pesawat terbang. Pada awal Perang Dunia II, Inggris memiliki rantai stasiun radar yang dikembangkan yang disebut Chain Home.
Terlibat dalam arah baru yang menjanjikan di Jerman. Selain itu, harus dikatakan, tidak berhasil. Pada awal 1935, Panglima Armada Jerman, Reder, ditunjukkan radar yang berfungsi dengan tampilan berkas elektron. Kemudian, atas dasar itu dibuat sampel serial radar: Seetakt untuk pasukan angkatan laut dan Freya untuk pertahanan udara. Pada tahun 1940, sistem pengendalian kebakaran radar Würzburg mulai mengalir ke tentara Jerman.
Namun, terlepas dari pencapaian yang jelas dari para ilmuwan dan insinyur Jerman di bidang radiolokasi, tentara Jerman mulai menggunakan radar kemudian Inggris. Hitler dan pimpinan Reich menganggap radar sebagai senjata pertahanan khusus, yang tidak benar-benar dibutuhkan oleh tentara Jerman yang menang. Karena alasan inilah Jerman hanya memiliki delapan radar Freya yang dikerahkan pada awal pertempuran untuk Inggris, walaupun dalam hal karakteristik mereka, mereka setidaknya sama baiknya dengan rekan-rekan Inggris mereka. Secara umum, kita dapat mengatakan bahwa justru keberhasilan penggunaan radar yang sangat menentukan hasil pertempuran untuk Inggris dan konfrontasi berikutnya antara Luftwaffe dan Angkatan Udara Sekutu di langit Eropa.
Kemudian, Jerman berdasarkan sistem Würzburg menciptakan garis pertahanan udara, yang disebut "garis Kammuber". Dengan menggunakan pasukan khusus, Sekutu mampu mengungkap rahasia kerja radar Jerman, yang memungkinkan untuk secara efektif menjebak mereka.
Terlepas dari kenyataan bahwa Inggris memasuki perlombaan "radar" kemudian oleh Amerika dan Jerman, mereka mampu menyalip mereka di garis finish dan mendekati awal Perang Dunia II dengan sistem pendeteksi radar pesawat terbang paling canggih.
Sudah pada bulan September 1935, Inggris mulai membangun jaringan stasiun radar, yang mencakup dua puluh radar sebelum perang. Itu benar-benar menghalangi pendekatan ke Kepulauan Inggris dari pantai Eropa. Pada musim panas 1940, sebuah magnetron resonansi diciptakan oleh para insinyur Inggris, yang kemudian menjadi basis stasiun radar udara yang dipasang pada pesawat Amerika dan Inggris.
Pekerjaan di bidang radar militer dilakukan di Uni Soviet. Eksperimen pertama yang berhasil pada deteksi pesawat menggunakan radar di USSR dilakukan pada pertengahan 30-an. Pada tahun 1939, radar pertama RUS-1 diadopsi oleh Tentara Merah, dan pada tahun 1940 - RUS-2. Kedua stasiun ini dimasukkan ke dalam produksi massal.
Perang Dunia Kedua jelas menunjukkan efisiensi tinggi dari penggunaan stasiun radar. Oleh karena itu, setelah selesai, pengembangan radar baru telah menjadi salah satu prioritas untuk pengembangan peralatan militer. Pada waktunya, radar udara diterima tanpa kecuali semua pesawat dan kapal militer, dan radar menjadi dasar untuk sistem pertahanan udara.
Selama Perang Dingin, Amerika Serikat dan Uni Soviet memiliki senjata penghancur baru - misil balistik antarbenua. Mendeteksi peluncuran roket ini telah menjadi masalah hidup dan mati. Ilmuwan Soviet Nikolai Kabanov mengusulkan gagasan untuk menggunakan gelombang radio pendek untuk mendeteksi pesawat musuh pada jarak jauh (hingga 3 ribu km). Itu cukup sederhana: Kabanov menemukan bahwa gelombang radio dengan panjang 10-100 meter mampu memantul ionosfer, dan menyinari target di permukaan bumi, mengembalikan cara yang sama ke radar.
Kemudian, atas dasar gagasan ini, radar pendeteksian peluncuran rudal balistik di atas cakrawala dikembangkan. Contoh dari radar semacam itu dapat berfungsi sebagai "Daryal" - stasiun radar yang selama beberapa dekade menjadi basis sistem peringatan peluncuran rudal Soviet.
Saat ini, salah satu bidang yang paling menjanjikan untuk pengembangan teknologi radar adalah pembuatan radar bertahap (PAR). Radar semacam itu tidak memiliki satu, tetapi ratusan penghasil gelombang radio, yang dioperasikan oleh komputer yang kuat. Gelombang radio yang dipancarkan oleh berbagai sumber di HEADLIGHTS dapat saling menguatkan jika bertepatan dalam fase, atau, sebaliknya, melemah.
Sinyal radar array-bertahap dapat diberikan bentuk yang diinginkan, dapat dipindahkan di ruang angkasa tanpa mengubah posisi antena itu sendiri, bekerja dengan frekuensi radiasi yang berbeda. Radar bertahap array jauh lebih dapat diandalkan dan sensitif daripada radar dengan antena konvensional. Namun, radar-radar ini memiliki kelemahan: masalah besar adalah pendinginan radar dengan HEADLIGHT, di samping itu, mereka sulit dibuat dan harganya mahal.
Stasiun radar baru dengan array bertahap dipasang pada jet tempur generasi kelima. Teknologi ini digunakan dalam sistem peringatan dini rudal Amerika. Kompleks Radar dengan array bertahap akan dipasang di tank Rusia terbaru "Armata". Perlu dicatat bahwa Rusia adalah salah satu pemimpin dunia dalam pengembangan radar dengan PAR.
