Краткая история открытия и исследования нелинейной радиолокации

Эффекты, лежащие в основе нелинейной радиолокации, известны еще с сороковых годов XX века. Так в 1939 г. на судах ВМС США как эффект «ржавого болта», приводящий к помехам при работе мощных коротковолновых судовых радиостанций [1]. При рассмотрении взаимодействия электромагнитного поля и нелинейного перехода на основе металлического контакта все внимание уделялось анализу преобразования частоты для третьей гармоники. В 1972 г. В 70-х гг. прошлого века, судя по количеству и объему публикаций, интенсивность исследований резко возросла. В печати появились первые данные о создании опытного образца американской нелинейной радиолокационной станцией (РЛС) METTRA с мощностью излучения 1 кВт, несущей частотой 750 МГц и частотой следования импульсов 10 кГц. В [2] были приведены результаты экспериментальных исследований локатора METTRA на третьей гармонике для обнаружения с вертолета замаскированной бронетанковой техники. В [3] приведены теоретические расчеты и экспериментальные исследования с этим локатором для наклонного зондирования объектов в приповерхностном слое. Аналогичные работы велись и в России [4]. Исследования методов и средств нелинейной локации в это время проводились, прежде всего, с целью создания приборов для обнаружения металлических объектов, скрытых от непосредственных наблюдения.

С тех пор исследованиям методов нелинейной радиолокации и разработке нелинейных радиолокаторов посвящено много работ. Исследования по проблеме нелинейной локации в те годы, например [4,5], сводились, прежде всего, к определению нелинейной эффективной поверхности рассеяния металлического контакта а и ее зависимости от плотности потока падающей мощности Pпад. Это научно-техническое направление интенсивно развивается. Но с начала 80-х гг. публикации иностранных исследователей по проблеме нелинейной локации резко сократились. Однако работы российских исследования показали, что экспериментальные значения основных характеристик созданных к этому времени нелинейных локаторов, прежде всего - дальности обнаружения на второй гармонике - не совпадают с расчетами на основе наиболее распространенных моделей нелинейного преобразования электромагнитного поля для третьей гармоники [6]. Этот эмпирический факт требует уточнения моделей и методик теоретических расчетов для основных качественных и количественных характеристик нелинейных радиолокаторов.

Для большинства искусственных (технических) объектов проявляется эффект нелинейного рассеяния радиоволн. Использование этого эффекта в радиолокации дает дополнительные возможности для обнаружения технических, прежде всего - радиоэлектронных, объектов и селекции рассеянных ими сигналов на фоне мешающих отражений от местных предметов и подстилающей поверхности. Объекты, обладающие такими нелинейными свойствами, получили название нелинейных рассеивателей. Это устройства либо имеющие в своем составе контактирующие металлические части, в месте соприкосновения которых образуется структура металл-окисел-металл, обладающая нелинейными свойствами, либо содержащие полупроводниковые p-n переходы (диоды, транзисторы, микросхемы).

Уникальные возможности нелинейной радиолокации обусловили широкий спектр и быстро растущее количество ее приложений. Это связано с развитием средств радиолокационной техники, позволившим обеспечить необходимые энергетические и диапазонные требования при исследовании эффекта нелинейного рассеяния электромагнитных волн. Суть этого эффекта заключается в том, что некоторые объекты или их элементы при облучении электромагнитными волнами обладают способностью генерировать спектральные составляющие, отсутствующие в спектре падающего потока электромагнитного излучения. Избирательный прием этих составляющих позволяет расширить возможности нелинейных радиолокаторов по сравнению с обычными РЛС, использующими линейно-отраженный сигнал.

В одной из первых публикаций по использованию эффекта нелинейного рассеяния электромагнитных волн в радиолокации [6] рассматривается радиолокатор ближнего действия для быстрого, незаметного и надежного осмотра людей, например, в аэропортах с целью обнаружения спрятанного оружия и другого оснащения террористов. В таких радиолокаторах используется преобразование зондирующего сигнала нелинейностями, образованной контактом металлов. В [6-11] описаны устройства для обнаружения объектов и измерения расстояний до них с использованием эффекта нелинейного рассеяния электромагнитных волн при отражении падающей волны на третьей гармонике зондирующего сигнала. Подчеркивается, что нелинейные РЛС могут использоваться для обнаружения спрятанных в лесу, под землей или водой металлических конструкций, а также движущихся объектов, на которых возникают случайные контакты электропроводящих элементов конструкций.

В последнее время большое внимание уделяется исследованию возможностей реализации эффекта нелинейного рассеяния радиоволн для поиска и обнаружения электронных устройств негласного несанкционированного съема информации. Такими устройствами пользуются технические средства акустической и видовой разведок, радио- и радиотехнической разведки, системы и средства съема информации с проводных и кабельных линий связи. Заметное увеличение объемов информации, циркулирующей в каналах и сетях электросвязи, а также ощутимый прогресс в технике несанкционированного доступа к такой информации, выдвигают в разряд актуальных новые проблемы информационной безопасности. Эффективному решению этой проблемы также способствует развитие методов и средств нелинейной радиолокации.

Похожые стьтьи по экономике

Усилитель низкой частоты
Характерной особенностью современных электронных усилителей является исключительное многообразие схем, по которым они могут быть построены. Усилители различаются по характеру усиливаем ...

Методы коммутации информации данных в сетях ЭВМ
Коммутация - процесс соединения абонентов коммуникационной сети через транзитные узлы. Коммуникационные сети должны обеспечивать связь своих абонентов между собой. Абонентами могут в ...

Функциональный генератор квадратурных напряжений
Уже более 30 лет компания National Instruments (NI) является лидером в области разработки и производства аппаратно-программных средств автоматизации измерений, диагностики, управления и моде ...

Разделы

© 2020 - www.frontinformatics.ru