+7 (812) 4-673-673
Технические факторы, влияющие на радиолокационное изображение
Хотя радар может обнаруживать объекты в темноте и тумане, он не может видеть все, что находится за горизонтом. Таким образом, в этих обстоятельствах низкие береговые линии и другие невысокие цели не смогут отражать эхо. Радарный горизонт на самом деле немного дальше, чем оптический горизонт.
Антенна, расположенная на высоте 4 метра, обеспечивает радиолокационный горизонт 4,4 нм. Радар способен обнаружить только объекты, выступающие над горизонтом радара. Даже радары с отличными характеристиками дальности действия, могут заметить только высокие объекты. Увеличение длины антенны имеет лишь ограниченный эффект. Увеличение с 4 до 9 метров перемещает радиолокационный горизонт с 4,4 до 6,6 нм.
РефракцияСлои в атмосфере способны отражать импульсы радара и погодные условия могут делать то же самое. В результате чего, либо увеличивается, либо уменьшается расстояние до горизонта радара. субрефракция возникает, когда температура воздуха ниже, чем температура моря под ним.
Субрефракция имеет тенденцию уменьшать радиолокационный горизонт, в то время как сверхрефракция, которая связана со стабильной погодой и высоким давлением, делает обратное. Теплый, влажный слой воздуха над холодной водой приведет к тому, что луч радара будет преломляться больше, чем обычно, тем самым следуя за поверхностью земли. Это приводит к увеличению дальности действия радара. Еще большее увеличение дальности будет происходить, когда излучение радара многократно отражается внутри, между слоем атмосферы и поверхностью моря ("канал").
Наложение радара на электронную карту канала Борнхольм. Эхо некоторых из самых высоких холмов видно несколько в глубине материка (Скания). Эхо высокой части соседнего Борнхольма видно на береговой линии
Для того чтобы радар мог зарегистрировать цель на правильном пеленге, его излучение должно распространяться в узком секторе: чем уже сектор, тем четче изображение. Этот сектор называется лепестком радара. Необходимость в энергии возрастает по мере уменьшения ширины лепестка, поэтому меньшим радарам приходится идти на компромисс. Действительно большие радары, оснащенные длинными антеннами, могут распространяться в пределах сектора с уклоном менее 1°, в то время как небольшой радар на прогулочном судне, оснащенный короткой антенной, имеет уклон сектора около 6°. Более широкий лепесток приводит к более низкой точности измерений пеленга. Чтобы радар мог создавать изображение даже при крене судна, вертикальная протяженность импульса должна составлять около 30°.
Скорость вращения антенны (20−60 об/мин) влияет на задержку изображения на экране во время поворота. Быстроходным судам в узких водах требуется высокая скорость вращения антенны. Скорость должна быть достаточно низкой, чтобы небольшие цели засвечивались несколькими импульсами радара при каждом сканировании антенны.
Общие эффекты, связанные с шириной импульса
Хорошая цель отражает передний край импульса и продолжать давать эхо на протяжении всей его длины. Более продолжительный импульс содержит больше энергии. Длительность импульса автоматически привязывается к шкале диапазона, хотя некоторые наборы имеют дополнительное ручное управление. Существует три типа длительности импульса: короткий импульс (SP), средний импульс (MP) и длинный импульс (LP). На коротких дистанциях нужно использовать короткие импульсы, чтобы получить более четкое изображение и улучшить распознавание целей, которые находятся в луче.
На действительно близком расстоянии можно наблюдать эффект длительности импульса при прохождении метки, такой как рангоут, эхо которого, затем будет распространяться радиально. Радарные установки автоматически изменяют длительность импульса при изменении дальности действия. На некоторых радарах можно выбрать длительность импульса вручную. Ближайшая дальность, на которой современный радар даст изображение, составляет около 25 м. Это подходит для широкополосного радара. Ниже этого диапазона изображение отображаться не будет.
Время между импульсами больше по сравнению с длиной импульсов, что означает, что средняя мощность довольно низкая. Частота следования импульсов (PRF) варьируется в разных диапазонах и может составлять от 350 до 3000 импульсов в секунду.
Две цели в одном направлении дают одно эхо, если расстояние между ними меньше половины длительности импульса, потому что передний край второго эхо-сигнала будет перекрываться с задним краем первого эхо-сигнала. (Синяя стрелка = переданный импульс. Красная стрелка = отраженный импульс.
Когда ширина импульса больше расстояния, разделяющего две цели, то два объекта будут возвращать только одно эхо. Это зависит как от длительности импульса, так и от расстояния. На коротком расстоянии ширина импульса меньше, и тогда цели будут давать отдельные эхо-сигналы
Эти две лодки дают только одно эхо, расположенное точно по правому борту от линии курса
3-сантиметровый радар более чувствителен, чем 10-сантиметровый. Это означает, что на 3 см могут быть видны более мелкие цели, но они также более размыты эхом от дождя, снега и волн, как будет объяснено позже. Так что это преимущество – иметь каждый из них.
Контуры суши, видимые на экране радара, могут иметь лишь приблизительное сходство с береговой линией, нарисованной на карте. Объекты позади и ниже другой цели отображаться не будут. На рисунке справа положение судна показано красной точкой на карте.
Другим следствием этого, является то, что эхо остров может менять форму по мере прохождения судна и радар регистрирует его с разных направлений. Посмотрите на изображения справа от Лонг-Айленда на левом носу судна: длинные, если смотреть под углом, короткие, если смотреть в лоб.
Пирсы и дома выступают хорошими радиолокационными целями, так как они твердые и имеют много малых углов, отражающих импульс
Ракон (см. рисунок слева) − это специальный радарный 'маяк", который передает сигналы на частоте радара. На экране это дает особое эхо. Диаграмма показывает информацию о специфическом характере передаваемого сигнала, выраженную в виде коротких и длинных линий. Обратите внимание, что сигнал racon может регистрироваться не на каждом повороте локатора. Широкополосный радар не принимает сигналы racon.
Легкий буй со встроенным радиолокационным отражателем, состоящий из четырехугольных углублений, стороны которых ориентированы под ТАКИМ углом друг к другу. Эта конструкция всегда отражает часть импульса обратно в приемник, независимо от того, с какого направления он поступил
На практике корабли, здания, пирсы и так далее всегда дают эхо-сигналы, поскольку существуют многочисленные неровности, некоторые из которых будут отражать импульсы в направлении локатора. Факторами, влияющими на силу эха на экране, являются:
- Материал (электропроводящие материалы дают лучшее эхо, чем изоляторы)
- Размер
- Высота
- Угол наклона поверхности к энергии радара
- Форма и структура поверхности.
Высокие цилиндрические объекты, такие как труба или башня, дают хорошее эхо,
потому что лепесток радара имеет компонент высоты. Хотя большая часть импульса радара отражается в стороны, но небольшая вертикальная область даст четкое эхо
Крупные корабли являются отличными радиолокационными целями, так как у них большие твердые поверхности со множеством угловых структур, поэтому они издают эхо на значительном расстоянии. На картинке справа хорошо видно эхо судна с левой стороны линии курса.
|
На близком расстоянии даже небольшие лодки могут давать эхо, как показано на рисунках выше |
На картинке виден след быстрой моторной лодки, а также послесвечение эха. Степень послесвечения можно настроить с помощью кнопки СЛЕД (иногда СБОЙ), чтобы настроить временной фактор |
Всегда начинайте настраивать отображение на экране, обнуляя элементы управления для ДОЖДЯ и МОРЯ (ПОМЕХИ ОТ ДОЖДЯ, ПОМЕХИ ОТ МОРЯ). Эти элементы управления используются для удаления шума от дождя и волн, но они также заглушают важные эхо-сигналы, поэтому изначально они должны быть обнулены.
Теперь перейдите к опциям, которые настраивают приемник с передатчиком. Большинство современных радаров настраиваются автоматически, а на некоторых можно переключаться между автоматическими и ручными настройками. При настройке вручную необходимо поворачивая регулятор, добиться оптимального значения. Отрегулируйте НАСТРОЙКУ так, чтобы она давала максимальную интенсивность на индикаторе.
Как правило, необходимость точной настройки возникает после того, как прибор прогреется. УСИЛЕНИЕ и НАСТРОЙКА используются совместно, подстраивая друг под друга.
То, что является "правильным" в данный момент времени, зависит от того, что навигатор решил посмотреть именно тогда!
Регулировка усиления на этом радаре, управляемом с помощью меню, активируется кнопкой под окном и регулируется сенсорной панелью справа.
На левом изображении показан экран с низким коэффициентом усиления. На изображении справа преобладают отголоски волн, приближающихся к кораблю. По мере увеличения усиления стало видно эхо навигационной метки. Это видно на изображении карты (слева, красная стрелка). Другая отметка (зеленая стрелка на графике) еще не отображалась на экране радара
Все радиолокационные установки имеют устройство для изменения МАСШТАБА (ДАЛЬНОСТИ). Это расстояние на поверхности моря, которое соответствует расстоянию от центра до края изображения. При навигации в замкнутых водах необходимо часто вносить коррективы, чтобы обнаружить важные эхо-сигналы. Это включает в себя изменение масштаба. Больший радиус действия для поиска информации около рулевых отметок и меньший радиус действия для проверки непосредственного окружения судна. Распространенной ошибкой при плавании в замкнутых водах является слишком длительное использование малого радиуса действия − приходится переключаться назад и вперед!
Изменение масштаба поворотом ручки - самый простой способ изменить диапазон, но могут встречаться кнопки "плюс" и "минус".
| Информация справа, плюс/минус кнопки для изменения масштаба. Ниже − кнопка изменения режима и т. д. | Информация слева: режим = Курс прямо. Масштаб = 0,5 NM. Расстояние между неподвижными кольцами = 0,1 NM. SP = КОРОТКИЙ ИМПУЛЬС. |
Обычно это необходимо только на большом расстоянии, когда эхо приближающегося маяка может быть слабым. На картинке справа видно слабое эхо, только что коснувшееся ЛИНИЕЙ КУРСА. Это было бы яснее, если бы она была отключена на несколько секунд.