रडार स्टेशन: संचालन का इतिहास और बुनियादी सिद्धांत

आधुनिक युद्ध तेज और क्षणभंगुर है। अक्सर एक लड़ाई में विजेता वह होता है जो सबसे पहले संभावित खतरे का पता लगाने में सक्षम होता है और इसके लिए पर्याप्त रूप से प्रतिक्रिया करता है। सत्तर से अधिक वर्षों के लिए, रेडियो तरंगों के उत्सर्जन पर आधारित एक रडार विधि और विभिन्न वस्तुओं से उनके प्रतिबिंबों के पंजीकरण का उपयोग भूमि, समुद्र और हवा पर दुश्मन की खोज के लिए किया गया है। ऐसे सिग्नल भेजने और प्राप्त करने वाले उपकरणों को रडार स्टेशन (रडार) या रडार कहा जाता है।

"रडार" शब्द एक अंग्रेजी संक्षिप्त नाम (रेडियो का पता लगाने और लेने वाला) है, जिसे 1941 में लॉन्च किया गया था, लेकिन यह एक स्वतंत्र शब्द बन गया है और दुनिया की अधिकांश भाषाओं में दर्ज किया गया है।

रडार का आविष्कार निश्चित रूप से एक ऐतिहासिक घटना है। रडार स्टेशनों के बिना आधुनिक दुनिया की कल्पना करना मुश्किल है। उनका उपयोग विमानन में किया जाता है, समुद्री परिवहन में, जिसकी मदद से रडार मौसम की भविष्यवाणी की जाती है, यातायात नियमों के उल्लंघनकर्ताओं का पता लगाया जाता है, पृथ्वी की सतह को स्कैन किया जाता है। रडार सिस्टम (आरएलके) ने अंतरिक्ष उद्योग और नेविगेशन सिस्टम में अपना आवेदन पाया है।

हालांकि, सैन्य मामलों में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला रडार है। यह कहा जाना चाहिए कि यह तकनीक मूल रूप से सैन्य जरूरतों के लिए बनाई गई थी और द्वितीय विश्व युद्ध की शुरुआत से ठीक पहले व्यावहारिक कार्यान्वयन के चरण तक पहुंच गई थी। इस संघर्ष में सक्रिय रूप से (और परिणाम के बिना नहीं) भाग लेने वाले सभी सबसे बड़े देशों ने टोही और दुश्मन के जहाजों और विमानों का पता लगाने के लिए रडार का इस्तेमाल किया। यह कहना सुरक्षित है कि रडार के उपयोग ने यूरोप और शत्रुता के प्रशांत थिएटर में कई प्रतिष्ठित लड़ाइयों के परिणाम का फैसला किया।

आज, अंतरमहाद्वीपीय बैलिस्टिक मिसाइलों के प्रक्षेपण से लेकर तोपखाने की टोली तक, सैन्य कार्यों की एक विस्तृत श्रृंखला को हल करने के लिए रडार का उपयोग किया जाता है। प्रत्येक विमान, हेलीकॉप्टर, युद्धपोत का अपना रडार परिसर है। रडार वायु रक्षा प्रणाली का आधार हैं। एक चरणबद्ध एंटीना सरणी के साथ नवीनतम रडार कॉम्प्लेक्स को आशाजनक रूसी टैंक "आर्मटा" पर स्थापित किया जाएगा। सामान्य तौर पर, आधुनिक रडार की विविधता अद्भुत है। ये पूरी तरह से अलग डिवाइस हैं, जो आकार, विशेषताओं और उद्देश्य में भिन्न हैं।

यह कहना सुरक्षित है कि आज रूस राडार स्टेशनों के विकास और उत्पादन में विश्व के मान्यता प्राप्त नेताओं में से एक है। हालांकि, इससे पहले कि हम रडार प्रणालियों के विकास के रुझानों के बारे में बात करते हैं, कुछ शब्द राडार संचालन के सिद्धांतों के साथ-साथ रडार प्रणालियों के इतिहास के बारे में भी कहा जाना चाहिए।

राडार कैसे काम करता है

एक स्थान किसी चीज के स्थान को निर्धारित करने की एक विधि (या प्रक्रिया) है। तदनुसार, रेडियोलोकेशन रेडियो तरंगों का उपयोग करके अंतरिक्ष में किसी वस्तु या वस्तु का पता लगाने की एक विधि है, जो एक रडार या रडार नामक उपकरण द्वारा उत्सर्जित और प्राप्त की जाती है।

प्राथमिक या निष्क्रिय रडार के संचालन का भौतिक सिद्धांत काफी सरल है: यह रेडियो तरंगों को अंतरिक्ष में स्थानांतरित करता है, जो आसपास की वस्तुओं से परावर्तित होते हैं और परावर्तित संकेतों के रूप में वापस लौटते हैं। उनका विश्लेषण करते हुए, रडार अंतरिक्ष में एक निश्चित बिंदु पर एक वस्तु का पता लगाने में सक्षम है, और इसकी मुख्य विशेषताओं को दिखाने के लिए भी: गति, ऊंचाई, आकार। कोई भी रडार एक जटिल रेडियो इंजीनियरिंग उपकरण है जिसमें कई घटक होते हैं।

किसी भी रडार की संरचना में तीन मुख्य तत्व शामिल हैं: सिग्नल ट्रांसमीटर, एंटीना और रिसीवर। सभी रडार स्टेशनों को दो बड़े समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

• स्विचिंग;
• निरंतर कार्रवाई।

एक पल्स रडार ट्रांसमीटर विद्युत चुम्बकीय तरंगों को थोड़े समय के लिए उत्सर्जित करता है (एक सेकंड का एक अंश), अगला संकेत पहले पल्स रिटर्न के बाद ही भेजा जाता है और रिसीवर में प्रवेश करता है। पल्स पुनरावृत्ति आवृत्ति - रडार की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक। कम आवृत्ति वाले रडार प्रति मिनट कई सौ दालों को भेजते हैं।

पल्स रडार का एंटीना रिसेप्शन और ट्रांसफर दोनों पर काम करता है। सिग्नल उत्सर्जित होने के बाद, ट्रांसमीटर को थोड़ी देर के लिए बंद कर दिया जाता है और रिसीवर चालू हो जाता है। उनके स्वागत के बाद रिवर्स प्रक्रिया है।

पल्स रडार के नुकसान और फायदे दोनों हैं। वे एक साथ कई लक्ष्यों की सीमा निर्धारित कर सकते हैं, ऐसे रडार आसानी से एक एंटीना के साथ कर सकते हैं, ऐसे उपकरणों के संकेतक सरल हैं। हालांकि, ऐसे रडार द्वारा उत्सर्जित सिग्नल में एक बड़ी शक्ति होनी चाहिए। आप यह भी जोड़ सकते हैं कि पल्स पैटर्न द्वारा निष्पादित सभी आधुनिक ट्रैकिंग रडार।

स्पंदित रडार स्टेशनों में, मैग्नेट्रोन या यात्रा-तरंग लैंप, आमतौर पर सिग्नल स्रोत के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

रडार एंटीना इलेक्ट्रोमैग्नेटिक सिग्नल को केंद्रित करता है और इसे भेजता है, परावर्तित नाड़ी को उठाता है और इसे रिसीवर तक पहुंचाता है। ऐसे रडार हैं जिनमें सिग्नल के रिसेप्शन और ट्रांसमिशन को अलग-अलग एंटेना द्वारा बनाया जाता है, और वे एक दूसरे से काफी दूरी पर स्थित हो सकते हैं। रडार एंटीना एक सर्कल में विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उत्सर्जन कर सकता है या किसी विशेष क्षेत्र में काम कर सकता है। रडार बीम सर्पिल या शंकु के आकार का हो सकता है। यदि आवश्यक हो, तो रडार चलती लक्ष्य की निगरानी कर सकता है, विशेष प्रणालियों की सहायता से लगातार उस पर इंगित करता है।

रिसीवर का कार्य प्राप्त जानकारी को संसाधित करना और इसे उस स्क्रीन पर स्थानांतरित करना है जहां से इसे ऑपरेटर द्वारा पढ़ा जाता है।

स्पंदित रडार के अलावा, लगातार रडार हैं जो लगातार विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उत्सर्जन करते हैं। अपने काम में ऐसे रडार स्टेशन डॉपलर प्रभाव का उपयोग करते हैं। यह इस तथ्य में निहित है कि एक विद्युत चुम्बकीय तरंग की आवृत्ति, जो एक स्रोत से परिलक्षित होती है, जो सिग्नल स्रोत से दूर जाती है, एक दूर की वस्तु से अधिक होगी। उत्सर्जित पल्स की आवृत्ति अपरिवर्तित रहती है। इस प्रकार के रडार स्थिर वस्तुओं को ठीक नहीं करते हैं, उनका रिसीवर उत्सर्जित आवृत्ति या उच्चतर आवृत्ति वाली केवल तरंगों को उठाता है।

एक विशिष्ट डॉपलर रडार एक रडार है, जिसका उपयोग यातायात पुलिस द्वारा वाहनों की गति निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

निरंतर-एक्शन राडर्स की मुख्य समस्या ऑब्जेक्ट के लिए दूरी निर्धारित करने के लिए उनका उपयोग करने की असंभवता है, लेकिन उनके संचालन के दौरान रडार और लक्ष्य के बीच या इसके पीछे स्थिर वस्तुओं से कोई हस्तक्षेप नहीं होता है। इसके अलावा, डॉपलर रडार एक काफी सरल उपकरण है, जो कम शक्ति के संकेतों को संचालित करने के लिए पर्याप्त है। यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि निरंतर विकिरण वाले आधुनिक रडार स्टेशनों में वस्तु की दूरी निर्धारित करने की क्षमता है। यह ऑपरेशन के दौरान रडार की आवृत्ति को बदलकर किया जाता है।

स्पंदित रडार के संचालन में मुख्य समस्याओं में से एक हस्तक्षेप है जो निश्चित वस्तुओं से आते हैं - एक नियम के रूप में, यह पृथ्वी की सतह, पहाड़, पहाड़ियां हैं। जब हवाई जहाजों के हवाई नाड़ी रडार चल रहे होते हैं, तो नीचे की सभी वस्तुएँ पृथ्वी की सतह से परावर्तित एक संकेत द्वारा "अस्पष्ट" होती हैं। अगर हम ग्राउंड या शिपबॉर्न रडार कॉम्प्लेक्स के बारे में बात करते हैं, तो उनके लिए यह समस्या कम ऊंचाई पर उड़ान भरने वाले लक्ष्यों का पता लगाने में प्रकट होती है। इस तरह के हस्तक्षेप को खत्म करने के लिए, एक ही डॉपलर प्रभाव का उपयोग किया जाता है।

प्राथमिक रडार के अलावा, तथाकथित माध्यमिक रडार भी हैं, जिनका उपयोग विमान की पहचान करने के लिए विमान में किया जाता है। ट्रांसमीटर, एंटीना और प्राप्त करने वाले उपकरण के अलावा ऐसे रडार सिस्टम की संरचना में एक विमान ट्रांसपोंडर भी शामिल है। जब एक विद्युत चुम्बकीय संकेत के साथ विकिरणित होता है, तो प्रतिवादी ऊंचाई, मार्ग, बोर्ड संख्या और इसकी राष्ट्रीयता के बारे में अतिरिक्त जानकारी जारी करता है।

इसके अलावा, रडार स्टेशनों को उस तरंग की लंबाई और आवृत्ति से विभाजित किया जा सकता है जिस पर वे काम करते हैं। उदाहरण के लिए, पृथ्वी की सतह का अध्ययन करने के लिए, साथ ही महत्वपूर्ण दूरी पर काम करने के लिए, 0.9-6 मीटर (आवृत्ति 50-330 मेगाहर्ट्ज) और 0.3-1 मीटर (आवृत्ति 300-1000 मेगाहर्ट्ज) की तरंगों का उपयोग किया जाता है। 7.5-15 सेमी की तरंग दैर्ध्य के साथ रडार का उपयोग वायु यातायात नियंत्रण के लिए किया जाता है, और मिसाइल लॉन्च डिटेक्शन स्टेशनों के ओवर-द-क्षितिज रडार 10 से 100 मीटर की लंबाई के साथ तरंगों पर काम करते हैं।

रडार का इतिहास

रेडियो तरंगों की खोज के तुरंत बाद रडार का विचार दिखाई दिया। 1905 में, एक जर्मन कंपनी सीमेंस के क्रिश्चियन हुल्समीयर ने एक उपकरण बनाया, जो रेडियो तरंगों का उपयोग करके बड़ी धातु की वस्तुओं का पता लगा सकता था। आविष्कारक ने इसे जहाजों पर स्थापित करने का प्रस्ताव दिया ताकि वे खराब दृश्यता की स्थितियों में टकराव से बच सकें। हालांकि, शिपिंग कंपनियों को नए डिवाइस में कोई दिलचस्पी नहीं है।

रूस में रडार के साथ प्रयोग किए गए थे। 19 वीं शताब्दी के अंत में, रूसी वैज्ञानिक पोपोव ने पाया कि धातु की वस्तुएं रेडियो तरंगों के प्रसार को रोकती हैं।

20 के दशक की शुरुआत में, अमेरिकी इंजीनियर अल्बर्ट टेलर और लियो यांग रेडियो तरंगों का उपयोग कर एक गुजरने वाले जहाज का पता लगाने में कामयाब रहे। हालांकि, उस समय रेडियो उद्योग की स्थिति ऐसी थी कि रडार स्टेशनों के औद्योगिक डिजाइन बनाना मुश्किल था।

पहला रडार स्टेशन जो व्यावहारिक समस्याओं को हल करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता था, मध्य-तीस के दशक के आसपास इंग्लैंड में दिखाई दिया। ये उपकरण बहुत बड़े थे, वे केवल जमीन पर या बड़े जहाजों के डेक पर स्थापित किए जा सकते थे। केवल 1937 में, एक लघु रडार का एक प्रोटोटाइप बनाया गया था, जिसे एक विमान पर स्थापित किया जा सकता था। द्वितीय विश्व युद्ध की शुरुआत तक, अंग्रेजों के पास राडार होम नाम से रडार स्टेशनों की एक विकसित श्रृंखला थी।

जर्मनी में एक आशाजनक नई दिशा में लगे। इसके अलावा, यह कहा जाना चाहिए, असफल। 1935 की शुरुआत में, जर्मन बेड़े के कमांडर-इन-चीफ, रेडर को एक इलेक्ट्रॉन-बीम डिस्प्ले के साथ एक कामकाजी रडार दिखाया गया था। बाद में, इसके आधार पर राडार के सीरियल सैंपल बनाए गए: नौसेना बलों के लिए सीतक और वायु रक्षा के लिए फ्रेया। 1940 में, जर्मन सेना में वुर्जबर्ग रडार फायर कंट्रोल सिस्टम का प्रवाह शुरू हुआ।

हालांकि, रेडियोलोकेशन के क्षेत्र में जर्मन वैज्ञानिकों और इंजीनियरों की स्पष्ट उपलब्धियों के बावजूद, जर्मन सेना ने बाद में अंग्रेजों को रडार का उपयोग करना शुरू कर दिया। हिटलर और रीच के शीर्ष ने रडार को विशेष रूप से रक्षात्मक हथियार माना, जिसे विजयी जर्मन सेना को वास्तव में ज़रूरत नहीं थी। यह इस कारण से है कि जर्मनों के पास ब्रिटेन के लिए लड़ाई की शुरुआत में केवल आठ फ्रेया राडार थे, हालांकि उनकी विशेषताओं के संदर्भ में वे कम से कम अपने ब्रिटिश समकक्षों के रूप में अच्छे थे। सामान्य तौर पर, हम यह कह सकते हैं कि यह रडार का सफल प्रयोग था जो मोटे तौर पर ब्रिटेन के लिए लड़ाई के नतीजे और यूरोप के आसमान में लुफ़्टवाफे और संबद्ध वायु सेना के बीच टकराव के परिणाम को निर्धारित करता है।

बाद में, वुर्ज़बर्ग प्रणाली के आधार पर जर्मनों ने एक हवाई रक्षा पंक्ति बनाई, जिसे "कम्मुबर लाइन" कहा जाता था। विशेष बलों का उपयोग करते हुए, सहयोगी जर्मन रडार के काम के रहस्यों को उजागर करने में सक्षम थे, जिससे उन्हें प्रभावी रूप से जाम करना संभव हो गया।

इस तथ्य के बावजूद कि अमेरिकियों और जर्मनों द्वारा बाद में ब्रिटिशों ने "रडार" दौड़ में प्रवेश किया, वे उन्हें फिनिश लाइन पर आगे निकलने में सक्षम थे और द्वितीय विश्व युद्ध की शुरुआत में सबसे उन्नत विमान रडार डिटेक्शन सिस्टम के साथ संपर्क किया।

सितंबर 1935 में, अंग्रेजों ने रडार स्टेशनों का एक नेटवर्क बनाना शुरू किया, जिसमें युद्ध से पहले बीस रडार शामिल थे। इसने यूरोपीय तट से ब्रिटिश द्वीपों के लिए दृष्टिकोण को पूरी तरह से अवरुद्ध कर दिया। 1940 की गर्मियों में, ब्रिटिश इंजीनियरों द्वारा एक गुंजयमान मैग्नेट्रॉन बनाया गया था, जो बाद में अमेरिकी और ब्रिटिश विमानों पर स्थापित हवाई रडार स्टेशनों का आधार बन गया।

सोवियत संघ में सैन्य रडार के क्षेत्र में काम किया गया था। यूएसएसआर में रडार का उपयोग कर विमान का पता लगाने पर पहला सफल प्रयोग 30 के मध्य में किया गया था। 1939 में, रेड आर्मी द्वारा पहला रडार RUS-1 अपनाया गया, और 1940 में - RUS-2। इन दोनों स्टेशनों को बड़े पैमाने पर उत्पादन में लगाया गया था।

द्वितीय विश्व युद्ध ने स्पष्ट रूप से रडार स्टेशनों के उपयोग की उच्च दक्षता को दिखाया। इसलिए, इसके पूरा होने के बाद, सैन्य उपकरणों के विकास के लिए नए राडार का विकास प्राथमिकताओं में से एक बन गया है। समय में, सभी सैन्य विमानों और जहाजों को अपवाद के बिना प्राप्त किए गए हवाई राडार, और रडार वायु रक्षा प्रणालियों के लिए आधार बन गए।

शीत युद्ध के दौरान, संयुक्त राज्य अमेरिका और यूएसएसआर के पास एक नया विनाशकारी हथियार था - अंतरमहाद्वीपीय बैलिस्टिक मिसाइल। इन रॉकेटों के प्रक्षेपण का पता लगाना जीवन और मृत्यु का विषय बन गया है। सोवियत वैज्ञानिक निकोलाई कबानोव ने लंबी दूरी पर (3 हजार किमी तक) दुश्मन के विमानों का पता लगाने के लिए छोटी रेडियो तरंगों का उपयोग करने का विचार प्रस्तावित किया। यह काफी सरल था: कबानोव ने पाया कि 10-100 मीटर की लंबाई वाली रेडियो तरंगें आयनमंडल से उछलने में सक्षम हैं, और पृथ्वी की सतह पर लक्ष्य भेदते हुए, उसी तरह से रडार की ओर लौटती हैं।

बाद में, इस विचार के आधार पर, बैलिस्टिक मिसाइलों के प्रक्षेपण के क्षितिज के रडार का पता लगाया गया। ऐसे रडार का एक उदाहरण "दरियाल" के रूप में काम कर सकता है - एक रडार स्टेशन जो कई दशकों तक सोवियत मिसाइल लॉन्च चेतावनी प्रणाली का आधार था।

वर्तमान में, रडार प्रौद्योगिकी के विकास के लिए सबसे आशाजनक क्षेत्रों में से एक चरणबद्ध सरणी रडार (PAR) का निर्माण है। इस तरह के रडार में एक नहीं, बल्कि सैकड़ों रेडियो तरंगें होती हैं, जो एक शक्तिशाली कंप्यूटर द्वारा संचालित होती हैं। HEADLIGHTS में विभिन्न स्रोतों द्वारा उत्सर्जित रेडियो तरंगें एक दूसरे को बढ़ा सकती हैं यदि वे चरण में संयोग करती हैं, या, इसके विपरीत।

चरणबद्ध-सरणी रडार सिग्नल को किसी भी वांछित आकार दिया जा सकता है, इसे अलग-अलग विकिरण आवृत्तियों के साथ काम करते हुए, एंटीना की स्थिति को बदलने के बिना अंतरिक्ष में स्थानांतरित किया जा सकता है। चरणबद्ध-सरणी रडार एक पारंपरिक एंटीना के साथ रडार की तुलना में बहुत अधिक विश्वसनीय और संवेदनशील है। हालांकि, इन राडारों में कमियां हैं: एक बड़ी समस्या है हेडलाइट के साथ रडार का ठंडा होना, इसके अलावा, वे निर्माण करना मुश्किल है और महंगे हैं।

चरणबद्ध सरणी वाले नए रडार स्टेशन पांचवीं पीढ़ी के लड़ाकू जेट में स्थापित किए गए हैं। इस तकनीक का इस्तेमाल अमेरिकी मिसाइल अर्ली वार्निंग सिस्टम में किया जाता है। चरणबद्ध सरणियों के साथ रडार परिसर को नवीनतम रूसी टैंक "आर्मटा" पर स्थापित किया जाएगा। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि रूस PAR के साथ रडार के विकास में दुनिया के नेताओं में से एक है।