Радарные ангелы - Radar angels

Ангел радара S-диапазона, из технического отчета 1959 года.
Эта статья о радиолокационном эффекте, а не о радиопозывном сигнале высоты.

Радарные ангелы эффект виден на радар отображается, когда в поле зрения радара присутствует периодическая структура, длина которой примерно равна длине сигнала длина волны. На дисплее ангел выглядит как физически огромный объект, часто в несколько миль в поперечнике, который может скрывать реальные цели. Впервые они были замечены в 1940-х годах и стали предметом значительных исследований в 1950-х годах. Основной механизм связан с Закон Брэгга.[1][2]

История и источник

Ранние радары были подвержены сильным отражениям от земли, и их индикатор положения плана дисплеи часто показывали много постоянных эхо, которые затемняли части экрана. В этих системах ангелов было трудно отличить от этих наземных возвратов. Развитие COHO Концепция в Великобритании устранила это постоянное эхо, после чего ангелы впервые стали отчетливо видны на постоянной основе. Один из самых ранних примеров был замечен в 1953 г. Радиолокатор Зенитного № 4 Mk. 7, одна из первых систем COHO. Некоторые из них были идентифицированы как стаи птиц, что побудило одного орнитолога купить лишнее. Радиолокатор Зенитного № 3 Mk. 7 для отслеживания птиц.[3]

Когда их впервые увидели, было широко распространено мнение, что они вызваны метеорологическими эффектами, но никто не мог объяснить их поведение на основе этой теории. Было известно, что птицы могут вызывать отражения радаров, что было замечено очень рано. Сеть Главная системы еще до Вторая Мировая Война. Эксперименты проводились Центр исследований и разработок радаров это продемонстрировало радиолокационный разрез Площадь мертвой птицы составляла около 0,01 квадратных метра, примерно столько же, сколько мешок с 1 фунтом (0,45 кг) воды.[3] Это намного меньше, чем нормальный предел обнаружения радаров, и были определенные аспекты движения, которые, казалось, расходились с заключением, что они были вызваны птицами.[3]

В одном из таких примеров экспериментальный COHO РЛС MEW в Великий Baddow заметил повторяющихся ангелов в форме колец, которые, казалось, медленно исходили из точки и дрейфовали на ветру, но только утром. Они были убеждены, что это произошло из-за того, что местный завод запустил свою паровую установку, и возникший в результате горячий воздух вызвал появление на дисплее. термики. Придя на место, они обнаружили открытый парк с деревьями.[4]

Тайна была раскрыта, когда утром они проверили и обнаружили огромные стаи скворцы оставляя деревья в любопытном волнообразном узоре. Птицы собрались на деревьях в центре рощи и на рассвете начали прыгать по деревьям к самым дальним деревьям. Затем, по некоему невидимому сигналу, все птицы за пределами рощи сразу улетали и начинали улетать, расходясь наружу. Как только одна группа уходила, другие птицы в течение нескольких минут по отдельности прыгали по деревьям, чтобы заполнить внешние деревья и повторить процесс. Ночью птицы прилетали небольшими группами и не вызывали никаких явлений.[4]

Только в конце 1950-х годов было широко признано, что птицы были основной причиной появления ангелов. Этот вывод был в конечном итоге сделан в 1957 году не менее чем Королевское общество:

... Широко распространено мнение, что они имеют метеорологическое происхождение в результате отражения или преломления энергии от атмосферных неоднородностей, но ни одна из предложенных до сих пор метеорологических теорий не смогла объяснить все наблюдаемые ими свойства. Показано, что эти свойства могут быть удовлетворительно объяснены, если предположить, что эхо-сигналы поступают от птиц во время миграции.[5]

Вскоре было найдено решение с импульсными радарами, известными, как на британском языке, с регулируемым усилением, а в США - с контролем времени чувствительности (STC). Согласно уравнение радара, энергия отраженного сигнала изменяется в четвертой степени, поэтому близлежащие объекты имеют гораздо более сильные отражения и могут затопить более удаленные объекты. Идея STC состоит в том, чтобы снизить чувствительность приемника к ближайшим целям до достижения максимального усиления на большей дальности, возможно, 50 миль (80 км). Регулируя величину подавления усиления, можно исключить возврат от птиц, сохраняя при этом видимость самолета.[4]

Воздействия

Хотя ангелы были проблемой для всех радаров того времени, они сделали канадский Линия Средней Канады практически непригоден для использования весной и осенью, когда мимо станций мигрировали миллионы крупных птиц.[6] Это усугубилось тем, что птицы приземлились возле теплых дизель-генераторов на станциях.[7] Типичные радары посылают короткие импульсы сигнала, и STC может запускаться этим импульсом. Линия Средней Канады была радар непрерывного действия (CW), не имевшие собственной синхронизации для своих сигналов. Эффект был настолько сильным, что значительная особенность подобного AN / FPS-23 радары, используемые на Линия РОСА, в то время в стадии строительства, было добавление Доплеровская фильтрация для удаления с дисплея объектов, движущихся со скоростью менее 125 миль в час (201 км / ч).[8]

Хотя птицы являются наиболее распространенной причиной этих эффектов, любая периодическая структура в поле зрения радара может вызывать аналогичные эффекты. Это особенно заметно в радарах морского сканирования в самолетах и ​​спутниках, когда волновая картина совпадает с длиной волны, кратной длине волны радара.[1] Этот эффект использовался в радарах, которые измеряют состояние моря на море, или в радарах для измерения ветра, которые создают требуемые шаблоны с использованием акустических волн, генерируемых большими музыкальные колонки.[9]

Рекомендации

Цитаты

  1. ^ а б Esa.
  2. ^ "Брэгговское рассеяние".
  3. ^ а б c Гоф 1993, п. 140.
  4. ^ а б c Гоф 1993, п. 141.
  5. ^ Харпер 1958, п. 484.
  6. ^ Сколник 2007, п. 45.
  7. ^ Сколник 2007, п. 43.
  8. ^ Луч 1965, п. 24.
  9. ^ Вольф.

Библиография