Путеводитель в мир электроники. Книга 2

Сколько существует человечество, всегда актуальной была проблема определения своего местонахождения на земной поверхности. Сегодня сделать это очень просто — достаточно иметь в кармане приемник GPS сигнала. Система GPS — это 24 спутника на околоземной орбите, по сигналу с которых можно определить свои географические координаты: широту и долготу. Приемники GPS сигнала могут быть как очень простыми и дешевыми, дающими только информацию о координатах, а могут выводить на цветной монитор электронную карту с возможностью масштабирования, отмечать маршрут передвижения, обсчитывать скорость продвижения на каждом участке.

Прочно вошла в нашу жизнь пейджинговая связь, первые опыты внедрения которой относятся аж к 1956 г.! Пейджинговая система также использует радиоканал, по которому непрерывно передаются сообщения для абонентов в цифровом виде. Каждое сообщение имеет свой уникальный код, и оно попадает на приемное устройство абонента (пейджер), которому и адресуется. Недостаток пейджинговой связи кроется в невозможности обратной передачи сообщения, но тем не менее она используется так же широко, как и сотовая связь, — благодаря своей дешевизне. В 1992 г. создана общеевропейская система пейджинговой связи «European Radio Message System», работающая в полосе частот 169,4—169,8 МГц. В настоящее время около 90 % стран используют разработку фирмы «Motorola», датируемую 1993 Эта разработка, называемая FLEX, обладает повышенной помехоустойчивостью и скоростью передачи данных. Пейджинговые системы имеют междугородный и общеевропейский роуминг, то есть сообщение дойдет до абонента, где бы он ни находился.

Теперь поговорим о такой широко распространенной ныне области, как радиолокация. Радиолокационные станции используются сегодня не только и даже не столько в военных целях, сколько помогают безопасному передвижению транспорта — самолетов и кораблей. Миниатюрное локационное оборудование есть даже на небольших прогулочных яхтах и одноместных самолетах. Оно входит в обязательный набор технических средств аэропортов — без радиолокации современные самолеты не могут ни взлететь, ни сесть на посадочную полосу. Радиолокация используется и в научных целях — для исследования ионосферы и даже для изучения планет Солнечной системы.

Первые опыты по радиолокационному обнаружению объектов относятся к 30-м гг. XX в., причем ведущие мировые страны (СССР, Англия, Германия, США) стали заниматься этой проблемой практически одновременно, но в обстановке строжайшей секретности. Поначалу к технике радиолокации военные руководители относились прохладно, не доверяли новым технологиям. Но произошла большая трагедия, и это в значительной степени способствовало изменению мнения на предмет использования локаторов.

В 1941 г., 7 декабря, японский флот состоявший из шести авианосцев с 360 самолетами, двух линкоров, трех крейсеров, девяти эсминцев и шести подводных лодок, скрытно подошел к американской базе Перл-Харбор, недалеко от Гавайских островов. На базе имелась одна новая РЛС, но она включалась всего на несколько часов в сутки, да и к ее данным относились достаточно прохладно. В то утро РЛС все-таки работала и обнаружила на расстоянии 140 миль большое скопление самолетов. Но американцы сочли самолеты своими, так как они ждали прибытия отряда бомбардировщиков. Японские самолеты достигли Перл-Харбора только через час, и за это время можно было как-то подготовиться, поднять в воздух истребительную авиацию, задействовать корабельные и береговые зенитные орудия. Увы, беспечность и самоуверенность американцев привели к потере четырех линкоров, крейсера, трех эсминцев, 260 самолетов, свыше 5000 раненых и убитых — японцы просто разбомбили неподвижные и несопротивляющиеся цели. Интересно отметить, что японская сторона потеряла всего 29 самолетов и 55 летчиков.

Техника радиолокации сегодня находится на очень высоком уровне и продолжает развиваться. С ее помощью можно определить направление на объект, его высоту над поверхностью и скорость перемещения. Поражает и разрешающая способность технических средств: некоторые станции могут распознать цель с максимальным размером около 20 см на расстоянии 1500 км!

Как устроена простейшая радиолокационная станция? Она состоит из передатчика и приемника, расположенных рядом. Передатчик формирует короткие импульсы, которые с помощью направленных антенн излучаются в сторону объекта. Достигнув цели, радиоволна отражается от нее и спустя некоторое время возвращается к приемнику. Для прохождения пути от РЛС до цели и обратно волне потребуется некоторое время, которое, учитывая постоянство скорости распространения волны, легко пересчитать в расстояние. В самом простом случае измерить расстояние можно с помощью… осциллографа (рис. 11.71).

Рис. 11.71.Измерение расстояния до объекта средствами РЛС