Как устроен радар скорости у гибдд?

Физика процесса: эффект Доплера, или «умное эхо»

Как и любое направление развития науки и техники, радиолокация базируется на некоторых физических основах, позволяющих обеспечивать решение стоящих перед ней задач, а именно: обнаруживать различного рода объекты и определять координаты и параметры их движения с помощью радиоволн.

Использование радиоволн, или, другими словами, электромагнитных колебаний (ЭМК), частотный диапазон которых сосредоточен в пределах от 3 кГц до 300 ГГц, определяет основные преимущества радиолокационных систем (РЛС) перед другими системами локации (оптическими, инфракрасными, ультразвуковыми). В первую очередь, это обусловлено тем, что закономерности распространения радиоволн в однородной среде достаточно стабильны как в любое время суток, так и в любое время года и, следовательно, изменение условий оптической видимости, обусловленных появлением дождя, снега, тумана или изменением времени суток, не нарушает работоспособность РЛС.

Основными закономерностями распространения радиоволн, которые позволяют обнаруживать объекты и измерять координаты и параметры их движения, являются следующие:

– постоянство скорости и прямолинейность распространения радиоволн в однородной среде (при проведении инженерных расчетов скорость распространения радиоволн принимают равной 3·10–8 м/с;

– способность радиоволн отражаться от различных областей пространства, электрические или магнитные параметры которых отличаются от аналогичных параметров среды распространения;

– изменение частоты принимаемого сигнала по отношению к частоте излученного сигнала при относительном движении источника излучения и приемника радиолокационного сигнала.

Последнее свойство радиоволн в радиолокации называют эффектом Доплера по имени австрийского ученого Кристиана Андреаса Доплера, который в 1842 году теоретически обосновал зависимость частоты колебаний, воспринимаемых наблюдателем, от скорости и направления движения источника волны и наблюдателя относительно друг друга.

Доплеровский метеорологический радиолокатор

В 1848 году эффект Доплера был уточнен французским физиком Арманом Физо, а в 1900 году – экспериментально проверен русским ученым Аристархом Белопольским на лабораторной установке. В этой связи в научно-технической литературе наименование данного эффекта можно встретить под названием «эффект Доплера – Белопольского».

Для проведения процедуры измерения расстояния до цели РЛС излучает в ее направлении зондирующий сигнал. Данный сигнал доходит до объекта, отражается от него и возвращается обратно к РЛС. Поскольку, как отмечалось ранее, скорость распространения радиосигнала в однородной среде постоянная, то для определения дальности до объекта необходимо зафиксировать момент излучения зондирующего сигнала t и момент приема отраженного сигнала от цели t₁. В результате разность (t₁ – t) позволяет определить время, в течение которого радиоволна проходит путь от РЛС к цели и обратно, которое равно 2Д, где Д – дальность до объекта (расстояние между РЛС и целью). Разность времен (t₁ – t) в радиолокации называют временем запаздывания и обозначают как t_д. В результате при известной величине t_д можно составить равенство 2Д = Сt_д, из которого следует, что дальность до объекта (цели) равна Д = Сt_д/2.

Таким образом, подводя итог процедуре измерения дальности до цели, можно констатировать, что для измерения с помощью РЛС расстояния до цели необходимо определить время запаздывания t_д, которое при известной скорости распространения радиоволн позволяет определить дальность до нее.

Большой процент объектов радиолокационного наблюдения составляют подвижные или движущиеся цели. К таким целям, например, относятся самолеты, вертолеты, автомобили, люди и т.д. Основным отличительным признаком таких объектов является скорость их движения. Выявить эффект движения цели, как отмечалось ранее, можно, опираясь на эффект Доплера, который позволяет определить радиальную скорость движения цели. То есть частота принимаемых РЛС колебаний от цели, двигающейся ей навстречу, возрастает по сравнению со случаем неподвижной цели и уменьшается при удалении цели от РЛС. Данное изменение частоты принимаемого сигнала называют доплеровским смещением частоты. Величина данного смещения зависит от скорости взаимного движения носителя РЛС и цели. Необходимо заметить, что рассмотренные свойства радиоволн будут проявляться вне зависимости от условий оптической видимости в зоне радиолокационного наблюдения.

Как «искусственный интеллект» ищет цель

Состав элементов радиолокационной системы, конечно же, зависит от назначения системы и задач, решение которых возлагается на нее. Тем не менее можно рассмотреть некоторую обобщенную структуру РЛС и рассказать о предназначении элементов такого радиолокатора.

Представим структурную схему гипотетической РЛС, в основу работы которой положен активный метод радиолокации при импульсном режиме излучения, то есть с использованием импульсных зондирующих сигналов в виде чередующихся во времени отрезков колебаний.

На данной структурной схеме можно представить шесть основных элементов типовой РЛС, которые будут иметь место вне зависимости от принципов ее построения, – передатчик (ПРД), приемник (ПРМ), антенная система (АНТ), антенный переключатель (АП), система управления и синхронизации, система обработки.

Передатчик, или передающий тракт РЛС, обеспечивает формирование зондирующего радиосигнала, усиление его до требуемого уровня мощности и передачу в антенную систему. Антенна в импульсном радиолокаторе работает как на передачу, так и на прием. Переключение антенны из режима излучения в режим приема обеспечивается с помощью антенного переключателя, который управляется сигналами системы управления и синхронизации.

Приемник РЛС обеспечивает предварительное преобразование принятого сигнала. Во-первых, осуществляет доведение уровня принятого сигнала до необходимого значения для успешной работы последующих узлов радиолокатора. Во-вторых, осуществляет преобразование (чаще уменьшение) несущей частоты принимаемого сигнала для снижения требований к элементам системы обработки. В-третьих, обеспечивает предварительную селекцию полезного сигнала (сигнала, отраженного от цели) из сигналов помех, которые действуют одновременно с полезным сигналом.

После предварительного преобразования в приемнике сигнал поступает в систему обработки, в которой решаются задачи по выделению из принятого сигнала информации о цели. Система обработки в современных РЛС представляет собой цифровую вычислительную систему, подобную обычному компьютеру или совокупности компьютеров. Поэтому данный элемент РЛС часто еще называют цифровой системой обработки.

Необходимо заметить, совокупность алгоритмов, закладываемых в систему обработки, определяет возможности РЛС и качество решения задач радиолокационного приема радиолокатором. Часто говорят, что система обработки определяет «интеллект» РЛС. Хотя термин «интеллект», конечно же, применим только к человеку. Однако современные технологии позволяют создавать технические системы, например, роботы, обладающие искусственным интеллектом. Современный уровень разработки алгоритмов в РЛС таков, что термин «искусственный интеллект» вполне применим и к современным радиолокаторам.

Подробнее о радиолокационных системах, их применении и перспективах читайте в книге «Радиолокация для всех» (В.С. Верба, К.Ю. Гаврилов, А.Р. Ильчук, Б.Г. Татарский, А.А. Филатов / под редакцией члена-корреспондента РАН В.С. Вербы).

Вторая Мировая война

Вторая Мировая война позволила в полной мере проверить боевые качества радиолокационной техники в операциях на суше, в воздухе и на море, что предопределило формирование в вооруженных силах радиотехнических частей и подразделений.

С началом Великой Отечественной войны требования к средствам радиообнаружения для ПВО встали не формально в виде абстрактных тактико-технических условий, а как предельно ясная и зримо осязаемая каждым разработчиком необходимость помочь борьбе с авиацией врага. Радиолокационная промышленность тогда у нас почти отсутствовала. Но двигаться вперёд без радиолокационной аппаратуры было немыслимо.

4 июля 1943 г. вышло постановление Государственного Комитета обороны о создании Совета по радиолокации при ГКО. На следующий день после подписания этого постановления началась знаменитая Курская битва. А.И. Берг рассказывал:

Академик АН СССР, адмирал-инженер Аксель Иванович Берг

Председателем Совета был назначен член ГКО Г.М. Маленков. Инициатором создания этого Совета был Аксель Иванович Берг, он же был назначен заместителем председателя совета по радиолокации. Это постановление в истории советской радиолокации явилось важнейшим государственным актом, так как с образованием совета по радиолокации руководство развитием этой важнейшей отрасли техники и осуществление большого комплекса необходимых мероприятий было сосредоточено в одном месте и проводилось по непосредственным указаниям ЦК ВКП(б).

Как защититься от полицейского радара?

Конечно, ПДД запрещают подобные действия, но все-таки разобраться в них можно. В первую очередь, фиксаторы нарушений можно обойти с помощью антирадаров. Но в данном случае, ты сможешь нарушить только сигнал, фотофиксацию ты запретить не в силах. 

В GPS навигаторах имеется полная база координат камер, ориентируясь на которую ты избежишь штрафа. Но, есть одна проблема, она быстро устаревает. 

Яндекс-навигатор также очень много знает об установленных камерах и радарах, к тому же, комментирующие пользователи предупреждают о неожиданных сюрпризах на дороге. 

В совокупности можно использовать информацию с сети и антирадар, и тогда ты станешь практически невидимым для патрульных. Но стоит ли все это потраченного времени и денег, когда можно просто не нарушать правила?

Внимательность на дороге никогда не была лишней. разобравшись в том,  как работает радар скорости, ты сможешь применять эти знания на практике. Данные приборы не устанавливаются просто так, ПДД важны, а дополнительные меры помогают сохранять порядок на дороге. 

Основные возможности комплекса Визир

Портативный комплекс Визир обладает широким спектром возможностей:

1. Обеспечивает способность дискретного уменьшения дальности действия.
2. Измеряет скорость ТС с наибольшей динамикой (быстрая цель) либо имеющего эффективную отражающую площадь (ближняя цель).
3. Обеспечивает установку порогового значения скорости от 20 до 150 км/ч с шагом в 1 км/ч.
4. Предельно точно измеряет скорость как в стационарном, так и в патрульном режимах.
5. Выбирает ТС по направлению их движения (измеряет скорость только встречных или только попутных ТС).
6. Определяет ТС по скоростям их движения при разнице не менее 3 км/ч и соотношении эффективных отражающих площадей не менее 1:10.
7. Фиксирует регистрационный номер автомобиля по изображению на дисплее не менее 80 м при максимальном увеличении изображения.

Неоспоримые преимущества

Такое максимально совершенное устройство как радар «Стрелка» имеет массу плюсов, помимо отличной устойчивости к механическим повреждениям стоит отметить следующие моменты:

1. Хорошую дальность распознавания объектов (1000 метров).
2. Определение нарушения может происходить на минимальном расстоянии (50 метров).
3. Диапазон скоростей достигает 180 км в час.
4. Качество видеосъёмки 12 кадров в секунду.
5. Автоматический режим способен выделять из потока исключительно нарушителей дорожного движения.

Ошибки в работе этого приспособления полностью исключаются, скорость автомобиля определяется максимально точно.

Помимо всех положительных характеристик стоит отметить дешевизну подобного оборудования, а техническое обслуживание производится довольно редко.

«Мангуст» — переносная РЛС разведки целей ближней дальности

РЛС «Мангуст» предназначена для разведки наземных движущихся целей и может быть использована для охраны сухопутного и водного участков государственной границы, наблюдения за полем боя. Является переносной РЛС, аппаратура которой размещается в 2-х упаковках, переносится и обслуживается расчетом из 2-х человек. Вес каждой упаковки – по 20 кг. Время развертывания – 5 минут. РЛС устанавливается на телескопической треноге высотой до 1,5 м. Удаление пульта оператора, оснащенного персональным компьютером, от установленной на треноге РЛС – до 50 м. РЛС автоматически в режиме непрерывного излучения в миллиметровом диапазоне осуществляет поиск, обнаружение и отображение целей. В процессоре пульта оператора производится операция обнаружения цели и вычисление ее координат. На экране индикатора информация отображается в наглядном виде в секторе кругового обзора или сканирования антенны и в виде формуляра с указанием номера цели, ее дальности и азимута. Применение твердотельного, выполненного на транзисторах передатчика с малой мощностью излучения (0,01 – 1,0 Вт) затрудняет обнаружение РЛС средствами радиотехнической. 

RADAR4

Является ли безрадарный комплекс (типа «Автодория» и пр.) шагом вперед по сравнению с привычной СВЧ-техникой?

В технике шагов вперед почти не бывает — в основном по спирали. Сотню лет назад поперек дороги клали два шланга с водой на расстоянии в несколько десятков метров, а полицейский с секундомером замерял интервал времени между «фонтанчиками», когда через шланги проезжал автомобиль. Следующая версия подразумевала два фотоаппарата на расстоянии 1 км и кучу операторов, на глаз определяющих номера «гонщиков». А в наши дни появилась «Автодория»: видеокамеры фиксируют транспортное средство во время въезда и выезда на мерный участок автодороги. Высчитав время проезда, система выдает скорость, с которой автомобиль преодолел это расстояние. Сама по себе система не нова: аналогичные системы много лет применяются в ряде европейских стран. Она может применяться на участках автодорог от 500 м до 10 км.

Спасают ли от комплексов фотовидеофиксации номера, «заклеенные» специальной пленкой? Смартфоны в этих случаях ничего не видят…

Подробные материалы на эту тему можно посмотреть здесь и здесь.

Вкратце отметим, что в серьезных измерительных комплексах используют так называемые камеры машинного зрения, а не бытовые «телефонные» игрушки. Они фиксируют даже минимальный перепад между фоном и заклеенной цифрой. А последние разработки позволяют справляться и с более сложными задачами, как то считывание полностью загрязненных номеров. Однако раскрывать технические особенности таких устройств мы не будем, чтобы не провоцировать очередную «гонку вооружений» между блюстителями закона и его нарушителями.

Радар-детекторы: главные вопросы и ответы

Эстафета переходит в Германию

В 1904 году немец Христиан Хюльсмейер запатентовал устройство под названием телемобилоскоп. Этот прибор предполагалось использовать в судоходстве для обнаружения кораблей в условиях плохой видимости. Телемобилескоп был построен на основе искрового генератора радиоволн и в своей последней версии мог находить суда на расстоянии до 3 км. Однако устройством не заинтересовались ни гражданские, ни военные, предпочитая по старинке пользоваться на судах паровыми ревунами. По сути прибор Хюльсмайера был еще не радаром, а радиодетектором. Существовавшие на тот момент технологии еще не позволяли построить полноценный радиолокатор.

Схема установки антенны радиолокатора «Зеетакт» на немецкой подводной лодке

В 1920-1930-е годы немецкие ученые и инженеры достигли больших успехов в развитии военной радиолокации. В 1935 году физик Рудольф Кунхольд из Института технологий связи германских ВМС представил радиолокационный прибор с электронно-лучевым дисплеем. К концу 1930-х на его основе были созданы оперативные радиолокаторы «Зеетакт» для флота и «Фрейя» для ПВО.

Однако, несмотря на значительные научные результаты, руководство Третьего рейха рассчитывало на блицкриг и не спешило развивать национальную сеть радаров, считая их преимущественно оборонительными средствами. К 1940 году Германия располагала лишь небольшой сетью станций дальнего обнаружения. И только к концу 1943 года территорию Германии полностью накрыли защитным радиолокационным «колпаком».
 

«Крестные отцы» радара

Как и в случае со многими другими изобретениями, дату точного создания радара и имя его создателя зафиксировать сложно. В первой половине XX века ученые ведущих стран двигались параллельными путями, приходя к тем или иным решениям иногда практически одновременно. А появление таких сложных устройств, как радар, всегда является результатом работы многих людей и коллективов. Однако историки едины во мнении, что приближающаяся Вторая мировая война стала своего рода ускорителем для многих ключевых технологий XX века, в том числе и для радиолокации.

Теоретические основы для радиообнаружения объектов были заложены еще в конце XIX века, но для их практического воплощения потребовались еще долгие годы и изобретение большого количества вспомогательных для радиолокатора устройств и технологий. За пальму первенства в создании радара в условиях секретности боролись технологические лидеры – Великобритания, Германия, США, Франция и СССР.

Еще в 1886 году немецкий физик Генрих Герц обнаружил, что радиоволны способны отражаться телами. А в 1897 году «отец радио» Александр Попов при испытаниях радиоприемника поймал радиоволны, отраженные от металла корабля, попавшего между передатчиком и приемником. В 1900 году Никола Тесла предположил, что объекты на земле и в воздухе можно находить с помощью отраженных электромагнитных волн.

Диапазон К: каким должен быть?

Считается, что рабочий параметр диапазона К должен быть на уровне 24150 Мгц. При этом допустимым считается отклонение в 100 МГц в любую из сторон. Что касается того, какие из диапазонов можно отключить в гаджете в России, то здесь это возможно с частотами Ka, Ku, VG 2, Spectre I-IV,POP. Отключать их желательно по той простой причине, что в России такие ДРД практически не применяются. Дезактивация таких частот позволит снизить вероятность ложных срабатываний оборудования. Когда же речь заходит о прошивке и обновлении оборудования, то в этом случае необходимо все делать в соответствии с инструкцией. Обычно производитель указывает в книжке информацию относительно выполнения такой задачи и предоставляет полную информацию по поводу выполнения перепрошивки.

Подробнее о влиянии диапазона Ка на работу антирадара будет рассказано в этом видеоматериале:

Опубликовано:20 декабря 2018

Советы водителям

При выборе гаджета, необходимо понимать, что основной задачей является предупреждение о приближающемся радаре. Каждый производитель старается позиционировать свое устройство, как лучшее в классе. Однако нужно учитывать определенные характеристики, которые будут необходимы для оптимальной работы:

Определение расстояния до радиосигнала – функция поможет определить, где находится радар.
Функционал – не стоит приобретать сильно «навороченные» приборы, минимум самых необходимых функций для работы.
Количество фиксируемых сигналов – чем шире диапазон, тем лучше. Сотрудники дорожной полиции постоянно изменяют рабочие частоты.
Надежность – прибор должен максимально правильно улавливать радиосигнал. Более дорогие модели показывают минимальное количество ложных срабатываний.
Достоверность – немаловажным фактом является правильно определять сигнал. Некоторые дешевые образцы могут пропускать радиосигналы, что влечет большие штрафы за превышение скорости.
Устойчивость к помехам – дешевые радар-детекторы, могут активно реагировать на сигналы мобильных телефонов, отвлекая водителя.
Наличие GPS – не обязательно, но рекомендуется

Модуль помогает лучше ловить некоторые сигналы и привязываться к местности.
Выбирая детектор, обращайте внимание на стоимость. Редко когда дешевые варианты, показывают, хорошую работоспособность

Лучше рассмотреть средний сегмент. Как показывает практика, такие гаджеты мало чем отличаются от более дорогих собратьев.

Особенности и функции

Устройство способно работать в двух режимах: замера скорости движения и регистрации изображения (видео) транспортных средств. Лазерный измеритель системы Амата отличается устойчивостью к помехам. Во время дождя и снегопада максимальная дальность действия прибора уменьшается на 30 % — с 700 м до 500 м.

В стандартную комплектацию лазерной системы Амата входит измерительный модуль и 2 аккумуляторные батареи. Полного заряда аккумуляторов хватит на 4 часа работы. Комплекс поставляется с сетевым блоком питания, кейсом и установочным штативом. В зависимости от версии, в комплекте может находиться кабель для подключения измерителя к ПК или же кабель для подсоединения к разъему прикуривателя.

Вместе с радаром поставляется и диск с программным обеспечением. Также в заводской упаковке есть подробная инструкция по эксплуатации измерителя. Дополнительно производитель предлагает приобрести крепление для установки радара в автомобиле и расширенное программное обеспечение. Интерфейс системы Амата полностью русскоязычный.

Ввод настроек и управление радаром осуществляется при помощи сенсорного дисплея или физических кнопок на корпусе. Пользоваться радаром Амата смогут до 10 инспекторов. Именно столько логинов и паролей можно сохранить в приборе. Отснятый на камеры Амата материал будет храниться в памяти измерителя до тех пор, пока администратор не введет свой пароль для удаления файлов.

Основные характеристики радарного комплекса Амата:

1. Дальность измерения — от 15 до 700 м.
2. Диапазон скоростей — от 1,5 до 350 км/ч.
3. Объем внутренней памяти — 2 Гб.
4. Рабочая температура от –30 до +40 °С.
5. Время работы от одной батареи — 4 часа.

Прибор также поддерживает автоматическую загрузку и установку обновлений ПО.

История

Еще в далеком, 1958 году на улицах Лондона появились первые радары фиксирующие скорость передвижения автомобилей. Именно с этого года они начали развиваться и набирать популярность, активно помогая дорожной полиции наказывать лихачей. Как ни странно, представил устройство миру раллийный чемпион Морис Гетсонидес. Но не все так просто в данной истории.

Наш соотечественник, Павел Ощепков изобрел фиксирующий прибор гораздо раньше, но способ его применения был другим. В 1932 году, он представил свой радар, который действительно мог определить скорость объекта. Эксплуатировать его было решено на самолетах, все прошло удачно, скорость фиксировалась и была точной. Одно и то же открытие, но каждый тянул одеяло на себя.

«Оперативное обнаружение»

Как пояснил RT основатель портала MilitaryRussia Дмитрий Корнев, «Контейнер» способен заглядывать за линию радиогоризонта импульсами, которые, отразившись от ионосферы, могут облучить объект и вернуться назад. Недостатком станции эксперт назвал невозможность «заглянуть» в космос. Однако эта задача возложена на РЛС других типов.

«Загоризонтные отечественные РЛС нивелируют дефицит разведывательной информации, который возникает из-за искривления земной поверхности. Судя по имеющимся данным, специализация «Контейнера» — оперативное обнаружение пусков крылатых ракет и взлёта боевой авиации зарубежных стран», — сказал Корнев.

• РЛС «Воронеж-М»
• РИА Новости

Контейнер» проводит постоянный обмен информацией с другими средствами СПРН и системы ПВО-ПРО. Как предполагает аналитик, после фиксации «Контейнером» старта зарубежной ракеты данные по боеприпасу передаются надгоризонтным станциям, в частности «Воронеж-М», которые развёрнуты в нескольких приграничных регионах РФ.

В комментарии RT коммерческий директор журнала «Арсенал Отечества» Алексей Леонков отметил, что информация, полученная «Контейнером», имеет большое значение для обороны России. Своевременное обнаружение пуска ракет или подъёма боевых самолётов позволяет ВКС подготовить комплекс мер по защите воздушных рубежей РФ и реализовать сценарий ответно-встречного удара в случае агрессии.

Как подчеркнул собеседник RT, строительство «Контейнеров» и других новых РЛС осуществляется в рамках курса Минобороны по созданию и совершенствованию сплошного радиолокационного поля по периметру российских границ.

«В настоящее время в России создана целая линейка РЛС, способных эффективно контролировать воздушное пространство и космос. О качестве наших станций говорит тот факт, что обнаружение хвалёных «стелс»-самолётов не представляет для них никакой сложности. У западных стран подобных радиолокационных средств нет, но, несмотря на это, российские предприятия продолжают интенсивную научно-техническую работу в области радиолокации», — подытожил Леонков.

Как подключить?

Продолжаем нашу статью, далее расскажем, как можно правильно настроить антирадар в машине. Начнем со способов подключения, коих несколько:

Напрямую, от прикуривателя. Просто, с помощью шнура из комплекта, соединяете гаджет с гнездом прикуривателя. Минус метода – перед глазами постоянно будут болтаться провода, что мешает и безумно раздражает. Именно поэтому многие автовладельцы предпочитают более сложные способы, с помощью которых можно выполнить скрытый монтаж;

К плафону освещения на потолке.

• Сначала установите антирадар на выбранное место;
• Открутите плафон и аккуратно разберите конструкцию до аппаратных элементов;

Протяните под потолочной обивкой кабель от радар детектора к плафону, предварительно зачистите конец с контактами;

Найдите на плафоне провод с «плюсом» и «минусом» и правильно соедините его с кабелем от антирадара (схема должна быть в инструкции гаджета);

• Верните плафон на место;
• Готово.

К системе зажигания. Этот способ самый сложный, а потому, если не сильны в электрике, советуем обратиться к мастерам с опытом.

• Установите антирадар на «постоянное место жительства»;
• Аккуратно уберите обивку с боковой стойки (возможно, также и с порога);
• Кабель антирадара протяните вдоль желоба в стойке, и выведите его в зоне нижней части передней панели авто (торпедо);
• Доведите провод до колодки;
• Припаяйте и заизолируйте кабель питания гаджета с 12-вольтным проводом колодки (его выявите мультиметром). Подключение выполняют через предохранитель;
• Обивку верните на место, колодку спрячьте;
• Готово.