Рис. 3. Схема измерения дальности при непрерывных частотно-модулированных колебаниях (а) и кривые изменения во времени частоты зондирующего (f п) и отражённого (f 0) колебаний (б): Т м- период модуляции; 2 r/c- временное запаздывание отражённого сигнала ( r - расстояние до цели, c - скорость света); t - время.
Рис. 6. Блок-схема псевдокогерентной радиолокационной станции с фазируемым когерентным гетеродином. Обозначения те же, что и на рис. 5.
Рис. 4. Схема пеленгации по методу сравнения: ОБ - равносигнальное направление; ОА и 0B - 2 положения максимума диаграммы направленности.
Рис. 5. Блок-схема когерентной радиолокационной станции: F д- частота Доплера движущейся цели; f 0- несущая частота; f пр- промежуточная частота; УПЧ - усилитель промежуточной частоты; Ан - антенна.
Рис. 2. Схема измерения дальности импульсным методом: r - расстояние до цели.
Рис. 1. Схема загоризонтной радиолокации.
Радиолокация в метеорологии
Радиолока'ция в метеороло'гии, применение для метеорологических наблюдений и измерений, основанное на рассеянии радиоволн , диэлектрическими неоднородностями воздуха, сопутствующими атмосферными явлениям, частицами и др. Кроме того, пользуются искусственными отражателями (рассеивателями), выбрасываемыми в атмосферу, типа метализированных иголок размером ~ l/2, где l -длина волны, а также специальными радиолокационными отражателями или активными ответчиками - миниатюрными радиопередатчиками, поднимаемыми на шарах-зондах.
Отражения радиоимпульсов от турбулентных и инверсионных слоев в тропосфере впервые отмечены в 1936 Р. Колвеллом и А. Френдом (США) на средних и коротких волнах. Первые сообщения об обнаружении осадков с помощью радиолокаторов сантиметрового (СМ) диапазона относятся к началу 1941 (Великобритания). В 1943 в США А. Бентом и др. были организованы первые оперативные наблюдения за ливнями и грозами. В СССР В. В. Костаревым в 1943 начаты измерения скорости и направления ветра в высоких слоях атмосферы путём прослеживания движения шаров-зондов с пассивными отражателями.
При помощи радиолокаторов обнаруживаются облака, осадки, области повышенных градиентов температуры и влажности, ионизированные следы молниевых разрядов и др. Из радиолокационных наблюдений получают информацию о пространственном положении, перемещении, структуре, форме и размерах обнаруживаемых объектов, а также их физических свойствах. При рассеянии радиоволн на частицах облаков и осадков в случае, когда размеры rэтих частиц малы по сравнению с длиной волны l (рэлеевское рассеяние), величина радиолокационного сигнала ~ r 6/l 4. Столь сильная зависимость величины отражённого сигнала от размера частиц приводит к тому, что при радиолокационном наблюдении за облаками и осадками выделяются наиболее крупнокапельные области, поэтому радиолокационные изображения не всегда совпадают с визуальными размерами объекта. Интенсивность рассеянных сигналов резко убывает с увеличением l, кроме того, на миллиметровых (ММ) и более коротких волнах сигнал сильно ослабляется, что ограничивает диапазон частот метеорологических радиолокаторов, которые поэтому, как правило, работают в СМ и ММ диапазонах волн.
Между средней мощностью отражённых сигналов и интенсивностью осадков установлены эмпирические соотношения, на основании которых определяют распределение интенсивности и количества выпадающих осадков на площади радиолокационного обзора. Более высокая точность измерения интенсивности осадков и водности облаков достигается при измерении ослабления радиоволн. Для определения ослабления радиоволн используют двухволновые радиолокаторы. Если l сравнима с размером частицы, закон рассеяния существенно отличается от рэлеевского, и при известной частотной зависимости ослабления радиоволн измерения отражённых сигналов на нескольких длинах волн позволяют оценить размеры частиц осадков. Для несферических частиц вероятность рассеяния зависит от их формы и ориентации. По степени деполяризации отражённых сигналов можно судить о форме частиц облаков и осадков и, следовательно, об их агрегатном состоянии. Движение рассеивателей приводит к смещению частоты отражённых сигналов вследствие эффекта Доплера. Измерение доплеровского смещения частоты, а также др. параметров спектра радиолокационных сигналов, отражённых от облаков и осадков, крупных частиц аэрозоля, искусственных рассеивателей, позволяет исследовать структуру различных движений в атмосфере (ветер, турбулентность, упорядоченные вертикальные потоки). С помощью высокочувствительных радиолокационных станций обнаруживаются области повышенных градиентов показателя преломления, связанные с образованием устойчивых слоев в приземном и пограничном слоях атмосферы, а также с зонами интенсивной турбулентности при «ясном» небе на высотах до 10-15 км.Интенсивность турбулентности в «ясном» небе оценивается по величине отражённых сигналов, а также по ширине их спектра, обусловленного доплеровским смещением.
Благодаря применению Р. в м. оперативные данные о ветре на различных высотах получают при любых условиях погоды. Скорость и направление ветра вычисляются по измеренным координатам радиопилота. Определение ветра часто производится одновременно с измерением температуры, давления, влажности и др. параметров атмосферы, поэтому созданы радиолокационные станции для комплексного зондирования атмосферы, которые позволяют определять координаты радиозонда по сигналам его передатчика-ответчика и принимать телеметрическую информацию о .
Лит.:Атлас Д., Успехи радарной метеорологии, пер. с англ., Л., 1967; Степаненко В. Д., Радиолокация в метеорологии, Л., 1966; Радиолокационные измерения осадков, Л., 1967; Калиновский А. Б., Пинус Н. З., Аэрология, ч. 1, Л., 1961.
А. А. Черников.
Радиолюбительская связь
Радиолюби'тельская связь,связь, устанавливаемая в при помощи приёмо-передающих .Цели Р. с. - эксперименты с приёмо-передающей аппаратурой и антенными устройствами, проведение соревнований по , установление связи с др. радиолюбителями (например, «охота» за дальними и «редкими» странами), выполнение квалификационных норм (например, для получения радиолюбительских дипломов), коллекционирование и т.п. Радиолюбительство зародилось в 1919 в США. Первая любительская радиостанция в СССР вышла в эфир 15 января 1925 (Ф. А. Лбов и В. М. Петров, Нижний Новгород).
Р. с. может быть установлена как при случайной «встрече» в эфире двух радиолюбителей, так и по предварительной договорённости между ними.
Режимы работы, используемые в Р. с.: телеграфный (передача сообщений кодом Морзе) и телефонный, с амплитудной, однополосной либо частотной (на ультракоротких волнах) модуляцией. В Р. с., особенно при телеграфном режиме работы, часто применяют .При обычной Р. с. радиолюбитель называет своё имя, город, сообщает сведения о разборчивости, силе и качестве сигнала, погоде, применяемой передающей и приёмной аппаратуре и т.д. Во время соревнований передаваемая информация ограничивается контрольными данными (т. н. номерами), как правило, включающими оценку сигнала и порядковый номер связи.
Лит.:Казанский И. В., Радиоспорт в первичной организации ДОСААФ, М., 1971; его же, Как стать коротковолновиком, М., 1972; Степанов Б. Г., Справочник коротковолновика, М., 1974; Регламент радиосвязи, М., 1975.
И. В. Казанский.
Радиолюбительская станция
Радиолюби'тельская ста'нция,приёмо-передающая или приёмная радиостанция, служащая для или для наблюдения за нею. Приёмо-передающая Р. с. состоит из передатчика, приёмника и антенны, приёмная - из приёмника и антенны. Последние устанавливают, как правило, начинающие радиолюбители для наблюдения за работой приёмо-передающих Р. с. Различают приёмо-передающие Р. с. индивидуального и коллективного пользования, коротковолновые и ультракоротковолновые. Кроме того, в зависимости от квалификации радиолюбителя - владельца индивидуальной или начальника коллективной станции - Р. с. подразделяют на 3 категории, различающиеся по предельной мощности передатчика, режиму работы и диапазонам радиоволн. В СССР разрешение на право установки и эксплуатации Р. с. выдаётся Государственными инспекциями электросвязи Министерств связи союзных республик по ходатайству областного, краевого или республиканского комитетов .По советскому законодательству (постановление Пленума Верховного суда СССР от 3 июля 1963) умышленное ведение радиопередач, связанных с проявлением явного неуважения к обществу, грубо нарушающих общественный порядок либо создающих помехи радиовещанию или служебной радиосвязи, квалифицируется как хулиганство.
Лит.см. при ст. .
И. В. Казанский.
Радиолюбительские диапазоны волн
Радиолюби'тельские диапазо'ны волн,диапазоны радиоволн, выделенные для (в т. ч. для соревнований по ) и передачи сигналов на радиоуправляемые модели. Для связи, согласно международному ,отведены 5 коротковолновых Р. д. в. - 80-, 40-, 20-, 14- и 10-метровые с частотами соответственно 3,50-3,65 Мгц; 7,0-7,1 Мгц; 14,00-14,35 Мгц; 21,00-21,45 Мгц; 28,0-29,7 Мгци 6 ультракоротковолновых - с частотами 144-146 Мгц; 430-440 Мгц; 1,215-1,300 Ггц; 5,65-5,67 Ггц; 10,0-10,5 Ггц; 21-22 Ггц.Для радиоуправления моделями выделены частота (27,12 ± 0,05%) Мгци несколько участков в диапазоне 28,0-29,7 Мгци в диапазоне 144-146 Мгц.Внутри каждого Р. д. в. отводятся отдельные участки для работы в телеграфном и телефонном режимах, для связи с ближними и дальними станциями и др.
Лит.см. при ст. .
Радиолюбительские коды
Радиолюби'тельские ко'ды,условные обозначения или сокращения слов, используемые в .Наиболее широко Р. к. применяют при телеграфном режиме работы. Р. к. служат некоторые фразы международного т. н. Q-кода и, кроме того, общепринятые сокращения слов, главным образом английских, называемых иногда радиожаргоном. Каждая фраза Q-кода начинается с буквы Q и состоит из трёх букв, например QRS - «передавайте медленнее». Передаваемая без вопросительного знака фраза означает утверждение, с вопросительным знаком - вопрос. При отрицательном ответе к ней присоединяют отрицательную частицу no (до фразы) или not (после фразы). Сокращения слов служат для описания технических данных аппаратуры станции, условий передачи и приёма сигналов, а также обозначают некоторые общие понятия, необходимые при ведении связи, например Abt (about) - «около», «о»; Tx (transmitter) - «передатчик». Кроме того, применяют условные цифровые обозначения, например 73 - «наилучшие пожелания». Советские радиолюбители применяют также ряд сокращений русских слов, например: блг - «благодарю», дсв - «до свидания», тов - «товарищ».
Лит.см. при ст. .
И. В. Казанский.
Радиолюминесценция
Радиолюминесце'нция, ,возбуждаемая ядерными излучениями (a-частицами, электронами, протонами, нейтронами, g-лучами и т.д.) или рентгеновскими лучами.
Радиоляриевый ил
Радиоля'риевый ил,разновидность современных океанических глубоководных кремнисто-глинистых илов, обогащенная скелетами простейших животных - , ведущих планктонный образ жизни. Во влажном состоянии представляет собой коричневый, реже зеленовато-серый, чёрный алевритисто-пелитовый и пелитовый осадок. Состоит из опалового кремнезёма SiO 2nH 2O (5-30%), глинистых минералов, вулканогенного материала, гидроокислов железа и марганца, иногда цеолитов. Р. и. распространён исключительно в экваториальной зоне Индийского и Тихого океанов на глубине 4500-6000 ми более. Занимает около 3,4% общей площади дна Мирового океана.
В ископаемом состоянии Р. и. переходит в органогенную осадочную породу - радиолярит.
Лит.:Осадкообразование в Тихом океане, М., 1970 (Тихий океан, т. 6, книги 1-2).
Радиолярии
Радиоля'рии(Radiolaria), лучевики, подкласс класса саркодовых. Обширная группа (свыше 7 тыс. видов) морских планктонных преимущественно тепловодных организмов. Размером от 40 мкмдо 1 мми более. Р. обладают внутренним скелетом - кожистой центральной капсулой, обычно пронизанной многочисленными порами, через которые внутрикапсулярная цитоплазма сообщается с внекапсулярной. Внутри капсулы расположена эндоплазма с ядром (или ядрами) и внутренний слой эктоплазмы. Внекапсулярная эктоплазма богата слизистыми включениями, каплями жира, что способствует уменьшению удельного веса Р. и служит приспособлением к парению в воде. В эктоплазме почти всегда присутствуют многочисленные симбиотические (см. ) одноклеточные водоросли зооксантеллы. Снаружи тела Р. выдаются нитевидные, часто ветвящиеся псевдоподии (филоподии), служащие для улавливания пищи и увеличения удельной поверхности тела, что также способствует парению в воде. Р. обладают и наружным минеральным скелетом, состоящим из кремнезёма или (отряд Acanthria) сернокислого стронция. Скелеты часто слагаются из геометрически правильно расположенных отдельных игл, образуют решётчатые (иногда вложенные друг в друга) шары, многогранники, кольца и т.п.; лёгкие и прочные, они несут защитную функцию и способствуют увеличению удельной поверхности.
Ядро у многих Р. содержит большое количество ДНК, что обусловлено очень высоким уровнем (в ядре присутствует свыше 1000 гаплоидиых хромосомных наборов). Размножаются Р. делением. У некоторых описано образование двужгутиковых одноядерных зародышей - бродяжек. У немногих Р. наблюдали половой процесс, протекающий по типу изогамной двужгутиковых гамет. Скелеты Р., опускаясь на дно, образуют .В ископаемом состоянии известны с докембрия в составе морских отложений. Имеют большое стратиграфическое значение. См. .
Ю. И. Полянский.
Радиолярии: 1 - Hexastylus marginatus; 2 - Lithocubus geometricus; 3 - Circorrhedma dodecahedra; 4 - Trigonocyclia triangularis; 5 - Euphisetta staurocodon; 6 - Medusetta craspedota; 7 - Pipetta tuba.
Радиомаяк
Радиомая'кнавигационный, радионавигационный маяк, передающая радиостанция, установленная в известном месте на земной поверхности или на движущемся объекте (например, самолёте-заправщике) и излучающая специальные радиосигналы, параметры которых связаны с направлением излучения. Принимая сигналы Р. на борту другого движущегося объекта (корабля, самолёта), можно определить направление на маяк (его ). Р. относят к угломерным (азимутальным) радионавигационным устройствам (см. ). В зависимости от того, ограничено или нет число направлений (курсов, зон), с которых может быть определён пеленг, различают Р. направленного и всенаправленного действия. Для пеленгации простейшего направленного Р. достаточно, как правило, иметь на самолёте или корабле обычный радиоприёмник с ненаправленной антенной. В зависимости от назначения Р. делят на морские и авиационные; существуют также Р., рассчитанные на одновременное обслуживание и морских, и воздушных объектов. В соответствии с методом радиотехнических измерений выделяют Р. 4 основных классов: амплитудные, фазовые, частотные и временные; наиболее распространены амплитудные Р., которые подразделяют на курсовые (зональные), пеленговые и маркерные.
Курсовые Р. предназначены для задания определённых курсов в горизонтальной либо вертикальной плоскости. В первом случае Р. обычно создаёт курсы (зоны), позволяющие ориентироваться на маяк или от него и т. о. выдерживать правильное направление движения объекта. Курсовые Р., предназначенные для задания летательным аппаратам направления снижения в вертикальной плоскости ( ) и называют глиссадными, позволяют правильно выдерживать траекторию движения летательного аппарата при его планировании перед посадкой. Пеленговые Р. дают возможность определять пеленг на маяк путём сравнения положения вращающейся диаграммы направленности его излучения в момент отсчёта пеленга с известным её положением в др. момент времени. Маркерные Р. используются для обозначения (маркировки) пунктов, важных в навигационном отношении (например, контрольных пунктов при заходе самолётов на посадку и при подходе судов к порту, пунктов излома маршрутов или фарватеров и т.д.); обычно у таких Р. антенны - с узкой диаграммой направленности.
Р., работающие в диапазонах километровых и более длинных волн, имеют дальность действия до 500 км.Они обеспечивают точность пеленгации их с борта объекта ~ 1-3° (по азимуту). Всенаправленные Р., работающие в диапазонах дециметровых и сантиметровых волн, имеют дальность действия, практически ограничиваемую прямой геометрической видимостью, и обеспечивают точность определения азимута до 0,1-0,25°.
К навигационным Р. условно относят также передающие радиостанции с ненаправленным излучением и с отличительными для каждой из станций сигналами (позывными); они имеют навигационное назначение и получили название ненаправленных Р. Пеленгование ненаправленных Р. на объекте ведётся с помощью бортового радиопеленгатора. В авиации подобные Р. называют приводными радиостанциями. Кроме того, к ненаправленным Р. условно относят и другие радиостанции с ненаправленным излучением, имеющие различные для каждой станции опознавательные признаки (фиксированные радиочастоты, специальные позывные сигналы) и используемые наряду с их прямым назначением в навигационных целях: вещательные радиостанции, радиоакустические маяки, , , аварийные радиомаяки.
М. М. Райчев.
Радиометеорограф
Радиометеоро'граф,устройство для метеорологических наблюдений в свободной атмосфере, состоящее из и установленного на земле радиоприёмника с регистратором, который автоматически записывает сигналы радиозонда на бумаге. Кроме регистрации метеорологических элементов (температуры, влажности и давления воздуха), Р. регистрирует углы возвышения и азимуты радиозонда в полёте через фиксированные промежутки времени, чтобы определить положение прибора.
Радиометеорологическая станция
Радиометеорологи'ческая ста'нцияавтоматическая (АРМС), метеорологическая станция, обеспечивающая автоматическое получение и передачу по радио информации о метеорологической обстановке в месте её установки (часто необитаемом). Информация передаётся по программе в установленное время (отдельными видами АРМС также по запросу их радио) и содержит данные о температуре воздуха и воды, влажности воздуха, атмосферном давлении, скорости и направлении ветра, видимости, солнечном сиянии, облачности, осадках и др. Специализированные АРМС дают информацию по 1-2 элементам (например, -скорость и направление ветра, радиоосадкомер - количество осадков). В зависимости от назначения АРМС имеют соответствующие датчики с преобразователями и блоки: программный, измерительный, кодирующий, радиопередающий (и приёмный) и блок питания. АРМС, предназначенные для длительного действия (около 1 года), комплектуются для подзарядки аккумуляторов ветроэлектрическим или изотопным термоэлектрическим генератором. В зависимости от места установки АРМС делятся на наземные, для водоёмов (на заякоренных буях), дрейфующие (ДАРМС, которые используются во льдах Арктики). Для исследований в морях и океанах применяются автономные радиоокеанографические станции, позволяющие получить данные о спектре волн на поверхности и скорости и направлении течений на разных глубинах. Различные виды АРМС обеспечивают возможность приёма информации по радио в радиусе от 10 до 1000 км.
Лит.:Справочник по гидрометеорологическим приборам и установкам, Л., 1971; Суражский Д. Я., Соловьев Г. Н., Автоматическая радиометеорологическая станция М-107, «Тр. Научно-исследовательского института гидрометеорологического приборостроения», 1973, в. 28; Стернзат М. С., Метеорологические приборы и наблюдения, Л., 1968.
М. С. Стернзат.
Радиометеорология
Радиометеороло'гия,наука, в которой изучается, с одной стороны, влияние метеорологических условий в тропосфере и стратосфере на распространение радиоволн (главным образом УКВ), с другой - метеорологические явления в тропосфере и стратосфере по характеристикам принимаемых радиосигналов, в том числе собственного излучения атмосферы, как теплового, так и обусловленного электрическим разрядами.
Первые радиометеорологические наблюдения проводились А. С. с помощью созданного им грозоотметчика. Излучения атмосферы, вызываемые грозовыми и тихими электрическими разрядами, занимают широкую полосу частот радиоволн от сверхдлинных до ультракоротких и называются .Последние создаются не только разрядами при грозе, но и в конвективных облаках, пыльных и снежных бурях, областях высокой запылённости и др. Наблюдения за ними позволяют определять глобальное распределение грозовой активности, а также местоположение интенсивных .
В 20-х - начале 30-х г. г. 20 в. установлено преобладающее влияние метеорологических процессов на распространение УКВ. в атмосфере сопровождается их преломлением, поглощением, отражением и рассеянием. Интенсивность этих явлений определяется свойствами пространственного распределения показателя преломления nвоздуха, являющегося функцией давления, температуры и влажности, а также наличием и свойствами гидрометеоров (продукты конденсации влаги в атмосфере - капли дождя, тумана, облаков) и различных примесей. Соответственно радиосигналы могут содержать информацию о распределении плотности, температуры и влажности воздуха, поле ветра и турбулентности, водности облаков, интенсивности осадков и др. При распространении радиоволны ослабляются из-за потери электромагнитной энергии, которая поглощается и рассеивается молекулами кислорода O 2и водяного пара, гидрометеорами, частицами аэрозоля и др. неоднородностями. В атмосферных газах ослабление наиболее существенно на волнах 0,25 и 0,5 смдля 02 и 0,18 и 1,35 смдля водяного пара, где имеет место резонансное поглощение. Суммарное поглощение атмосферными газами и его сезонная изменчивость определяются климатическими особенностями каждого географического района ( рис. 1 ). В мелкокапельных облаках коэффициент ослабления пропорционален их водности. В осадках наряду с поглощением существенно рассеяние радиоволн, поэтому зависимость ослабления от их водности или интенсивности сложнее ( рис. 2 и 3 ). В кристаллических облаках и осадках ослабление существенно меньше, чем в капельножидких.
Зависимость n, а также др. факторов, влияющих на перенос радиоизлучения, от основных метеорологических параметров позволяет использовать методы анализа и прогноза гидрометеорологических явлений для изучения и предсказания условий распространения радиоволн. Область Р., занимающаяся изучением сезонных изменений n, его вертикального профиля, поглощения атмосферными газами и ослабления облаками и осадками в различных климатических районах, называется радиоклиматологией. Метеорологические условия, определяющие аномалии в распространении радиоволн, в частности образование атмосферных волноводов, длительные замирания, вызванные наличием приподнятых отражающих слоев или ослаблением в осадках, могут быть предсказаны на основе синоптического анализа.
Среди методов исследования атмосферы, использующих распространение радиоволн, наибольшее практическое значение получили радиолокационные (см. ). Измерения теплового излучения атмосферы, подстилающей поверхности и внеземных источников на сантиметровых и более коротких волнах в области интенсивных полос поглощения атмосферными газами используются для определения профилей плотности, влажности и температуры, а также оценки общего влагосодержания в атмосфере. На метеорологических ИСЗ применяют сканирующие радиометры сантиметрового и миллиметрового диапазонов для получения изображений облаков и осадков.
Лит.:Вин Г. Р., Даттон Е. Дж., Радиометеорология, пер. с англ., Л., 1971; Насилов Д. Н., Радиометеорология 2 изд., М., 1966; Пахомов Л. А., Пинус Н. З. и Шметер С. М., Аэрологические исследования изменчивости коэффициента преломления атмосферы для ультракоротких радиоволн, М., 1960; Степаненко В. Д., Радиолокация в метеорологии, Л., 1966; Измерение радиотепловых и плазменных излучений в СВЧ диапазоне М., 1968.
А. А. Черников.
Рис. 1. Зависимость коэффициента полного поглощения К атмосферными газами от высоты H над поверхностью Земли для района г. Вашингтона (США): 1 - февраль; 2 - август.
Рис. 3. Изображение поля осадков средней интенсивности на индикаторе обзора метеорологического радиолокатора (длина волны 3,2 см). Расстояние между масштабными кольцами 20