Ako funguje radar? Princíp fungovania radaru je veľmi jednoduchý. Najjednoduchšie ho vysvetlím pri postupe ako prebiehal jeho vývoj a zdokonaľovanie.
Obr. 1. Klasická rádiová komunikácia od vysielača k prijímaču. Všetko funguje pokiaľ vysielač a prijímač na seba vidia. Keď je medzi nimi prekážka tak sa signál podľa veľkosti a typu prekážky stráca až zanikne, presnejšie nedostane sa z vysielača k prijímaču.
Obr. 2. Zistilo sa, že v niektorých prípadoch predsa len signál z vysielača sa dostane aj za prekážku. Nakoniec k doprave signálu za jednu prekážku pomohla iná prekážka, ale taká, ktorá odráža rádiové vlny. Napríklad ionosféra najmä počas noci funguje na niektorých frekvenciách takmer ako zrkadlo, ale rádiové vlny odrážajú viac či menej takmer všetky predmety a najmä kovy.
Obr. 3. Postupne sa prišlo na to, že prijímač nemusí byť schovaný za prekážkou ale keď sa objaví niečo od čoho sa rádiové vlny intenzívnejšie odrážajú, tak odraz zachytí prijímač aj pri vysielači. Zistilo sa, že lepšie výsledky sa dosahujú nie pri sústavnom vysielaní signálu ale krátkom pulze. Ak bol v okolí len jeden predmet, tak bolo počuť ozvenu, ak boli dva tak sa vrátili dve ozveny. Hoci z času medzi vyslaním signálu a ozvenou sa dala vypočítať vzdialenosť, nevedelo sa odkiaľ ozvena prichádza.
Obr. 4. Klasická anténa sa nahradila smerovou anténou. Odrazu bolo možne zistiť či v smere antény sa niečo nachádza alebo nie. Takéto zariadenia sa vyrábali na začiatku 2 svetovej vojny. Mali jeden nedostatok, obsluha musela na oblohe lietadla manuálne hľadať a mohla akurát zmerať vzdialenosť od nich. Z dvoch meraní vzdialenosti sa dá vypočítať zmena vzdialenosti a tým aj rýchlosť, čo boli a aj sú najdôležitejšie informácie z radaru.
Obr. 5. Tesne pred vylodením v Normandii bol radar zdokonalený. Samotná anténa bola umiestnená na otáčavý stožiar a synchrónne s otáčaním stožiara sa otáčal rozmietaný lúč na kruhovej obrazovke osciloskopu. Keď prišiel odraz od prekážky, tak sa na obrazovke rozsvietil bod. Ak odraz prišiel ihneď bod sa rozsvietil pri strede obrazovky ak neskôr, tak bod sa rozsvietil ďalej od stredu. Počas otočky antény o 360 stupňov, sa na obrazovke zobrazili všetky body v okolí, ktoré odrážali elektromagnetické vlnenie. Radar funguje do vzdialenosti, kam rádiové vlny dostrelia a vrátia sa. Odrazu bolo vidieť nielen lietadlá, ale aj lode a pozemne ciele.
Obr. 6. Postupom času sa zdokonalilo prevedenie antény, zvýšil sa výkon vysielača a citlivosť prijímača, využívajú sa rôzne frekvencie podľa toho čo sa sníma, nepoužívajú sa už osciloskopové obrazovky ale počítačové displeje . Vyrába sa cela rada radarov v závislosti od účelu použitia, ale princíp fungovania radaru zostal taký istý. Vysielač vyšle impulz, ten sa odrazí a podľa času medzi jeho vyslaním a prijatím sa určuje vzdialenosť. Smer sa určuje z natočenia antény. Existujú aj radary ktoré s anténou nehýbu. Tie sa napríklad používajú na meranie rýchlosti vozidiel alebo vzdialenosti medzi vozidlami. Keď nehýbu anténou, tak majú podmienku, že musia byť nastavené kolmo, alebo v známom uhle od meraného objektu - vozidla.
Obr. 7. V leteckej doprave sa prišlo na to, že nestačí len vedieť, že je tam lietadlo, treba ešte vedieť o aké lietadlo ide. Preto sa radar pre riadenie letovej prevádzky doplnil o paralelný systém, ďalšiu anténu, ktorou vysiela výzvu lietadlu. V lietadle je umiestnený transponder, ktorý odpovie identifikačným znakom lietadla, prípade ďalšími parametrami, ako je výška, kurz, stav paliva atd. Transpondery najprv používala armáda za účelom rozoznania vlastných a cudzích lietadiel, ale neskôr sa stali štandardom aj v civilnej doprave. Názorný obrázok je zo stránky http://www.flymsy.com a vidieť na ňom body, ktoré sa identifikujú a jeden bod ktorý neodpovedá. Ak máte záujem zapozerať sa do zobrazovania živej leteckej prevádzky a pozerať ako fungujú profesionálne civilné rádiové systémy tak tu (vyžaduje javu).
Obr. 8. S vývojom radarov sa začali vyvíjať aj protiradarové alebo antiradarové systémy. Každý radar je veľmi ľahko detekovateľný. Stačí obyčajný rozhlasový rádioprijímač a na ňom si nastaviť frekvenciu radaru. Ak nemáte staré sovietske rádio zo všetkými pásmami alebo moderný širokopásmový skener, tak detektor radarov sa dá vyrobiť aj nechtiac, tak ako sa to podarilo aj mne. Pokúšal som sa opraviť tranzistorový rádioprijímač a nechtiac sa mi ho podarilo ešte viac rozladiť, čím stratil selektivitu a odolnosť voči rušeniu. Výsledok bol taký, že keď som ho zobral k letisku, bolo počuť pri každej otočke radaru pípnutie. Aj terajšie detektory napríklad policajných radarov, nie je nič iné, len jednoúčelový rádiový prijímač nastavený na frekvenciu, ktorú používajú policajné radary.
Ak potrebujeme detekovať radar, ktorého frekvenciu nevieme, tak potrebujeme panoramatický prijímač, ktorý zobrazuje celé spektrum rádiových vĺn a podľa vyskakujúcich pulzov v grafe, sa dá určiť frekvencia radaru. Potom postupujeme ako v predchádzajúcom prípade, zistenú frekvenciu naladíme na prijímači.
Ak vieme frekvenciu radaru tak je možne za určitého technického vybavenia radar z prevádzky vyradiť. Ak si odmyslíme protiradarovú strelu, tak zostávajú dve možnosti. Zarušenie radarom používanej frekvencie vysielaným náhodných impulzov, čim sa stane to ako keď vám niekto svieti do očí silným reflektorom, alebo čisto vojenské riešenie používane v rádioelektronickom boji, ktorým je zničenie prijímača radaru vyslaním smerového veľmi silného elektomagnetického pulzu práve na frekvencii radaru. Samozrejme ak niekto takto zaútočí na radar, tak je rovnako ľahko detekovateľný a v prípade vojenského riešenia, nie je problém poslať po ňom raketu.
Z tohto dôvodu sa zmenila taktika a začal vývoj pre radar neviditeľných lietadiel. Prvý úspech sa dosiahol antiradarovým náterom. Je to vrstva farby ktorá neodráža rádiové vlny, ale ich, alebo aspoň značnú časť absorbuje a mení na teplo. Z tohto dôvodu radar nedostane odpoveď, že tam niečo je. Lenže začali sa vyrábať radary všímajúce si aj teplotné zmeny, zvlášť odrazy ktoré spôsobuje vysoká teplota plynov vypúšťaných z motorov lietadiel. Aby sa takáto detekcia eliminovala začal sa primiešavať do výstupu motorov chladiace chemikálie, vrátane tekutého dusíka a lietadlá sa znovu stali neviditeľné.
Nasledovalo ďalšie kolo citlivejších prijímačov, ktoré predsa len nejaký ten odraz z trupu lietadla zachytili a antireflexný náter prestal postačovať. Následkom toho lietadlá zhranateli. Síce odrážajú rádiové vlny, ale odraz nejde tam odkiaľ rádiové vlny prichádzajú, ale niekam na bok a radar je zase slepý. Najlepšie je to vidieť na konštrukciiF-117A Nighthawk Stealth.
Obr. 9. Ďalšie kolo zbrojenia s dá nazvať pasívny radar, alebo jednoducho Tamara. Ide o československý a teraz len o český radar, ktorý nevysiela impulzy ale len počúva / pozerá. K videniu používa zbytkové žiarenia či už z pozemných, letiacich alebo vesmírnych zdrojov. Obrazne povedané, voči pozadiu takýchto cudzích zdrojov vidí siluety aj neviditeľných lietadiel.
Myslím, že na úvod do teórie radarov a antiradarov by to malo stačiť. O ďalšom kole elektronického zbrojenia niekedy nabudúce.
