Почему каждая лодка должна быть оборудована радиолокационной антенной — радаром

Радар, возможно, является одной из самых надежных технологий предотвращения столкновений на борту. Особенно ночью, в условиях плохой видимости или тумана, это наиболее надежный способ избежать столкновения с другими судами или объектами, не показанными на карте.

Как работает радар?

Слово «радар» означает «радиопеленгация и определение дальности» , что означает, что он используется для определения положения и расстояния до объектов посредством передачи и отражения радиоволн. Эти короткие электромагнитные волны, также известные как импульсы , излучаются вашим радаром — антенной на борту. Когда эти импульсы сталкиваются с другими судами, буями или окружающими портовыми сооружениями и т. д., они отражаются и впоследствии улавливаются вашей радиолокационной антенной. Подключенное радиолокационное оборудование или многофункциональный дисплей с поддержкой радара оценивают отправленную информацию, предоставляют считывание потенциальных препятствий и объектов, расчет расстояния до них, а также определение их направления/азимута. Благодаря непрерывному вращению антенны радара генерируется равномерная посылка импульсов во всех направлениях, гарантируя, что не только одна сторона вашего судна контролируется.

В чем большое преимущество радиолокационной технологии? - Радар против АИС

Благодаря радару на борту вы сможете видеть ВСЕ лодки и препятствия в этом районе. При использовании систем AIS вы видите только корабль или препятствие, которое отправляет свои собственные данные AIS. Хотя использование АИС на коммерческом судоходстве является обязательным, к сожалению, это не относится к прогулочным морским судам. Поэтому, чтобы свести к минимуму риск возможного столкновения в сильном тумане, в темноте или под сильным дождем, мы рекомендуем любителям водных видов спорта приобрести и использовать радар в дополнение к транспондеру AIS.

Что такое импульсный радар?

Радары различаются по способу генерации и обработки высокочастотного сигнала. Импульсный радар представляет собой классический тип радара. Он работает с магнетроном, то есть электронной лампой, которая обеспечивает высокую частоту и большую мощность (более 2000 Вт). Для этого перед работой его необходимо прогреть, что осуществляется электрическим нагревом. В зависимости от размера радара это может занять несколько минут. Импульсные радары излучают мощные короткие импульсы с частотой несколько десятых микросекунды. Эти короткие импульсы улучшают разрешение на большом расстоянии, но ослабляют эхо. В результате требуется высокая мощность передачи в несколько киловатт. Во время передачи и вскоре после нее приемник не может оценить эхо. Это означает, что область вокруг антенны не может быть использована и называется мертвой зоной. В зависимости от технологии и установленной дальности эта зона может составлять несколько метров или даже несколько миль. На протяжении многих лет технология импульсных радаров постоянно развивалась, так что сегодня можно приобрести значительно более совершенные радары с явными преимуществами.

Что такое радар со сжатием импульсов?

В отличие от импульсного радара, радар со сжатием импульсов обеспечивает разрешение на больших расстояниях не за счет скорости импульсов, а за счет постоянно меняющейся частоты передаваемого сигнала, что позволяет приемнику с точностью до одного эха определить, из какой части передаваемого сигнала он исходит. Импульсы разной длины посылаются один за другим: короткие импульсы малой мощности для ближнего расстояния и более длинные импульсы большей мощности для дальних расстояний. Для получения надежного эхо-сигнала радарам со сжатием импульсов требуется значительно меньшая мощность передачи, чем импульсным радарам (20–40 Вт). Приемник математически кодирует несущую радиочастотного модуля, чтобы увеличить полосу пропускания передаваемого сигнала, а затем сжимает полученный эхо-сигнал. Этот метод известен как сжатие импульсов. Эти радары автоматически уменьшают помехи, вызванные дождем или волнами, а чувствительность приемника увеличивается.

Что такое широкополосный радар и каковы преимущества технологии широкополосного радара?

Широкополосный радар работает по технологии FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) — непрерывная волна с частотной модуляцией — поэтому его также называют радаром непрерывного действия. Широкополосные системы практически не имеют радиальных деформаций и искажений. Это означает, что цели ближнего действия отображаются особенно четко и без искажений, а также позволяет легко идентифицировать цели дальнего действия. Последнее поколение широкополосных радиолокационных антенн способно четко и четко отображать объекты даже на расстоянии 32 нм. Широкополосный радар не требует периода прогрева, что очень полезно в определенных условиях, например, при внезапном тумане. Они также излучают гораздо меньше радиации, что снижает опасность для здоровья, вызванную радиацией. Таким образом, вы можете установить новую широкополосную радиолокационную антенну в любой точке судна, не ища «слепую» зону антенны. Современные широкополосные радиолокационные антенны могут отображать дождевые фронты, штормы и другие погодные условия и отличать их от других сигналов. Единственным недостатком широкополосной радиолокационной технологии является то, что так называемые радиолокационные маяки (RACON), сигналы SART и RTE не могут быть идентифицированы и отображены.

Что такое доплеровский радар?

Доплеровские радары, также называемые радарами со сжатием доплеровских импульсов, являются новейшими разработками в области радиолокационных технологий. Доплеровские радары значительно выше по разрешению, излучают меньше излучения, легче и эффективнее, чем старые аналоговые магнетронные радары. На близком расстоянии они обеспечивают лучшее обнаружение таких объектов, как буи или каякеры. Они не требуют разогрева, сразу готовы к использованию и имеют дальность действия до 48 морских миль. Доплеровские радары могут обнаруживать мельчайшие изменения задержки эха с помощью обнаружения движения. Более короткие задержки эхо-сигнала определяют приближающиеся цели, а более длинные задержки обнаруживают удаленные цели. Кроме того, движущиеся цели можно отличить от неподвижных. Цветной дисплей (приближающиеся цели – красный, движущиеся – зеленый) помогает быстрее интерпретировать данные радара. Функция MARPA (Mini Automatic Radar Plotting Aid) — мини-автоматическая радиолокационная помощь — обнаруживает другие корабли, включая их скорость и пеленг, и рассчитывает ближайшую точку сближения (CPA - Closest Point of Approach) — ближайшая точка сближения, а также время до наибольшего сближения (TCPA - Time to Closest Point of Approach) ​​— время до ближайшей точки сближения. Оповещение об опасности включает звуковой сигнал, как только сопровождаемая цель входит в заранее установленную опасную зону. Доплеровская технология должна полностью поддерживаться вашим многофункциональным дисплеем. Как правило, невозможно объединить в сеть радиолокационные антенны разных производителей. Для использования дисплеев MARPA мы рекомендуем внешний компас, который подключается к радиолокационному блоку и вашему многофункциональному дисплею через NMEA 2000.

Интерпретация радиолокационных сигналов.

Чтение и интерпретация радиолокационного изображения окружающей обстановки и объектов требует некоторой практики. В этом отношении важно иметь в виду несколько моментов.

1. Размер отображаемых объектов

Размер отображаемых объектов не обязательно пропорционален их истинному размеру. Помимо размера объектов и площади поверхности объекта, отображаемый размер зависит от материального состава цели. Металл отражает очень хорошо, дерево – плохо. Форма, положение и высота объекта также важны для размера, отображаемого на экране радара. Идеальная цель для вашего радара должна быть расположена вертикально к поверхности воды и иметь прямоугольную форму без закругленных углов. Он будет металлическим, с большой площадью поверхности и расположен на той же высоте, что и антенна радара.

2. Относительное движение

Всегда помните, что антенна радара находится в центре экрана радара и поэтому не перемещается. Движение вашего собственного корабля включено в движения отображаемых эхо-сигналов. В результате даже неподвижные объекты, такие как буи или участки суши, могут казаться движущимися на экране.

3. Радиальное расширение радиолокационных импульсов

Мы настоятельно рекомендуем вам внимательно прочитать инструкцию по эксплуатации антенны и монитора перед использованием новой радиолокационной системы на воде. Ознакомьтесь с особенностями работы вашей системы и при необходимости опробуйте ее в порту. Всякий раз, когда вы устанавливаете новую радиолокационную систему, сначала убедитесь, что вы проверили правильный пеленг!

Какие неисправности и ошибки можно ожидать в радиолокационном оборудовании?

1. Пробелы и потери в приеме

Волны антенны радара движутся со скоростью света. Промежуток времени между передачей и приемом импульсов обычно настолько мал, что антенна радара за это время перемещается лишь минимально. Тем не менее, при кратковременном «переключении» с передачи на прием могут возникать перерывы в приеме, что может привести к потерям, особенно если подхватываемый объект находится на большом расстоянии и, следовательно, волнам приходится проходить большее расстояние. Именно поэтому радарные системы Garmin, Raymarine, Simrad, B&G и Furuno имеют функции, позволяющие переключаться на большую дальность действия. Затем система автоматически передает расширенные импульсы, чтобы свести любые потери к минимуму.

2. Ложное эхо

Другая ошибка и искажение фактов могут возникнуть, когда несколько кораблей используют радиолокационные установки на борту в пределах одного и того же диапазона. Эти сбои появляются на вашем радаре в виде спирально расположенных точек в центре экрана. Большинство производителей предлагают радиолокационные технологии с настройками подавления помех, которые могут смягчить и отфильтровать эти ошибки.

3. Помехи

Другой тип помех и ошибочного отображения может возникнуть, если в одном районе работают несколько судов с радиолокационной установкой на борту. Эти интерференционные импульсы отображаются на радаре в виде спиральных точек в центре экрана. Большинство производителей радиолокационного оборудования предлагают настройки подавления помех, которые могут уменьшить и отфильтровать ложные и мешающие эхо-сигналы на дисплее радара.

Как избежать столкновений на море и уклониться?

Если объект приближается к центру вашего экрана, то есть к вам, то вам следует быть начеку и при необходимости принять меры противодействия и действия по уклонению. Маневр уклонения обычно следует выполнять по правому борту (см. Правило 19 Международных правил предотвращения столкновений судов на море).

Что такое радарное наложение?

Чтобы распознавать нечеткие радиолокационные сигналы, вовремя обнаруживать приближающиеся объекты и избегать столкновений, мы рекомендуем вам сравнить изображение радара на борту с другими дисплеями, такими как AIS, GPS и электронная морская карта. Радиолокационное наложение — это когда радиолокационные изображения и электронные карты накладываются друг на друга с одинаковым выравниванием.

Мы рекомендуем использовать внешний датчик компаса, чтобы обеспечить плавное наложение радара на многофункциональный дисплей. Некоторые автопилоты поставляются с уже установленным датчиком.

Оптимальное место установки антенн радара

Антенны радаров следует устанавливать на борту как можно выше, что улучшает их дальность действия. В случае старых радиолокационных антенн также важна большая высота установки, чтобы площадь палубы вашего судна находилась в слепой зоне антенны, за пределами (вертикального) угла луча главного лепестка. Это связано с тем, что излучение импульсных антенн радаров может быть вредным для вашего здоровья, если вы находитесь в тесном и регулярном контакте. Чем выше установлена ​​антенна, тем больше мертвая зона. Однако если антенна радара установлена ​​слишком высоко, импульсы попадут на поверхность воды поздно, и дальность действия будет уменьшена. Благодаря новым радиолокационным технологиям, таким как широкополосная связь или сжатие импульсов, радиационное воздействие сравнимо с облучением мобильного телефона, а эхо-сигналы отображаются на близком расстоянии, начиная с 10 м, поэтому мертвая зона здесь не имеет значения.

На парусных яхтах на мачте обычно устанавливаются круглые антенны радаров произвольной формы. Это экономит место, помимо уже упомянутых преимуществ. Для этой цели доступны различные крепления мачты. Мы особенно рекомендуем установку на мачту с карданной подвеской мачты. Это крепление самовыравнивается, благодаря чему антенна радара всегда остается в горизонтальном положении даже при сильной волне. Это многократно увеличивает мощность антенны и, таким образом, обеспечивает лучшее радиолокационное изображение.

Как подключена антенна радара на борту?

Радарные блоки обычно подключаются непосредственно к плоттеру через интерфейс Ethernet или RayNet. Для некоторых радиолокационных антенн помимо кабеля передачи данных требуется кабель питания. Данные радара не могут передаваться по протоколу NMEA. Другая альтернатива — радиолокационная антенна с Wi-Fi. В этом случае проводка к плоттеру не требуется. Если возможно, мы рекомендуем проводную антенну радара, поскольку на сигнал Wi-Fi могут влиять штормы или другие внешние воздействия.