Предостерегаю вероятного читателя: информация в данной статье ненаучная -- не используйте её в ответах на контрольные вопросы к лабораторным, да и вообще относитесь скептически к такого рода источникам знаний. Выкладываю её с надеждой на то, что начинающим познавать радиолокацию и схожие области науки она будет полезна.
Для начала примем тот факт, что радиоволны являют собой электромагнитные волны, то есть свет. И да, словом "свет" обычно называют видимое излучение (свечение костра, Солнца, экрана и т.д.), но по сути радио -- это тот же самый свет, но с другой длиной волны, то есть как бы другого цвета.
Многие знают, что всё видимое глазом разукрашено цветами радуги: красным, оранжевым, жёлтым, зелёным, голубым, синим, фиолетовым, а также миллионами их сочетаний (оттенков). Но человеческий орган зрения не воспринимает огромный диапазон цветов до красного и после фиолетового. Так вот, радио представляет собой один из тех невидимых цветов.
Как работает радиолокация? Источник излучения посылает сигнал в пространство, а приёмник улавливает переотражённый сигнал. Попробую разъяснить на примере. Представьте себя внезапно очутившемся тёмной ночью далеко за городом в чистом поле. Из всех вещей у Вас есть лишь карманный фонарик и Вы желаете найти хоть какой-нибудь отголосок цивилизации: стекляшку, фантик, крышку. Разумеется, в поисках следов человека Вы будете использовать фонарик, освещая всё вокруг и внимательно всматриваясь в то, что осветили. Когда же Вы заметите яркий отблеск, то примете сверкнувший предмет за что-то искусственно созданное.
Не хочу развивать мысль далее, потому что сказанного достаточно для объяснения радиолокации. Фонарик в этой аналогии представляет собой источник излучения, а глаз -- приёмник того света, что отразился от предмета и попал в зрачок. Опишем строение фонарика: у него есть лампа и изогнутое зеркало за ней, отражающее свет в прямом направлении (оно позволяет концентрировать свет в круге). Аналогия с передатчиком РЛС: лампа фонарика схожа с самим источником излучения (если так разобраться, лампа и есть источник излучения, но излучающий видимый свет, а не радио); зеркало за лампой схоже с параболической антенной, собирающей всё излучение в пучок. Касаемо глаза: он -- естественный приёмник излучения, который различает даже невероятно тусклый блик, то есть аналогичен чувствительному приёмнику радиоизлучения, замечающему отражения излучения передатчика от окружающих предметов.
С передатчиком и приёмником, пожалуй, разобрались. Теперь рассмотрим поведение самого излучения. Все знают, что чем дальше фонарик от освещаемого предмета, тем хуже этот предмет освещён. Объясняется это примерно так: от фонарика в определённом направлении исходят лучи, распространяясь не только прямо, но и немного по сторонам (поднесите включённый фонарик на несколько сантиметров к стене -- яркий круг света будет почти таким же, как сам фонарик; отойдите на пару метров и круг вырастет в разы, но при этом потускнеет). Когда лучи достигают предмета, они отражаются от него, но идут при этом тоже не только к лампе, но и рассеиваются в стороны. Поэтому при подсвете, например, мячика освещённая половина его поверхности видна отовсюду. Явление ослабления освещённости при отдалении источника света объясняется тем самым рассеиванием: свет не затухает, а как бы растягивается по фронту (как резиновый шарик, материал которого не пополняется новыми молекулами и не лишается старых, когда его надувают, но расстояние между этими молекулами нарастает, и он становится даже немного прозрачным). То есть приёмник, словно глаз, должен заметить еле видимый отблеск того разошедшегося во всех направлениях остатка излучённого света.
Почему в примере дело обстоит ночью? А потому что Солнце в радиодиапазоне излучает гораздо слабее, чем в оптическом (то есть в видимом). А значит, если бы мы видели только радиоволны, то в ясный день мы бы с трудом что-то разглядели. Так и радары не могут увидеть то, что слабо освещено, потому-то они и используют свои "фонарики", то есть передатчики.
Ну и напоследок: почему вообще используется радиоизлучение? Ну, строго говоря, радиолокаторы бывают и микроволновыми, а это уже и не радио, хотя суть та же. Дело в том, что, во-первых, радиоволны слабо затухают в атмосфере, а потому можно вести наблюдение аж на 400, 600, 1200 и даже 6000 км. Во-вторых, в радиодиапазоне многие предметы воспринимаются прозрачными, а потому деревья, туман, облака и прочие объекты не загораживают обзор (всё зависит от длины волны, потому не каждый радар не видит дерево). В-третьих, без специальных приборов нельзя зафиксировать радиоизлучение, чем обеспечивается некоторая скрытность (сравните радиолокацию с работой прожекторов во Второй мировой войне -- радар заметить всё-таки трудней).
