Гидролокатор позволяет определять направление движения и расстояние под водой с помощью звуковых волн. Радиолокатор, в основу которого положены те же принципы, использует радиоволны.
Если излучаемые звуковые или радиоволны встречают на своем пути твердый предмет, то они отражаются от него и возвращаются к месту передачи (эхо-сигнал). Время с момента передачи до приема волны» умноженное на скорость ее распространения, определяет расстояние, пройденное волной. Чаще всего полученное произведение равно удвоенному расстоянию между передатчиком и предметом. Первые радиолокаторы перевозились на тягачах. В некоторых из них лучи фокусировались магнитными линзами.

Разработка и использование

Первые гидролокаторы, или сонары (от англ. слов SOund Navigation And Ranging), предназначались для обнаружения подводных лодок или предупреждения о встрече кораблей с минными полями, подводными льдинами, затонувшими судами и т.д. Гидролокаторы делятся на «активные» и «пассивные». Первые, чаще называемые просто гидролокаторами, излучают звуковые волны я улавливают их эхо. С помощью вторых, называемых шумопеленгаторами, удается прослушивать шумы двигателей судов и тем самым определять их местонахождение. Сегодня гидролокаторами оснащены рыболовные суда для поиска косяков рыб и изучения дна океана.
В 1935 г. группа английских ученых во главе с Робертом Уотсоном-Ваттом (1892-1973) приступила к разработке радиолокаторов для военных целей, и к началу второй мировой войны Великобритания располагала радиолокационной системой обнаружения самолетов, установленной вдоль восточного, а затем и южного побережья страны. Образовалась система «Обнаружение с помощью радиопоиска», – сыгравшая весьма важную роль в противовоздушной обороне Великобритании.
Работа по совершенствованию этой системы была продолжена в США, где появился радиолокатор, получивший новое название – радар (от англ. слов – RAdio Detection And Ranging), – установка для обнаружения и определения расстояний с помощью радио. Аналогичные исследования в первые годы войны проводились и в Германии, однако с меньшим успехом. Радиолокационная установка состоит из трех блоков: передатчика, излучающего радиосигналы особой формы; приемника, улавливающего и преобразующего любые отраженные волны, и индикатора, на экране которого оператор может немедленно опознать объект.

Типы радиолокационных антенн

Многие антенны представляют собой металлическую решетку круглой или прямоугольной формы, которые поворачиваются в горизонтальной или вертикальной плоскостях под любым углом. Некоторые типы антенн, поймав цель, затем автоматически следят за нею. Радиолокатор излучает сфокусированный параболическим отражателем узкий поисковый луч, что позволяет точно измерить азимут и угол возвышения отраженных от объекта волн. Поисковый радиолокатор излучает радиоволны внутри широкого сектора обзора. Судовой радиолокатор имеет довольно плоский луч, а луч радиолокатора для обнаружения самолетов имеет широкий угол обзора в вертикальной плоскости. Антенны обоих типов иногда конструируют с таким расчетом, чтобы они непрерывно вращались в горизонтальной плоскости, что дает круговой обзор местности. Радиолокационные приемники обычно оборудованы антеннами весьма значительных размеров. Чем больше поверхность антенны, тем более слабый отраженный сигнал (возвращающийся к приемнику очень ослабленным) может уловить радиолокатор.

Обработка и представление принимаемых сигналов

Сигналы, принимаемые радиолокатором, обработанные и усиленные, вместе с исходными сигналами, которые были переданы радиолокатором, поступают в блок отображения информации.
Система визуального представления сигналов обычно включает дисплей, снабженный электроннолучевой трубкой, типа осциллографа. Она позволяет вести поиск либо в одном из выбранных направлений, либо при заданном угле возвышения, либо по обоим параметрам одновременно. Другие конструкции систем представления сигналов позволяют полностью развернуть «электронную карту» местности, где находятся объекты, отражающие сигналы радиолокатора.
При простой прямолинейной развертке направление и угол возвышения обнаруженного объекта (например, самолета) определяются на круглом индикаторе, где показывается направление и угол возвышения луча радиолокатора. Расстояние отсчитывается по прямолинейному следу на экране электроннолучевой трубки. Время с момента передачи сигнала до его приема после отражения от цели пропорционально удвоенному расстоянию от радиолокатора до цели.
Дисплей, представляющий «карту» местности (индикатор плана), использует электроннолучевую трубку с прямолинейной разверткой, сканирующей экран от центра по радиусу до края. Сканирующее устройство вращается синхронно с антенной. Экран покрыт материалом с длительным послесвечением, поэтому эхо-сигнал (яркое пятно на экране) можно видеть в течение промежутка времени, за который антенна совершает полный оборот. Расстояние от пятна до центра экрана пропорционально расстоянию от радиолокатора до объекта, а его угол возвышения, отсчитываемый на экране, равен действительному углу возвышения. В некоторых (вторичных) локаторах сигналы ловят, усиливают и ретранслируют.
При отражении электромагнитной волны от объекта, движущегося по направлению к радиолокатору или от него, ее частота изменяется. Это явление в акустике получило название эффекта Доплера. По сдвигу частот рассчитывают скорость движения объекта.