Бакулев (П. А. Бакулев. - Радиолокационные системы), страница 4

Каковы принципы определения йгв РЛС? 1йй Какие системы координат, используются при определении местоположения с помоьцыо РЛС? 1тд Как происходит определение местоположения позиционным методом? !.10. Дайте классификацию РЛС по назначению. 1Л 1. Дайте классификацию РЛС по степени автономности. !.12. Дайте классификацию РЛ систем по виду измеряемого параметра. Глава 2. Радиолокационные системы 2.1. Виды радиолокации и радиолокационных систем Виды радиолокации. В радиолокационных системах находят применение активная, активная с активным ответом и пассивная радиолокация. Активная радиолокация (рис.

2.1, а) предполагает, что обнаруживаемый объект, находящийся в точке О, не является источником радиосигналов. В такой РЛС передатчик (Прд) генерирует зондирующий сигнал, а днтенна в процессе обзора пространства облучает цель. Приемник (Прм) усиливает и преобразует принятый от цели отраженный сигнал и выдает его на выходное устройство (ВУ), решающее задачу обнаружения и измерения координат объекта. Акашвная радиолокация с активным ответам (рис. 2А,6) реализует принцип запрос — ответ и отличается тем, что обнаруживаемый объект оснащен ответчиком.

Передатчик запросчика (Прд~) вырабатывает сигнал запроса, а антенна запросчика в процессе обзора пространства облучает объект, оснащенный ответчиком. Последний принимает сигнал запроса (Прм,) и посылает ответный сигнал на Прдз. Приняв и обнаружив этот сигнал, запросчик с помощью выходного устройства (ВУ) находит координаты объекта, оснащенного ответчиком. В таких системах возможны кодированные запрос и ответ, что повышает помехоустойчивость линии передачи информации. Кроме того, по линии запросчик — ответчик можно передавать дополнительную информацию. Поскольку объект активный (имеется передатчик Прдз), дальность действия РЛС увеличивается по сравнению с дальностью действия обычной активной радиолокационной системы, однако РЛС усложняется (иногда этот внд радиолокации называют вторичной радиолокацйей). Пассивная радиолокация решает задачу обнаружения активного объекта, излучающего радиоволны (рис.

2.!,в). При пассивном обнаружении цели возможны две ситуации: когда на обнаружнваемом объекте имеется радиопередатчик, сигналы которого улавливаются пассивной РЛС, и когда принимается естественное излучение пассивного объекта в радио- или инфракрасном диапазоне волн, возникающее при температуре объекта выше абсолютного нуля и при температурном контрасте с окружающими объектами.

Этот вид радиолокации отличается простотой и высокой защищенностью от помех. Рис. 3.1. Струвтуриыс схемы ввримп ов РЛС Виды радиолокационных систем. По характеру размещения частей аппаратуры в пространстве различают однопозициоиные, двухпозиционные (бистатические) и многопозиционные РЛС. Последние два типа РЛС отличаются тем, что их аппаратура разнесена в пространстве и эти РЛС могут функционировать как самостоятельно, так и совместно (разнесенная радиолокация). Благодаря пространственному разнесению элементов в таких системах достигаются большие информативность и помехозащищенность, однако сама система усложняется. Однонознционные радиолокационные системы (ОПРЛС) отличаются тем, что вся аппаратура располагается на одной позиции.

Далее будем обозначать такие системы РЛС. В ОПРЛС реализуется активный или пассивный вид радиолокации (см. рис. 2.1, а — е). При активной радиолокации с активным ответом аппаратура запросчика располагается в одной точке пространства, а ответчика — в другой. В зависимости от назначения РЛС и типа используемых сигналов структурные схемы ОПРЛС могут быть конкретизированы и при этом значительно отличаться друг от друга.

Рассмотрим в качестве примера работу импульсной активной РЛС обнаружения воздушных целей для управления воздушным движением (УВД), структура которой приведена на рис. 2.2, а внешний вид на рис. 2.3. Устройство управления обзором (управления антенной) служит для просмотра пространства (обычно кругового) лучом антенны, узким в горизонтальной плоскости и широким в вертикальной.

В рассматриваемой ОПРЛС используется импульсный режим излучения, поэтому в момент окончания очередного зондирующего радиоимпульса единственная антенна переключается от передатчика к приемнику и используется для приема до начала генерации следующего зондирующего радиоимпульса, после чего антенна снова подключается к передатчику и т.д. Рис.

2.2. Струатурнаа схема РЛС обнаружения аозлушнмх целая Эта операция выполняется переключателем прием-передача (ППП). Пусковые импульсы, задающие период повторения зондирующих сигналов и сннхронизирующие работу всех подсистем ОПРЛС, генерирует синхронизатор (Синя). Сигнал с приемника (Прм) после аналого-цифрового преобразователя АЦП поступает на аппаратуру обработки информации— процессор сигналов, где выполняется первичная обработка информации, состоящая в обнаружении сигнала и измерении координат цели. Отметки целей и трассы траекторий формируются при вторичной обработке информации в процессоре данных. Сформированные сигналы вместе с информацией об угловом положении антенны передаются для даль- б б й Рна.

~~ Обзор РДС Д «Диора пункт, а также для контроля на индикатор кругового обзора (ИКО). При автономной работе радиолокатора ИКО служит основным элементом для наблюдения воздушной обстановки. Такая РЛС обычно ведет обработку информации в цифровой форме. Для этого предусмотрено устройство преобразования сигнала в цифровой код (АЦП). Бистатические радиолокационные системы (БиРЛС) представляют собой РЛС, в которых передающая н приемная части расположены в различных точках пространства (см. рис. 2.

), г), Такие БнРЛС основаны на активном виде радиолокации. 19 2.2. Многопозиционные радиолокационные системы Уиагапазиг(иаиныв радиалакацианиыв системы (МПРЛС) (рис.2.4) в обшем случае объединяют одиопозициониые (ОПРЛС! и ОПРЛС2), бистатические (БиРЛС! — БиРЛСб) и пассивные (ПРЛС !— ПРЛС4) РЛС, расположенные в различных точках пространства (позициях). Расстоя!'ис. 2Л. Возможная структура МПРЛС ние между позициями РЛС называется базой (Б).

На рис.2.5 показана структура МПРз!С, имеющей обшую передаюшую и три разнесенные приемные позиции. Такую МПРЛС называют па.туакпзивнар!. Частным случаем полуактивной системы является БиРЛС. Многопозицнонные РЛС имеют несколько баз, которые обозначаются БуУг, где индексы у и (с соответствуют номерам или названиям позиций. Следует отметить, что в зависимости от тактического назначения МПРЛС и размещения ее злементов базы системы могут менять положение и размеры при перебазировании системы или при размещении аппаратуры МПРЛС на подвижных объектах, в том числе на атмосферных ЛА.

Часто используется смешанное базирование МПРЛС, например, передающая аппаратура на ЛА, а приемная на Земле, и наоборот. Если при перемещении или перебазировании взаимное расположение позиций ие изменяется, т.е. Буд=сопз!, то такие МПРЛС называют МПРЛС с нвпаавижнылт базами. Все другие системы составляют группу МПРЛС с падвзсжными базами. В современных МПРЛС используются как отдельные виды радиолокации, так и их совокупность, в них также можно применять различные методы определения местоположения целей в пространстве. Эти особенности приводят к большей помехозашишенности системы в целом.

При разнесении РЛС в пространстве на каждой позиции может размещаться приемная аппаратура (пасстмная МПРЛС), приемная и передающая аппаратура (пассивна-актавнан МПРЛС) или аппаратура ОПРЛС (акптвнан МПРЛС). 20 В обобщенной структуре МПРЛС (рис. 2.6) можно выделить основные компоненты системы: аппаратуру разнесенных позиций (П), каналы передачи информации (1), каналы синхронизации (2) и пункт обработки информации ПОИ, тле поступающие от разнесенных позиций сигналы и информация объединяются и обрабатываются совместно, что позволяет реализовать ряд преимуществ МПРЛС перед однопозиционной РЛС. Основные из этих преимушеств: возможность формирования сложных Рис. 2.6. Обобщенная структура пространственных зон обзора; лучшее использование энергии в системе; большая точность измерения местоположения целей в пространстве; возможность измерения полного вектора скорости целей; повышение помехозащищенности по отношению к активным и пассивным помехам, а также увеличение надежности выполнения тактической задачи.

Однако эти преимущества достигаются ценой увеличения сложности и стоимости системы. Возникает необходимость синхронизации работы позиций (в том числе и при обзоре пространства) и организации линий передачи данных. Возрастает и сложность обработки информации изза большого ее объема. Однако, несмотря на указанные недостатки, МПРЛС получили широкое распространение в практике радиолокации.

В зависимости от задачи, решаемой в процессе обработки информации в МПРЛС, различают первичный, вторичный и третичный виды обработки. Первичная ибрибитки заключается в обнаружении сигнала цели и измерении ее координат с соответствующими качеством нли погрешностями. Вторичная обработка предусматривает определение параметров траектории каждой цели по сигналам одной или ряда позиций МПРЛС, включая операции отождествления отметок целей.

При трен~инной ибрабитке объединяются параметры траекторий целей, полученных различными приемными устройствами МПРЛС с отождествлением траекторий. Виды многопозиционных РЛС. В зависимости от использования на разнесенных в пространстве позициях фазовой информации, содержащейся в отраженных от цели сигналах, различают МПРЛС пространственно-кигеретнные, с криткивремвнной нространствттий кигврентностьт и нриснгранственни-некигереннтые. Под пространственной когерентностью понимают способность сохранять жесткую связь фаз высокочастотных сигналов на разнесенных позициях.