Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 9
Текст из файла (страница 9)
В отличие от них многопозиционные радиолокационные системы (МПРЛС) могут объединять работу независимых однопозиционных систем, бистатических и пассивных систем (приемных устройств), располагающихся в различных точках пространства (позициях), разнесенных на расстояния с(. Биотатическая система состоит из передающего и приемного устройств, разнесенных на расстояние с(. Эта система может иметь один передатчик в точке А (рис. 1.7) и несколько приемников в точках В, С, (2 на расстояниях от передатчика Н,,л, с(лс и с(,л, являющихся базами.
Такая бистатическая система будет уже многопозиционной, но ее можно считать также состоящей из трех бистатических систем. В общем случае МПРЛС может включать радиолокационные устройства, используюгцие различные методы определения местоположения и параметров движения целей. При этом на позициях может размещаться аппаратура активных независимых систем, полуактивных или пассивных систем. На рис. !.8 приведена обобщенная структурная схема МПРЛС, включающей различную аппаратуру, располагающуюся на позициях П1, П2 и ПЗ, каналы передачи информации (И) и синхронизации (С), а также пункт сбора и совместной обработки информации (ПОИ), поступающей от разнесенных в пространстве устройств.
Совместная обработка информации в МПРЛС имеет ряд преимуществ по сравнению с однопозиционными системами; более гибкое формирование зон обзора (рабочих зон) системы, повы- шение точности определения координат и параметров движения целей, улучшение разрешения и распознавания обнаруженных целей, повышение помехозашищенности от активных и пассивных помех. В результате МПРЛС обеспечивают более надежное выпалнение тактических задач и обладают большей живучестью. Конечно, эти преимушества достигаются усложнением и удорожанием системы. В зависимости от решаемых задач в МП РЛС используют первичную, вторичную и третичную обработки радиолокационной информации (РЛИ). При первичной обработке производится обнаружение целей, определение их координат и составляющих вектора скорости.
Вторичная обработка заключается в построении траекторий целей на основе данных, полученных на одной или нескольких позициях системы. Третичная обработка предполагает объединение и отождествление траекторных данных. Подробнее вопросы обработки РЛИ рассмотрены в гл. 14. В зависимости от использования фазовой информации, содержащейся в сигналах, приходящих от целей и принимаемых на различных позициях, различают пространственно-когерентные, пространственно-некогерентные системы и системы с кратковременной пространственной когерентностью.
В пространственно-когерентных системах фазовые соотношения в каналах передачи и обработки си~палов, поступаюгцих с различных позиций, поддерживаются неизменными в течение времени, значительно превышающего длительность сигнала. Такие системы называются истинно когерентными, и отдельные позиции таких систем можно уподобить элементам ФАР, разнесенным на большие расстояния. В проегпранственно-некогерентныхсистемах совместная обработка сигналов осуществляется после их детектирования на отдельных позициях. Это упрощает МПРЛС, так как исключает необходимость синхронизации работы аппаратуры системы по частоте и фазе. В системах с кратковременной пространственной когеренщноегпыв неизменность фазовых соотношений сохраняется только в пределах длительности принимаемых сигналов (псевдокогерентные системы).
В зависимости от вида когерентности сигналов при их совместной обработке различают три вида объединения РЛИ: когерентное, некогерентное (видеосигналов) и объединение траекторий. При когерентном объединении с отдельных позиций МПРЛС на ПОИ передаются радиочастотные сигналы, позволяющие осуществлять операции обнаружения целей, определения их координат и параметров движения. Принципиально такая система обладает наибольшими функциональными возможностями, но ее осуществление связано с необходимостью иметь широкополосные линии связи позиций с ПОИ и усложнением его аппаратуры. 38 При объединении траекторий на ПОИ поступают сигналы после вторичной обработки на позициях МПРЛС, т.е.
после отбраковки ложных отметок целей. Это упрощает передачу информации на ПОИ и ее обработку, но ведет к усложнению аппаратуры на позициях системы. Большой прогресс в последние годы в создании широкополосных линий связи и устройств обработки сигналов позволяет все шире использовать М ПРЛС с когерентным объединением и обработкой сигналов в ПОИ, что позволяет в максимальной степени использовать преимущества М ПРЛС.
Перспективным направлением развития мобильных или передислоцируемых М П РЛС и повышения качества извлекаемой РЛ И является создание радиолокационных сетей с обменом дшшыми между входягцими в сеть РЛС. Образующие сеть локаторы могут иметь различную дальность действия, различные сигналы и алгоритмы их обработки, различные разрешающие способности и темп обзора пространства. Предполагается, что в этом случае ПОИ имеется у каждой РЛС.
Для того чтобы группа РЛС могла образовать сеть, необходимо, чтобы каждый локатор был укомплектован аппаратурой координатно-временнои привязки и аппаратурой связи для обмена информацией сразу с несколькими РЛС, находящимися в зоне надежной связи. Протокол обмена данными предполагает передачу информации о параметрах и технических характеристиках РЛС (рабочей частоте, разрешении по дальности, скорости и угловым координатам, периоде повторения, скорости вращения антенны и т. и.), собственных координатах и векторе скорости РЛС (при движущемся носителе) с указанием погрешностей их измерения, а также координатах и скорости перемещения обнаруженных целей с указанием погрешностей их измерения и отношений сигнал/шум.
Очевидно, что при таком протоколе обмена речь идет о пространственно-некогерентных М П РЛС с автономными ПОИ, в которых осуществляется совместная вторичная обработка сигналов. Для реализации такой обработки используют специальные асинхронные многовходовые траекторные фильтры с адаптацией к качеству (погрешности измерения) и надежности (отношение сигнал/шум) поступающей информации. Число позиций, с которыми установлен обмен информацией, для каждой РЛС будет различным и будет определяться геометрией сети и возможностями каналов связи (рис. !.9). По сути, каждая позиция П; в радиолокационной сети представляет собой иитегрировапный радиотехнический комплекс, включающий в себя непосредственно РЛС с высокопроизводительной системой совместной обработки информации (ССОИ), высокоточную навигационную систему (ВНС) координатно-временной привязки и многоканальную широкополосную систему дуплексной связи (МШСС) (рис.
1.1О). 39 П5 Рис. 1.10. Структурная схема аппара- туры на позициях МПРЛС Рис. 1,9. Схема обмена ин- формацией в МПРЛС 1.6. Краткая историческая справка о создании и развитии радиолокации и радионавигации Явление отражения электромагнитных волн дециметрового диапазона от металлических объектов было замечено Генрихом Герцем в его опытах 1885 — 1886 гг. Однако на возможность использования отраженных волн для обнаружения и определения положения отражаюгцих объектов указал другой немецкий исследователь — Халсмайер, который в !904 г. получил патент на устройство обнаружения кораблей с целью предотвращения столкновений.
Но тогда это изобретение не вызвало большого интереса. И только в 1920-х гг. возможность использования явления отражения и изменения параметров радиоволн при взаимодействии с объектами была показана в опытах Маркони (Великобритания), Тейлора и Янга (США). В ! 925 г. отражение радиоволн было использовано в США для измерения времени задержки импульсного сигнала. В 1920 — 1930 гг. начались целенаправленные исследования по применению радиоволн для обнаружения и определения координат самолетов и кораблей, т.е. созданию устройств, которые позже были названы радиолокационными станциями в СССР и радаром (гае(аг) в США и Великобритании.
Разработка РЛС перед Второй мировой войной интенсивно велась в ряде стран независимо и в закрытом порядке. К 1941 г. были разработаны и получили практическое применение РЛС в Великобритании, Германии, СССР и США. 40 Наибольший выигрьцц от объединения в сеть получается при совместной обработке данных разнотипных РЛС, имеющих различные несущие частоты, поляризации, высоты установки антенн, типы зондирующих сигналов. В этом случае в каждой РЛС извлекается взаимно менее зависимая информация и их объединение наиболее эффективно. К началу Второй мировой войны в сентябре 1939 г. в Великобритании была развернута система обнаружения самолетов в виде цепи РЛС (Сйа~п Ноте гаг!аг), работающих на частоте 30 МГц. Система действовала до конца войны и сыграла существенную роль в противовоздушной обороне Великобритании. В 1939 г.
в Великобритании была разработана РЛС обнаружения воздушных целей на частоте 200 МГц, обеспечивающая более высокую точность определения координат, а в 1940 г. был разработан многорезонаторный магнетрон, позволяющий генерировать мощные колебания в сантиметровом диапазоне радиоволн. Освоение сантиметрового диапазона открывало возможность радикального улучшения точности и разрешающей способности РЛС. Появление магнетрона и объединение усилий ученых и инженеров Великобритании и США под крышей созданной осенью 1940 г.
при Массачусетском технологическом институте лаборатории излучения позволили в короткие сроки разработать РЛС сантиметрового диапазона различного назначения. Германия интенсивно готовилась к войне и к концу 1940 г. имела три разработанных типа РЛС: ° РЛС обнаружения самолетов Ргеуа, использующую частоту 125 МГц; ° РЛС управления зенитным огнем УУшхбцг8 на частоте 565 М Гц, работающую совместно со станцией обнаружения Ргеуа; ° корабельную РЛС Бее1асГ для управления огнем корабельной артиллерии на частоте 500 МГц. Таким образом, к началу войны с СССР Германия имела достаточно совершенные по тому времени РЛС.
Россия внесла весомый вклад в создание и развитие радиолокации. Изобретение радио А.С. Поповым и первые опыты по радиосвязи привели его к мысли о возможности использования радиоволн для обнаружения и определения направления на объекты, что отражено в его отчете об опытах по радиосвязи на Балтийском море в 1897 г. К сожалению, А.С. Попов не запатентовал своих изобретений и открытий.
Пеленаправленное развитие исследований в СССР по применению радиоволн для обнаружения самолетов относится к началу 1930-х гг. Первые опыты успешного использования дециметровых радиоволн для обнаружения самолетов были проведены в ! 933 г.
под руководством Ю. К. Коровина. С 1935 г. велась разработка импульсной РЛС под руководством Д.А. Рожанского и Ю. Б.Кобзарева, и к началу Великой отечественной войны такая станция была создана. В зто же время на вооружение войск ПВО были приняты разработанные под руководством Д.С. Стогова бистатические РЛС типа РУС-1 с непрерывным излучением на частоте 75 МГц.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
