Куприянов А.И., Сахаров А.В. Радиоэлектронные системы в информационном конфликте (2003) (1186258), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Естественно, что эти лучи в обратном направлении имеют ту же меру пространственной расходимости, то же ослабление и то же временное запаздывание. Поле отраженного целью сигнала в месте расположения радиолокатора формируется уже множеством л~ лучей, т.е. что при облучении цели йым лучом обратное распространение может происходить по 7'-му лучу. Каждому лучу с учетом (5.15) и (5.!6) будут соответствовать плотность потока мошности отраженного сигнала в месте п иема 5.3. Средства радиолокационного лозора и дальнего обнаружения (ДРЛО) 115 При этом (5.
19) И !2(гг = И >!(!) и И гз(г) И2!9 определяются соотношением (5.16). С учетом некогерентности различных лучей средняя мощность принимаемого сигнала цели опрелеляется как сумма мощностей сигналов во всех лучах: (5.20) где Лир — эффективная поверхность приемной антенны (в системах загоризонтной РЛР обычно используют разные антенны на передачу и на прием).
Таким образом, для возвратной загоризонтной радиолокации формула для отношения сигнал/шум принимает виц (5. 21) Р РИг где 1'Г и 5-! И~= Иг!знзг=~ХИи (!)~ ~ХИз! (!)~ . (5.22) г=! ~'= ! Входящий в (5.2!) коэффициент И'= И'!з Иги учитывает полное радиолокационное затухание на трассе распространения радиоволн в прямом и обратном направлениях. Это затухание зависит как от Я, так и от [33!.
5.3. Средства радиолокационного дозора и дальнего радиолокационного обнаружения (ДРЛО) Идея размещения обзорной радиолокационной станции дальнего обнаружения на летательном аппарате возникла еше в начале 40-х годов. В настоящее время авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения (РЛДН) или, иначе, дальнего радиолокационного обнаружения (ДРЛО) являются основными системами РЛР.
Поскольку объекты разведки (ударные самолеты, крылатые ракеты и другие летательные аппараты) могут иметь скорости в очень широком диапазоне и использовать лля полетов малые высоты, современные средства РЛР ДРЛО применяю~ импульсно-доплеровские РЛС 171 116 Глава 5. Радиолокационная разведка со сложными зондируюшими сигналами.
Такие срелства РЛР обнаруживают воздушные и надводные цели на больших дальностях на фоне отражений от поверхности земли и моря. Они имеют в своем составе высокопроизводительные средства обработки, отображения и обмена информацией. Это позволяет не только успешно обнаруживать и автоматически сопровождать большое количество целей, но использовать средства РЛ Р в составе комплексов оперативного управления войсками и оружием, т.е, реализовать уникальную возможность созлания мобильного информационно-управляюшего поля. Мобильность авиационных комплексов РЛДН позволяет также повысить живучесть и боевую устойчивость радиолокационного поля и средств управления боевыми действиями. Поэтому, несмотря на высокую стоимость создания и эксплуатации, авиационные комплексы РЛ Р получают большое распространение в разных странах.
Помимо самолета-носителя в состав комплекса радиолокационного позора и наведения входит шесть подсистем бортового оборудования: РЛС. подсистема опознавания, подсистема навигации и управления, система связи, подсистема обработки информации, подсистема отображения и управления. Обшая примерная схема компоновки радиоэлектронной аппаратуры на самолете ДРЛО показана на рис.
5.4. Развернутая схема взаимодействия основных функциональных подсистем средства РЛР в составе комплекса ДРЛО приведена на рис, 5.5. Структурная схема обзорной РЛС срелства РЛР иллюстрируется рис. 5.6. Современные средства РЛР с системами ДРЛО способны, при высоте полета 9..:12 тыс. метров, обнаруживать и сопровождать несколько стен целей на расстояниях до 650 км. Зона обзора 360' по азимуту и +30' по углу места. Разрешаюшая способность — несколько сотен метров по дальности и полтора градуса по азимуту. Для РЛС средствДРЛО предусматривают следующие режимы работы: 1 — импульсно-доплеровский режим с высокой частотой повторения импульсов (ВЧПИ) без сканирования в вертикальной плоскости лля обнаружения воздушных целей на фоне отражений от земной и морской поверхностей, когла высота полета целей не измеряется; 2 — импульсно-доплеровский режим с ВЧПИ со сканированием в вертикальной плоскости для обнаружения и определения высоты полета целей; 3 — импульсный режим с излучением импульсов с низкой частотой повторения при отсутствии помех от земли 1лля работы по целям, расположенным выше линии горизонта); 5.3.
Средства радиолокационного дозора и дальнего обнаружения (ЛРЛО) 117 4 — пассивный режим с выкчючением передатчика в определенных угловых секторах обзора и использованием приемников РЛС лля обнаружения и опрелеления коорлинат источников излучения (прежае всего— постановшиков помех) методом самотриангуляпии (см, раздел 2.1) с одного самолета и триангуляпии при наличии двух или трех самолетов— носителей средств РЛР; 5 — режим слежения за налводными пелями при очень коротких импульсах зондируюшего сигнала.
Рис. 54, Общая схема компоновки радиоэлектронной аппаратуры комплекса ДРЛО 1 — пулып управления подсистемой связи; 2 — аппаратура подсистелгы связи; 3 — подсистелга обработки данных; 4 — пулыи оператора БЦВМ; 5 — многофункциональные пульты отоброясения данных и управления; б — пульт дехсур- ного оператора; 7 — пульт технического обслуяеивания РЛС;  — приелгное устройство и цифровой вычислитель РЛС; 9 — КВ антенна подсистемы связи; 10 — антенная система РЛС; 11 — антенны системы радиолокационного опознавания и системы передачи данных; 12 — аппаратура рпдиолокационного опознавания и навигационная аппаратура; 13 — передаюецее устрогютво РЛС; 14 — радиоэлектронная аппаратурп управления полетом; 15 — источник постоянного тока; (б — распределительное устройство.
Глава 5. Радиолокаиионная развеяна Рис. 5.5. Схема взаимодействия основных функциональных нодсистем комнлекса ДРПО Рис. 5.б. Структурная схема РПСДПРО 5.3. Срелстаа радиолокаииоииого дозора и дальнего обнаружения (ДРЛГ)) 119 Основное функциональное назначение первого режима — поиск и обнаружение большого числа воздушных целей на фоне местных отражений. Поиск целей осушествляется по малому числу параметров (как правило, только по азимуту и скорости), что позволяет обрабатывать информацию о большом числе целей и сопровождать их.
Этот режим используется только отдельно от других. Работа во втором и третьем режимах может проводиться одновременно (в так называемом комбинированном режиме). В этом режиме обнаружение целей, находящихся на различных дальностях и высотах, осушествляется путем чередования (в течение одного периода сканирования луча антенны по углу места) импульсного и импульсно-доплеровского режимов. При обзоре верхней полусферы РЛС работает в импульсном режиме, а при обзоре нижней полусферы — в импульснодоплеровском. Комбинированный режим работы позволяет одновременно обнаруживать и сопровождать цели на больших и малых дальностях и, таким образом, полнее использовать возможности РЛС.
Для однозначного определения дальностей до целей в импульсно-доплеровском режиме РЛС работает с несколькими периодически изменяюшимися кратными частотами повторения зонлируюших импульсов (Ч ПИ). Обычно ЧПИ составляет несколько килогерц. Работа передатчика РЛС с несколькими ЧПИ, а также переключение несуших частот в различных режимах не только повышает эффективность и гибкость РЛС, но и улучшает ее помехозащищенность. Антенна современных РЛС ДРЛО представляет собой плоскую шелевую фазированную решетку (ФАР) с электронным сканированием луча по углу места.
По азимуту антенна врашается в пределах 360' с невысокой угловой скоростью порядка 6 об/мин. Диаграмма направленности антенны системы ДРЛО, работаюшей в сантиметровом диапазоне, имеет ширину в азимутальной плоскости порядка одного градуса, а уровень боковых лепестков не больше -40 дБ. Условия эксплуатации антенны средства РТР на самолете предъявляют серьезные требования к ее конструкции. Во-первых, антенну располагают под обтекателем, который может вносить искажения в структуру поля радиолокационного сигнала, ухудшая тем самым характеристики РЛС. Во-вторых, предусматривают стабилизацию положения ДНА при эволюциях самолета-носителя средства РЛР.
Более совершенны и перспективны конформные антенные системы, не выступаюшие за обводы планера и не ухудшаюшие его летно-технических и конструктивных характеристик (341 ' Глава 5. Радиолокационная разведка 120 Передатчик РЛС ДРЛО средства РЛР, работающей на очень больших максимальных дальностях, должен обеспечивать выходную импульсную мощность порядка 1 М Вт и работу во всех перечисленных выше режимах. Приемник должен содержать несколько каналов, согласованных с разными сигналами в разных режимах работы.
Особые требования к приемникам предъявляются и потому, что при работе средства РЛР принимаемые сигналы очень сильно различаются по мощности. Это обусловлено большими различиями дальностей до целей в рабочей зоне РЛС и большим различием размеров эффективных отражающих поверхностей радиолокационных целей Процессор первичной обработки сигнала реализует алгоритмы защиты от помех. Основные алгоритмы первичной обработки иллюстрируются схемой рис. 5.8. Порванная овравотна Ин4юрнаатя В бортовых РЛС с высокой частотой повторения импульсов и когерентной обработкой пачки импульсов для осуществления селекции по доплеровской частоте с определением скорости цели применяют корреляционно-фильтровые системы обработки. Система первичной обработки в этом случае представляет собой многоканальный обнаружитель (по дальности и по скорости) когерентных сигналов со случайными амплитудой и начальной фазой.