Теория и техника радиолокации и радионавигации (стр. 31 )

Комплекс обладает высокой живучестью. Она достигнута приме­нением ряда мер, таких, например, как использование сравнительно непродолжительного времени излучения, быстрая перестройка несу­щей частоты, применение средств противодействия преднамеренным и непреднамеренным помехам, защита расчета от осколков снарядов и малокалиберного стрелкового оружия.

12.2. Проблемы совершенствования РЛС

Проблемы совершенствования радиолокационных систем сегодня решаются на базе последних достижений механики, электромеханики, энергетики, радиоэлектроники, вычислительной техники и т. д. Все это говорит о том, что создание современных РЛС является сложной научно-технической и инженерной задачей.

	Рис.12.3. Мобильная РЛС кругового обзора с фазированной антенной решеткой
Рис.12.4 Трехкоординатная РЛС кругового обзора метрового диапазона	Рис.12.5. Мобильная автоматизированная РЛС обнаружения низколетящих целей

Среди радиолокационной техники, которая появилась в последнее время, особенно выделяются своей надежностью и высокими функциональными характеристиками радиолокаторы военного назначения. К ним можно отнести РЛС для обнаружения средств нападения, многие из которых характеризуются малой отражающей поверхностью, выполненной по так называемой технологии "Стелс" ("Невидимка"). Нападение осуществляется на фоне искусственных активных и пассивных помех радиолокационному обнаружению. При этом атаке подвергается и сама РЛС: по сигналам, которые она излучает, на нее наводятся противорадиолокационные ракеты (ПРР). Естественно поэтому, что радиолокационный комплекс, решая свои основные боевые задачи, должен иметь и средства защиты от ПРР. Отечественная радиолокация добилась заметных успехов. Ряд созданных в России радиолокационных систем является нашим национальным достоянием и находится на уровне мировых. К их числу вполне можно отнести РЛС метрового диапазона волн, в том числе трехкоординатные станции. Очевидно, более подробно стоит познакомиться с возможностями одной из новых наших трехкоординатных станций кругового обзора, работающей в метровом диапазоне (рис.2). Она выдает информацию о местонахождении объекта в виде трех координат: по азимуту - 360°, по дальности на расстоянии до 1200 км и по высоте - до 75 км. Преимущества таких станций, с одной стороны, - неуязвимость для снарядов самонаведения и противолокационных ракет, обычно использующих более коротковолновые диапазоны, а с другой - способность обнаруживать самолеты "Невидимки". Ведь одна из причин "невидимости" этих объектов - их специальная форма, имеющая малое обратное отражение. В метровом диапазоне эта причина исчезает, так как размеры самолета сравнимы с длиной волны и его форма уже не играет решающей роли. Невозможно также, не ухудшая аэродинамику, покрыть самолет достаточным слоем радиопоглощающего материала. Несмотря на то что для работы в этом диапазоне требуются антенны больших габаритов, что станции имеют некоторые другие недостатки, указанные преимущества РЛС метрового диапазона предопределили их развитие и растущий интерес к ним во всем мире. Несомненным достижением отечественной радиолокации можно назвать работающие в дециметровом диапазоне волн РЛС для обнаружения целей, летящих на малых высотах. Такая станция на фоне интенсивных отражений от местных предметов и метеообразований способна обнаружить цели на малых и предельно малых высотах и сопровождать вертолеты, самолеты, дистанционно пилотируемые аппараты, крылатые ракеты. В автоматическом режиме она определяет дальность, азимут, эшелон высоты и трассу. Вся информация может быть передана по радиоканалу на расстояние до 50 км. Характерной особенностью станций, о которых идет речь, является их высокая мобильность (малое время развертывания и свертывания) и возможность простым способом подъема антенн на высоту 50 м, т. е. над любой растительностью. Эти и подобные им РЛС по многим своим характеристикам не имеют аналогов в мире. Особое место в РЛС займет вычислительный комплекс. Он возьмет на себя все основные функции работы станции: обнаружение целей, определение их координат, а также управление станцией, включая ее адаптацию к помеховой обстановке, контроль за параметрами станции, проведение ее диагностики. И это не все. Вычислительный комплекс обобщит полученные данные, установит связь с потребителем и передаст ему полную информацию в готовом виде. Сегодняшние достижения науки и техники позволяют прогнозировать именно такой облик РЛС ближайшего будущего. Однако считается сомнительной возможность создания универсального локатора, способного решать все задачи обнаружения. Акцент делается на комплексы разных РЛС, объединенных в систему обнаружения. При этом получит развитие нетрадиционное построение систем - многопозиционные радиолокационные комплексы, в том числе пассивные и активнопассивные, скрытые от разведки.

12.2. Разработка рлс перспективного истребителя

По мнению американских специалистов, достижения в области быстро развивающихся электронных технологий позволят им в ближайшее время создать БРЛС с требуемыми ТТХ, стоимость которой сократится в 2 раза при существенно меньшей массе, по сравнению с аналогичными показателями станции, разработанной для истребителя F-22A. Как и в APG-77, в качестве антенной системы БРЛС самолета JSF предполагается использовать активную фазированную антенную решетку (АФАР), элементы которой сопряжены с индивидуальными приемопередающими модулями непосредственно в апертуре антенны. В ее конструкции намечается применить более дешевые, надежные и миниатюрные приемопередающие модули новой конструкции. Как отмечают в западных СМИ, американские конструкторы отказались от разработки радиолокационной станции с механическим сканированием луча для истребителя JSF из-за ряда недостатков, присущих таким РЛС. Самым крупным из них считается сравнительно большой интервал времени (несколько секунд), который требуется для обзора пространства и определения координат цели, что связано с необходимостью механического изменения положения зеркала антенной системы. По мнению западных экспертов, радиолокационные станции с АФАР, состоящие из нескольких сот или даже тысяч антенных элементов в виде приемопередающих модулей, не имеют такого недостатка. Благодаря электронному управлению лучом, осуществляемому с помощью современных бортовых ЭВМ, такие РЛС могут обеспечить измерение координат и параметров целей в несколько тысяч раз быстрее. При этом полученные данные отличаются более высокими точностными характеристиками. Кроме того, при использовании АФАР в РЛС исчезает необходимость в таких громоздких элементах, как передающее устройство с жидкостной системой охлаждения, волноводно-фидерный тракт с системой наддува и узел механического управления зеркалом антенны. Так как антенна составляет 52 проц. стоимости всей РЛС с АФАР, специалисты обеих фирм сосредоточили основные свои усилия на разработке новых технологий в области создания антенных приемопередающих модулей. Это способствовало существенному уменьшению размеров, веса и стоимости АФАР, разрабатываемой для истребителя JSF. Кроме того, сокращение числа микросхем в модуле снизило количество вырабатываемого ими тепла, что повысило надежность устройства. Также значительно уменьшился нагрев точек соединения модуля. В результате мощность разработанной системы охлаждения существенно превысила потребности в отводе тепла, что в будущем упростит американским специалистам процесс разработки новых модификаций таких РЛС с более сложными антенными системами.

12.3. Разработка рлс со сверхширокополосными сигналами

Большинство традиционных радиотехнических систем работает в относительно узкой полосе частот и в качестве несущего колебания для передачи информации использует гармонические (синусоидальные) сигналы. Причина проста: синусоида является собственным колебанием LC контура - наиболее элементарной и потому самой распространенной электрической колебательной системы. А резонансные свойства этой системы позволяют легко выполнять частотную селекцию большого числа информационных каналов, работающих в общей среде (пространство, проводная или оптическая линия связи). Поэтому частотная селекция является сегодня основным способом разделения этих каналов, а большинство радиотехнических систем являются узкополосными и работают в полосе частот, намного меньшей, чем их несущая частота. Вся теория и практика современной радиотехники основана на этой особенности. Однако хорошо известно, что именно ширина полосы частот определяет информативность радиотехнических систем, поскольку количество информации, передаваемой в единицу времени, прямо пропорционально этой полосе. Для повышения информационных возможностей системы необходимо расширять ее полосу частот. Альтернативой может быть только увеличение времени передачи информации. В связи со стремительной информатизацией общества и постоянным увеличением информационных потоков эта проблема становится все более актуальной как для радиосвязи, так и для радиолокации. Актуальность проблемы и определила быстрое развитие в последние годы технологий, использующих сверхширокополосные (СШП) сигналы. Проблема перехода к СШП сигналам особенно актуальна для радиолокации. Дело в том, что обычные радары с полосой частот, не превышающей 10% от несущей частоты, позволяют только обнаруживать цель и выдавать ее координаты (с относительно невысокой точностью), но не позволяют получить образ цели или ее изображение. Поэтому сегодня на практике для увеличения информации о наблюдаемом объекте принимаются дополнительные меры. Чтобы повысить информативность радара иногда вводится, так называемый, режим распознавания типа цели, который еще не дает ее изображения, но позволяет по некоторым признакам («портрету») после соответствующей обработки получить дополнительную информацию. Переход к этому режиму уже требует существенного увеличения полосы частот радара и, как следствие, новых подходов, как в методах, так и в технологиях. Дальнейшее увеличение полосы частот и переход к СШП сигналам, позволяет еще больше увеличить количество информации о цели и перейти к получению ее радиоизображения. Повышение информативности радара при использовании сигналов со сверхширокой полосой частот происходит благодаря уменьшению импульсного объема по дальности. Так, при уменьшении длительности излучаемого импульса с 1 мкс до 1 нс глубина импульсного объема радара уменьшается с 300 м до 30 см. Можно сказать, что инструмент, который исследует пространство, становится значительно более тонким и чувствительным. В результате уменьшения импульсного объема СШП радар приобретает ряд новых качеств: