Классификация РЛС РТВ

Создающиеся противоречия выбора основных параметров и конструктивных решений с целью обеспечения больших дальностей и высот обнаружения, хороших точностных характеристик измерения координат и разрешающих способностей, а также возможностей обнаружения маловысотных целей при высоких значениях помехозащищенности от активных и пассивных помех в одной конструкции РЛС РТВ не удается. По этой причине парк РЛС РТВ должен состоять, как минимум, из двух классов:

1) РЛС с антеннами больших размеров и мощными передающими устройствами, но с вынужденно ограниченными высотами подъема антенн h_A;

2) РЛС маловысотного поля со сравнительно небольшими и легкими антеннами, что обеспечивает размещение их на вышках(мачтах) с результирующей высотой антенны h_A=30…50м.

Первый класс включает РЛС с повышенной дальностью обнаружения целей, что обеспечивает создание основного радиолокационного поля на больших и средних высотах. У второго класса РЛС зоны обнаружения могут быть значительно меньше как по дальности, так и по углу места, чем у РЛС первого класса (рис.1.9).

Рис. 1.9. Зоны обнаружения РЛС 1-го и 2-го классов

ЗО 2 класса РЛС

ЗО 1 класса РЛС

ФЛС первого класса являются основными источниками радиолокационной информации. Они обеспечивают радиолокационную разведку воздушного противника на максимальных дальностях и добывание наиболее точной, боевой информации. Этому способствуют большие размеры антенн (антенных систем), и, следовательно, узкие лучи диаграмм направленности, а также высокие отношения сигнал/помеха в трактах приема. Эти РЛС целесообразно оснащать всем известным комплексом средств защиты от активных и пассивных помех и высокопроизводительными средствами обработки и передачи радиолокационной информации (РЛИ). К настоящему времени наиболее применяемыми являются два названия РЛС первого класса:

1) «РЛС обнаружения, наведения и целеуказания» (ОНЦУ), что отражает полноту выполняемых задач;

2) «РЛС боевого режима» (БР), что отражает обобщенный функциональный признак.

В РЛС первого класса используют, главным образом, короткие дециметровые волны с λ=13…25см, что обеспечивает удовлетворительный выбор значений эффективной площади антенны А, ширины главного луча ДНА в горизонтальной Δβ_А и вертикальной Δδ_А плоскостях, а также генерацию и канализацию необходимой средней излучаемой мощности на СВЧ.

РЛС второго класса- «маловысотного поля» (МВП) или «маловысотные» (МВ) – по назначению, перечню и качеству выполнения задач не отличаются от РЛС первого класса и также являются, по сути, РЛС ОНЦУ БР, но с меньшей пространственной зоной ответственности, что позволяется достигать необходимого качества боевой и разведывательной информации при существенно меньших весах, габаритах и стоимости аппаратуры. Способность к подъему антенн на десятки метров в отдельных типах РЛС маловысотного поля может отсутствовать, но обязательны высокая помехозащищенность от пассивных помех (отражений от Земли), мобильность и существенно меньше, чем у РЛС первого класса, стоимость производства и сложность эксплуатации.

В силу ограниченных в пространстве зон обнаружения маловысотных целей класс РЛС МВП является многочисленным по общему количеству образцов. Очень важна унификация РЛС этого класса с соответствующими РЛС радиотехнических подразделений и частей сухопутных войск.

ФЛС маловысотного поля выполняют либо длиной волны λ≈10 см (трехкоординатные РЛС), либо в дециметровом диапазоне волн (радиолокационные дальномеры с легкими антеннами для подъема на мачтах).

ФЛС РТВ классов ОНЦУ БР и «маловысотные» предназначены, главным образом, для решения боевых задач военного времени. Они имеют высокую стоимость при ограниченном ресурсе до ремонта (примерно 10…12 тысяч часов). Систематического расходование этого ресурса на боевом дежурстве в мирное время экономически нецелесообразно. По этому причине оправдано существование третьего класса РЛС РТВ – «РЛС дежурного режима» (ДР), которые технически проще и значительно дешевле, чем РЛС первого и второго классов. РЛС ДР должны обеспечивать, в основном, добывание разведывательной информации, дальнее обнаружения воздушного противника, контроль и обеспечение полетов своей авиации. У РЛС ДР допустимы несколько сниженные тактико-технические характеристики по точности измерения координат и разрешению целей, помехозащищенности. ФЛС ДР могут выполняться во всех диапазонах волн, используемых в РТВ, однако особое значение имеет использование метровых волн.

Кроме трех основных классов РЛС, в интересах РТВ ВВС и ПВО создаются РЛС специального назначения, которые условно можно объединить в четвертый класс. К ним относятся:

ФЛС программного обзора пространства, обеспечивающие «силовую» борьбу с ПАП, вскрытие состава, целей и, возможно, классов (типов) ЛА; эти РЛС должны иметь очень узкие лучи ДНА, разнообразные, в том числе широкополосные и сверхширокополосные, зондирующие сигналы, электронное сканирование лучом ФАР и выполнять поставленные задачи используя целеуказание (вследствие ограниченных поисковых возможностей);

ФЛС для горных позиций, обладающие повышенной защищенностью от пассивных помех, устойчивостью к жестким метеоусловиям, способностью работать в разреженной атмосфере, при дистанционном управлении и контроле состояния;

ФЛС для удаленных и малонаселенных районов тундры, способных к автономной работе без постоянного присутствия боевых расчетов;

РЛС САЗО для управления полетами и наведения авиации ВВС;

РЛС маловысотного поля на специальных носителях – привязанных аэростатах.

Мощными источниками радиолокационной информации в едином радиолокационном поле могут быть самолетные (вертолетные) РЛС и комплексы, а также корабли радиолокационного дозора, однако организационно эти средства не входят в состав РТВ.

Специальные РЛС могут работать в различных диапазонах волн и с использованием технических решений, отличных от основных классов РЛС РТВ. Их общей особенностью является то, что они дополняют основной парк РЛС РТВ в соответствии с особыми задачами и условиями, поэтому самостоятельной основой радиолокационного поля служить не могут.

Подсистемы радиолокационных средств пассивной локации и САЗО строятся как дополнительные основным радиолокационным средствам активной эхо-локации путем введения в РЛС пеленгационных каналов для локации ПАП, сопряжения, встремванияв РЛС наземных радиолокационных запросчиков системы опознавания государственной принадлежности ЛА и обеспечения прохождения и обработки дополнительной РЛИ от этих источников в АСУ РТВ.

Вообще цель классификации РЛС РТВ (как и любых объектов) состоит в разделении множества РЛС на группы(классы), обладающие общими признаками, несмотря на многообразие их технических и конструктивных решений. Это дает возможность анализировать особенности построения РЛС с позиций системотехники.

Выбранные для классификации признаки должны отражать наиболее существенные черты РЛС. Число их не должно быть слишком большим, чтобы классификация не потеряла смысла, и не слишком малым, чтобы не обеднять полноту характеристики РЛС. Наиболее полную характеристику РЛС дает классификация, в основу которой положены как тактические (рис.1.10), так и технические (рис.1.11) признаки.

К тактическим признакам относятся:

- щелевое назначение РЛС;

- степень мобильности;

- количество измеряемых координат.

Наиболее существенными техническими признаками являются:

- метод радиолокации;

- метод дальнометрии или вид зондирующих сигналов;

- диапазон рабочих частот;

- число независимых радиолокационных каналов.

Рис.1.10. Классификация РЛС РТВ по тактическим признакам

РЛС РТВ ВВС

РЛС боевого режима

РЛС дежурного режима

РЛС маловысотного поля

РЛС специального назначения

Стационарные РЛС

Перевозимые РЛС

Подвижные РЛС

По степени мобильности

По количеству измеряемых координат

По целевому назначению

РЛС трех-координатные

РЛС двух-координатные

РЛС одно-координатные

Целевое назначение РЛС - один из основных тактических признаков, определяющий не только их тактические, но и технические признаки (см. начало подраздела 1.4.). Деление РЛС по другим тактическим признакам (рис.1.10) очевидно и в пояснениях не нуждается.

Характеризую классификацию РЛС по техническим признакам, более подробно остановимся вначале на делении РЛС по виду излучаемого сигнала(рис.1.11). Главным достоинствами импульсных РЛС являются простота измерения дальности до цели и возможность использования одной антенны на передачу зондирующих сигналов и прием эхо-сигналов. К недостаткам относятся необходимость использования передатчиков с большей импульсной мощностью (при простом зондирующем сигнале) и сложность измерения скорости цели, особенно с высокой точностью.

РЛС РТВ ВВС

Метровый диапазон

Дециметровый диапазон

Сантиметровый диапазон

По виду излучаемого сигнала

Пассивные

Активные

По числу радиолокационных каналов

Со сложным сигналом

С ФКМ сигналом

С ЛЧМ сигналом

С комбинированным сигналом

С простым сигналом

Рис.1.11. Классификация РЛС РТВ по техническим признакам

ФЛС с непрерывным излучением обеспечивают селекцию целей по скорости и однозначно измеряют скорость в широком диапазоне ее возможных измерений, а также не требуют большой мощности излучения. Однако основной недостаток их – сложность развязки приемного и передающего трактов, а также сложность выходных устройств, особенно при необходимости наблюдения за многими целями по нескольким параметрам. В РЛС с непрерывным излучением могут использоваться как немодулированные незатухающие колебания (практически невозможно измерение дальности до цели), так и частотно-модулированные колебания, а также шумоподобные непрерывные сигналы.

По виду зондирующих сигналов РЛС импульсные можно разделить на:

-некогерентные;

-когерентные: с эквивалентной когерентностью; истинной когерентностью (на рис.1.11 не показано).

В свою очередь когерентные РЛС можно по признаку модуляции зондирующего сигнала разделить на: РЛС без внутриимпульсной модуляции (узкополосные); с внутриимпульсной модуляцией: частотной или фазовой (широкополосные).

В зависимости от числа радиолокационных каналов РЛС подразделяются на одноканальные и многоканальные. Последние могут быть пространственно-многоканальными, частотно-канальными и пространственно-частотно-многоканальными.

В пространственно-многоканальных РЛС сигналы излучаются и принимаются на одной частоте. При этом передатчик излучает энергию одновременно в пределах всех узлов места зоны обнаружения. Число приемных каналов должно соответствовать количеству парциальных лепестков ДНА, разнесенных, как правило, в угломестной плоскости.

В частотно-многоканальных РЛС используется несколько передающих и приемных устройств, работающих на разных частотах, но в пределах одного лепестка ДНА. Цель облучается одновременно на нескольких частотах, а выходные сигналы приемных каналов суммируются. Это позволяет уменьшить влияние изрезанности диаграммы обратного вторичного излучения (см. рис.1.3), что обеспечивает увеличение дальности обнаружения целей и повышает РЛС сантиметрового и дециметрового диапазонов.

В пространственно-частотно-многоканальных РЛС в каждом парциальном лепестке ДНА сигналы излучаются и принимаются на своей частоте. В иных вариантах РЛС излучаются сложно-частотно-модулированный сигнал в пределах одного лепестка передающей ДНА во всей зоне углов места, а прием эхо-сигналов ведется парциальными лепестками, разнесенными по углу места, и на своей частоте каждый.

Достоинством многоканальных РЛС является повышенная помехозащищенность и дальность действия, которая обеспечивается увеличением суммарной излучаемой мощности при допустимых значениях импульсной мощности каждого канала. Недостатком является сложность технических решений (особенно антенных систем и высокочастотных трактов), малая мобильность.