Развитие технологий в сверхдальней надгоризонтной радиолокации | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 30 октября, печатный экземпляр отправим 3 ноября.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №13 (303) март 2020 г.

Дата публикации: 27.03.2020

Статья просмотрена: 181 раз

Библиографическое описание:

Соколов, К. С. Развитие технологий в сверхдальней надгоризонтной радиолокации / К. С. Соколов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 13 (303). — С. 32-35. — URL: https://moluch.ru/archive/303/68407/ (дата обращения: 16.10.2021).



Рассмотрены принципы создания РЛС высокой заводской готовности (ВЗГ) дециметрового диапазона. Описаны основные этапы развития технологии ВЗГ: представлены технические решения, принятые в действующих РЛС, даны перспективы развития технологии в рамках модернизации созданных и создающихся станций.

Ключевые слова: радиолокационные станции высокой заводской готовности, РЛС, ВЗГ, системы предупреждения о ракетном нападении, СПРН, модернизация, модульность.

РЛС дальнего обнаружения (ДО) дециметрового диапазона создаются в рамках системы предупреждения о ракетном нападении (СПРН). В этой связи, основными задачами этих станций являются обнаружение баллистических ракет (БР) вероятного противника, раскрытие их боевых порядков (обнаружение боевых блоков и других элементов БР), классификация целей и источников активных помех, минимизация формирования и выдачи ложной информации (ЛИ) на командные пункты (КП) СПРН.

Важными задачами для этих станций являются также вопросы информационного обеспечения сопутствующих систем — системы контроля космического пространства (СККП) и противоракетной обороны (ПРО). Данные задачи формализованы в тактико-технических заданиях на соответствующие РЛС.

Важными преимуществом РЛС дециметрового диапазона является возможность наблюдения малых космических объектов с высоким разрешением по дальности, что с одной стороны обеспечивает уникальные характеристики РЛС среди других российских станций, с другой — сложность примененных алгоритмических и программных решений для корректной обработки этих характеристик.

Среди таких возможностей следует отметить сопровождение малоразмерных космических и баллистических объектов в условиях плотных групп целей, к которым могут относиться как современные пуски БР (например, КНР) так и запуски на орбиту больших групп малых космических аппаратов (КА) — порядка 100 элементов размером порядка 1 дм3.

Все современные российские локаторы СПРН создаются по технологии высокой заводской готовности. Данная технология позволяет обходится без полигонных образцов, а также ускоряет создание и ввод в строй новых локаторов.

Дециметровые локаторы, создаваемые ОАО «НПК «НИИДАР», в этом плане, не являются исключением. На сегодняшний день созданы, испытаны и введены в эксплуатацию РЛК и РЛС на 4-х объектах (рис. 1): РЛК в Армавире, РЛС в Калининграде, Енисейске и Барнауле.

C:\Users\myurkov\Desktop\ВЗГ\Рисунки\gray\Рис. 1. Созданные РЛС.bmp

Рис. 1. РЛС ВЗГ ДМ, стоящие на боевом дежурстве

Рассмотрим подробнее, что представляет собой технология ВЗГ, какие она имеет особенности, и при помощи чего позволяет добиваться лучших результатов при создании радиолокационных станций.

Основой ВЗГ являются: модульность, автономная отладка и отладка в составе ФЗК на предприятии. Модульный принцип построения радиолокационных станций, при которой отдельные составные части могут быть настроены и испытаны в условиях завода или испытательной лаборатории. Также предполагается создание специальных заводских и объектовых функционально законченных комплексов (ФЗК), на которых возможно провести до 80 % настроек и испытаний групп составных частей. Крупные единицы (модули) локатора настраиваются на предприятии, что существенно упрощает процесс монтажа и настройки на объекте. Фактически, на объекте происходит только коммутирование модулей между собой. В итоге существенно сокращается время на монтаж и настройку в условиях объекта (как правило располагающегося в областях с существенно неблагоприятными погодными условиями). Благодаря этим принципам происходит более быстрый этап монтажа и комплексной настройки на объекте.

Реализованные проекты

В настоящее время в рамках технологии ВЗГ созданы и успешно функционируют локаторы в Армавире, Калининграде, Енисейске и Барнауле.

На рис. 2 представлена принципиальная схема построения РЛС.

D:\Work\Models\Python\QT_test\images\gray\3.bmp

Рис. 2. Принципиальная схема существующих РЛС дециметрового диапазона

В созданных радиолокаторах дециметрового диапазона применён ряд алгоритмов, которые помогли существенно улучшить характеристики этих станций.

Расширение передающего луча фазовым методом (рис. 3) обеспечила выравнивание потенциала в барьерных зонах обзора и минимизацию времени обзора пространства, что положительным образом сказалось на пропускной способности дециметровых станций.

D:\Work\Models\Python\QT_test\images\gray\4.bmp

Рис. 3. Расширение передающего луча фазовым методом

Многолучевой алгоритм подавления бокового излучения (ПБЛ), формируемый не одним, а восемью дополнительными диаграммами позволил существенно исправить её форму и, как следствие, повысить эффективность алгоритма селекции бокового излучения. Данный алгоритм показывает хорошие результаты при селекции сигналов, отраженных от областей пассивных помех, попадающих в локатор через боковые лепестки диаграммы направленности.

Особенности частотного диапазона (в частности, диапазона РЛС в Енисейске) позволили обнаруживать и сопровождать реальные источники активных помех — ИСЗ с бортовой аппаратурой передачи данных, работающих в диапазоне станций. При достаточно ощутимом потоке таких космических объектов (10 излучающих КА в сутки), разработчикам алгоритмов РЛС удалось отладить алгоритмы помехового канала по реальным данным.

Юстировка РЛС проводилась при помощи высокоточных эталонных данных квантово-оптической измерительной сети. Точность эталонных данных — до 5 м.

Калибровка проводилась по отечественным КА — сферам, диаметром 765 мм, запущенным в рамках проекта по созданию дециметровых РЛС СПРН.

Все этапы создания РЛС сопровождались моделированием. Совокупность аналитических моделей отвечала за моделирование следующих составляющих: сектор ответственности РЛС, барьерные зоны обзора, сканирующие лучи, цели различных видов, пространственное распределение помех, рельеф местности и многое другое.

Имитационная модель контрольно-испытательного макетного стенда (КИМС) использовалась на испытаниях. Её особенность состоит в объединении реальной и имитируемой информации. Иными словами, воздействуя реальным помехопостановщиком на станцию, можно добиться снижения потока имитируемых целей при работе в реальном времени.

Кроме того, использовались другие средства и методы испытаний. Следует отметить облетный метод измерения диаграммы направленности на излучение и прием, который позволил измерить характеристики ДН помимо главного направления, также уровень боковых и задних лепестков ДН.

Современное состояние

Создание РЛС нового поколения ведется на основе достигнутых конструктивных и технических решений.

Схема построения локатора представлена на рис. 4. Современная РЛС имеет полностью цифровую антенную решётку без фазовращателей, аналогового суммирования и проч. Сигнал с каждого приемного канала оцифровывается и передается в новый мощный комплекс цифровой обработки сигналов (ЦОС) для дальнейшей обработки и выдачи на КП выходной информации.

Благодаря формированию сигналов излучения в цифровом виде, имеется возможность формировать зондирующий сигнал произвольной модуляции.

Для повышения помехоустойчивости разводка цифровых и аналоговых сигналов до приемо-передающих комплексов организована оптико-электронным методом.

D:\Work\Models\Python\QT_test\images\gray\6.bmp

Рис. 4. Принципиальная схема РЛС дециметрового диапазона нового поколения

Серьезное внимание уделено алгоритмам помехозащиты.

Другой важный аспект для нового локатора — это работа в области полярной ионосферы. Здесь, для исключения пропуска целей на фоне воздействия авроральных помех будут использоваться как специально спроектированные дополнительные барьерные зоны обзора пространства, так и поляризационные различия в сигналах, отраженных от целей и рассеянных на ионосферных неоднородностях.

Перспективы развития

Перспективу развития технологии ВЗГ для локаторов, создаваемых ОАО «НПК «НИИДАР» можно охарактеризовать тремя словами: унификация, масштабирование, модернизация.

Унификация — это применение единой цифровой аппаратуры, аппаратуры управления, вычислительных комплексов и проч. для РЛС различного частотного диапазона и назначения.

Масштабирование — это разработка РЛС на основе унифицированной цифровой аппаратуры, различными энергетическими характеристиками;

Модернизация — это пути и направления модернизации существующих РЛС ВЗГ, а также РЛС «Волга» и «Дунай».

Заключение

Радиолокационные станции, созданные по технологии ВЗГ, стоят на боевом дежурстве и успешно функционируют. Переход к полностью цифровой антенной решётке позволит повысить степень заводской готовности, увеличит долю автономно отлаженной аппаратуры и повысит управляемость станции в целом.

Основные термины (генерируются автоматически): дециметровый диапазон, РЛС, станция, высокая заводская готовность, Енисейск, боевое дежурство, боковое излучение, ракетное нападение, фазовый метод, цифровая антенная решетка.


Ключевые слова

модернизация, модульность, радиолокационные станции высокой заводской готовности, РЛС, ВЗГ, системы предупреждения о ракетном нападении, СПРН

Похожие статьи

Анализ плотности распределения РЛС гражданского назначения...

Различные РЛС, работающие в одном диапазоне, могут являться взаимными источниками помех. В общем случае вероятность негативного влияния тем выше, чем выше плотность распределения используемых типов РЛС и их количество. Рис. 2. Зависимость затухания...

Анализ плотности распределения РЛС военного и специального...

Анализ плотности распределения радиолокационных средств (РЛС) военного и специального назначения в диапазоне электромагнитных волн представляет непростую задачу. Основная трудность заключается не столько в значительном объеме обрабатываемой информации...

Пути повышения эффективности систем скрытной радиолокации

Представлены результаты натурного эксперимента макета скрытной РЛС, подтверждающие, что поляризационная обработка принимаемого электромагнитного поля в скрытных РЛС является одним из возможных путей повышения эффективности обнаружения подвижных объектов по их...

Построение математической модели траекторного сигнала...

Главным достоинством радиолокационной станции с цифровой синтезированной апертурой (РЦСА) является оперативность, т. е. возможность получения изображения и его визуализация в реальном масштабе времени. Вместе с тем гибкость цифровой обработки и цифрового...

Широкополосная приемная система станции РЭБ

Ключевые слова: широкополосная приемная система, станция РЭБ, станция

- диапазон промежуточных частот (ПЧ) от 2 до 3 ГГц (диапазон выбран относительно высоким, что

- цифровая обработка сигнала ПЧ; - разбиение пополам диапазона ПЧ (в 2 раза увеличивается...

Эволюция телеметрии в ракетной технике | Статья в журнале...

В статье проанализированы основные отечественные телеметрические системы (ТС), применяемые в ракетно-космической технике, их характеристики, а также изделия, на которых ТС применялись.

Основы радиолокации в современном мире | Статья в журнале...

Радиолокационные станции имеют существенное преимущество перед похожими технологиями, такими как радиометры, относящиеся к пассивным датчикам [2]

Этот вид радиолокации обладает такими достоинствами, как простота и высокая помехоустойчивость.

Выбор технических решений для формирования облика...

В настоящей работе на примере разрабатываемой на предприятии аэродромной РЛС посадки рассмотрен процесс формирования ее технического облика и выбора системотехнических решений, который проводился на основе анализа предъявляемых потребителем требований.

История создания отражательных антенных решеток и их...

Отражательные антенные решетки появились как новое поколение антенн с высоким коэффициентом усиления для дальней связи и набирают все большую популярность и становятся привлекательной альтернативой традиционным зеркальным антеннам.

Похожие статьи

Анализ плотности распределения РЛС гражданского назначения...

Различные РЛС, работающие в одном диапазоне, могут являться взаимными источниками помех. В общем случае вероятность негативного влияния тем выше, чем выше плотность распределения используемых типов РЛС и их количество. Рис. 2. Зависимость затухания...

Анализ плотности распределения РЛС военного и специального...

Анализ плотности распределения радиолокационных средств (РЛС) военного и специального назначения в диапазоне электромагнитных волн представляет непростую задачу. Основная трудность заключается не столько в значительном объеме обрабатываемой информации...

Пути повышения эффективности систем скрытной радиолокации

Представлены результаты натурного эксперимента макета скрытной РЛС, подтверждающие, что поляризационная обработка принимаемого электромагнитного поля в скрытных РЛС является одним из возможных путей повышения эффективности обнаружения подвижных объектов по их...

Построение математической модели траекторного сигнала...

Главным достоинством радиолокационной станции с цифровой синтезированной апертурой (РЦСА) является оперативность, т. е. возможность получения изображения и его визуализация в реальном масштабе времени. Вместе с тем гибкость цифровой обработки и цифрового...

Широкополосная приемная система станции РЭБ

Ключевые слова: широкополосная приемная система, станция РЭБ, станция

- диапазон промежуточных частот (ПЧ) от 2 до 3 ГГц (диапазон выбран относительно высоким, что

- цифровая обработка сигнала ПЧ; - разбиение пополам диапазона ПЧ (в 2 раза увеличивается...

Эволюция телеметрии в ракетной технике | Статья в журнале...

В статье проанализированы основные отечественные телеметрические системы (ТС), применяемые в ракетно-космической технике, их характеристики, а также изделия, на которых ТС применялись.

Основы радиолокации в современном мире | Статья в журнале...

Радиолокационные станции имеют существенное преимущество перед похожими технологиями, такими как радиометры, относящиеся к пассивным датчикам [2]

Этот вид радиолокации обладает такими достоинствами, как простота и высокая помехоустойчивость.

Выбор технических решений для формирования облика...

В настоящей работе на примере разрабатываемой на предприятии аэродромной РЛС посадки рассмотрен процесс формирования ее технического облика и выбора системотехнических решений, который проводился на основе анализа предъявляемых потребителем требований.

История создания отражательных антенных решеток и их...

Отражательные антенные решетки появились как новое поколение антенн с высоким коэффициентом усиления для дальней связи и набирают все большую популярность и становятся привлекательной альтернативой традиционным зеркальным антеннам.

Задать вопрос