Достоинство кругового обзора заключается в следующем.

1. Простота метода.

2. При круговом обзоре обеспечивается самое минимальное время обзора всего пространства.

3. Обеспечивается почти непрерывное отображение воздушной обстановки в заданной зоне обзора.

Секторный обзор

Секторный обзор является частным случаем кругового обзора. Отличается от кругового тем, что луч антенны совершает периодическое перемещение не на 360^о, а в пределах заданного сектора. При этом уменьшается время обзора заданного сектора. Режим секторного обзора используется:

- при поиске, если от других источников ориентировочно известны местоположение и направление движения цели;

- при поиске в заданном районе;

- для получения лучших разрешающих способностей и более точного отсчета координат ранее обнаруженных целей.

Винтовой обзор

Винтовой обзор пространства достигается путем кругового движения луча антенны по азимуту с одновременным медленным перемещением по углам места (рис. 5.2., слайд 37, 53).

Шаг по углу места определяется шириной ДНА в вертикальной плоскости и не должен превышать половины ширины ДНА в вертикальной плоскости θ_0,5р/2 с целью перекрытия облучаемой зоны при последующем обороте антенны.

Винтовой обзор применяется в станциях, определяющих обе угловые координаты β и ε и имеющих диаграмму направленности узкую в обеих плоскостях.

К РЛС с винтовым обзором пространства относятся станции орудийной наводки (СОН).

 

Спиральный обзор

Спиральный обзор пространства представляет комбинацию вращения диаграммы направленности с одновременным изменением угла между осью вращения и осью диаграммы направленности (рис. 5.3, слайд 38, 54). Спиральный обзор может применяться только для обзора узкого сектора пространства, ограниченного по азимуту и углу места.

Шаг спирали не должен превышать половину ширины ДНА в вертикальной плоскости θ_0,5р/2, чтобы в просматриваемом пространстве не было пропусков целей.

При спиральном обзоре для определения угловых координат целесообразно использовать индикатор со спиральной разверткой, в которой луч ЭЛТ повторяет движение ДНА.

Спиральный обзор пространства применяется в самолетных РЛС для обзора передней и задней полусфер.

 

Конический обзор

Конический обзор является разновидностью спирального обзора, при котором угол наклона оси ДНА не изменяется. При этом методе узкая диаграмма направленности вращается в пространстве, образуя конус с вершиной у антенны. Каждая точка ДНА описывает в пространстве окружность (рис. 5.4, слайд 39, 55).

Если объект наблюдения находится на оси конуса в точке А, то он подвергается постоянному по величине облучению, несмотря на вращение ДНА, и имеет постоянную интенсивность свечения на экране ЭЛТ индикатора. Если объект находится не на оси, то при вращении ДНА по окружности интенсивность его будет меняться. Это даст возможность определить с большой точностью угловых координаты цели по интенсивности свечения отметки от цели.

Конический обзор применяется в РЛС наведения ракет, автосопровождения целей по угловым координатам.

 

Пилообразный обзор

Пилообразный обзор пространства достигается путем качания антенны в пределах заданного сектора по углу места 2Δε с одновременным вращением по азимуту β^о (рис. 5.5, слайд 40, 56).

Пилообразный обзорприменяется в радиолокационный станциях, предназначенных для измерения высоты целей (радиовысотомерах).

Диаграмма направленности радиовысотомеров создается сильно сжатой в вертикальной плоскости θ^о = 1...2^о и несколько расширенной в горизонтальной плоскости φ^о = 2...4^о . Период качания Т_кач и скорость вращения антенны по азимуту выбирается из условия получения минимального числа отраженных импульсов N_{обл min}, необходимых для обнаружения целей.

 

где - угловая скорость качания антенны в вертикальной плоскости.

 

Найдем время, за которое антенна переместится в вертикальной плоскости на угол, равный ширине ДНА θ_0,5р

 

.

Зная, что N_обл = t_обл ∙ F_n > N_{обл min}, тогда

 

или

 

(5.3)

 

Из данной формулы видно, что период качания антенны Т_кач в заданном секторе должен быть согласован с шириной ДНА θ_0,5р и частотой повторения зондирующих импульсов F_n, чтобы обеспечить облучение каждой точки пространства обзора, то есть надежного обнаружения целей.

С целью исключения «пропусков» целей за один период качания Т_кач в вертикальной плоскости антенна должна перемещаться по азимуту на величину не более, чем ширина ДНА в горизонтальной плоскости φ^о_0,5, то есть за Т_кач антенна перемещается по азимуту на угол k∙ φ^о_0,5?, где k – коэффициент перекрытия (k < 1), тогда

 

(5.4)

Вращение ДНА в горизонтальной плоскости должно обеспечивать не только хорошую наблюдаемость каждой цели за период качания антенны, но и возможность определения координат. Поэтому при пилообразном методе обзора скорость кругового вращения выбирается довольно медленной (обычно 1 оборот за 4 минуты) и качание по углу места довольно быстрое (1 качание за 2 секунды). Данный метод позволяет довольно точно определять угол места (высоту) целей и нашел широкое применение в наземных радиолокационных высотомерах.

Строчный обзор

Строчный обзор – разновидность пилообразного обзора.

ВЫВОД

Рассмотренные выше методы обзора пространства в РЛС, использующих однолучевые антенны, позволяют одновременно определять одну (круговой и секторный обзоры) или обе угловые координаты всех целей, находящихся в заданной части пространства.

Периоды обзора пространства слишком велики и не всегда обеспечивают необходимой информацией о местоположении современных скоростных воздушных целей.

Необходимость уменьшения периода обзора пространства привела к созданию многолучевых РЛС. Антенные системы таких РЛС создают два и более лучей, что позволяет уменьшить период обзора и повысить точность определения угловых координат за счет сравнения сигналов, принятых различными лучами.

Второй учебный вопрос.

Принцип определения высоты полета целей

В предыдущем учебном вопросе были рассмотрены методы определения угловых координат целе β^о и ε^о. Однако, на практике для обеспечения боевых действий истребительной авиации целесообразно выдавать третью координату, определяющую пространственное положение цели не как угол места цели ε^о, а выдавать данные о высоте полета цели над поверхностью земли Н_ц, так как на большей части маршрута самолеты летят, как правило, на одной высоте, а угол места непрерывно изменяется.

В радиолокации высота полета цели Н_ц измеряется путем определения угла места ε^о и наклонной дальности Д_н. При известных значениях угла места и наклонной дальности высоты цели Н₁ для ровной горизонтальной поверхности определяется тригонометрическим путем (рис. 5.6, слайд 57)

Н₁ = Д_н ∙sinε^о.

Однако в этом уравнении не учитываются такие факторы, как атмосферная рефракция и кривизна земной поверхности. Атмосферная рефракция может быть учтена путем замены действительного радиуса Земли R_з так называемым эффективным радиусом Земли. Для нормальной атмосферной рефракции R_э

R_э = 4/3 R_э = 4/3 ·6370 = 8500; R_э = 8500 км.

Для реальных условий Рис. 5.7 (слайд 41, 58), когда Н_ц <<R_з и Д_н <<R_з

Н_ц = Н₁ + Н₂,

где Н₁ = Д_н · sinε^о - высота цели относительно линии горизонта;

Н₂ = Д² _н/ 2 R_э - поправка на кривизну Земли, зависящая от дальности цели.

Тогда

. (5.5)

Из уравнения (5.5) видно, что задача определения высоты полета цели сводится к измерению угла места цели и дальности.

Наиболее распространенным методом измерения угла места цели в сантиметровом диапазоне волн является метод максимума с качанием луча в вертикальной плоскости. Для реализации этого метода ДНА должна быть широкой в горизонтальной плоскости и узкой в вертикальной. Такая ДНА качается в вертикальной плоскости, дважды облучая цель за период качания (рис. 5.8. слайд 42, 59).

Управление ДНА осуществляется механически поворотом всей антенной системы.

Отраженные сигналы наблюдаются на экране ЭЛТ с яркостной индикацией цели в прямоугольной системе координат ДАЛЬНОСТЬ-ВЫСОТА. Развертка высоты (вертикальная развертка) создается подачей на вертикально отклоняющие катушки ЭЛТ напряжения, пропорционального углу наклона антенны (ДНА), которое вырабатывается в специальном счетно-решающем устройстве.

Достоинствами данного метода определения высоты цели являются простота и высокая точность.

Метод максимума также используется при определении угла места с использованием парциальных диаграмм (парциальный – частичный, составляющая часть чего-то). Сущность этого метода состоит в том, что создается веерообразная ДНА в вертикальной плоскости. При этом каждый лепесток облучает пространство в определенном секторе по углу места и на своей рабочей длине волны (рис. 5.9, слайд 43, 60).

Приемное устройство имеет число каналов, равное числу лепестком. Для определения угла места цели достаточно узнать канал, по которому ведется прием отраженных сигналов.

Достоинства этого метода:

- способность определять высоту полета цели на «проходе»;

- простота отсчета высоты.

Недостатки:

- сложность антенного и приемо-передающего устройства;

- точность определения высоты зависит от ширины лепестков парциальной диаграммы в вертикальной плоскости.

Третий учебный вопрос.