Активные многопозиционные радиолокационные комплексы — КиберПедия 

Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...

Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...

Активные многопозиционные радиолокационные комплексы

2019-10-25 972
Активные многопозиционные радиолокационные комплексы 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Рассмотрим вначале методы обзора пространства активного МПРЛК. В состав активного МПРЛК входит, как было показано выше,  одна или несколько передающих позиций иодна или несколько приемных позиций.

Ограничимся случаем двухпозиционного активного МПРЛК, состоящего из одного приемно-передающего и одного приемного пункта. Условия обзора пространства в таком комплексе сложнее, чем в совмещенном радиолокаторе. Пусть, например, несколько целей одновременно находятся в луче передающей импульсной РЛС, которая совершает обзор пространства в угломестной плоскости с угловой скоростью Q1(рис.13).

Прием отраженных колебаний возможен обоими пунктами. Диаграмма направленности приемного пункта, быстро изменяя свое угловое положение с переменной угловой скоростью Q2, осуществляет «погоню» за перемещающемся по передающему лучу импульсом. При контакте зондирующего импульса с целью возникает отраженный сигнал. Последний может быть принят антенной второго пункта, ecли она будет развернута (сфазирована) для приема сраженного сигнала с учетом времени его распространения от цели до этого пункта. Таким образом, учитывается, что цель 2 облучается зондирующим импульсом в пункте I позже цели I. Диаграмма направленности ФАР пункта 2 перемещается в пространстве путем управления фазовым распределением с пункта I синхронно с распространением зондирующего импульса вдоль передающего луча. Организация «погони» тем сложнее, чем больше взаимное удаление позиций МПРЛК. Для упрощения реализации метода можно с помощью приемной ФАР второго пункта обеспечить многолучевой прием (рис..I4). Номер приемного луча и момент приема позволяют рассчитать координаты цели. При реализации рассмотренных методов существенным является синхронизация передающего иприемных пунктов, что требует высокоточных эталонов времени.

Рассмотрим методы определения координат цели в активном МПРЛК, состоящем из одного передающего и не менее одного приемного пункта, удаленных не базу Б.

При известном расположении пунктов в рассматриваемой бистатической РЛС положение цели определяется совокупностью трех чисел - первичных координат цели. Последние являются исходными для получения вторичных - пространственных координат цели.

В зависимости от используемых первичных координат различают следующие методы активной локации:

-суммарно-дальномерный;

-угломерно-суммарно-дальномерный.

Суммарно-дальномерный метод основан на измерении суммы расстояний R от передатчика до цели и от цели до приемника (рис.15). Для определения координат цели в пространстве необходимо иметь не менее трех приемных пунктов, разнесенных в пространстве и удаленных от передающего пункта. Из математики известно, что геометрическим местом точек, сумма расстояний которых до двух заданных точек пространства (фокусов) есть величина постоянная, является эллипсоидом вращения. По найденному Т задержки находят искомую сумму расстояний. Таким образом, местоположение цели находится как точка пересечения трех поверхностей- эллипсоидов вращения. Следует заметить, что суммарно-дальномерный метод на нашел практического применения. Последнее обусловлено необходимостью обнаруживать слабые эхо-сигналы с помощью ненаправленных антенн, что следует из названия метода, (угловая координата не используется).

Применение направленных свойств реально существующих антенн РЛС положено в основу угломерно-суммарно-дальномерного метода.

Угломерно-суммарно-дальномерный метод обеспечивает определение местоположения цели в пространстве путем измерения угловых координат цели относительно приемного пункта и суммы расстояний от передатчика до цели и от цели до приемника (рис. 17 азимутальная плоскость). Для решения такой задача достаточно «дать бистатическую РЛС (рис. 18). Сумма расстояний r1+r2=R суммарное определяется как и прежде путем измерения времени запаздывания Т задержки.

Рассмотрим особенности зоны видимости МПРЛК по сравнению с однопозиционной РЛС. Для рассматриваемого примера бистатической РЛС дальность действия определяется формулой:

                        

Эта формула получена по методике для однопозиционного РЛК. Отличия от соотно­шения. Дальность действия РЛС r2 зависит от расстояния r1 между передающей позицией и целью (рис.19). Кроме того, на дальность действия влияют значения диаграмм направленности перепавшей и приемной антенн в направлении на цель соответственно (F  , F  ), соответственно).

Особо остановимся нч анализе среднего значения эффективной площади рассеяния

Среднее значение ЭПР целиможет быть значительно выше, чем для однопозиционной РЛС. Для многопозиционного РЛК ЭПР цели, зависит от угла облучения цели О обл и от угла приема отраженного сигнала Опр. Для бистатической РЛС последнее можно охарактери­зовать зависимостью от бистатического угла 0 (рис.20). В случае, когда значения бистатического угла близкого к 180 градусам наблюдается увеличенное рассеяние в прямом направлении.. Обозначим через А ц площадь, ограничиваемого кривой, которая разделяет облученную изатененную области цели (pvc.2I). Тогда эффективная площадь рассеяния цели впрямом направлении определяется соотношением

                          (5)

и может существенно превышать О ц для однопозиционной РЛС. Так, для сферы радиуса      выигрыш в эффективной площади рассеяния бистатической РЛС (при Q=l80 °) по сравнению с однопозиционной РЛС составляет более 30 дБ.

Этот выигрыш в сочетании с повышенной чувствительностью бистатической РЛС вдоль линии базы может существенно повысить эффективность обнаружения малозаметных целей.

Для цели, состоящей из N блестящих точек, справедливы следующие соотношения;

                                           (6)

Здесь О цели и О соответственно средние эффективные площади рассеяния цели и одной блестящей точки для однопозиционной РЛС. По мере приближения бистатического угла Q  180°, как следует из  (6), условия обнаружения цели значительно улучшаются.

Для МПРЛК площадь сечения зоны видимости может оказаться существенно больше, чем у эквивалентной однопозиционной РЛС. Последнее иллюстрируется на рис.23, на котором показано сечение зоны видимости в азимутальной плоскости МПРЛК, состоящего из одного передающего и шести приемных пунктов при соотношении Б=  2 R max.. Площадь зоны при этом увеличивается втрое по сравнению с зоной видимости однопозиционной РЛС. Однако растут и затраты, связанные с развертыванием такой системы.

Перейдем далее к анализу случаев, когда цель является источником излучения электромагнитных волн различных диапазонов.

Методы и устройства получения локационной информации при использовании собственного излучения цели

В локации возникают задачи, когда цель является источником излучения. Основными источниками излучения, представляющими интерес с точки зрения решаемых в дисциплине задач, являются постановщики активных помет (ПАП), а также сигналы многофункциональных бортовых РЛС, без которых полет современных летательных аппаратов не возможен. Принципиальное отличие методов получения локационной информации об излучающих источниках от неизлучающих состоит в отсутствии информации о времени излучения.

В этом случае информационные возможности однопозиционного локатора ограничиваются задачами обнаружения и определения угловых координат объекта. Такие задачи решаются методами теплолокации, локации ЭМВ видимого диапазона. Дальность до источника излучения при этом не может быть определена по данным прием только я одном пункте. Поэтому для определения всех координат объекта требуется комплекс двух или нескольких разнесенных пунктов приема, соединенных каналами связи, т.е. пассивный МПРЛК. Определение местоположения объектов по их собственным излучениям относят к пассивной локации.

Пассивная локация имеет много общего с навигацией, которая решает задачу определения собственного пространственного положения за счет приема сигналов от системы передающих пунктов, местоположение которых известно с высокой точностью.

Основные задачи пассивной локации совпадают с задачами активнойлокации (радиолокации). Однако их средства различаются. Активная локация, в отличие от пассивной, для определения местоположения целей и их характеристик использует собственные колебания. Для их получения средства активной локации имеют в своем составе мощные генераторные устройства, энергия которых излуча­ется в требуемых направлениях с помощью высоконаправленных антенн. Для регистрации отраженных от целей сигналов необходимы приемные устройства. Средства же пассивной локации имеют лишь приемные пункты. Последнее особенно важно в условиях боевых действий. Отсутствие мощных передающих устройств у средств пас­сивной локации в значительной степени затрудняет разведку место­положения позиций, а также организацию подавления этих средств.

Методы пассивной локации

При известном расположении приемных пунктов (геометрии системы) положение цели в пространстве как и для активных МПРЛК определяется совокупностью трех чисел - первичных координат це­ли. В зависимости от используемых первичных координат различают следующие методы пассивной локации:

· Угломерный;

· Разностно-дальномерный;

· Угломерно-разностно-дальномерный;

Угломерный метод основан на использовании лишь угловых измерений. В простейшем случае достаточно двух пунктов, в кото­рых необходимо измерить два азимута и один угол места, либо две угла места и один азимут ( рис.24). Расстояние Б между двумя разнесенными пунктами как и ранее будем называть базой.

Информация об угловых координатах оказывается достаточной для определения дальности до постановщика помех от одного из   пунктов приема. Например, для первого случая (рис.24,а) даль­ность r 1 пункта П1 до цели может быть определена по формуле

                                (7)

Разностно-дальномерный метод определения координат основан на измерении разности расстояний от источника излучения до пунктов приема. Следует особо подчеркнуть, что сами расстояния от цели до пунктов приема не измеряются. Разности же расстояний оп­ределяются на основе измерения разностей временных запаздываний сигнала на пути между источником и парой приемных пунктов. Подробно о практических способах измерений этих разностей остановимся ниже.

Для определения координат источника излучения в пространстве необходимо иметь минимум три независимых разности дальностей. Для этого потребуется не менее четырех приемных пунктов, один из которых обычно называют центральным.

Известно, что геометрическим местом точек, разность расстоя­ний которых до двух заданных точек пространства (фокусов) есть величина постоянная, является гиперболоид вращения (рис..25). Местоположение постановщика помех находится как точка пересечения трех поверхностей - гиперболоидов вращения. На рис..26 для наглядности рассматривается случай определения плоскостных координат цели (в плоскости Земли). Линиями положения в этом случае будут гиперболы с фокусами в точках расположения приемных пунктов П1 и П2 - ацентрального пункта (ЦП). Местоположение цели относительно центрального пуня-га определяется точкой пересече­ния гипербол.

При реализации угломерного и разностно-дальномерного методов может возникнуть ложная информация о числе и координатах источников излучения по мере увеличения их числа.

Сказанное иллюстрируемся на примере угломерного метода для случая определения координат трех источников излучения в азимутальной плоскости (рис.27). Как следует из рисунка, в этом случае наряду стремя истинными дополнительно имеется шесть ложных пересечений. Число последних быстро возрастает по мере увеличения числа источников n.Из общего числа пересечений, равного n,максимальное число ложных пересечений может достигать n - n = n (n -1)

Устранение ложной информации является сложной задачей. Она может быть решена либо за счет увеличения числа пунктов приема, либо за счет усложнения обработки принимаемых колебаний, путем различных методов отождествления данных..

Более перспективным, поэтому является третий метод определения координат - угломерно-разностно-дальномерный, не имеющий ложных пересечений..

  Угломерно-разностно-дальномерный метод основан на измерении как угловых направлений на источник излучения, так и разности расстояний от него до приемных пунктов. В простейшем случае достаточно иметь два приемных пункта. Геометрия системы иллюстрируется рис.28. Местоположение источника в пространстве соответствует точке пересечения двух плоскостей и поверхности гиперболоида. Дальность до цели от первого пункта приема рассчитывается по измеренным первичным координатам

                                 (8)

Здесь углы   характеризуют азимут и угол места источника излучения относительно первого пункте, - разность расстояний от цели до пунктов приема.

В табл.I схематично показаны требования, которые необходимо предъявить к элементам МПРЛК для определения местоположения источника излучения перечисленными методами. Диаграммы направленности антенн пунктов приема показаны схематично. В таблице обозначено: ПП, П1, П2 - пункты приеме; ЦП, ВП1, ВП2 - централь­ный и выносные пункты приема соответственно.

Рассмотрим далее задачу обнаружения источника излучения и измерения его координат однопозиционной РЛС, а затем рассмотрим задачу на случай обнаружения и измерения координат цели, излучающей собственные колебания, многопозиционным комплексом. В первом случае постановка задачи характерна, например, для приема радиотепловых сигналов головкой самонаведения ракеты. Второй случай связан с реализа­цией перечисленных выше методов локации пассивными системами в различных диапазонах ЭМВ.


Поделиться с друзьями:

Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...

История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...

Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...

Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.02 с.