Система вращения и качания антенны РЛС

Система вращения антенны РЛС предназначена для пуска и равномерного вращения антенного устройства РЛС, а также для переключения скоростей вращения антенны и ее остановки. Благодаря непрерывному вращению антенного устройства РЛС производится обнаружение и сопровождение целей во всех направлениях пространства относительно точки стояния, ограниченного зоной обнаружения РЛС.

Основная характеристика системы – скорость вращения антенны, то есть количество полных оборотов, совершаемых антенной в одну минуту.

Система качания антенного устройства является обязательной принадлежностью радиовысотомеров, а также большинства дальномеров РЛС, хотя системы качания антенн в дальномерах и высотомерах существенно отличаются друг от друга.

Система качания антенного устройства предназначена для перемещения антенны в вертикальной плоскости, чем обеспечивается качание ДН в соответствующих пределах углов места.

Качание ДН дальномеров производится, как правило, в небольшом пределе углов по сравнению с радиовысотомером, тем самым обеспечивается выбор необходимой формы зоны обнаружения целей.

Рассмотренные технические параметры отдельных устройств и систем оказывают существенное влияние на боевые возможности РЛС. При выборе технических параметров руководствуются тактическим назначением РЛС.

Рассмотренное нами основное уравнение радиолокации, предназначенное для расчета дальности действия станции, справедливо только в том случае, если между станцией и целью существует прямая видимость. Причиной, ограничивающей дальность прямой видимости цели, а следовательно, и возможную дальность ее обнаружения, является кривизна земной поверхности (рис. 2.2, слайд 14, 19).

Так как радиоволны распространяются прямолинейно, то под линией горизонта (АС) образуется радиотень Если цель находится ниже линии горизонта (Ц2), она не будет обнаружена РЛС, хотя дальность действия при прямой видимости может значительно превышать расстояние до этой цели. Обнаружены будут только те цели, которые находятся выше линии горизонта (Ц1), если расстояние до них не превышает дальность действия станции.

Предельная дальность видимости Д_пр зависит от высоты антенны h_a и высоты цели Н_ц относительно поверхности земли. Предельная дальность прямой видимости Д_пр можно определить как

(1)

где R_з - радиус земной поверхности, равный 6375 км.

Поскольку R_з во много раз больше h_a и Н_ц, то

(2)

Подставив в эту формулу величину R_з = 6375 км, получим

(3)

где Д_пр, h_a и Н_ц выражены в километрах.

При работе наземной РЛС по воздушным целям Н_ц >> h_a

(4)

Таблица Д_пр для разных высот полета цели

Нц, м							10 000
Дпр, км

Из формулы (4) и таблицы видно, что низколетящие цели могут быть обнаружены на меньших дальностях, чем высоколетящие.

Д_max для РЛС, работающих в системе противосамолетной обороны, не превосходит 500...600 км (Н_ц = 20...25 км. Н_ц для РЛС сверхдальнего обнаружения системы ПРО достигает 5000 км и более (Н_ц ракет = 1000 км и более. Для увеличения дальности действия наземных РЛС антенну обычно размещают на возвышенности. Формула (3) справедлива для свободного пространства без учета влияния атмосферы на распространение радиоволн.

Третий учебный вопрос.

Требования, предъявляемые к тактико-техническим характеристикам РЛС

Одной из задач данного курса является изучение основ построения радиоэлектронной техники (РЭТ), используемой в РТВ ПВО СВО. Под радиоэлектронной техникой РТВ понимают технические свойства, предназначенные для получения данных о воздушных целях (воздушной обстановке) на основе применения принципов радиолокации.

Радиотехнические войска в системе ПВО предназначены для непрерывного ведения радиолокационной разведки воздушного противника с целью вскрытия его замысла и начала налета, слежения за всеми воздушными целями и выдачи информации о воздушной обстановке на КП Войск ПВО для решения задач управления и обеспечения боевых действий ЗРВ и ИА.

Первичными источниками радиолокационной информации (РЛИ) являются находящиеся на вооружении подразделений РТВ радиолокационные станции (РЛС). Эти станции должны обнаруживать средства воздушного нападения противника на максимально возможном расстоянии, определять координаты с требуемой точностью, характер и состав цели, непрерывно сопровождать цели вплоть до момента их уничтожения ударными средствами ЗРВ и ИА.

Для выполнения этих задач целесообразно иметь цельно сконструированный универсальный трехкоординатный радиолокатор, обеспечивающий получение полного состава РЛИ о тактическом состоянии воздушной обстановки в заданной зоне пространства.

При проектировании сосредоточенных универсальных РЛС возникают технические трудности. Они обусловлены противоречиями между техническими способами реализации заданных тактических характеристик РЛС. Одним из основных является противоречие между системами измерения плоскостных координат Д и β и высоты Н целей. Они преодолеваются двумя способами. Первый заключается в компромиссном выполнении РЛС, а второй – в построении составного комплекса, содержащего бескомпромиссно выполненные дальномеры и высотомеры с устройствами сопряжения.

Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки, поэтому сделать однозначный выбор в пользу одного из них пока не удалось, а в парке РЭТ РТВ имеются как сосредоточенные, так и составные РЛК.

По мере разработки и внедрения более эффективных вариантов преодоления указанного противоречия удельный вес сосредоточенных РЛС будет возрастать.

В основу требований к основным тактическим характеристикам РЭТ РТВ положен принцип максимального соответствия этих характеристик содержанию и условиям выполнения радиотехническими войсками возложенных на них боевых задач.

К РЭТ РТВ, обеспечивающей боевые действия ЗРВ и ИА, предъявляются следующие технические требования:

- состав выдаваемой РЛИ должен содержать пространственные координаты Д, β, Н, государственную принадлежность, количественный состав, тип и скорость целей:

- точность измерения координат не должен превышать допустимых значений, обеспечивающих целеуказание ЗРК (ΔД_х,у = 600...2000 м, ΔН = 500...1000 м) и наведение ИА ΔД_х,у = 500...1000 м, ΔН = 150...500 м);

- разрешающие способности для определения количественного состава групповых целей не должны превышать: δД = 1...1,5 км, δβ = 0,1...0,15^о, δН = 200...300 км;

- верхняя граница зоны обнаружения не должна быть ниже возможной высоты полета самолетов и самолетов-снарядов противника H_max = 30...40 км;

РЭТ РТВ должна выполнять свои задачи в условиях воздействия на них различных видов помех.

Требования к тактическим характеристикам РЭТ РТВ определяются оценкой СВН и тактико-техническими характеристиками огневых комплексов Войск ПВО. С совершенствованием СВН противника и огневых средств ПВО будут появляться новые требования к характеристикам РЭТ.

При современных высоких скоростях полета реактивных самолетов и самолетов-снарядов для того, чтобы успеть привести огневые средства ПВО в боевую готовность и уничтожить воздушного противника на дальних подступах к объекту, необходимо с помощью РЛС обнаруживать их на максимально возможном удалении и определять координаты с достаточной точностью.

Получение максимальной дальности действия РЛС становится первоочередной задачей, которая в ряде случаев может решаться даже за счет ухудшения других тактических параметров станции.

Между максимальной дальностью действия, разрешающей способностью и точностью работы станции существует определенная взаимосвязь. Рассмотрим эту взаимосвязь. Как было установлено, из уравнения радиолокации Д_max зависит от технических параметров станции, отражающих свойств цели и условий распространения радиоволн

 

.

Из уравнения видно, что при прочих постоянных параметрах Д_max может быть достигнуто увеличением Р_и, а строго говоря не Р_{и ,} а произведением Р_и ·τ_и, то есть энергией в импульсе W_и.

Если, например, увеличить мощность в импульсе Р_и за счет уменьшения длительности импульса τ_и, то энергия в импульсе останется прежней и Д_max не увеличится. Следовательно, Д_max РЛС зависит в конечном счете не от Р_и, а от средней мощности передатчика станции

.

Однако возможности увеличения мощности Р_и передатчика ограничены (в настоящее время Р_и генераторов СВЧ достигает 3...10 МВт), поэтому при заданном значении Р_и увеличение энергии в импульсе возможно за счет расширения длительности зондирующего импульса τ_и. Поэтому в станциях дальнего обнаружения используются импульсы значительной длительности (τ_и = 5...10 мкс).

Увеличение длительности зондирующего импульса с целью повышения Д_max приводит к ухудшению разрешающей способности, точности определения дальности и возрастанию минимальной дальности действия РЛС.

В последнее время разрабатываются специальные методы «сжатия импульсов» в приемниках РЛС, позволяющие использовать в станциях дальнего обнаружения импульсы большой длительности без ухудшения разрешающей способности и точности определения дальности.

Дальность обнаружения самолетов-бомбардировщиков стационарными станциями составляет около 400...450 км, а подвижными станциями- 200...350 км при высоте полета цели 12...15 км.

РЭТ РТВ работает в метровом, дециметровом и сантиметровом диапазоне волн. Для дальнего обнаружения целесообразно использовать станции метрового диапазона, так как в этом диапазоне имеется возможность получить при большой мощности передатчика большую дальность действия за счет отражения радиоволн от земной поверхности.

Однако влияние земной поверхности, кроме увеличения дальности действия, приводит к изрезанности ДНА в вертикальной плоскости и образованию многолепестковой структуры. Станции метрового диапазона волн имеют худшую, чем станции сантиметрового диапазона, разрешающую способность по угловым координатам. Точность определения дальности составляет около 1 км, а азимута – 1^о. Разрешающая способность по азимуту – 4...8^о, по дальности – 1,5...2 км. Станции, предназначенные для обнаружения самолетов противника и наведения на них истребителей, обладают значительной дальностью действия, определяют все три координаты целей и своих истребителей с высокой точностью и воспроизводят получаемые ими данные на экране ИКО.

Станции должны иметь также и достаточно высокую разрешающую способность по дальности, азимуту и высоте, чтобы можно было различать сигналы, отраженные от цели и истребителя, при сближении последних и выходе истребителя непосредственно в район цели. Поэтому эти станции работают, как правило, на сантиметровых или дециметровых волнах.

В сантиметровом диапазоне волн на формирование ДНА земная поверхность практически влияния не оказывает, возрастают направленные свойства антенн и разрешающие способности по угловым координатам и дальности. Точность определения дальности составляет около 500...800 м, азимута – 1^о, высоты – 200...500 м. Разрешающие способности по дальности 500 м, азимуту 0,5...1^о и высоте – 2...3 км.

Станция наведения может иметь несколько индикаторов кругового обзора и секторного обзора, что позволяет одновременно наводить несколько групп истребителей на несколько целей, находящихся на различных дальностях и направлениях. Скорость вращения антенны станции наведения должна быть больше, чем у станции дальнего обнаружения, чтобы воздушная обстановка за время одного оборота антенны изменялась незначительно. Поэтому РЛС РТВ имеют переменные скорости вращения антенны (п_а = 2, 4, 6 об/мин).

Из оценки технического оснащения СВН противника средствами радиопротиводействия, опыта учений стран НАТО следует, что в современной войне широко будут применяться различные виды помех для затруднения выполнения задач РТВ. Поэтому РЛС должны иметь аппаратуру для защиты от активных и пассивных помех.

В Ы В О Д

Возможности боевого использования РЛС определяются ее тактическими параметрами, которые в свою очередь зависят непосредственно от технических параметров. Требования к тактическим характеристикам РЭТ РТВ определяются на основе оценки СВН противника и тактико-техническими характеристиками огневых средств ПВО. С совершенствованием СВН противника и появлением новых огневых средств изменяются тактические приемы борьбы, следовательно, и изменяются требования к тактическим характеристикам РЭТ, которые реализуются техническими параметрами РЛС.

Заключительная часть

- Вывод по занятию;

Достигнуты учебные цели;

Вопросы для контроля усвоения материала

Задание на самоподготовку:

Слуцкий В.З. Импульсная техника и основы радиолокации. С. 243-249.

Основы построения РЭТ РТВ. Воениздат, с 6-16.1970.

Принципы и методы радиолокации. Учебное пособие. Часть 1.

Знать основные тактико-технические характеристики импульсных РЛС и требования, предъявляемые к ним.

Уметь оценивать влияние технических параметров на дальность обнаружения и точность определения координат.

 

Руководитель занятия: