13

Лекция №2

Тема: Общие сведения о радиолокации и радиолокационных системах (РЛС)

Вопросы:

1. Основы радиолокации.

2. Общие сведения о РЛС.

Вопрос №1

. Общие сведения о радиолокации.

Термин «радиолокация» образован из двух латинских слов: «locus» — место и «radio» — излучение. Первое слово кратко харак­теризует одну из основных задач радиолокации, второе — указы­вает способ ее решения, основанный на использовании радио­волн.

Радиолокация — отрасль радиоэлектроники, обеспечивающая получение сведений об объектах за счет приема и анализа радиоволн.

Объекты радиолокации, т. е. физические тела, сведения о которых представляют практический интерес, называются радиолокацион­ными целями.

В зависимости от области применения радиолокации цели могут быть:

1. Аэродинамическими (самолеты, крылатые ракеты);

2. Баллисти­ческими и космическими (боеголовки, спутники);

3. Наземными и над­водными (танки, корабли);

4. Цели природного происхож­дения (облака, планеты, ориентиры на местности).

Совокупность сведений о целях, получаемых средствами радио­локации, называют радиолокационной информацией.

Процесс обнаружения объектов, измерения их координат и параметров движения называют радиолокационным наблюдением (иногда радиолокацией цели)

Технические средства получения радиолокационной информа­ции называют радиолокационными станциями (РЛС) или радиоло­каторами. Радиолокаторы представляют собой сложные комплек­сы, которые помимо радиотехнических устройств могут содержать системы автоматики и вычислительные устройства.

Принципы получения радиолокационной информации

Процесс получения радиолокационной информации, во многих случаях единый, удобно разделить на следующие этапы:

• Обзор пространства

В современных радиолокаторах используются антенны направ­ленного действия, что способствует увеличению дальности обнару­жения и повышению точности измерения угловых координат. При­менение остронаправленных антенн приводит к необходимости об­зора пространства, поскольку заранее не известно, откуда появится цель. Для станций точного измерения координат, располагающих доопытными данными целеуказания, обзор производится в узком секторе. Поэтому вместо термина «обзор пространства» используют более точный в данном случае термин «поиск цели». Для много­функциональных радиолокаторов переход от обнаружения к сопро­вождению может производиться без предварительного поиска.

Различают

• одновременный;

• последовательный;

• смешанный об­зор

При одновременном обзоре число лучей РЛС, перекрывающих зону обзора, равно числу элементов разрешения по углам, что тре­бует большого объема аппаратуры.

Последовательный обзор про­изводится с помощью одного луча, что упрощает конструкцию ра­диолокатора.

При смешанном обзоре РЛС имеет несколько лучей, причем обычно обзор по одной угловой координате производится одновременно, а по другой — последовательно.

Серьезным достоинством одновременного и смешанного обзора является возможность получения в течение одного периода посыл­ки данных обстановки для различных угловых направлений. Это повышает темп выдачи данных, который снижается с увеличением дальности действия радиолокатора в связи с возрастанием периода посылки импульсов.

Последовательный обзор может вестись:

1. По жесткой программе, когда диаграмма направленности .антенны РЛС перемещается независимо от результатов локации.

2. По гибкой программе, когда обзор программируется в зависи­мости от этих результатов.

А нтенны РЛС с последовательным обзором могут иметь диаграммы двух основных видов:

• игольчатые;

• и веерообразные.

В зависимости от характера перемещений этих диаграмм в пространстве различают:

• круговой обзор;

• секторный обзор;

• спиральный обзор;

• кадровый обзор.

Круговой обзор осуществляется путем вращения антенны РЛС относительно вертикальной оси (рис. 1.1, а), например наземных радиолокаторах дальнего обнаружения и самолетных РЛС обзора земной поверхности.

Спиральный обзор осуществляется путем быстрого перемеще­ния луча по спирали вокруг оси, образующей центр зоны обзора (рис.1.1,б). Спиральный обзор применяется при игольчатых диаграм­мах направленности в некоторых типах самолетных радиолокаторов и станций орудийной наводки.

Кадровый обзор достигается путем быстрого качания луча ан­тенны радиолокатора по одной угловой координате (азимуту) и медленного качания по другой (углу места). В результате след луча описывает зигзагообразную линию в пределах некоторого кадра (рис. 1.1,в). Такой вид обзора используется в режиме поиска целей, в наземных и корабельных радиолокаторах орудийной наводки.

Если круговой и секторный обзор —одномерные, то спиральный и кадровый относятся к двумерным методам обзора, поскольку обзор ведется по двум угловым координатам — азимуту и углу места.

В одномерном случае пользуются плоскими, а в двумерном — телес­ными углами, например ₀ на рис. I.1.1,в — телесный угол просма­триваемого участка. Если плоские углы измеряют отношением дуги к радиусу (радианы), то телесные — отношением площади по­верхности сферы в пределах угла к квадрату радиуса (стерадианы).

Информация, получаемая от обзорного радиолокатора, может наблюдаться визуально на станционных индикаторах кругового или секторного обзора либо транслироваться на вынесенные инди­каторы по проводам или радиолиниям связи, а также вводиться в системы полуавтоматического или автоматического сопровождения целей по дальности и угловым координатам.

— Обнаружение целей состоит: в принятии решения о наличии или отсут­ствии цели в каждом выделенном участке пространства с минималь­но допустимыми вероятностями ошибочных решений.

• Измерение - это оценка координат и параметров движения цели.

Положение цели в сферической системе координат определяется следующими параметрами (рис. I.1.2):

1. Дальность – R.

2. Азимут – .

3. Угол места –.

Дальность – расстояние от РЛС до цели. Углом места называют угол между направлением на объект и горизонтальной плос­костью (поверхностью Земли). Азимут отсчитывают от направления север—юг или другого направления, приня­того за начальное.

Здесь М – местоположение объекта в пространстве.

В сферической системе координат: R_н – наклонная дальность;  - азимут цели;  - угол места цели.

В цилиндрической системе координат: R_г – горизонтальная дальность;  - азимут цели; H – высота объекта над поверхностью земли.

В качестве параметров движения цели могут вводиться производные координат, либо другие параметры траектории цели.

— Разрешение состоит в выполнении задач обнаружения и измере­ния параметров произвольной цели при наличии других целей.

— Распознавание целей заключается в установлении принадлежности разрешаемой цели к определённому классу. В одних случаях необ­ходимо - установить принадлежность «свой — чужой» с помощью запросно-ответных устройств радиолокационного опознавания, а других — распознать боеголовку баллистической ракеты на фоне ее корпуса, ложных целей, метеорных следов и т. п. или определить характер искусственного спутника Земли с помощью специальной аппаратуры селекции.

— Помехозащищенность — это способность радиолокатора под­держивать на заданном уровне показатели качества обнаружения, измерения (или распознавания) при наличии помех, а также способ­ность использовать сами помехи как источник информации.

Скоротечность и сложность радиолокационной обстановки тре­буют, как правило, высокого темпа выдачи данных, образующих потоки с большим объемом информации. Поэтому каждая из задач: обнаружение, измерение, разрешение и распознавание, для любого конечного объема пространства должна решаться за ограниченное время.