Учебники / 1664-itog

271

сигнал дважды поглощается

Рисунок 11.9. Покрытие градиентного типа

Действие покрытий интерференционного типа основано на взаимной компенсации сигналов, отраженных от их внеш- ней поверхности и поверхности защищаемого объекта (рису-

нок 11.10).

Рисунок 11.10. Интерференционное покрытие

Материалом для интерференционных покрытий может быть специальная керамика. Интерференционные покрытия эффективны в узкой полосе частот.

Есть данные, что при толщине покрытия d =8 мм в диа- пазоне частот (300-1000) МГц отражается 1% падающей энер-

гии электромагнитной волны, а при d =2,5 мм - 10% [20].

В Соединенных Штатах Америки выпускаются боевые самолеты, изготовленные по программе Stealth, цель которой - уменьшение заметности объектов военной техники. Для умень- шения ЭПР существенно изменены формы самолетов. Уголки заменены плавными линиями, плоскости - кривыми поверхно- стями. Наряду с применением неметаллических (композицион- ных) материалов в элементах конструкций и поглощающих по- крытий это позволило снизить ЭПР истребителей и бомбарди- ровщиков с 10-100 м2 до одного квадратного метра [20].

Для обнаружения самолётов, изготовленных по техноло- гии Stealth эффективны разнесённые РЛС.

272

11.6. Расчёт зон подавления РЛС

Определим мощность станции помех, необходимую для подавления РЛС. Рассмотрим сначала критерии эффективнос- ти постановки помех [23].

Они делятся на две группы:

1.Критерии информационные, основанные на оценке ин- формационного ущерба;

2.Критерии оперативно-тактические, связанные с выпол- нением боевой задачи.

Мерой информационного ущерба может служить объем или площадь пространства, прикрытого помехами от радиоло- кационного наблюдения. Помеха наносит заданный информа-

ционный ущерб при условии

где kП - коэффициент подавления данного радиолокацион- ного средства данным видом помех.

Рассчитаем коэффициент подавления. Для этого введем следующие обозначения (рисунок 11.11).

σЭ

RC

РЛС

Рисунок 11.11. К расчету зон подавления РЛС

RП - дальность от РЛС до постановщика помех;

RС - дальность от РЛС до цели;

ПП - плотность потока мощности помех у РЛС;

273

ПлотностьпотокамощностипомехиуРЛСнайдемпо формуле

ПП = PПGП ;

4π RП2

Считая далее, что мощность помехи равномерно распре- делена в полосе fП , найдем мощность помехи PП в полосе про- пускания приемника РЛС fПр ,

PП = DfПр ПП Sa D1f FE2 (α, β )γ .

П

где FE (α, β ) - нормированная ДНА РЛС по полю;

γ - коэффициент, учитывающий разность поляризаций. В реальных условиях учитывается коэффициент поглоще-

ния энергии радиоволн в среде.

Из двух последних соотношений получаем,

Мощность сигнала на входе приемника, отраженного от цели с эффективной поверхностью рассеяния σЭ , находящейся в главном луче ДНА РЛС на расстоянии RС от нее, вычислим

по формуле

где a - коэффициент, зависящий от параметров РЛС и поста- новщика помех.

Из полученной формулы видно, что при фиксированном

расстоянии между РЛС и постановщиком помех отношение мощности помехи к мощности сигнала на входе локационного

РП = (0,5 ÷1) кВт.

275

12.СИСТЕМЫ ПОСАДКИ САМОЛЁТОВ

12.1.Общие сведения

Функции оборудования, предназначенного для автомати- ческой посадки самолетов, сводятся к следующему:

-определение с требуемой точностью отклонений кораб- ля от заданной траектории посадки в вертикальной и горизон- тальной плоскостях, а также высоты и вертикальной скорости;

-минимизация в момент приземления отклонения от оси взлётно-посадочной полосы (ВПП), боковой составляющей ско- рости и угла между продольной осью корабля и ВПП в верти- кальной плоскости.

Состав посадочной аппаратуры определяется категорией посадки, зависящей от метеоминимума, при котором допуска- ется посадка. Международная организация гражданской авиа- ции ICAO определяет три категории. Системы первой катего-

рии выдают информацию для управления посадкой до высоты 60 метров (это высота нижней границы облачности). Системы второй категории обеспечивают то же до высоты 15 метров. Системы третьей категории пригодны для посадки с приземле-

нием при ограниченной или отсутствующей видимости и при движении по ВПП.

12.2.Системы посадки метрового диапазона

Внастоящее время эксплуатируются радиосистемы посад- ки метрового диапазона, обеспечивающие посадку по неизмен- ной заданной на земле траектории. Система состоит из назем- ной и бортовой частей. Наземная часть задаёт траекторию дви-

жения в двух плоскостях с помощью курсового и глиссадного маяков. Бортовая часть определяет отклонения от заданной ра- диозоны в двух плоскостях с выдачей информации на индика- торы лётчика и штурмана.

Курсовой маяк задает линию снижения самолета в гори- зонтальной плоскости, глиссадный - в вертикальной. Линия кур-

276

са совпадает с осью ВПП, глисада наклонена к горизонту под углом 2-4 градуса. Наибольшее распространение получили ам- плитудные радиомаяки - передающие навигационные устрой- ства с направленным излучением. В таких маяках обычно ис- пользуются две пространственно разнесенные пересекающие- ся диаграммы излучения, по которым излучаются сигналы с раз- личной модуляцией. Линия курса (планирования) определяет- ся путем сравнения на борту самолета сигналов, принятых по этим диаграммам.

Наибольшее распространение получили системы, использую- щие методысравненияглубинымодуляциинесущегосигналавразне- сенныхдиаграммах. К ним относится ряд отечественныхсистем СП- 48, СП-50, СП-68, СП-70 и т.д., а также варианты международной си-

стемыILS(InstrumentLandingSystem).ПриэтомСП-48,СП-50,СП-50М

соответствуют системам первой категории, СП-68 — второй, СП-70

иILS — третьей.

Вотдельных точках траектории производится дублирующий контроль действительного движенияпосредством двухилитрёхмар- керныхмаяков.

Маркерныерадиомаяки формируют воронкообразную вверти- кальном направлении диаграмму направленности. Излучаемые коле-

баниямодулированыпоамплитудеиманипулированыопределённым кодом в соответствии с местомрасположения маяка.

Расположение маяков относительно ВПП представлено на рисунке 12.1. Здесь КРМ — курсовой радиомаяк, ГРМ — глис- садный радиомаяк, МРМ — маркерный радиомаяк (БМРМ — ближний, СМРМ — средний, ДМРМ — дальний). Некоторые системы комплектуются двумя маркерными маяками — СМРМ

иДМРМ, устанавливаемыми на удалениях 1050 и 4000 м.

Рисунок 12.1. Схема расположения радиомаяков системы посадки

277

ПринципдействияканалакурсаотечественныхсистемтипаСП- 48...СП-68 следующий: по заданному направлению глубина модуля- ции сигнала маяка равна нулю, угловое отклонениеот курсасвязано с ростомглубинымодуляции,асторонауклонениязадаётсяфазоймоду- лирующего сигнала. Антенная система маяка создаёт три диаграммы направленности,расположенныеотносительнокурсапосадкитак,как показано нарисунке12.2,а. Узкиелепестки полученыдвумяразнесён- ными излучателями, запитанными противофазнымитоками боковых частот (частотаамплитудной модуляции — 60Гц). По широкой диаг- раммеизлучаетсясигнал,промодулированныйподнесущей(10000Гц), котораянесётинформативный сигнал(60Гц)с опорнойфазой.Опор-

ная фаза совпадает с фазой информативного сигнала одной из узких диаграмм, с фазой сигнала другой узкой диаграммы она оказывается противоположной. Спектрыпринятыхнабортусигналовотпардиаг-

рамм для разных сторон уклонения от заданного курса приведены на

+Δϕ εк

−Δϕ

Рисунок12.2. ПостроениеканалакурсасистемыСП-50:

а—диаграммынаправленностицентральногоибоковых излучателейи спектрыизлучаемых сигналов; б— структурнаясхема бортовогоприемника

278

На выходе амплитудного детектора бортового приёмника Прм (рисунок 12.2,б) появляются два сигнала: один имеет частоту 60 Гц, другой—10000Гц.СигналыразделяютсяфильтрамиФ-1иФ-2.Вто-

рой сигнал после усиления и ограничения в блоке УО подвергается частотномудетектированиювблокеЧД. Нафазовыйдетектор ФДпо- ступают двасигналачастотой60Гц. Выходное напряжениедетектора εкпропорционально амплитудам(амплитудаопорногосигналапосто- янна,амплитудадругогозависитотглубинымодуляции,т.е. отуглово- го отклонения от линиикурса ЛК), аполярность определяетсяразно- стьюфаз,т.е.сторонойуклонения.

Принцип действия канала курса системы ILS поясняет рисунок 12.3. Антенная система формирует две пересекающиеся по линии курса (ЛК) диаграммы, либо две диаграммы, минимум (нуль) однойимаксимумдругойкоторыхсовпадаютслиниейкурса(рисунок 12.3,а). Радиомаяки, построенные по первомуварианту, получили на- звание равносигнальных, апо второму— сопорнымнулём. Влюбом

случае маяки реализуют методсравнения глубины пространственной модуляции двух сигналов. Формат сигналов в точке приёма при лю- бом вариантепостроения маякованалогичен, и на бортуприменяется одна и та же аппаратура.

Равносигнальный маяк излучает по двум частично перекры- вающимся диаграммам синфазные амплитудно-модулированные сигналы с разными частотами модуляции: 90 и 150 Гц. Уровень сигналов и глубина модуляции по диаграммам одинаковы, а вдоль линии курса они равны. Угловое расположение диаграмм и спек- тры излучаемых сигналов приведены в верхней части рисун- ка 12.3,а. Маякс опорным нулём антеннойс широкой диаграммой излучает амплитудно-модулированный сигнал с двумя частотами модуляции. Вторая (двухлепестковая) антенна излучает балансно- модулированный теми же двумя частотами сигнал. Фазы боковых частот в лепестках диаграммы противоположны (см.рисунок 12.3,а). В пространстве эти антенны создают полный сигнал с уг- ловым распределением параметров, аналогичным первому вари- анту маяка. Приёмное бортовое устройство после амплитудного

детектирования разделяет фильтрами информативные сигналы и сравнивает их. Структурнаясхема бортового приёмника представ- лена на рисунке 12.3,б.

279

a

б

Рисунок 12.3. Построение канала курса в системах ILS:

а — диаграммы направленности излучателей и спектры излучаемых сигналов; б — структурная схема бортового приемника

280

Принцип действия канала глиссады отечественных сис- тем совпадает с принципом действия равносигнального курсо- вого маяка системы ILS. Антенны одновременно формируют в пространстве две пересекающиеся диаграммы. Верхняя диаг- рамма создаётся верхней антенной, излучающей балансно-мо- дулированные колебания с частотой модуляции 45 Гц, нижняя диаграмма — с частотой модуляции 75 Гц. Принимаемый сиг- нал проходит детектор бортового приёмника, на нагрузке кото- рого возникают колебания с удвоенными частотами 90 и 150 Гц. Эти сигналы разделяются фильтрами и поступают на схему сравнения и стрелочный индикатор.

Канал глиссады системы ILS по принципу действия ана- логичен каналу курса этой системы. Здесь реализуется метод сравнения глубин пространственной модуляции. Глиссада за- даётся с помощью либо равносигнальных радиомаяков (диаг- раммы пересекаются по линии глиссады), либо радиомаяков с опорным нулём (линии глиссады соответствует максимум од- ной диаграммы и минимум другой). В любом случае в борто- вом приёмнике амплитудным детектором и фильтрами выделя- ются сигналы модулирующих частот, затем сравниваются и ин- дицируются. При этом верхнему лепестку диаграммы соответ- ствует частота 150 Гц, нижнему — 90 Гц.

Бортовое оборудование обычно является многофункцио- нальным. Так, отечественная аппаратура «КУРС-МП2» работа- ет по сигналам всех перечисленных выше систем, а также ка- нал курса способен принимать сигналы азимутального пелен- гового маяка VOR международной системы ближней навига- ции VOR/DME. Аналогично строится и зарубежная бортовая аппаратура.

Международными нормами определены следующие час- тотные диапазоны работы маяков любых систем посадки: кур-

совые — 108–111,975 МГц, глиссадные — 328,6–335,4 МГц,

маркерные — 75,0 МГц.

Недостатком систем посадки метрового диапазона явля- ется формирование единственной траектории снижения под уг-