8.2 Перспективные направления развития систем и устройств радиолокационных станций ртв

Реализация перечисленных направлений развития радиолокации опирается на развитие и совершенствование элементов (систем и устройств), составляющих любую радиолокационную станцию. К наиболее важным системам, входящим в состав РЛС следует отнести передающую, антенную и приемную системы.

К основным тенденциям развития передающих систем следует отнести:

• расширение возможностей передающих систем по формированию сигналов различных диапазонов в широких полосах частот, освоение новых диапазонов волн в том числе милиметрового, децимилимитрового оптического, а для космического пространства – рентгеновского и гамма диапазонов;

• развитие элементной базы, выражающееся в стремлении повышения мощности и улучшении энергетических показателей генераторных приборов, к увеличению широкополосности элементов передающих систем, уменьшению уровня внутренних шумов, снижению массо-габаритных размеров и стоимости. Повышается доля твердотельных элементов, в том числе большой мощности – лавинно-пролетных диодов, диодов Ганна. Наблюдается тенденция к внедрению волоконно-оптических линий для расширения полосы усиления тракта всего передаюжего устройства;

• повышение многофункциональности передатчиков, путем совершенствования многокаскадных и многоканальных передатчиков на основе применения большого количества типовых модулей, состоящих из передатчика, управляющей, направляющей и излучающей систем, как элементов управляемой ФАР. Это требует введения в состав передатчиков современных микропроцессоров как для программного управления работой модулей, так и реализации функций адаптации в различных условиях обстановки;

• стремление к внедрению систем цифрового синтеза частоты для существенного улучшения параметров генерируемых колебаний, повышения их стабильности. Обеспечение перехода к формированию широкополосных зондирующих сигналов с базой 200-300, что требует применения быстродействующих микропроцессоров, запоминающих устройств с большим объемом памяти, позволяет формировать различные виды зондирующего сигнала в зависимости от решаемых задач и складывающейся помеховой обстановки;

• создание универсальных предатчиков с необходимыми показателями качества путем использования в них унифицированных и стандартизированных элементов и узлов, обеспечивающих снижение общей стоимости образца при достаточном наращивании излучаемой мощности, относительную простоту ремонта и эксплуатации и т. п.;

• повышение автоматизации процессов управления передатчиком, настройкой, контролем параметров, поиском неисправностей на основе внедрения в передающие системы встроенных цифровых элементов для контроля и управления, наличия специализированных интерфейсов для связи со спецвычислителем или переферийной ЭВМ;

• снижение внеполосных излучений до уровня допустимых (–90…–100 дБ), нежелательных излучений на субгармониках, интермодуляционных до уровня (–120... –140 дБ) относительно основного излучения передатчика.

К основным тенденциям развития антенных систем следует отнести:

• создание антенных систем на основе ФАР, интенсивное развитие элементной базы ФАР – излучающих элементов, фазовращателей, распределителей с конструктивно встроенными элементами контроля и управления, разработка «конформных» ФАР, вписывающихся в размеры объекта;

• синтез оптимальных амплитудно-фазовых распределений, разработка алгоритмов адаптивного к внешним условиям управления ФАР в реальном масштабе времени;

• повышение плотности компоновки устройств СВЧ, входящих в ФАР, переход к полосковым конструкциям на гибкой рулонной основе, помещаемой между слоями сотового диэлектрика. При этом полосковые излучатели объединяются без промежуточных разъемов с системой фазовращателей и распределительными цепями возбуждения;

• создание гибридных антенн, сочетающих зеркала больших электрических размеров (более 50 длин волн) и облучающих антенных решеток с небольшим количеством элементов (не более 100), располагаемых вблизи фокальной плоскости, обеспечивающих возможность наведения каждого луча (шириной доли градуса) в нужную область пространства, стремление к оптимизации взаимного расположения зеркал и облучающей решетки, синтезу оптимальных АФР в облучающей решетке с целью получения требуемой диаграммы направленности изменяемой формы приодновременной оптимизации коэффициента усиления антенны;

• освоение новых частотных диапазонов волн (милиметрового, субмилимтрового).

К основным тенденциям развития радиоприемных систем следует отнести:

• повышение чувствительности приемных устройств путем снижения коэффициента шума первых каскадов за счет применения в качестве УВЧ параметрических усилителей и сверхмалошумящих ЛБВ, что позволит достичь чувствительности порядка 10^-18-10^-20 Вт;

• использование многоканальных приемных устройств, в которых возможно осуществление: суммирования сигналов и регулировка фаз в диапазоне промежуточных частот; включение фазовращателей в цепи подачи напряжений гетеродинов; модульное исполнение элемента «элементарный излучатель – УВЧ» с большим коэффициентом усиления;

• снижение энергетических потерь в элементах диаграммообразующих схем;

• расширение динамического диапазона приемного устройства до 140-160 дБ путем: улучшения характеристик обычных схем (подбор элементов с широким динамическим диапазоном; использованием усилителей с ЛАХ и т. д.; использованием цифровых ШАРУ, АРУ;

• параметрическая стабилизация уровня порога с помощью цифровых схем автоматической регулировки порогов (АРП) обнаружения;

• расширение полосы пропускания приемника до десятков мегагерц с одновременным улучшением избирательности;

• применение цифровых методов обработки сигналов (цифровых фильтров, АРУ, АРП, цифровых АПЧ, быстродействующих процессоров и т. п.);

• автоматизация контроля параметров приемного устройства, обеспечение идентичности АЧХ и ФЧХ приемных каналов в многоканальных приемных устройствах;

• реализация адаптивной пространственно-временной обработки сигналов в многоканальных приемных устройствах с применением быстродействующих процессоров и соответствующих алгоритмов;

• развитие элементной базы – транзисторов, интегральных схем, элементах на ПАВ, пъезокерамики, волоконно-оптических линий связи и т. д.