Верба В.С. - Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения (Системы мониторинга) - 2008

целью КРУ сопрягается с системой активного запроса-ответа и, в частности, может иметь общую с ней передающую антенну. Для работы с конкретным са­ молетом САЗО получает целеуказание от ЭВМ пункта наведения. При нахож­ дении самолета в луче диаграммы направленности передающей антенны САЗО посылает сигнал запроса. В случае приема этого сигнала на борту самолета от­ ветчик последнего формирует ответный сигнал, который свидетельствует о возможности приема команд данным самолетом. Наряду с ответными сигнала­ ми по обратному каналу САЗО с самолета может передаваться различная ин­ формация. Принципы построения бортовой аппаратуры, совмещающей функ­ ции приема команд наведения и активного ответа, будут рассмотрены ниже.

5.5.2.Шифраторы и дешифраторы командной радиолинии

скодоимпульсной модуляцией

Вшифраторе КРУ с кодоимпульсной модуляцией аналоговая передавае­

мая команда Ку квантуется по уровню и каждому интервалу квантования обыч­ но ставится в соответствие двоичное число. Если передаваемая команда Ку цифровая и определяется в двоичной системе счисления, то устройство кванто­ вания сигналов по уровню в шифраторе отсутствует.

Двоичное число отображается кодовой комбинацией, представляющей собой набор элементарных сигналов и называемой кодовым словом. Каждый элементар­ ный сигнал, именуемый также символом, обозначает разряд двоичного числа. При этом отличному от нуля и равному нулю разрядам соответствуют символы с раз­ ными качественными признаками. Полный набор кодовых слов образует двоич­ ный код, а число символов в кодовом слове определяет значность двоичного кода.

Простейшим является равномерный безызбыточный код. Он отличается тем, что любое кодовое слово содержит одинаковое число символов (признак равно­ мерности), а для передачи всех интервалов квантования команды Ку используется весь набор кодовых слов, определяемый значностью двоичного кода (признак бе­ зызбыточности). Применяются также избыточные коды, среди которых наиболее известны коды с обнаружением ошибок и коды с исправлением ошибок.

Обработка кодового слова в приемной установке КРУ может быть посим­ вольной или осуществляться в целом. Технически более простая и чаще всего реа­ лизуемая посимвольная обработка, качество которой при большом отношении энергий сигнала и помехи практически такое же, как и при обработке в целом.

При посимвольной обработке возможны частотная, временная и струк­ турная селекции разрядов кодового слова с использованием соответствующих поднесущих колебаний для отображения различных символов.

Если применяется частотная селекция, то как единичным, так и нулевым значениям каждого разряда соответствуют импульсы синусоидальных колеба­ ний с различными частотами.

При временной селекции качественные признаки символов, характери­ зующие одну и ту же величину в каждом разряде двоичного кода, идентичны, а качественные признаки символов, отображающих единицу и нуль разряда, раз­ личны. В простейшем случае наличие единиц в двоичном коде определяется одинаковыми по параметрам видеоимпульсами, а нуль характеризуется отсут­ ствием поднесущего колебания. Возможно также использование в качестве поднесущих колебаний импульсов синусоидальных колебаний с одинаковыми частотами и амплитудами. Однако разность начальных фаз этих синусоидаль­ ных колебаний, соответствующих нулю и единице, составляет 180°. При пере­ даче команд при помощи сложных сигналов в качестве поднесущих колебаний применяют М-последовательности. Для отображения единичных и нулевых значений используют одну и ту же последовательность видеоимпульсов мак­ симальной длины, но отличающуюся полярностью импульсов.

Среди возможных видов структурной селекции достаточно эффективной является кодовая селекция. Эта селекция требует применять символы в виде временных кодов.

Наименее громоздки и имеют приемлемые тактико-технические показатели КРУ, в которых реализуется временная селекция разрядов двоичного кода. При этом КРУ строятся обычно так, что осуществляется циклическая, т. е. периодиче­ ская передача каждого кодового слова. В таких КРУ период Τ передачи команд, называемый часто кадром или циклом, делится на η частей, каждая из которых образует канальный интервал. Число η здесь определяется числом каналов КРУ.

В начале каждого кадра формируется синхронизирующий сигнал, име­ нуемый кадровым словом. В приемной установке КРУ этот сигнал синхронизи­ рует работу распределителя (синхронизатора), который реализует временную селекцию каналов и символов кодового слова в каждом канале. Иногда кадро­ вое слово используется в качестве адреса самолета, которому предназначена передаваемая информация, и в этом случае оно именуется шифром. Наряду с кадровой может осуществляться пословная синхронизация. Она повышает ка­ чество синхронизации распределителя в дешифраторе КРУ. Пословная син­ хронизация достигается путем передачи специального сигнала синхронизации перед каждым кодовым словом.

Совокупность кодового слова и сигнала пословной синхронизации образу­ ет командную посылку, которая передается в течение одного канального ин­ тервала. Иногда дополнительные синхронизирующие сигналы могут формиро­ ваться не перед каждым очередным кодовым словом, а перед группой из не­ скольких слов. В такой ситуации говорят о сигналах групповой синхронизации. Сигналы кадровой, групповой и пословной синхронизации - это кодовые ком­ бинации поднесущих колебаний. Чтобы синхронизация была эффективной, часто используются сложные синхронизирующие сигналы: временные коды, коды Баркера и т. д.

При необходимости наводить несколько управляемых объектов поу при помощи одной передающей установки КРУ формируют поу кадров, каждый из которых имеет длительность Т. С увеличением поу темп передачи команд на каждый объект управления снижается. Для уменьшения времени, затрачивае­ мого на передачу всех команд одному объекту, целесообразно не последова­ тельное, а параллельное размещение каналов. Однако при этом требуется большее число признаков (поднесущих колебаний) для символов, характери­ зующих разряды двоичных кодов. Так, для двухканальной КРУ с временной селекцией и синусоидальными поднесущими колебаниями нужны четыре гене­ ратора с различными частотами Одна из этих частот, например, fni характеризует отличные от нуля разряды в первом и втором каналах, другая fn2 - нулевой разряд в первом и отличный от нуля разряд во втором каналах, тре­ тья fn3 - отличный от нуля в первом и нулевой во втором каналах и четвертая f„4 - нулевые разряды и в первом, и во втором каналах. При η > 2 более пригодным может оказаться способ последовательно-параллельного размещения каналов.

Структурная схема шифратора при передаче цифровых команд на управ­ ляемые самолеты показана на рис. 5.9.

Рис. 5.9

Синхронизирующее устройство служит для синхронизации и управления всеми процессами, протекающими в шифраторе. Оно определяет временную структуру всего цикла команд, задавая временные интервалы для синхронизи­ рующих и командных посылок, отдельных команд и цикла в целом.

Штриховая линия, связывающая синхронизирующее устройство с генера­ тором поднесущих колебаний, указывает на возможность их образования пу­ тем преобразования синхронизирующих сигналов.

Необходимо подчеркнуть, что набор команд для каждого цикла формиру­ ется в ЦВМ, которая в состав шифратора не входит, и поэтому показана на рис. 5.9 штриховой линией.

Для ввода в шифратор набора команд ЦВМ запрашивает устройство связи о готовности шифратора к приему команд. Как правило, ввод данных происходит последовательно во времени отдельными командами (подциклами). Поэтому при наличии «свободного» места в регистре команд устройство связи выдает в ЦВМ сигнал готовности к приему, в ответ на который из ЦВМ по цифровой магистра­ ли команда поступает в регистр. «Свободное» место в регистре появляется после считывания из него к этому моменту времени первой команды из набора, запи­ санного в регистр в предыдущем цикле обмена. После приема последней коман­ ды, входящей в состав набора команд нового цикла, из ЦВМ выдается сигнал об окончании ввода команд. Этот сигнал через устройство связи поступает в уст­ ройство синхронизации, которое запускает устройство управления считыванием из регистра. При помощи этого устройства двоичные числа извлекаются из реги­ стра команд в заданной последовательности и подаются на модулятор, в котором проводится отображение сигналов двоичного кода соответствующими колеба­ ниями. Как только первая команда выйдет из регистра, устройство связи сфор­ мирует для ЦВМ сигнал готовности к приему последующего набора команд.

Для любой функциональной команды Кш на выходе шифратора можно по­ лучить соотношение

(5.8)

где функция 5j(i) равна единице или нулю в зависимости от значения j-го разряда. Максимальная величина Кшм команды Кш получается при условии, что

значения всех N разрядов двоичного кода отличны от нуля:

(5.9)

Необходимо отметить, что вследствие квантования передаваемой команды по уровню зависимость Кш от Ку в установившемся режиме имеет вид ступен­ чатой кривой, а соотношение (5.8) справедливо лишь для тех значений Ку, ко­ торые при умножении на кпш, дают целочисленные значения.

Структурная схема дешифратора для варианта, когда набор команд выра­ батывается в ЦВМ АК РЛДН, представлена на рис. 5.10.

Сигнал UBX с приемника КРУ поступает на устройство разделения, при помощи которого отделяются и направляются в разные каналы поднесущие ко­ лебания, соответствующие синхронизирующим и командным посылкам кодо­ граммы. Демодулятор ДМС выделяет сигналы кадровой и пословной синхро­ низации, при помощи которых обеспечивается коррекция синхронизирующего устройства, если оказались нарушенными условия синхронной работы уст­ ройств синхронизации шифратора и дешифратора, т. е. если не совпадают во времени одноименные посылки на передающей и приемной сторонах КРУ (при

Рис. 5.10

этом должно быть учтено время распространения радиосигнала между пунктом управления и самолетом). При использовании в качестве поднесущих колеба­ ний импульсных временных кодов вместо демодулятора применяют декоди­ рующие устройства.

На выходе демодулятора команд ДМК (декодирующего устройства) обра­ зуются оценки разрядов двоичных цифровых команд, принятых по радиокана­ лу, которые поступают в дешифратор адреса, дешифратор номера набора ко­ манд (ДШР ННК) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

Использование ОЗУ дает возможность увеличить объем записываемой информации и подготовить ее к выдаче в цифровую магистраль самолета в стандартной форме. Дешифратор адреса (номера самолета) позволяет реагиро­ вать только на кодограммы, предназначенные для данного самолета, разрешая или запрещая запуск устройства управления записью в ОЗУ от синхронизи­ рующего устройства. Данные об адресе самолета, как правило, размещаются в кодограмме непосредственно после сигналов кадровой синхронизации.

Дешифратор номера набора команд, определяющий номер поступившего набора, дает возможность определить состав и последовательность команд. В совокупности с сигналами синхронизирующего устройства и дешифратора ад­ реса сигналы дешифратора набора команд определяют последовательность за­ писи и считывания команд из ОЗУ, которые поступают в формирователь вы­ ходных сигналов.

Формирователь выходного сигнала выдает информацию потребителям в цифровой форме, «упакованную» в массивы стандартных слов. Необходимость преобразования сигналов в стандартную форму объясняется тем, что стандарт цифрового кода, принятый в самолетной цифровой магистрали, обычно не со­ ответствует структуре цифрового кода КРУ. При приеме команд взаимодейст­ вия, а также команд на включение и выключение форсажа формирователь вы­ ходных сигналов вырабатывает звуковые сигналы разной тональности для про­ слушивания в шлемофонах летчика. Кроме того, при переходе на новые радиоданные (номер волны, номер самолета) формирователь создает соответст­ вующие сигналы для приемника и дешифратора адреса.

с

Литература

1.Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения основных капиталистических стран (обзор по материалам иностранной печати) / Под ред. Е.А. Федосова. - М.: НИЦ, 1990.

2.Андреевский В.В., Горощенко Л.Б. Управление полетом и эффективность авиационного ком­ плекса. - М . : Машиностроение, 1974.

3.Бабич В.К., Баханов Л.Е., Карпеев В.И. и др. Авиация ПВО России и научно-технический прогресс: Боевые комплексы и системы вчера, сегодня, завтра / Под редакцией Е. А. Федосо­ ва . - М . : Дрофа, 2001.

4.Блейхут Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки / Пер. с англ. - М.: Мир, 1986.

5.Верба B.C. Выбор трасс полета самолета. - Антенны, 2005, вып. 3.

6.Верба B.C., Щекотов А.И. Методика формирования данных о высоте и скорости полета авиационного информационного средства в интересах увеличения продолжительности ра­ диолокационной разведки воздушного пространства. - Радиотехника, 2005, № 5.

7.Горощенко Л.Б., Максимович В.А. Автоматизация управления боевыми действиями истреби­ тельной авиации. - М.: МНИИПА, 1996.

8.Горощенко Л.Б. Расчет режимов полета, команд наведения и рубежей перехвата истребите­ лями воздушных целей. - Техника воздушного флота, 1999, № 1.

9.Горощенко Л.Б. Методы координированного наведения и атаки несколькими истребителями группы самолетов противника. - Полет, 2000, № 6.

10.Горощенко Л.Б. Принципы планирования боевых действий истребителей в системах ПВО. - Полет, 2000, № 3.

11.Горощенко Л.Б. Универсальный метод решения штурманских задач и наведения истребителя на воздушную цель. - ВСРЭ. Сер. СОИУ, 1992, вып. 3.

12.Максимов М.В., Горгонов Г.И., Чернов B.C. Авиационные системы радиоуправления. - М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1984.

13.Меркулов В.И., Дрогалин В.В., Ленин В.Н. и др. Авиационные системы радиоуправления. Т. 1. Принципы построения систем радиоуправления. Основы синтеза и анализа / Под ред.

А.И. Канащенкова и В.И. Меркулова. - М.: Радиотехника, 2003.

14. Меркулов В.И., Дрогалин В.В., Богачев А.С и др. Авиационные системы радиоуправления. Т. 2. Радиоэлектронные системы самонаведения / Под ред. А.И. Канащенкова и В.И. Мерку­ лова. - М.: Радиотехника, 2003.

15.Федосов Е.А., Тюшов А.Л. Управление истребителями при групповых действиях с примене­ нием АК РЛДН. Проектирование и боевая эффективность авиационной и ракетной техники. Вып. 8 / Под ред. Е.А. Федосова. - М.: Машиностроение, 1990.

Ч А С Т Ь 2

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ РАДИОЛОКАЦИОННОГО ДОЗОРА И НАВЕДЕНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

ГЛАВА 6

НАПРАВЛЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЛИКА АВИАЦИОННОГО КОМПЛЕКСА РАДИОЛОКАЦИОННОГО ДОЗОРА И НАВЕДЕНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

Решение сложной научно-технической задачи разработки перспективного АК РЛДН требует огромных финансовых, материальных, людских и времен­ ных затрат. В связи с этим целесообразно выделить ряд принципиально важ­ ных направлений, определяющих облик перспективного АК РЛДН [17], учет которых требует не только количественного улучшения показателей эффектив­ ности существующих АК РЛДН, но и принятия принципиально новых конст­ рукторских решений.

К этим направлениям, прежде всего, относятся:

учет состояния и тенденций развития способов ведения войн, всех видов боевой техники, определяющих так называемые стратегические, оперативные и тактические факторы;

экономичность, определяемая совокупностью затрат на разработку, боевое применение и техническое обслуживание АК РЛДН;

технологичность, определяемая уровнем используемых информационных технологий, элементной базой, глубиной и доступностью контроля техниче­ ского состояния, сложностью ремонта, а также возможностью улучшать пока­ затели эффективности без изменения принципов построения АК РЛДН;

научно-технические достижения страны-разработчика; совокупность организационных мер по разработке и реализации облика

новой системы.

Взаимосвязь этих направлений в процессе разработки облика АК РЛДН нового поколения показана на рис. 6.1.

Рис. 6.1

С учетом перечисленных направлений ниже будут кратко рассмотрены основные направления, определяющие облик АК РЛДН нового поколения.

6.1.Стратегические, оперативные и тактические факторы, влияющие на облик авиационного комплекса радиолокационного дозора и наведения

Под обликом АК РЛДН понимают принципы построения, набор режимов функционирования и датчиков информации, обеспечивающих его соответствие целевому назначению [17-19]. Ниже приводится анализ стратегических, опера­ тивных и тактических факторов, влияющих на выбор облика АК РЛДН нового поколения [22].

Из этих факторов в первую очередь необходимо выделить

разработку стратегии бесконтактных войн и сетецентрического информа­ ционного оружия;

существенное возрастание разведывательно-информационной компоненты среди других видов обеспечения боевых действий;

необходимость оперативного наращивания информационных возможно­ стей на стратегических направлениях;

возрастание роли высокоточного оружия, особенно крылатых ракет боль­ шой дальности и беспилотных летательных аппаратов;

появление новых видов средств поражения; расширение номенклатуры космических, воздушных, наземных (надвод­

ных) и подводных объектов, подлежащих первоочередному уничтожению в ходе боевых действий;

возрастание уязвимости радиоизлучающих информационных средств на­ земного базирования от воздействия различных средств поражения;

повышение эффективности средств радиоэлектронной борьбы; снижение радиолокационной заметности объектов боевой техники; сокращение времени на подготовку и применение оружия;

появление новых тактических приемов использования техники военного назначения;

использование новых принципов повышения живучести.

Функциональные связи этих факторов, определяющих специфику приме­ нения боевой техники различного назначения и влияющие на облик АК РЛДН нового поколения, показаны на рис. 6.2.

Концепция бесконтактных войн предполагает ведение боевых действий не путем контактного противоборства вблизи линии боевого соприкоснове­ ния, а по всей территории противника [22, 57]. Эта концепция основана на существенно более широком использовании авиации и высокоточных ракет дальнего действия различного базирования, способных практически одновре­ менно разрушать инфраструктуру, жизненно важные объекты и информацион­ ные системы по всей территории противоборствующей стороны. Для решения таких задач необходима сложная территориально распределенная система ин­ формационного обеспечения и средств поражения, получившая название сете­ центрического оружия [14]. Эта система содержит в общем случае совокуп­ ность спутниковых разведывательных и навигационных систем, авиационных комплексов дозора и наведения, разведывательно-ударных комплексов, над­ водных кораблей, ракетных систем наземного и воздушного базирования, бес­ пилотных разведывательных и ударных летательных аппаратов, ракет различ­ ного базирования и т. д. [14].

При ведении боевых действий такого рода существенно возрастает роль

разведывательно-информационного обеспечения и появляется необходимость его оперативного наращивания на отдельных стратегических направлениях.

Рис. 6.2

В значительной мере эти задачи решаются с использованием мобильных авиа­ ционных комплексов радиолокационного дозора и наведения [5, 19].

Необходимость повышения мобильности радиоизлучающих информаци­ онных средств обусловлена также следующими причинами. Одна из них объ-