Что означает параметр tупр в рлс

Основные параметры РЛС и их выбор

Каждая РЛС характеризуется тактическими и техническими показателями.

Тактические показатели РЛС характеризуют возможности ее боевого применения. Требования, предъявляемые к тактическим показателям, определяются назначением РЛС. Технические параметры РЛС определяют ее работу в целом. Технические параметры РЛС выбираются таким образом, чтобы обеспечить заданные тактические показатели, определяемые условиями боевого применения РЛС.

К тактическим показателям относятся:

1. Дальность действия. Под дальностью действия понимают максимальные удаления цели от РЛС, при котором обеспечивается ее обнаружение с заданной вероятностью.

2. Зона обзора. Зоной обзора называется область пространства, в пределах которой осуществляется наблюдение целей. Зона обзора ограничивается максимальной и минимальной дальностью действия и сектором обзора в горизонтальной и вертикальной плоскостях. минимальная дальность действия определяется временем после излучения, в течение которого РЛС не способна принимать сигналы.

3. Период обзора (Тобз.). Периодом обзора называется отрезок времени, необходимый для однократного перемещения луча по всей зоне обзора. Чем меньше Тобз., тем меньше скачки отметки цели по экрану индикатора РЛС и выше точность измерения координат цели. Тобз = К·αстр/ΩА

4. Мертвая зона. Мертвой зоной называется ближайшая к станции область пространства, в пределах которой она не обеспечивает обнаружение целей, вследствие невозможности приема и регистрации отраженного импульса отдельно от зондирующего. В этом случае время прохождения радиоволн до цели и обратно становится меньше длительности импульса, и отраженный импульс поступает в антенну еще до окончания импульса передатчика. Dmin = c(τи + τв)/2

5. Разрешающая способность. Разрешающей способностью называется способность РЛС обеспечивать раздельное наблюдение и определение координат близко расположенных целей. Различают разрешающую способность по дальности, по угловым координатам и по скорости. Разрешающая способность РЛС по дальности – это минимальное расстояние ΔD (м) между двумя целями, находящимися в одном направлении, при котором сигналы этих целей еще регистрируются раздельно в выходном устройстве РЛС.

Разрешающая способность РЛС по угловой координате – это минимальный угол между направлениями на две равноудаленные цели, при котором возможно раздельное наблюдение целей.

Разрешающая способность по скорости Δv– это минимальная разница скоростей двух целей, наблюдаемых раздельно, при условии равенства их дальностей и угловых координат.

Для улучшения разрешающей способности по дальности, скорости и угловым координатам необходимо: 1) Применять зондирующие сигналы малой длительности (или с широким спектром). 2)Применять сигналы с узким спектром (или большой длительности). 3)Применять узкие характеристики д/направленности.

6. Помехозащищенностью РЛС называется способность надежно работать в условиях помех.

Помехоустойчивостью называется способность РЛС сохранять свои основные параметры в заданных пределах при воздействии помех определенного типа. Под скрытностью РЛС понимают качественный показатель, характеризующий трудность обнаружения ее работы и определения основных параметров.

7. Надежность. Надежностью РЛС называется ее способность выполнять свои функции в течение определенного времени в заданных условиях эксплуатации.

К техническим показателям относятся:

1. Несущая частота РЛС. ƒ = c/λ Рабочей частотой РЛС называется частота ЭМК, генерируемых ее ПРД. Длина волны РЛС связана с рабочей частотой соотношением λ = c/ƒ.

При выборе рабочей длины волны РЛС принимаются во внимание следующие соображения.

1) Учитывается эффективность отражения радиоволн от цели. Эффективность отражения имеет место лишь тогда, когда длина волн значительно меньше линейных размеров цели. С этой точки зрения λ желательно выбирать короче.

2)Учитывается разрешающая способность РЛС по угловым координатам.

3)Учитываются условия распространения УКВ. Все предыдущие соображения диктовали необходимость укорочения длины волн, однако, это укорочение не может быть неограниченным, так как оно связано с ростом поглощения энергии УКВ в атмосфере.

2. Длительность импульса. Длительность импульса – это время, в течение которого ПРД РЛС генерирует колебания. При выборе τn руководствуются следующими основными соображениями:

1)При ↓ τn улучшается разрешающая способность по дальности и повышается точность измерения дальности ΔD. 2)При ↑ τn возрастает энергия импульса и дальность действия РЛС.

3. Частота повторения импульсов. Выбор частоты повторения импульсов Fп зависит в основном от скорости обзора пространства и максимальной дальности действия РЛС. 1)Период повторения импульсов Тп должен быть не менее времени запаздывания отраженного сигнала от максимально удаленной цели. 2)С другой стороны, частота повторения импульсов должна быть достаточно большой, чтобы за время облучения цели на нее попадало не менее 5-10 импульсов.

4. Импульсная мощность. Мощностью в импульсе Ри называется мощность, развиваемая ПРД РЛС во время излучения радиоимпульса.Мощность импульсов Ри для увеличения дальности обнаружения следует брать больше. Однако, большее значение Ри импульсной мощности требует применения громоздкого ПРД и модулятора, а также связано с опасностью пробоя в антенно-фидерной системе станции

5. Реальная чувствительность.

Под реальной чувствительностью понимают такую минимальную мощность при входе ПРМ, которая превышает мощность собственных шумов ПРМ, приведенных к его выходу Рвх, в определенное число раз Кр:Реальная чувствительность современных ПРМ РЛС = 10 вт = Рвх прм min . Дальнейшее увеличение чувствительности предполагается за счет применения малошумящих УВЧ с использованием ЛБВ, параметрических и молекулярных усилителей.

Источник

РЛС AN/APG-66 со средней частотой повторения импульсов

thumb up

thumb down

edit 16

46

muxel

Энтузиаст реактивного движения

РЛС AN/APG-66 со средней частотой повторения импульсов

У.X.ЛОНГ III,член ИИЭР; К.Э.ХАРРИГЕР, старший член ИИЭР

Рассматривается применение режима средних частот повторения импульсов (СЧП) в импульсно-доплеровской многофункциональной РЛС AN/APG-66, которая устанавливается на самолете F-16A/B для управления бортовым вооружением. В настоящее время эта РЛС производится серийно К январю 1984 г выпущено более 1700 станций. Рассмотрены также особенности применения трех видов частот повторения импульсов (ЧПЙ) высоких, низких и средних Установлено, что в самолетных РЛС, предназначенных для наблюдения в нижней полусфере (наблюдение («вниз»), применение средних ЧПИ наиболее эффективно Изложены принципы выбора передатчика с высокой или низкой импульсной мощностью Выяснилось, что в тех случаях, когда применяются только средние ЧПИ, передатчик с высокой импульсной мощностью обеспечивает более высокие тактико-технические показатели Анализируются принципы выбора ЧПИ и влияние мешающих отражений, принимаемых по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны Кратко описано конструктивное выполнение РЛ6 AN/APG-66. Радиолокационная станция AN/APG-66 и, в частности, ее режим СЧП прошли интенсивную проверку в рабочих условиях с хорошими результатами. Эта РЛС по своим показателям соответствует заданным требованиям, а в ряде случаев и превышает их Надежность РЛС в условиях эксплуатации оказалась высокой Например, за 1983 г средняя наработка на отказ составила 102,9 ч при времени работы РЛС на двух действующих базах ВВС США 64 204 ч

Самолетная многофункциональная РЛС AN/APG-66 системы управления вооружением многоцелевого рстребителя F-16A/B, выпущенного фирмой General Dynamics, Форт-Уорт, шт. Техас, при поддержке ВВС США, разработана Центром оборонных и электронных систем фирмы Westinghouse, Балтимор, шт. Мэриленд. Эта РЛС сконструирована по модульному принципу для повышения надежности и ремонтопригодности. Ее можно считать уникальной в силу двух особенностей. Во-первых, это первая РЛС системы управления вооружением, проектирование которой велось исходя из заранее заданной стоимости изделия. Во-вторых, это первая серийная РЛС, рассчитанная и оптимизированная на импульсные сигналы со средними частотами повторения (СЧП). Можно считать, что эта РЛС ведет свое начало с 1971 г., когда руководство фирмы Westinghouse приняло решение направить усилия в первую очередь на создание семейства РЛС комплекса управления вооружением, недорогих в производстве, но имеющих высокие тактические показатели. Разработка семейства РЛС фирмы Westinghouse, получившего обозначение WX, позволило создать технику, которую фирма смогла предложить для установки на истребителе воздушного боя фирмы General Dynamics, в своем современном варианте известный как F-16A/B. Первые серийные РЛС поступили на вооружение ВВС в июне 1973 г., а к январю 1984 г. было выпущено уже более 1700 таких радиолокационных станций. В производстве этой РЛС принимают участие фирмы ряда стран. Так, отдельные ее узлы выпускаются бельгийскими, голландскими, датскими и норвежскими фирмами.

В статье основное внимание уделено рассмотрению применяемого в РЛС AN/APG-66 режима наблюдения «вниз» при СЧП. Кратко описаны и другие peжим^ РЛС, а также изложены некоторые вопросы выбора параметров РЛС, обусловивших применение AN/APG-66 режима СЧП. Рассмотрены особенност работы РЛС при высокой, низкой и средней частота повторения импульсов; факторы, определяющие вы бор высокой или низкой импульсной мощности передатчика РЛС; выбор количества ЧПИ; влияние мешающих отражений (МО), принимаемых по боковым лепесткам диаграммы направленности (ДН) антенны. В заключение кратко описано конструктивное выполнение РЛС AN/APG-66 и ее основные сменные блоки.

ОПИСАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ РЛС

В РЛС AN/APG-66 предусмотрено 10 режимов работы, которые кратко описаны ниже.

Режимы «воздух — воздух»

— Наблюдение «вниз» — когерентный режим импульсно-доплеровской РЛС со средними ЧПИ, который используется для обнаружения низколетящих воздушных целей при наличии мешающих отражений, принимаемых по главному лучу диаграммы направленности антенны РЛС.

— Наблюдение «вверх» — когерентный режим с низкой ЧПИ, который используется для обнаружения воздушных целей в отсутствие мешающих отражений.

— Режим ближнего воздушного боя — режим автоматического «захвата» цели на автоматическое сопровождение. Этот режим позволяет обеспечить быстрый захват цели без участия оператора.

— Автоматическое сопровождение целей — подрежим, в который РЛС переключается из любого из рассмотренных трех режимов поиска, когда цель уже обнаружена.

Режимы «воздух — поверхность»

— Обзор поверхности земли реальным лучом ДН. Некогерентный режим РЛС с быстрой перестройкой рабочей частоты, предназначенный для картографирования земной поверхности, т. е. для получения радиолокационного изображения поверхности. Используется для распознавания и определения местоположения наземных целей, а также для коррекции инерци-альной навигационной системы самолета по радиолокационным ориентирам.

— Обзор поверхности при доплеровском «обострении» ДН антенны. Режим картографирования земной поверхности с доплеровской обработкой сигналов для повышения разрешающей способности по азимуту по сравнению с разрешением при использовании реального луча ДН антенны.

— Обзор морской поверхности I (море-I). Некогерентный режим с быстрой перестройкой рабочей частоты, который используется для обнаружения кораблей при наличии умеренных МО от поверхности моря.

— Обзор морской поверхности II (море-II). Когерентный режим с селекцией движущихся целей (СДЦ). Позволяет обнаруживать движущиеся корабли при наличии сильных МО от поверхности моря.

— Измерение дальности до поверхности Земли. Точное измерение расстояния до поверхности Земли в направлении радиолокационной линии визирования точки на поверхности Земли, задаваемой устройством наведения линии визирования по угловым координатам.

— Режим радиолокационного маяка. Режим, когда РЛС может запрашивать наземные радиолокационные маяки ^-диапазона и получать сигнал ответчика, в том числе кодированный. Этот режим может быть использован и в варианте «воздух — воздух», например для поиска и встречи с самолетами-топливозаправщиками.

Режим наблюдения «вниз»

Режим наблюдения «вниз» — это когерентный режим импульсно-доплеровской РЛС со средними ЧПИ, который предназначен для обнаружения в нижней полусфере малоразмерных низколетящих воздушных целей на фоне сильных МО от земной поверхности. При наблюдении «вниз» подавляются и не индицируются сигналы медленно движущихся наземных целей (имеющих скорость движения менее 100 км/ч), а также сигналы крупных изолированных целей, попадающих в область боковых лепестков ДН антенны РЛС. В этом режиме обнаруживаются цели под любым ракурсом, за исключением небольшого сектора в области курсового угла 90° (по направлению, перпендикулярному к вектору скорости цели). Для обеспечения обнаружения целей при всех возможных значениях доплеровских частот и расстояний до цели применяется восемь значений ЧПИ за время облучения цели. При этом по крайней мере на трех ЧПИ обеспечивается обнаружение целей. Для уменьшения числа ложных отметок на экране индикатора РЛС даже в условиях действия сильных МО применяется адаптивная регулировка порогового уровня при обнаружении целей.

Мешающие отражения, приходящие к РЛС по главному лепестку ДН антенны, существеЯно подавляются трехимпульсной системой череспериодной компенсации (ЧПК) сигналов. Выходные сигналы ЧПК подаются на устройство доплеровской фильтрации, выполняемой с использованием 64-точечного алгоритма быстрого преобразования Фурье (БПФ). На корреляторы измеряемых дальностей подаются выходные сигналы только тех фильтров, которые находятся вне пределов ±100 км/ч относительно составляющей доплеровской частоты МО для главного луча ДН. Для определения порогов обнаружения применяется устройство поддержания постоянной частоты ложных тревог, т. е. устройство автоматической регулировки порога — АРП (constant fabe-alarm rate — CFAR) — с усреднением по элементам разрешения. Данное устройство обеспечивает невосприимчивость устройств обнаружения к ложным сигналам, появляющимся при приеме МО по боковым лепесткам ДН антенны. Помехи, принимаемые по боковым лепесткам ДН, проходят через устройство АРП, но подавляются коррелятором дальностей, где предварительно выполняется проверка амплитудных соотношений до осуществления окончательных корреляционных преобразований дальностей. Сигналы целей, удовлетворяющие критериям корреляционных соотношений, поступают на ЭВМ для определения усредненных (сглаженных) значений угловых координа’т и дальности и затем подаются на индикатор.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ

Радиолокационная станция AN/APG-66 является первой серийной РЛС для управления бортовым вооружением, где применяются оптимальные импульсные сигналы со средними ЧПИ. Это означает, что ЧПИ, высокая импульсная мощность излучения и малые по длительности импульсы выбраны такими, чтобы обеспечить максимальную дальность обнаружения целей в условиях действия сильных МО от земной поверхности при сохранении малой частоты ложных тревог. Ниже мы рассмотрим соображения, которые привели к выбору режима со средней частотой повторения импульсов (СЧП) в РЛС типа AN/APG-66. Говоря конкретно, мы остановимся на выборе вида сигналов (типа применяемых импульсных последовательностей), выборе конкретных значений ЧПИ, сравнении достоинств высокой и низкой импульсных мощностей передатчика РЛС и на ряде вопросов, связанных с подавлением МО, принимаемых по боковым лепесткам ДН антенны.

Выбор вида сигналов

При выборе вида сигналов, применяемых в РЛС, необходимо в первую очередь принять решение о частоте повторения импульсов. В общем по ЧПИ радиолокационные системы можно разделить на три класса: РЛС с низкой, высокой и средней ЧПИ. Системы с низкими ЧПИ (НЧП) характеризуются однозначным измерением расстояний до целей и мешающих отражателей, однако скорости соответствующих объектов измеряются с неоднозначностью. Для систем с высокими ЧПИ (ВЧП) характерны наличие диапазона однозначного измерения доплеровских частот и неоднозначности по дальности. Системы со средними ЧПИ (СЧП) имеют неоднозначность как по дальности, так и по доплеровским частотам во всем диапазоне измерения этих параметров. Здесь однозначное измерение расстояний означает, что расстояния до цели или до мешающих отражателей могут быть определены путем простого однократного измерения времени задержки сигнала в пределах одного периода повторения импульсов (при одном значении ЧПИ) в отличие от способа измерения путем сравнения результатов определения времени задержки при многих ЧПИ. Аналогично однозначная доплеровская частота соответствует определению скорости цели по непосредственно измеренной величине доплеровской частоты. Рис. 1 иллюстрирует особенности сигналов для указанных трех типов ЧПИ во временной (по дальности) и в частотной (по доплеровским частотам) областях.

Очевидно, однако, что имеются случаи, когда ЧПИ трудно отнести к какому-либо одному из указанных трех типов. Например, в ряде режимов «воздух — поверхность» в РЛС могут применяться такие ЧПИ, когда обеспечивается однозначность как по дальности,так и по доплеровской частоте. В данной статье такие случаи рассматриваться не будут.

Ниже описываются некоторые достоинства и недостатки каждого из типов ЧПИ, применяемых в самолетных РЛС в режимах наблюдения «вниз». Более детальное рассмотрение типов ЧПИ можно найти в [1].

Низкие ЧПИ. Принципиальным достоинством РЛС с низкими ЧПИ является возможность отделения мешающих объектов от целей на основе селекции по дальности. Например, мешающие отражения от зоны дождя, занимающей интервал дальности в несколько километров, не будут мешать наблюдению тех целей, которые не находятся непосредственно в этой зоне дождя. При применении же РЛС с ВЧП или СЧП мешающие отражения от указанной зоны дождя могут создать помехи обнаружению целей во всем диапазоне однозначной дальности.

Второй особенностью РЛС с НЧП является то, что в них не требуется выполнять коррелирования сигналов по дальности, так как расстояния определяются однозначно по самому принципу определения дальностей в РЛС с НЧП. Эта особенность НЧП объясняет и отсутствие ложных целей в таких РЛС. В системах с неоднозначным измерением расстояний наличие одновременно нескольких целей в зоне наблюдения может привести к ложным показаниям коррелятора дальности и к появлению, таким образом, ложных целей. В РЛС с НЧП отсутствует, как отмечалось, неоднозначность при измерении расстояний и, следовательно, не возникают ложные цели.

Третьим достоинством РЛС с НЧП является возможность введения в приемный канал устройств временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ), которые позволяют изменять чувствительность в зависимости от расстояния или от времени. Устройство ВАРУ позволяет подавлять сигналы мешающих отражателей, расположенных на малых дальностях в области приема по боковым лепесткам ДН антенны. Чувствительность приема сигналов, приходящих от удаленных целей, при этом не уменьшается. В системах с неоднозначным измерением расстояний применять устройства ВАРУ не представляется возможным, так как будут подавляться и ближние МО, и сигналы представляющих интерес удаленных целей. Как следствие системы с НЧП предъявляют менее жесткие требования к уровню боковых лепестко.в ДН антенны РЛС, так как МО, принимаемые по боковым лепесткам, могут быть подавлены устройством ВАРУ.

К недостаткам РЛС с НЧП относится сравнительно малый диапазон частот доплеровской селекции целей, что видно из рис. 2, где приведен спектр доплеров-ских частот сигналов при НЧП. В РЛС сигналы МО, принимаемые по главному лучу ДН (по линии визирования), путем гетеродинирования переносятся на нулевую частоту (для упрощения системы). Следовательно, все наблюдаемые доплеровские частоты сигналов целей или МО, принимаемых по боковым лепесткам, расположены по оси частот правее нулевой частоты, иными словами, доплеровские частоты принимаемых сигналов наблюдаются как бы с помощью неподвижной РЛС, носитель которой фиксирован в пространстве (имеет нулевую скорость).

apg 66 ris02

В самолетных обзорных РЛС при выборе полосы режекции по доплеровским частотам (см. рис. 2) критерием служит главным образом возможность подавления медленно движущихся наземных целей, а не режекция всей области МО, принимаемых по главному лучу ДН антенны. Это объясняется тем, что для подавления медленно движущихся наземных целей требуется более широкая полоса режекции. Дело в том, что при обнаружении воздушных целей бортовыми РЛС в режиме наблюдения «вниз» возможно появление большого количества и наземных движущихся целей на экранах индикаторов РЛС, что вводит в заблуждение оператора и затрудняет обнаружение и распознавание низколетящих воздушных целей.

Типовое значение полосы режекции по скорости движения наземных целей равно ±100 км/ч (относительно земной поверхности). Это соответствует полосе режекции по доплеровской частоте ±1870 Гц по отношению к центральной частоте МО, принимаемых по главному лучу ДН (для РЛС Х-диапазона). Обычно при такой полосе режекции почти всегда подавляются и МО по главному лучу, исключение, быть может, составляют лишь случаи, когда самолет-носитель РЛС летит со сверхзвуковой скоростью и при больших углах наблюдения целей по азимуту.

Если считать, что полоса режекции по доплеровским частотам должна составлять ±1870 Гц, то область спектра доплеровских частот в пределах участка 3740 Гц между спектральными составляющими ЧПИ окажется закрытой («слепой») для доплеровских частот ряда целей, представляющих интерес. Так как типовые значения низких ЧПИ лежат в пределах от 1000 до 4000 Гц (в зависимости от требуемой максимальной дальности наблюдения целей), то по существу не остается участка в области доплеровскнх частот, который можно было бы использовать для обнаружения воздушных целей. Мы опять-таки считаем, что РЛС работает в Х-диапазоне.

Итак, оказывается, что, хотя РЛС с НЧП обеспечивает точное однозначное измерение расстояний до целей без возникновения ложных отметок, располагаемый участок в спектре доплеровских частот (за вычетом зоны режекции МО и (или) наземных движущихся целей), который можно было бы использовать для обнаружения воздушных целей в режиме наблюдения «вниз», обычно слишком мал.

Высокие ЧПИ. При применении сигналов с ВЧП обнаружение целей, доплеровские частоты которых находятся в зоне спектра, свободной от МО по боковым лепесткам, осуществляется по существу на фоне только внутренних шумоа, а не на фоне МО даже при полете на малых высотах. Это иллюстрирует рис. 3, где показан спектр доплеровских частот при ВЧП. Для упрощения картины спектр показан после преобразования высокой частоты вниз, но без введения отслеживания частоты МО.

Источник

Справочник по обустройству дома и дачи
Adblock
detector