CC BY
90
УДК 621.396.96
ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА ПОЛУАКТИВНОЙ РАДИОЛОКАЦИИ С ПОДСВЕТОМ РЛС ЗАГОРИЗОНТНОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ДЛЯ СОПРОВОЖДЕНИЯ МАЛОВЫСОТНЫХ ВОЗДУШНЫХ ОБЪЕКТОВ
Куликов Виктор Николаевич
заведующий отделом ЗАО «НИИ «Центрпрограммсистем», кандидат технических наук, доцент
Шароглазов Вадим Борисович
заместитель командира радиотехнического полка в/ч 17646, г. Санкт - Петербург
Попов Павел Георгиевич
профессор кафедры математики и вычислительной техники Тверской государственной сельскохозяйственной академии, научный консультант ФГУП "ЦНИИ "Центр", доктор технических наук, профессор
Статья доказывает тот факт, что для определения координат маловысотного воздушного объекта возможно применение метода полуактивной радиолокации, причем в качестве источника излучения радиоволн КВ диапазона возможно и целесообразно применять не только станции телевизионного и радиовещания, но и сеть развернутых стационарных РЛС ЗГО.
Ключевые слова
• маловысотный воздушный объект, •сеть развернутых стационарных РЛС,
• радиоволны,
• координаты
Kulikov, Viktor Nikolaevich - head of Department scientific research Institute "Tsentrprogrammsistem", candidate of technical sciences, associate professor
Sharoglazov Vadim Borisovich - deputy commander of radio-technical regiment 17646, St. Petersburg
Popov Pavel Georgievich - professor Department of mathematics and computing the Tver state agricultural Academy,
scientific consultant Central Shipbuilding Research Institute "Center", doctor of technical sciences, professor
To assess the possibility of using the method of semi-active radar with illumination radar horizon detection for support of low-altitude aerial objects
The article proves the fact that to determine the coordinates low-altitude air facility may use the method of semi-active radar, and as a source of radiation of radio waves HF band is possible and advisable to use not only the station's television and radio broadcasting, but also a network of deployed stationary radar.
Keywords
• low-altitude aerial object
• network deployed stationary radar
• radio waves,
• coordinates
На сегодняшний день парк авиационной техники существенно пополнился летательными аппаратами, использующими для полета преимущественно малые высоты. Спектр решаемых задач маловысотной авиационной техникой может быть достаточно широк: от «законных» (перевозка пассажиров и доставка мелких легальных грузов) до «незаконных»(использование в террористических целях и доставка нелегальных грузов). Опыт последних локальных конфликтов в Европе выявил общую тенденцию широкого применения в массированных ракетно - авиационных ударах на первоначальных этапах крылатых ракет, а также действия тактической авиации на малых и предельно малых высотах. В связи с этим становится актуальным вопрос мониторинга воздушного пространства с целью обнару-
жения и сопровождения маловысотных воздушных объектов. К маловысотным воздушным объектам (МВО) в данной статье будем относить объекты, движущиеся в воздушном пространстве на высоте до 4000 метров.
Стоит заметить, что основными методами обнаружения и сопровождения воздушных объектов (ВО), в том числе и маловысотных, в настоящее время являются методы активной локации. Из-за ряда ограничений (технических, физико - географических), а в РЛС военного назначения, прежде всего, по помехозащищенности современные радиотехнические средства активной локации не дают возможности стопроцентного обнаружения МВО даже в пространстве, ограниченном по дальности дальностью «прямой видимости». Поэтому для решения вопроса обнаружения и сопровождения МВО в комплексе, необходима разработка принципиально новых или развитие известных малоизученных методов. Одним из известных и изучаемых методов обнаружения и сопровождения ВО является метод полуактивной радиолокации коротковолнового (КВ) диапазона.
В основу полуактивной радиолокации коротковолнового диапазона положена возможность получения информации о местонахождении ВО, пересекающего поле «подсвета», формируемого источниками излучения радиоволн КВ диапазона. К радиоволнам КВ диапазона относятся радиоволны с частотой от 3 МГц (длина волны 100 м) до 30 МГц (длина волны 10 метров), иначе «декаметровые» волны.
Одним из главных достоинств использования «декаметровых» волн является физика их распространения. За счет скольжения в ионосфере (одно-скачковое распространение) возможно обеспечить поле подсвета на дальность
до 3500 - 4000 км (ограничено возможным углом падения на ионосферу из-за сферичности Земли), а при многократном переотражении от ионосферы и от поверхности Земли (многоскачковое распространение) и более 4000 км1,2.
Также существенным преимуществом использования коротковолнового диапазона является большое значение эффективной отражающей поверхности (ЭОП) воздушных объектов, так как рассеяние радиоволн происходит в квазирезонансной области, когда геометрические размеры цели соизмеримы длиной волны. Резонансная область рассеяния является наиболее благоприятной для обнаружения воздушных объектов, поскольку ЭОП может возрастать на порядок, а при обнаружении продольно ориентированных воздушных объектов - на два порядка по сравнению со значениями ЭОП в УКВ диапазоне радиоволн3. Данное преимущество очень важно для применения радиоволн КВ диапазона в радиотехнических средствах военного назначения, поскольку предпринимаемые меры в зарубежных странах по снижению ЭОП воздушных объектов в соответствии с технологией «СТЕЛС» (малоотражающие формы, противора-диолокационные покрытия, встроенные системы подвески оружия) в КВ диапазоне малоэффективны.
В качестве источников волн КВ-диапазона для формирования поля подсвета воздушных объектов можно использовать станции телевизионного вещания, радиостанции, а также радиотехнические средства военного и гражданского назначения, в первую очередь, радиолокационные станции загоризонт-ного обнаружения (РЛС ЗГО).
В ряде стран проводятся исследования обнаружения и сопровождения воздушных объектов, используя в качестве
подсвета сигналы передатчиков телевизионных станций и радиостанций. Например, в Украине4, подсвечивая сигналами связных станций коротковолнового диапазона турбореактивных самолетов типа АН-74-ТК200 и турбо-вентиляторых самолетов типа АН-140, с целью исследования возможности их обнаружения были выявлены и проанализированы спектры сигналов несущей частоты радиостанции и доплеровской добавки (смещения) на линию корпуса самолета. Из полученных соотношений сигнал - шум были сделаны выводы о достаточно надежном обнаружении воздушного объекта на удалениях до 100 км, а при подавлении прямого сигнала радиостанции на 40 дБ возможно обнаружение на удалениях и более 100 км.
Российские ученые в вопросах обнаружения и сопровождения воздушных объектов, используя поле подсвета КВ диапазона, продвинулись дальше. Например, решена задача получения информации одновременно о трех параметрах эхо - сигнала от воздушного объекта: о доплеровском смещении частоты, о пеленге, о разнице задержек между эхо - сигналом от воздушного объекта и прямым сигналом «подсвета», которые в сочетании с информацией о координатах источника «подсвета» достаточны для построения траектории движения воздушного объекта5.
В качестве источников «подсвета» использовались сигналы РЛС загори-зонтного обнаружения (РЛС ЗГО), расположенной на Кипре на удалении от пункта приема сигналов на 2500 км. В отличии от исследований в Украине, в качестве приемной антенны использовался не «всенаправленный» диполь с эффективной высотой порядка 40 см, а восьмиэлементная кольцевая фазированная антенная решетка (ФАР) вертикальной поляризации с восьми-
канальным цифровым приемником прямого усиления, имеющим в составе GPS приемник для синхронизации по времени и опорной частоте цифрового КВ приемника. Отношение диаметра кольцевой ФАР к рабочей длине волны радиостанции составляло порядка 0,78. Компенсацию прямых сигналов от радиостанций производили вибраторами кольцевой ФАР. При этом разница между принятыми прямыми сигналами от радиостанций и от воздушного объекта составила 40 дБ. Разность мощности радиостанций привела к разному количеству треков от воздушного объекта: чем больше мощность, тем больше треков было получено. А это, в свою очередь, позволило получить относительную задержку эхо - сигналов.
Используя сигналы РЛС ЗГО, после первичной обработки были получены долгота и широта ВО. При сравнении координат ВО с эталонными данными, полученными от районного центра ОВД, после пересчета были выявлены среднеквадратические ошибки (СКО): по азимуту - несколько градусов, по дальности - несколько километров. Работы по определению угла места воздушного объекта еще ведутся.
Таким образом, проведенный анализ показал, что для определения координат маловысотного воздушного
объекта возможно применение метода полуактивной радиолокации, причем в качестве источника излучения радиоволн КВ диапазона возможно и целесообразно применять не только станции телевизионного и радиовещания, использование которых объективно нужно рассматривать только в мирное время, но и сеть развернутых стационарных РЛС ЗГО. Интерес к данному направлению практически во всех развитых странах мира указывает на перспективность дальнейшего развития применения метода полуактивной локации для обнаружения и сопровождения воздушных объектов.
Литература
1. Физическая энциклопедия/А.М. Прохоров.-М.: Большая Российская энциклопедия 1994.
2. Долуханов М.П. Распространение радиоволн.- 4-е изд.- М.: Связь, 1972.
3. Системотехнические основы построения вооружения радиотехнических войск/ В.П. Бер-дышев.- Тверь: ВА ВКО, 2007.
4. Луценко И.В., Попов И.В., Луценко В.И. Бистатическая РЛС с подсветкой ионосферными сигналами связных станций КВ диапазона. Радиофизика и электроника// ИРЭ НАН Украины.- Харьков, 2006.
5. Ткачев Г.Н., Готовчиц И.В., Крылов Б.Н. Результаты исследований по проблеме полуактивной радиолокации в диапазоне коротких волн// Труды IV Всероссийской конференции «Радиолокация и радиосвязь» ИРЭ РАН России.- Москва, 2010.
