Научная статья на тему 'ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ И БАЗОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ СРЕДСТВ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ РАЗВЕДКИ СО СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫМИ СИГНАЛАМИ'

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ И БАЗОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ СРЕДСТВ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ РАЗВЕДКИ СО СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫМИ СИГНАЛАМИ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
471
135
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ / УЗКОПОЛОСНЫЙ СИГНАЛ / СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫЙ СИГНАЛ / ДИАПАЗОН ЧАСТОТ / КОНТРОЛЬ ВОЗДУШНОГО ПРОСТРАНСТВА / КАРТОГРАФИРОВАНИЕ / ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОЛЕТА / ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОСАДКИ / RADAR STATION / NARROWBAND SIGNAL / ULTRA-WIDEBAND SIGNAL / FREQUENCY RANGE / AIRSPACE MONITORING / MAPPING / FLIGHT SUPPORT / LANDING SUPPORT

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Разиньков Сергей Николаевич, Никитин Олег Геннадьевич, Житенев Олег Сергеевич

Определены и проанализированы основные направления и базовые технологии создания средств радиолокационной разведки со сверхширокополосными сигналами. Исследованы возможности применения сверхширокополосных радиолокационных станций в системах контроля воздушного пространства, комплексах обзора и картографирования земной поверхности, обеспечения полета и посадки летательных аппаратов. Показано, что при использовании сверхширокополосных сигналов повышается эффективность обнаружения, распознавания, измерения координат и параметров движения объектов за счет комплексного анализа их отражательных свойств в диапазоне частот, парирующем меры по противорадиолокационной маскировке и снижению радиолокационной заметности, а также реализации действенных способов селекции источников помех и ложных целей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Разиньков Сергей Николаевич, Никитин Олег Геннадьевич, Житенев Олег Сергеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

MAIN AREAS AND BASIC TECHNOLOGIES FOR DEVELOPING RADAR RECONNAISSANCE MEANS WITH ULTRA-WIDEBAND SIGNALS

The main areas and basic technologies for developing radar reconnaissance means with ultra-wide band signals are determined and analysed. The possibilities of using ultra-wideband radar stations in airspace control systems, complexes of survey and mapping of the land surface, providing flying and landing aircraft are investigated. It is shown that using ultra-wideband signals increases the efficiency of detecting, recognising, measuring the coordinates and parameters of the motion of objects due to a complex analysis of their reflective properties in the frequency range, parrying measures for anti-radar concealment and reducing radar visibility, and implementing effective methods for selecting sources of interference and false targets.

Текст научной работы на тему «ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ И БАЗОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ СРЕДСТВ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ РАЗВЕДКИ СО СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫМИ СИГНАЛАМИ»

ТЕХНИКА И ВООРУЖЕНИЕ

Основные направления развития и базовые технологии создания средств радиолокационной разведки со сверхширокополосными

сигналами

Подполковник СЛ. РАЗИНЬКОВ, доктор физико-математических наук

Подполковник О.Г. НИКИТИН, кандидат технических наук

Полковник О.С. ЖИТЕНЕВ, кандидат экономических наук

АННОТАЦИЯ. Определены и проанализированы основные направления и базовые технологии создания средств радиолокационной разведки со сверхширокополосными сигналами. Исследованы возможности применения сверхширокополосных радиолокационных станций в системах контроля воздушного пространства, комплексах обзора и картографирования земной поверхности, обеспечения полета и посадки летательных аппаратов. Показано, что при использовании сверхширокополосных сигналов повышается эффективность обнаружения, распознавания, измерения координат и параметров движения объектов за счет комплексного анализа их отражательных свойств в диапазоне частот, парирующем меры по противорадиолокационной маскировке и снижению радиолокационной заметности, а также реализации действенных способов селекции источников помех и ложных целей.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: радиолокационная станция, узкополосный сигнал, сверхширокополосный сигнал, диапазон частот, контроль воздушного пространства, картографирование, обеспечение полета, обеспечение посадки.

SUMMARY. The main areas and basic technologies for developing radar reconnaissance means with ultra-wide band signals are determined and analysed. The possibilities of using ultra-wideband radar stations in airspace control systems, complexes of survey and mapping of the land surface, providing flying and landing aircraft are investigated. It is shown that using ultra-wideband signals increases the efficiency of detecting, recognising, measuring the coordinates and parameters of the motion of objects due to a complex analysis of their reflective properties in the frequency range, parrying measures for anti-radar concealment and reducing radar visibility, and implementing effective methods for selecting sources of interference and false targets.

KEYWORDS: radar station, narrowband signal, ultra-wideband signal, frequency range, airspace monitoring, mapping, flight support, landing support.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ способов ведения вооруженной борьбы характеризуется, с одной стороны, наращиванием информационных возможностей систем разведки и управления высокоточным оружием для эффективного поражения противника, а с другой — применением качественно новых мер противодействия разведывательно-ударным системам в интересах недопущения ущерба своим войскам и объектам. К числу таких мер следует отнести маскировку образцов вооружения, военной и специальной техники (ВВСТ) активными помехами и снижение их радиолокационной заметности с использованием радиопо-глощающих материалов и покрытий с адаптивно изменяющимися отражательными свойствами.

Анализ передовых достижений в области маскировки и снижения заметности1 позволяет сделать вывод о том, что традиционные узкополосные (УП) радиолокационные станции (PJIC) с сигналами, занимающими полосы частот не более 10 МГц, не обеспечивают эффективного обнаружения, распознавания и оценивания координат и параметров движения целей, а также организации следящих измерений и наведения средств поражения. Ввиду того что достигнутые в настоящее время минимальные уровни фоновой контрастности объектов ВВСТ близки к предельным значениям, традиционные способы наращивания объема и повышения качества радиолокационной информации за счет увеличения энергетического потенциала радиоканала, чувствительности приемника и размеров антенной системы, как правило, не приводят к существенному приросту эффективности радиолокационной разведки. Так, для увеличения дальности действия PJIC в 2 раза требуется увеличить энергию излучения или чувствительность приемного устройства в 16 раз, а размеры антенны — в 4 раза. При этом радиолокаторы с большой мощностью сигналов обнаруживаются и пеленгуются средствами радиотехнической разведки противника, что позволяет осуществлять их радиоподавление помехами с рационально выбранными энергетическими и пространственно-временными характеристиками; повышение чувствительности сопровождается ухудшением помехозащищенности, а увеличение размеров антенны способствует возрастанию радиолокационной заметности PJIC.

В данной связи Управлением перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США DARPA (Defense Advanced Research Project Agency) активно инициируются разработки высокоинформативных помехозащищенных PJIC со сверхширокополосными (СШП) сигналами.

Согласно решению Федеральной комиссии связи США, к классу СШП радиоэлектронных средств относятся2:

средства, у которых разность между граничными частотами рабочего диапазона превышает 500 МГц;

средства, у которых диапазон рабочих частот превышает 50 % от значения центральной частоты.

Исходя из потребностей совершенствования радиоэлектронно-информационного обеспечения систем и комплексов военного назначения и необходимости решения проблемных вопросов повышения достоверности и полноты радиолокационной информации, добываемой в сложной фоно-целевой и сигнально-помеховой обстановке, можно утверждать, что основные направления развития СШП PJ1C ориентированы на разработку трех видов образцов техники:

наземные PJIC обнаружения и сопровождения баллистических и аэродинамических целей в системах контроля воздушного пространства; самолетные PJIC обзора и картографирования земной поверхности; бортовые PJIC обеспечения полета и посадки низкоскоростных летательных аппаратов.

В системах контроля воздушного пространства PJIC со СШП сигналами, по мнению авторов, целесообразно применять при выполнении следующих задач:

обнаружение, распознавание, определение координат, траекторий и параметров движения объектов, оснащенных средствами противоради-олокационной маскировки и снижения радиолокационной заметности;

1 Львова Л.А. Радиолокационная заметность летательных аппаратов. Снежинок: РФЯЦ ВНИИТФ, 2003.

2Беличенко В.П., Буянов Ю.И., Кошелев В.И. Сверхширокополосные импульсные радиосистемы / под ред. В.И. Кошелева. Новосибирск: Наука, 2015.

идентификация групповых целей и разрешение объектов в группе; определение линейных размеров целей в интересах выявления наиболее уязвимых областей для наведения оружия;

поиск и трассовое сопровождение малоразмерных целей, совершающих полет на малых высотах, при маскировке информационных радиолокационных сигналов отражениями от подстилающей поверхности; распознавание ложных целей и радиолокационных ловушек. Использование СШП сигналов в РЛС обзора и картографирования земной поверхности главным образом продиктовано двумя обстоятельствами:

потребностями улучшения селекции движущихся целей; необходимостью защиты от непреднамеренных помех, формируемых при отражении радиолокационных сигналов от неоднородностей рельефа контролируемой местности, а также организованных помех, создаваемых средствами радиоэлектронной борьбы.

Следует отметить, что за счет использования СШП сигналов в бортовых РЛС обеспечения полета и посадки низкоскоростных летательных аппаратов расширяются возможности выявления преград на маршрутах полета и распознавания рельефа при выборе места посадки для снижения рисков аварий.

В целом проведенный анализ позволяет отразить основные аспекты, определяющие рост полноты и достоверности информации, добываемой СШП РЛС, относительно уровня, достижимого для УП радиолокаторов, в виде сравнительных оценок эффективности выполнения задач, приведенных на рисунке.

По нашему мнению, принципиально более высокие показатели эффективности СШП РЛС по обнаружению, распознаванию, определению координат и параметров движения объектов в системах контроля воздушного пространства достигаются за счет комплексной обработки сигналов на множестве частот рабочего диапазона. Значительное соотношение граничных частот диапазона позволяет в широких пределах осуществлять перестройку рабочих частот радиолокационных сигналов, выбирая те поддиапазоны частот, где отражательные свойства целей проявляются наиболее интенсивно, а средства противорадиолокацион-ной маскировки и снижения радиолокационной заметности не могут применяться (в частности, ввиду ограничений на массогабаритные характеристики) или имеют недостаточную эффективность. Анализ отражательных свойств объектов на множестве частот расширяет перечень демаскирующих признаков относительно набора, выявляемого УП РЛС. Увеличение числа демаскирующих признаков создает предпосылки для более детального сопоставления их с эталонными описаниями, повышая тем самым надежность распознавания, а также позволяет парировать пропуски информационных сигналов на отдельных частотах в различные моменты времени, что уменьшает вероятность срыва радиолокационного наблюдения и погрешности определения параметров движения объектов.

Таким образом, при использовании в РЛС систем контроля воздушного пространства СШП сигналов сокращается число ложных тревог при обнаружении и возрастает количество правильно распознанных и своевременно захваченных на сопровождение целей, что в конечном итоге позволяет:

во-первых, повысить точность наведения управляемого оружия; во-вторых, снизить риски поражения своих летательных аппаратов. При обработке радиолокационной информации в диапазоне рабочих частот достигается высокая разрешающая способность РЛС (до 0,3 м), позволяющая выявлять отдельные элементы («блестящие точки») на

РЛС

Эффективность выполнения задачи

УП сигналы

Низкая степень распознавания ложных целей и радиолокационных ловушек

Наземные РЛС обнаружения и сопровождения баллистических и аэродинамических целей в системах контроля воздушного пространства

Самолетные РЛС обзора и картографирования земной поверхности

Бортовые РЛС обеспечения полета и посадки низкоскоростных летательных аппаратов

Низкая вероятность обнаружения, распознавания, определения координат, траекторий и параметров движения объектов со средствами противорадиолокационной маскировки и снижения радиолокационной _заметности_

Ограниченные возможности по идентификации групповых целей и разрешения объектов в группе

Отсутствие возможностей

определения линейных размеров целей в интересах выявления наиболее уязвимых областей для наведения оружия

Низкая вероятность поиска и устойчивого трассового сопровождения целей при полетах на малых высотах вследствие маскировки фоновыми отражениями

Ограниченные возможности по селекции движущихся целей

Низкая защищенность РЛС

от непреднамеренных (фоновых) и преднамеренных (организованных) помех

Невозможность выявления препятствий, создающих

аварийные ситуации, на маршруте полета и при посадке на местности со сложным рельефом

СШП сигналы

Повышение степени распознавания ложных целей и радиолокационных ловушек V \ за счет выявления отражающих/ / элементов в диапазоне частот

Повышение вероятности обнаружения и распознавания целей за счет обработки отраженных сигналов в диапазонах частот, где меры противорадиолокационной маскировки и снижения радиолокационной заметности имеют низкую эффективность

Наращивание возможностей идентификации групповых целей и разрешения объектов в группе за счет стабилизации положений энергетических центров отраженных сигналов и выявления отдельных элементов с различными отражательными свойствами

Возможности оценки линейных размеров объектов за счет оценку взаимного расположения элементов с различными отражательными свойствами и достижения высокой точности определения энергетических центров отраженных сигналов

Повышение вероятности разведки низколетящих целей за счет разрешения и селекции 4 сигналов, отраженных от подстилающей поверхности

Наращивание возможностей селекции движущихся целей за счет обеспечения их фоновой контрастности по результатам

обработки сигналов в диапазоне рабочих частот РЛС /

Повышение помехозащищенности РЛС за счет выявления и селекции источников мешающих излучений

Возможности своевременного обнаружения малоразмерных объектов и преград на маршрутах полета; возможности распознавания рельефа местности при выборе места посадки

Повышение эффективности перераспределения для средств поражения, снижение рисков наведения оружия на

ложные цели и радиолокационные ловушки

Повышение точности ^наведения управляемого

оружия, снижение 1 рисков поражения своих летательных аппаратов

Своевременное Чвыявление маневра цеди,

уменьшение ошибок / наведения управляемого оружия

Уменьшение ошибок наведения, снижение массогабаритных характеристик управляемых ракет; повышение вероятности эоаджшга цели ол^оь ракетой и увеличение дальней границы зоны поражения

[ Повышение вероятности обнаружения и увеличение дальней 1 границы зоны поражения низколетящих целей

I Повышение вероятности обнаружения, распознавания и точности измерения координат движущихся целей

I Снижение рисков аварий > летательных аппаратов целей

Рис. Сравнительная оценка эффективности выполнения задач РЛС с узкополосными и сверхширокополосными сигналами

поверхностях разведываемых объектов с различной интенсивностью отражения радиолокационных сигналов.

Практический опыт показывает, что при разведке целей, содержащих множество «блестящих точек» с контрастностью, значительно превосходящей средний уровень (например, самолетов тактической авиации, радиолокационная заметность которых на 80—90 % определяется отражательными свойствами воздухозаборников двигателей и выходных сопел), в УП РЛС возникают ошибки определения энергетических центров отраженных сигналов3. Эти ошибки возрастают при маневрировании цели вследствие изменения уровней сигналов,

3 Ширман Я.Д., Потелещенко В.П., Сачук И.И., Орленко В.М. Использование широкополосных зондирующих сигналов в задаче наведения зенитных управляемых ракет // Сборник научных трудов Харьковского университета Воздушных Сил имени И. Кожедуба, 2008. Вып. 2(17). С. 55-60.

отраженных при различных ракурсах наблюдения и могут выходить за пределы ее геометрического контура, нарушая устойчивость процессов распознавания, трассового сопровождения и, как следствие, выдачи команд на поражение.

В СШП РЛС вследствие разрешения элементов объектов с различной интенсивностью отражения радиолокационных сигналов обеспечивается стабилизация положений энергетических центров. Она позволяет по взаимному расположению «блестящих точек» выполнять идентификацию групповых целей и разрешение объектов в группе, а на основе данных об изменении пространственного положения интенсивно отражающих элементов судить о маневре цели, своевременное выявление которого приводит к уменьшению ошибок наведения управляемого оружия.

Также по взаимному расположению и изменению позиций компактно размещенных отражательных элементов при различных ракурсах наблюдения определяются ориентация в пространстве относительно линии визирования и линейные размеры целей, по которым могут быть найдены их наиболее уязвимые области для наведения оружия.

Необходимо подчеркнуть, что в современных зенитных управляемых ракетах реализован принцип поражения путем накрытия цели облаком осколков, при котором вероятность поражения возрастает при согласовании области разлета осколков с положением цели. Поэтому за счет расширения возможностей радиолокационной разведки по отысканию уязвимых областей объектов открываются пути снижения массогабаритных характеристик управляемых ракет вследствие уменьшения боевых частей при переходе к прямому попаданию в цель. Снижение массогабаритных характеристик, приводящее к уменьшению инерционности выполнения команд управления, поступающих на аэродинамические рули и элероны, непосредственным образом улучшает управление ракетой4.

В целом наведение средств поражения на наиболее уязвимые области цели, которые могут быть выявлены РЛС с СШП сигналами, не только повышает вероятность ее поражения одним средством, но и увеличивает дальнюю границу зоны поражения.

Также можно констатировать наращивание информационных возможностей СШП РЛС за счет реализации на качественно более высоком уровне функций поиска и трассового сопровождения малоразмерных целей, совершающих полет на малых высотах, а также распознавания ложных целей и радиолокационных ловушек.

Повышение эффективности разведки низколетящих малоразмерных объектов при негативном влиянии мешающих фоновых отражений базируется на разрешении локальных отражателей радиолокационных сигналов на подстилающей поверхности. Вследствие учета и компенсации маскирующих излучений при обработке сигналов в РЛС возрастает эффективность обнаружения, что приводит к увеличению зоны поражения целей.

Важное место при вскрытии низколетящих малоразмерных объектов занимает распознавание ложных целей и радиолокационных ловушек, применяемых для защиты аэродинамических летательных аппаратов, которое, как известно, выполняется по специфическим особенностям отражательных свойств, проявляющихся при облучении СШП сигналами. Эти объекты, как правило, содержат одну явно выраженную «блестя-

4 Управление и наведение беспилотных маневренных летательных аппаратов / под ред. М.Н. Красилыцикова и Г.Г. Серебрякова. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003.

щую точку», а положение энергетического центра отраженного сигнала остается неизменным во всем диапазоне рабочих частот PJIC.

Отражение УП сигналов характеризуется эффективными площадями рассеяния объектов, которые не учитывают вклад отражательных свойств отдельных элементов в результирующую рассеиваемую мощность. Поэтому для традиционных PJIC информация, позволяющая отличить ложные цели и радиолокационные ловушки от целей, подлежащих поражению, по характерным наборам «блестящих точек», оказывается недоступной. Отдельные рассеивающие элементы, выступающие в качестве демаскирующих признаков объекта, могут быть выявлены только по структуре отраженного СШП сигнала, в котором проявляются уровни их контрастности в диапазоне частот.

Таким образом, по результатам радиолокационной разведки с использованием СШП сигналов снижаются риски наведения оружия на ложные цели и радиолокационные ловушки, повышается эффективность целераспределения средств поражения.

Первые экспериментальные образцы СШП PJIC для систем контроля воздушного пространства разработаны в СССР под руководством основоположника современной радиолокации доктора технических наук, профессора Я.Д. Ширмана.

В 1959 году при использовании в качестве технической основы PJIC П-12 разработан и испытан макет СШП радиолокатора с дальностью обнаружения самолетов истребительной авиации до 200 км. В 1963—1964 годах на базе PJIC ПРВ-10 построен макет радиолокатора с полосой частот сигналов до 700 МГц, испытания которого подтвердили теоретически обоснованные возможности обнаружения самолетов Ан-10, Ли-2, Су-9. В 1986—1987 годах в макете реализованы функции разрешения по дальности и распознавания классов воздушных целей. По результатам его натурных испытаний выполнено разрешение «блестящих точек», оценены продольные и поперечные размеры, а также положение воздухозаборников двигателей самолетов ТУ-16 и МиГ-21.

В настоящее время наибольшие успехи в области разработки СШП PJIC для систем контроля воздушного пространства достигнуты в США, Германии и Франции.

По результатам испытаний опытного образца модернизируемой станции С-диапазона Alcor (США) установлено, что при использовании сигналов с шириной полосы 512 МГц точность измерения дальности и угловых координат аэродинамических летательных аппаратов возрастает в 10 раз, обеспечивая эффективное распознавание одиночных и групповых целей с уровнями радиолокационной заметности, достигнутыми для самолетов пятого поколения. При использовании сигналов с шириной полосы 200—250 МГц в станции предупреждения о ракетном нападении Z-диапазонаAN/FPS-l№ «Кобра Дейн» (США) достигается аналогичный прирост эффективности измерения пространственных и угловых координат баллистических объектов, что позволяет своевременно применять действенные меры по их перехвату и уничтожению.

За счет применения в РЛС обнаружения и сопровождения воздушных целей ^-диапазона TIRA (Германия) импульсных сигналов с полосой частот шириной до 800 МГц получены двумерные изображения воздушных объектов на дальности до 100 км. На основе анализа взаимного расположения «блестящих точек», соответствующих областям наиболее интенсивного отражения радиолокационных сигналов, реализованы функции определения продольных и поперечных размеров

объектов типа самолетов тактической авиации. Достигнутая при этом высокая эффективность распознавания целей создает предпосылки для выработки решения о продолжении или запрете наведения средств поражения, позволяющего уменьшить риск поражения своих летательных аппаратов и, как следствие, усилить взаимодействие авиации с ракетными войсками.

В экспериментальных образцах РЛС Lp-диапазона Senrad (США) и Lg-диапазона Buer S (США), где применяются сигналы с шириной полосы 185 МГц и более 250 МГц соответственно, достигнуто повышение разрешающей способности относительно показателей, характерных для радиолокаторов с шириной полосы сигналов 10 МГц, примерно в 18 раз. Это позволило построить эффективные процедуры селекции сигналов, отраженных от подстилающей поверхности, путем их разделения по времени с сигналами, отраженными разведываемыми объектами, и тем самым повысить помехозащищенность РЛС.

В РЛС Z-диапазона RIAS (Франция) за счет использования сигналов с шириной полосы 200 МГц обеспечивается обнаружение малоразмерных аэродинамических целей (в том числе, беспилотных летательных аппаратов из радиопрозрачных материалов) на дальности до 100 км5.

В РЛС обзора и картографирования земной поверхности эффективность селекции движущихся целей при применении СШП сигналов возрастает в силу обеспечения фоновой контрастности объектов путем выявления «блестящих точек» с различной степенью проявления отражательных свойств на различных частотах рабочего диапазона. В итоге это способствует приросту эффективности обнаружения, распознавания, измерения координат и параметров движения объектов, а также наведения на них средств поражения.

Защищенность СШП РЛС от непреднамеренных помех, создаваемых при отражении радиолокационных сигналов от подстилающей поверхности, возрастает за счет селекции «блестящих точек» рельефа по отражательным свойствам в диапазоне частот.

Кроме того, необходимо отметить, что обнаружение и распознавание СШП РЛС средствами радиотехнической разведки противника затруднено по причине отсутствия в спектрах сигналов сосредоточенных составляющих большой плотности. Данное обстоятельство не позволяет при радиоподавлении РЛС выполнять адаптивное распределение мощности помех в диапазоне частот. Следовательно, постановка энергетически эффективных прицельных по частоте помех практически исключается, а способы заградительного подавления маскирующими помехами не могут быть реализованы ввиду значительного превышения требований к энергетическим потенциалам постановщиков помех уровней, достижимых в настоящее время.

Впервые в мировой практике макет СШП радиолокатора с характеристиками, позволяющими найти его применение для обзора и картографирования земной поверхности, разработан в 1985 году кооперацией учреждений Академии наук СССР6. В ходе его испытаний были продемонстрированы специфические свойства СШП сигналов, позволяющие повысить информационные возможности радиолокации:

5 Васильченко О.В. Пространственно-временная обработка сверхширокополосных сигналов в радиолокационных станциях с электронным сканированием диаграмм направленности антенн. Смоленск: Военная академия войсковой ПВО Вооруженных Сил РФ имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского, 2011.

6 Осипов М.Л. Сверхширокополосная радиолокация // Радиотехника. 1995. № 3. С. 3-6.

обнаружение объектов с малыми линейными размерами на фоне лесистой местности и возмущенной водной поверхности;

выявление отдельных элементов объектов по результатам приема последовательностей отраженных каждым из них сигналов;

определение линейных размеров и распознавание цели по массивам «блестящих точек»;

селекция фоновых помех.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

В настоящее время в самолетных СШП радиолокаторах Х-диапазона Foren (США) и S-диапазона Pamir (США) реализованы режимы обзора земной поверхности с использованием сигналов, ширина полосы которых составляет 1800 МГц.

В бортовых PJIC обеспечения полета и посадки низкоскоростных летательных аппаратов с СШП сигналами реализуются функции выявления и идентификации локальных отражателей, что позволяет обнаруживать малоразмерные объекты и преграды на маршрутах движения, а также распознавать рельеф местности при выборе места посадки. Успешное выполнение этих задач приводит к снижению рисков возникновения нештатных ситуаций и аварий летательных аппаратов.

В ближайшее время можно прогнозировать оснащение военных вертолетов армии США и Объединенных вооруженных сил НАТО комплектами СШП PJIC Radar Vision-2 для контроля пространства при пролетах в узких горных образованиях и выбора места посадки7.

Успехи в области СШП радиолокации по каждому из вышеуказанных направлений в значительной степени определяются высоким уровнем развития современных базовых технологий, перечень которых включает8:

технологию формирования СШП сигналов с высокой стабильностью частотно-временных параметров;

технологию передачи и приема СШП сигналов;

технологию обработки СШП сигналов.

Технология формирования стабильных СШП сигналов базируется на сжатии высоковольтных импульсов, позволяющем сосредоточить запасенную в них энергию на малом интервале времени.

Для сжатия импульсов эффективно используются три основных способа.

Первый способ — накопление энергии в резонаторах с малым временем разрядки. В целях увеличения запасаемой энергии резонаторы могут выполняться в виде электростатических накопителей, активируемых лазерным излучением, а для сокращения времени разрядки их изготовляют из сверхпроводящих материалов.

Второй способ — ударное возбуждение частотно-независимой антенны импульсом на центральной частоте рабочего диапазона. Широкая полоса сигнала достигается вследствие распределения энергии во всем диапазоне рабочих частот антенны.

Третий способ — кратковременное подключение источника гармонических сигналов к входу частотно-независимой антенны.

Технология передачи и приема СШП сигналов основана на применении диапазонных антенн с высокими коэффициентами усиления и

7 Широкополосные и сверхширокополосные сигналы и системы / под ред. А.Ю. Гринева. М.: Радиотехника, 2009.

8 Козлов А.И., Логвин А.И., Сарычев B.A. Поляризационная структура радиолокационных сигналов. Кн. 1 «Поляризационная структура радиолокационных сигналов». М.: Радиотехника, 2005.

антенных решеток с пространственно-временным сложением импульсов их элементов. Значительный энергетический потенциал PJIC обеспечивается в результате сложения в пространстве сигналов элементов решетки, что позволяет преодолеть технические трудности, связанные с генерацией мощного импульса в одном устройстве. За счет пространственного сложения сигналов на входах приемной антенной решетки достигается высокий уровень их энергии на входе приемника, при котором реализуются эффективные алгоритмы обнаружения и распознавания целей.

В основу технологии обработки СШП сигналов, в отличие от обработки УП процессов, положены принципы бездетекторного приема и измерения параметров на выходах антенных систем без преобразования частоты. Такой подход позволяет устранить ограничения на ширину полосы частот сигнала.

Таким образом, в статье определены и проанализированы основные направления и базовые технологии создания СШП средств радиолокационной разведки. Показано, что использование СШП сигналов позволит существенно повысить эффективность обнаружения и сопровождения аэродинамических и баллистических объектов при контроле воздушного пространства, обзора и картографирования земной поверхности, обеспечения полета и посадки летательных аппаратов. Наращивание информационных возможностей СШП PJIC по сравнению с УП радиолокаторами обусловлено улучшением характеристик обнаружения, распознавания и сопровождения целей в сложной фо-но-целевой и сигнально-помеховой обстановке при реализации действенных мер защиты от помех.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.