Научная статья на тему 'ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ МАЛОВЫСОТНЫХ РЛС'

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ МАЛОВЫСОТНЫХ РЛС Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
152
47
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МАЛОВЫСОТНЫЕ РЛС / АКТИВНЫЕ ФАЗИРОВАННЫЕ АНТЕННЫЕ РЕШЕТКИ / АДАПТИВНЫЕ ЦИФРОВЫЕ АНТЕННЫЕ РЕШЕТКИ / ЭЛЕКТРОННАЯ КОМПОНЕНТНАЯ БАЗА / ОБНАРУЖЕНИЕ ЦЕЛЕЙ В ПОЛЕ ПОДСВЕТА НАЗЕМНОГО ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Степанов Сергей Николаевич, Худанов Андрей Алексеевич

Показано, что следующим этапом развития маловысотных (МВ) РЛС является переход от активных фазированных антенных решеток (АФАР) к полностью адаптивным цифровым антенным решеткам (АЦАР). Рассмотрены проблемные вопросы реализации АЦАР и особенности реализации отечественных МВ РЛС на ближайшую перспективу. Показано, что в ближайшей перспективе создание отечественных МВ РЛС боевого режима наиболее целесообразно производить путем модернизации МВ РЛС "Подлет". Для создания дешевого радиолокационного поля разработку МВ РЛС дежурного режима наиболее целесообразно осуществлять путем глубокой модернизации РЛС 39Н6В, а также создания пассивных МВ РЛС обнаружения целей в поле подсвета цифрового телевидения.

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

BASIC TRENDS IN DOMESTIC LOW-ALTITUDE RS DEVELOPMENT

Low-altitude RS (LRS) are one of basic elements of integrated automated radar system (IARS) of Federal reconnaissance system and airspace control (FRS and AC) in Russian Federation. A large number of factors has impact on choice and justification of development trends of domestic LRS such as: - improvement of air assault attack means ( altitude range and cruising speed extension, increase in maneuvering potential, RCS decrease, improvement of airborne electronic counter-measure equipment); -improvement of development and implementation means for radar systems (introduction of new electronic components base, materials and technologies); -material and time resources allocated for radar equipment development and creation; -scientific and technical advance of defense industry enterprises in regard to radar equipment development and creation; -provisions of basic documents defining development trends of domestic radar equipment and systems. In these circumstances problem of selection and justification of development trends in domestic LRS is a complex multicriterion task. It is shown that development of domestic LRS has to be conducted in the line of creation of combat mode (CM) and standby mode (SM) LRS. Thus it is reasonable to carry out development of CM LRS in the line of creation of "Approach" RS new generation with implementation of digital formation in them both for reception, and for transmission, and also for automatic operating mode (with artificial intelligence components integration). Building principles of adaptive digital antenna arrays (ADAA) and also advantage of ADAA application in future-oriented RS are considered. Analysis results of ADAA application in foreign and domestic RS are given. It is noted that one of problematic issues in creation of both domestic and foreign ADAA is development and flow production of electronic components base (ECB). Ways of ECB creation for RS with ADAA are examined. It is shown that it is reasonable to develop SM LRS in the line of creation of large-scale cheap RS on the basis of in-depth modernization of flow manufactured RS 39N6, and also passive RS creation for target detection in sublight of ground-based digital television. Basic trends of RS 39N6 modernization and way to create passive RS for target detection in sublight of ground-based digital television are considered.

Текст научной работы на тему «ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ МАЛОВЫСОТНЫХ РЛС»

УДК 621.396.967.14

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ МАЛОВЫСОТНЫХ РЛС Степанов Сергей Николаевич

начальник отдела АО "Всероссийский НИИ радиотехники". E-mail: s-stepanov@list.ru.

Адрес: 105082, г. Москва, ул. Большая Почтовая, д. 22. Худанов Андрей Алексеевич

кандидат технических наук, старший научный сотрудник, заместитель генерального директора по научной работе ООО НПЦ "Радиосистемы". E-mail: radiosys@list.ru.

Адрес: 170005, г. Тверь, ул. Набережная Афанасия Никитина, д. 32

Аннотация: Показано, что следующим этапом развития маловысотных (МВ) РЛС является переход от активных фазированных антенных решеток (АФАР) к полностью адаптивным цифровым антенным решеткам (АЦАР). Рассмотрены проблемные вопросы реализации АЦАР и особенности реализации отечественных МВ РЛС на ближайшую перспективу. Показано, что в ближайшей перспективе создание отечественных МВ РЛС боевого режима наиболее целесообразно производить путем модернизации МВ РЛС "Подлет". Для создания дешевого радиолокационного поля разработку МВ РЛС дежурного режима наиболее целесообразно осуществлять путем глубокой модернизации РЛС 39Н6В, а также создания пассивных МВ РЛС обнаружения целей в поле подсвета цифрового телевидения.

Ключевые слова: маловысотные РЛС, активные фазированные антенные решетки, адаптивные цифровые антенные решетки, электронная компонентная база, обнаружение целей в поле подсвета наземного цифрового телевидения.

На выбор и обоснование направлений развития отечественных радиолокационных (РЛ) средств оказывает влияние большое количество факторов:

совершенствование средств и способов воздушного нападения (расширение диапазона высот и скоростей их полета, повышение маневренных возможностей, снижение ЭПР, совершенствование бортовых средств радиоэлектронного противодействия);

совершенствование средств и способов разработки и создания РЛ средств (появление новой электронной компонентной базы, материалов и технологий);

материальные и временные ресурсы, выделяемые на разработку и создание РЛ средств;

научно-технический задел предприятий оборонного комплекса в части разработки и создания РЛ средств;

положения основных руководящих документов, определяющих направления развития отечественных РЛ средств и систем.

В этих условиях задача выбора и обоснования направлений развития отечественных РЛ

средств является сложной многокритериальной задачей.

Цель работы - определение основных направлений развития отечественных маловысотных (МВ) РЛС с учетом указанных выше факторов.

Современный этап развития РЛ средств характеризуется переходом от зеркальных антенн и пассивных фазированных антенных решеток (ФАР) к активным ФАР (АФАР). В настоящее время основная часть отечественных и зарубежных РЛС строится на принципах АФАР [1].

По мнению отечественных и зарубежных специалистов следующим этапом развития РЛ средств является переход к цифровым (как на передачу, так и на прием) АФАР [2 - 4]. Данные антенные решетки в литературе [2, 3] часто называют адаптивными цифровыми антенными решетками (АЦАР). Характерной особенностью АЦАР является отсутствие в прие-мо-передающих каналах (ППК) их приемопередающих модулей (ППМ), аналоговых фазовращателей и аттенюаторов (рис. 1). Вместо них в передающие каналы ППМ АЦАР уста-

От BKI

к ВК

С

Ol

ЦАП 1 1 1 к ПУМ ВУМ 1 1 IjHgKV; ЛЯ102

1 1> 1 1 1 > 1

АЦП •1 ' УПЧ См МШУ

Рис. 1. Структурная схема цифрового ППМ АЦАР

навливаются цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), а в приемные каналы - аналого-цифровые преобразователи (АЦП).

На входы ЦАП от спецвычислителя синхронно подаются цифровые сигналы с определенной амплитудой и начальной фазой. Аналоговые сигналы, формируемые ЦАП, затем усиливаются в предварительных (ПУМ) и выходных (ВУМ) усилителях мощности и подаются на излучатели АЦАР. Благодаря этому формируется необходимое амплитудно-фазовое распределение (АФР) в раскрыве передающей АЦАР.

На выходе АЦП формируются цифровые сигналы, амплитуда и фаза в которых изменяется с помощью спецвычислителя. Тем самым формируется необходимое АФР в раскрыве приемной АЦАР. Следует отметить, что установка АЦП в приемные каналы ППМ осуществляется, как правило, после преобразования принятого сигнала на промежуточную частоту (ПЧ). Перспективным схемным решением АЦАР (реализуемым в настоящее время лишь в метровом и дециметровом диапазоне волн) является оцифровка сигналов непосредственно на несущей частоте. При этом исключаются операции преобразования частоты и усиления сигнала ПЧ. Это сокращает энергетические потери, повышает чувствительность приемной системы и упрощает её аппаратную

реализацию. Тактовый сигнал на все АЦП и ЦАП ППК должен распределяться от общего генератора тактовых импульсов так, чтобы АЦП и ЦАП срабатывали одновременно.

Благодаря цифровому формированию лучей обеспечивается:

снижение энергетических потерь на 3.. .5 дБ как на передачу, так и на прием;

высокая дискретность установки амплитуды и фазы в ППК, позволяющая формировать диаграммы направленности (ДН) близкие к идеальным, а также высокая точность калибровки (выравнивание по амплитуде и по фазе) ППК;

выполнение калибровки ППК АЦАР в реальном времени, что позволяет контролировать и компенсировать любые (в том числе за счет "джиттера" АЦП и ЦАП) паразитные изменения амплитуды и фазы комплексных коэффициентов передачи ППК, а также применять крупноапертурные АЦАР при высоких градиентах изменения температуры по их рас-крыву;

возможность оперативного (путем программной смены комплексных коэффициентов передачи ППК) формирования приемных и передающих ДН любой формы и конфигурации;

возможность реализации принципа интегрированной апертуры;

возможность двухмерного электронного сканирования ДН, реализация гибких процедур обзора пространства для решения специальных задач;

повышение помехозащищенности РЛС путем синтеза необходимого числа глубоких провалов («нулей») в ДН АЦАР.

По прогнозам специалистов эпоха АЦАР в радиолокации будет длительной, значительно превышающий эпоху зеркальных антенн. Это необходимо учитывать в своей деятельности всем организациям, участвующим в создании РЛ средств.

Практическое использование АЦАР в радиолокации и радиосвязи уже началось. Так, активно ведутся работы по созданию АЦАР в США, Германии, Швеции, Израиле [2 - 4]. По данным зарубежных источников в этих странах реализация РЛС с АЦАР осуществляется как в дециметровом, так и в сантиметровом диапазонах волн [2, 3]. При этом декларируется снижение стоимости РЛС за счет стандартизации (за рубежом разработан стандарт на АЦАР и ее составные части: ППК, ППМ, интерфейсы обмена), унификации, а также микроминиатюризации. Рост количества зарубежных НИОКР по исследованию и созданию РЛС с АЦАР, а так же увеличение их финансирования подтверждает тезис о превращении цифрового диаграммообразования в одну из основных технологий перспективных РЛС [2, 3].

У нас в стране работы по созданию РЛС с АЦАР также ведутся. Разработка РЛС с АЦАР осуществляется как для РЛС с относительно малым количеством антенных элементов и с цифровым диаграммообразованием в одной угловой плоскости, так и для РЛС с большой апертурой и двумерным сканированием.

Однако, развитие технологии АЦАР сдерживается наличием ряда проблемных вопросов. Одним из них является разработка и серийное производство электронной компонентной базы (ЭКБ), необходимой для создания РЛС с АЦАР. Понимая роль данного ключевого фактора, многие зарубежные фирмы, разрабатывающие РЛС с АЦАР, создают собственную ЭКБ. Примером этому может служить шведская программа «Радар на одном чипе»

(Radar on a Chip, ROAC) [2, 3]. Данная программа является частью более общей программы Smart Sensors, финансируемой шведским фондом стратегических исследований. Суть этой программы состоит в отработке двухчи-повой концепции приемного канала АЦАР. При этом первый чип полностью обеспечивает аналоговую обработку сигналов, а второй чип -цифровую обработку сигналов. Другим направлением создания ЭКБ для АЦАР является разработка многоканальных модулей формирования и обработки сигналов, в том числе модулей, реализующих принцип рекон-фигурируемого радиомодуля (Software Radio). Эти модули включают в себя, как правило, несколько АЦП и/или ЦАП, а также вычислительное ядро на базе DSP или FPGA [2 - 4].

Развитие отечественных РЛ средств осуществляется в соответствии с концепцией создания и совершенствования единой автоматизированной радиолокационной системы (ЕАРЛС) Федеральной системы разведки и контроля воздушного пространства (ФСР и КВП) [5]. В соответствии с этой концепцией МВ радиолокационное поле (РЛП) создается с помощью МВ РЛС дежурного (ДР) и боевого (БР) режимов [5]. Деление МВ РЛС на дежурные и боевые обеспечивает снижение затрат на оснащение и эксплуатацию РЛ группировок, экономию ресурса дорогостоящих высокопотенциальных МВ РЛС БР, а также их относительную скрытность. Вместе с тем, такое деление не исключает частичной реализации принципов построения МВ РЛС БР в МВ РЛС ДР для использования последних в плотных группировках РЭС при воздействии интенсивных пассивных помех, а так же в качестве вспомогательных РЛ средств для повышения живучести РЛ группировок.

Развитие отечественных МВ РЛС БР осуществляется в соответствии с указанными выше тенденциями развития РЛ средств. Так, в настоящее время осуществляется создание семейства унифицированных МВ РЛС БР типа "Подлет" на базе АФАР. За счет различной высоты подъема фазового центра АФАР, а также за счет возможности её размещения под радиопрозрачным укрытием обеспечивается воз-

можность эксплуатации РЛС семейства "Подлет" в различных геофизических и климатических условиях.

РЛС типа "Подлет" характеризуются также высокой степенью автоматизации. Так, например, при включении РЛС автоматически формируются карты местных предметов (КМП), пассивных помех (КПП) и метеообразований (КМО). По КМП и КПП автоматически устанавливаются параметры подсистем помехоза-щиты, а так же бланки автозахвата трасс целей. Автоматически выявляется воздействие активных шумовых помех (АТТТП) на РЛС и производится выбор наименее пораженной помехами рабочей частоты. По сути, РЛС семейства "Подлет" можно отнести к классу РЛС с минимальным обслуживанием.

Для РЛС семейства "Подлет" также характерны следующие технические и конструкторские решения:

высокая мобильность (вес и габариты транспортных единиц РЛС обеспечивают ее проходимость по грунтовым дорогам и мостам ограниченной грузоподъемности);

контейнерное исполнение всех транспортных единиц РЛС (обеспечивает возможность эксплуатации РЛС без автомобильных носителей, транспортирование РЛС всеми видами

транспорта, в том числе в трюмах речных и морских судов);

использование волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) в качестве межмашинных и внутримашинных связей (обеспечивает стабильность и устойчивость работы РЛС в условиях сложной внутренней и внешней электромагнитной обстановки, а также существенно уменьшает количество связей между модулями РЛС);

автоматическое управление встроенным комплексированным вторичным радиолокатором (КВРЛ) для координатной "поддержки" сопровождаемых трасс в зонах действия помех, необнаружения и маневрирования целей, а также для ускоренной завязки трасс целей и выявления "чужих" воздушных объектов (ВО);

введение дополнительного канала получения радиолокационной информации (РЛИ) в системе АЗН-В;

распознавание классов целей с использованием сигнальной и траекторной РЛИ, а также информации КВРЛ;

возможность одновременной и независимой работы с несколькими абонентами, включая соседние МВ РЛС;

автоматический расчет зон обнаружения по данным цифровых карт местности или на ос-

новании карточки углов закрытия с учетом воздействия АШП и технического состояния РЛС (обеспечивает оценку качества выбора позиции РЛС и соответствие текущих возможностей РЛС решаемой задаче);

возможность дистанционного управления РЛС с помощью переносимых ВРМО (рис. 2).

В настоящее время переносимые ВРМО РЛС предназначены, главным образом, для выполнения традиционных функций РМО: управления РЛС, а также отображения РЛИ. Вместе с тем, целесообразно расширить перечень задач, решаемых ВРМО:

обеспечить возможность проведения автономного тренажа расчета РЛС без её включения, а также использование ВРМО в качестве рабочего места обучения (в военных ВУЗах, в школах младших специалистов и т.д.);

обеспечить возможность хранения и обработки (просмотра и удаления) фрагментов зарегистрированной РЛИ, а также её автономного документирования. Это особенно важно в условиях длительного непрерывного функционирования РЛС, когда объем зарегистрированных данных может быть большим и имеется необходимость в их документировании без прекращения боевой работы РЛС;

обеспечить возможность формирования электронных снимков (скриншотов) экрана ВРМО (РМО) как вручную (по командам оператора), так и автоматически (в режиме фотоконтроля), а также хранение и обработки (просмотра и удаления) скриншотов на ВРМО.

В соответствии с общей тенденцией развития РЛ средств следующим этапом развития отечественных МВ РЛС БР следует считать создание нового поколения РЛС типа "Подлет" с реализацией в них цифрового диаграммооб-разования (переход от АФАР к АЦАР) и автоматического режима функционирования (с внедрением элементов искусственного интеллекта). Реализация в РЛС автоматического (при отсутствии на позиции расчета РЛС) режима функционирования особенно важна при эксплуатации РЛС в труднодоступных районах Крайнего Севера (Арктики), Сибири и Дальнего Востока.

Развитие отечественных МВ РЛС ДР осуществляется в рамках концепции создания и совершенствования ЕАРЛС ФСРиКВП [5]. В соответствии с ней основу дежурного МВ РЛП должны составлять массовые дешевые МВ РЛС.

Одним из направлений создания перспективных отечественных МВ РЛС ДР является их размещение на аэростатах и дирижаблях. Вместе с тем, анализ результатов НИОКР последних лет показывает, что в этом направлении имеются проблемы как организационного (отсутствие эксплуатирующей службы), так и технического (отсутствие воздушных носителей необходимой грузоподъемности) характера. Это сдерживает появление в ближайшей перспективе отечественных МВ РЛС ДР, размещаемых на аэростатах и дирижаблях.

В этих условиях быстрое создание массовой и дешевой МВ РЛС ДР возможно на базе серийно выпускаемой РЛС "Каста-2-2" (39Н6В). Однако, существуют причины, по которым в ближайшие годы могут быть ограничены возможности производства и эксплуатации РЛС 39Н6В:

использование в ряде систем и устройств РЛС ЭКБ, которая может быть снята с серийного производства;

использование транспортных носителей (кузовов-фургонов), исключающих эксплуатацию РЛС без автомобилей-носителей;

использование мобильной электростанции 1 уровня автоматизации на базе устаревших комплектующих;

отсутствие встроенной автоматизированной системы топопривязки и ориентирования;

низкая точность измерения высоты полета целей;

малое количество рабочих частот и отсутствие адаптации РЛС по частоте к изменяющимся помеховым условиям;

отсутствие возможности совместной работы с соседними МВ РЛС;

неполное использование вспомогательных каналов получения РЛИ (например, системы АЗН-В и режима S системы RBS встроенного КВРЛ);

необходимость доработки РЛС для выпол- поворотном устройстве. Антенны подавления

нения плана использования полос радиочастот в рамках перспективных радиотехнологий в РФ.

В этой связи данная РЛС нуждается в модернизации. Так, в целях повышения точности измерения высоты необходимо увеличить количество эхо-каналов с двух до трех. Это потребует доработки антенной системы (АС) РЛС, ВЧ трактов, аппаратуры аналого-цифрового приёмника и цифровой обработки сигналов. Суть доработки АС состоит в замене двухканального рупорного облучателя на малоэлементную АФАР, формирующую один передающий и три приемных луча (рис. 3). На рис. 4 приведен внешний вид гибридной АФАР модернизированной РЛС 39Н6В.

Система состоит из следующих блоков: 1 -антенного зеркала (АЗ), 11- модернизированного блока облучателей, 5 - антенны ПБЛ-ОГП, 2 - антенны ПБЛ-RBS, 7 - антенны ПЗЛ-ОГП; 4 - антенны контроля. Блоки АЗ и облучателя соединены между собой посредством рамы 10, переходной фермы 8, тяги 9 и опорного кронштейна, установленного на опорно-

боковых (ПБЛ) и задних (ПЗЛ) лепестков, а также антенна контроля установлены на АЗ.

Увеличение количества рабочих частот и реализация режима адаптации РЛС по частоте к изменяющимся помеховым условиям может быть реализована путем замены аналоговой аппаратуры формирования сигналов гетеродинов и передатчика на аппаратуру прямого цифрового синтеза сигналов, аналогичную используемой в РЛС типа "Подлет". Это позволит:

существенно увеличить количество рабочих частот РЛС (более 50 вместо 10), что облегчит ЭМС РЛС в плотных группировках РЭС;

расширить диапазон рабочих частот РЛС, что упростит решение задачи его совместного использования РЛС и средствами LTE в рамках реализации планов конверсии радиочастот.

Остальные технические решения могут быть заимствованы из РЛС типа "Подлет".

Таким образом, в ходе указанной модернизации РЛС 39Н6В может быть получена высокомобильная дешевая (примерно в 1,5 раза дешевле РЛС типа "Подлет") МВ РЛС ДР с ги-

бридной АФАР. При этом в ходе модернизации аппаратуры обработки РЛС 39Н6В имеется возможность сократить объем аппаратуры с четырех 5-отсечных стоек до одного одноярусного блока при одновременном расширении решаемых РЛС задач, улучшении характеристик и повышении надёжности РЛС в 2,5 раза.

Другое направление развития МВ РЛС ДР связано с необходимостью решения задачи контроля использования воздушного пространства крупных административных центров. С особой остротой данная задача встала после событий 11 сентября 2001 года (США). В настоящее время в РФ насчитывается более 80 крупных административных центров. Создание сплошного МВ РЛП с требуемыми параметрами является сложной задачей, требующей больших материальных и временных затрат в случае использования для её решения традиционных МВ РЛС. Кроме того, при создании РЛП над населенными пунктами необходимо выполнение требований экологической безопасности.

Одним из возможных путей решения задачи создания дешёвого и экологически безопасного РЛП над крупными административными центрами и их окрестностями является использование сигналов наземного цифрового теле-

видения (ЦТВ) стандарта DVB-T2, что актуально, т.к. в настоящее время в России осуществляется поэтапный переход от аналогового к цифровому телевидению. При этом на цифровое телевизионное вещание в первую очередь переводятся дециметровые каналы.

Следует отметить, что основы теории и практики обнаружения ВО в поле подсвета аналоговых ТВ станций были заложены в 7080 годах прошлого столетия. Вместе с тем, предварительные оценки показывают, что использование для обнаружения ВО ЦТВ-сигналов позволяет, в отличие от сигналов аналогового телевидения, производить обнаружение и сопровождение ВО с более высоким качеством, в том числе на фоне интенсивных отражений от местных предметов и подстилающей поверхности. Это обусловлено тем, что ЦТВ-сигнал, в отличие от аналогового ТВ-сигнала, имеет в своем составе регулярную составляющую в виде пилот-сигналов. Благодаря этому применительно к 4-х символьному ЦТВ-сигналу становится принципиально возможным выделение из полного ТВ-сигнала его регулярной составляющей и осуществление ее когерентной внутриимпульсной (согласованная фильтрация) и межпериодной (когерентное накопление) обработки. ЦТВ-РЛС, построенная на данном принципе обработки ЦТВ-

сигналов, является по своей сути импульсно-доплеровской РЛС, использующей квазинепрерывный импульсный сигнал.

В целях обеспечения наилучшей помехозащищенности РЛС от пассивных помех, а также обеспечения максимальных пределов работы РЛС по дальности, целесообразно в ЦТВ-РЛС реализовать обработку ТВ сигналов в режиме 8К с максимальным размером защитного интервала. РЛС целесообразно реализовать в длинноволновой части дециметрового диапазона волн (21-34 каналы ТВ). Выбор данного диапазона волн обусловлен следующими обстоятельствами:

этот диапазон переводится на цифровое вещание в первую очередь;

имеется возможность относительно длительного когерентного накопления и допле-ровской фильтрации ТВ-сигнала от движущейся цели и его селекции на фоне местных предметов;

обеспечиваются приемлемые массо-габаритные характеристики антенной системы РЛС, обеспечивающие её размещение на крышах высотных зданий;

обеспечивается относительно большая ЭПР целей (в том числе - выполненных по технологии СТЭЛС) и приемлемое для практической реализации количество доплеровских каналов согласованной фильтрации.

В ЦТВ-РЛС может быть реализован параллельный обзор пространства по азимуту и углу места с помощью многолучевой цилиндрической антенны с цифровым формированием ДН. Для уменьшения времени обращения к цели, а также обеспечения требуемого времени когерентного накопления, обзор пространства по азимуту и углу места (в пределах заданного сектора) целесообразно осуществлять электронным образом с помощью "веера" из нескольких неподвижных приемных лучей.

Для обеспечения обнаружения и измерения координат целей за счет приема переотраженного от цели сигнала в ЦТВ-РЛС, в отличие от традиционных РЛС, необходимо использовать "опорный" сигнал от телевизионного центра (ТВЦ). Частота этого сигнала совпадает с частотой переотраженного от цели сигнала, но не

имеет доплеровского сдвига. В этой связи антенное устройство РЛС должно обеспечивать прием сигналов, отраженных от целей (целевые каналы), а также приём опорного сигнала непосредственно от ТВЦ (опорный канал). За счет измерения задержки отраженного от цели сигнала относительно "опорного" сигнала в ЦТВ-РЛС возможно измерение дальности до цели. При этом большая ширина спектра сигнала (около 8 МГц) обеспечивает высокую разрешающую способность РЛС по дальности.

Доплеровская составляющая в отраженном от цели сигнале, а так же большое время когерентного накопления позволяет обеспечить высокую разрешающую способность РЛС по скорости, а так же с высокой точностью измерять радиальную скорость цели.

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

Наличие направленных по азимуту и углу места неподвижных ДН позволяет разрешать цели по соответствующим угловым координатам и измерять их угловые координаты (например, моноимпульсным методом). Следует отметить, что большая ширина ДН антенны ЦВТ-РЛС не позволяет обеспечить высокую точность измерения угловых координат цели. Для повышения точности измерения угловых координат целесообразно использовать многопозиционную РЛ систему, состоящую, например, из 3-х ЦТВ-РЛС. При этом уточнение угловых координат целей предлагается осуществлять с помощью обработки информации от пространственно-разнесённых ЦТВ-РЛС в пункте управления (ПУ). Реализация в ЦТВ - РЛС параллельного обзора пространства, а так же синхронизация их работы от общего источника (ТВЦ) способствуют получению высокой точности измерения угловых координат. Кроме того, объединение информации в ПУ от нескольких ЦТВ-РЛС обеспечивает возможность создания сплошного МВ РЛП над значительной территорией, а так же повышает живучесть такой РЛ системы. Таким образом, в ЦТВ-РЛС имеется принципиальная возможность разрешения целей, а так же измерения их координат: азимута, дальности, угла места (высоты), радиальной скорости.

Для определения государственной принадлежности целей, а также получения полетной

информации (в том числе - высоты полета целей) целесообразно использовать автономный КВРЛ. В ходе выполнения работ по созданию ЦТВ-РЛС целесообразно рассмотреть возможность сопряжения ЦТВ-РЛС (или ПУ) с автономным КВРЛ.

В заключение необходимо отметить, что развитие отечественных МВ РЛС сдерживается из-за наличия следующих проблемных вопросов:

- снижения в последние годы объема финансирования НИОКР, что замедляет создание новых МВ РЛС на базе перспективных технологий, а также сдерживает создание необходимого научно-технического задела;

- низкие темпы создания отечественной ЭКБ, ряд НИОКР по элементной базе проводится без внедрения в производство, заявленные аналоги ЭКБ иностранного производства не в полной мере соответствуют прототипам, ряд элементов ЭКБ (элементы памяти, ПЛИС, контроллеры стандартных каналов и т.п.) отсутствуют в программах импортозамещения;

- недостаточность соответствующих целевых программ, а также низкий уровень собственных оборотных средств предприятий оборонного комплекса из-за малых объемов НИОКР приводит к тому, что переоснащению предприятий современным оборудованием уделяется недостаточное внимание, что увеличивает сроки создания новых РЛС.

Поступила 12 мая 2015 г.

Развитие маловысотных РЛС боевого режима целесообразно осуществлять в направлении создания нового поколения РЛС типа "Подлёт" с реализацией в них цифрового диа-граммообразования (переход от АФАР к АЦАР) и автоматического режима функционирования (с внедрением элементов искусственного интеллекта).

Развитие маловысотных РЛС дежурного режима целесообразно осуществлять в направлении создания массовых дешевых РЛС на основе глубокой модернизации серийно выпускаемой РЛС 39Н6В, а также на основе создания пассивных РЛС обнаружения целей в поле подсвета наземного цифрового телевидения.

Литература

1. Активные фазированные антенные решетки / Под ред. Д.И. Воскресенского и А.И. Канащенко-ва.- М.: Радиотехника, 2004.

2. Слюсар В.И. Цифровые антенные решетки: аспекты развития // Специальная техника и вооружение. - 2002. - №1-2. - с. 17 - 23.

3. Слюсар В.И. Цифровые антенные решетки -будущее радиолокации // Электроника: НТВ. -2001.- №3. - с. 42 - 46.

4. Слюсар В.И. Идеология построения мульти-стандартных базовых станций перспективных систем связи // Известия вузов. Сер. Радиоэлектроника. - 2001. - Т. 44. - №4. - с. 3 - 12.

5. Астапенко Ю.А., Волков С.А., Кубанов Ю.К. Радиотехнические войска ВВС в новом облике Вооруженных Сил Российской Федерации // Воздушно-космическая оборона. - 2010. - №5.- с. 34 - 43.

English

Basic trends in domestic low-altitude RS development

Sergey Nikolaevich Stepanov - Department Head JSC "All-Russian Scientific Research Institute of Radio Engineering.

E-mail: s-stepanov@list.ru.

Address: 105082, Moscow, Bolshaya Pochtovaya St., 22.

Andrey Alekseevich Hudanov - Candidate of Technical Sciences Senior research associate Deputy general director on science JSC SPC Radio systems. E-mail: radiosys@list.ru.

Address: 170005, Tver, Afanasy Nikitin Embankment St., 32.

Abstract: Low-altitude RS (LRS) are one of basic elements of integrated automated radar system (IARS) of Federal reconnaissance system and airspace control (FRS and AC) in Russian Federation. A large number of factors has impact on choice and justification of development trends of domestic LRS such as:

- improvement of air assault attack means ( altitude range and cruising speed extension, increase in maneuvering potential, RCS decrease, improvement of airborne electronic counter-measure equipment);

-improvement of development and implementation means for radar systems (introduction of new electronic components base, materials and technologies);

-material and time resources allocated for radar equipment development and creation;

-scientific and technical advance of defense industry enterprises in regard to radar equipment development and creation;

-provisions of basic documents defining development trends of domestic radar equipment and systems. In these circumstances problem of selection and justification of development trends in domestic LRS is a complex multicriterion task. It is shown that development of domestic LRS has to be conducted in the line of creation of combat mode (CM) and standby mode (SM) LRS.

Thus it is reasonable to carry out development of CM LRS in the line of creation of "Approach" RS new generation with implementation of digital formation in them both for reception, and for transmission, and also for automatic operating mode (with artificial intelligence components integration). Building principles of adaptive digital antenna arrays (ADAA) and also advantage of ADAA application in future-oriented RS are considered. Analysis results of ADAA application in foreign and domestic RS are given. It is noted that one of problematic issues in creation of both domestic and foreign ADAA is development and flow production of electronic components base (ECB). Ways of ECB creation for RS with ADAA are examined. It is shown that it is reasonable to develop SM LRS in the line of creation of large-scale cheap RS on the basis of in-depth modernization of flow manufactured RS 39N6, and also passive RS creation for target detection in sublight of ground-based digital television. Basic trends of RS 39N6 modernization and way to create passive RS for target detection in sublight of ground-based digital television are considered.

Key words: low-altitude RS, active phased antenna arrays, adaptive digital antenna arrays, electronic components base, target detection in sublight of ground-based digital television.

References

1. Active phased antenna arrays. - Ed. by D.I. Voskresensky and A.I. Kanashchenkov. - M.: Radiotekhnika, 2004.

2. Slyusar V.I. Digital antenna arrays: Development aspects. - Spetsialnaya tekhnika i vooruzheniye. - 2002. -No. 1-2. - p. 17 - 23.

3. Slyusar V.I. Digital antenna arrays- future of radar-detection. - Electronika: NTV. - 2001. - No. 3. - p. 42 - 46.

4. Slyusar V.I. Ideology of creating multistandard base stations of perspective communication systems. - News of higher education institutions. Ser. Radioelektronika. - 2001. - T. 44. - №4. - p. 3 - 12.

5. Astapenko Yu.A., Volkov S.A., Kubanov Yu.K. Radio Air Force radio-technical troops in new appearance of Armed Forces of Russian Federation. - Vozdushno-kosmicheskaya oborona. - 2010. - No. 5. - p. 34 - 43.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.