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

Скачать файл (30,38Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.10.2020

Просмотров: 6047

Скачиваний: 170

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Из представленного выражения следует, что энергетическая характери

стика сигнала цели (Р

/Р

) в режиме обзора на первый взгляд не зависит от

длины волны БРЛС. В то же время каждый из параметров РЛС, среды распро
странения и цели существенным образом определяется длиной волны.

В режиме слежения цели при заданном времени обработки сигнала т

от

ношение сигнал/шум

также лишь косвенно зависит от длины волны.

Однако коэффициент усиления антенны зависит от λ, его макси

мальное значение определяется возможностью обеспечения требуемой точности
амплитудно-фазового распределения поля по раскрыву антенны. С увеличением
отношения размера антенны к длине волны ά

/λ требования к точности выдержи

вания распределения поля по апертуре возрастают, особенно для бортовой РЛС,
где значительно влияют вибрации и изгибные колебания фюзеляжа самолета, из
менения температуры и давления, отражения от элементов конструкции самолета
и др. Максимальные значения коэффициентов усиления реальных бортовых ан
тенн РЛС в широком диапазоне частот изменяются в пределах 30.. .40 дБ и опре
деляются в основном возможностью размещения антенны на борту самолета.

В рассмотренном случае помехи типа «белого шума» отношение Р

/Р

не

зависит от вида модуляции зондирующего сигнала и определяется только
средней мощностью сигнала. При помехах другого типа (отражения от земной
и водной поверхностей, имитирующие активные помехи, пассивные преднаме

ренные помехи) Р

/Р

зависит и от вида сигнала и от типа помехи, что требует

оптимизации модулирующей функции зондирующего сигнала и обработки
принимаемого сигнала.

При решении задач измерения параметров цели и получения высокого

разрешения также необходимо оптимизировать вид сигнала.

Далее рассматриваются характеристики элементов радиолокационного

тракта, определяющие энергетический потенциал БРЛС.

2.3. Радиолокационные характеристики целей

23.1. Радиолокационные характеристики воздушных целей

В качестве основных (типовых) воздушных целей обычно рассматриваются:

стратегические бомбардировщики В-52Н, В-IB, B-2A;
многоцелевые истребители F-22A, EF-2000;

истребители-бомбардировщики F-35A, «MHpa>K-2000N,D»;
палубные истребители-штурмовики F-18A, «Рафаль М»;
патрульный самолет Орион Р-ЗВ;
крылатые ракеты воздушного базирования ALCM-D AGM-86-D, FCM

AGM-129F;

крылатые ракеты морского базирования «Томахок» BGM-109;
оперативно-тактические ракеты АТАКМАС;
беспилотные летательные аппараты (Б Л А).
В многочисленных опубликованных открытых материалах (справочниках,

монографиях, рекламных статьях) приводятся различные характеристики воз
душных целей, часто значительно различающиеся.

Ниже используются оценочные значения характеристик с учетом исследо

ваний автора.

В табл. 2.1 приведены ТТХ самолетов, определяющие их ЭПР, динамиче

ские и статистические свойства отраженных сигналов.

Самолеты обычной конструкции и БЛА имеют ЭПР от 100 до 0,1 м в X-

диапазоне (табл. 2.2).

Таблица 2.1

Тип

самолета

В-52Н

В-1В

В-2А

F-22A

EF-2000

Рафаль Μ

F-35A

Мираж 2000

F-18A

Р-ЗВ

БЛА MQ-9

Длина, м

44,8

21,03

19,55

15,96

15,3

15,47

14,36

17,1

35,61

10,97

Размах

крыла,

56,4

41,67

52,43

13,1

10,85

10,9

10,7

9,13

11,4

30,37

20,12

Максимальная

скорость:

на высоте

у земли

1050

675

1500
ИЗО

1000

765

2350

1400

2200

1300

1900
1390

2000

1300

2350

1400

1900
1300

780

405

Пото

лок,

км

15,2

13,7

Минималь

ная высота, м

150-300

60-150

Макси

мальная

перегрузка,

ед.

2,5

2,7-3,7

2,5

Таблица 2.2

Воздушная цель

ЭПР, м

Х-диапазон

Р-диапазон

В-52

125

С-130

Р-ЗВ

F-18A

F-16

БЛА

0,1

0,5

С увеличением длины волны РЛС от λ = 3 до λ = 70 см (Р-диапазон) ЭПР

самолетов большого размера уменьшается (рис. 2.3). Так, ЭПР стратегического
бомбардировщика В-52 уменьшается в 10 раз, а ЭПР истребителя почти не из
меняется.

Рис. 2.3

Беспилотные летательные аппараты, так же как и крылатые ракеты, уве

личивают ЭПР при возрастании длины волны. При облучении в переднем сек
торе и изменении длины волны от λι κ λ

ЭПР возрастает по закону

Использование технологии СТЭЛС (специальная конструкция самолета,

поглощающие покрытия) значительно снижает ЭПР целей. В табл. 2.3 пред
ставлены возможные значения ЭПР целей разрабатываемых самолетов как

обычной технологии, так и технологии СТЭЛС в Х-диапазоне.

В длинноволновых L-, Р-диапазонах эффективность радиопоглощающих

покрытий резко падает, а широкополосные покрытия имеют недопустимо

большие геометрические размеры (толщину и массу). Так, например, покрытие

МХ-1, обеспечивающее поглощение 25 дБ только в Х-диапазоне, имеет толщину

Таблица 2.3

Класс СВН

Стратегическая авиация:

обычный, Стеле

Тактическая авиация:

обычный, Стеле

Армейская авиация

Авиация ВМС

Военно-транспортные

самолеты

Самолеты ДРЛО и У

Е-ЗС/Е-2С

БЛА

Ракурс,

град

±45 (нос)
±45 (борт)
±45 (хвост)
±45 (нос)
±45 (борт)
±45 (хвост)
±45 (нос)
±45 (борт)
±45 (хвост)
±45 (нос)
±45 (борт)
±45 (хвост)
±45 (нос)
±45 (борт)
±45 (хвост)
±45 (нос)
±45 (борт)
±45 (хвост)
±45 (нос)
±45 (борт)
±45 (хвост)

Значения ЭПР, м

λ = 3 см

70/0.3...3

80/1...30

100/0.5... 10

4/0.1...0.5

5/0.5...0.7
5/0.2...0.4

5...13
9...30
3...10

4...9

6...16

4...5

90...250

100...350

80...200

50/18
80/35

100/15

0.05

0.3

0.15

λ = 10 см

75/0.3...5

70/1...30

120/0.5...10

4/0.1...0.5

6/0.5-0.7

5/0.2...0.1

6...13

10...30

6...10
4...12
6...23
6...13

90...300

100...350

80...250

50/20
70/35
80/15

0.05

0.4
0.2

λ = 40 см

60/0.5... 10

60/1...40

90/0.5...20

6/0.2...0.7

9/0.5...0.7
8/0.2...0.4

7...12

10...12

7...10

6...7

9...14

5...7

100...400
150...400

80...350

50/20
70/40
70/15

0.2
0.5
0.3

2 мм и массу 7 кг на квадратный метр. Широкополосное покрытие NZ-1 обес
печивает поглощение 20 дБ в Х-, Р-диапазонах, но имеет толщину 25 мм и мас
су 41 кг на квадратный метр.

Следует выделить «самолет-невидимку» В-2А, в котором максимально

использованы все достижения технологии СТЭЛС и получен наиболее низкий
уровень ЭПР в Х-диапазоне 10

-2

... 10

(оценочные значения). С увеличени

ем длины волны, начиная с λ = 30 см, эффективность технологии СТЭЛС сни

жается и при λ = 70 см ЭПР возрастает на 10.. .20 дБ.

Типовые характеристики крылатых ракет воздушного и морского базирова

ния представлены в табл. 2.4. Оперативно-тактическая ракета типа АТАКМАС
имеет длину 3,98 м и диаметр 0,61 м.

Таблица 2.4

Тип

AGM
AGM

Томахок 5

Длина, м

6,32
6,35

5,56

Размах крыла, м

3,65

зд

2,5

Скорость, км/ч

600...900
600...900
600...900

Минимальная

высота, м

60... 100
30...200
30...100

15 над водой

В табл. 2.5 представлены оценочные значения ЭПР ракет, полученные

расчетным путем.

Таблица 2.5

Тип

AGM-86fl

ТОМАХОК

АТАКМАС

Сектор углов, град

0±45

90±45

0±45

90±45

0±45

90±45

λ = 3 см

0,15

1,5

0,15

0,5

0,01

0,26

λ = 10 см

0,2

1,5

0,3

2,0

0,02

0,36

λ = 23 см

0,5

4,0

0,4

2,5

0,03

0,54

При относительно небольшом разрешении, характерном для БРЛС ком

плексов типа АВАКС, воздушная цель является точечной. Она имеет один эк
вивалентный фазовый центр отражения, определяемый векторной суммой
электромагнитных волн всех отражателей.

Амплитуда где σ

- конкретное значение ЭПР n-й точки функции

отражения цели, и фаза φ

- фаза этой точки, являются случайными величина

ми. Распределение плотности вероятности случайной фазы равновероятное
(0...2π), а распределение амплитуды зависит от типа цели и условий наблюде
ния. Обычно распределение амплитуд считают рэлеевским, а распределение
ЭПР - экспоненциальным.

Так как воздушная цель при наблюдении в переднем секторе содержит не

сколько преобладающих по мощности отражателей (сопла двигателей, антен

ны, кромки крыльев и т. п.), распределение плотности вероятности ЭПР иногда
представляют функцией «хи-квадрат с четырьмя степенями свободы»):

Случайное значение ЭПР цели σ есть модуль результата векторного сло

жения комплексных амплитуд сигналов N отражателей:

Среднее значение ЭПР цели а

есть сумма σ

средних значений ЭПР N

точек:

Временные характеристики сигналов, отраженных воздушной целью, оп

ределяются в основном изменением вектора скорости цели относительно РЛС