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

соту несколько метров. Сектор обзора может достигать 120...140° с каждой 
стороны ЛА, а круговой обзор с меньшей эффективностью в переднем и заднем 
секторах - ±20°. 

Наряду с оптимизацией режимов обзора такая антенна благодаря большой 

площади и меньшей зоне ответственности обеспечивает значительный рост 
ТТХ АК. При необходимости круговой обзор в режиме дежурства может быть 
обеспечен путем управления траекторией полета АК. Однако кардинальным 
решением является использование нескольких (двух) однотипных комплексов. 
Используя только конформные боковые АФАР максимально большого разме­

ра, два АК обеспечивают перекрытие любой зоны ответственности, вплоть до 

круговой, с возможностью наращивания усилий в требуемом секторе и опти­
мизацией (адаптацией) всех режимов работы РЛС. 

Использование двух АК позволяет работать в бистатическом режиме, а 

также снимает ограничения по ЭМС при ведении РТР. Резко возрастает боевая 
устойчивость, так как обеспечивается взаимозаменяемость (дублирование) АК 
при боевых повреждениях, отказах и РЭП. 

При использовании БРЛС с вдольфюзеляжной АФАР L-, Р-диапазонов 

значительно снижается стоимость и растет рыночная привлекательность ком­
плекса. 

Обеспечение скрытности и помехозащищенности работы БРЛС явля­

ется одним из основных требований, предъявляемых к комплексу. Для сниже­
ния вероятности обнаружения излучения БРЛС станциями РТР противника и 
создания эффективных помех комплексу в БРЛС необходимо использовать: 

1) сигналы большой длительности с внутриимпульсной модуляцией при 

коэффициенте сжатия 100 и более; 

2) длительное когерентное накопление пачки сигналов (секунды и десятки 

секунд); 

3) многочастотный режим излучения и приема; 

4) максимальную неопределенность для противника характеристик РЛС в 

процессе работы (несущей частоты, начальной фазы, вида модуляции, методов 
обзора и т. п.) и их адаптивное изменение в зависимости от помехоцелевой об­
становки; 

5) минимизацию излучения в направлении станции РТР; 
6) двухпозиционный (полуактивный) режима работы. 

При работе РЛС в различных диапазонах волн и при широкой полосе час­

тот возможно появление помех как преднамеренных (РЭП), так и помех, обу­

словленных излучениями различных источников (связных, навигационных, те­

левизионных и т. п.). Обеспечение помехоустойчивости к такого рода помехам 
требует оптимальной пространственно-временной обработки (режекции помех 

по направлению и частоте) и адаптивной перестройки частоты РЛС в свобод­
ные от помех частотные окна. 

Использование широкополосного излучения РЛС ограничивает возмож­

ность создания заградительной помехи противником не только по энергетиче­
ским критериям, но и по условиям ЭМС своих радиоэлектронных систем. 

7.3. Бортовая радиолокационная система 

с цифровой активной фазированной антенной 

решеткой перспективного комплекса 

Наилучшим образом поставленные задачи по обеспечению требуемых 

ТТХ БРЛС могут быть решены при помощи АФАР, размещаемой во вращаю­
щемся обтекателе и построенной с использованием современных достижений в 
области СВЧ и цифровых технологий [2, 3]. 

Достижения последних лет в области малошумящих СВЧ-усилителей со 

скрещенными полями (СВЧ-усилительных приборов типа «М»), а также в об­
ласти монокристаллических быстродействующих АЦП и ЦАП позволяют соз­
давать АФАР в сантиметровом диапазоне волн, базирующиеся на «интеллекту­
альных» приемопередающих антенных модулях с высоким КПД. 

Технология «интеллектуальной антенны» дает возможность строить циф­

ровую АФАР без применения аналоговых фазовращателей и без сложных и 
громоздких диаграммообразующих устройств. 

Принцип построения приемопередающей части «интеллектуального» мо­

дуля АФАР поясняет рис. 7.2. 

Рис. 7.2. 

Замена аналоговой диаграммообразующей схемы с управлением аналого­

выми фазовращателями на высокоточный цифровой диаграммообразующий 
процессор позволяет подключить малошумящие усилители и усилители мощ­
ности непосредственно к дуплексам излучающих элементов решетки с мини­
мальными потерями энергии сигнала. Управление распределением поля в рас-
крыве антенной решетки осуществляется цифровыми процессорами, форми­

рующими диаграмму направленности на передачу и на прием в цифровом виде. 

Отметим, что диаграммообразующий процессор передачи позволяет пол­

ностью сформировать зондирующий сигнал, т.е. одновременно с формирова­
нием передающей диаграммы направленности антенны выполняет функции 
возбудителя передатчика. В частности, при движущемся носителе импульсно-

допплеровской РЛС одной из функций возбудителя является выработка ком­
пенсирующего сдвига частоты сигнала - так называемая «компенсация скоро­

сти носителя». 

Из аналоговых устройств сосредоточенного приемопередатчика практиче­

ски остается только когерентный синтезатор сигналов. 

Цифровая АФАР обладает возможностью оперировать в реальном вре­

мени амплитудно-фазовым распределением в раскрыве приемной и передаю­
щей ФАР. 

На рис. 7.3 показана структурная схема встраивания элементов гибридной 

АФАР (ГАФАР) в антенное устройство во вращающемся обтекателе. 

Блоки управления и электропитания ГАФАР (в том числе анодный моду­

лятор для усилителей СВЧ-мощности) размещаются в объеме вращающегося 

обтекателя. 

Вариант размещения мощного анодного модулятора в фюзеляже крайне 

нежелателен по двум причинам: 

1) возникает необходимость передачи мощных высоковольтных импуль­

сов с короткими фронтами через вращающееся контактное устройство и дос­
таточно протяженную кабельную линию, что является сложной технической 
задачей; 

2) большой уровень излучаемых электромагнитных полей, что отрицатель­

но скажется на внутрифюзеляжной обстановке в части электромагнитной со­
вместимости различных компонентов радиотехнического и навигационного 
комплексов самолета. 

В качестве выходных СВЧ-усилителей приемопередающих модулей 

(ППМ) ГАФАР возможно использовать электровакуумные приборы (ЭВП) с 
так называемыми «скрещенными полями» (в которых электрическое и магнит­
ные поля расположены под прямым углом), часто называемыми электро-
ваккумными приборами (ЭВП) типа «М». К СВЧ-приборам типа «М» относят­
ся амплитроны, дематроны, биматроны («ЛБВ-М»), магнетроны и ряд других 
приборов. 

Рис. 7.3. 

Важное достижение разработчиков ЭВП типа «М» за последние годы -

снижение шума и побочных эффектов, наблюдаемых в приборах этого типа и 
являвшихся до последнего времени серьезным препятствием к применению в 
высококогерентных РЛС. Сегодня можно считать реальным снижение инте­
грального шума до уровня минус 80...90 дБ, что является приемлемым для РЛС 

рассматриваемого типа. 

В ППМ сосредоточено выполнение всех необходимых функций для фор­

мирования ДНА ГАФАР при помощи диаграммообразующих процессоров: 

1) выработка зондирующего сигнала по цифровому «портрету» при помо­

щи когерентного СВЧ-гетеродина передачи и быстродействующего ЦАП; 

2) усиление зондирующего сигнала; 

3) дуплексная развязка «передача/прием» и усиление принимаемых сигна­

лов с малым шум/фактором; 

4) преобразование принимаемых сигналов к промежуточной частоте при 

помощи когерентного СВЧ-гетеродина приема и преобразование в цифровую 

форму при помощи быстродействующего АЦП; 

5) обмен цифровой информацией с диаграммообразующими процессорами; 
6) выработка сигналов встроенных датчиков для контроля работоспособ­

ности. 

Диаграммообразующие процессоры осуществляют: 

1) выработку цифровых «портретов» зондирующих сигналов с необхо­

димым фазовым сдвигом для различных ППМ - для формирования ДНА на 
передачу и обмен с ЦАП, находящимися в ППМ; для снижения плотности 
обменной цифровой информации между центральным процессором и ППМ 
целесообразным представляется вариант рассредоточенного передающего 
процессора, когда в каждом ППМ размещается индивидуальный процессор, 
вырабатывающий свой цифровой сигнал в реальном времени, непосредствен­
но воздействующий на ЦАП; 

2) прием оцифрованных сигналов из ППМ и формирование необходимого 

числа приемных ДНА; по причинам, указанным для передающего процессора, в 
каждом из ППМ целесообразно размещение индивидуального приемного про­
цессора, осуществляющего предварительную обработку принимаемых сигналов 
с преобразованием их к двум квадратурным составляющим и согласованной с 

длительностью импульса фильтрацией и прореживанием временных выборок; 

3) обмен радиолокационной информацией с устройством обработки сиг­

налов РЛС; 

4) включение тестового режима ГАФАР и контроль работоспособности с 

точностью до ППМ. 

РЛС осуществляет работу в трех основных режимах: 

1) режим квазинепрерывного излучения (КНИ) - для обнаружения и со­

провождения движущихся воздушных целей на фоне отражений от земной по­
верхности; 

2) режим излучения с низкой частотой повторения линейно частотно-

модулированных (ЛЧМ) импульсов высокой энергии (загоризонтный режим) -
для всеракурсного обнаружения и сопровождения воздушных целей, находя­
щихся выше линии радиогоризонта и на расстояниях, превышающих дальность 
радиогоризонта; 

3) режим излучения с низкой частотой повторения импульсов с расширен­

ной полосой линейной частотной модуляции - для обнаружения и сопровож­
дения надводных кораблей и наземных целей с высоким разрешением по даль­
ности. 

В режиме квазинепрерывного излучения круговой обзор в заданной уг-

ломестной зоне осуществляется построчно. При этом ГАФАР формирует в уг-
ломестной плоскости один луч на передачу и два луча на прием, как показано 

на рис. 7.4. Каждая угломестная строка стабилизирована относительно гори­
зонтальной плоскости с учетом для каждого азимутального положения ДНА 
крена и тангажа самолета-носителя.