Радиолокационные системы и средства помехозащиты

Введение

Термин «радиолокация» составлен из двух слов: radiar — излучать и 1оси s — место. Отсюда «радиолокация» буквально означает определение места объекта посредством радиоизлучения. Более полное определение радиолокации обычно дается в следующем виде.

Радиолокацией называется область радиотехники, использующая явления отражения и излучения электромагнитных волн различными объектами для их обнаружения, определения местоположения и параметров движения в пространстве.

Процесс обнаружения объектов, определения их координат и параметров движения радиотехническими методами называется радиолокационным наблюдением. Специальные радиотехнические устройства, выполняющие эти задачи, называются радиолокационными станциями (РЛС) или радиолокаторами. Объекты радиолокационного наблюдения носят название радиолокационных целей. Такими целями могут быть, например, самолеты, ракеты и их боевые головки, искусственные спутники земли в полете, грозовые облака, корабли и другие надводные объекты, а также любые наземные объекты.

Основные узлы РЛС — передающее и приёмное устройства, расположенные в одном пункте (т. н. совмещенная РЛС); или в пунктах, удалённых друг от друга на некоторое (обычно значительное) расстояние (двух- и многопозиционные РЛС). В РЛС, применяемых для пассивной радиолокации, передатчик отсутствует. Антенна может быть общей для передатчика и приёмника (у совмещенной РЛС) или могут применяться раздельные антенны (у многопозиционных РЛС). Важная составная часть приёмного устройства РЛС (после собственно приёмника) — световой индикатор на электроннолучевой трубке (ЭЛТ). А в современных РЛС (середины 70-х гг.) наряду с индикатором — ЦВМ, автоматизирующая многие операции по обработке принятых сигналов.

Первые РЛС были станциями обнаружения самолётов. 5 стационарных импульсных РЛС было установлено на юго-западном побережье Великобритании в 1936 г. Они работали на сравнительно длинных (метровых) волнах, были весьма громоздки и не могли обнаруживать самолёты, летевшие на малой высоте.

В СССР первые опыты по радиообнаружению самолётов были проведены в 1934 г. Промышленный выпуск первых РЛС, принятых на вооружение, был начат в 1939. Эти станции (РУС-1) с непрерывным излучением, модулированным звуковой частотой, располагались цепочкой вдоль некоторой линии и позволяли обнаруживать самолёт, пересекающий эту линию. Они были применены на Карельском перешейке во время советско-финляндской войны 1939—40 гг. и на Кавказе во время Великой Отечественной войны 1941—45 гг.

Начиная с 60ых годов того столетия, получила развитие новая область науки — радиоастрономия и ее молодая отрасль — планетная радиолокация. В этой области РЛС используются для наблюдения за метеорами и планетами, изучения особенностей их движения, структуры поверхности, измерения точного расстояния до них и т п. Советские ученые в эту область науки вносили огромный вклад. Их научные работы постоянно опережали по времени и превышали по качеству аналогичные работы в США, Англии и других развитых странах. Достаточно отметить выдающиеся работы группы советских ученых под руководством академика В. А. Котельникова (А. Шаховская, О. Ржига, В. Дубровин), которая осуществила успешную, радиолокацию Венеры (1961 г.), Меркурия (1962 г.), Марса и Юпитера (1963 г.). При этом использовалась уникальная радиолокационная аппаратура, обеспечившая сверхмощное излучение и сверхчувствительный прием чрезвычайно слабых отраженных сигналов (например, во время локации Юпитера расстояние до него составляло 1 млрд. 200 млн. км). Проведенные научные эксперименты позволили уточнить основную астрономическую единицу — расстояние от земли до солнца (149 599 300 км), сделать выводы о скорости и направлении вращения планет и характере их поверхности, что имеет огромное значение для будущих космических полетов с посадкой на планеты. За выдающиеся работы группа В. А. Котельникова удостоена Ленинской премии в 1964 г. Радиолокационная техника непрерывно совершенствуется и находит все новые области применения.

Анализ задачи и её формализация

Предметом радиолокации как науки является разработка радиолокационных методов обнаружения целей, методов определения их координат, методов конструирования и эксплуатации радиолокационных устройств с учетом их тактического назначения и технических данных, а также изучение физических процессов, происходящих в этих устройствах.

РЛС дальнего обнаружения предназначена для обнаружения целей на возможно большем удалении. От этих РЛС не требуется высокой точности определения координат, но они должны обладать возможно большей дальностью обнаружения.

С появлением радиолокационных станций (РЛС) сначала в наземных системах ПВО, а впоследствии и на самолётах (бортовых РЛС-БРЛС) встала задача уменьшить возможность обнаружения самолета с помощью РЛС.

Самолет 2, летящий на большой высоте по траектории 3 к цели 8, будет обнаружен в точке 4 лучом 5 антенны РЛС 9 системы ПВО на достаточно большом удалении от объекта 8. Более раннему обнаружению самолета препятствуют неровности рельефа местности (возвышенности, горы) 10, которые луч РЛС не может обогнуть. Мощность (дальность) РЛС самолета 2 не позволяет ему в точке 4 обнаружить цель 8, однако бортовые системы самолета, зафиксировав его облучение РЛС системы ПВО, могут расчетными методами обнаружить положение РЛС сис