§ 7.3. КЛАССИФИКАЦИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ И РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ, ИХ ТАКТИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Радиолокационные станции классифицируют по следующим признакам:

— происхождению радиосигнала, принимаемого приемником РЛС, - активные РЛС (с активным и пассивным ответом), полуактивные и пассивные РЛС;

— используемому диапазону радиоволн. (РЛС декаметрового, метрового, дециметрового, сантиметрового и миллиметрового диапазонов);

— виду зондирующего сигнала [РЛС с непрерывным (немодулированным или частотно-модулированным) и импульсным (некогерентным, когерентно-импульсным с большой и малой скважностью, с внутриимпульсной частотной или фазовой модуляцией) излучением];

— числу применяемых каналов излучения и приема сигналов (одноканальные и многоканальные с частотным или пространственным разделением каналов);

— числу и виду измеряемых координат (одно-, двух-и трехкоординатные);

— способу измерения, отображения и съема координат объекта;

— месту установки РЛС (наземные, корабельные, самолетные, спутниковые);

— функциональному назначению РЛС [от малогабаритных переносных РЛС измерения скорости автомобилей до огромных наземных РЛС систем противовоздушной (ПВО) и противоракетной (ПРО) обороны]. Перечислим основные типы наземных, корабельных и самолетных РЛС различного назначения.

Основные типы наземных РЛС:

— обнаружения воздушных целей и наведения на них истребителей;

— управления воздушным движением (обзорные и диспетчерские);

— обнаружения и определения координат баллистических ракет (БР) и искусственных спутников Земли (ИСЗ);

— целеуказания станциям управления зенитной артиллерией и наведения зенитных управляемых ракет (ЗУР);

— управления зенитной артиллерией и ЗУР;

— обнаружения минометов;

— метеорологические;

— обзора акватории порта;

— обзора летного поля;

— обнаружения и определения скорости наземных движущихся объектов.

Основные типы корабельных РЛС:

— обеспечения кораблевождения;

— обнаружения надводных объектов и низколетящих летательных аппаратов, определения их координат;

— обнаружения и определения координат высоколетящих самолетов;

— управления ЗУР и зенитной артиллерией;

— обнаружения и определения координат БР и ИСЗ.

Основные типы самолетных РЛС:

— радиолокационные дальномеры;

— радиовысотомеры;

— доплеровские измерители путевой скорости и угла сноса самолета;

— РЛС обнаружения самолетов и предотвращения столкновений;

— панорамные РЛС обзора земной поверхности;

— РЛС бокового обзора (в том числе и с синтезированным раскрывом антенны);

— PЛC перехвата и прицеливания;

— РЛС наведения управляемых ракет;

— радиолокационные взрыватели.

Приведенная классификация включает далеко не все используемые типы РЛС. Однако и перечисленных типов достаточно для характеристики широты и многообразия применения радиолокационных средств.

Радионавигационные системы классифицируются по следующим признакам:

— способу определения местоположения объекта [позиционные (угломерные, дальномерные, разностно-дальномерные и комбинированные), использующие счисление пути интегрированием скорости и ускорения, основанные на обзорно-сравнительных методах место-определения ];

— виду несущего информацию и измеряемого системой параметра радиосигнала (амплитудные, временные, частотные и фазовые);

— диапазону радиоволн [от декакилометровых, применяемых в сверхдлинноволновых системах, до оптических, используемых в лазерных системах местоопределения];

— дальности действия систем (космические, глобальные, дальней и ближней навигации);

— месту расположения опорных станций (РНТ) [системы наземного и космического (с использованием ИСЗ в качестве РНТ) базирования].

Основные параметры системы составляют ее тактико-техническую характеристику. Тактические и технические требования к РЛС и РНС различны, но основные параметры, составляющие тактико-техническую характеристику системы, могут быть почти одинаковы. Однако при одном и том же названии в характеристики РЛС и РНС вкладывается разный смысл в зависимости от назначения системы. Поэтому целесообразно дать определения основных параметров, составляющих тактико-техническую характеристику.

Тактическими называют характеристики системы, определяющие ее функциональные возможности при практическом. в том числе и военном, применении.

К основным тактическим характеристикам РЛС и РНС относят:

— зону (область) действия или рабочую зону системы, заданную сектором обзора (поиска) по измеряемым параметрам объекта;

— время обзора (поиска) заданного сектора или скорость обзора;

— определяемые параметры (координаты), их число и точность измерения;

— разрешающую способность;

— пропускную способность;

— помехозащищенность;

— надежность.

Поскольку эти параметры широко используют для оценки качества функционирования различных систем, следует дать их общие определения, которые в дальнейшем могут быть уточнены применительно к конкретным типам РЛС и РНС.

Зоной действия называют область пространства, в которой система надежно выполняет функции, соответствующие ее назначению.

Так, для РЛС обнаружения зоной действия является область пространства, в которой объекты с заданными характеристиками отражения обнаруживаются с вероятностью не меньше заданной.

Для РЛС точного измерения координат и РНС границы рабочей зоны характеризуются допустимыми погрешностями местоопределения объекта при заданном уровне помех.

Почти всегда одним из параметров, определяющих рабочую зону, является дальность действия системы.

Под дальностью действия системы понимают максимальное расстояние, на котором обеспечивается получение заданных показателей системы. Чаще всего максимальная дальность действия системы зависит от допустимой погрешности при измерении координат и параметров движения объектов. Под дальностью действия РЛС обнаружения имеют в виду максимальную дальность, на которой отношение сигнала к шуму еще достаточно для его обнаружения с заданной вероятностью. Иногда зона действия системы ограничена со стороны минимальных значений. В этом случае система характеризуется двумя параметрами: минимальной и максимальной дальностью действия.

Временем обзора (поиска) называют время, необходимое для однократного обзора заданной зоны действия системы. Выбор времени обзора связан с маневренностью наблюдаемых или управляемых объектов, объемом пространства обзора, уровнем сигнала и помех, а также рядом тактических и технических характеристик системы.

Число измеряемых координат, так же как и точность их измерения, определяет возможности системы при ее практическом использовании.

Точность системы характеризуется погрешностями при измерении координат и параметров движения объекта. Причинами погрешностей являются несовершенство применяемого метода измерения и аппаратуры, влияние внешних условий и радиопомех, субъективные качества оператора, если процессы получения и реализации информации не автоматизированы. Требования к точности системы зависят от ее назначения. Неоправданное завышение требований к точности приводит к усложнению системы, снижению ее экономичности, а иногда и надежности функционирования.

Разрешающей способностью системы называют способность раздельного измерения параметров двух или нескольких близко расположенных в пространстве объектов или раздельного управления ими.

Соответственно различают разрешающую способность по дальности и угловым координатам, а также по соответствующим составляющим скорости. Разрешающую способность количественно принято оценивать минимальной разностью значений измеряемых параметров соседних объектов, при которой они воспринимаются системой раздельно. Для ряда РЛС разрешающая способность является основной характеристикой.

В радионавигации обычно находят собственные координаты объекта (единственного для измерителя) и понятие разрешающей способности часто связывают с возможностью разделения сигнала, несущего полезную информацию о месте объекта, с различными паразитными сигналами (отражениями от ионосферы, местных предметов и т. д., подобными по форме полезному, но достоверной информации об определяемых координатах не содержащими.

Пропускная способность характеризуется числом объектов, обслуживаемых системой одновременно или в единицу времени. Пропускная способность зависит от принципа действия системы и ряда ее тактических и технических параметров и, в частности, рабочей зоны, точности и разрешающей способности. Так, РНС, в которых используется одна линия связи (разностно-дальномерные или угломерные радиомаячного типа), обладают неограниченной пропускной способностью, так как могут одновременно обслуживать любое число объектов.

Пропускная способность дальномерных систем, основанных на принципе запроса и активного ответа (две линии связи), ограничена ответчиком, в котором для формирования ответного сигнала на каждый запрос необходимо некоторое время. В этом случае пропускную способность характеризуют вероятностью обслуживания заданного числа объектов при заданном периоде повторения запросов каждым из объектов, находящихся в рабочей зоне системы.

Помехозащищенность РЛС и РНС — способность надежного выполнения заданных функций в условиях воздействия непреднамеренных и организованных помех. Помехозащищенность определяется скрытностью работы системы и ее помехоустойчивостью.

Под скрытностью системы понимают показатель, характеризующий трудность обнаружения ее работы и измерения основных параметров излучаемого радиосигнала,а следовательно, и создания специально организованных (прицельных) помех.

Скрытность обеспечивается применением остронаправленного излучения, использованием шумоподобных сигналов с низким уровнем мощности, изменением основных параметров сигнала во времени.

Количественной оценкой помехоустойчивости РЛС и РНС является отношение сигнала к помехе на входе приемника, при котором погрешность измерения заданного параметра не превосходит допустимой с требуемой вероятностью; для РЛС обнаружения при этом должно обеспечиваться обнаружение сигнала с заданной при допустимых значениях вероятности ложной тревоги. Требуемая помехоустойчивость достигается рациональным выбором параметров радиосигнала системы, а также характеристик ДНА и устройств приема и обработки сигнала.

Надежность — свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения параметров, характеризующих способность выполнения требуемых функций в заданных режимах и условиях применения, хранения и транспортировки. Это определение надежности по ГОСТ 27002—82 является универсальным и полностью относится к РЛС и РНС и устройствам, из которых они состоят.

В зависимости от причин, вызывающих отказы в работе системы, различают следующие разновидности надежности:

— аппаратурную, связанную с состоянием аппаратуры;

— программную, обусловленную состоянием программ вычислительных устройств, используемых в системе;

— функциональную, т. е. надежность выполнения отдельных функций, возлагаемых на систему, и, в частности, извлечения и обработки информации. В этом смысле помехозащищенность также может быть отнесена к функциональной надежности радиосистемы.

Экономические показатели системы, масса и габариты составляющих ее устройств являются важными параметрами, влияющими на совокупную оценку качества системы.

К основным техническим характеристикам радиосистемы относятся параметры, непосредственно определяющие ее тактические характеристики. Применительно к РЛС и РНС основными техническими характеристиками являются:

— метод обзора (поиска) и измерения координат и параметров движения объекта;

— рабочие частоты, стабильность, мощность, вид модуляции, ширина спектра излучаемых колебаний;

— форма, ширина, коэффициент направленности антенны;

— чувствительность и полоса пропускания приемного устройства;

— вид и параметры устройств отображения и съема информации;

— габариты и масса устройств, составляющих систему, потребляемая ими энергия от источников питания.

В дальнейшем взаимосвязь тактических и технических характеристик будет рассмотрена для конкретных типов РЛС и РНС. Для начального пояснения такой взаимосвязи, а также взаимодействия элементов, входящих в РЛС, рассмотрим построение РЛС кругового обзора, которые находят широкое применение.