1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ РАСПОЗНАВАНИЯ

Чтобы построить классификационную схему любых технических систем, в том числе и локационных, необходимо прежде всего выработать классификационные принципы. По-видимому, одним из наиболее универсальных принципов классификации технических систем безотносительных к их назначению является основное свойство оператора системы, определяющего, какой вид преобразования входа в выход осуществляет система. Так, все множество

технических систем можно подразделить на два подмножества — класса — в зависимости от того, что преобразует оператор системы: один вид энергии в другой (механическую в механическую, механическую в электрическую или наоборот и т. п.) либо входную энергию в информацию.

Первый класс — это системы, предназначенные для выполнения полезной работы: энергетические станции, двигатели, турбины, технологическое оборудование, станки, машины, механизмы. Ко второму классу относятся информационные системы: часы и компасы, измерительные приборы и ЭВМ. Сюда же относятся и локационные системы, преобразующие электрическую энергию в информацию.

Если в качестве принципа классификации локационных систем выбрать рабочий диапазон несущих частот, облучающих распознаваемые объекты волн, то эти системы могут быть подразделены на радио- и лазерные локационные системы [4].

Если в качестве классификационного принципа локационных систем использовать относительное расположение передающей и приемной станций, то различают одно-, и двухпозиционные системы. В первом классе систем (однопозиционных, или моностатических) для облучения цели и приема отраженных сигналов используется одна и та же система. И хотя их характеристики, например поляризационные, в режиме передачи сигналов и их приема могут быть различными, однако фундаментальной основой использования этого класса систем является то обстоятельство, что эти антенны расположены в одной точке пространства. Во втором классе систем — двухпозиционных — передающая и приемная антенны расположены в различных точках пространства. Это обстоятельство также является фундаментальной базой исследований этого класса систем в связи с тем, что поляризационные базисы облучающей и рассеянной волн лежат в различных плоскостях и, значит, поляризационные базисы, в которых исследуются прямой и обратный сигналы, не совпадают.

Следующий принцип, который уместно использовать при классификации радиолокационных систем, — соотношение между шириной спектра генерируемых сигналов и несущей частотой этих сигналов. Если отношение ширины спектра несущей частоте значительно меньше единицы, сигнал называют узкополосным (квазимонохроматическим).

Традиционная задача радиолокации — определение координат целей и их первых производных, т. е. вектора положения и вектора скорости, которые в совокупности образуют шестимерный вектор состояния точечной цели — решается узкополосными РЛС. Так, в РЛС, предназначенных для обнаружения самолетов и определения их состояния, станциях слежения за для измерения шестимерных векторов их состояния используют сигналы с шириной спектра и более [5].

В том случае, когда сигналы называют широкополосными или сверхширокополосными (немонохроматическими).

реход к сверхширокополосным сигналам, как и к увеличению несущей частоты радиолокационных сигналов, обусловлен необходимостью определять не только состояние целей, т. е. так называемую координатную информацию о целях, информацию о движении их центра масс, но и некоординатную информацию — данные о форме, размерах и массе цели, наличии тех или других двигателей на самолетах, например воздушно-реактивных или турбовинтовых, маршевых и двигателей стабилизации на космических кораблях и ИСЗ, а также о параметрах движения целей относительно центра масс.

По числу несущих частот зондирующих сигналов радиолокационные системы можно подразделить на одно- и многочастотные. Использование в радиолокационных системах нескольких станций, работающих на двух или более несущих частотах, позволяет путем совместной обработки рассеянных облучаемой целью сигналов получить дополнительную информацию о ее некоординатных параметрах.

Все рассмотренные виды локационных систем можно объединить в один класс—активных систем в связи с тем, что принцип их действия основан на формировании зондирующих сигналов, облучающих цели, приеме и обработке рассеянных отраженных сигналов.

Кроме активных существуют также пассивные радиолокационные системы, в свою очередь, подразделяемые на радиотеплолокаторы и радиолокаторы, работа которых основана на приеме бортовых радиоизлучений целей. Информация на входе радиотеплолокаторов формируется за счет естественных радиоизлучений целей теплового происхождения. Бортовыми источниками радиоизлучений являются РЛС управления специальными бортовыми системами, станции обеспечения безопасности полетов, помеховые излучения, предназначенные для подавления средств ПВО, непреднамеренные излучения, вызванные функционированием комплекса бортовой аппаратуры электроспецоборудования.

Приведенная классификация локационных систем носит в определенной мере условный характер. В [6] приведена иная классификация радиолокационных систем, основанная на использовании следующих классификационных принципов; 1) характера информационного взаимодействия элементов радиолокационной системы; 2) вида временного режима обслуживания целей; 3) размещения приемных и передающих станций радиолокационных систем на территории.

В соответствии с первым признаком, если вся полученная информация о цели поступает на центральный пункт обработки информации (ЦПОИ) радиолокационной системы и если детектирование, выделение полезного сигнала из шума, идентификация цели и определение ее параметров производятся на этом пункте, то такая система называется когерентной.

Если в приемных устройствах производится детектирование сигнала без запоминания и передачи информации о частоте и

фазе отраженной волны, то на ЦПОИ передается видеосигнал. Такие системы называются видеокогерентными.

Если в приемных устройствах помимо детектирования выделяются сигналы из шумов, т. е. принимается решение о наличии полезного сигнала, а также определяются параметры сигнала, такие радиолокационные системы называются некогерентными. Если все операции обработки сигнала вплоть до определения параметров движения цели выполняются на каждой приемной позиции, а на ЦПОИ эта информация совместно обрабатывается, то такие системы названы независимыми.

В соответствии со вторым признаком классификации, связанным со способом «обслуживания» целей, т. е. с порядком распределения времени работы передающих и приемных станций системы, обслуживающей одну цель, радиолокационные системы могут быть подразделены следующим образом. Если каждая цель лоцируется всеми передающими станциями радиолокационной системы в течение всего периода ее работы, то все элементы матрицы рассеяния относятся к полному интервалу наблюдения. Такие системы названы одноступенными. Если каждая цель «обслуживается» по очереди, то такие системы в зависимости от числа групп, последовательно наблюдающих каждую цель в течение полного периода работы радиолокационной системы, называют двух-, трех-, четырех- и многоступенными.

Чтобы понять, как подразделяются радиолокационные системы с точки зрения принципа размещения их приемных и передающих станций на территории (третий признак), в [6] введены следующие понятия. Передающие и приемные станции системы могут быть разнесены на различные расстояния, названные базами. При этом — база передающих устройств; база приемных устройств; — база 1-го передающего и приемного устройств.

Размеры баз существенно влияют на параметры рассеянных сигналов, а значит, и на получаемую исходную информацию о цели. Для оценки степени разнесенности передающих и приемных станций вводятся пороги (в метрах)

где дальность до цели в метрах и километрах соответственно; — длина волны в метрах; — наблюдаемый линейный размер цели в метрах; — область неоднородности ионосферы в километрах; — ее высота в километрах.

В зависимости от соотношения между радиолокационные системы подразделяют следующим образом: совмещенные, для которых малоразнесенные, для которых разнесенные, для которых Подобное подразделение радиолокационных систем на классы обусловлено необходимостью применения соответствующих методов для обработки рассеянных целями сигналов.