Основы построения СРЛ РТВ. Общие принципы построения подсистемы активной радиолокации РТВ

1.

Институт военного обучения
Военный учебный центр
Кафедра «Автоматизированных систем управления
РТВ ВКС»
Дисциплина
«Основы построения АСУ РТВ ВКС»
Лекция
Радиолокационные цели и мешающие
отражения
Тема №4 «Основы построения СРЛ РТВ. Общие принципы построения
подсистемы активной радиолокации РТВ»
Занятие №3 «Радиолокационные цели и мешающие отражения»

2.

Сибирский федеральный университет
Учебные вопросы:
1. Радиолокационные цели.
2. Мешающие
отражения,
распространения волн.
среда
2

3.

Сибирский федеральный университет
Литература.
1. Ботов М.И. Вяхирев В.А.Теоретические основы РЛ
систем РТВ. Военая кафедра СФУ,2007стр153-169.
2. Теоретические основы радиолокации. Под редакцией
Ширмана Я.Д. Учебное пособие для вузов. М., Изд-во
«Советское радио». 1970. с.20-54
3

4.

Сибирский федеральный университет
Вопрос №1
Радиолокационные цели
4

5.

Сибирский федеральный университет
Объектами радиолокации (радиолокационными целями –
РЛЦ или просто целями) являются аэродинамические (самолёты),
аэростатические (автоматические дрейфующие аэростаты) – АДА,
воздушные шары и ракетные ЛА, движущиеся в атмосфере, а
также космические ЛА и надводные корабли различных классов.
Основные классы объектов РЛ существенно отличаются между
собой по геометрии корпуса, их РЛ и техническим
характеристикам. В РЛ системе, осуществляющей РЛО процессов
организации ВД и контроля за ИВП страны, в качестве РЛЦ
выступают ВС различной ведомственной принадлежности и
различного функционального назначения. Эти ВС осуществляют
движение в рамках установленных воздушных коридоров или
специальных воздушных зон. К ним принято относить ВС общего
назначения
(пассажирские,
почтовые,
транспортные,
сельскохозяйственные и др.) и ВС специального назначения
(экспериментальные,
санитарные,
пожарные,
спортивные,
геологоразведочные и др.).
5

6.

Сибирский федеральный университет
-
В РЛ системе военного назначения различают:
самолеты стратегической авиации (СА);
самолеты тактической и палубной (авианосной) авиации (ТА);
стратегические крылатые ракеты (СКР);
ударные беспилотные невозвращаемые самолеты;
авиационные и зенитные ракеты (управляемые реактивные
снаряды) различных классов;
беспилотные (или дистанционно пилотируемые) ЛА – БПЛА,
ДПЛА;
разведывательные или беспокоящие, возможно – ЛА РЭБ;
АДА и воздушные шары (в перспективе, возможно, и дирижабли);
боевые корабли в надводном положении.
6

7.

Сибирский федеральный университет
С точки зрения формирования сигнала при отражении
объекты радиолокационного наблюдения принято делить на
малоразмерные и распределенные в пространстве или на
поверхности.
К малоразмерным относятся объекты, размеры которых
значительно меньше размеров элемента разрешения РЛС по
дальности и угловым координатам.
Другие цели представляют собой совокупность отдельных
объектов,
распределенных
в
определенной
области
пространства, значительно превышающей по своим размерам
элемент разрешения РЛС. В зависимости от характера этого
распределения различают объемно-распределенные (например,
дождевое
облако)
и
поверхностно-распределенные
(поверхность суши и т. д.) цели. Отраженный от такой цели
сигнал является результатом интерференции сигналов
отражателей,
распределенных
в
пределах
элемента
6
разрешения.

8.

Сибирский федеральный университет
Эффективная площадь рассеяния цели простейшей цели (ЭПР).
Расчет дальности радиолокационного наблюдения требует
количественной характеристики интенсивности отраженной
волны. Мощность отраженного сигнала на входе приемника
станции зависит от целого ряда факторов и прежде всего от
отражающих свойств цели. Обычно радиолокационные цели
характеризуются эффективной площадью рассеяния. Под
эффективной площадью рассеяния цели в случае, когда антенна
РЛС излучает и принимает электромагнитные волны одной и той
же поляризации, понимается величина σц, удовлетворяющая
равенству σцS1=4πR2S2, где S1 -плотность потока мощности
прямой волны данной поляризации в точке расположения цели;
S2 — плотность потока мощности отраженной от цели волны
данной поляризации у антенны РЛС; R — расстояние от РЛС до
цели. Значение ЭПР непосредственно может быть вычислено по
формуле
σц=4πR2S2/ S1
7

9.

Сибирский федеральный университет
Сложные и групповые цели
55 მϭ
25 მϭ
5 მϭ
15 მϭ
Зависимость ЭПР цели от ракурса.
W (σц) = (1/<σц>) ехр ( — σц/<σц>).
8

10.

Сибирский федеральный университет
Тип радиолокационной цели
Истребитель
Средний бомбардировщик
Дальний бомбардировщик
Транспортный самолет
Крылатая ракета
Головная часть баллистической ракеты
Крейсер
Транспорт малого тоннажа
Транспорт среднего тоннажа
Транспорт большого тоннажа
Траулер
σц ,
м2
3-5
5-20
10—50
До 50
0,3—0,8
10-3— 1,0
14000
150
7500
15000
750
Малая подводная лодка в надводном состоянии
140
Рубка подводной лодки
Катер
Человек
1
100
0,8
Средние значения ЭПР различных реальных целей
9

11.

Сибирский федеральный университет
Вопрос№2.
Мешающие отражения, среда
распространения волн.
10

12.

Сибирский федеральный университет
Мешающие отражения возникают при возвращении
радиоволн от границы раздела двух сред, не являющейся РЛЦ.
Эхосигналы от «точечных» изолированных отражателей создают
имитирующие пассивные помехи (ИПП), перегружающие системы
обработки РЛИ.
Распределенные в пространстве мешающие отражатели
создает маскирующие пассивные помехи (МПП). Источниками
МПП для излучаемой РЛС являются: участки земной поверхности;
облака гидрометеоров; облака искусственных металлических
(металлизированных)
отражателей-диполей,
лент
либо
специальных аэрозолей; пылевые облака, крупные скопления
птиц, насекомых, турбулентная атмосфера; искусственно
ионизированные области (например, области ядерного взрыва).
Маскирующий эффект МПП определяется соотношением ЭПР
цели σц и средней ЭПР σПП распределенного отражателя –
совокупности отражателей в элементе разрешения РЛС.
11

13.

Сибирский федеральный университет
Эффективная поверхность имитирующих объектов может
составлять от долей до десятков квадратных метров. Малые и
малоскоростные отвлекающие объекты, если их не распознавать,
серьезно воздействуют на систему ПВО. Уничтожение их
проблематично из-за очень большого количества, слабой
радиолокационной и визуальной наблюдаемости и малых
скоростей полета. Поэтому селекция целей на фоне маски́рующих
и имитирующих ПП представляет одну из основных проблем при
создании и совершенствовании РЛС.
12

14.

Сибирский федеральный университет
Основными эффектами среды распространения, которые
следует учитывать в современных наземных РЛС, являются:
- непрямолинейность распространения (искривление) лучей
радиоволн в вертикальной плоскости;
- экранирующий эффект «сферической» поверхности земли и ее
неоднородностей (элементы рельефа, строительные сооружения,
растительность);
- переотражение (рассеяние) радиоволн земной поверхностью;
затухание радиоволн в атмосфере.
Искривление (рефракция) лучей определяется градиентом grad
(n) коэффициента преломления атмосферы n. При нормальной
положительной рефракции grad (n) < 0 и луч «прижимается» к
земле, за счет чего несколько увеличивается дальность прямой
видимости Дпр. Это полезно для РЛ системы, но вызывает
систематические ошибки измерения угла места целей и,
следовательно, высоты цели Hц (следующий слайд).
13

15.

Сибирский федеральный университет
Мнимое положение цели
Hмц
grad n < 0
Реальное
положение цели
РЛС
Rз
Нц
Искривление луча за счет рефракции:
Нмц – высота мнимого положения цели; Rз – радиус Земли 14

16.

Сибирский федеральный университет
Цель
grad n = - 4●