Радиолокационная система РТВ. Самостоятельная работа

1.

2.

Военный учебный центр
им. Героя Российской Федерации
генерала армии Дубынина В.П.
КАФЕДРА ЗРВ ВКС
Дисциплина
«Основы построения РЛС РТВ»
2

3.

Тема № 1
«Радиолокационная система РТВ»
Самостоятельная работа
под руководством
преподавателя занятие №2
«Классификация и основные ТТХ
радиолокационных станций
РТВ»
3

4.

Учебные цели:
1. Обучаемым изучить и быть готовым доложить
классификацию РЛС РТВ.
2. Обучаемым изучить и быть готовым доложить
основные ТТХ РЛС РТВ.
4

5.

Учебные вопросы:
Вопрос № 1. Классификация РЛС РТВ.
Вопрос №2. Основные ТТХ РЛС РТВ.
5

6.

Учебный вопрос № 1.
Классификация РЛС РТВ
6

7.

Учебный вопрос № 1
Основной задачей РТВ, как отмечалось на лекции, является непрерывное
ведение радиолокационной (РЛ) разведки и выдача разведывательной и боевой
информации о воздушном противнике. Для решения этих важных задач на
вооружении РТВ находится радиоэлектронная техника (РЭТ), включающая
комплексы средств автоматизации (КСА), радиотехнические средства (РТС),
средства связи и специальные средства. РЭТ РТВ является составной частью
вооружения и военной техники (ВВТ) ВВС РТВ.
КСА - это комплексы средств автоматизации системы управления
радиотехническими подразделениями и частями, информационно-справочные
системы и другие системы, позволяющие автоматизировать процессы обработки
информации, управления радиотехническими средствами, огневыми средствами,
автоматизировать процессы оповещения о воздушной обстановке, контроля,
документирования и тренажа.
РТС - это РЛС (РЛК) обнаружения, предупреждения, целеуказания,
наведения,
станции
программного
обзора,
автоматические
РЛК,
радиовысотомеры, радио- и кабельные трансляционные линии, НРЗ-П.
Специальные средства - это имитационная аппаратура, тренажеры, вышки,
башни, укрытия, средства ремонта. Специальные средства предназначены для
обеспечения живучести и повышения возможностей РЭТ по ведению РЛ разведки
воздушных целей.
7

8.

Учебный вопрос № 1
Цель классификации состоит в разделении множества РЛС на группы
(классы), обладающие общими признаками, несмотря на многообразие их
конструктивных и технических решений. Это дает возможность анализировать
особенности построения РЛС с позиций системотехники.
Выбранные для классификации признаки должны отражать наиболее
существенные черты РЛС. Число их не должно быть слишком большим, чтобы
классификация не потеряла смысл, и не слишком малым, чтобы не обеднять
полноту характеристик РЛС. Наиболее полную характеристику РЛС дает
классификация, в основу которой положены как тактические, так и технические
признаки.
К тактическим признакам относятся:
боевое предназначение и боевые возможности;
степень мобильности;
количество измеряемых координат и др.
Наиболее существенными техническими признаками являются:
метод радиолокации;
вид зондирующего сигнала;
диапазон рабочих частот и др.
8

9.

Учебный вопрос № 1
При изучении конкретных образцов РЛС РТВ будет использована классификация,
принятая в Боевом уставе РТВ ПВО, согласно которой РЛС делятся :
по боевому предназначению;
по частотному диапазону;
по маневренности.
По боевому предназначению РЛС (РЛК) делятся на три класса:
РЛС (РЛК) боевого режима;
РЛС (РЛК) дежурного режима;
специальные РЛС.
РЛС (РЛК) боевого режима предназначены для создания помехоустойчивого
радиолокационного поля и выдачи РЛИ высокого качества. Эти средства ограниченно
используются в мирное время и в полном объеме в военное время. К таким средствам
относятся: РЛК 5Н87М, РЛС 22Ж6М, 19Ж6, 64Л6, 59Н6-1, 96Л6-1(ВВО) и др. Различают
РЛС (РЛК) боевого режима малых высот (19Ж6,35Н6), средних и больших высот (22Ж6М,
5Н87М, 64Л6, 59Н6-1, 96Л6-1).
РЛС (РЛК) дежурного режима предназначены для создания дежурного
радиолокационного поля и должны обеспечивать , в основном, получение
разведывательной информации, дальнее обнаружение воздушного противника. У РЛС
дежурного режима допустимы сниженные ТТХ по точности измерения координат,
разрешающей способности, помехозащищенности. Примерами РЛС дежурного режима
являются: 5Н84АМ, 55Ж6(УЕ), 35Н6, 39Н6, 1Л-117(М), 1Л-119(М), П-18(М) и др.
Различают РЛС (РЛК) дежурного режима малых высот (35Н6, 35Д6), средних и больших
9
высот (55Ж6М, 5Н84АМ, 1Л-117(М), 1Л-119(М), П-18(М)).

10.

Учебный вопрос № 1
Специальные РЛС (РЛК) предназначены для решения отдельных
специфических задач, таких как обнаружение воздушных объектов
и определение количественного состава групповой цели в сложной
помеховой обстановке, определение высоты полета ВО, создание
полос предупреждения, обнаружения воздушных целей в горных
условиях и др. К ним относятся: ПРВ-16, ПРВ-17, и др.
По частотному диапазону различают РЛС (РЛК) метрового
(5Н84АМ, П-18РТ, 55Ж6-УЕ), дециметрового (5Н87, 22Ж6, 35Н6 и
др.) и сантиметрового (П-37, 19Ж6, ПРВ-16 и др.) диапазонов.
По маневренности различают РЛС (РЛК) на стационарные
(5Н84АМ, 55Ж6(УЕ), и др.) и подвижные. В свою очередь
подвижные РТС могут быть самоходные (П-18, 35Н6, 39Н6 и др.) и
буксируемые (П-37М, 1Л-117, 5Н87М, 22Ж6М, 55Ж6УЕ, 19Ж6 и
др.).
10

11.

Учебный вопрос № 2.
Основные ТТХ РЛС РТВ
11

12.

Учебный вопрос № 2
2.1
Тактико-технические
характеристики РЛС
требования
и
тактико-технические
К любому вооружению на этапе его проектирования предъявляются тактикотехнические требования (ТТТ).
Под тактико-техническими требованиями, предъявляемыми к РЛС, понимают
количественное выражение характеристик, которыми она должна обладать для
решения боевых задач по получению и выдаче боевой и разведывательной
информации, с учетом возможности их реализации на современном этапе
развития науки и техники, экономических возможностей государства.
ТТТ к РЛС разрабатывают на основе всестороннего анализа и учета ее роли и
места в системе ПВО, тактических и технических возможностей огневых средств
ПВО и средств воздушного нападения противника, возможностей
промышленности по созданию радиолокационного вооружения с требуемыми
характеристиками.
Таким образом, разработка ТТТ требует учета множества зачастую
противоречивых тактических, технических, экономических, временных факторов
и поэтому является весьма сложной вариационной задачей.
12

13.

Учебный вопрос № 2
РЛС, состоящие на вооружении, обладают тактико-техническими характеристиками (ТТХ)
(иногда их называют тактико-техническими данными (ТТД)), представляющими собой
количественные и качественные показатели, характеризующие возможности РЛС (РЛК) по
выполнению боевых задач в конкретных условиях обстановки. Они определяются в результате
тщательной экспериментальной проверки образцов данного типа РЛС. Количественно ТТХ могут
совпадать или несколько отличаться от ТТТ.
ТТХ определяют боевые возможности РЛС и заносятся в формуляр РЛС. В связи с этим задача
личного состава, эксплуатирующего РЛС, заключается в том, чтобы поддерживать технические
параметры станции на уровне, обеспечивающем реализацию ее ТТХ.
Основными ТТХ РЛС являются:
состав выдаваемой информации;
информационная способность;
зона обнаружения (форма зоны и ее параметры);
помехозащищенность;
точность выдаваемой информации;
разрешающие способности по измеряемым координатам;
временные и маневренные характеристики;
надежность и живучесть;
электромагнитная совместимость;
характеристики системы функционального и диагностического контроля;
системы технического обслуживания и ремонта;
состав и квалификация боевого расчета;
эргономические характеристики;
технические характеристики.
13

14.

Учебный вопрос № 2
14

15.

Учебный вопрос № 2
2.2 Анализ тактико-технических характеристик РЛС
Состав выдаваемой информации определяется, главным образом,
требованиями потребителей информации и решаемыми ими задачами.
Под составом информации понимается перечень сведений (данных) о
воздушных объектах, которые могут быть получены с помощью РЛС (РЛК).
Основной задачей любой РЛС является получение данных о
пространственных координатах целей. Это - первая и важнейшая компонента
радиолокационной информации (РЛИ).
Для оценки воздушной обстановки и решения задач боевого управления
средствами ПВО помимо пространственных координат целей необходима
информация о принадлежности обнаруженных объектов (государственной,
ведомственной и индивидуальной), применении и характере создаваемых
противником помех, курсе и скорости полета целей.
Используемые в настоящее время зондирующие сигналы и методы обработки
отраженных сигналов не позволяют по виду последних опознавать обнаруженные
объекты. Эта задача возлагается на специальную систему радиолокационного
опознавания (СРЛО), представляющую собой комплекс наземной и бортовой
аппаратуры, обеспечивающей опознавание государственной принадлежности.
15

16.

Учебный вопрос № 2
Сведения о курсе и скорости полета цели могут быть получены после
вторичной (траекторной) обработки РЛИ.
При определении наряда сил и средств ПВО, необходимых для успешного
решения боевой задачи, нужно иметь данные и о количественном составе целей,
участвующих в ударе. Для получения такой информации РЛС должны обладать
высокой разрешающей способностью по координатам. Кроме того, при этом
желательно иметь информацию о типе и классе воздушных объектов. Такая
информация может быть получена в результате решения задачи
радиолокационного распознавания.
Таким образом, в общем случае, информация, выдаваемая РЛС, должна
включать:
• пространственные координаты целей, параметры их движения;
• государственную и индивидуальную принадлежность;
• количественный состав и класс (тип) целей;
• виды
создаваемых
помех,
их
интенсивность,
направления
на
помехопостановщики.
Информационная способность РЛС (производительность)- это максимальное
число обнаруженных воздушных объектов, по которым РЛС выдает
радиолокационную информацию заданного состава и качества с установленной
16
дискретностью (периодом обновления).

17.

Учебный вопрос № 2
Информационная способность РЛС зависит от размеров зоны
ответственности
РЛС,
эффективности
помехозащитной
аппаратуры,
производительности вычислительных средств РЛС, принятой организации
процесса обработки информации, количества рабочих мест операторов,
эргономических свойств рабочих мест и квалификации операторов.
При работе РЛС с КСА информационная способность всей системы, кроме
того, зависит от пропускной способности каналов передачи информации и
производительности КСА.
Потенциальные возможности РЛС по информационной способности
определяются количеством раздельно наблюдаемых целей. Однако возможности
реализации потенциальной информационной способности ограничиваются
возможностями устройств съема информации.
Реальная информационная способность рассчитывается по формуле
Ni = mi tдi/tSi ,
(1)
где i - индекс параметра (D, , , H);
tдi - дискретность поступления информации с системы обработки по i-му
параметру;
mi - количество оконечных устройств РЛС, с которых считывается
информация об i-м параметре;
tSi - суммарное время, затрачиваемое на измерение и ввод в канал связи
17
информации об i-м параметре.

18.

Учебный вопрос № 2
Из выражения (1) следует, что повышение информационной способности
может быть обеспечено увеличением числа оконечных устройств и сокращением
времени (автоматизацией) процесса съема РЛИ.
Таким образом, информационная способность характеризуется количеством
целей, координаты и характеристики которых могут быть получены на выходе
устройства съема и обработки РЛС в единицу времени.
Зона обнаружения (зона видимости) - это область пространства, в пределах
которой РЛС обеспечивает обнаружение цели (с определенной эффективной
площадью рассеяния ц) при заданных вероятности правильного обнаружения D
и вероятности ложной тревоги F.
Зона обнаружения (ЗО) определяется формой диаграммы направленности
антенны (ДНА), дальностью обнаружения РЛС и способом обзора пространства.
В РЛС РТВ обычно задаются вероятностью правильного обнаружения
D ≥ 0,5 и вероятностью ложной тревоги F = 10-4...10-6.
Зоны обнаружения РЛС являются исходной информацией для определения
радиолокационного поля подразделений и частей РТВ. Форма представления
зоны обнаружения (ЗО) может быть: табличная; графическая; аналитическая.
Наиболее удобной является графическая форма представления ЗО, при которой
используют полусечение вертикальной и сечение горизонтальной плоскостями
18
зоны обнаружения.

19.

Учебный вопрос № 2
19

20.

Учебный вопрос № 2
20

21.

Учебный вопрос № 2
Телесный угол зоны обнаружения РЛС (без учета рельефа местности)
соответствует телесному углу тела вращения, образованному поворотом
полусечения ЗО вертикальной плоскостью вокруг оси ординат.
Параметрами ЗО являются: минимальный и максимальный угол места зоны;
размеры зоны в азимутальной плоскости; максимальная наклонная дальность;
максимальная высота; максимальная высота беспровальной проводки; радиус
"мертвой воронки" на заданной высоте.
Параметры ЗО выбираются с учетом тактических требований и технических
возможностей их реализации.
Наряду с понятием зона обнаружения используется понятие "зона обзора"
РЛС. Зона обзора - область пространства, в пределах которой РЛС может
осуществлять обнаружение целей. Зона обзора определяется конструктивным
исполнением РЛС: размерами секторов обзора в горизонтальной и вертикальной
плоскостях; инструментальными возможностями измерения пространственных
координат (установленный масштаб отображения информации на ИКО, режимы
запуска и др.).
Часто в РЛС РТВ дальность обнаружения воздушных объектов с большой
эффективной площадью рассеяния (ЭПР) превышает индикаторную дальность
РЛС. В этом случае зона обнаружения превышает зону обзора.
21

22.

Учебный вопрос № 2
Помехозащищенность - это количественная характеристика
способности РЛС выполнять боевую задачу в условиях радиопомех.
Различия характера помех и специфика их влияния на РЛС
затрудняют введение единых показателей помехозащищенности. По
этой причине показатели помехозащищенности введены раздельно
для конкретных видов радиопомех. Такими показателями,
например, являются следующие:
–коэффициент подавления помех;
–коэффициент подпомеховой видимости;
–коэффициент сжатия зоны обнаружения;
–дальность обнаружения и качество проводки целей с заданной
ЭПР на фоне пассивных помех с заданной линейной плотностью
(количеством стандартных пачек дипольных отражателей,
сбрасываемых постановщиком помех на каждые 100 метров
пути).
Вопросы обеспечения помехозащищенности РЛС являются
одними из важнейших и будут в дальнейшем рассмотрены отдельно.
22

23.

Учебный вопрос № 2
Точность измерения координат является важнейшим показателем РЛС. Она
характеризуется ошибкой измерения, представляющей собой разность между истинным и
измеренным значениями координат. Поскольку эта разность - случайная величина, для
количественной оценки точности используют чаще всего среднеквадратическую ошибку
измерения, а иногда максимальную ошибку и ошибку в 80% измерений.
Разрешающая способность по какой-либо координате определяется минимальным
расстоянием по этой координате между двумя точечными целями, имеющими одинаковые
значения других координат, при котором наличие одной цели не мешает обнаруживать
вторую цель и измерять ее координаты. Разрешение осуществляется по выходному сигналу
системы обработки принимаемых сигналов РЛС, несущему информацию о координатах и
скорости цели.
Связь между разрешающей способностью по плоскостным координатам xy и требуемыми разрешающими
способностями по дальности D и азимуту определяется выражением:
__________
xy = D2 + D2 2 ,
где D - дальность до цели.
Реальная разрешающая способность РЛС по координате может быть представлена в виде:
n
( ) = п( ) + i( ),
i=1
где п( ) - потенциальная разрешающая способность, определяемая формой сигнала и отношением
энергии сигнала и шума; i( ) - ухудшение разрешающей способности в i - м узле устройства обработки
сигнала; n - количество узлов.
23

24.

Учебный вопрос № 2
Реальная разрешающая способность по дальности определяется выражением:
D= Dп + Dи = 0,5 c и + dпMD.
Разрешающая способность по азимуту может быть записана выражением:
= п + и
где п 0.5P - потенциальная разрешающая способность по азимуту;
0.5P - ширина диаграммы направленности антенны по уровню половинной мощности;
и = dпM - разрешающая способность индикатора по азимуту.
Разрешающая способность по высоте H численно равна линейному размеру
импульсного объема по углу места, пересчитанного в заданную точку по формуле:
= 0.5P D cos ц /57.3 ,
где: 0.5P - ширина диаграммы направленности антенны по углу места по уровню половинной мощности;
ц - угол места цели
В качестве меры разрешающей способности РЛС по всем
координатам используют импульсный объем РЛС (рис.1),
обладающей разрешающими способностями по дальности D,
азимуту и углу места . Величина этого объема при малых
значениях и . определяется соотношением:
V = D2 D ,
Рис.1 Импульсный объем РЛС
24

25.

Учебный вопрос № 2
Временные и маневренные характеристики. К этим характеристикам относятся
время развертывания, время свертывания, время включения и выключения, время
проведения контроля функционирования, количество, габариты и масса
транспортных единиц, вид транспорта, возможности, способы и скорости
транспортировки.
Надежность и живучесть. Под надежностью понимается свойство РЛС
сохранять свою работоспособность и обеспечивать решение возложенных задач
при установленной системе технического обслуживания и ремонта в заданных
режимах и условиях применения.
Показатели надежности: безотказность - характеризуется средним временем
наработки на отказ Tо; ремонтопригодность - характеризуется средним временем
восстановления Tв; долговечность - характеризуется средним ресурсом до
капитального ремонта Tкр и средним сроком службы до капитального ремонта Tск ;
сохраняемость характеризуется средним сроком сохраняемости Tсохр.
Живучесть - это свойство РЛС сохранять свои тактико-технические
характеристики в условиях огневого воздействия со стороны противника и
обеспечивать заданные условия обитаемости боевого расчета в условиях
применения оружия массового поражения.
Показатели живучести: максимально возможное давление во фронте ударной
волны Pф (кг/см2), возможности по дегазации, дезактивации и дезинфекции,
фильтрации воздуха и вентиляции и т.п..
25

26.

Учебный вопрос № 2
Электромагнитная совместимость. Под электромагнитной совместимостью
(ЭМС) понимается способность РЛС функционировать с требуемым качеством при
воздействии на нее непреднамеренных взаимных помех и не создавать
недопустимых радиопомех другим радиоэлектронным средствам.
Показатели ЭМС: допустимый уровень внеполосных и побочных излучений;
допустимый уровень излучения на гармониках и субгармониках; чувствительность
побочных каналов приема; ограничительные уровни основного излучения.
Характеристики системы контроля, системы технического обслуживания и
ремонта. Системы контроля предназначены для обеспечения контроля
технического состояния РЛС, диагностирования аппаратуры, своевременного
отыскания и устранения неисправностей. Показатели эффективности систем
контроля: время контроля; объем охваченной контролем аппаратуры; вероятность
правильного определения технического состояния аппаратуры; глубина
локализации места неисправности.
Система технического обслуживания и ремонта обеспечивает поддержание
РЛС в работоспособном состоянии. Используемые при этом показатели: принцип
проведения технического обслуживания (календарно-временной, по состоянию, по
надежности); суммарная продолжительность технического обслуживания за год;
суммарная трудоемкость технического обслуживания за год; время перевода РЛС
из состояния технического обслуживания в работоспособное и др.
26

27.

Учебный вопрос № 2
Состав и квалификацию боевого расчета важно учитывать при
укомплектовании подразделений и частей РТВ. Основные показатели: численность
боевого расчета при посменной организации боевой работы и общая его
численность; должностной состав расчета; квалификация номеров расчета;
требования к ним по группе электробезопасности и др.
Эргономические характеристики - это характеристики, реализация которых
позволяет согласовать свойства и возможности человека-оператора с
техническими средствами РЛС (обычно это рабочее место оператора, оснащенное
средствами отображения информации, органами управления и вспомогательным
оборудованием). Эргономические показатели сведены в ряд ГОСТов. Вот
некоторые из них: размеры и пространственная ориентация пультов управления;
размещение индикаторов и органов управления, их количество; прикладываемые
усилия к органам управления; размеры отдельных индикаторов и их
светочувствительные параметры и т.д.
27

28.

Учебный вопрос № 2
Технические характеристики. К основным техническим характеристикам
относятся:
импульсная мощность Pи;
средняя мощность Pср;
длительность зондирующего сигнала и его вид;
частотный диапазон РЛС;
частота следования зондирующих импульсов;
ширина диаграммы направленности антенны РТС и уровни ее боковых
лепестков;
коэффициент шума приемника;
потребляемая мощность и др.
Знание этих характеристик позволяет правильно оценивать боевые
возможности РЛС.
Таким образом, боевые возможности РЛС определяет целый набор
показателей, которые в свою очередь являются количественным отражением ее
тактико-технических характеристик. Обеспечение этих характеристик на уровне
ТТТ является одной из основных задач инженерного состава РТВ.
28

29.

Заключительная часть
ЗАДАНИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ КУРСАНТАМ НА САМОСТОЯТЕЛЬНУЮ ПОДГОТОВКУ:
1. Изучить – материал по данному занятию, изложенный в рекомендованной литературе.
2. Исполнить – в тетради материал по рассмотренным на сегодняшнем занятии учебным вопросам.
3. Быть готовым – к ответу на вопросы текущего контроля по сегодняшней теме.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
• Основная литература:
• Основы построения радиолокационных станций радиотехнических войск: учебник / В.Н.
Тяпкин, А.Н. Фомин, Е.Н. Гарин [и др.] ; под общ. ред. В.Н. Тяпкина. – Красноярск :Сиб. федер.
ун-т . – 2016. – 535 с.
• ISBN 978-5-7638-2480-3.
• Радиотехнические системы : учебник для студ. высш. учеб. заведений / [Ю.М.Казаринов и др.] ;
под. ред. Ю. М. Казаринова. М.: Изд. центр “Академия” ,2008.-592 с.
• 3. Информационные технологии в радиотехнических системах /[В.А.Васин, И.Б. Власов,
Ю.М.Егоров и др.]; под ред. И.Б. Федорова. – М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003.
• Дополнительная литература:
• Вопросы перспективной радиолокации. Коллективная монография под редакцией А.В. Соколова.
М.: Радиотехника, 2003г.;
• 2. Радиолокационные системы. Бакулев П.А. Учебник для ВУЗов. М.: Радиотехника, 2004г.
• Технические средства обучения:
• 1.Малый мультимедийный комплекс;
• 2. Презентация.
29

30.

Литература
для самоподготовки:
30

31.

Литература
для самоподготовки:
31