Радіолокаційна станція енциклопедія Вікіпедія

Значення слова "Радіолокаційна станція"

Радіолокаційна станція (РЛС), радіолокатор, радар, пристрій для спостереження за різними об'єктами (цілями) методами радіолокації. Основні вузли РЛС - передавальний і приймальний пристрої, розташовані в одному пункті (т. Н. Поєднана РЛС) або в пунктах, віддалених один від одного на деякий (зазвичай значне) відстань (двух- і багатопозиційні РЛС); в РЛС, що застосовуються для пасивної радіолокації, передавач відсутній. Антена може бути загальною для передавача і приймача (у суміщеної РЛС) або можуть застосовуватися роздільні антени (у багатопозиційних РЛС). Важлива складова частина приймального пристрою РЛС (після власне приймача) - світловий індикатор на електронно-променевого трубці (ЕПТ), а в сучасних (середини 70-х рр.) РЛС поряд з індикатором - ЦВМ, яка автоматизує багато операцій по обробці прийнятих сигналів. Основні характеристики РЛС: точність вимірювань, роздільна здатність, граничні значення ряду параметрів (максимальна і мінімальна дальність дії, сектор і час огляду і ін.), Стійкість перед перешкодами. До основних характеристик відносять також мобільність РЛС, її масу, габарити, потужність електроживлення, термін служби, кількість обслуговуючого персоналу і багато ін. Експлуатаційні параметри.

Поява і розвиток РЛС. Перші РЛС були станціями виявлення літаків. 5 стаціонарних імпульсних РЛС було встановлено на південно-західному узбережжі Великобританії в 1936. Вони працювали на порівняно довгих (метрових) хвилях, були дуже громіздкі і не могли виявляти літаки, що летіли на малій висоті. Проте незабаром ланцюжок таких станцій була встановлена ​​уздовж всього англійського узбережжя Ла-Маншу; вона показала свою ефективність при відображенні нальотів німецької авіації під час 2-ї світової війни 1939-45. У США досвідчена імпульсна РЛС була встановлена ​​на кораблі і пройшла всебічні випробування в 1937. Після цього роботи по створенню РЛС різного призначення отримали в США бурхливий розвиток, і до початку 40-х рр. були створені РЛС сантиметрового діапазону хвиль для виявлення літаків, що летять на великій відстані.

В СРСР перші досліди по радіовиявлення літаків були проведені в 1934. Промисловий випуск перших РЛС, прийнятих на озброєння, було розпочато в 1939. Ці станції (РУС-1) з безперервним випромінюванням, модульованим звуковою частотою, розташовувалися ланцюжком уздовж деякої лінії і дозволяли виявляти літак , що перетинає цю лінію. Вони були застосовані на Карельському перешийку під час радянсько-фінляндської війни 1939-40 і на Кавказі під час Великої Вітчизняної війни 1941-45. Перша імпульсна радіолокаційна установка була випробувана в 1937. Промисловий випуск імпульсних РЛС (РУС-2, «Редут») почався в 1940. Ці станції мали одну приймально-передавальну антену і поміщалися разом з джерелом електроживлення в кузові автомашини. Вони дозволяли виявляти літаки при круговому огляді повітряного простору на відстанях (в залежності від висоти польоту) до 150 км. У 1940 Ленінградським фізико-технічним інститутом (керівник робіт Ю. Б. Кобзарев) було закінчено спорудження стаціонарної РЛС для системи ППО. Антени станції розташовувалися на великій висоті (20 м), що забезпечувало велику дальність виявлення (250 км) і давало можливість виявляти порівняно низько летять літаки. Під час Великої Вітчизняної війни, крім станцій «Редут», було розгорнуто виробництво надійних портативних станцій «Пегматит», які можна було легко перевозити в упакованому вигляді і швидко встановлювати в будь-якому приміщенні. Згодом станції «Пегматит» були вдосконалені так, що вони дозволили визначати, крім дальності і азимута літака, його висоту. В кінці війни вдосконалення РЛС відбувалося в напрямку як підвищення дальності їх дії і точності вимірювань, так і автоматизації окремих операцій за допомогою автоматичних систем, що стежать для вимірювання дальності і стеження по кутових координатах (в станціях гарматного наведення), автоматичних рахункових пристроїв (в станціях для «сліпого »бомбометання) і т.д.

Після 2-ї світової війни, з розвитком авіації (підвищенням висоти, швидкості польоту і маневреності літаків), з'явилася необхідність створення РЛС, здатних працювати в умовах складної обстановки - при великій кількості об'єктів і дії умисних перешкод. Підвищення точності вимірювання координат (в т. Ч. Завдяки новим методам їх виміру), пару РЛС з обчислювальними машинами і загальною системою радіоуправління снарядами-ракетами істотно змінили технічні і тактичні параметри РЛС, що стали найважливішою ланкою автоматизованої системи управління засобами ППО.

Поява в 50-60-х рр. ракетної та космічної техніки привело до створення РЛС для вирішення ряду нових завдань (див. в ст. Радіолокація). Були розроблені різноманітні РЛС для вирішення багатьох завдань науки і народного господарства (див. Наприклад, Радіонавігаційна система. Метеорний радіолокатор. Планетний радіолокатор. Астрономія радіолокації, Радіолокація в метеорології і т.д.).

Основні типи РЛС. РЛС розрізняють насамперед по конкретним завданням, виконуваних ними автономно або в комплексі засобів, з якими вони взаємодіють, наприклад: РЛС систем управління повітряним рухом, РЛС виявлення або наведення зенітних керованих ракет систем ППО, РЛС для пошуку космічних літальних апаратів (КЛА) і зближення з ними, літакові РЛС кругового або бічного огляду і т.д. Специфіка вирішення окремих завдань і їх широкий спектр привели до великої різноманітності типів РЛС. Наприклад, для підвищення точності стрільби по літаках в голівках зенітних снарядів встановлюють мініатюрні РЛС, що вимірюють відстань від снаряда до об'єкту і що приводять в дію (на певній відстані) детонатор снаряда; для своєчасного попередження літака про наближення з боку його «хвоста» ін. літака на ньому встановлюють РЛС «захисту хвоста», автоматично виробляє попереджувальний сигнал.

Залежно від місця установки РЛС розрізняють наземні, морські, літакові, супутникові РЛС і т.д. РЛС підрозділяють також за технічними характеристиками: по частоті (робочому діапазону довжин хвиль) - на РЛС метрового, дециметрового (ДМ), сантиметрового (СМ), міліметрового (ММ) і ін. Діапазонів; за методами і режимам роботи - на РЛС імпульсні і з безперервним випромінюванням, когерентні і з некогерентного режимом роботи і т.д .; за параметрами найважливіших вузлів РЛС - передавача, приймача, антени і системи обробки прийнятих сигналів, а також по ін. технічним і тактичним параметрам РЛС.

РЛС точного виміру координат, називаються станціями гарматного наведення (СОН), визначають з високим ступенем точності координати (азимут, кут місця, дальність) повітряних, морських і наземних об'єктів (рис. 1). Для зенітної артилерії поява цих станцій означало технічну революцію. Різке підвищення точності вимірювання координат, в першу чергу кутових, стало можливим після освоєння СМ діапазону хвиль, що дозволив формувати в СОНах за допомогою антен високонаправленное випромінювання радіохвиль. При цьому різко підвищився використання випромінюваної потужності в потрібних напрямках і вдалося значною мірою позбутися від впливу Землі, місцевих предметів і ряду ін. Перешкод роботі РЛС.

Використання СМ діапазону дозволило створити панорамні літакові РЛС кругового огляду земної поверхні (рис. 2), які зіграли важливу роль під час 2-ї світової війни при вирішенні задачі «сліпого» бомбометання, а також при пошуку і знищення на море підводних човнів. Для цих станцій характерна висока ступінь розрізнення окремих деталей на земній поверхні (мостів, споруд, залізниць і т.д.) або на море (перископів підводних човнів і т.п.).

Освоєння СМ діапазону привело також до створення РЛС виявлення літаків і наведення на них літаків-перехоплювачів, які, використовуючи дані, отримані від РЛС дальнього виявлення, або працюючи автономно, виявляють літаки і одночасно вимірюють їх координати - дальність, азимут і висоту польоту (наприклад, т. н. методом V-променя). Для реалізації цього методу застосовують 2 антени, одна з яких має діаграму спрямованості, вузьку по азимуту і широку у вертикальній площині, а інша - діаграму спрямованості такої ж форми, але відхилену від вертикальної площини на кут, рівний 45 ° (рис. 3). При спільному обертанні обох антен азимут і дальність об'єкту визначаються за допомогою першої антени, а висота - по проміжку часу, через який об'єкт фіксується другою антеною.

РЛС бокового огляду, призначені для картографування земної поверхні, вирішення завдань повітряної розвідки і т.д. мають високу роздільну здатність, що визначає якість зображення радіолокації, його детальність. Це досягається або значним збільшенням розміру антени, що розташовується уздовж фюзеляжу літака, що дозволяє збільшити роздільну здатність в порівнянні з панорамними РЛС кругового огляду на порядок, або застосуванням методу штучного розкриття антени (рис. 4), що дозволяє наблизитися до роздільної здатності оптичних засобів спостереження (рис . 5); при цьому роздільна здатність не залежить від дальності спостереження і довжини хвилі зондуючого сигналу. У РЛС з штучним розкривом антени часто використовують складні оптичні системи багатоканальної (по дальності) обробки сигналів з когерентним накопиченням їх в кожному каналі. Сполучення таких систем з фотографічними пристроями дозволяє отримувати високоякісну запис інформації.

РЛС систем ПРО великих міст і промислових об'єктів (у США, за даними зарубіжній пресі) утворюють радіолокаційний комплекс, що включає РЛС виявлення, супроводу і впізнання цілей і РЛС наведення протиракет, що працюють головним чином в СМ, рідше в ДМ діапазонах хвиль (рис. 6) . Така багатофункціональна РЛС містить декілька сотень передавачів з імпульсною потужністю кожного від 0,1 до 1 Вт, фазована антенна решітка. роботою якої керує ЦВМ, кілька тис. параметричних підсилювачів. встановлених у вхідних ланцюгах приймачів. За кордоном існують проекти наземних систем ПРО на основі застосування потужних лазерів. призначених для ураження цілей. Такі системи повинні працювати спільно із засобами автоматичного стеження і фокусування лазерного променя високої інтенсивності, в тому числі з РЛС грубого стеження, що забезпечує отримання орієнтовних даних про наближення мети, з РЛС на лазерах для точного стеження за метою (див. Оптична локація) і з системою розпізнавання справжню мету при наявності помилкових цілей. Завдяки можливості отримання вузького променя і малим габаритам РЛС на лазерах їх передбачається застосовувати також на КЛА і супутниках.

РЛС спостереження за штучними супутниками 3емлі (ШСЗ) і вимірювання їх траєкторій розрізняють перш за все за складом і кількістю вимірюваних параметрів. У простій однопараметричній РЛС обмежуються виміром тільки доплеровской частоти (див. Доплера ефект), за характером зміни якої в місці розташування РЛС визначають період обертання ШСЗ і ін. Параметри його орбіти. Орбіту ШСЗ можна точно визначити, застосувавши на трасі польоту ШСЗ кілька РЛС СМ діапазону, наприклад точних імпульсних РЛС - радиодальномеров. працюючих з відповідачем на борту ШСЗ, у якого нестабільність затримки відповідного імпульсу відносно мала. Ці РЛС з параболічними антенами забезпечують в режимі стеження визначення кутових координат ШСЗ з точністю порядку декількох кутових хвилин при конічному скануванні і порядка 1 кутової хвилини при моноімпульсного методі. Т. о. ці трёхпараметріческіе РЛС є деяким розвитком СОН, відрізняючись від них побудовою основного каналу автодальномера, многошкальностью і збереженням високої точності стеження по дальності (помилка вимірювання при космічних швидкостях об'єкту порядка 10 м). Імпульсний режим дозволяє реалізувати одночасну роботу декількох РЛС з одним відповідачем. Застосовують і четирёхпараметріческіе РЛС з когерентним відповідачем на борту, в яких додатковий вимір радіальної швидкості космічних об'єктів забезпечується при більш простому режимі безперервних коливань. Збереження імпульсного режиму і вимір радіальної швидкості по частоті Доплера вимагає застосування в РЛС імпульсного когерентного режиму, при якому замість простого магнетронного передавача застосовується СВЧ підсилювач потужності (наприклад, на клистроне) і більш складний імпульсний когерентний відповідач. Станції, що вимірюють 6 параметрів руху об'єкта - дальність, 2 кутові координати і 3 їх похідні (т. Е. Радіальну і 2 кутових швидкості), - застосовують, наприклад, при вимірах цих параметрів, здійснюваних з одного пункту на активній ділянці польоту ракети або КЛА . Складність таких РЛС пов'язана з побудовою багатьох каналів точного фазового виміру кутових координат (точність 10 кутових секунд).

Інший напрямок використання РЛС для стеження за ШСЗ з висотою польоту в кілька сотень км і вимірювання їх траєкторії засновано на застосуванні точних пеленгаторів ДМ діапазону із значно простішими (неследящімі) антенами фазових кутомірних каналів, що володіють в цьому діапазоні достатньою ефективною площею, а також економічних і простих бортових передавачів, що працюють в режимі безперервних коливань.

Для спостереження за ШСЗ на відстанях 40 тис. Км (стаціонарні ШСЗ або ШСЗ з еліптичної орбітою типу «Блискавка») застосовують РЛС з стежать (за програмою польоту - в ДМ діапазоні і автоматично - в СМ діапазоні) повноповоротними параболічними антенами.

Планетна РЛС, що вимірює відстань до планети, параметри її руху і ін. Фізичні характеристики, відрізняється великою ефективною поверхнею антени, великою потужністю передавача і високою чутливістю приймального пристрою. Тривалість зондуючого сигналу таких РЛС обмежена часом проходження радіохвиль від Землі до планети і назад, що дорівнює, наприклад, для Венери 5 хв. для Марса 10 хв і для Юпітера 1 ч. Так, в планетної РЛС, за допомогою якої співробітники інституту радіотехніки й електроніки АН СРСР вивчали Марс, дальномірні вимірювання проводилися фазовим методом по обвідної коливань з частотою 768 Мгц. модульованих по амплітуді коливаннями з частотами 3 і 4 гц. а вимірювання радіальної складової швидкості - доплеровским методом на частоті. Сигнал, що приймається під час сеансів спостереження запам'ятовувався (записувався магнітофоном), а затримка що огинає прийнятого сигналу визначалася (в процесі його багаторазового відтворення за межами сеансу зв'язку) кореляційним методом - по максимуму вихідного сигналу коррелометра при різних затримках опорного сигналу. Величина доплерівського зсуву частоти визначалася за допомогою селективних електричних фільтрів, налаштованих на певні резонансні частоти.

3агорізонтние РЛС, використовувані (в США, за даними зарубіжній пресі) в декаметровом (короткохвильовому) діапазоні хвиль для спостереження на відстанях в декілька тисяч км (наприклад, з метою раннього виявлення пусків балістичних ракет і грубого визначення їх координат, виявлення ядерних вибухів, спостереження за різними областями іоносфери, за польотом ШСЗ і т.д.), являють собою наземні стаціонарні установки зі складними великими антенами типу багатоелементних антенних решіток і потужними передавачами з імпульсною потужністю ніс Тільки десятків Мвт. Як правило, такі РЛС двух- або багатопозиційні. Для них характерні багатоканальне побудова (наприклад, з 120 і більше каналами в діапазоні частот 4-6 Мгц), можливість встановлювати різні тривалості імпульсних сигналів і частоту їх повторення і відповідно регулювати ширину смуги частот в приймачі і ін. Характеристики, знаходячи оптимальний режим залежно від стану іоносфери і характеру поставленого завдання.

Літ .: Бартон Д. Радіолокаційні системи, пров. з англ. М. 1967; Леонов А. І. Радіолокація в протиракетну оборону, М. 1967; Радіолокаційні станції бокового огляду, під ред. А. П. Реутова, М. 1970; Міщенко Ю. А. Загоризонтна радіолокація, М. +1972.

Мал. 4. Схема бічного огляду місцевості за допомогою літакової РЛС.

Мал. 1. Станція радіолокації гарматного наведення.

Мал. 5. Радіолокаційне зображення гірської прибережної місцевості.

Мал. 5. Схематичне зображення променів багатофункціональною РЛС системи протиракетної оборони.