Понятие обзора пространства.

При поиске целей РЛС осуществляет обзор (просмотр) некоторой заданной области пространства, размеры и форма которой определяются тактическим назначением, т.е. классом РЛС.

Корабельные радиолокационные станции (комплексы, системы) ОВНЦ. Размеры и форма зоны обзора РЛС должны соответствовать решению задач своевременного обнаружения, распознавания и устойчивого сопровождения средств воздушного нападения с учетом их траекторий и отражательных способностей и обеспечивать информационную поддержку ККУ и БК ПВО. Эта зона обзора должна сохраняться в условиях качки корабля; поэтому, как правило, положение ДНА станций этого класса должно стабилизироваться по бортовой и килевой качкам.

Корабельные РЛС ОБНО. Зона обзора этих средств должна обеспечивать возможность информационной поддержки ККУ и БК, решающих задачи обеспечения безопасности плавания, тактического маневрирования и использования оружия по надводным целям.

Корабельные РЛС УСА. Размеры зоны поиска (допоиска) целей определяются ошибками вычисления текущих координат целей (ошибками целеуказания) и являются весьма ограниченными.

Обзор контролируемой зоны по дальности происходит за счет распространения радиоволны от РЛС до цели и обратно и осуществляется сравнительно быстро. Так, если предельное значение удаления воздушной цели принять равным , то максимальное время запаздывания отраженного сигнала составит . Если предельное значение дальности обнаружения надводной цели , то .

Время обзора зоны по угловым координатам существенно зависит от соотношения между шириной ДНА и заданным для контроля углом обзора. Так как в РЛС используются остронаправленные антенны, то в общем случае ширина ДНА по крайней мере в горизонтальной плоскости, а иногда и в двух плоскостях, значительно меньше заданного угла обзора. В связи с этим необходимо перемещать ДНА в пределах контролируемой области пространства, что в основном и определяет период обзора, т.е. интервал времени между двумя последовательными прохождениями оси ДНА через одну и ту же точку пространства. В соответствии с этим радиолокационным обзором называется перемещение ДНА по определенному закону для просмотра заданной (контролируемой) области пространства.

Радиолокационный обзор пространства должен удовлетворять следующим основным требованиям:

1. При обзоре должна быть исключена возможность пропуска цели в контролируемой области пространства. Для этого каждое направление внутри заданной области пространства необходимо облучать в течение определенного времени , обеспечивающего достижения требуемой достоверности (качества) контроля. Достоверность контроля оценивается вероятностью правильного обнаружения цели при ограниченной вероятности ложного обнаружения . При фиксированных энергетических характеристиках импульсной РЛС (мощности передатчика, чувствительности приемника, коэффициенте усиления антенны и др.) необходимое время облучения каждого направления соответствует числу импульсов в пачке, обеспечивающему заданную достоверность обнаружения. Если число импульсов в пачке окажется меньше некоторого допустимого значения, то это приведет к снижению вероятности правильного обнаружения цели, т.е. к снижению заданной достоверности контроля пространства. Поскольку время облучения цели

,

то при фиксированной ширине ДНА по точкам половинной мощности ( ) для получения достаточно большого времени облучения цели или достаточно большого числа импульсов в пачке период обзора Т_обз должен быть достаточно большим, т.е. скорость перемещения ДНА должна быть достаточно малой.

Более того, энергия пачки отраженных сигналов должна быть достаточной не только для обнаружения целей с заданной достоверностью, но и для измерения координат с заданной точностью. И это требование определяет необходимость увеличения времени облучения цели, т.е. увеличения периода обзора Т_обз.

2. C другой стороны, период обзора пространства сам по себе является важным параметром РЛС, определяющим качество освещения обстановки.

Во-первых, за время перемещения ДНА по зоне обзора цель успевает войти внутрь контролируемой области пространства. Так, при скорости воздушной цели 500 м/с за период обзора она успевает проникнуть внутрь зоны на 5 км, что, например, при обнаружении низколетящих целей является весьма существенным.

Во-вторых, для принятия решения об обнаружении цели и завязки ее траектории необходимо от нее получить две-три отметки (пачки обнаруженных импульсов). На предельных дальностях, когда отношение сигнал/помеха еще мало, не каждое облучение цели приводит к обнаружению ее отметки. Поэтому работное время обнаружения траектории составляет два-три периода обзора, что соответственно уменьшает подлетное время воздушной цели.

В-третьих, при увеличении периода обзора увеличивается время выявления начала маневра цели. Вследствие этого отметка цели в очередном обзоре может существенно отклониться от ее ожидаемого положения, что вызовет уменьшение вероятности ее привязки к сопровождаемой траектории, а, следовательно, снижение качества сопровождения.

В РЛС УСА увеличение периода обзора приводит к увеличению времени поиска (допоиска) цели, по которой выдано целеуказание, а, следовательно, вызывает уменьшение времени ее обстрела.

Высокое качество обеспечения навигационной безопасности плавания и решения задач тактического маневрирования так же может быть обеспечено лишь при достаточно малом периоде обновления информации о надводной обстановке.

Таким образом, очевидна необходимость уменьшения периода обзора пространства корабельными радиолокационными средствами.

3. Технические средства, обеспечивающие решение обзорной задачи, должны быть достаточно надежны и обладать ограниченными массогабаритными характеристиками. В частности, антенные устройства корабельных РЛС, принцип построения которых определяющим образом зависит от принятого метода обзора пространства, должны быть достаточно простыми, легкими, надежными, обладать малой радиолокационной заметностью, высокой вибро- и ветроустойчивостью и др.

Поскольку эти требования к радиолокационному обзору пространства весьма противоречивы, то в радиолокации находят применение различные методы решения этой задачи, выбираемые из компромиссных соображений. В настоящее время известны следующие методы обзора пространства:

Для обзорных РЛС

1. Однолучевой метод с развёртыванием луча ДНА в одной плоскости

2. Метод V-луча

3. Однолучевой метод с развёртыванием луча ДНА в двух плоскостях

4. многолучевые методы

Для РЛС слежения

1. Циклоидный (поступательно-конический) моноконический метод

2. Циклоидный (поступательно-конический) биконический метод

ВТОРОЙ УЧЕБНЫЙ ВОПРОС: Методы обзора пространства, используемые в корабельных РЭС.