Однолучевой обзор с развёртыванием ДНА в одной плоскости.
Однолучевой обзор с развертыванием в горизонтальной плоскости осуществляется путем использования плоских ДНА, узких в горизонтальной плоскости и достаточно широких в вертикальной плоскости. Форма ДНА в вертикальной плоскости определяется тактическим назначением РЛС, но во всех случаях ширина ДНА выбирается равной заданному углу обзора, что обеспечивает мгновенный обзор контролируемой области пространства в вертикальной плоскости. Этот метод обзора применяется в двухкоординатных РЛС ОБНО и ОВНЦ, которые называют станциями панорамного обзора.
В РЛС ОБНО ширина ДНА в вертикальной плоскости выбирается из условий достоверного обнаружения надводных целей в условиях качки корабля при использовании нестабилизированных антенных устройств и 
. Этим условиям удовлетворяет простейшая веерная форма ДНА (рис.4.1) с шириной в горизонтальной плоскости 
; при этом коэффициент усиления антенны составляет 
.
| Рис. 4.1. Веерная и косекансквадратная плоские ДНА |
Минимальный допустимый период обзора пространства в РЛС ОБНО составляет 1…2 с, а максимально допустимая скорость вращения ДНА 
.
В РЛС ОВНЦ необходимый угол обзора в вертикальной плоскости выбирается с учетом требований средств ПВО корабля в условиях отражения ударов как низколетящих, так и высоколетящих, в том числе пикирующих, средств воздушного нападения и достигает 
; при этом коэффициент усиления антенны не превышает 1500…2000. Форма ДНА в вертикальной плоскости выбирается из условия получения одинаковой мощности отраженных сигналов от цели, летящей на постоянной высоте, независимо от ее удаления от РЛС. Этому условию удовлетворяет косеканс-квадратная ДНА (рис.4.1), т.е. характеристика направленности антенны по мощности
(4.1)
Минимально допустимый период обзора пространства двухкоординатной РЛС ОВНЦ в горизонтальной плоскости составит 
, а максимально допустимая скорость вращения ДНА 
.
Достоинством однолучевого метода с развертыванием в одной плоскости является мгновенный (одновременный) обзор зоны ответственности РЛС ОВНЦ по углу места.
Недостатками метода являются:
- невозможность измерения угла места, а, следовательно, высоты полета воздушной цели. Этот недостаток затрудняет решение задачи целераспределения и управление наведением истребителей прикрытия, а целеуказание системам управления зенитным оружием выдается лишь по дальности и курсовому углу, что вызывает необходимость дополнительного поиска цели по углу места, т.е. увеличивает работное время приема целеуказания.
- коэффициент усиления антенн, формирующих плоские диаграммы направленности, ограничен и не превышает 1500…1800; вследствие этого оказывается ограниченной дальность действия таких РЛС ОВНЦ в беспомеховых условиях и, что более важно, в условиях воздействия активных преднамеренных помех.
- в РЛС ОВНЦ с плоскими ДНА отсутствует возможность пространственной селекции полезных, т.е. отраженных от цели, сигналов при воздействии активной помехи, не совмещенной с целью по углу места. Это означает, что если даже цель и помехоноситель разнесены по углу места, помеха все равно воздействует на приемный тракт, создает помеховый фон и затрудняет выделение отметок цели.
- при использовании плоских ДНА размер импульсного объема по углу места ограничен лишь высотой зоны обзора. Вследствие этого естественная защищенность таких РЛС ОВНЦ от мешающих отражений (естественных и преднамеренных пассивных помех) оказывается весьма низкой.
- равномерное распределение энергии в вертикальной плоскости в общем случае не соответствует неравномерному распределению целей и помех в пространстве, а поэтому является нерациональным.
2. Метод V-луча.
Определенной мерой устранения первого из недостатков предыдущего метода является использование двух поочередно формируемых плоских ДНА методом V-луча. Реализация этого метода осуществляется путем установки на одном посту двух жестко связанных между собой основной и вспомогательной антенн, совместно вращающихся вокруг вертикальной оси. Основная антенна формирует плоскую вертикальную диаграмму направленности, используемую для измерения дальности и пеленга, а вспомогательная - такую же плоскую диаграмму, наклоненную на угол 
и используемую для измерения угла места цели 
При этом на экране индикатора образуются две метки. Измерив дальность до отметок, разность пеленгов между ними и зная угол , можно было определить угол места цели и высоту её полёта.
В настоящее время метод давно не используется.
3. Однолучевой обзор с развёртыванием ДНА в двух плоскостях.
Обзор зоны по углу места 
осуществляется путем последовательного перемещения луча ( 
), принимающего десятки (10…30) фиксированных положений в вертикальной плоскости. Углы между двумя смежными положениями ДНА в вертикальной плоскости выбираются из условия формирования сплошной зоны видимости, т.е. сплошного перекрытия зоны по углу места при перемещении ДНА из крайнего нижнего в крайнее верхнее положение (рис 2.22)
| Рис. 2.22. Схема перемещения ДНА при частотном сканировании |
| Номер луча |
|
| Nл-1 |
| 2 |
| 1 |
|
|
|
|
|
|
|
| П |
| Nл |
Время пребывания ДНА в каждом дискретном угломестном положении не менее периода следования импульсов 
, который выбирается исходя из условия однозначного измерения дальности в пределах выбранной шкалы и с учетом допустимой скважности передающего устройства. В каждом угломестном положении ДНА находится в течение единиц мс.
Время полного обзора по углу места называется периодом сканирования
,
где n - число угломестных положений ДНА.
Таким образом, при использовании иглообразных ДНА время обзора по углу места в общем случае может составлять десятки миллисекунд.
В отличие от метода использования плоских ДНА временной интервал между двумя смежными импульсами пачки (угломестной «строчки») отраженных сигналов от одной цели равен не периоду следования импульсов Ти (в этом случае он не превышает единиц миллисекунд, а число импульсов в пачке составляет 10 … 50 единиц 
), а периоду сканирования Тск (в этом случае он равен десяткам миллисекунд, а число импульсов в пачке в лучшем случае составляет несколько единиц 
), что ограничивает скорость вращения антенны в горизонтальной плоскости.
При уменьшении числа импульсов в пачке заданное качество обнаружения (Дмакс, Робн, Рло) может быть достигнуто лишь за счет увеличения мощности полезных сигналов, т.е. путем увеличения отношения сигнал/шум.
Условия обзора, при которых число импульсов в пачке уменьшается до 2…3 единиц, а необходимое превышение мощности отраженного сигнала над мощностью шумов увеличивается до 20 и более называются условиями «импульсного голода».
Для увеличения числа импульсов в пачке могут быть предприняты следующие меры:
1. Увеличение периода обзора пространства Тобз. Однако из тактических соображений величина Тобз должна не превышать 5…10 с.
2. Увеличение ширины ДНА в горизонтальной плоскости. Однако из тактических соображений величина 
не должна превышать 
.
3. Уменьшение периода следования импульсов Ти. Сохранение периода следования импульсов в пределах всей зоны обзора по углу места привело бы к неоправданному расходованию времени сканирования. Экономия времени может быть достигнута при дискретном одновременном уменьшении шкалы дальности и межимпульсных интервалов ( а также длительности импульса в целях сохранения постоянства скважности) по мере увеличения угла места ДНА. В этом случае излучение зондирующих импульсов должно происходить не с регулярной частотой следования, а по определенной программе, отражающей заданную форму контролируемой области пространства; такой способ обзора называется программируемым.
4. Уменьшение числа угломестных положений ДНА n. На различных этапах воздушного налета и в различных его эпизодах требования к зоне обзора могут существенно отличаться. В некоторых условиях целесообразно отказаться от регулярного осмотра больших углов места, сконцентрировать энергию излучаемых сигналов в нижних двух-четырех угломестных положениях ДНА (рис. 4.5).
5. Изменение скорости вращения антенны в процессе обзора. При замедлении скорости вращения антенны в определенном секторе 
(рис. 4.9) или в некотором направлении увеличивается число зондирующих импульсов и тем самым обеспечивается многоплановое улучшение основных тактических параметров РЛС
|
| 1 |
| 3 |
| Nл |
| П |
| Рис. 4.9. Замедление вращения антенны в секторе ΔП |
Таким образом, при каждом варианте распределения энергии в вертикальной плоскости, т.е. в каждом из режимов обзора, улучшение одного из тактических параметров достигается за счет ухудшения какого-то другого параметра. Некоторый компромисс может быть достигнут при использовании специфических режимов только в некоторых секторах зоны ответственности, в которых появление высокоскоростных СВН наиболее вероятно.
Так, на рис. 4.7 в качестве примера рассмотрен режим обзора пространства в горизонтальной плоскости четырьмя барьерными лучами, при котором в ограниченном секторе по пеленгу выполняется обзор больших углов места 16-ю лучами.
| Рис. 4.7. Обзор больших углов места в секторе ΔП |
| Nл |
| Барьерные лучи |
| 1 |
| 3 |
| 5 |
| 7 |
| 9 |
| 11 |
| 13 |
| 15 |
| Тск |
| Ти |
| Ти |
| Тск |
| Барьерные лучи |
| П,1 |
| ΔП |
На рисунке жирными точками отмечены дискретные положения максимума оси ДНА в процессе ее электронного сканирования в вертикальной плоскости и механического вращения антенны в горизонтальной плоскости. Различный наклон линий сканирования ДНА вызван тем, что шкала дальности, а, следовательно, период следования импульсов в барьерных лучах больше шкалы дальности в секторе , где просматриваются большие углы места. Следовательно, угол поворота антенны в горизонтальной плоскости за период следования импульсов в области использования барьерных лучей больше угла поворота антенны за период следования импульсов в секторе .
Кроме того недостатки использования специфических режимов обзора может быть скомпенсированы при совместном использовании информации РЛС ОВНЦ, размещенных на одном корабле или на кораблях соединения и работающих в различных режимах обзора. Наиболее высокий уровень решения этой задачи достигается при объединении информации этих станций в процессе ее совместной обработки.
Вместе с тем, принципиальным направлением разрешения противоречий, свойственных обзорной задаче и состоящих в необходимости достижения высоких обнаружительных возможностей при минимальном периоде обзора пространства, является безинерционное рациональное распределение энергии в пространстве. В наиболее полной мере это достигается при электронном перемещении иглообразных ДНА в двух плоскостях путем использования фазированных антенных решеток.
Электронное управление ДА РЛС ОВНЦ в двух плоскостях позволяет перейти от равномерного обзора пространства к адаптивному обзору пространства. При таком обзоре на основе результатов анализа на предшествующих обзорах изменяется очередность, время пребывания ДНА в различных направлениях или энергия, излучаемая в том или другом направлении. Управление параметрами обзора осуществляется специальным устройством анализа, выявляющими направления наиболее вероятного наличия цели.
Можно представить себе и другую методику решения обзорной задачи. Первый цикл обзора всей зоны осуществляется с большой скоростью, и с помощью анализатора запоминаются те направления, для которых вероятность наличия цели высока. Во время второго цикла обзора облучаются только запомненные направления. Во время третьего цикла обзора снова просматривается вся зона и т.д.
ТРЕТИЙ УЧЕБНЫЙ ВОПРОС: Обзор пространства радиолокационными станциями слежения.
Как правило, РЛС слежения и, в частности, РЛС УСА осуществляют поиск в ограниченных областях нахождения целей, подлежащих обстрелу. Назначение этих целей осуществляется управляющим огнем, а их текущие координаты вычисляются в результате обработки информации РЛС ОВНЦ, решающих обзорную задачу и размещаемых на этом же корабле. В этих условиях размеры зоны поиска определяются ошибками вычисления текущих координат и не превышают единиц градусов по угловым координатам.
Вместе с тем, при отсутствии на корабле обзорной РЛС, а также в некоторых других условиях функционирования и боевого применения на РЛС УСА возлагается задача самостоятельного (автономного) поиска целей путем кругового обзора пространства в пределах некоторого заданного угла в вертикальной плоскости.
В процессе самостоятельного поиска поступательно-конический (циклоидальный) обзор пространства в горизонтальной плоскости (рис. 4.10 в), а для ее автоматического сопровождения по угловым координатам - желательно использовать коническое, биконическое или моноконическое сканирование ДНА (рис. 4.10 а, б).
В результате кругового обзора за один оборот антенны просматривается в вертикальной плоскости некоторый «слой» (в данном примере - 
). Просмотр заданного угла обзора в вертикальной плоскости может осуществляться путем плавного или скачкообразного смещения облучателя зеркала. Период обзора заданной вертикальной зоны в данном примере равен 40с.
| Рис. 4.10.Обзор пространства РЛС слежения. а)моноконическое сканирование б) сечение ДНА при моноконическом сканировании в) поступательно-конический (циклоидальный) обзор пространства в горизонтальной плоскости |
| 1,8 |
| 5,4 |
| Твр=31 мс |
| в) |
| Ось |
| ДНА |
| Ось |
| РСН |
| а) |
| Сечение ДНА |
| Угол раствора конуса |
|
|
| б) |
| П, град |
| t, мс |
| УМ, град |
Плотность циклоидального растра, формируемого в процессе сканирования и поступательного перемещения ДНА, неравномерна. Кроме того, при циклоидальном обзоре происходит «дробление» сигнала цели, т.к. за один период сканирования одна и та же цель облучается, по крайней мере, дважды: на восходящем и нисходящем участках различных витков растра. После обнаружения цели в режиме автономного циклоидального поиска осуществляется переход к автоматическому пеленгованию обнаруженной цели методом равносигнальной зоны при коническом развертывании луча антенны.
Дата добавления: 2016-01-07; просмотров: 1312;