Активный метод с активным ответом.

Методы радиолокационного наблюдения.

В зависимости от природы возникновения электромагнитных волн, достигающих антенны РЛС и доставляющих информацию об объектах различают активный, полуактивный, активный с активным ответом и пассивный методы радиолокационного наблюдения.

Активный метод.

Активный метод радиолокационного наблюдения основан на излучении станцией радиоволн, облучении цели энергией этих радиоволн, отражении от цели некоторой доли этой энергии и приеме этой отраженной энергии. Сигнал, излучаемый антенной РЛС, называют прямым или зондирующим, а принимаемый – отраженным или радиолокационным (рис 1.1).

Достоинством этого метода является возможность обнаружения воздушных и надводных объектов, не являющихся источниками радиоизлучений. При использовании отраженных радиоволн радиолокационными целями являются любые неоднородности электрических параметров среды (диэлектрической и магнитной проницаемости, проводимости), в которой распространяется первичная радиоволна.

Недостатком этого метода является необходимость излучения, которое, во-первых, приводит к потере скрытности, а во-вторых, обуславливает возможность анализа противником характера и основных параметров этого излучения и на этой основе – создания преднамеренных помех, т.е. радиолокационного противодействия и подавления. Недостатком активного метода наблюдения является также зависимость дальности действия РЛС от отражающей способности цели. Эта способность зависит от размеров и конфигурации цели, направления облучения, а также от длины волны РЛС.

Для количественной характеристики отражающих свойств целей введено понятие эффективной площади (поверхности) рассеяния (ЭПР) или эффективной отражающей площади (ЭОП).

Эффективной площадью рассеяния называют площадь поперечного сечения такого воображаемого объекта, который рассеивает всю падающую на него мощность изотропно, т.е. равномерно во все стороны, и при этом создает в месте расположения антенны такой же отраженный сигнал, как и реальная цель.

ЭПР имеет размерность площади; ее среднее значение (т.е. усреднённое по всем направлениям и по времени) составляет для крейсера 14000 м², траулера – 750 м², катера – 100 м², большого пассажирского самолета – 20...25 м², бомбардировщика – 15...20 м², истребителя – 2...8 м², крылатой ракеты – десятые и даже сотые доли м².

Учитывая принципиальную зависимость боевых возможностей активного метода радиолокационного наблюдения от отражающей способности целей, принимаются меры по уменьшению их радиолокационной заметности. Обнаружение слабого отраженного сигнала даже на фоне внутренних шумов приемника представляет собой достаточно сложную задачу, а в условиях создания противником преднамеренных помех и воздействия естественных помех высокой интенсивности обнаружение малозаметных целей представляет собой серьезную научно-техническую проблему. Поэтому главное направление совершенствования современной активной радиолокации - повышение помехозащищенности, основанное на повышении скрытности излучений и помехоустойчивости.

Активные радиолокационные системы называются сосредоточенными (однопозиционными, совмещенными, моностатическими), т.к. излучение зондирующего сигнала и прием отраженного сигнала осуществляются в одной точке.

2.2 Полуактивный метод.

При полуактивной радиолокации носителем информации также является сигнал, отраженный объектом, но источник облучающих объект радиоволн вынесен относительно приемника РЛС и может действовать независимо от него. Поэтому полуактивные радиолокационные средства часто называют разнесенными, многопозиционными, бистатическими (рис.1.2). Полуактивный метод наблюдения предусматривает передачу на приемное или на несколько приемных устройств от передающего устройства опорного сигнала, который несет информацию о прямом (зондирующем) сигнале – о его несущей частоте, фазе, времени излучения, об исходном направлении диаграммы направленности антенны (ДНА) и др.

При полуактивном методе наблюдения исключается демаскирование приемного устройства, обеспечивается его скрытность, т.е. более высокая помехозащищенность. Достоинством многопозиционной полуактивной радиолокационной системы являются также более высокая энергетическая рациональность, т.к. одно передающее устройство может облучать большое пространство, а приемными устройствами может быть оснащено большое число береговых, авиационных и корабельных пунктов приема информации.

Полуактивный метод широко используется, например, в зенитных ракетных комплексах. В таких комплексах воздушные цели облучаются РЛС подсветки цели (радиолокационными прожекторами), размещенными на земле или на корабле. Приемные устройства размещены на зенитных ракетах, которые наводятся на воздушные цели, как на источник переотражения.

Активный метод с активным ответом.

Этот метод основан не на отражении, а на переизлучении радиоволн, излучаемых РЛС (запросчиком). Прямой (зондирующий) сигнал запросчика ретранслируется (переизлучается) ответчиком, установленном на объекте. Приемник ответчика принимает сигнал РЛС, который вызывает генерирование и излучение ответного сигнала (рис.1.3). Ответный сигнал может иметь мощность значительно большую, чем отраженный, поэтому применение активного ответа позволяет существенно повысить дальность действия и помехозащищенность РЛС. Ответный сигнал может быть использован не только для обнаружения объекта, но и для передачи с него дополнительной информации (высоты полета, бортового номера самолета, сведений о наличии горючего и др.). Используя специальные коды запросных и ответных сигналов, с помощью этого метода наблюдения можно решать задачу опознавания, т.е. различения «своих» и «чужих» объектов. Метод активного ответа широко применяется в радиоуправлении и радионавигации, например, для обеспечения навигации кораблей в фарватерах и узкостях путем установки ответчиков (радиомаяков) на берегу, в системах управления воздушным движением и др.

Пассивный метод.

Пассивный метод основан на приеме радиолокационной станцией сигналов собственного излучения (радиоизлучения) целей (рис.1.4).

К этим излучениям относятся:

· излучение различных радиотехнических устройств, установленных на объектах;

· излучение целей в УКВ диапазоне вследствие их нагрева;

· излучение, связанное с аэродинамическим возмущением ионизированных (плазменных) образований.

В первом случае излучения радиотехнических устройств объекта могут использоваться для его обнаружения, для выбора вида и параметров преднамеренных помех в интересах радиолокационного противодействия, для наведения на объект средств поражения, например, противорадиолокационных ракет. Пассивные радиолокационные средства называют станциями обнаружения радиолокационных сигналов, станциями радиотехнической обстановки и др.

Во втором случае сигналом, принимаемым РЛС, является естественное излучение объектов преимущественно теплового происхождения, поэтому такого вида пассивную радиолокацию называют также радиотеплолокацией. Энергия радиоизлучения зависит от температуры объекта обнаружения и в УКВ диапазоне составляет около 1%. На этом принципе построены РЛС обзора земной поверхности, используемые для наблюдения за состоянием посевов, определения влажности почвы, обнаружения лесных и подземных пожаров, ледовой разведки и др. Метод пассивной радиолокации используется также в радиосекстанах.

В третьем случае аэродинамические возмущения ионизированных образований являются источником длинноволновых излучений, которые являются объектом обнаружения наземных РЛС специального назначения.

Очевидными достоинствами пассивного метода наблюдения являются скрытность работы и простота аппаратуры. В этом случае, также как и в активной радиолокации, для обнаружения объектов и определения их координат применяют радиосигнал. Однако природа сигнала при этом иная - зондирование (облучение) объекта отсутствует, и поэтому одна РЛС может определить лишь направление (пеленг) на объект, т.е. осуществить его радиопеленгование. По этому пассивная радиолокация тесно связана с радиопеленгацией, основанной на использовании методов и средств определения направления на объекты, имеющие источники радиоизлучения.