Лекция 1 РЛС


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
Теория и техника
радиолокации и
радионавигации




Д.т.н.,
проф

МИРЭА




Ксендзук

Александр

Владимирович

Основные термины и
определения

Радионавигация


совокупность методов координатно
-
временного
обеспечения потребителей с использованием радиотехнических
систем.


Определяемые параметры


вектор координат (положение
потребителя), вектор скорости, направление (ориентация).

Основные термины и
определения

Радиолокация



совокупность методов наблюдения различных
объектов путем анализа электромагнитного поля, отраженного от
объектов или формируемого ими.


Активная радиолокация


анализирует электромагнитное поле,
сформированное некими источниками и отраженное от
исследуемых объектов.


Пассивная радиолокация


анализирует электромагнитное поле,
формируемое самим объектом за счет теплового движения
электронов.

Радиолокатор

Сигнал

ЭМП

ЭМП

Цель

ЭМП

ЭМП

Сигнал

Радионавигация

Источник 1

Потребитель

Сигнал 1

ЭМП 1

ЭМП 1

Сигнал 1

Источник
N

Сигнал
N

ЭМП
N

ЭМП
N

Сигнал
N

Координаты,
время

Базовые принципы работы и
определения координат цели в
моностатической
РЛС


Принципы определения
параметров объектов

Дальность до цели.

Принципы определения
параметров объектов

Условие однозначного определения дальности до цели.

Условие однозначного определения дальности до цели ВЫПОЛНЯЕТСЯ

Условие однозначного определения дальности до цели НЕ ВЫПОЛНЯЕТСЯ

Направление на цель

Соотношение размера антенны, длины
волны и ширины основного лепестка.

Классификация РЛС

Моностатические

(однопозиционные)


Бистатические



передатчик и приемник разнесены в
пространстве на расстояние больше длины волны


Многопозиционные



Более двух приемных, передающих
или приемопередающих позиций

По числу позиций в РЛС.

По размещению РЛС

Наземные, воздушные, космические, морские, смешанного базирования.

По принципу работы

Активная РЛС



РЛС, состоящая из передатчика (ов) приемника (ов),
излучающая сигнал в направлении объекта (цели) и определяющая
характеристики объекта (цели) в результате анализа отраженного от него
излучаемого сигнала.

Иногда бистатические РЛС классифицируются как
полуактивные системы
.

В активных РЛС выделяют
РЛС с активным ответом

-

на объекте стоит
устройство, переизлучающее сигнал РЛС.

Пассивная РЛС



РЛС, определяющая характеристики объектов по их
собственному излучению, например, тепловому или по излучению,
возникающему при взаимодействии объекта с окружающей средой (коронное
излучение, плазменные облака, электризация летательных аппаратов). В
составе РЛС отсутствует передатчик.

Неизлучающая РЛС



получает информацию об объекте по отраженному от
него сигналу, излученному сторонними (не относящимися к РЛС)
независимыми передатчиками. В составе РЛС отсутствует передатчик, для
получения информации об объекте используются сторонние передатчики.

Беззапросная РЛС



РЛС, принимающая сигнал, сформированный целью. В
этом случае РЛС представляет собой приемо
-
обрабатывающее устройство.

Система радиоэлектронной разведки (РЭР)



радиотехническая система,
которая определяет характеристики радиотехнических средств объекта
(например, системы связи) по их излучению. Эта система не является
радиолокационной, так как изначально радиолокатор
-

это устройство,
определяющие параметры объекта, а не его радиотехнических средств
(излучателей).

По рабочей длине волны (несущей частоте) РЛС.

По принципу определения координат цели.

Угломерные, дальномерные, разностно
-
дальномерные, угломерно
-
дальномерные и прочие, а также комбинации

Тактико
-
технические характеристики РЛС

Зона обзора (зона действия) по дальности и по
угловым координатам.


Дальность обнаружения цели.


Период обзора.


Определяемые параметры (дальность, угол,
радиальная скорость.)


Точность определения параметров.


Разрешающая способность

.

Помехозащищенность.

Краткая история развития РЛС.

1887 год


Генрих Герц доказал в эксперименте что электромагнитные волны отражаются
от металлических предметов.


1897


А.С. Попов установил принципиальную возможность обнаружения целей с
помощью радиоволн. Связь между двумя судовыми радиостанциями прекращалась, когда
между ними проходил крейсер. Попов предложил использовать это явление для
обнаружения кораблей противника.


1922


ученые США Тейлор и Юнг заметили, что прохождение парохода влияет на
качество связи, повторив опыт Попова. На

одном берегу стоял передатчик с

антенной,
непрерывно излучавшей волны длиной 5

м, а

на

противоположном

-

приемник. Когда
корабль оказывался между приборами, приемная антенна получала два сигнала



прямой и

отраженный. В

результате интерференции исходное излучение модулировалось
по

амплитуде, и

на

ровный тон принимаемого сигнала накладывались помехи.


1930


В СССР Мандельшам и Папалекси разработали теорию
радиоинтерференционного метода измерения расстояний.


1934


В СССР показана практическая возможность радиолокационного обнаружения
самолета по отраженным сигналам дециметрового диапазона. Дальность обнаружения
достигала 600
-
700 метров.

1934


В СССР испытания аппаратуры обнаружения самолетов
«
Рапид
»
,
разработанной под руководством Шембеля В.К. Регистрировался факт пересечения
самолетом линии передатчик
-
приемник при удалении приемника до 70 км.


1935 года Уилкинс засек самолет с

расстояния 8 миль (около 13 км), позднее дальность
обнаружения увеличилась до 65 км.


1936 г Макет американской РЛС, работавший на частоте 80 МГц, обнаружил самолет
на расстоянии 65 км.


2 июля 1936 г в США была изготовлена первая небольшая РЛС, работавшая на частоте
200 МГц, которая в апреле следующего года была установлена на борту эсминца
"Лири". РЛС получили название
РАДАР

(
RaDaR
)сокращенное обозначение от "Radio


1937 год английские ПВО установили 7 радиолокационных станций на

юго
-
восточном
побережье, работающими в круглосуточном режиме.

Импульсы 13,6
-
метровых радиоволн длительностью 20 мкс с

40
-

мс промежутками
излучались кабельными антеннами, подвешенными на

решетчатых стальных башнях
110
-
метровой высоты


(по

четыре на

каждую станцию).

Приемные антенны монтировались на

расположенных поодаль (чтобы избежать
интерференции) 70
-
метровых деревянных башнях. Сначала мощность каждого
передатчика составляла 350 кВт, позднее ее

довели до

750 кВт.

1939


Интерференционная система обнаружения самолетов
«
Рапид
»

принята на
вооружение. Под кодом РУС
-
1 (радиоулавливатель самолетов). К началу ВОВ
выпущено и поставлено на дежурство 45 комплектов РУС
-
1 на Дальнем Востоке и
Закавказье.




Передатчик РУС
-
1


Приемник РУС
-
1


1934
-
35 П.К. Ощепков предложил импульсный вариант системы
радиобнаружения, а также принцип построения станции с
круговым обзором. В
1937

с
помощью экспериментальной
установки импульсным методом обнаружен самолет на расстоянии
17 км. В 1938 достигнута дальность обнаружения 50 км.


1939


Подвижная станция радиобнаружения самолетов
«
Редут
»

дальность обнаружения 100 км, точность определения дальности
1.5 км, азимута 7 градусов. В 1940 принята на вооружение под
индексом РУС
-
2.

В 1936 году, когда создана первая немецкая наземная станцию радиообнаружения
"Дармштадт".


1941 Регулярные бомбардировки Германии англичанами, а с 1942 года и американцами.
Развертывание радиолокационных постов на территории Германии и оккупированных
стран в 1941
-
1942 годах имело одну цель
-

раннее оповещение сил истребительной
авиации ПВО.

1942 г РЛС ПВО Германии Mammut (FuMo
-
51) В
модели FuMO
-
52 размер антенны составлял 30х18
м . Техническое решение управлять фазой
несущих колебаний от передатчика и таким
образом изменять направление приема и передачи
узкого луча диаграммы направленности.

В качестве управителей фазы в антенной системе (решетке) использовали специально
рассчитанные отрезки коаксиальных кабелей, подключая их или выключая с помощью
специальных реле. В угломестной плоскости диаграмма направленности перемещалась
электронным способом на углы 5
-
15 градусов, в азимутальной плоскости узкий луч в
3,5 градуса осуществлял электронный обзор в пределах 100
-
110 градусов.

1942 г
-

при наблюдении группы английских бомбардировщиков операторы РЛС "Фрейя",
работавшей на длине волны 2,4 м, вдруг обнаружили на экранах индикаторов большое
количество внезапно появившихся отметок от целей. Эти "бегающие" по экрану "галочки"
вводили в заблуждение операторов, и они в первое время терялись, но впоследствии
научились отличать ложные цели от настоящих. Оказывается, англичане установили на
нескольких самолетах станции имитационных помех Moonshine.


В 1944 году, когда количество бомбардировщиков, участвовавших в налетах на
Великобританию , резко возросло, англичане и американцы начали использовать
одновременно с постановкой активных помех сброс дипольных отражателей. Всего за
время войны только американцы сбросили над Германией 40900 тонн алюминиевой
фольги.


1944 год на всех немецких РЛС установлены специальные приставки для защиты от
пассивных помех, создаваемых дипольными отражателями.


1944 год


в системе ПВО Германии находится несколько тысяч радиолокационных
станций различного назначения. Глубина разведки радиолокационного поля немецких РЛС
раннего оповещения достигала 200
-
250 км, а в конце 1944 года до 350 км.


Приложенные файлы

  • pdf 11238157
    Размер файла: 920 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий