.

Признаки радиолокационного распознавания противорадиолокационных ракет и их носителей

Язык: русский
Формат: курсова
Тип документа: Word Doc
90 2193
Скачать документ

Признаки радиолокационного распознавания противорадиолокационных ракет и
их носителей

1. Противорадиолокационная ракета – поражающий элемент высокоточного
оружия, как новый тип цели для поражения войсковым ЗРК «Бук-М1»

1.1 Современное состояние масштабов и характера противоборства средств
огневого подавления и ПВО

Способы действия авиации по преодолению системы ПВО непрерывно
совершенствуются и насыщаются новыми элементами по мере поступления на
вооружение новых средств борьбы с летательными аппаратами. Многие из них
прошли проверку в локальных войнах, отвергались боевой практикой или
получили право на дальнейшее существование. Следует отметить, что в
80–90 годы термин «подавление» системы ПВО постепенно вытеснил
использовавшийся ранее более широкий термин «преодоление». Под
«подавлением» системы ПВО понимается действия войск по уничтожению,
нейтрализации или временному нарушению работы средств ПВО противника
путем нанесения огневых ударов, применение РЭС подавления или сочетания
огневого и радиоэлектронного воздействия.

По опыту борьбы авиации с современной ПВО в настоящее время определились
три основных способа: уклонения, нейтрализация и подавления. Уклонение
объединяет тактические приемы преодоления ПВО без применения систем
оружия и постановки помех. Главными из них являются: использование малых
и предельно малых высот, обход зон поражения ЗРК, выполнение
противозенитного, противоракетного и противоистребительного маневров.

Нейтрализация – воспрещение боевой работы ЗРК без использования огневого
воздействия по ним. Это, прежде всего, постановка активных и пассивных
помех, затрудняющая обнаружение, выработку точных данных РЛС наведения
ЗУР.

Способы преодоления ПВО, не связанные с применением оружия, не всегда
были эффективными для беспрепятственного выхода ударных групп к
назначенным целям. Требовались более эффективные способы преодоления ПВО
– ее подавление, т.е. применение средств поражения класса
«воздух-земля», специально предназначенных для уничтожения РЭС ПВО.

Теоретические разработки проблемы подавления системы ПВО базируются на
техническом оснащении боевой авиации. Основными направлениями повышения
боевой эффективности авиационных средств огневого подавления объектов
ПВО в настоящее время являются:

– повышение эффективности тактической авиации за счет использования
нового бортового оружия и поражающих элементов ВТО;

– увеличение дальности применения бортового вооружения и поражающих
элементов ВТО;

– повышение эффективности тактической авиации по поражению основных
средств ПВО за счет уменьшения времени их вскрытия и увеличении
достоверности их распознавания;

– уменьшение наряда самолетов на поражение одной типовой цели за счет
более широкого применения поражающих элементов ВТО класса «земля-земля»
и увеличении точности их наведения;

– уменьшение эффективной отражающей поверхности пилотируемой авиации.

Планируемые количественные и качественные показатели роста боевой
эффективности авиационных средств огневого подавления вероятного
противника на ближайшее десятилетие приведены в приложении на рисунке1 и
таблице 1.

Важным этапом в развитии СВН стало создание управляемого бортового
оружия. Его развитие, совершенствование систем наведения,
комплексирование воздушных поражающих элементов с внешними системами
разведки и управления привели к созданию оружия качественно новыми
свойствами – высокоточного оружия. Предлагаемая классификация ВТО в
приложении на рисунке 2.

Таким образом, ВТО – это система вооружения, в которой сохраняется
информационный контакт системы наведения поражающего элемента с целью от
момента ее обнаружения до поражения с вероятностью не ниже 0,5.

Разработка и принятие на вооружение вероятным противником ВТО привели к
изменению взглядов на ведение противовоздушного боя и операции.
Появились новые формы оперативного и боевого применения средств
воздушного нападения: воздушно – наземная операция, глубокое поражение
вторых эшелонов, массированный удар поражающими элементами ВТО,
увеличение интенсивности огневого воздействия СВН противника по войскам
и объектам ПВО и др.

Анализируя стратегию и тактику действия СВН против ПВО в последних
вооруженных конфликтах необходимо отметить, что противник в полной мере
реализует принципы массированного применения авиации и поражающих
элементов ВТО на главных направлениях. Так, операция «Буря в пустыне» 17
января 1991 года началась именно с нанесения массированного удара
крылатыми ракетами морского базирования «Томахок» двумя залпами по 50
ракет по объектам ПВО Ирака. Между массированными авиационными ударами
периодически осуществлялись пуски КРМБ по 2–10 и более ракет в залпе.

Реализуя принципы массированного применения и непрерывности воздействия
по войскам и объектам на всей глубине оперативного построения за трое
суток авиация многонациональных сил выполнила 7 массированных ударов,
совершив более 4500 боевых самолетовылетов. Продолжительность каждого
массированного ракетно-авиационного удара достигала от 2 до 7 часов.
Максимальная глубина боевой задачи ударных группировок достигала до
250 км и более. Оперативное построение сил включало следующие эшелоны:
подавление системы ПВО и два ударных. Общее количество СВН в ударе
достигало до 600 самолетов. Эшелонированное тактическое построение
смешанных групп имело следующий состав: 4 истребителя F-15, 4 самолета
F-4G» Уайлд Уизл», 8–12 тактических истребителей F-16. Удаление между
самолетами в группе составляло:

– дистанция – 0,2 – 0,4 км;

– интервалы – 0,2 км.

Распределение усилий тактической авиации по высотам осуществлялось в
зависимости от выполняемых ею задач.

Для проведения демонстративных действий с целью отвлечения на себя части
сил и средств ПВО Ирака, вынуждая его включать РЛС, тем самым создавая
условия для вскрытия радиоэлектронной обстановки, МНС использовали
специальные группы из 2–4 самолетов и беспилотные ложные цели типа
AN/ADM-141 TALD.

По взглядам военных экспертов НАТО, наиболее распространенным способом в
тактике преодоления системы ПВО противника является по-прежнему полет на
предельно малой и малой высотах с огибанием рельефа местности до рубежей
обнаружения НЛЦ средствами ПВО с околозвуковой скоростью полета,
обеспечивающей наилучшую маневренность.

При подавлении Иракской ПВО основную роль в уничтожении радиотехнических
средств и систем ПВО сыграли американские ПРР AGM-88A, B HARM и ПРР
Великобритании ALARM. В ряде работ отмечается, что при подавлении
средств ПВО Ирака было задействовано свыше 100 ПРР ALARM.

Пуски ПРР осуществлялись на дальностях от 8 до 100 км, на высотах полета
от 800 до 6000 м при горизонтальном полете с последующим кабрированием.
Носители ПРР, как правило, находились в головной группе боевого порядка
или в группах, предназначенных для подавления средств ПВО.

В соответствии с боевыми уставами ВВС США экипаж ударного самолета,
обнаруживший функционирующее средство ПВО противника должен был его
уничтожить своим вооружением даже ценой невыполнения основной задачи на
вылет.

При обеспечении действий тактической авиации первому эшелону налета
может предшествовать удар ДПЛА и БЛА. Основными задачами которого
являются подавление и уничтожение ранее разведанных РЭС, вскрытие
группировки и дезинформация ПВО противника. С этой целью с их помощью
производится разведка РЭС, создание ложных целей, пассивных и активных
помех, доставка в районы узлов связи и позиций ЗРК забрасываемых
передатчиков помех, а также уничтожение РЭС с использованием ПРР или
путем самонаведения на них. В последнем случае ДПЛА применяются по
заранее намеченному району предполагаемой дислокации как стационарных,
так и мобильных РЛС. Необходимый наряд ДПЛА определяется из расчета 1–2
ДПЛА на одну РЛС-цель и не более 4–8 ДПЛА на один пункт управления ПВО.

Реализация противником вышеизложенных принципов ведения
противовоздушного боя и операции с новыми формами оперативного и боевого
применения СВН приведет к массовому выводу из строя вооружения войсковой
ПВО. Прогнозирование ожидаемых масштабов и характера действия основных
поражающих элементов ВТО, согласно позволяет предположить, что в первых
массированных ракетно-авиационных ударах в полосе обороны армии первого
эшелона группировки войск фронта можно ожидать 60–80 стратегических
крылатых ракет, 12-16 оперативно-тактических баллистических ракет, до 50
дистанционно – пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов, и до
280 противорадиолокационных ракет различного типа.

Проведенные исследования и расчеты по прогнозированию потерь дивизий
первого и второго эшелона армии показывают, что уже после первого вылета
тактической и армейской авиацией противника дивизия первого эшелона
может потерять до 40% своего боевого состава еще до атаки переднего края
ее обороны сухопутными частями, а для дивизии второго эшелона армии
возможные потери могут составить 20–25% от ее боевого состава. Основной
ущерб группировке наносится именно поражающими элементами ВТО и после
2–3 ударов войска армии практически теряют свою боеспособность.

Проведенные исследования и расчеты по прогнозированию потерь вооружения
и военной техники войсковой ПВО армейского звена системы ПВО фронта
показывают, что в результате массированного удара с применением
современных поражающих элементов ВТО их потери могут достигать таких
значений которые могут привести к срыву оборонительной операции.
Эффективность армейских средств войсковой ПВО по борьбе с крылатыми и
баллистическими ракетами, управляемыми ракетами различного назначения
при отражении первого массированного удара составляет 4–6% уничтоженных
в ударе целей.

Анализ результатов моделирования позволил определить:

– общее количество потерь ВВТ в ходе операции в процентах к исходному
количеству;

– количество потерь ВВТ за первые сутки операции;

– структуру повреждений ВВТ;

– распределение поврежденных образцов ВВТ по суткам операции.

Обобщенные данные по потерям ВВТ системы ПВО армии приведены в
приложении таблице 2.

Общее количество вышедшего из строя ВВТ ЗРбр «БУК» за операцию
составляет:

– для армии первого эшелона – 83,3%;

– для армии второго эшелона – 79,1%;

– в первый день операции для армии первого эшелона – 58,3%;

– в первый день операции для армии второго эшелона – 33,3%.

Распределение потерь основных образцов ВВТ Зрбр «БУК» по степеням
повреждений и по дням операции представлены приложении в таблице 3.

Анализ результатов моделирования позволяет сделать вывод, что
«…приемлемая ситуация, когда в одном вылете тактическая авиация понесет
3–5% потерь при потерях войск ПВО 20–25%» будет нарушена».

Таким образом, подавление системы ПВО является важнейшим составным
элементом операций, проводимых ВВС, успешное выполнение которых позволит
решить задачи войны в целом.

Анализ результатов применения средств войсковой ПВО по борьбе с
аналогами новых типов воздушных целей при боевых стрельбах на
государственном полигоне свидетельствуют, что имеющиеся на вооружении
ЗРК и ЗРС имеют ограниченные возможности по обнаружению и поражению
воздушных элементов ВТО. Причина несоответствия их возможностей
требованиям борьбы с большим количеством малоразмерных разнотипных
поражающих элементов ВТО заключается, прежде всего, в том, что
оперативно-тактические и технические требования к современным ЗРК
разрабатывались за 10 -15 лет до принятия их на вооружение. И в то время
существовала концепция, что борьбу с управляемым оружием можно вести
только путем поражения его носителей до рубежей пуска управляемых ракет
и авиационных бомб. Так, например, войсковой ЗРК 9К37М1» БУК-М1»
разрабатывался с 1974 года и поступил на вооружение только в 1985 году
как армейское средство ПВО «…для борьбы с скоростными, маневрирующими
аэродинамическими целями и крылатыми ракетами в условиях массированного
налета и интенсивного радиопротиводействия противника, а также с
вертолетами огневой поддержки, в том числе зависающими на предельно
малых высотах». Все расчеты при разработке велись для целей с ЭОП более
0,3 м2, а практические испытания при принятии на вооружение проводились
для АЦ – по мишеням ЛА-17 и М-21 с ЭОП равной 1 м2, для КР типа АЛКМ –
по мишеням РМ–217У, РМ–217МВ, МВ – 1 и для ВОП – по мишени с ЭОП и
уязвимостью вертолета типа МИ-4.

Появление ВТО, использование его как высокоэффективного средства
поражения войск на поле боя, при выдвижении и в районах расположения
требует принятия ответных мер, заключающихся в соответствующем развитии
средств ПВО. Учитывая, что значительное количество новых типов
поражающих элементов ВТО и воздушных целей предназначено для борьбы со
средствами ПВО, выполнение боевой задачи ЗРК «БУК-М1» достигается в
основном уничтожением в первую очередь самолетов – носителей этих
средств. Поражение самих ракет в полете возможно только с места и в
степени готовности №1, а в большинстве случаях – только в режиме
автономной работы СОУ в ответственных секторах.

Поражающий элемент ВТО – ПРР, является наиболее опасной и сложной целью,
так как параметры траектории полета характеризуются большими диапазонами
дальности пуска, высоты, углов подлета к РЛС – цели. Высокая скорость,
небольшие геометрические размеры, низкая уязвимость и маленькое значение
ЭОП ракет позволяют их отнести к классу опасных целей и подлежащих к
первоочередному уничтожению. Своеобразный вид траектории полета ПРР
приводит к тому, что цель может быть обнаружена СОЦ 9С18М1 тогда, когда
углы пикирования не превышают предельно возможные углы обнаружения для
РЛС в режимах «Противосамолетная оборона» – 40 град и «Противоракетная
оборона» – 55 град на дальностях не превышающих 40–45 км. Проведенные
исследования и расчеты с использованием ПРР типа «Шрайк» показывают, что
обнаружение ПРР в полете РЛС сантиметрового диапазона из-за
незначительной ЭОП на экранах РЛС практически невозможно. Отделение ПРР
от самолета – носителя обычно наблюдается на экранах индикаторов при
сопровождении носителя и работе приемной системы в режиме «Ручного
усиления». При этом дальность обнаружения момента отделения ПРР от
носителя не превышает 25–30 км.

Проведенные полигонные испытания войскового ЗРК «БУК-М1», доработанного
с целью повышения ТТХ свидетельствуют, что вертикальное сечение зоны
поражения комплексом ПРР типа «Харм» ограничена:

– по высоте от 0,1 до 15 км;

– по дальности от 3 до 15–20 км;

– по курсовому параметру до 13–15 км.

Вероятность поражения ПРР в пределах указанной зоны составляет 0,5–0,6.
Вертикальное сечение зоны поражения ЗРК «БУК-М1–2» ПРР типа «Харм»
приведено на рисунке 3.

Приведенные параметры зоны поражения справедливы для стрельбы ЗРК в
беспомеховой обстановке, а в помеховой обстановке максимальная дальность
стрельбы сокращается до 5,7–11 км.

Основой защиты СОУ от ПРР в настоящее время является максимальное
использование пассивных режимов обнаружения и сопровождения воздушных
целей – телевизионно-оптического визира. Результаты практических
исследований показывают, что использование ТОВ с 12-ти кратным
увеличением при условии дальности метеорологической видимости равной
20 км, обеспечивается обнаружение и сопровождение ПРР типа «Харм» в
зависимости от высоты полета и курсового параметра на дальностях до 4,3
– 7,2 км.

Наиболее рациональной является стрельба СОУ с минимальным временем
излучения СВЧ энергии, т.е. максимальное использование режима защиты СОУ
от воздействия ПРР при автономной работе двух СОУ и при выдаче ЦУ с КП.

Анализ возможностей систем ВТО вероятного противника показывает, что
время его реакции по средствам ПВО составляет 2–5 мин. Исходя из этого,
для повышения живучести необходимо стремиться к тому, чтобы расчеты СОУ
были подготовлены сразу же после пуска ЗУР, пролета самолета-разведчика
сменить СП. Максимальное время оставления СП не должно превышать
2–3 мин. В этом случае целесообразно периодически производить смену СП
путем использования маневра СОУ с включенной аппаратурой. За время
3–5 мин СОУ способна с включенной аппаратурой, но без излучения
переместиться со скоростью не более 8–10 км/ч на достаточно безопасное
расстояние.

Вышеперечисленные способы борьбы с ПРР ЗРК «БУК-М1» не позволяют
эффективно бороться с ними. Следовательно, возникает необходимость в
поиске путей и способов повышения эффективности борьбы с поражающими
элементами ВТО для ЗРК «БУК-М1» или проблему борьбы для этого ЗРК
необходимо рассматривать как проблему его защиты, исключения или
максимального ослабления его воздействия.

Повышение эффективности борьбы с ПРР различных типов ЗРК «БУК-М1»
возможно за счет совершенствования вооружения, совершенствование
способов боевого применения существующего вооружения и повышения уровня
обученности боевых расчетов. Проведенные исследования и расчеты
показывают, что вклад этих направлений в повышении эффективности борьбы
с поражающими элементами ВТО до уровня противосамолетной распределяются
следующим образом:

1. Модернизация состоящих на вооружении боевых средств ЗРК – до 50%;

2. Совершенствование способов боевого применения ЗРК – до 20%;

3. Совершенствование способов боевой работы расчетов СОУ – до 20%;

4. Повышение уровня обученности и слаженности всех расчетов боевых
средств ЗРК – до 10%.

Учитывая, что защиту РЭС от ПРР можно обеспечить поражением самих ракет
и их носителей, подавлением радиопомехами систем наведения ПРР,
изменением режимов работы защищаемых средств возникает закономерная
необходимость подробного изучения их боевых возможностей и способов
применения.

1.2 Анализ боевых возможностей и способов применения некоторых типов ПРР
при подавлении системы ПВО

Значительную роль в реализации задач по огневому поражению наземных и
корабельных РЛС противника зарубежные специалисты отводят ПРР. Основные
характеристики поражающих элементов ВТО с пассивными радиолокационными
системами наведения некоторых иностранных государств и Российской
Федерации приведены в таблице 3.

Основным их преимуществом в сравнении с другими средствами воздействия
является то, что они вызывают не временное прекращение работы РЛС, как в
случае применения РЭС подавления, а приводят к их уничтожению или
значительному повреждению. Это обусловило появление
противорадиолокационных управляемых ракет типа AGM-45A «Шрайк» с
пассивным самонаведением на луч РЛС. ПРР принята на вооружение авиации
ВВС и ВМС США в 1964 году и имеет 12 модификаций. Всего было поставлено
более 24 тыс. таких ракет. Только во Вьетнаме было использовано более 5
тыс. ракет «Шрайк». Эти ПРР активно использовались израильской авиацией
на Ближнем Востоке, в период англо-аргентинского конфликта из-за
Фолклендских островов и для подавления ливийских ЗРК. Дальность пуска
ПРР «Шрайк» зависит от высоты полета носителя и находится в пределах
7–85 км. Высота, с которой в основном осуществлялись пуски ракет
«Шрайк», составляла 2,5–3,5 км. Нижняя граница зоны пуска для
дозвукового носителя составляет 200 м, для сверхзвукового – 500 м.
Средняя скорость полета ПРР составляет 400–600 м/с. При скорости
самолета – носителя 450 м/с скорость полета ПРР достигает до 1000 м/с.
Траектория полета и используемый метод наведения зависят от расстояния
между точкой пуска и объектом удара, высоты точки пуска и характера
движения объекта удара. При пусках ПРР с больших расстояний наведение
производится по траектории, близкой к баллистической. Угол пикирования
на цель может составлять от 10 до 60 град, а располагаемые перегрузки –
с 3 до 10 – кратных величин.

Значительная мощность излучения, ограниченные возможности по
использованию спектра электромагнитного излучения в РЛС, слабая
стойкость к воздействию поражающих факторов боеприпасов, а также
отсутствие специальных мер защиты от самонаводящегося оружия обусловили
довольно высокую эффективность ПРР «Шрайк» на начальном этапе боевого
применения.

На ракете устанавливались взаимозаменяемые боевые части трех типов,
имеющие одинаковые габариты и вес 66 кг. При подрыве осколочно-фугасных
боевых частей образуется около 20 тыс. осколков, обеспечивающих угол
разлета около 40 градусов, с радиусом поражения примерно 15–20 м.
Сигнальная боевая часть может снаряжаться белым фосфором. В момент его
срабатывания образуется белое облако, которое является своеобразным
ориентиром для осуществления бомбометания другими самолетами.

Для подавления ЗРдн с помощью ПРР «Шрайк» по каждому ЗРК пускались 2–4
ракеты под прикрытием ответно-импульсных активных шумовых помех.
Самолеты – постановщики помех в момент пуска ракет находились на
дальности, исключающей воздействие помех на канал разведки и пассивную
радиолокационную головку самонаведения.

Опыт боевого применения этих ракет в локальных войнах показал их
относительно низкую эффективность. Так, вероятность срыва боевой работы
ЗРК при нанесении по ним ударов за 1965–1972 гг. составило: бомбами –
0,5, ракетами «Шрайк» – 0,19. В результате серьезных недостатков и
относительно низкой эффективности боевого применения ПРР «Шрайк» была
снята с производства.

С 1966 года началась разработка более эффективной ПРР AGM-78 «St. ARM»,
которая была принята на вооружение в 1968 году и является ПРР второго
поколения. Расширение частотного диапазона работы ГСН в ракете
модификации AGM-78B и установка устройства запоминания координат
РЛС-цели прекратившей излучение в ракете модификации AGM-78D
способствовали повышению возможности ракеты в борьбе против РЛС
противника. Ракета оснащена мощной осколочно-фугасной боевой частью
массой 150 кг, подрыв которой производится контактным или неконтактным
радиовзрывателем и наибольший эффект достигается при подрыве на высоте
15–20 м над целью. При этом радиус разлета ее осколков кубической формы
с ребром длиной 10 мм, составляет около 600 м. Данная боевая часть
обеспечивает поражение техники на расстоянии до 150 м, а живой силы – до
500 м. При наземном взрыве образуется воронка диаметром около 5 м. В
промежуточном отсеке ракеты устанавливается сигнальный заряд, после
подрыва которого образуется дымовое облако являющееся ориентиром для
осуществления бомбометания другими самолетами. Всего в авиационные части
США было поставлено около 3 тыс. ракет, основными носителями которых
являются самолеты F-4E, A-6A, F-105F. Данная ПРР применялась США в
боевых действиях в Юго-Восточной Азии и израильтянами против сирийских
ЗРК в долине Бекаа в Ливане. В связи с относительно малой скоростью,
отсутствием ГСН с достаточно широким диапазоном частот, а также
сложностью конструкции и дороговизной ракета «St. ARM» со второй
половины 1976 года снята с производства.

Для пополнения арсенала ПРР в США в начале 70-х годов разработана
тактическая высокоскоростная ракета AGM-88A HARM и самолетное
оборудование для ее применения. Ракета относится к ПРР второго поколения
и предназначена для поражения РЛС работающих в режимах импульсного и
непрерывного излучения, оснащена пассивной РГСН, масса которой 20 кг,
работающей в широком диапазоне частот и имеющее запоминающее устройство
координат РЛС-цели в случае прекращения излучения.

В памяти вычислительного устройства ракеты хранятся эталоны сигналов РЛС
противника, что позволяет быстро идентифицировать цель, вести селекцию
радиолокационных сигналов, иметь меньшее время реакции. В ракете
располагается бесплатформенная инерциальная система наведения,
обеспечивающая достаточную точность наведения ракеты, даже в случае
прекращения работы РЛС-цели. Среднеквадратичный промах ПРР при наведении
на РЛС, излучающую без паузы составляет 6–8 м.

ПРР HARM выполнена по аэродинамической схеме «поворотное крыло»,
максимальные нормальные перегрузки могут составлять до 15 единиц при
наведении по методу пропорциональной навигации. Твердотопливный,
бездымный реактивный двигатель с двухступенчатой тягой обеспечивает
скорость полета ракеты до 3–4 М. Она оснащена осколочно-фугасной боевой
частью относительно небольшой массы и неконтактным лазерным взрывателем,
с помощью которого определяется высота подлета ракеты и с учетом
конкретного типа подавляемой РЛС обеспечивается оптимальный разлет
осколков кубической формы размером около 5 мм из вольфрамового сплава.
Момент подрыва выбирается из условий максимального накрытия цели
осколками. ПРР HARM предназначена для вооружения самолетов ВВС и ВМС США
А-6Е, ЕА-6В, А-7Е, F-4G, F-16B, F-16C, F-18, F-14, F-15, F/A-18.
Программа закончена в 1993 году. Всего в арсенале 32 тыс. штук, является
самой представительной и основной ПРР в авиации США на следующее
десятилетие. Данная ПРР использовалась в боевых действиях для подавления
ливийских ЗРК и Иракской ПВО. Так при подавлении ливийских ЗРК с
самолетов F/A-18 было осуществлено более 30 пусков ракет с удаления
около 96 км.

Предусмотрены три режима применения ПРР HARM.

Режим самозащиты. Он реализуется только для ракеты в модификации AGM-88A
с помощью самолетной системы оповещения о радиолокационном облучении,
анализирующей и классифицирующей все получаемые радиолокационные сигналы
по степени угрозы, выбирая наиболее важные РЛС-цели. Параметры сигналов
РЛС одновременно передаются летчику и на ракету. О готовности к пуску
летчик получает сигнал с борта ракеты, а после пуска может развернуться
и выполнять другую задачу.

Режим действия по незапланированным, внезапно обнаруженным целям. Он
реализуется с использованием системы радиотехнической разведки самолета,
которая обнаруживает сигналы РЛС, классифицирует их и определяет степень
угрозы. Данные обнаружения РЛС-цели, в том числе и прекративших
излучение, выдаются на индикатор в кабине летчика, являющийся частью
системы управления ПРР. Цель выбирает летчик, после чего осуществляется
пуск. Для боевого применения в первых двух режимах разработана ракета
модификации AGM-88B.

Режим действия по предварительно выбранным целям в заданном районе. Он
реализуется путем ввода в бортовую систему радиотехничекой разведки
ракеты предварительных данных подавляемых РЛС и ставится задача ее
поиска и уничтожения. Ракета запускается в район РЛС-цели и в ходе
полета производит автономный поиск и обнаружение всех излучающих РЛС, а
также захват РЛС-цели с заранее заданными характеристиками. Если сигналы
такой РЛС-цели не обнаруживаются, то захватывается наиболее важная цель
и производится наведение на нее в этом режиме ракет модификации AGM-88C.
Пуск осуществляется с дальности 70–75 км.

Варианты боевого применения ПРР HARM приведены на рисунке 3.

ПРР ARMAT создана на базе устаревшей французской ПРР «Мартель» и принята
на вооружение 1984 году для подавления неподвижных и карабельных РЛС
ПВО. Дальность пуска составляет от 70 до 120 км. Пассивная РГСН
обеспечивает наведение ракеты на РЛС, работающей в режиме «мерцание» и
использующей другие методы защиты от средств РЭБ. Угол пикирования
ракеты на РЛС более 80 град, что позволяет исключить прием
переотраженных зондирующих сигналов от поверхности земли.

ПРР AGM -122A SADARM предназначена для поражения работающих РЛС
войсковых ЗРК противника с дальности до 8 км. Принята на вооружение в
1987 году. В качестве ностителей новой ПРР могут использоваться
вертолеты АV-8B и AH-1J. Стартовая масса ракеты 91 кг, максимальная
скорость полета до 1,3М. ПРР оснащена боевой частью массой 10,2 кг
осколочного типа. Точность стрельбы менее 6 м.

В 1991 году на вооружение ВВС стран НАТО была принята ПРР ALARM
совместного производства США и Великобритании, для оснащения самолетов
«Торнадо», «Си Харриер», «Хок» и вертолета «Линкс». Ракета оснащена
твердотельной широкодиапазонной противорадиолокационной ГСН с
аппаратурой программного управления, в которую вводятся характеристики
РЛС противника и имеет собственный радиолокационный обнаружитель цели.
Очередность поражения целей зависит от выполняемой задачи и типов
средств ПВО, ее можно менять перед взлетом самолета-носителя. Наиболее
важным узлом в ракете считается блок управления выполнением боевой
задачи, позволяющий выбирать траекторию полета.

Ракета ALARM функционирует в двух основных режимах: непосредственный
пуск по цели и захват цели на траектории при спуске с раскрытым
парашютом. Пуск ракеты в первом режиме осуществляется непосредственно в
направлении РЛС-цели, находящейся в зоне прямой видимости, с
предварительным ее захватом РГСН или без захвата.

Вариант боевого применения ПРР АLARM при пуске непосредственно в
направлении РЛС-цели приведен на рисунке 4.

Пуск ракеты в втором режиме производится в условиях отсутствия прямой
видимости РЛС-цели при нахождении самолета-носителя на малой высоте.
После пуска ракета в соответствие с программой набирает заданную высоту,
обеспечивающую увеличение дальности обнаружения РЛС-целей. После набора
высоты двигатель отключается и раскрывается парашют, с помощью которого
ракета может планировать около двух минут до повторного включения
РЛС-цели. В процессе медленного снижения РГСН ракеты осуществляет поиск
работающих РЛС противника. При захвате цели РГСН парашют отстреливается
и ПРР, запустив двигатель, наводится на цель. Если цель прекращает
излучение, то ПРР удерживается на курсе с помощью блока наведения
бортовой инерциальной системы навигации.

Вариант боевого применения ПРР ALARM при ее пуске в случае нахождения
самолета – носителя на малой высоте приведен на рисунке 5.

На конечном участке траектория ПРР АLARM является практически
вертикальной, что уменьшает ошибки наведения из-за переотражений
сигналов РЛС-цели от местных предметов. Ракета оснащена осколочной
боевой частью, подрываемой на определенной высоте над РЛС-целью. Подрыв
боевой части производится с помощью неконтактного лазерного взрывателя.

ПРР – БЛА AGM-136A «ТЭСИТ РЕЙНБОУ» предназначена для поражения
работающих РЛС противника с дальности более 90 км. С 1990 года проходит
полигонные испытания. Стартовая масса ракеты 480 кг. ПРР оснащена боевой
частью массой 45 осколочно-фугасного типа. Точность стрельбы менее 10 м.
После пуска ракета выполняет полет по маршруту и осуществляет поиск цели
самостоятельно в ходе патрулирования над территорией противника в
соответствии с заданной программой. В качестве носителя новой ПРР могут
использоваться в основном стратегические бомбардровщики В-1В, В-2А,
В-52. Например, специально оборудованный стратегический бомбардировщик
В-52 может нести до 30 ПРР на трех пусковых установках барабанного типа.
Вариант боевого применения ПРР – БЛА «ТЭСИТ РЕЙНБОУ» по РЛС-цели
приведен на рисунке 6.

ДПЛА типа BGM-34B, C, «Локаст», «Пейв – Тайгер» относятся к классу
«ударные» – носители ПРР типов «Шрайк» и «Мейверик». Они могут поражать
РЛС не только с помощью этих ПРР, но и путем самонаведения на нее. В
этом случае ДПЛА применяются по заранее намечанному району
предполагаемой дислокации РЛС. Для этого в систему наведения ДПЛА
вводятся однозначно характеризующие РЛС данные и программа полета,
обеспечивающая его вывод в район барражирования. Максимальная дальность
полета может достигать 1200–1300 км. В намечанном районе ДПЛА
барражирует на высоте 2 -4 км, осуществляя разведку работы РЭС. При
обнаружении РЛС с заданными характеристиками и захвата ее на
автосопровождение ДПЛА выводится в исходное положение, обеспечивающее
пикирование на РЛС под углами 60–90 град. При этом производится сброс
воздушного винта и несущих плоскостей. По утверждению иностранных
специалистов, малоразмерные ДПЛА практически невозможно увидеть
визуально и обнаружить с помощью РЛС из-за малых ЭОП на высоте свыше
900 м, трудно увидеть и услышать на дальности более 1600 м, обладают
низкой вероятностью поражения вследствие малой уязвимости площади и
способности совершать полет по криволинейным траекториям с перегрузкой в
2–3 ед.

Наличие большого числа малоразмерных, скоростных и маловысотных,
относительно недорогих беспилотных целей по-новому высвечивает задачи
выбора приоритетных целей для целераспределения и их поражения
средствами войсковой ПВО. Невозможность уничтожения всех воздушных целей
потребует в условиях жесткого лимита времени распознавания и
установления очередности поражения самых важных из них.

Своевременное и достоверное радиолокационное распознавание типа
поражающего элемента высокоточного оружия – одна из важнейших проблем и
основа разумных действий расчета радиолокационного вооружения ЗРК по
правильному принятию решения на использование пассивных и активных
способов его защиты.

Основными составляющими этой проблемы являются низкая информативность
традиционных методов получения информации о цели и высокая стоимость
технической реализации РЛС, позволяющих получать одновременно большое
количество признаков радиолокационного распознавания цели. Таким
образом, решение задачи радиолокационного распознавания является более
сложным, чем решение других задач радиолокационного наблюдения,
поскольку предполагает применение высокоинформативных радиолокационных
сигналов, их статистический анализ и использование априорной информации
о распознаваемых классах цели.

Выходом из данного положения является учет всех условий, влияющих на
эффективность системы распознавания, правильный выбор и точное описание
признаков, оптимизация систем распознавания с учетом потребителей
информации и адаптация систем распознавания к условиям ее работы.

2. Анализ априорного словаря признаков распознавания
противорадиолокационных ракет и их носителей

Одним из основных путей повышения эффективности радиолокационного
распознавания является повышение информативности радиолокационных систем
с целью получения такого признака распознавания, который бы отражал
определенные свойства конкретного типа цели, отличающего его от других.

Сигнальные признаки непосредственно связаны с отражающими свойствами
цели и динамикой ее полета, поэтому они обеспечивают более высокие
показатели качества распознавания и позволяют назначить для
распознавания большее число классов. Но в отличие от траекторных
признаков, которые могут быть измерены с достаточной точностью
большинством РЛС, измерение большинства сигнальных признаков требует
специальных методов, связанных с анализом более «тонкой» структуры
радиолокационных сигналов. При этом усложняются и сами зондирующие
сигналы РЛС. Наиболее полными описаниями свойств цели являются
радиолокационные «портреты». Их получение предполагает наличие
сверхразрешения по соответствующим параметрам сигнала, достижение
которого зачастую невозможно или затруднено. Например, получение
величины разрешения по дальности, равному одному метру, требует полосы
зондирующего сигнала примерно 150 Мгц, сверхразрешение по угловым
координатам требует применение ДНА, имеющих ширину, равную единицам
угловых секунд. В обоих случаях «дробление» сигнала приводит к
уменьшению отношения сигнал / шум, т.е. задача распознавания по
дальномерным или угломерным «портретам» целей вступает в противоречие с
задачей их обнаружения.

В настоящее время, с применением широкополосных сигналов с достаточной
базой и техники их сжатия появилась возможность получения дальномерного
«портрета» цели, позволяющего распознать не только класс, но и тип цели.
Например, в работах приводятся результаты исследований распознавания по
дальномерному «портрету» истребителя-бомбардировщика, транспортного
самолета и ложной цели.

Проще решается задача распознавания по доплеровским «портретам», которые
представляют собой распределение по радиальной скорости элементарных
отражателей цели, совершающие при ее движении регулярные и хаотические
поступательные и вращательные движения. Доплеровский «портрет» самолета
характерен наличием в спектре общего доплеровского смещения частоты,
составляющих, вызванных маневром цели, регулярных составляющих,
связанных с турбинной или винтовой модуляцией, и случайных составляющих,
обусловленных вибрациями и рысканием цели.

Однако получение доплеровского «портрета» предполагает излучение
непрерывного сигнала. При этом теряются такие важнейшие достоинства РЛС,
как разрешение по дальности и возможность использования совмещенной
антенны. Тем не менее определенные возможности применения «турбинного»
эффекта для распознавания открываются в связи с созданием
квазинепрерывных РЛС.

Пространственные, поляризационные, временные и спектральные
характеристики отраженных радиолокационных сигналов зависят в основном
от следующих четырех разнородных свойств целей:

– размера, формы и материала рассеивающей поверхности;

– движения отражающих элементов относительно друг друга;

– движения всего корпуса цели вокруг центра тяжести;

– перемещение центра тяжести цели в пространстве.

Эти свойства соответственно определяют четыре группы признаков цели. Для
распознавания и селекции наиболее информативны те параметры отраженных
сигналов, которые обусловлены первым и вторым свойствами целей. Принципы
современной радиолокации позволяют определять каждую группу признаков
раздельно.

Таким признаком распознавания конкретного типа поражающего элемента ВТО
может служить одна из составляющих сигнального признака распознавания –
«шумы» цели, вызванные ее движением на траектории полета, различными
видами вибрации и движения ее отдельных частей, приводящие к амплитудным
и фазовым флюктуациям отраженного сигнала, появлению в спектре общего
доплеровского смещения частоты составляющих, вызванных «вторичным»
эффектом Доплера.

Движение цели и её частей относительно РЛС вызывают изменения суммарного
отраженного сигнала во времени. Эхо-сигнал от сложной цели отличается от
сигнала точечного источника модуляцией, вызывающей изменения амплитуды,
частоты и относительной фазы сигналов, отраженных от отдельных участков
цели. В ряде работ рассматриваются пять типов модуляции отраженного
сигнала от сложной цели для случая ближней радиолокации.

С целью оценки ширины и составляющих спектра флюктуации частот в
отраженном сигнале от различных классов целей имеется необходимость
проведения теоретических и экспериментальных исследований. Рассмотрим
более подробно характеристики отраженных радиолокационных сигналов от
сложной цели.

Амплитудный шум. Этот наиболее очевидный тип модуляции эхо-сигнала от
сложной цели можно представить в виде флюктуирующей суммы многих
составляющих векторов со случайно изменяющимися относительными фазами.
Амплитудный шум, для удобства рассмотрения, можно разделить по частоте
на две составляющие: низкочастотную и высокочастотную.

Небольшие изменения относительной дальности отражателей, вызванными
движениями цели на траектории, приводит к соответствующим случайным
изменениям относительных фаз отраженных сигналов, а следовательно, к
случайным флюктуациям векторной суммы сигналов. Так, например, при
рыскании и кренах самолета в спектре отраженного сигнала могут появиться
частоты в пределах 10…40 Гц, а маневры по тангажу ведут к формированию в
спектре флюктуаций сигнала более высоких частот -100…400 Гц.

Спектры амплитудного шума с низкочастотной составляющей одинаковы как
для больших, так и для малых размеров целей. Это объясняется тем, что
скорость изменения дальности отражателей является функцией как углового
рыскания самолета, так и расстояния от отражателей до центра тяжести
самолета.

Высокочастотный амплитудный шум содержит случайную и периодическую
составляющие. Случайный шум от такой цели, как самолет, является
результатом вибраций и движения его отдельных частей, создающих
относительно равномерный спектр шума, ширина которого достигает
нескольких сотен Гц, в зависимости от типа самолета.

Для обоснования границ данного диапазона частот необходимо отметить, что
на современных самолетах и вертолетах различают, согласно, следующие
виды вибраций:

– вибрации, возникающие при работе силовых установок цели – двигательные
вибрации и вибрации от движения воздушных винтов;

– аэродинамические вибрации, связанные с особенностями обтекания
воздушным потоком конструкций и отдельных частей цели;

– акустические вибрации;

– колебания типа «флатер».

Исследования, посвященные анализу работы двигательных установок
летательных аппаратов показывают, что наибольшими по амплитуде смещения
являются вибрации на частотах:

1. Для поршневых двигателей – кв, 2кв, в, Nв, где

кв-угловая скорость вращения коленчатого вала;

в-угловая скорость вращения винта;

N – количество лопастей винта.

2. Для турбовинтовых двигателей – в, Nв, р, где

р – угловая скорость вращения ротора.

3. Для турбореактивных двигателей р1, где

р1 – угловая скорость вращения первого ротора.

Данные вибрации порождают спектральные отклики на частотах 56… 300 Гц.

4. Для вертолетных двигателей – нв, Кнвнв, где

нв – угловая скорость вращения несущего винта;

Кнв – количество лопастей несущего винта.

Данные вибрации порождают спектральные отклики на частотах 2…14 Гц.

Исследования, посвященные аэродинамике полета летательных аппаратов
показывает, что преобладающих по амплитуде аэродинамические колебания
всегда очень близки или совпадают с частотами собственных колебаний
конструкции. Наибольшими по амплитуде из этих колебаний являются
колебания, соответствующие низким тонам собственных колебаний. При
аэродинамических вибрациях конструкция летательного аппарата как бы
является своеобразным фильтром, выделяющим только такие колебания,
частота которых находятся в зоне резонанса с его собственной частотой.
Поэтому, зная значения частоты собственной вибрации элементов
конструкции, можно предсказать, на каких частотах вибрации будут
максимальными по амплитуде.

В общем случае режим вибрации конструкции объектов, представляющий собой
сумму вынужденных и собственных колебаний, определяются как
интенсивностью и частотным спектром случайных внешних факторов, так и
значениями соответствующих передаточных функций. Величины последних
зависят от спектра собственных частот конструкции в целом, ее частей и
элементов, а так же коэффициентов демпфирования. Если коэффициенты
демпфирования сравнительно не велики, что выполняется на современных
летательных аппаратах, то передаточные функции будут иметь большие
коэффициенты усиления на всех частотах, совпадающих с собственными, т.е.
спектр вибраций реальной конструкции будет в основном узкополосным и
зависящим от конструктивных особенностей летательного аппарата.

Акустические вибрации так же имеют частоты, близкие к собственным
частотам элементов конструкции и занимают спектральный диапазон 1,5…40
Гц.

Таким образом, для распознавания целей по спектру вибрации необходимо
анализировать полосу частот 0…300 Гц.

Угловой шум. При наблюдении за объектом конечных размеров отраженный
сигнал является результатом интерференции волн, отраженных от отдельных
элементов цели. Флюктуации фазового фронта отраженной волны от сложной
цели вызывает блуждание кажущегося источника эхо-сигнала в плоскости
цели относительно физического центра цели и его угловое положение
зависит от относительных амплитуд и фаз составляющих эхо-сигналов и их
угловых положений.

Угловой шум выраженный в линейных единицах смещения кажущегося положения
цели относительно «центра тяжести» распределения ее отражателей, не
зависит от дальности. Типичные значения аng для реальных самолетов
находятся в пределах 0,15L…0,25L в зависимости от характера
распределения основных отражающих элементов. Для небольшого самолета с
одним двигателем, не имеющего каких-либо эффективных отражателей на
крыле, значение аng при облучении его с носа близко к 0,1L, тогда для
большого самолета с двигателями, расположенными вне фюзеляжа, баками для
горючего, размещенными на консолях крыла, значение приближается к 0,3L.
При облучении этого самолета сбоку аng также приближается к значению
0,3L.

Для небольшого самолета с размахом крыла 18 м типичное значение аng
равно 2,7 м, то квадрат радиуса вращения относительно «центра тяжести»
для такого самолета равен 3,8 м.

Типичные значения ширины спектра углового шума при сильной
турбулентности атмосферы для частот 8,5…10,7 ГГц носят низкочастотный
характер и заключаются в пределах от 1 Гц – для небольшого самолета, до
2,5 Гц – для большого самолета в интервале частот 0…6 Гц. Для более
низких частот диапазона и менее турбулентности атмосферы ширина спектра
уменьшается.

Таким образом, эффективная ширина спектра угловых флюктуаций равна 1…6
Гц.

Значения аng для целей сложной формы является в сущности постоянной
величиной, не зависящий ни от высокой несущей частоты РЛС, если размеры
цели равны по крайней мере нескольким длинам волн, ни от скорости
случайных движений цели. Спектральное распределение мощности углового
шума непосредственно зависит от высокой частоты, турбулентности
атмосферы и других параметров.

Угловые ошибки, вызванные угловым шумом, обратно пропорциональны
дальности, то влияние этого шума сказывается главным образом на средних
и малых дальностях.

Поляризационный шум. Поляризация эхо-сигнала от сложной цели в общем
случае отличается от поляризации зондирующего сигнала. Хотя поляризация
зондирующего сигнала обычно преобладает в отраженном сигнале, сигнал от
отражателей сложной формы и комбинации таких отражателей имеют
составляющие с другими видами поляризации. Это означает, что цель со
сложной конфигурацией изменяет поляризацию отраженного сигнала, вариация
которого эквивалентна некоторому шуму.

Деполяризация радиолокационного сигнала при отражении его от цели
вызывает некоторую потерю энергии эхо-сигнала. Измерения показывают, что
при линейной поляризации эхо-сигнала преобладает такая же поляризация,
как и поляризация излучаемого сигнала, а составляющая ортогональной
поляризации, вызванная деполяризующими свойствами сложной цели, на 7–12
дБ ниже.

Полное описание поляризационных свойств цели дается поляризационной
матрицей рассеяния, имеющий вид:
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, где

i, j – комплексные коэффициенты, характеризующие амплитуду и фазу
отраженного от цели сигнала при облучении ее ортогональными
поляризационными компонентами электромагнитной волны и приеме
отраженного сигнала в ортогональном поляризационном базисе.

Величина деполяризации и фаза кроссполяризационной составляющей сигнала,
по сравнению с основной составляющей, описываются элементами 12 и 21
матрицы.

Деполяризующие свойства целей зависят от их размеров и сложности
конфигурации и могут быть существенно различными для разных классов
целей.

Например, простая по форме ракета слабо деполяризует сигнал, тогда
составляющая 12 для самолета может достигать 10 дБ и более от уровня
составляющей 11. Таким образом, поляризационная матрица рассеяния может
рассматриваться как поляризационный портрет цели.

Шум дальности. Относительные амплитуда и фаза эхо-сигналов от отдельных
частей сложной цели и их дальность относительно РЛС влияют на положение
«центра тяжести» видеоимпульса при типичном методе сопровождения целей
по дальности – определение «центра тяжести» площади видеоимпульса
электронным интегрированием. Случайные перемещения цели и ее элементов
вызывают изменения во времени этих параметров, а также результирующей
дальности. Шум, вызванный флюктуациями дальности сложной цели приводит к
ошибке слежения по координате дальности.

В работе приводятся результаты измерений случайных флюктуаций дальности
при измерениях по небольшому, большому самолетам и по группе самолетов,
устанавливающие связь шума дальности с распределением отражательной
способности целей по координате дальности. Среднеквадратическая ошибка
измерения дальности с достаточной точностью равна 0,8 радиуса
перемещения распределенных отражающих поверхностей цели по дальности или
в типичном случае можно принять равной от 10% до 30% от протяженности
цели по координате дальности: 30% – для случаев наблюдения самолетов с
носа и хвоста и 10% – сбоку.

Форму спектра можно оценить с хорошим приближением, пользуясь функцией
для частоты и тем же значением ширины полосы, что и при вычислении
спектра углового шума
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N – спектральная плотность мощности шума;

В-ширина полосы шума;

f – частота;

ang – среднеквадратичное значение углового шума.

Возможность захвата желаемой спектральной линии доплеровской следящей
системой также ограничивается этим шумом. Шум дальности ограничивает
точность измерения скорости, определяемой как производная от дальности
во времени и может быть помехой при выборе правильной спектральной линии
для слежения.

Спектральное распределение энергии и функции плотности вероятности
отражают довольно точную связь шума дальности цели с ее конфигурацией
или распределением отражательной способности цели по координате
дальности.

Доплеровский шум. Для случая ближней радиолокации по мере сближения цели
с РЛС ее угловой размер непрерывно растет. Поскольку направления на
отдельные точки и относительные радиальные скорости различаются между
собой и имеются нормальные случайные движения цели в полете, отраженные
от различных ее участков сигналы слегка отличаются по доплеровской
частоте, т.е. спектр отраженного сигнала содержит не одну доплеровскую
линию, а является сплошным, с максимумом у средней доплеровской частоты,
обусловленной радиальной скоростью цели. Ширина спектра отраженного
сигнала растет с увеличением размеров цели.

При рассмотрении доплеровского изменения частоты сигналов, отраженных
сложной целью, можно выделить доплеровские спектральные линии от
вращающихся частей самолета и непрерывный доплеровский спектр,
возникающий случайными отклонениями самолета в полете от заданной
траектории.

Наиболее интересную информацию о доплеровском шуме дает форма спектра.
Спектр доплеровских флюктуаций частоты представляет собой распределение
плотности вероятности Р и показывает, в течение какого относительного
времени эта частота попадает в определенный участок ширины полосы.
Доплеровский спектр в типичном случае представляется функцией с пиками,
симметричной относительно средней доплеровской частоты цели. При
доплеровских измерениях имеют значение как положительные, так и
отрицательные частоты, т. к. спектр шума эхо-сигнала от фюзеляжа
самолета симметричен относительно средней частоты.

Распределение плотности вероятности Р для f можно выразить
модифицированной функцией Ганкеля в виде
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K0 – модифицированная функция Ганкеля;

f – частота;

– среднеквадратическое значение девиации фазы, обусловленной угловым
шумом;

– среднеквадратическое значение частоты рыскания.

В работе приводится примерный расчет Р для большого самолета с размахом
крыла 40 м, наблюдаемого с носа РЛС на длине волны 0,032 м, при типичной
среднеквадратической скорости рыскания 0,8/c, совершающего полет по
прямой. Функция
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f – рабочая частота передачика РЛС;

fd – средняя доплеровская частота от корпуса самолета

Необходимо отметить, что любое постоянное значение скорости виража или
изменения ракурса приводит к расширению доплеровского спектра и
изменению его формы, выражающееся в менее резком спадении функции Р
вблизи ее максимума, а также к дополнительному сдвигу всего спектра в
виду изменения средней радиальной скорости.

Составляющие эхо-сигнала от вращающихся и колеблющихся элементов
самолета вызывают появление не только амплитудной модуляции с парами
спектральных линий, расположенных симметрично относительно доплеровского
спектра эхо-сигнала от фюзеляжа самолета, но и чистую частотную
модуляцию, создающую отдельную группу доплеровских линий, расположенных
по одну сторону от доплеровского спектра корпуса самолета.

Приведенный примерный доплеровский «портрет» самолета характерен
наличием в спектре составляющих, вызванных «вторичным» эффектом Доплера,
регулярных составляющих, связанных с турбинной или винтовой модуляции и
случайных составляющих, обусловленных вибрациями и рысканием цели.
Наиболее информативной является составляющая турбинного эффекта, частота
которой зависит от конструкции и скорости вращения компрессора
двигателя. Уровень турбинной составляющей лежит на 15–20 дБ ниже
основной составляющей.

Вторичная модуляция приводит к существенному расширению
амплитудно-частотного спектра отраженного сигнала. При этом в спектре
отраженного сигнала содержится целый ряд узкополосных дискретных
составляющих, частотное положение которых однозначно связано с
техническими и конструктивными характеристиками двигателей самолетов и
вертолетов.

Для целей с прямоточными реактивными двигателями или без двигателей
вообще, отраженный сигнал имеет сплошной быстрозатухающий спектр
дискретных составляющих.

Спектр сигнала отраженного от вертолета симметричен относительно несущей
и имеет спадающий характер. Кроме центральной составляющей спектр имеет
ряд спадающих боковых составляющих в полосе до 10 кГц.

В результате вторичной модуляции в структуре отраженного сигнала
отображаются радиолокационные свойства цели – ее способность изменять
амплитудные, частотные и фазовые характеристики зондирующего сигнала,
что позволяет формировать акустический «портрет» сопровождаемой
воздушной цели и прослушивание его через звуковой канал системы
распознавания. Звуковой канал данной системы позволяет решить следующие
основные задачи распознавания:

– определить класс сопровождаемой цели;

– определить начало маневра целью;

– определить момент пуска сопровождаемой целью ПРР;

– определить факт поражения цели ЗУР.

Самолеты при наблюдении их спереди обычно представляются совокупностью N
основных локальных отражателей: нос фюзеляжа, кабина, передние кромки
крыльев, их стыки с фюзеляжем, воздухозаборники двигателей, подвесные
баки и контейнеры, хвостовое оперение, т.е. так называемые «блестящие
точки». Для пилотируемых самолетов обычно N>5, а для ракет N не более
2–3.

В сантиметровом диапазоне длин волн отраженный сигнал в основном
определяют зеркальные рассеяния участков поверхности с радиусом кривизны
Rxy >> и дифракционные рассеяния участков излома поверхности. Наряду с
«блестящими точками» на поверхности цели могут быть резонансные элементы
и шероховатые участки с диффузным рассеянием.

В результате сложения колебаний, отраженных от различных участков цели,
возникают частотные биения – явление именуемое «вторичным» эффектом
Доплера. Результаты теоретических и экспериментальных исследований
свидетельствуют, что значение частот биений Fдб зависят от
геометрических размеров цели, дальности, курсового угла и радиальной
скорости цели, рабочей длины волны РЛС.
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Fдб – частота биений «вторичного» эффекта Доплера;

Vr – радиальная скорость цели;

L – геометрические размеры цели;

D – расстояние до цели;

– курсовой угол цели относительно РЛС;

– рабочая длина волны РЛС.

«…связь между спектром флюктуаций и размером цели…» может быть
использована для определения ее размеров.

Для этого необходимо иметь данные о расстоянии до цели и ее курсовом
угле, а также произвести измерение ширины спектра флюктуаций Fдб или
времени корреляции сигнала 0 1/F.

Ширину спектра флюктуаций Fдб можно определить учитывая, что cosL / 2D,
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Экспериментальным путем установлено, что в сантиметровом диапазоне длин
волн ширина энергетического спектра флюктуаций частот малоразмерных
целей лежит в пределах от десятых долей до нескольких Гц.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Ответить

Курсовые, Дипломы, Рефераты на заказ в кратчайшие сроки
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020