книги из ГПНТБ / Пелюхов П.И. Основы радиолокации учебное пособие

ВО Е 11110ВОЗ Д У Ш 11А Я КР А С 110 3 Н АМ Е Н Н Л Я А КАЛЕ М И Я

Доцент кандидат военных наук генерал-майор авиации II. И. ПЕЛЮХОВ, доцент кандидат технических наук и^женер-полкойник Б. 3. СЕ.МЕНОВ

ОСНОВЫ РАДИОЛОКАЦИИ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

М О И И Н О 1 9 С. 4

Бурное развитие радиолокации в предвоенные годы, в' те­ чение второй мировой войны и в послевоенный период позво­ лило в значительной мере изменить тактику боевых действий в воздухе, на море и в известной степени на суше.

Во второй мировой дойне радиолокационное вооружение имелось в армиях основных воюющих стран и использовалось, главным образом, для обнаружения и определения координат самолетов, наведения истребительной авиации на самолеты противника, точного определения координат воздушных целей, управления стрельбой зенитной артиллерии и обеспечения навигации и бомбометания.

После окончания второй мировой войны на основе интен­ сивного прогресса общей радиоэлектроники получило быстрое развитие и радиолокационное вооружение армий всех стран мира.

В настоящее время радиолокация нашла исключительно широкое применение в ракетных войсках, в войсках противо­ воздушной обороны, военно-воздушных силах, военно-мор­ ском флоте и сухопутных войсках.

Радиолокация завоевала быстрое признание, так как ра­ диолокационные станции обладают значительной дальностью действия, определяют координаты с высокой степенью точно­ сти в любое время суток, в дождь, туман, в условиях сплош­ ной облачности. При этом поступление данных о противнике

исвоих объектах происходит практически мгновенно.

ВВоенно-Воздушных Силах при помощи радиолокацион­

ного вооружения решаются такие важнейшие задачи, как:

—обнаружение и опознавание воздушных и надводных

целей;

—наведение истребителей на воздушные цели;

—осуществление посадки самолетов на аэродромы;

—управление стрельбой неуправляемыми снарядами и ракетами;

—управление ракетами класса «воздух — воздух» и «воз­ дух ■— земля»;

—выполнение прицеливания при бомбометании;

—определение местоположения, путевой скорости и угла

сноса самолетов;

— выполнение радиолокационной разведки наземных и надводных объектов.

Осуществление противоракетной обороны совершенно не возможно без применения различных радиолокационных средств для дальнего обнаружения ракет противника и выво­ да антиракет в точку встречи с ними.

В зенитных ракетных комплексах радиолокационные уст­ ройства обнаруживают цель, определяют точно положение

4

ее и ракеты в воздухе. По этим данным ведется управление ракетами.

Непосредственно па ракетах радиолокационные устройст­ ва применяются как средство самонаведения и в качестве радиовзрывателей.

Радиолокационная техника в настоящее время широко используется также в метеорологии для определения далы ности, границ и высоты облачности, скорости и направления ветра.

Использование методов и средств радиолокации имеет исключительно важное значение в освоении космоса. Здесь радиолокационная техника может применяться:

—для обнаружения и слежения за искусственными спут­ никами Земли и воздушно-космическими летательными ап­ паратами;

—осуществления космической радиолокационной развед­ ки искусственных спутников и воздушно-космических само­ летов;

—решения ряда задач космической навигации;

Вс-неры, Марса и других, а также метеоров.

Современная радиолокационная техника и методы радио­ локации находятся в состоянии непрерывного совершенство вания. Основой этого прогрессивного развития являются до­ стижения радиоэлектроники. Внедрение полупроводниковых приборов, квантовой электроники, разработка и внедрение малогабаритной аппаратуры, повышение надежности радио­ электронной'аппаратуры открывают новые возможности для совершенствования характеристики радиолокационных стан­ ций.

5

действия, вычислительного устройства дискретного действия). В основу активной радиолокации положены следующие

принципы:

—отражение радиоволн объектами, встречающимися на пути их распространения;

—направленные излучение и прием радиоволн;

—прямолинейность и постоянство скорости распростране­ ния радиоволн в однородных средах.

Под воздействием радиоволн, излучаемых радиолокаци­ онной станцией, в материале объекта возникают переменные токи, в результате чего объект переизлучает (отражает) па­ дающие па пего радиоволны.

Отражение радиоволн — основное физическое явление, на

Реализация второго метода обнаружения, основанного па применении переизлучеппого сигнала, требует установки на объекте специального ответчика, состоящего из приемо-пе­ редающей аппаратуры. Принятые ответчиком сигналы радио­ локационной станции запускают передатчик ответчика, со­ здающий ответные сигналы. Этот метод называют методом радиолокации с а к т и в н ы м о т в е т о м.

Радиолокация с активным ответом позволяет с'успехом решать такие задачи, как:

— увеличение дальности и надежности обнаружения сво­ их объектов (самолетов, кораблей, искусственных спутников Земли, ракет, межпланетных станций и т. д.), так как радио­ сигналы ответчика по мощности могут во много раз превос­ ходить отраженные сигналу;

—определение государственной принадлежности цели;

—индивидуальное опознавание (селекция) своих объек­ тов на фоне общей воздушной обстановки;

—самолетовождение и прицеливание при бомбометании или пуске ракет, осуществляемые по ответным сигналам ра- диомаяков-ответчиков.

Третий метод, основанный па использовании только соб­ ственного (естественного или искусственного) радиоизлуче­

эти излучения, приемник и выходные устройства, с помощью которых производятся их регистрация и анализ.

Пассивная радиолокация имеет в настоящее время такие области применения, как:

8

—разведка целен и получение необходимой информации

оних (дальности и угловых координат);

—решение навигационных задач при помощи радиоаст­ рономических приборов;

—исследование процессов в космическом пространстве при помощи радиотелескопов;

—раднопеленговапие самолетов, кораблей, наземных ра­ диомаяков по сигналам радиопередатчиков.

В основу пассивной радиолокации, использующей естест­ венное радиоизлучение объектов, положено физическое яв­ ление, заключающееся в том, что все объекты, имеющие тем­ пературу выше абсолютного нуля (—273°С), излучают элект­ ромагнитные волны миллиметрового и сантиметрового диа­ пазонов. Это излучение называется тепловым радиоизлуче­ нием. Пассивные радиолокаторы могут принимать тепловое радиоизлучение от поверхности земли, моря, от находящихся на них объектов. В зависимости от степени нагрева поверх­ ностей и объектов интенсивность излучения ими радиоволн различна. Поверхности и объекты, нагретые до больших тем­ ператур, излучают более мощные радиосигналы, и поэтому отметки от них па экране индикатора пассивного радиолока­ тора более яркие, чем отметки от поверхностей и объектов, температура нагрева которых меньше.

Классификация по виду сигналов, излучаемых РЛС

Классификацию методов радиолокации можно провести по способам излучения радиоволн передающим устройством ра­ диолокационной станции. Это излучение может быть непре­ рывным или импульсным. Поэтому в зависимости от способа излучения можно говорить о методах радиолокации при не­ прерывном излучении и импульсном методе.

При непрерывном излучении радиоволн обнаружение от­ раженного сигнала возможно только в том случае, когда частота отраженного сигнала отличается от частоты прямого сигнала. Реализация метода радиообнаружения по отражен­ ному сигналу возможна либо путем использования эффекта Допплера, либо — частотной модуляции.

При импульсном методе радиообнаружения объект облу­ чается кратковременными импульсами, длительность которых меньше длительности паузы между импульсами.

§ 2. КООРДИНАТЫ ОБЪЕКТОВ, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ РЛС

Координаты объекта, как правило, измеряются относи­ тельно места расположения радиолокационной станции в по­ лярной (сферической) системе координат (рис. 1).

Начало координат совмещено с пунктом расположения

9

радиолокационной станции (точка О). Через эту точку про­ ходит линия отсчета, лежащая в горизонтальной плоскости Р. Линия отсчета совмещается с меридианом, проходящим через радиолокационную станцию, или с осью самолета или кораб­ ля, па котором установлена станция.

Положение объекта, находящегося в точке А, определяет­ ся тремя координатами:

—- наклонной дальностью D, т. е. кратчайшим расстоянимием между станцией и объектом;

-■ азимутом егц, т. е. углом между линией отсчета ОА

инаправлением на объект в горизонтальной плоскости;

—углом места #ц , т. е. углом между направлением на объект и проекцией этого направления на горизонтальную плоскость.

Достоинство сферической системы координат заключается в том, что наклонная дйлыюсть, азимут и угол места опреде­ ляются радиолокационной станцией непосредственно, без ка­ ких-либо дополнительных пересчетов.

В качестве третьей координаты расчетным путем можно также определить высоту объекта Я:

Число измеряемых координат определяется назначением радиолокационной станции и мо>кет изменяться от одной до трех. Радиолокационные станции обнаружения позволяют оп­ ределить дальность и азимут, а станции наведения истреби­

10