www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основы радиолокации

Классификация радиолокационных систем (2)

Радиолокационные системы могут быть разделены на типы в зависимости от функционального назначения (Рисунок 1). В этом разделе приводятся общие характеристики некоторых наиболее распространенных типов радиолокационных систем.

Радиолокаторы
(системы, комплексы)
военные
гражданские
Surveillance
Air-Policing
Missile Control
Battlefield Radar
Surveillance
Navigation
Missile Control
En-Route Radar
ASR
PAR
Weather Radar
Miscellaneous
Speed Gauges
Material Tests
Радиолокаторы
(системы, комплексы)
военные
гражданские
ПВО (противовоздушной
обороны)
обзорные
наведения
истребителей
наведения ракет
РЛС поля боя
обзорные
навигационные
управления
вооружением
наведения ракет
управления
воздушным движением
трассовые
радиолокаторы
аэродромные
обзорные
посадочные
наземного контроля
метеорологические
Другие
метеорологические
измерители скорости
круиз-контроль
контроль материалов
подповерхностного
зондирования
Радиолокаторы
(системы, комплексы)
военные
гражданские
обзорные
наведения
истребителей
наведения ракет
радиолокаторы
поля боя
обзорные
навигационные
наведения ракет
трассовые
радиолокаторы
Другие
контроль материалов

Рисунок 1. Классификация радиолокаторов по функциональному назначению

Многофункциональные радиолокаторы

Многофункциональные радиолокаторы (MultiFunction Radar, MFR) с активной антенной решеткой обеспечивают способность современных систем вооружения противостоять массированным атакам ракет с очень маленькой эффективной поверхностью рассеяния в условиях интенсивных помех. Такие радиолокаторы должны обеспечивать большое количество целевых (огневых) каналов, одновременное сопровождение как ракет противника, так и своих зенитных ракет, а также передавать команды управления зенитными ракетами.

В состав антенны с активной фазированной решеткой входят плоские панели (в случае пирамидальной формы антенны — грани), состоящих из решеток GaAs-модулей, которые излучают различные комбинации импульсов, благодаря чему строится детальное изображение зоны обзора.

Конфигурация типовой стационарной системы может включать в себя четыре панели (грани), на каждой из которых располагается около 2000 элементов. Лучи каждой панели (грани) могут сканировать в пределах 90º как по азимуту, так и по углу места, чем обеспечивается сплошное радиолокационное поле в виде полусферы.
 

Многоцелевой радиолокатор сопровождения (радиолокатор сопровождения многих целей)

Многоцелевой радиолокатор сопровождения (MultiTarget Tracking Radar, MTTR) должен обладать следующими характеристиками:

Радиолокаторы управления воздушным движением

Радиолокаторы управления воздушным движением (Air Traffic Control, ATC-Radar) используются как в гражданских аэропортах, так и на военных аэродромах. Стационарные наземные радиолокаторы дополняются бортовыми системами, которые проектируются с жесткими ограничениями по массе и габаритам. Несмотря на это, бортовые радиолокационные средства развивают такую же импульсную мощность, что и корабельные или береговые радиолокационные станции. Основная задача радиолокаторов, установленных на истребителях — обеспечить поиск, перехват и уничтожение самолетов противника.

Трассовый радиолокатор

Трассовые радиолокаторы (En-Route Radar) работают, в основном, в L-диапазоне и предназначены для наблюдения за воздушными объектами во внеаэродромных зонах (на трассах и вне их) на дальностях до 450 км. Информация от трассовых радиолокаторов поступает на центры (пункты) управления воздушным движением. (Рисунок: SRE-M7, типичный трассовый радиолокатор. Произведен немецкой компанией DASA)

Посадочные радиолокаторы

Посадочный радиолокатор (Precision Approach Radar, PAR) служит для определения координат и управления воздушными судами, заходящими на посадку, в том числе, в условиях нулевой видимости. Информация управления передается пилоту в виде устного сообщения либо на автопилот в виде импульсных сигналов управления. (Рисунок: Посадочный радиолокатор PAR-80, произведенный компанией ITT)

Аэродромные обзорные радиолокаторы (Air Surveillance Radar, ASR)

Это радиолокационное оборудование используется для обнаружения и идентификации самолетов в зоне аэропорта, определения очередности захода на посадку и для контроля захода на посадку каждого отдельного самолета диспетчерами управления воздушным движением. Данные, получаемые от этих радиолокаторов, сопоставляются с данными от других средств, таких как радиолокаторы противовоздушной обороны или (за исключением простых аэродромов) вторичные радиолокаторы. Сеть таких радиолокаторов может быть использована при любых погодных условиях. Как правило, аэродромные радиолокаторы действуют на дальностях до 120 км. (Рисунок: Аэродромный обзорный радиолокатор ASR-12 компании Northrop/Grumman)

Метеорологические радиолокаторы

Полученные при помощи метеорологических радиолокаторов данные о погоде могут предназначаться как для обеспечения посадки воздушных судов, так и для передачи в общие системы сбора данных о погоде. Частота вращения антенны в зависимости от конкретной системы может меняться (в основном, это от 3 до 6 оборотов в минуту). Принимая во внимание то, что просмотру подлежат несколько высотных зон, очевидно, что полные данные о погоде за всю зону будут обновляться с темпом от одной минуты и выше (зависит от количества просматриваемых диапазонов высот и скорости вращения антенны).

В последние годы радиолокаторы стали важным инструментом для исследования атмосферных осадков и выявления небезопасных погодных условий.

Радиолокатор управления наземным движением

Радиолокатор управления наземным движением (Surface Movement Radar, SMR) в настоящее время является наиболее широко используемой системой для наблюдения за объектами в пределах аэропортов. Такой радиолокатор относится к первичным радиолокаторам и обеспечивает покрытие зоны маневрирования, которая используется для взлета, посадки и выруливания самолетов, за исключением зон посадки пассажиров и погрузки.

Радиолокаторы противовоздушной обороны

В системах противовоздушной обороны радиолокационные средства используются для обнаружения воздушных целей, определения их координат, курса и скорости в относительной большой области пространства. Максимальная дальность действия радиолокаторов противовоздушной обороны может превышать 300 морских миль (свыше 500 км) при круговой (360º) зоне обзора.

Рисунок: радиолокатор TAFLIR военно-воздушных сил Швейцарии

Радиолокаторы обзора воздушного пространства

Радиолокаторы обзора воздушного пространства (обзорные радиолокаторы) используются в системах дальнего обнаружения и помимо обнаружения воздушных объектов выполняют измерение их координат, курса и скорости на достаточно больших дальностях. Максимальная дальность действия обзорных радиолокаторов может превышать 300 морских миль (свыше 500 км) при круговой (360º) зоне обзора. Обзорные радиолокаторы обычно разделяются на две категории в зависимости от объема добываемой информации о положении цели. Радиолокаторы, в которых выполняется измерение только дальности и азимута цели, называют двухкоординатными радиолокаторами, 2D-радиолокаторами или дальномерами. Радиолокаторы, в которых, кроме дальности и азимута, измеряется высота (угол места) цели, называют трехкоординатными или 3D-радиолокаторами.

Рисунок: Радиолокатор обзора воздушного пространства AN/FPS 117 производства компании Lockheed Martins

Наблюдение за полем боя

Радиолокаторы наблюдения за полем боя имеют своей задачей обнаружение войск противника, неизвестных самолетов, крылатых ракет и беспилотных летательных аппаратов в непосредственной близости от своих войск, а также наблюдение за противником. Информация, полученная такими радиолокаторами, выдается на командные пункты (центры управления и оповещения).

Рисунок: радиолокатор BOR-A 550, разработанный компанией Thales Group

Контрбатарейные радиолокаторы

Контрбатарейные радиолокаторы обеспечивают обнаружение артиллерийских боеприпасов на траектории, а также расчет координат огневых подразделений противника. Такая информация дает возможность оперативно выдавать целеуказания на свои огневые средства для подавления артиллерийского огня противника

Рисунок: Контрбатарейный радиолокатор COBRA

Борьба за господство в воздухе

Еще одной функцией радиолокационных систем обзора воздушного пространства является наведение истребителей-перехватчиков на воздушные объекты противника. При решении задач управления истребителями информация о целях, полученная оператором наземного радиолокатора, передается пилоту по голосовой радиосвязи или по радиолинии передачи данных.

Основными функциями бортового радиолокатора истребителя является обеспечение поиска, перехвата цели и наведение на нее бортового оружия. Для реализации этих функций требуется, чтобы бортовая радиолокационная система осуществляла сопровождение цели.

Рисунок: носовой радиолокатор ECR 90 истребителя Eurofighter EF 2000

Радиолокатор наведения ракет

Радиолокационная система, которая выдает информацию, необходимую для наведения ракеты на цель, называется станцией наведения ракет. В комплексах «земля-воздух» и «воздух-воздух», использующих радиолокаторы, наведение ракет на цель выполняется одним из трех основных методов:

  1. Радиокомандное наведение, при котором луч радиолокатора непрерывно сопровождает цель, в вычислительном устройстве вырабатываются команды управления, которые передаются на борт ракеты.
  2. Активное или полуактивное самонаведение, когда головка самонаведения ракеты сопровождает отраженный от цели непрерывный сигнал, излучаемый станцией подсвета, а команды управления вырабатываются на борту ракеты. При активном самонаведении передатчик подствета цели размещается на борту ракеты, при полуактивном — на наземной станции.
  3. Пассивное самонаведение, когда головка самонаведения ракеты сопровождает цель по ее собственному излучению, например, инфракрасному.

Рисунок: элемент зенитного ракетного комплекса Rapier

Радиолокаторы поля боя

Такие радиолокаторы обычно имеют небольшую дальность действия и узкую специализацию, направленную на выполнения определенной задачи. На военных кораблях большое количество разнообразных специализированных радиолокаторов все чаще заменяется многофункциональной радиолокационной системой.

Рисунок: многофункциональный радиолокатор «Variant» разработки компании Thales Naval Nederland

Многофункциональные станции наведения ракет

Такие радиолокаторы используются в зенитных ракетных системах средней дальности и дальнего действия, таких как, например, войсковая подвижная система Patriot. Она разрабатывалась со средины 1960-х годов для защиты от самолетов и крылатых ракет, а в последующем — и от баллистических ракет малого радиуса действия.

Разнообразные радиолокаторы гражданского назначения

Радиолокаторы находят свое применение везде, где необходимо выполнять измерение расстояний (или позиционирование). Исходя из этого в невоенной, гражданской сфере деятельности человека радиолокационные технологии имеют широкую область применения.

Измеритель скорости

Измерители скорости представляют собой узкоспециализированные радиолокаторы непрерывного излучения. В таких радиолокаторах используется эффект Допплера. Поскольку значение частоты Допплера зависит от длины зондирующей волны, такие радиолокаторы работают на очень высоких частотах в К-диапазоне.

Рисунок: измеритель скорости “Traffipax Speedophot”

Навигация

Навигационные радиолокаторы предназначены для корабельной навигации и для обзора поверхности земли. При судовождении в узких проходах моряки чаще всего используют визуальный метод для управления судном. Такой метод требует ясной погоды, в то время как морякам часто приходится действовать в условиях ограниченной видимости, например, в тумане. В таких условиях применяют навигационные радиолокаторы, которые обеспечивают определение местоположения судна с достаточной точностью и, тем самым, безопасное судовождение.

Радиолокационный круиз-контроль

На фотографии показана радиаторная решетка автомобиля Mercedes-Benz SL-класса, где под эмблемой производителя скрыт датчик Distronic. Этот перспективный радиолокационный блок контролирует дорожную обстановку на расстоянии до 150 метров перед автомобилем и, в случае необходимости, автоматически включает тормоза.

Радиолокатор подповерхностного зондирования

Радиолокаторы подповерхностного зондирования реализуют геофизический метод, разработанный в последние десятилетия для неглубоких подземных исследований с высоким разрешением.

Рисунок: радиолокатор подповерхностного зондирования в действии

Неразрушающий контроль материалов

Специализированные радиолокаторы используются для поиска дефектов в толще материалов.