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

Бистатические радиолокационные системы

Рисунок 1. Бистатическая система из двух радиолокаторов: второй радиолокатор принимает сигналы первого и эхо-сигналы цели

В обычных радиолокационных системах передатчик и приемник работают на одну антенну. Такие системы называют моностатическими или однопозиционными. В отличие от них, в бистатических радиолокационных системах приемник и передатчик располагаются отдельно друг от друга и имеют отдельные антенны. При этом приемников может быть несколько. Бистатические радиолокационные системы еще называют разнесенными или многопозиционными. Очевидно, бистатическая система может быть постороена на основе моностатической путем добавления отдельно расположенного приемника (приемника) или на основе двух (или более) моностатических радиолокаторов, согласованно работающих в составе такой системы. В бистатической системе используется электромагнитная энергия, рассеянная целью в разных направлениях при облучении ее зондирующими сигналами (Рисунок 1).

Передающие и приемные точки (пункты) бистатической радиолокационной системы, как правило, находятся друг от друга на значительном расстоянии и имеют значительный угловой разнос по отношению к интересующей области пространства. Это дает возможность принимать сигналы, отраженные целями, геометрия которых построена так, чтобы минимизировать рассеяние в направлении, обратном направлению облучения. Как известно, построение такой геометрии является составной частью технологии снижения радиолокационной заметности, известной под названием «Stealth». Следовательно, использование бистатической радиолокации позволяет повысить качество обнаружения слабоконтрастных радиолокационных целей.

На практике, такой вид радиолокации часто используется в метеорологических радиолокаторах. Так, технология разнесенной радиолокации уже несколько лет используется в Институте атмосферной физики Аэрокосмического центра Германии (www.pa.op.dlr.de/poldirad/)

Бистатическая радиолокация имеет применение и в военной сфере. В частности, в зенитных ракетных системах (комплексах) с полуактивным самонаведением применяется именно этот метод. В данном случае, передатчик находится на земле, в станции наведения ракет, а приемник установлен на ракете и принимает сигнал, отраженный целью. К таким зенитным комплексам относятся, например, комплекс «ХОК» («HAWK») и комплекс «Бук» (SA-11).

Приемник бистатической системы может быть синхронизирован с передающим пунктом при помощи сигнала, излучаемого передающей антенной по боковым лепесткам. При получении эхо-сигнала по основному лепестку приемной антенны становится возможным определение азимута цели, а по времени его задержки относительно момента излучения зондирующего сигнала — определение суммарного расстояния «передатчик-цели» и «цель-приемник». Полученные таким образом данные дают возможность определять координаты цели путем решения триангуляционной задачи. Если в бистатической системе используется несколько приемных пунктов, это дает возможность повысить точность определения координат целей.

Кроме этого, может использоваться также особенность допплеровского спектра сигнала, отраженного вращающимися лопастями вертолета. Поскольку лопасти у всех вертолетов вращаются примерно с одинаковыми скоростями (несколько меньше скорости звука на краях лопастей), это дает возможность распознавать вертолеты и определять их курс полета.

Примером использования бистатической радиолокационной системы служит также один из тактических эпизодов войны в Косово. Идея заключалась в том, чтобы передающий пункт располагался за пределами зоны поражения оружия противника. Эти пределы могут определяться как техническими характеристиками вооружения, так и политическими аспектами. Приемным элементом системы в данном случае являлась радиолокационная станция, функционирующая в пассивном режиме. Она обеспечивала группировку противовоздушной обороны разведывательной информацией и при этом не могла быть обнаружена и уничтожена противником, поскольку работала без излучения в эфир. Для реализации такой идеи особенно подходят радиолокаторы метрового диапазона волн (VHF) типа П-12 или П-18. В диапазоне их работы меры по снижению радиолокационной заметности целей имеют невысокую эффективность по той причине, что в этом диапазоне рассеяние электромагнитных волн на цели носит, преимущественно, резонансный характер (рассеяние Ми).

Bistatic VHF- radars

Рисунок 2. Пример бистатической системы из двух радиолокаторов метрового диапазона волн

Кроме этого, как уже упоминалось, применение разнесенных радиолокационных систем снижает эффективность и другого аспекта технологии «Stealth», состоящего в таком построении геометрии цели, при котором основное отражение будет происходить не в переднюю полусферу самолета, а в стороны, повышая, тем самым, вероятность обнаружения такой цели бистатической системой.

Оптимальной комбинацией радиолокационных средств для приведенного выше примера было бы сочетание радиолокатора типа П-18 (имеющего сравнительно узкий луч в 6°) и радиолокатора типа П-12 с несколько более широким лучом в 10° (Рисунок 2). Радиолокатор П-18 находится на удалении около 60 км от обеспечиваемых зенитных подразделений и работает в обычном режиме, то есть в режиме кругового обзора с излучением зондирующих сигналов. Радиолокатор П-12 располагается на небольшом удалении (не более 20 км) от позиции зенитных комплексов и функционирует в пассивном режиме, то есть с выключенным передатчиком. При этом его антенна не вращается и направлена в интересующий сектор. Благодаря этому отпадает необходимость в выполнении сложных вычислений при формировании целеуказания огневым средствам. Станция наведения ракет включается в активный режим непосредственно перед пуском ракеты. Таким образом, если она и будет обнаружена, то времени на реагирование у противника будет немного.