Основи радіолокації

Рознесені радіолокаційні системи

У звичайних радіолокаційних системах передавач та приймач працюють на одну антену. Такі системи називають однопозиційними або моностатичними. На відміну від них, в рознесених радіолокаційних системах приймач та передавач розташовуються окремо один від одного і мають окремі антени. При цьому приймачів може бути декілька. Рознесені радіолокаційні системи можуть бути двопозиційними або багатопозиційними. Очевидно, рознесена система може бути побудована на основі однопозиційної шляхом додавання окремо розташованого приймача (приймачів) або на основі двох (або більше) однопозиційних радіолокаторів, які узгоджено працюють у складі такої системи. В рознесеній системі використовується електромагнітна енергія, розсіяна ціллю в різних напрямках під час опромінення її зондувальними сигналами (Рисунок 1).

Передавальні та приймальні точки (пункти) рознесеної радіолокаційної системи, як правило, знаходяться на значній відстані одна від одної і мають значне кутове рознесення по відношенню до області простору, яка цікавить. Це дає можливість приймати сигнали, відбиті цілями, геометрія яких побудована так, щоби мінімізувати розсіяння у напрямку, зворотному до напрямку опромінення. Побудова такої геометрії є складовою частиною технології зниження радіолокаційної помітності, відомої під назвою «Stealth». Отже, використання рознесеної радіолокації дає змогу підвисити якість виявлення слабоконтрасних радіолокаційних цілей.

На практиці, такий вид радіолокації часто використовується в метеорологічних радіолокаторах. Так, технологія рознесеної радіолокації вже декілька років використовується в Інституті атмосферної фізики Аерокосмічного центру Німеччини (www.pa.op.dlr.de/poldirad/).

Рознесена радіолокація застосовується й у військовій сфері. Зокрема, в зенітних ракетних системах (комплексах) з напівактивним самонаведенням застосовується саме цей метод. В даному випадку, передавач знаходиться на землі, в станції наведення ракет, а приймач встановлений на ракеті і приймає сигнал, відбитий від цілі. До таких зенітних комплексів відносяться, наприклад, комплекс «ХОК» («HAWK») та комплекс «Бук» (SA-11).

Приймач рознесеної системи може бути синхронізований з передавальним пунктом за допомогою сигналу, що випромінюється передавальною антеною по бічним пелюсткам. У разі прийому сигналу відлуння по основній пелюстці приймальної антени стає можливим визначення азимуту цілі, а по часу його запізнення відносно моменту випромінення зондувального сигналу – визначення сумарної відстані «передавач – ціль» і «ціль – приймач». Отримані таким чином дані дають можливість визначати координати цілі шляхом розв’язання тріангуляційної задачі. Якщо в рознесеній системі використовується декілька приймальних пунктів, це дає можливість підвисити точність визначення координат цілей.

Крім цього, може використовуватися також особливість допплерівського спектру сигналу, відбитого лопатями вертольоту, що обертаються. Оскільки лопаті у всіх вертольотів обертаються приблизно з однаковими швидкостями (дещо менше швидкості звуку на краях лопатей), це дає можливість розпізнавати вертольоти та визначати їх курс польоту.

Прикладом практичного використання рознесеної радіолокаційної системи служить один з тактичних епізодів війни в Косово. Ідея полягала в тому, щоби передавальний пункт був розташований за межами зони ураження озброєння противника. Ці межі можуть визначатися як технічними характеристиками озброєння, так і політичними аспектами. Приймальним елементом системи в даному випадку була радіолокаційна станція, що функціонувала в пасивному режимі. Вона забезпечувала угруповання протиповітряної оборони розвідувальною інформацією і при цьому не могла бути виявлена та знищена противником, оскільки працювала без випромінення в ефір. Для реалізації цієї ідеї особливо підходять радіолокатори метрового діапазону хвиль (VHF), наприклад, типу П-12 або П-18. В діапазоні їх роботи заходи щодо зниження радіолокаційної помітності цілей мають невисоку ефективність з тої причини, що в цьому діапазоні розсіяння електромагнітних хвиль ціллю габаритів літака має, переважно, резонансний характер (розсіяння Мі).

Рисунок 2. Приклад рознесеної системи з двох радіолокаторів метрового діапазону хвиль

Крім цього, як вже було зазначено, застосування рознесених радіолокаційних систем знижує ефективність й іншого аспекту технології «Stealth», що полягає у такій побудові геометрії цілі, при якій основне відбиття буде відбуватися не в передню напівсферу літака, а в боки, підвищуючи, тим самим, імовірність виявлення такої цілі рознесеною системою.

Оптимальною комбінацією радіолокаційних засобів для наведеного вище прикладу було б сполучення радіолокатора типу П-18 (який має порівняно вузький промінь в 6°) і радіолокатора типу П-12 з дещо більш широким променем в 10° (Рисунок 2). Радіолокатор П-18 знаходився на віддалені близько 60 кілометрів від забезпечуваних зенітних підрозділів і працював в штатному режимі, тобто в режимі кругового огляду з випромінюванням зондувальних сигналів. Радіолокатор П-12 розташовувався на невеликому віддалені (не більш 20 кілометрів) від позиції зенітних комплексів і функціонував в пасивному режиме, тобто з вимкненим передавачем. При цьому його антена не оберталася і була спрямована в заданий сектор. Завдяки цьому відпадала необхідність у виконанні складних обчислень при формуванні цілевказань вогневим засобам. Станція наведення ракет включалася в активний режим безпосередньо перед пуском ракети. Таким чином, якщо вона і буде виявлена, то часу на реагування у противника буде небагато.