1.4. Основные тактико-технические характеристики рлс ртв

Тактико-технические характеристики (ТТХ) РЛС, стоящих на вооружении РТВ ВВС, представляют собой количественные значения основных параметров конкретного образца РЛС для средних условий его боевого использования и эксплуатации. ТТХ образцов РЛС каждого типа заносятся в формуляр на основании тщательной экспериментальной проверки в заводских условиях и на испытательных полигонах.

Тактические характеристики РЛС – это система показателей, используемых для оценки боевых возможностей РЛС и проведения тактических расчетов. Основным тактическими характеристиками являются:

- форма и размеры зоны обнаружения;

- состав выдаваемой информации;

- точность измерения координат целей;

- разрешающие способности по измеряемым координатам;

- информационная способность;

- помехозащищенность;

- эксплуатационная надежность;

- мобильность;

- живучесть.

Рассмотри несколько подробнее каждую из вышеперечисленных характеристик.

Зоной обнаружения РЛС называется область пространства, в пределах которой обеспечивается обнаружение целей, обладающих заданной ЭПР, с вероятностями правильного обнаружения и ложной тревоги не хуже требуемых. Форма и размеры зоны обнаружения зависят от типа РЛС (дальномер, высотомер), энергетических характеристик, диапазона волн и ряда других факторов.

Под составом информации понимают полный перечень параметров радиолокационной цели (координаты, закон движения, тип цели, состав, государственная принадлежность, характер действий), которые может выдавать РЛС после одного или нескольких обзоров. Состав информации определяется возможностями РЛС и, главным образом, требованиями потребителей информации и решаемыми задачами.

Точность измерения координат характеризуется погрешностями измерения, представляющими собой разность между истинными и измеренными значениями координат целей в момент измерения. Поскольку эти разности - случайные величины, для количественной оценки точности используют, как правило, среднеквадратическую погрешность измерения, а иногда максимальную погрешность в 80% измерений.

Требования к точности радиолокационной информации, выдаваемой РЛС, зависят от сложности задач, решаемых с использованием этой информации. Если таких задач несколько, то при предъявлении требований к точности должно быть проанализировано ее влияние на выполнение каждой задача. Иногда можно ограничиться анализом той задачи, которая требует заведомо лучших точностных характеристик РЛС. Так, например, решение задачи наведения своих истребителей на цель или целеуказатель ЗРК требует больших точностей измерения координат, чем решение задачи целераспределения. Однако и в том случае, когда обоснование требуемой точности ограничивается решением одной задачи, оно весьма сложно, поскольку связано, как правило, с анализом системы, в которую, кроме РЛС, входят другие элементы, вносящие свои ошибки.

Разрешающей способностью РЛС по данной координате считается минимальный интервал между двумя целями по этой координате, при котором значения ее для каждой цели можно определить раздельно при условии, что все другие координаты целей совпадают. Иногда в качестве меры разрешающей способности РЛС по всем координатам (пространственным) используют импульсный (разрешаемый) объем (рис.1.12).

На рис.1.12 показан разрешаемый объем РЛС, обладающий разрешающими способностями по дальности δД, азимуту δβ и углу места δε. Величина импульсного объема при малых значения δβ и δε определяется соотношением:

,

в котором величины δβ и δε выражены в радианах.

Информационная способность характеризуется максимальным количеством целей, координаты и характеристики которых могут быть получены на выходе устройства съема и обработки в РЛС в единицу времени. Информационная способность напрямую зависит от способа съема информации (визуального или автоматизированного (автоматического)).

Помехозащищенность – это количественная характеристика способности РЛС выполнять боевую задачу в условиях радиопомех.

Различия характера помех и специфики их влияния на РЛС затрудняют введение единых показателей помехозащищенности. В настоящее время показатели помехозащищенности введены раздельно для конкретных видом радиопомех (активных – сектор эффективного подавления, коэффициент подавления помех в направлении боковых лепестков ДНА; пассивных – коэффициент подавления, коэффициент подпомеховой видимости).

Эксплуатационная надежность РЛС характеризует ее способность к безопасной работе и быстрому восстановлению после отказа. Основными показателями надежности РЛС являются вероятность безотказной непрерывной работы в течении тактически необходимого времени (иногда используется усредненный показатель надежности – среднее время безотказной работы) и среднее время восстановления.

Мобильность РЛС включает: время развертывания, свертывания, включения, выключения; возможности, способы, скорости транспортировки; количество, массу и габариты транспортных единиц.

Живучесть РЛС характеризуется устойчивостью функционирования ее систем при воздействии поражающих факторов ядерного и осколочно-фугасного оружия. Наиболее уязвимой является антенная система РЛС, так как вся остальная аппаратура может располагаться в укрытиях. Поэтому предъявляются повышенные требования к механической прочности конструкции антенной системы, а также к возможности ее быстрой замены. Живучесть РЛС в мирное время характеризуется допустимой скоростью ветра в м/с и толщиной обледенения антенной системы, которые не приводят к ее поломке.

Технические характеристики РЛС должны обеспечивать выполнение тактических требований, т.е. являются основой обеспечения боевых возможностей. Рассмотрим важнейшие из технических характеристик основных систем РЛС.

Передающие устройства генерируют высокочастотный зондирующий сигнал и характеризуются следующими техническими данными:

Средняя мощность генерируемого сигнала – это усредненная за период повторения мощность СВЧ сигнала:

,

Импульсная мощность генерируемого сигнала (P_и) – это средняя в течение импульса мощность сигнала, отдаваемая передатчиком в антенну РЛС:

,

длительность генерируемого сигнала () – это время, в течение которого генератор вырабатывает энергию СВЧ;

частота повторения сигнала (F_n) – величина, показывающая количество импульсных посылок энергии СВЧ вырабатываемых передатчиком в единицу времени (сек). Величина, обратная частоте повторения F_n , называется периодом повторения T_n зондирующих сигналов.

Высокочастотный тракт РЛС осуществляет передачу СВЧ энергии зондирующих сигналов от передатчика к антенне и принятых высокочастотных эхо-сигналов от антенны на вход приемного устройства. Выполнение рассмотренных функций может быть обеспечено в случае, если основные технические данные тракта не ниже требуемых:

а) максимальная мощность передаваемого зондирующего сигнала – мощность, определяющая (обеспечивающая) необходимый запас электрической прочности тракта;

б) степень согласования элементов ВЧ – тракта – определяет ту часть энергии зондирующего сигнала, которая излучается в пространство антенной РЛС.

Степень согласования высокочастотного тракта с нагрузкой характеризуется коэффициентом бегущей волны:

,

где U_мин, U_макс - минимальное и максимальное значения напряжения стоячей волны в тракте.

Значение КБВ должно быть близко к единице. На практике величина КБВ для разных типов РЛС находится в пределах 0,5…0,95.

в) Затухание энергии в высокочастотном тракте – является средством потерь энергии в элементах тракта при ее прохождении. Омические потери энергии возрастают с уменьшением длины волны передаваемых колебаний. Потери увеличиваются также из-за неровностей токонесущих поверхностей, возникающих при загрязнении, коррозии, конденсировании на них влаги.

Антенные устройства РЛС имеют следующие технические характеристики:

а) Коэффициент усиления антенны – это число, показывающее выигрыш в мощности зондирующего или отраженного сигнала, получающийся за счет направленного действия антенны.

б) Форма диаграммы направленности антенны. Диаграммой направленности антенны (ДНА) называется зависимость напряженности поля от угловых координат, определяющих направление на точку наблюдения.

В РЛС РТВ используются антенные системы с ДНА косеканс-квадратного (изовысотная), лопаточного (изодальностная) и игольчатого видов.

в) Уровень боковых лепестков. Боковые лепестки ДНА РЛС характеризуют уровень излучения и приема электромагнитной энергии вне основного направления (главного лепестка). Этот недостаток антенн снижает помехозащищенность РЛС от активных помех и скрытность РЛС, а также в ряде случаев может приводить к появлению ложных отметок.

Приемное устройство РЛС характеризуется следующими качественными показателями:

а) Чувствительность. Различают предельную и реальную чувствительность. Под предельной чувствительностью понимают минимальную мощность сигнала на входе приемника, при которой на его выходе отношение сигнал/шум равно единице. Реальная чувствительность – минимальная мощность сигнала на входе приемника, при которой на его выходе обеспечивается заданное превышение мощности сигнала над мощностью шумов.

б) Коэффициент шума – это величина, показывающая во сколько раз отношение мощности сигнала к мощности шума на входе приемника больше, чем на его выходе:

,

где P_c, P_ш - мощности сигнала и шума соответственно.

в) Коэффициент усиления – характеризует усилительные свойства приемника. Коэффициентом усиления по мощности K_р называют отношение мощности сигнала на выходе приемного устройства P_{c вых} к мощности сигнала P_{c вх} на его входе:

.

г) Полоса пропускания приемника. Этот параметр характеризует полосу частот, на границах которой коэффициент усиления приемника по мощности K_p в два раза меньше коэффициента усиления на несущей частоте. Полоса пропускания радиолокационного приемника согласовывается с шириной спектра зондирующего сигнала.

д) Динамический диапазон – определяет способность приемника работать без перегрузки при воздействии сильных сигналов и помех. Количественно динамический диапазон определяется отношением максимальной амплитуды сигнала к минимальной, при котором сигнал на выходе еще не искажается. Чаще всего этот параметр приводится в дБ.

Динамический диапазон является важным параметром приемных систем РЛС и в большой степени определяет количественные показатели помехозащищенности РЛС от активных и пассивных помех.

Аппаратура защиты от пассивных помех (АЗПП) – предназначена для выделения полезных сигналов на фоне отражений от местных предметов, искусственных пассивных помех, гидрометеоров и оценивается следующими показателями:

а) Коэффициент подавления помехи K_n –показывает во сколько раз мощность пассивной помехи на входе АЗПП больше, чем на ее выходе:

,

К_п является односторонней характеристикой АЗПП, так как не учитывает ее влияние на полезный сигнал.

б) Коэффициент подпомеховой видимости К_пв определяется таким значением отношения мощности пассивной помехи к мощности сигнала на входе АЗПП, при которой на выходе обеспечивается заданное превышение мощности полезного сигнала над мощностью остатков пассивной помехи. При этом обеспечивается обнаружение и сопровождение цели с заданными показателями качества.

в) Широкополосность – характеризует способность АЗПП подавлять искусственные пассивные помехи в заданном диапазоне доплеровских частот.

Аппаратура защиты от активных помех (АЗАП)- предназначена для выделения полезных сигналов на фоне активных помех и оценивается следующими параметрами:

а) Коэффициент подавления помех – показывает во сколько раз мощность помехи на выходе АЗАП меньше, чем на ее входе. Недостаток К_п аналогичен как и у АЗПП.

б) Коэффициент подпомеховой видимости показывает такое отношение мощности активной помехи к мощности полезного сигнала на входе АЗАП, при котором обнаружение и проводка цели осуществляются с заданными показателями качества.