Способ защиты радиолокационной станции от противорадиолокационных ракет и радиолокационный комплекс для его реализации

Изобретения относятся к способам защиты активной радиолокационной станции (РЛС) от противорадиолокационных ракет (ПРР). Достигаемым техническим результатом является уменьшение динамических ошибок наведения зенитных управляемых ракет (ЗУР) на ПРР. Технический результат достигается тем, что в способе и устройстве защиты РЛС от ПРР осуществляют излучение зондирующих сигналов, обнаружение ПРР, наведение ЗУР на ПРР, уничтожение ПРР путем подрыва боевой части ЗУР, наведение ЗУР, по крайней мере, в течение времени, непосредственно предшествующего подрыву боевой части ЗУР, производят по траектории, проходящей в окрестности воображаемой линии, соединяющей ПРР и РЛС, при этом постоянно определяют расстояния: от РЛС до ПРР D_{РЛС-ПРР}, от РЛС до ЗУР D_{РЛС-ЗУР} и от ЗУР до ПРР D_{ЗУР-ПРР}, и в моменты времени, опережающие моменты излучения зондирующего сигнала РЛС на величину Δt=(D_{РЛС-ЗУР}+D_{ЗУР-ПРР}-D_{РЛС-ПРР})/с, где с - скорость света, с РЛС на ЗУР выдают команды на излучение сигнала, имитирующего сигнал РЛС. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретения относятся к способам защиты активной радиолокационной станции (РЛС) от противорадиолокационных ракет (ПРР), наводящихся по радиоизлучению.

Известны способ и устройство защиты РЛС, осуществляющей обзор зоны путем излучения зондирующих сигналов, от ПРР, основанные на отвлечении ПРР с помощью имитаторов-ловушек. Так, например, известным техническим решением является способ защиты РЛС от ПРР и устройства для его реализации по патенту США №4433333, основанные на имитации излучения РЛС неподвижными постановщиками ложных сигналов (ПЛС), расположенными на определенных расстояниях друг от друга и от защищаемой РЛС. При этом ПРР движется в направлении энергетического центра системы РЛС-ПЛС, смещенного как относительно ПЛС, так и относительно РЛС, вследствие чего появляется систематическая ошибка его наведения на РЛС и на ПЛС. Недостаток этих способа и устройств состоит в том, что необходимым условием работы системы является близость размещения ПЛС к защищаемой РЛС, с тем чтобы система наведения ПРР не могла разрешить пространственно источники излучения. Это приводит к тому, что при достаточно мощном боевом заряде ПРР высокая вероятность защиты РЛС и ПЛС не может быть обеспечена. Кроме того, необходимым условием надежной защиты РЛС является превышение мощности излучения ПЛС над РЛС во всех опасных направлениях, что реализовать практически невозможно.

Известны также способ и устройство защиты РЛС, основанные на использовании ракеты-ловушки (патент РФ №2153684), в которых имитатор излучения РЛС размещен на борту ракеты, запускаемой в направлении на ПРР. Недостаток данного способа и устройства состоит в том, что они работоспособны только в сочетании с выключением РЛС. В противном случае возмущение в траекторию ПРР создается лишь на время полета ракеты-ловушки. По окончании полета ракеты-ловушки траектория ПРР вновь устанавливается в направлении на РЛС.

Наиболее близким решением к заявляемому изобретению по технической сущности является способ защиты РЛС, осуществляющей излучение зондирующих сигналов, от ПРР, заключающийся в обнаружении ПРР, наведении на нее ЗУР и уничтожении ПРР путем подрыва боевой части ЗУР (Типугин В.Н., Вейцель В.А., Радиоуправление, “Сов. радио”, 1962 г., с.131-142). При этом могут использоваться как ЗУР, наводящаяся по командам от РЛС наведения (Типугин В.Н., Вейцель В.А., Радиоуправление, “Сов. радио”, 1962 г., с.89-141), так и самонаводящиеся ЗУР (Кринецкий Е.И., Системы самонаведения, “Машиностроение”, 1970 г., с.42-73).

Известный способ реализуется устройством, представляющим собой комплекс, состоящий из РЛС обнаружения, пункта управления ЗУР и бортовой аппаратуры ЗУР (Типугин В.Н., Вейцель В.А., Радиоуправление, “Сов. радио”, 1962 г., с.135, рис.2.23). Блок-схема комплекса изображена на фиг.1.

Известный комплекс содержит РЛС обнаружения целей 1, пункт управления ЗУР 2, бортовую аппаратуру ЗУР 3, причем пункт управления ЗУР 2 включает в себя РЛС наведения 4, счетно-решающее устройство 5, следящий силовой привод 6, передающее устройство 7, антенное устройство 8, а бортовая аппаратура ЗУР 3 содержит антенну ЗУР 9, радиоприемное устройство канала наведения ЗУР 10, систему ориентации и управления ЗУР 11. При этом выход РЛС обнаружения целей 1 соединен со входом РЛС наведения 4, выход РЛС наведения 4 соединен со входом счетно-решающего устройства 5, выход которого соединен с управляющим входом следящего силового привода 6, который, в свою очередь, механически соединен с антенным устройством 8. Выход передающего устройства 7 соединен со входом антенного устройства 8. Антенна ЗУР 9 соединена со входом радиоприемного устройства канала наведения ЗУР 10, выходы которого соединены с системой ориентации и управления ЗУР 11, причем связей канала наведения ЗУР 10 с системой ориентации и управления ЗУР 11 не менее трех.

Известный комплекс работает следующим образом. Радиолокационная станция обнаружения целей 1 осуществляет обзор заданной зоны пространства путем излучения зондирующих и приема отраженных сигналов. При обнаружении цели ее координаты в качестве целеуказания передаются в РЛС наведения 4 пункта управления ЗУР 2. С помощью счетно-решающего устройства 5 координаты цели уточняются, и в соответствии с ними с помощью следящего силового привода 6 антенное устройство 8 пункта управления ЗУР 2 разворачивается в направлении на цель. При этом равносигнальная зона диаграммы направленности радиолуча, сформированная с помощью антенного устройства 8, оказывается направленной на цель. В равносигнальной зоне движется ЗУР. В процессе управления движением ЗУР сигнал, излучаемый антенным устройством 8, принимается антенной ЗУР 9 и поступает в радиоприемное устройство канала наведения ЗУР 10, в котором формируются сигналы ошибок наведения ЗУР, т.е. сигналы, пропорциональные отклонениям направления движения ЗУР от направления равносигнальной зоны радиолуча. Эти сигналы поступают в систему ориентации и управления ЗУР 9, где в соответствии с ними положение рулей ЗУР изменяется в сторону уменьшения ошибок наведения.

Недостатком способа является недостаточно высокая надежность поражения ПРР зенитной управляемой ракетой. Это объясняется следующим. В процессе наведения на движущуюся цель ЗУР постоянно корректирует направление своего движения. При этом вследствие конечности быстродействия аппаратуры системы ориентации и управления ЗУР, ограниченных возможностей ЗУР по перегрузке и других факторов (Справочник офицера противовоздушной обороны, М., “Военное изд-во, 1987, стр.211) возникают динамические ошибки наведения. При достаточно высокой скорости ПРР динамические ошибки могут оказаться настолько большими, что произойдет срыв процесса наведения и промах ЗУР.

Решаемой задачей (техническим результатом), таким образом, является уменьшение динамических ошибок наведения ЗУР на ПРР.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе защиты РЛС от ПРР, включающем излучение зондирующих сигналов, обнаружение ПРР, наведение ЗУР на ПРР, уничтожение ПРР путем подрыва боевой части ЗУР, согласно изобретению, наведение ЗУР, по крайней мере, в течение времени, непосредственно предшествующего подрыву боевой части ЗУР, производят по траектории, проходящей в окрестности воображаемой линии, соединяющей ПРР и РЛС, при этом постоянно определяют расстояния: от РЛС до ПРР D_{РЛС-ПРР}, от РЛС до ЗУР D_{РЛС-ЗУР} и от ЗУР до ПРР D_{ЗУР-ПРР}, и в моменты времени, опережающие моменты излучения зондирующего сигнала РЛС на величину Δt=(D_{РЛС-ЗУР}+D_{ЗУР-ПРР}-D_{РЛС-ПРР})/с, где с - скорость света, с РЛС на ЗУР выдают команды на излучение сигнала, имитирующего сигнал РЛС.

Указанный технический результат достигается также тем, что непосредственно после излучения с ЗУР сигнала, имитирующего сигнал защищаемой РЛС, осуществляют выключение защищаемой РЛС.

Указанный технический результат достигается также тем, что в комплекс защиты РЛС от ПРР, содержащий РЛС обнаружения целей, пункт управления ЗУР, бортовую аппаратуру ЗУР, причем пункт управления ЗУР включает в себя РЛС наведения, счетно-решающее устройство, следящий силовой привод, передающее устройство, антенное устройство, а бортовая аппаратура ЗУР содержит антенну ЗУР, радиоприемное устройство канала наведения ЗУР, систему ориентации и управления ЗУР, при этом выход РЛС наведения соединен со входом счетно-решающего устройства, выход которого соединен с управляющим входом следящего силового привода, который механически соединен с антенным устройством, выход передающего устройства соединен со входом антенного устройства, антенна ЗУР соединена со входом радиоприемного устройства канала наведения ЗУР, выходы которого соединены с системой ориентации и управления ЗУР, согласно изобретению, введены выход импульсов синхронизации РЛС обнаружения целей, устройство распознавания объектов, вход которого соединен с информационным выходом РЛС обнаружения целей, а выход - со входом РЛС наведения, устройство формирования команд на излучение имитирующих сигналов, первый вход которого соединен с выходом устройства распознавания объектов, а второй вход - с выходом импульсов синхронизации РЛС обнаружения целей, в бортовую аппаратуру ЗУР введены вторая группа выходов радиоприемного устройства канала наведения ЗУР, передатчик имитирующих сигналов, входы которого соединены с этой группой выходов, и антенна, вход которой соединен с выходом передатчика имитирующих сигналов.

Суть предлагаемого способа защиты РЛС от ПРР состоит в следующем (фиг.2). Наведение ПРР на РЛС осуществляется по радиоизлучению РЛС, которая в процессе работы производит осмотр зоны, излучая при этом зондирующие и принимая отраженные сигналы. После обнаружения ПРР осуществляют пуск ЗУР. Обнаружение и распознавание ПРР может быть осуществлено защищаемой РЛС, которая выдает координаты ПРР в качестве целеуказания для РЛС наведения. Траекторию ЗУР выбирают такой, чтобы ЗУР, по крайней мере, в течение времени, непосредственно предшествующего подрыву ее боевой части, находилась в секторе наведения ПРР. Для этого наведение ЗУР в течение этого времени осуществляют по траектории, проходящей в окрестности воображаемой линии, соединяющей ПРР и защищаемую РЛС. По команде с защищаемой РЛС на ЗУР включают передатчик, излучающий сигнал, имитирующий зондирующий сигнал РЛС. Момент выдачи команды на включение передатчика выбирают таким, чтобы к ПРР сигнал с ЗУР пришел одновременно с зондирующим сигналом защищаемой РЛС. Для этого излучение сигнала на включение передатчика ЗУР производят с опережением зондирующего сигнала РЛС на величину Δt=(D_{РЛС-ЗУР}+D_{ЗУР-ПРР}-D_{РЛС-ПРР})/с, где D_{РЛС-ПРР,} D_{РЛС-ЗУР,} D_{ЗУР-ПРР} - расстояния от РЛС до ПРР, от РЛС до ЗУР и от ЗУР до ПРР соответственно. Когда угловое рассогласование направлений на защищаемую РЛС и на ЗУР относительно ПРР таково, что они обе оказываются в секторе наведения ПРР, курс ПРР корректируется. При этом ПРР движется в направлении на энергетический центр системы ЗУР-РЛС, т.е. курс ПРР приближается к курсу на ЗУР. Известно, что ошибки наведения ЗУР на цель определяются динамическими ошибками, возникающими в результате отработки системой управления ЗУР управляющих воздействий от РЛС наведения (или от головки самонаведения для самонаводящейся ЗУР), отслеживающей движение цели (Справочник офицера противовоздушной обороны, М., “Военное изд-во, 1987, стр.211). Из-за конечности быстродействия системы управления ЗУР, а также ограниченных возможностей ЗУР по перегрузке динамические ошибки могут достигать значений, при которых происходит срыв процесса наведения и промах ЗУР. Приближение траектории ПРР к встречному с ЗУР курсу уменьшает величину маневра ЗУР, требуемую для отслеживания ею перемещения ПРР, а значит, уменьшаются и динамические ошибки наведения. Таким образом достигается заявленный технический результат.

Для увеличения надежности перенацеливания ПРР на ЗУР непосредственно после излучения с защищаемой РЛС команды на ЗУР на излучение сигнала, имитирующего сигнал РЛС, возможно выключение защищаемой РЛС.

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами.

Фиг.1 - блок-схема реализации известного способа;

Фиг.2 - иллюстрация заявляемого способа наведения ЗУР на ПРР;

Фиг.3 - блок-схема заявляемого радиолокационного комплекса;

Фиг.4 - блок-схема РЛС обнаружения целей;

Фиг.5 - блок-схема устройства формирования команд на излучение имитирующих сигналов;

Фиг.6 - блок-схема приемного устройства канала наведения ЗУР.

Радиолокационный комплекс, реализующий предлагаемый способ (фиг.3), содержит РЛС обнаружения целей 1, пункт управления ЗУР 2, бортовую аппаратуру ЗУР 3, а также устройство распознавания объектов 18, устройство формирования команд на излучение имитирующих сигналов 19, при этом информационный выход РЛС обнаружения целей 1 соединен со входом устройства распознавания 18, выход которого соединен со входом пункта управления ЗУР 2 и с первым входом устройства формирования команд на излучение имитирующих сигналов 19, а выход импульсов синхронизации РЛС обнаружения целей 1 соединен со вторым входом устройства формирования команд на излучение имитирующих сигналов 19, причем пункт управления ЗУР 2 включает в себя РЛС наведения 4, счетно-решающее устройство 5, следящий силовой привод 6, передающее устройство 7, антенное устройство 8, причем выход РЛС наведения 4 соединен со входом счетно-решающего устройства 5, выход которого соединен с управляющим входом следящего силового привода 6, который механически соединен с антенным устройством 8, выход передающего устройства 7 соединен со входом антенного устройства 8, бортовая аппаратура ЗУР содержит антенну ЗУР 9, радиоприемное устройство канала наведения ЗУР 10, систему ориентации и управления ЗУР 11, передатчик имитирующих сигналов 30, антенну 31, причем антенна ЗУР 9 соединена со входом радиоприемного устройства канала наведения ЗУР 10, выходы которого соединены с системой ориентации и управления ЗУР 11, вторая группа выходов радиоприемного устройства канала наведения ЗУР 10 соединена с последовательно включенными передатчиком имитирующих сигналов 30 и антенной 31, при этом число связей радиоприемного устройства 10 с передатчиком 30 определяется количеством управляемых параметров передатчика 30.

РЛС обнаружения целей 1 (Теоретические основы радиолокации. Под ред. Ширмана Я.Д., М., “Советское радио”, 1970, стр.221) включает в себя последовательно соединенные синхронизатор 12, передатчик 13, антенный переключатель 14, приемник 15, индикаторное устройство 16, а также антенну 17, информационный вход/выход которой соединен с входом/выходом антенного переключателя 14, а координатный выход - со вторым входом индикаторного устройства 16 (фиг.4).

Устройство распознавания объектов 18 построено по известной схеме, описанной, например, в книге: Небабин В.Г. Методы и техника радиолокационного распознавания. - М.: Радио и связь, 1984, стр.30.

Устройство формирования команд на излучение имитирующих сигналов 19 содержит последовательно соединенные ЗУ 20, вычислитель 21, устройство сравнения 22, передатчик команд 23 и антенну 24 (фиг.5).

Радиоприемное устройство канала наведения ЗУР 10 является известным устройством канала управления ЗУР (Типугин В.Н., Вейцель В.А., Радиоуправление, “Сов. радио”, 1961 г., с.430-431). Оно содержит приемник 25 и соединенные с его выходом дешифраторы команд управления 26 и 27 с последовательно включенными с ними демодуляторами команд 28 и 29 соответственно, причем блоки 26 и 28 являются дешифраторами и демодуляторами команд управления системой ориентации и управления ЗУР 11, а блоки 27 и 29 - дешифраторами и демодуляторами команд управления передатчиком имитирующих сигналов 30 (фиг.6).

Комплекс работает следующим образом. Радиолокационная станция обнаружения цели 1 осуществляет обзор и обнаружение целей в заданной зоне пространства и при распознавании с помощью устройства распознавания объектов 18 противорадиолокационной ракеты выдает ее координаты в РЛС наведения 4 пункта управления ЗУР 2 и в ЗУ 20 устройства формирования команд на излучение имитирующих сигналов 19. В ЗУ 20 записываются также координаты точки стояния РЛС 1. Координаты ПРР подаются далее на счетно-решающее устройство 5. С помощью следящего силового привода 6 антенное устройство 8 пункта управления ЗУР 2 в соответствии с уточненными координатами, полученными со счетно-решающего устройства 5, разворачивается в направлении на ПРР. Передающее устройство 7 работает постоянно. Равносигнальная зона диаграммы направленности радиолуча, сформированная с помощью антенного устройства 8, оказывается направленной на ПРР. Для обеспечения нахождения траектории ЗУР в непосредственной близости к воображаемой линии, соединяющей ПРР и РЛС, пункт управления ЗУР 2 располагают вблизи РЛС обнаружения целей 1. Производится пуск ЗУР. ЗУР движется в равносигнальной зоне. Так как РЛС наведения осуществляет постоянное слежение за ПРР, то равносигнальная зона также отслеживает ее движение. В процессе управления движением ЗУР сигнал, излучаемый антенным устройством 8 пункта управления ЗУР 2, принимается антенной ЗУР 9 и поступает в радиоприемное устройство канала наведения ЗУР 10, в котором формируются сигналы ошибок наведения ЗУР. Эти сигналы поступают в систему ориентации и управления ЗУР 11, где формируются сигналы управления положением рулей ЗУР в сторону уменьшения ошибок наведения. РЛС обнаружения целей 1 осуществляет обнаружение ЗУР, координаты которой после ее распознавания устройством распознавания объектов 18 поступают в ЗУ 20 устройства формирования команд на излучение имитирующих сигналов 19. Таким образом, в ЗУ 20 оказываются записанными координаты РЛС, ПРР и ЗУР. С использованием этих координат в вычислителе 21 определяются расстояния от РЛС до ПРР D_{РЛС-ПРР}, от РЛС до ЗУР D_{РЛС-ЗУР} и от ЗУР до ПРР D_{ЗУР-ПРР} и вычисляется величина времени опережения момента излучения зондирующего сигнала РЛС Δt=(D_{РЛС-ЗУР}+D_{ЗУР-ПРР}-D_{РЛС-ПРР})/с. В устройстве сравнения 22 производится сравнение величины Δt со временем, оставшимся до излучения зондирующего сигнала РЛС 1. Это осуществляется с использованием импульсов синхронизатора 12, поступающих из РЛС обнаружения целей 1. При сравнении учитываются и заранее известные аппаратурные задержки, на величину которых для этого увеличивается значение Δt. В момент совпадения времен включается передатчик команд 23 и через антенну 24 в виде высокочастотного сигнала излучается команда на включение передатчика имитирующих сигналов 30. Команда принимается с помощью антенны ЗУР 9 радиоприемным устройством 10, преобразуется в управляющий сигнал, по которому включается передатчик имитирующих сигналов 30. Сигнал, имитирующий сигнал РЛС обнаружения целей 1, с помощью антенны 31 излучается в пространство. Зондирующий сигнал РЛС обнаружения целей 1 и сигнал с ЗУР, имитирующий излучение РЛС, достигают ПРР одновременно. Происходит изменение направления движения ПРР в направлении энергетического центра системы ЗУР-РЛС, в результате чего траектория ПРР приближается к встречному с ЗУР курсу. При таком изменении траектории ПРР требуемая для наведения на нее величина маневра ЗУР уменьшается, а значит, уменьшается динамическая ошибка наведения ЗУР. Таким образом достигается заявленный технический результат.

1. Способ защиты радиолокационной станции (РЛС) от противорадиолокационных ракет (ПРР), включающий излучение зондирующих сигналов, обнаружение ПРР, наведение зенитной управляемой ракеты (ЗУР) на ПРР, уничтожение ПРР путем подрыва боевой части ЗУР, отличающийся тем, что наведение ЗУР, по крайней мере, в течение времени, непосредственно предшествующего подрыву боевой части ЗУР, производят по траектории, проходящей в окрестности воображаемой линии, соединяющей ПРР и РЛС, при этом постоянно определяют расстояния: от РЛС до ПРР D_{РЛС-ПРР}, от РЛС до ЗУР D_{РЛС-ЗУР} и от ЗУР до ПРР D_{ЗУР-ПРР}, и в моменты времени, опережающие моменты излучения зондирующего сигнала РЛС на величину Δt=(D_{РЛС-ЗУР}+D_{ЗУР-ПРР}-D_{РЛС-ПРР})/с, где с - скорость света, с РЛС на ЗУР выдают команды на излучение сигнала, имитирующего сигнал РЛС.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что непосредственно после излучения на ЗУР команды на излучение сигнала, имитирующего сигнал РЛС, осуществляют выключение защищаемой РЛС.

3. Радиолокационный комплекс защиты РЛС от ПРР, содержащий РЛС обнаружения целей, пункт управления ЗУР, бортовую аппаратуру ЗУР, причем пункт управления ЗУР включает в себя РЛС наведения, счетно-решающее устройство, следящий силовой привод, передающее устройство, антенное устройство, а бортовая аппаратура ЗУР содержит антенну ЗУР, радиоприемное устройство канала наведения ЗУР, систему ориентации и управления ЗУР, при этом выход РЛС наведения соединен со входом счетно-решающего устройства, выход которого соединен с управляющим входом следящего силового привода, который механически соединен с антенным устройством, выход передающего устройства соединен со входом антенного устройства, антенна ЗУР соединена со входом радиоприемного устройства канала наведения ЗУР, выходы которого соединены с системой ориентации и управления ЗУР, отличающийся тем, что, введены выход импульсов синхронизации РЛС обнаружения целей, устройство распознавания объектов, вход которого соединен с информационным выходом РЛС обнаружения целей, а выход - со входом РЛС наведения, устройство формирования команд на излучение имитирующих сигналов, первый вход которого соединен с выходом устройства распознавания объектов, а второй вход - с выходом импульсов синхронизации РЛС обнаружения целей, в бортовую аппаратуру ЗУР введены вторая группа выходов радиоприемного устройства канала наведения ЗУР, передатчик имитирующих сигналов, входы которого соединены с этой группой выходов, и антенна, вход которой соединен с выходом передатчика имитирующих сигналов.