Способ повышения энергетического потенциала мобильных радиолокационных средств и радиолокационные комплексы для его реализации

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для повышения энергетического потенциала радиолокационных средств (РЛС). Техническим результатом заявляемого изобретения является реализация возможности значительного повышения энергетического потенциала радиолокационных средств при сохранении их мобильности. Этот результат достигается за счет синхронного облучения несколькими одинаковыми мобильными РЛС общей области пространства, обработки отраженных сигналов штатной аппаратурой каждого РЛС и последующего суммирования выходных сигналов этих РЛС. Указанный способ может быть реализован в радиолокационных комплексах (РЛК), состоящих из нескольких одинаковых мобильных РЛС с общим источником синхронизации и управления лучом, выходные сигналы которых когерентно или некогерентно суммируются. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для повышения энергетического потенциала радиолокационных средств при контроле воздушно-космического пространства и решении задач обнаружения воздушных объектов в назначенных секторах на больших дальностях, их разрешения и измерения координат.

Эта задача может быть решена с помощью специализированных радиолокационных станций (РЛС) с высоким энергетическим потенциалом.

Известны высокопотенциальные РЛС наземного базирования (стационарные РЛС типа «Cobra Dane», «Pave Paws», «TIR», «GBR-P», «Волга», «Дон» и т.п.) или базирующиеся на плавучих платформах («Cobra Judy»), обеспечивающие дальность обнаружения до нескольких тысяч километров [1, 2]. Однако они, как правило, не являются мобильными и поэтому не обладают высокой живучестью (координаты их местоположения могут быть разведаны заранее, и они могут быть уничтожены средствами поражения). Кроме того, такие РЛС являются очень дорогостоящими.

Известные транспортируемые РЛС имеют значительно меньшие дальности обнаружения: «GBR-T» - до 1000 км, «Master» - до 450 км [3, 4]. Эти РЛС размещаются на большом количестве транспортных единиц и также недостаточно мобильны.

В современных условиях для обеспечения живучести при работе в боевом режиме требуются высокомобильные средства. Однако известные мобильные РЛС 9С19М [5], «Patriot» [3] имеют относительно небольшие дальности обнаружения - от 50 до 175 км.

Из анализа уровня техники видно, что высокая мобильность и высокий энергетический потенциал одновременно в указанных РЛС не обеспечиваются. Это обусловлено тем, что повышение энергетического потенциала связано с необходимостью увеличения массы и габаритов, а для обеспечения мобильности эти характеристики необходимо снижать. Существует некоторое «предельное» значение энергетического потенциала, при превышении которого обеспечить мобильность РЛС невозможно.

Техническим результатом заявляемого изобретения является реализация возможности значительного повышения энергетического потенциала радиолокационных средств при сохранении мобильности.

Этот результат достигается за счет синхронного облучения несколькими одинаковыми мобильными РЛС общей области пространства, обработки отраженных сигналов штатной аппаратурой каждой РЛС и последующего суммирования выходных сигналов каждой РЛС.

Указанный способ может быть реализован в радиолокационных комплексах (РЛК), состоящих из нескольких мобильных РЛС, выходные сигналы которых когерентно или некогерентно суммируются.

Наибольший выигрыш в повышении энергетического потенциала позволяет получить РЛК, состоящий из N одинаковых мобильных РЛС с двумерным электронным сканированием луча и с когерентным суммированием выходных сигналов РЛС, входящих в РЛК, упрощенная структурная схема которого (для N=3) представлена на фиг.1, где обозначено:

1 - возбудитель;

2 - усилитель мощности;

3 - антенная решетка;

4 - система обработки сигналов;

5 - когерентный сумматор

(на фиг.1 не указаны элементы временной синхронизации и управления лучом, которые должны иметь общий источник для всех РЛС).

РЛК (фиг.1) содержит последовательно соединенные усилитель мощности 2, антенную решетку 3 и систему обработки сигналов 4 каждой РЛС, а также общие возбудитель 1, выходы которого соединены с входами усилителя мощности 2 каждой РЛС, и когерентный сумматор 5, входы которого соединены с выходами системы обработки сигналов 4 каждой РЛС, а выход является выходом РЛК (в качестве возбудителя 1 может быть использован возбудитель одной из РЛС, входящих в РЛК).

При этом антенные решетки 3 всех РЛС объединены в горизонтальном направлении в единую антенную решетку РЛК за счет размещения их рядом друг с другом.

Предлагаемый РЛК работает следующим образом.

Зондирующие импульсы излучаются в едином направлении когерентно, синхронно и синфазно, а отраженные сигналы принимаются всеми РЛС. Обработка отраженных сигналов каждой РЛС осуществляется штатно, собственными системами обработки сигналов. С выходов систем обработки сигналов 4 всех РЛС сигналы когерентно суммируются в когерентном сумматоре 5, выход которого является выходом РЛК.

При этом общая излучаемая мощность увеличивается в N раз и в N раз увеличивается горизонтальный размер антенной решетки РЛК, что, наряду с когерентным суммированием, обусловливает соответствующее повышение энергетического потенциала и позволяет повысить дальность обнаружения объектов и их разрешение по азимуту [6].

Для обеспечения мобильности и возможности оперативного наращивания необходимого энергетического потенциала, который может быть значительно выше «предельного» (достигаемого в одной мобильной РЛС), в РЛК используются мобильные РЛС, которые могут быстро сблизиться (для формирования единого полотна антенной решетки) и независимо передислоцироваться для автономной работы в соответствии с назначением РЛС (в случае отсутствия необходимости работы с повышенным энергетическим потенциалом).

Вместе с тем объединение отдельных решеток нескольких РЛС в единое полотно антенной решетки является достаточно сложной задачей, требующей предварительной подготовки позиции для расположения РЛК.

В варианте РЛК с некогерентным суммированием выходных сигналов РЛС нет необходимости в объединении их антенн. РЛС могут располагаться на сравнительно большом расстоянии друг от друга, поэтому специальной подготовки позиции не требуется.

Упрощенная структурная схема такого РЛК (также для трех РЛС) представлена на фиг.2, где обозначено:

1 - возбудитель;

2 - усилитель мощности;

3 - антенна;

4 - система обработки сигналов;

5 - некогерентный сумматор

(на фиг.2 не указаны элементы временной синхронизации и синхронно-синфазного вращения антенн РЛС, которые должны иметь общий источник для всех РЛС).

РЛК (фиг.2) содержит последовательно соединенные возбудитель 1, усилитель мощности 2, антенну 3, систему обработки сигналов 4 каждой РЛС, а также некогерентный сумматор 5, входы которого соединены с выходами систем обработки сигналов 4 каждой РЛС, а выход является выходом РЛК.

Каждая из РЛС, входящих в РЛК, работает в режиме кругового обзора и, в отличие от РЛК (фиг.1), имеет автономный возбудитель 1. Кроме того, сумматор 5 является некогерентным.

В рассматриваемом РЛК зондирующие импульсы всех РЛС разнесены по времени или по частоте (у всех РЛС имеются свои возбудители 1), и отраженные сигналы принимаются всеми РЛС. Обработка отраженных сигналов каждой РЛС осуществляется штатно, своими системами обработки сигналов 4, выходы которых некогерентно суммируются в некогерентном сумматоре 5, выход которого является выходом РЛК.

Выигрыш в дальности обнаружения таким РЛК (по сравнению с дальностью обнаружения одной РЛС) меньше соответствующего выигрыша РЛК с когерентным суммированием, а разрешение по азимуту сохраняется примерно равным разрешению каждой из входящих в него РЛС.

Таким образом, предложенный способ и устройства, реализующие его - РЛК, состоящие из N одинаковых мобильных РЛС, соединенных описанным образом, позволяют при сохранении мобильности РЛС реализовать энергетический потенциал радиолокационных средств значительно выше предельно возможного для одной мобильной РЛС.

Литература

1. Журнал «Вопросы радиоэлектроники», серия «Радиолокационная техника», №2, Москва, 2001 г., стр.36-51.

2. РЛС «Волга» (Россия - Белоруссия). Мониторинг Российских СМИ. Дайджест «НОВОСТИ ВПК» за 26 января 2004 г., стр.5.

3. Журнал «Антенны», №2-3, 2002 г., стр.216-226.

4. Журнал «Jane′s International Defence Review», 11, 1998 г., стр.46-51.

5. Журнал «Военный парад». №1, 1998 г., стр.34-36.

6. Ширман Я.Д. и др. Теоретические основы радиолокации. М., Советское радио, 1970 г., стр.235-240.

1. Способ повышения энергетического потенциала мобильных радиолокационных средств (РЛС), заключающийся в том, что используют N одинаковых мобильных РЛС, отличающийся тем, что N одинаковых мобильных РЛС образуют радиолокационный комплекс, при этом, с помощью указанных РЛС синхронно облучают в едином направлении общую область пространства с возможностью увеличения в N раз общей излучаемой мощности радиолокационного комплекса при сохранении мобильности всех РЛС и предельно допустимой мощности излучения каждого мобильного РЛС, отраженные сигналы принимают всеми РЛС с последующим суммированием выходных сигналов всех N РЛС радиолокационного комплекса.

2. Радиолокационный комплекс, состоящий из N одинаковых мобильных радиолокационных средств (РЛС), содержащий в каждом РЛС последовательно соединенные усилитель мощности, антенную решетку с двумерным электронным сканированием луча и систему обработки отраженных сигналов, отличающийся тем, что он выполнен с общим источником синхронизации и управления лучом антенных решеток, а также общим возбудителем, выходы которого соединены с входами усилителей мощности каждого РЛС, и когерентным сумматором, входы которого соединены с выходами систем обработки отраженных сигналов каждого РЛС, а выход является выходом РЛК, при этом антенные решетки всех РЛС объединены в единую антенную решетку РЛК за счет размещения их рядом друг с другом.

3. Радиолокационный комплекс (РЛК), состоящий из N одинаковых мобильных радиолокационных средств (РЛС), содержащий в каждом РЛС последовательно соединенные возбудитель, усилитель мощности, антенну и систему обработки отраженных сигналов, отличающийся тем, что он выполнен с общим источником синхронизации и синхронно-синфазного вращения антенн РЛС, а также общим для всех РЛС некогерентным сумматором, входы которого, соединены с выходами систем обработки отраженных сигналов каждого РЛС, а выход является выходом РЛК.