Файл: Радиотехнические системы в ракетной технике..pdf

ны за несколько минут. Это означает, что при среднем времени выдачи информации о цели около 1 сек возможна экстраполяция траекторий более чем 1000 целей одновременно.

Тактико-технические данные РЛС ПАР

1.3. Системы сверхдальнего обнаружения

По мнению американских военных специалистов, наиболее пер­ спективной для сверхдальнего обнаружения является загоризонтная радиолокационная станция (ЗГ РЛС), основанная на принци­ пе возвратно-наклонного зондирования ионосферы.

Работы по созданию загоризонтных РЛС в США начались в 50-х годах и были вызваны стремлением иметь средство сверх­ дальнего обнаружения ракет. Принцип действия таких станций основан на свойстве верхних слоев ионосферы отражать радиовол­ ны коротковолнового диапазона. От обычных РЛС они отличаются тем, что отраженный сигнал поступает на антенну после много­ кратных отражений радиоволн от ионизированных слоев, располо­ женных на высотах от 70 до 300 км.

Сигнал РЛС, распространяясь между Землей и ионизирован­ ным слоем, способен обогнуть Землю (коэффициент отражения

При этом было отмечено, что импульсы, огибающие земной шар, испытывали растяжение по времени, эквивалентное увеличению расстояния примерно до 650 км. Азимут приходящих сигналов ме­ нялся в пределах ±10° по отношению к противоположному азиму­ тальному направлению передающей антенны. Уровень принимае­ мого сигнала (менялся от 20 до 100 мв (затухание сигнала пример­ но равно 170 дб).

В основу разработки загоризонтных РЛС положен метод, ана­ логичный методу, применяемому при возвратно-наклонном зонди­ ровании ионосферы. При падении импульсного сигнала, излучае­ мого станцией, на большой объем ионизированного газа, образо­ вавшегося при запусках ракет или ядерных взрывах, возникает сигнал рассеянного отражения, который можно отличить от

18

обычных рассеянных сигналов, отраженных от поверхности Земли.

Наблюдения за сигналами рассеянных отражений, приходящи­ ми с больших расстояний, проводились с 1940 г. учеными многих стран, и только в 1947 г. советский ученый Н. И. Кабанов впервые экспериментально доказал, что сигналы рассеянных отражений, приходящие с расстояний, приблизительно равных длине одного скачка, обусловлены неровностями земной поверхности. Одновре­ менно была установлена возможность использования метода воз­ вратно-наклонного зондирования для определения оптимальных рабочих частот связи.

Максимальная дальность действия коротковолнового радиоло­ катора при односкачковом распространении ограничена кривиз­ ной Земли и высотой отражающего слоя. При средней высоте от­ ражающего слоя 300 км и нулевом угле места антенны максималь­ ная длина одного скачка равна приблизительно 3500 км.

К недостаткам загоризонтных РЛС относят неоднозначность отсчета дальности (поскольку прямой и отраженные сигналы прак­ тически имеют несколько путей распространения) и низкую точ­ ность определения координат цели. Считается, что для получения однозначного отсчета дальности необходимо знать время распро­ странения радиоволн по каждому шути на основании данных о по­ ложении отражающего слоя в зависимости от времени года и су­ ток. Для компенсации ошибок должна применяться специальная аппаратура, позволяющая оценивать условия распространения ра­ диоволн различной длины. Азимут цели в загоризонтных РЛС определяется интерферометрическим методом.

К настоящему времени в США определились два возможных подхода в конструировании загоризонтных РЛС: использование прямого прохождения радиоволн и вторичного излучения. В пер­ вом случае передатчик и приемник располагаются раздельно на противоположных концах трассы распространения радиоволн, а во втором — в одном пункте.

Станции с прямым прохождением радиоволн за рубежом ис­ пользуются только в интересах разведки и предупреждения, по­ скольку они не позволяют определять дальность до цели и ее ско­ рость. В США разрабатывались также загоризонтные РЛС с вто­ ричным излучением радиоволн (станции «Типи» — 1957—1959 гг.,

МАДРЕ — 1960 г., РЛС AN/FPS-95 — 1968 г.).

Загоризонтные РЛС «Типи» использовали многоскачковые отражения от ионосферы и вторичное излучение электромаг­ нитных волн от ионизированных областей, возникающих при ра­ боте двигателей МБР на активном участке и при высотных ядерных взрывах. РЛС проектировались со следующими характеристи­ ками: разрешающая способность по дальности — несколько сот километров, по углу — около 10е, диапазон волн 1—10 м (в метро­ вом диапазоне имеются участки, соответствующие наилучшим условиям распространения радиоволн).

«Типи» контролировались практически все запуски ракет и спут­ ников.

Кроме того, контролировались испытания атомного оружия. Так, ядерный взрыв в южной части Тихого океана был зафиксиро­ ван на расстоянии 8000 миль от места установки станции. Амери­ канские специалисты утверждали, что на усовершенствованных станциях удавалось наблюдать неудачные запуски ракет и уста­ навливать по своеобразным отметкам на пленке причины таких неудач и факт гибели ракет. Во время одного из опытов был опре­ делен момент запуска первого советского ИСЗ, который был про­ изведен спустя месяц после начала наблюдений системы «Типи».

Разработчики системы уверяют в возможности надежного об­ наружения ионизированных областей на дальностях, соответствую­ щих дальностям стрельбы МБР. Они также считают, что с по­ мощью одной станции можно одновременно обнаруживать более 95% испытательных взрывов ядерного оружия и запусков ракет, проводимых во всем мире.

Радиолокационная станция «Типи» может найти применение в качестве локатора дальнего обнаружения, дополняющего систему раннего предупреждения BMEWS и спутники Земли с приемни­

Основным недостатком РЛС системы «Типи» считается ее не­ способность обнаруживать и сопровождать ГЧ, обладающие ма­ лой ЭПР в KB-диапазоне на пассивном участке полета. Другим недостатком станции считается то, что она даже в большей степе­ ни, чем обычные коротковолновые связные радиостанции, подвер­ жена воздействию ионосферных возмущений, вызываемых повы­ шенной солнечной активностью. Кроме того, небольшие ядерные взрывы в верхних слоях атмосферы, подобные взрывам по проек­ ту «Аргус», также могут явиться препятствием для распростра­ нения радиоволн на большой период времени.

Радиолокатор системы «Типи» подвержен также и воздей­ ствию активных помех. Так, например, если вблизи установки за­ пуска ракет поместить маломощный передатчик помех коротко­ волнового диапазона, то его сигналы будут в значительной мере маскировать слабые сигналы, отраженные от ионизированных га­ зов двигателя ракеты.

В 1960 г. в районе Чезапикского залива была сооружена по проекту МАДРЕ (MADRE) опытная РЛС с дальностью дей­ ствия 4000 км, работающая в диапазоне 3—30 Мгц и использую­ щая односкачковое распространение сигнала. Радиолокатор пред­ назначался для обнаружения низколетящих самолетов и ракет, запускаемых с подводных лодок, на расстояниях от 800 до

20