Файл: Радиотехнические системы в ракетной технике..pdf

Afnp—полоса пропускания допплеровского филь­ тра приемника;

Nm= кТэф — плотность мощности собственных шумов,

дирующего импульса Ти определяется приближенным соотноше­ нием Afnp=l/Tii. Характеристики обнаружения, близкие к опти-

п

Рис. 1.18. Зависимость q(n, р) для

пачки импульсов

мальным, обеспечивает междупериодная обработка сигналов, за­ ключающаяся в квадратичном суммировании огибающих. Соот­ ветствующие зависимости отношений сигнал/шум q (по каждому импульсу) от числа накапливаемых импульсов п приведены на рис. 1.18. А поскольку эффективность междупериодной обработки зависит от эффективной ширины спектра флюктуаций сигнала Д/ф, характеристики обнаружения на рис. 1.18 построены для трех значений параметров флюктуаций: Д1фТн = О (медленные флюк­

туации) ; Д1фТн^>1 (быстрые флюктуации) иД1фТн=1 (промежу­ точный случай).

37

стродействия и пропускной способности системы обработки вме­ сто аналогового накопления применяется цифровая двухпороговая схема обнаружения, работающая по правилу «к» из «п». В данной схеме решение о наличии цели принимается в том слу­ чае, если более чем к импульсов из п возможных превышают по амплитуде порог, определяемый вероятностью F ложных тревог.

где ро — вероятность превышения порога каждым импульсом, опре­ деляемая, например, по графикам рис. 1.19а.

Вероятность ложного обнаружения пачки

Зависимости вероятности цифрового обнаружения от величи­ ны q отношения сигнал/шум для нескольких типовых случаев по­ строены на рис. 1.196 (расчеты проведены по формуле [1.29] и графикам рис. 1.19а).

Наличие некоторого количества к отметок цели дает возмож­ ность не только обнаруживать цель, но и одновременно измерять параметры ее траектории.

Энергетические потери цифрового накопления по сравнению с

38

Для уменьшения времени, затрачиваемого на обнаружение, обычно производится построчный обзор пространства на несколь­ ких углах места — так называемое барьерное обнаружение. При этом фактическая дальность обнаружения определится точкой пе­ ресечения баллистической траектории цели с плоскостью обзора и может оказаться существенно меньше расчетной дальности дей­ ствия РЛС. В этой связи возникает задача оптимизации выбора

р

угла места плоскости обзора и числа барьеров обнаружения. Для пояснения достаточно рассмотреть простейший случай размеще­ ния РЛС в плоскости полета МБР.

Без учета вращения Земли и рефракции электромагнитных волн для решения задачи необходимо определить координаты точ­ ки пересечения луча РЛС с эллипсом траектории МБР. Уравне­ ние луча РЛС в полярной системе координат с полюсом в центре Земли и положительным направлением оси отсчета X (рис. 1.20), проходящим через апогей эллиптической траектории МБР, имеет вид

39

Полярное уравнение эллиптической траектории МБР в той же системе координат записывается следующим образом:

где р2 — радиус-вектор эллипса;

р2 — параметр эллипса;

е— эксцентриситет;

На — высота траектории МБР в апогее.

Полагая в точке обнаружения цели pi = p2, определяем угловую дальность РЛС — цель в момент ее обнаружения

40

B = — p2sin( - ^- +a — о),

откуда дальность прямой видимости Дп. в без учета смещения угла возвышения цели а вследствие рефракции радиоволн равна

На , км

Рис. 1.21. Зависимость дальности прямой видимости от угла подъема луча а и выноса РЛС при 8=0° (сплошные кри­

вые) и 8=9° (пунктир)

Зависимости дальности обнаружения цели от высоты апогея, угла возвышения луча над горизонтом и угловой дальности выноса РЛС при стрельбе МБР на дальность 10 тыс. км (без учета реф­ ракции радиоволн) представлены на рис. 1.21.

41

Явление рефракции радиоволн создает впечатление, что обна­ руживаемый объект имеет больший угол возвышения, чем это есть на самом деле. Рефракция радиоволн является результатом изме­ нения плотности верхних слоев атмосферы и электромагнитных свойств ионосферы. Рефракция в верхних слоях ионосферы не зависит от типа РЛС и ее несущей частоты, в то время как

Дальность прямой Видимости,км

Рис. 1.22. Зависимость рефракции угла

возвышения от наклонной дальности на УКВ. а — наблюдаемый угол воз­

вышения

в нижних слоях ионосферы величина рефракции находится в обратной зависимости от частоты РЛС. На частотах больше 5000 Мгц ионосфера оказывает незначительное влияние, которым обычно пренебрегают, а в диапазоне частот, меньших 5000 Мгц, влияние ионосферы оказывается очень заметно. Для частот менее 5000 Мгц зависимость рефракции от ионосферы может быть такая же, как в нижних слоях атмосферы. Неопределенность предсказа­ ния величины рефракции для низкочастотных сигналов в ионосфере

42

Г Л А В А 2

ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ ПОЛИГОНЫ США И ИХ РАДИОЛОКАЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Разработка и совершенствование системы ПРО и средств РПД неразрывно связаны с обширной программой экспериментальных работ, проводимых на испытательных полигонах. В этой связи це­ лесообразен краткий обзор технических возможностей иностран­ ных полигонов и полигонного оборудования.

2.1. Испытательный полигон Эглин

Полигон Эглин протяженностью 720 км (до острова Ки-Уэст) расположен в северо-западной части полуострова Флорида и соз­ дан в 1957 г. Он является научно-исследовательским центром по отработке методик измерений параметров траекторий ИСЗ и МБР. На нем проводятся испытания по перехвату целей системами «земля — воздух» и «земля — космос».

В районе стартовых позиций находятся радиотелеметрические станции и контрольная аппаратура для проверки бортовых устройств ракет-перехватчиков (рис. 2.1). В центре управления полигоном размещены радиолокаторы слежения за ракетами AN/FPS-16, одна РЛС AN/FPS-85, а также кинотеодолиты, опти­ ческие следящие устройства и планшет-индикатор для визуального наблюдения процесса перехвата целей.

На измерительном пункте мыса Сан-Блас имеются РЛС AN/FPS-16, радиотелеметрические станции, радиолокаторы MPQ-9 и РЛС MPQ-31 (модификация РЛС SCR-584), предназначенные для измерения траекторий мишеней. Аналогичное оборудование установлено и в измерительном пункте Анклот.

В центре управления мишенями, расположенном в ПанамаСити, задействованы несколько РЛС MPQ-9. Кроме того, РЛС AN/FPS-16, MPQ-9 и MPQ-31 установлены на острове Марко. Остров Ки-Уэст имеет РЛС MPQ-9, MPQ-31 и несколько радиотелеметрических станций.

На полигоне Эглин размещена также система MATTS, пред­ назначенная для измерения взаимного положения ракеты и мише­

44

ни в районе перехвата. База между двумя РЛС, входящими в си­ стему, составляет около 70 км. Все измерительные пункты полиго­ на связаны между собой службой единого времени.

2.2. Западный испытательный полигон

Западный испытательный полигон (штат Калифорния) пред­ назначен для обеспечения запусков и испытаний баллистических ракет, ИСЗ, летающих мишеней, а также для отработки элементов системы ПРО. Ранее Западный испытательный полигон находился в ведении ВМС и именовался Тихоокеанским ракетным полигоном, но в конце 1963 г. был передан ВВС, после чего получил сущест­ вующее название.

Полигон включает в себя (рис. 2.2): военно-космический центр в Ванденберге, приморский опытный полигон в Пойнт-Мугу, сухо­ путный полигон к востоку от Тихоокеанского побережья Калифор­ нии, авиабазу Эдвардс, боевое поле в Дагуэе, полигон ВМС в Пойнт-Аргуэлло, зону Гавайских островов, районы атоллов Кваджелейн и Эниветок,

45