Эксплуатационно-технические характеристики бортовых радиолокационных станций

РЛС оцениваются тактическими и техническими характеристиками.

Под тактическими (эксплуатационными) характеристиками понимают параметры, определяющие возможность решения с помощью РЛС определенных практических задач.

Эксплуатационные характеристики бортовых PJIC представляют совокупность параметров, определяющих возможности их использования с точки зрения потребителя, и в целом диапазон этих возможностей.

К эксплуатационным характеристикам, как правило, относят:

1.  Назначение, место установки и условия работы бортовой РЛС;

 

Место установки РЛС определяет тип самолета, на котором устанавливается станция. Применительно к метеонавигационным РЛС место установки определяет их класс.

 

2.  Максимальную дальность обнаружения объектов с определенными эффективными отражающими поверхностями и заданными вероятностями правильного обнаружения и ложной тревоги;

 

Максимальная дальность действия - это наибольшее расстояние между РЛС и объектом, на котором РЛС еще обнаруживает объект на фоне шумов и помех.

 

Для удвоения дальности действия радиолокатора мощность в импульсе требуется увеличить в 16 раз. Это приведет к резкому возрастанию габаритных размеров, массы аппаратуры, потребления энергии и поэтому оказывается нецелесообразным. Подобные противоречия возникают и относительно параметров антенны. Выбор эффективной отражающей поверхности цели S_Ц ограничивается тактическими требованиями к локатору.

 

Наиболее рациональный метод увеличения дальности действия РЛС - увеличение чувствительности приемника, т. е. уменьшение P_вхmin, но и здесь технические возможности ограничены.

 

Реальная дальность действия D_p значительно меньше максимальной вследствие резкого возрастания потерь отраженной мощности с увеличением расстояния до отражающего объекта.

 

Максимальная дальность обнаружения объектов является одним из важнейших параметров РЛС, который во многом определяется назначением станции. Поскольку на входе РЛС наряду с полезными сигналами, отраженными от объектов, действуют шумы и помехи, процесс обнаружения сигнала — процесс статический и характеризуется вероятностями правильного обнаружения P_п.о. и вероятностями ложной тревоги Р_л.т.

 

Эффективные площади рассеяния у различных объектов имеют различную величину. Чем больше эффективная площадь рассеяния объекта, тем больше расстояние, на котором может быть обнаружен этот объект при заданных вероятностях P_п.о. и Р_л.т..

 

Одним из важнейших объектов наблюдения в бортовых РЛС являются грозовые фронты. Дальность обнаружения грозовых фронтов должна быть такова, чтобы после обнаружения опасного грозового фронта самолет мог совершать требуемый обходный маневр. Для самолетов со скоростями полета 600—700 км/ч это расстояние составляло - 200 км. С ростом скоростей полета максимальная дальность действия РЛС начинает возрастать.

 

3. Зону обзора РЛС, воспроизводимые и измеряемые координаты, а также их производные;

Зона действия РЛС - область пространства, в которой РЛС ведет непрерывное наблюдение за целями. Эта зона определяется максимальной и минимальной дальностями наблюдения и пределами обзора по угловым координатам. Величиназоны действия зависит от назначения РЛС.

Например, для бортовой метеонавигационной РЛС предпочтительной представляется зона обзора в пределах 360° или передней полусферы. Зона 360° обеспечивает обзор земной поверхности для решения навигационных задач и безопасность полета. Однако условия установки бортовых метеонавигационных РЛС на большинстве современных самолетов оказываются такими, что реализовать круговой обзор по техническим причинам весьма затруднительно, так как антенное устройство размещается в носовом обтекателе. Поэтому зона обзора устанавливается в пределах сектора 180—200°, размеры которого окончательно задаются в процессе согласования эксплуатационных характеристик на вновь разрабатываемую станцию.

4. Тип оконечного устройства, разрешающую способность РЛС по воспроизводимым и измеряемым координатам;

Тип оконечного устройства РЛС является одной из важнейших эксплуатационных характеристик, которая, в свою очередь, определяется воспроизводимыми координатами, точностями их измерения, способом обработки и использования полученной радиолокационной информации. До недавнего времени основным типом оконечного устройства метеонавигационных PJIC являлся визуальный индикатор кругового или секторного обзора. С широким внедрением бортовых вычислительных систем и созданием на их базе единого бортового навигационного комплекса оконечное устройство PЛС будет изменять свое функциональное назначение. Основной его задачей является преобразование радиолокационной информации для ввода в бортовую вычислительную систему.

Разрешающая способность - это способность станции воспроизводить на экране индикатора раздельно объекты, расстояние между которыми предельно мало. Самолетный радиолокатор измеряет две координаты цели: дальность и азимут (ПО НАПРАВЛЕНИЮ – УГЛУ). Точность этих измерений оценивается разрешающей способностью по дальности и азимуту.

Разрешающая способность по дальности характеризуется наименьшим расстоянием (∆R) между двумя объектами, лежащими в одном направлении, при котором они раздельно видны на экране радиолокатора. Разрешающая способность по дальности зависит от длительности импульса. Чем меньше длительность импульса передатчика, тем разрешающая способность по дальности выше.

Разрешающая способность по азимуту характеризуется наименьшим углом между направлениями на два равноудаленных объекта, при котором они раздельно видны на экране PJIC. Она зависит от угла раствора диаграммы направленности антенны в азимутальной плоскости. Чем этот угол меньше, тем разрешающая способность по азимуту выше.

 

Воспроизводимые и измеряемые координаты. При определении воспроизводимых и измеряемых координат главную роль играет назначение радиолокационной станции. РЛС летательных аппаратов позволяет воспроизводить и измерять одну-две координаты. Для метеонавигационных РЛС воспроизводимыми и измеряемыми координатами являются дальность D и азимут α, для высотомеров — дальность (высота), для измерителей скорости и угла сноса — скорость относительно земли Vp и азимут α и т. д.

5. Точность измерения координат объектов при заданных вероятностях правильного обнаружения и ложной тревоги;

Точность измерения координат задается допустимыми ошибками (погрешностями) при их воспроизведении и измерении. Точность характеризует PЛС как измерительную систему.

6. Время обзора заданной зоны, вероятности правильного обнаружения P_п.о.и ложной тревоги Р_л.т;

Время обзора заданной зоны (пространства) Toбз. является одной из эксплуатационных характеристик метеонавигационных РЛС. За это время луч антенны РЛС производит однократный обзор заданной зоны. Это время определяется возможными скоростями перемещения целей и их маневренносью (чтобы за один цикл обзора не нарушалась непрерывность наблюдения за целью). Принципиально чем выше скорость летательного аппарата, тем меньше должно быть время Toбз., но существенное влияние на его выбор оказывают данные визуального индикатора, на экране которого воспроизводятся объекты.

Вероятности правильного обнаружения и ложной тревоги также являются статистическими характеристиками РЛС. Вероятность правильного обнаружения P_п.о. обычно задается при расчетах на уровне 0,9, а вероятность ложной тревоги Р_л.т выбирается из следующих соображений: при круговом или секторном обзоре и визуальной индикации радиолокационных сигналов ложная тревога происходит в тот момент, когда энергия шума на выходе приемного тракта достигает такого уровня, что воспроизводится на экране индикатора в виде светящейся отметки, аналогичной отметке от сигнала. Шум принимается за сигнал, внимание оператора отвлекается, возрастает вероятность пропуска настоящего сигнала. Особенно нежелательно возникновение ложной тревоги при автоматической обработке информации. В этом случае РЛС в целом или автомат сопровождения могут перейти в другойрежим работы — автосопровождение помехи, что может привести к нарушению поиска истинных целей.

 

С другой стороны, статистическая природа шумов и помех не дает возможности полностью избежать возникновения ложных отметок, в реальном устройстве. Таким образом, при расчете вероятности ложной тревоги нужно свести возможность ее возникновения к минимуму. Например, представляется допустимым возникновение одной ложной тревоги за 1000 обзоров (Р_л.т = 10^-3). Если один обзор происходит за 2 с, то практически это означает, что ложная тревога возникает 1 раз за 30 мин. Задаваясь меньшими значениями Р_л.т можно получить более длительный средний интервал времени между двумя ложными тревогами, например больше среднего времени продолжительности одного рейса летательного аппарата. Однако при этом следует помнить, что уменьшение вероятности ложной тревоги Р_л.т (при сохранении заданного значения P_п.о) достигается за счет затраты энергии, т. е. связано с необходимостью увеличения отношения сигнал-шум на входе приемника РЛС.

Помехозащищенность РЛС – способность выполнять свои функции при наличии как естественных, так и преднамеренных помех.