Физико-математические основы радиолокации (продолжение)

KGI>Статейка не совсем в тему :
KGI>www.milparade.com/1997/19/29-32.html (лучше конечно русский вариант поищите)

KGI>Вот ведь какое дело, и здесь этот Кассегрен стоит на СОУ(SPM). Терзают меня смутные подозрения, что здесь есть некий глубинный смысл.

IMHO зря терзают. Бук ведь не на голом месте родился, наверняка там многое от Куба позаимствовали. Делали бы с нуля - хоть вертикальный пуск бы появился.

Вообще, сравнивать Бук, даже самый распоследний, с той же 9М96 просто грустно.

Valery>>IMHO зря терзают. Бук ведь не на голом месте родился, наверняка там многое от Куба позаимствовали.

KGI>А что он у него мог позаимствовать - архитектура комплекса ведь совсем другая.

Архитектура, может, и другая, но на первых порах куски Буков добавляли в батарею Кубов - и работало.

Valery>>Вообще, сравнивать Бук, даже самый распоследний, с той же 9М96 просто грустно.

KGI>А зачем их сравнивать.9М96 ведет свою родословную от системы ПВО страны,от С-300П.

Ага, и в этой системе законы физики совсем другие. И синус там больше единицы.

9м96 масса 420 кг, дальность полета 120+ км.
Бук-М1 (не помню я индексов) масса 700+ кг, дальность 32 км.

Чего уж там... Цены ракет, правда, я сравнить не могу.

2 KGI

>Преимущество ЩАР - возможность реализации частотного качания луча в одной из плоскостей.Длины щелей и их расположение строго заточены под одну частоту и формируют мах в направлении перпендикулярном плоскости антенны,при изменении частоты мах смещается в одной из плоскостей

Это верно, но используется частотное сканирование редко (и есть тому причины), а главное вот в чем. В волноводно-щелевой АР (как и в любой АР, но ВЩАР еще и довольно технологична) легко можно обеспечить требуемое распределение поля по апертуре антенны за счет подбора связи щелей с волноводом (прорезал ее чуть покороче, или там наклонил малость). В зеркальных антеннах для этого надо иметь облучатель с хитрой ДН, что не просто, а иногда и невозможно. Зачем нужно сложное распределение поля по апертуре? Очень просто, оно определяет уровень боковых лепестков, а низкий УБЛ это малое влияние активных помех по боковым лепесткам (откуда они обычно и идут), а для бортовых РЛС и малое паразитное отражение от земли по тем же боковикам, земля ведь и ближе и ЭПР у нее поболе чем у цели, а в режиме высокой частоты повторения (период повторения импульсов меньше времени их распространения до цели и обратно), типичном для обнаружения целей на фоне земли, селекция по дальности затруднена т.е. близкую землю от дальней цели отличить сложно (зато легче селекцию по допплеровской частоте делать). Например при равномерном распределении поля по линейной апертуре максимальный УБЛ -13дБ (ужасно), при треугольном –27, а при Хэмминговском –43 (то что надо, но КИП малость упал). Отсюда и некоторое расширение луча (примерно в 1.3-1.4 раза при Хэмминге), но это косвенно и говорит о более низком УБЛ, что гораздо важнее, особенно при обнаружении вдогон, при этом разность допплеровских частот отражений от земли под аэропланом, принимаемых по боковикам, и от убегающей цели незначительна, и последнюю при допплеровской фильтрации можно и не увидеть на фоне спектра отражений от земли. Кстати именно поэтому дальность обнаружения вдогон меньше, чем навстречу, где допплер от земли и от противника сильно разный (вплоть до полного неперекрытия спектров). Все это конечно верно и для ФАР, там УБЛ тоже успешно делают небольшим.

>(ничего общего с электронным сканированием луча в ФАР).

Техническая реализация другая, а физика явления и расчет ну точно такие же.

>И как следствие существенно худшая разрешающая способность по угловым координатам

Верно, но не намного. Вспомните при дополнительном подавление БЛ –30дБ, расширение луча всего 30-40% (ну реальные апертуры не линейные, но порядки будут те же и для, скажем, круглой).
Кроме того в ВЩАР легче контролировать и фазовое распределение излучения щелей (вплоть до того, что рядом с щелью винтик в волновод вкрутить и подстроить малость фазу излучения), чего не сделаешь в зеркальных антеннах, а фазовые ошибки и на ширине ДН и на УБЛ сказываются. Еще в ВШАР нет затенения антенны контррефлектором, и занятия части поверхности основного зеркала облучателем. Так, что я не стал бы так уж сразу говорить про низкий КИП. Просто сравнивать надо при одинаковом УБЛ, вот тогда и станет ясно почему ВЩАР сменили Кассегрена, который с таким УБЛ просто не сделать, а если все таки извернуться, то и КИП у него будет так себе и луч расширится, и цена возрастет.

>и дальность действия(при равной мощности СВЧ).

Неверно как минимум в двух случаях - при обнаружении вдогон, при работе в активных помехах принимаемых по боковым лепескам, а это у военной РЛС важный режим (см.выше)

>Дороже в полтора раза.

Думаю только на стадии освоения в производстве при переходе к новй технологии. Вообще говоря волноводы вещь не очень дорогая, щели профрезеровать не очень тяжело, а точные кривые поверхности больших размеров делать не очень просто, да и подстроить их потом нельзя, не молотком же стучать.

Фу, устал, чего то шибко расписался.

2 All

Не уводите топик от физики, много чего еще интересного осталось. нетронутым.

Давно тут уже обсуждают нужно или не нужно много лучей одновременно иметь. Насчет эквивалентности пространства и времени это правда – передатчик в единицу времени выдает столько энергии сколько у него есть, не больше, а как ее размазать в пространстве - несколькими лучами сразу или одним по очереди так закон сохранения энергии еще никто не отменял т.е. делаешь больше лучей, в каждом из них энергии меньше и надо каждый дольше на цели держать для получения того же отношения сигнал-шум. Не надо только забывать, что если отношение сигнал-шум достаточно высокое то резерв мощности на нормальную работу по нескольким лучам может и быть. А вот как его употребить это вопрос другой. Например, кто как думает сколько лучей одновремено формируется в РЛС для точного сопровождения одной цели, мы ж не по максимуму ДН направление определять будем (например сколько одновременно лучей у Пэтриота /С-300)? Придумали? Ну а теперь, чтобы от Бука/Куба и тяжелых ракет ДД.А Р-73 и Р-60 отвлечься на радиолокацию, прибавьте к уже имеющимся лучам еще штуки 4 широких ДН только на прием. Это понятно зачем? А в РЛС кругового обзора без ФАР оченьчасто несколько облучателей для формирования нескольких диаграмм, каждая по своему углу места, иногда и на разных частотах они работают.

Кстати могу порекомендовать умеренно серьезные (для электронщика с интересом к локации) материалы:

ТИИЭР (Труды института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике). Том 73, номер 2, Февраль 1985. Пер. с англ.
Тематический выпуск по РЛС. Одна вводная статья “50 лет радиолокации” от Сколника уже интересно, а сколько еще всего, зачитаешься.

Шишов Ю.А., Ворошилов В.А Многоканальная радиолокация с временным разделением каналов. М. Радио и связь. 1987. 144 с.
Чуть сумбурно (и про то, и про это), но забавно (если уже есть начальные знания).

---

Эть как меня от любимой радиолокации развезло то.

2 Valeri_

>Пример - "Противник", работающий как первичный в 23 см и одновременно вторичный 30 см. Да я думаю он не один такой.

Неужели на одной решетке 23 и 30 см? Все таки думаю там две ФАР они просто совмещены конструктивно. Да и для активного ответа решетка может быть много меньше, с энергетикой то лучше. А еще она может быть и не ФАР, а просто АР, как у РЛС УВД часто и сделано,вторичная сверху обычной стоит.

2 KGI

>"somebody else's" illumination mode, during triangulation and protection from antiradar missiles

А вот это действительно интересно. Если Бук, как и Куб полуактивный, то ведь и вправду ему все равно откуда подсвечивают, можно ведь после пуска дополнительно подсветить с другой машины и выключить первую, пусть теперь Харм думает. А можно подсветить издалека, а выстрелить неожиданно с самой близкой пусковой. Хотя перевод в ВП точно никуда не годится.

>>9м96 масса 420 кг, дальность полета 120+ км.
KGI>Бук-М1 (не помню я индексов) масса 700+ кг, дальность 32 км.

KGI>32 это не дальность полета,а дальность пуска.А это не только и не столько от ракеты зависит.

Гениально. То есть есть у нас ракета, готовая улететь на 100 км - да только наведение хромает. Вопрос - а на.. такая ракета? На вырост?

>>Пример - "Противник", работающий как первичный в 23 см и одновременно вторичный 30 см. Да я думаю он не один такой.

ab>Неужели на одной решетке 23 и 30 см? Все таки думаю там две ФАР они просто совмещены конструктивно. Да и для активного ответа решетка может быть много меньше, с энергетикой то лучше.

Хрен его знает. Со стороны незаметно - на МАКСе можно было посмотреть на это чудище. Скорее всего там все же два лампы, а вот как узлы делятся - по-братски наверное.

Отдаю долги по комментаориям старых постингов

2 CaRRibeaN

>Однако допустим можно придумать такую ситуацию - первый отраженный "неуверенный" строб - это не повод для реакции, а второй такой же - уже повод. В линейной ситуации скорее всего накопление будет идти дольше.

А чего ее придумывать то, отличная ситуация, см. Вальд А. “Последовательный анализ”. М. Физматгиз 1960. Дает выигрыш при малых отношениях сигнал шум, почти не дает при +6дБ и выше. Для радиолокации, особенно при помехах, обычно вполне неплох. Только стробы все таки не отражаются, они внутри аппаратуры живут своей стробьей жизнью, а есть превышение отраженным сигналом нижнего (значит нужно проверить еще раз) и верхнего (есть цель!) порога обнаружения.

>Кстати насчет обсчета ЭПР и длин волн - ведь сейчас перспективные РЛС переводяться на видиоимпульсы, самая длинная гармоника у которых иммет период в два раза длинее, чем сам импульс (а он <микросекунда примерно т.е. ~1 МГц) - соответсвенно имея сверхширокополосный сигнал стелсы будет обнаружить проще?

Ну и какого размера надо антенну, чтобы эту длинную гармонику скажем в 1МГц излучить хотя бы в сектор 10 градусов? А пару километров всего то. Примерно, но довольно точно: Theta(ширина ДН по половинной мощности в градусах)=60*lambda/D(линейный размер антенны). Теперь Theta=10 градусов, lambda=300м (1МГц), D=?. Вот, в частности, почему РЛС на 1 МГц и не делают, даже полуволновой вибратор на 1МГц это уже 150м.

2 Darth

>Я о другом: можно ли (чисто математически) подобрать частоту и разность фаз таким образом, чтобы вместо одного резонансного максимума возникло несколько таких же, а потом управлять этой системой лучей?

И математически, и практически плевое дело. Линейный набег фазы по апертуре (для простоты берем линейную апертуру, обобщение на двумерный случай тривиально и не дает ничего принципиально нового) фаза вида exp(-i*a*x) дает один отклоненный луч, сумма двух таких фазовых набегов exp(-i*a*x) +exp(-i*b*x) даст пару лучей, выбрать правильно a и b (что нибудь типа a=2*pi*cos(fi)/lambda) и порядок

>В реальности же, если это вообще возможно, многолучевая ДН будет иметь несколько равноотстоящих максимумов,

Не-а, как хочется так и поставим, если расстояние между элементами меньше половины длины волны. См.выше

2 muxel

>Не забывайте что у амов активная ФАР, они могут реализовать несколько маленьких РЛС на одной решетке...

Не только могут, но и обязательно сделают, но не для обнаружения целей, а вот для чего:

Выдержка из описания "Небо-СВ" (кстати сильно рекомендую посмотреть описания всех РЛС что поновее на
В основной антенной решетке имелось шесть пассивно сформированных фрагментов, соединенных с антенными коммутаторами. Эхо-сигналы, принятые фрагментами решетки, через антенные коммутаторы поступали на широкополосные усилители высокой частоты, а затем на диаграммообразующую схему (ДОС), где соответствующим сложением сигналов шести фрагментов основной решетки формировался основной и два компенсационных канала для защиты РЛС от активных шумовых помех (АШП) по боковым лепесткам ДНА.

Это кстати даже не ФАР, а АР. Так вот сигнал с этих компенсационных каналов с широкой ДН, и поэтому принимающих в основном помеху, просто вычтут из основного (адаптивно подбирая нужную амплитуду и фазу, это просто) и подавят активную помеху децибел на 20-30.

А еще амы говорят, что ту же ФАР от РЛС и для постановки помех будут пользовать. Вот правда широкий диапазон вряд ли перекроют, ФАР все таки не очень широкополосны.

2 Baby

>Однако последнее время ЗРК советского/российского производства/разработки применяются в условиях практически полного превосходства противника в воздухе. Посем зонтик изрядно дырявый получается. Это ведь не повод для того, чтобы отказываться от ЗРК в силу невозможности обеспечения своего господства в воздухе. Логичнее хотя-бы "спицей дырявого зонтика" "выколоть глаз" нескольким пилотам противника.

[ слишком длинный топик - автонарезка ]