Пассивная пеленгация или активная радиолокация?

2. Что с того что оба приходящих сигнала будут иметь разный доплеровский сдвиг?
Taras66> А то, что помимо искомого сигнала на входе приёмника будет еще много всяких "левых" и от них нужно как-то отделаться.
Ну видишь ли любая РЛС на подвижном объекте принимает свои отражённые сигналы имеющие разный доплеровский сдвиг. И помимо искомого сигнала на входе приёмника еще много всяких "левых" и от них успешно как-то отделываются. В данном случае вначале принимается прямой сигнал от ДРЛО, затем отражённый от Земли. Так что образец для сравнения/выделения имеется.
S.I.>> 3. Потребную точность для чего?
Taras66> Точность определения координат источника излучения и его вектора относительной скорости. Ибо погрешность этих параметров напрямую влияет на точность определения координат целей отслеживаемых "разведчиком".
А кто против? Обыкновенная дальномерная задача для дальномера с измерительной базой. В данном случае такой базой является расстояние от поверхности Земли до приёмника. Для хорошей точности база должна быть не меньше 0,1-0,01 от измеряемой дальности.

Понятно, что если самолёт ДРЛО видит пассивный разведчик с радиогоризонта (ЭПР Ту-95 порядка 100м2), то точность этого способа небольшая из-за малой базы (высоты) относительно дальности. Для малозаметных самолётов (ЭПР порядка 0,1м2) когда дальность их обнаружения ДРЛО относится к высоте полёта примерно как 10:1 картина сильно меняется..

 

S.I.>> По задержке между прямым и отраженным от поверхности импульсом уточняется дальность.
AXT> Ты солнечную или лунную дорожку на поверхности воды видел? Как там найти точку "отражения от горизонтальной поверхности", а?

Очень меткое замечание. Господа полагают, что у них будет один прямой луч, и один отраженный, причем именно угол отражения равен углу падения. Наивняк!

Taras66> Придумка в принципе неработоспособна, ибо оба приходящих сигнала будут иметь разный доплеровский сдвиг. Не считая вносимых искажений в отраженный сигнал и реализацию потребных точностей измерения.

Придумка в принципе неработоспособна, но отнюдь не поэтому. Во-первых, чтобы принять сигнал и накопить, без синтезирования апертуры не обойдешься, а для этого желательно лететь в направлении, перпендикулярном направлению на объект. И знаете что, абсолютно тем же самым занимается ДРЛО, поэтому ваши радиальные скорости друг относительно друга будут близки к нулю.
Во-вторых, даже если повезло и у вас есть вектор радиальной скорости, возьмите проекцию этого вектора на отраженный луч. А какой там угол, учитывая дальности ДРЛО и высоты полета? Дай бог, чтоб один градус. Таким образом, разница между векторами тоже будет весьма и весьма мала. А теперь вспомните формулу доплеровской частоты от скорости и длины волны хокая (ок. 70 см). Вы получите единицы-десятки герц. Вы такого сдвига не заметите, учитывая импульсность сигнала (и неизвестные точные параметры, все-таки он чужой).

S.I.> Понятно, что если самолёт ДРЛО видит пассивный разведчик с радиогоризонта (ЭПР Ту-95 порядка 100м2), то точность этого способа небольшая из-за малой базы (высоты) относительно дальности. Для малозаметных самолётов (ЭПР порядка 0,1м2) когда дальность их обнаружения ДРЛО относится к высоте полёта примерно как 10:1 картина сильно меняется..

А вы, простите, вообще на какой дальности такую пассивную пеленгацию собираетесь реализовывать? И насколько близко подлетать к Хокаю - на 100 км?

ccsr> Все это уже давно было решено при создании "Кольчуги":
Он способен с высокой точностью определять координаты наземных и надводных целей, маршруты их движения на расстоянии до 600 км в глубину территории и на 150 км по фронту, а для воздушных целей летящих на высоте 10 км — до 800 км.
Система оборудована параллельным 36-канальным приемником обнаружения и электроникой, способной исключить фоновые сигналы и одновременно сопровождать сигналы от 200 целей.
ccsr> [/i]

Вы с Кольчугой поосторожнее. А не то появится Скайдрон.

Mityan> Очень меткое замечание. Господа полагают, что у них будет один прямой луч, и один отраженный, причем именно угол отражения равен углу падения. Наивняк!
Автор замечания видимо уже понял свою ошибку. Теперь ваша очередь.
Правильный ответ - на предыдущей странице.
пс.
даю наводку - солнце не светит в импульсном режиме.

Mityan> И насколько близко подлетать к Хокаю - на 100 км?
Где-то так..

Mityan>> И насколько близко подлетать к Хокаю - на 100 км?
S.I.> Где-то так..
Вас обнаружат, несмотря на всю малозаметность.
S.I.> даю наводку - солнце не светит в импульсном режиме.
дело не в импульсном режиме. Солнце - всенаправленный источник, поэтому дорожка. Отражение с разных углов, потому как море - тоже не идеальная гладь, и падающий на поверхность воды луч под практически любым углом все равно может идти в вашу сторону.
Теперь о ДРЛО. Вы знаете, что из себя представляет его антенна? Можете по ее вертикальному размеру прикинуть ширину диаграммы в вертикальной плоскости? Это широкий веер.
Поэтому случай облучения поверхности воды абсолютно идентичен - к вам придет дорожка, а не один луч с одного угла.
Теперь об измерениях. Давайте представим идеализированную картину: ДРЛО и разведчик на расст. 100 км, оба на высоте 10 км. Нетрудно подсчитать, что разность в длине прямого и отраженного пути составит приблизительно 2 км (угол 11 град). То есть если зондирующий импульс будет 7 мкс, то вы никакой задержки не измерите вовсе, у вас лучи наложатся друг на друга. Не говоря уж о том, что будет в случае дорожки и бОльших дальностей.
Может быть, вы собираетесь разделять лучи узконаправленным антеннами (как на рисунке в приведенном вами патенте)? Очень интересно посмотреть на антенну с шириной ДН в 1 градус (в угломестной плоскости) диапазона 400-450 МГц на малозаметном(!) БЛА. Очень интересно.

S.I.>> даю наводку - солнце не светит в импульсном режиме.
Mityan> дело не в импульсном режиме.
Если вы это не понимаете - ваша проблема. Я не учитель в 8 классе.

S.I.>>> даю наводку - солнце не светит в импульсном режиме.
Mityan>> дело не в импульсном режиме.
S.I.> Если вы это не понимаете - ваша проблема. Я не учитель в 8 классе.
Я б так сказал... скорее, ученик!

Mityan> ДРЛО и разведчик на расст. 100 км, оба на высоте 10 км. Нетрудно подсчитать, что разность в длине прямого и отраженного пути составит приблизительно 2 км (угол 11 град). То есть если зондирующий импульс будет 7 мкс, то вы никакой задержки не измерите вовсе, у вас лучи наложатся друг на друга.
Т.е. у ДРЛО разрешение по дальности 7мкс х 300000 = 2км? Замечательные характеристики.. :)Модулирование импульсов передатчиком, сжатие импульсов в приёмном тракте не используется. Почему?

Mityan> Может быть, вы собираетесь разделять лучи узконаправленным антеннами (как на рисунке в приведенном вами патенте)?
Зачем такой изврат?
моноимпульсная фазовая пеленгация одной антенной системой-

Моноимпульсные фазовые пеленгаторы широко известны. Используемый в таких пеленгаторах метод определения угловых координат ИРИ основан на оценке разности хода лучей от ИРИ до нескольких пространственно разнесенных точек приема за счет преобразования этой разности в фазовые соотношения принимаемых сигналов. Данные фазовые соотношения с учетом геометрии антенной системы позволяют одновременно определять азимут и угол места ИРИ.

 

S.I.> Т.е. у ДРЛО разрешение по дальности 7мкс х 300000 = 2км? Замечательные характеристики.. :)Модулирование импульсов передатчиком, сжатие импульсов в приёмном тракте не используется.

Почему вы так решили? Во-первых, разрешающая способность по дальности зависит от ширины спектра, а не от длительности зондирующего импульса (т.е. все используется). Во-вторых, ДРЛО этого (2-3 км) достаточно, дальше другие средства отработают, если что. Да и сам же, сменив сигнал...
Давайте возьмем AN/APS-96. Импульсная мощность 3 МВт, средняя - 3.8 кВт, значит скважность ок. 800 (789). ДРЛО смотрит далеко, допустим, у него инструментальная дальность 600 км, что дает интервал ожидания 4 мс. Получается, 5 мкс длительность импульса с учетом скважности.
ну, у меня 7, зато и случай идеализированный. Я ж говорил, вас обнаружат за 100 км.

А из-за большой дальности (малого угла) у вас не успеет прямой импульс закончится, как начнется отраженный, точнее - начнутся, от всей дорожки. Т.е. фронт есть, а спада нет как такового ,сильно размазан. Ну, ИМХО.

S.I.> моноимпульсная фазовая пеленгация одной антенной системой-
А когда у вас смесь отражений, сигналов на одной частоте (когерентных) с разными фазами, вы их не разделите двухканальным пеленгатором. Ну в общем, точность будет сильно страдать - ± несколько километров и в плоскости и по высоте.

Mityan> Почему вы так решили? Во-первых, разрешающая способность по дальности зависит от ширины спектра, а не от длительности зондирующего импульса (т.е. все используется).
Это вы так решили, а не я. Ибо если импульс можно сжать в приемном тракте, то его может сжать и наш приёмник. Т.е. вполне можно разделить отражение от поверхности и прямой импульс.
Mityan> ДРЛО смотрит далеко, допустим, у него инструментальная дальность 600 км, что дает интервал ожидания 4 мс.Получается, 5 мкс длительность импульса с учетом скважности.
Т.е. со 100 км при высоте обоих 10км получается определить дальность - ибо прямой импульс закончится прежде чем придёт отраженный .
Mityan> ну, у меня 7, зато и случай идеализированный. Я ж говорил, вас обнаружат за 100 км.
Случай притянутый за уши. Увеличим высоту разведчика до 15км - и всё получается. Ибо опять таки прямой импульс закончится прежде, чем придёт отраженный.
Mityan> А из-за большой дальности (малого угла) у вас не успеет прямой импульс закончится, как начнется отраженный, точнее - начнутся, от всей дорожки.
11 градусов - не такой уж малый угол. У дорожки есть только одна точка (вернее это будет пятно) от которого отражение приходит ПЕРВЫМ. От всех остальных точек приходит позже так как есть только одно кратчайшее расстояние между двумя точками через отражение от плоскости.
Mityan> А когда у вас смесь отражений, сигналов на одной частоте (когерентных) с разными фазами, вы их не разделите двухканальным пеленгатором. Ну в общем, точность будет сильно страдать - ± несколько километров и в плоскости и по высоте.
Точность ± несколько км вполне достаточна - дальше другие средства отработают, если что.

Mityan> Давайте возьмем AN/APS-96. Импульсная мощность 3 МВт, средняя - 3.8 кВт, значит скважность ок. 800 (789). ДРЛО смотрит далеко, допустим, у него инструментальная дальность 600 км, что дает интервал ожидания 4 мс. Получается, 5 мкс длительность импульса с учетом скважности.

15Дж в импульсе? а не мало?

iodaruk> 15Дж в импульсе? а не мало?

Нет, не мало. Для таких радаров нормально. Вообще, бОльшая мощность встречается только у СПРН.

S.I.> Случай притянутый за уши.
По-моему, это вы за уши притягиваете.

Хорошо. Допустим, вы определили высоту, азимут и дальность Хокая.

Во-первых, вообще - я уже несколько раз спрашивал, на какой именно малозаметный самолет вы собираетесь эту систему ставить? Какая нужна боковая ЭПР, чтобы вас не обнаружил Хокай на 100 км? Или какая скорость?

Во-вторых, у вас, в отличие от Хокая, антенна будет ненаправленная, поэтому в нее полезет все подряд со всех сторон и будет мешать.

В третьих, для столь дальней локации вряд ли нужно высокое разрешение по дальности, поэтому импульс скорее всего немодулированный. Был бы модулированный, использовали бы приличные коэффициенты сжатия, чтобы уменьшить энергетику, а значит он был бы значительно длиннее, что не вписывается в заявленные ТХ. А при длительности импульса в 5 мкс вы можете получить разрешение спектра (определить частоту) только с точностью до 200 кГц безотносительно к выбранной высокой частоте дискретизации. Честно говоря, не знаю, как вы там собрались сжимать импульс, не имея образца сигнала, определяя частоту с точностью до сотен кГц всего лишь.

Да и с энергетикой разбираться надо. Может, представите расчет? Я вам по ЖПСу уже представлял на 3й странице.

Впрочем, дерзайте, предложите такую систему военным - незаметный БЛА + определение положения больших кораблей в виде еще бОльших пятен + если повезет и хокай не улетит + а оно надо(?). Может, паржут.

Mityan> Во-первых, вообще - я уже несколько раз спрашивал, на какой именно малозаметный самолет вы собираетесь эту систему ставить? Какая нужна боковая ЭПР, чтобы вас не обнаружил Хокай на 100 км? Или какая скорость?
имхо, здесь это офтоп - лучше сюда: Малозаметность в мировой практике
Mityan> Во-вторых, у вас, в отличие от Хокая, антенна будет ненаправленная, поэтому в нее полезет все подряд со всех сторон и будет мешать.
С какой стати ненаправленная? Фазированная решетка. Не слишком многоэлементная, но тем не менее направленная.
Mityan> В третьих, для столь дальней локации Честно говоря, не знаю, как вы там собрались сжимать импульс, не имея образца сигнала, определяя частоту с точностью до сотен кГц всего лишь.
Почему дальней? Ближняя вдруг стала не интересной? Или на неё отдельный Хокай?
Почему без образца? Прямой принятый мощный сигнал и будет образцом.

S.I.> Практическая реализация -

Все излагаемые вами принципы верны, спорить не буду. Но, как говорится, дьявол в деталях.

Во-первых, БРЛС истребителей работают в 3-сантиметровом диапазоне.
Как думаете, есть разница в реализации двух направленных антенн диапазона 3 см на большом бомбере и двух направленных антенн диапазона 70 см на малоразмерном БЛА? Или это почти то же самое?

Во-вторых, БРЛС истребителя работает в квазинепрерывном режиме (короткие импульсы с высокой частотой повторения), а РЛС ДРЛО импульсно-доплеровская. Причем мне известна подробно работа одной двухкоординатной (азимут-дальность) наземной РЛС, а это, согласитесь, практически то же самое, что РЛС Хокая - антенна широкая в азимутальной плоскости и очень узкая (чуть ли не линейка излучателей) в угломестной. И по дальности и по др. характеристикам очень схоже. Так вот там импульсы сложные и длительные, до 100 и более мкс. Даже короткие импульсы в совмещенном режиме (добавляется ближняя локация для сокращения слепой зоны, обусловленной длинными импульсами) не настолько коротки, как хотелось бы (с учетом наших с вами предыдущих расчетов).

В-третьих, по поводу малозаметности. Сведения о версиях РЛС Хокая в интернете скупы и обрывочны, но вот например для последнего актуального варианта AN/APS-145 заявлена дальность обнаружения в 680 км для бомбера. Немного посчитаем (по той же самой 525-й рекомендации).
Бомбер это 50 м.кв. ЭПР.
Затухание для радиолокации на частоте 450, дальности 680 и ЭПР 50 составляет 252 дБ (формулу смотрите сами, плзз).
Несложно рассчитать, что при такой же самой энергетике (примерно таком же затухании) на 200 км обнаруживается цель с ЭПР порядка 0.5 м.кв.
Теперь посмотрим, что такое ЭПР 0.5 м.кв. Возьмем "Радиолокационные системы" Бакулева, где приведены ЭПР разных геометрических форм. ЭПР полуволнового вибратора диапазона 70 см приблизительно 0.07 - 0.08 (это средняя, максимальная - в направлении нормали - раз в 5 выше). Сие означает, что только ваша ФАР, а точнее 6-элементная линейка, без всего-всего остального, из чего состоит БЛА, будет видна за 200 км минимум.
Так что ни о какой скрытой радиоразведке речи быть не может.

В-четвертых, если ваш БЛА попадает в провал диаграммы Хокая, а вы при этом принимаете невесть откуда отраженный импульс и синхронизируетесь по нему, у вас вся картина попрыгает в стороны. Опытные РТРовцы, кои есть на всяких форумах, в том числе и на этом, утверждают, что очень многое зависит от оператора, а вы собираетесь такое дело поручить искусственному интеллекту.

Я лично вижу только один плюс - экономию электроэнергии, т.к. излучать не надо.
Хотя, если вы собираетесь обнаруживать пассивно все вокруг, как это делает Хокай, не концентрируясь на некоторой весьма ограниченной области, то вам придется коррелировать всё и вся, а в этом случае те же самые киловатты и даже больше уйдут уже на цифровую обработку (на малозаметном БЛА, подчеркиваю).

Так что, по моему скромному мнению, подобные системы не найдут спроса ввиду крайней ненадежности во всем - скрытности, точности, достоверности, даже самой потенциальной возможности РТР. Хотя для защиты диссера вроде неплохо.

Mityan> ... БРЛС истребителя работает в квазинепрерывном режиме (короткие импульсы с высокой частотой повторения), а РЛС ДРЛО импульсно-доплеровская.

Если современный борт заточен для работы по линии в-з (в-к), то у него, как правило, БРЛС импульсно-доплеровская.

Mityan> Если видны неск. сигналов, то прямой придет раньше всех.

Да не всегда. А тактический пример можно привести простой - излучается бортовым вертолетным ПРД допустим импульс какой то системы, а между вертолетом и наземным ПРМ - попендикулярно небольшая хребтина и ПРМ на дне долины - в глубокой тени. При этом за долиной, где находится ПРМ, расположен более высокий, чем первый хребет.
В этом случае первой придет на ПРМ отраженка от второго, более высокого хребта и прямого сигнала не будет. Причем придет лес только отраженных импульсов. И только по мере увеличения высоты полета вертолета в этой смеси начнет появляться прямой сигнал.

S.I.> Зачем такой изврат?
S.I.> моноимпульсная фазовая пеленгация одной антенной системой-
S.I.> § 18.6. МОНОИМПУЛЬСНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛИ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ

Двумя, бо в случае с одной АС на борту, ФП будет давать ошибку при крене и замеры придется выполнять строго в горизонтальном полете. Вторая АС в первом приближении решает эту проблему. Другой путь - апроксимировать результаты измерений с мгновенной величиной крена борта. Применяются оба способа, но второй имеет ограничения по максимальной величине компенсации крена.

Mityan> В третьих, для столь дальней локации вряд ли нужно высокое разрешение по дальности, поэтому импульс скорее всего немодулированный.

Почему? Разве есть на борту системы, которым нужна большая дальность и некудышнее РСД? Современные БРЛС имеют вполне приличные дальности (несколько сот км) с хорошим значением РСД.

Mityan> Был бы модулированный, использовали бы приличные коэффициенты сжатия, чтобы уменьшить энергетику, а значит он был бы значительно длиннее, что не вписывается в заявленные ТХ.

Коэффициент сжатия ШПС, например ЛЧМ, зависит не только от длительности импульса, но и от ширины спектра, то есть от крутизны характеристики. Естественно, чем длиннее несжатый импульс, тем проще реализовать требования к нему. Но все это, можно оптимизировать в достаточно широких пределах, поэтому прежде чем делать вывод "невыполнение ТХ", весь этот способ необходимо видимо обсчитывать.

Mityan>> В третьих, для столь дальней локации вряд ли нужно высокое разрешение по дальности, поэтому импульс скорее всего немодулированный.
mico_03> Почему? Разве есть на борту системы, которым нужна большая дальность и некудышнее РСД? Современные БРЛС имеют вполне приличные дальности (несколько сот км) с хорошим значением РСД.

Вообще да, тут меня немного занесло, признаю. Нашел у себя информацию (в бумажном виде). По AN/APS-125,-138
Импульсная мощность 1 МВт, средняя - 3.5-4 кВт
КУ антенны 25 дБ, ширина луча 8 градусов в азимутальной плоскости, 21 в угломестной.
Длительность импульсов от 5 до 16 мкс, ЛЧМ, сжатые - 0.3 мкс.
ДРЧ 390-450 МГц.

Значит РСД - 45 метров. а коэффициенты сжатия (примерно) 15-50.

По БРЛС истребителей еще посмотрю завтра, но вообще квазинепрерывный режим как мне кажется делают исключительно из соображений энергетики, чтобы сохранить требуемую энергию без реализации огромных импульсных мощностей. То же самое касается и применения сложных сигналов - если б не мощность/дальность, вполне можно было бы немодулированными импульсами обходиться (короткими).
Вот еще интересный вопрос - зачем дальность до 45 метров, если ширина луча 8 градусов, что на приличных дальностях дает погрешность в километры, если не десятки.

И расшифруйте, пожалуйста, в-з (в-к), а то я не знаю.

Mityan> Длительность импульсов от 5 до 16 мкс, ЛЧМ, сжатые - 0.3 мкс.
Mityan> ДРЧ 390-450 МГц.
Mityan> Значит РСД - 45 метров. а коэффициенты сжатия (примерно) 15-50.

Для этого д.в. не могу ничего сказать. Но например, для 1,3-2,0 ГГЦ уже 20 лет назад на серийных были сжатые 50 нсек и выигрыш примерно 20-28 dБ. Можно было получить и лучше, но по разным причинам остановились на этом, хотя опытные узлы давали менее 10 нсек. При этом вся техника была аналоговая.

Mityan> По БРЛС истребителей еще посмотрю завтра, но вообще квазинепрерывный режим как мне кажется делают исключительно из соображений энергетики, чтобы сохранить требуемую энергию без реализации огромных импульсных мощностей.

Вы не обратили внимания на второе определение - "доплеровские". Именно такие сигналы необходимы для работы по мобильным объектам на фоне земли и по кораблям.

Mityan> То же самое касается и применения сложных сигналов - если б не мощность/дальность, вполне можно было бы немодулированными импульсами обходиться (короткими).

Если в пределе, то при применении очень коротких, но сверхширокополосных сигналов (СШПС), в средствах ПВО теоретически можно видимо получить новое качество - распознавать форму объекта по отраженному от него сигналу, но технические трудности при этом - предельные.

Mityan> Вот еще интересный вопрос - зачем дальность до 45 метров, если ширина луча 8 градусов, что на приличных дальностях дает погрешность в километры, если не десятки.

Не могу сказать, а предполагать не хочется.

Mityan> И расшифруйте, пожалуйста, в-з (в-к), а то я не знаю.

В-з (в-к) - это сокращенные наименования линий "Воздух-Земля" и "Воздух-Корабль".