Чернобыль — 2, она же загоризонтная радиолокационная станция «Дуга». Недалеко от Чернобыльской АЭС (Украина) есть интересный объект, который видно из Припяти. Оказывается это так называемый Чернобыль-2… Объект называется «Дуга», проработал он несколько лет. Строительство станции в Чернобыле было завершено в 1975 году. После событий 26 апреля 1986 года станция была заморожена и эксплуатация прекращена в связи с возможным повреждением электронного оборудования. За характерный звук в эфире, издаваемый при работе (стук) получила название от американских радиолюбителей как Russian Woodpecker (Русский Дятел). Высота этой станции близ Чернобыля около 150 метров, длина 800 метров.

Экспериментальный узел «Чернобыль-2″ был сверхсекретным объектом и на всех топографических картах того времени, между селами Копачи и Диброва, где находилась РЛС, стояла точка, обозначенная как «пионерский лагерь”.

В 1947 г. научным сотрудником НИИ-16 Николаем Ивановичем Кабановым впервые в мире была выдвинута идея раннего (загоризонтного) обнаружения самолетов в коротковолновом диапазоне волн на удалении до 3000 км. В основе идеи лежало использование эффекта отражения радиоволн от ионосферы для загоризонтного обнаружения целей. Высота ионизированных слоев атмосферы, от которых отражается луч радиолокационной станции (РЛС), составляет от 70 до 300 км; при одном отражении, с учетом кривизны земного шара, луч упадет на земную поверхность как раз на таком расстоянии (до 3000 км). Станции, построенные в расчете на такой процесс, называются односкачковыми. Если же надо «смотреть» дальше, то требуется многоскачковая станция (двух-, трёхскачковые).

В рамках Научно-исследовательской работы (НИР) “Веер” в Мытищах была построена опытная установка, но обнаружить цели за горизонтом из-за неразрешимых технических трудностей Н.И.Кабанову в то время так и не удалось. Поэтому установилось мнение, что обнаружить цели за горизонтом на фоне мощных отражений от Земли невозможно. НИР “Веер” была завершена в 1949 г.

Работы по загоризонтной радиолокации в СССР возобновились в 1958 г. В ходе работ была доказана принципиальная возможность загоризонтного обнаружения самолетов на дальности одного скачка (3 000 км) и стартующих баллистических ракет на дальности двух скачков (6 000 км).

Практическая реализация загоризонтной локации в СССР связана с именем главного конструктора радиорелейных линий, лауреата Государственной премии СССР Ефима Семеновича Штырена. Он, не зная об открытии Кабанова, в конце 1950-х гг. сделал такое же предложение для обнаружения самолетов на дальностях 1000 - 3000 км.

Ефим Штырен, его ближайший помощник и единомышленник Василий Шамшин (ставший впоследствии министром связи СССР), молодые ученые Эфир Шустов и Борис Кукис теоретически обосновали возможность создания мощного коротковолнового загоризонтного радара. Они разработали научный отчет “Дуга”, названный так потому, что обнаружение целей за тысячи километров шло над круглой поверхностью Земли. 1 января 1961 г. был представлен отчет по НИР «Дуга», в котором фиксировались результаты расчетов и экспериментальных исследований по отражающим поверхностям самолетов и ракет, а также высотного следа последних, и предложен метод выделения слабого сигнала от цели на фоне мощных отражений от земной поверхности. Комиссия, рассмотрев отчет, дала работе положительную оценку и рекомендовала подтвердить теоретически обоснованную возможность обнаружения прямыми экспериментами.

Неуклонное совершенствование баллистических ракет (БР), увеличение их количества у вероятного противника и прохладные отношения между США и СССР привели к появлению реальной угрозы ракетного нападения на Советский Союз. Руководство партии и страны давало себе отчет в этом, поэтому 15 ноября 1962 г. были подписаны постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О создании системы обнаружения и целеуказания системы ИС, средств предупреждения о ракетном нападении и экспериментального комплекса средств сверхдальнего обнаружения запусков баллистических ракет, ядерных взрывов и самолетов за пределами горизонта» и «О создании отечественной службы контроля космического пространства». Несомненно, этими постановлениями была открыта новая веха в области контроля воздушного и космического пространства.

В СССР были открыты ряд НИР и ОКР (опытно-конструкторских работ) по формированию и наращиванию группировки средств раннего обнаружения стартующих межконтинентальных баллистических ракет (МБР).

Одним из этих постановлений Научно-исследовательскому институту дальней радиосвязи - НИИ ДАР (Ф.В.Лукин, Е.С.Штырен) была поручена НИР «Дуга-1» по созданию загоризонтной РЛС.

В августе 1964 г. после обсуждения состояния и перспектив работ по НИР «Дуга-1» на научно-техническом совете НИИ ДАР с назначенным к тому времени главным инженером института Ф.А.Кузьминским было решено доложить этот вопрос министру радиопромышленности В.Д.Калмыкову.

На совещании присутствовали Г.П.Казанский (первый заместитель министра) и академик А.Л.Минц. Казанский высказал осторожную точку зрения: еще недостаточно исходных данных, надо продолжить экспериментальные работы. На это возразил Минц: «Мы в свое время начали проектировать синхрофазотрон, не имея задания и не зная, как к этому подойти. Нельзя противопоставлять научно-исследовательские и инженерно-конструкторские работы».

Выслушав все «за» и «против», В.Д.Калмыков сказал: «Задача раннего предупреждения для нашей страны чрезвычайно важна. Мы не имеем баз вблизи континента США, чтобы обнаруживать МБР с момента их старта. Поэтому, несмотря на отсутствие многих исходных данных, необходимо идти на риск и создавать в Николаеве опытный образец ЗГРЛС. Обязываю вас разработать в 1965 г. аванпроект этого радиолокатора и приступить к разработке технической документации на аппаратуру, то есть перейти к ОКР».

Комплекс работ по НИР «Дуга-1» НИИ ДАР выполнял на экспериментальной установке, которую смонтировали в районе г. Николаева (около с. Калиновка). В 1964 г. она впервые засекла ракету, стартовавшую с Байконура, на дальности 3000 км.

После завершения НИР «Дуга-1» в 1965 г. во НИИ ДАР приступили к следующему этапу работ. На том же месте, в г. Николаеве с Министерством обороны и Комиссией по военно-промышленным вопросам было согласовано создание нового опытного образца РЛС загоризонтного обнаружения БР.

30 июня 1965 г. Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР НИИ ДАР было задано создание опытного сокращённого образца ЗГРЛС «Дуга-2». Опытный образец ЗГРЛС «Дуга-2» получил шифр 5Н77. В 1966 г. главным конструктором опытного образца ЗГРЛС был назначен В.П.Васюков.

В 1966 г. был разработан эскизный проект ЗГРЛС, в котором были определены состав и характеристики сокращенного опытного образца загоризонтного радиолокатора. Были решены вопросы внешней кооперации. К проектированию антенно-фидерных устройств (АФУ) был привлечён Ленинградский филиал ЦПИ-20, Спецстальконструкция и КБ им. А.А.Расплетина; усилителей мощности – КБ ленинградского завода им. Коминтерна, ОКБ ДМЗ; аппаратуры поиска рабочих каналов – ленинградский НИИ «Вектор». Остальная аппаратура разрабатывалась и изготавливалась во НИИ-37 (с 24 марта 1966 г. Научно-исследовательский радиотехнический институт (НИРТИ), с 25 ноября 1975 г. - НИИ ДАР (Научно-исследовательский институт дальней радиосвязи)). К монтажно-настроечным работам было привлечено Головное производственно-техническое предприятие (ГПТП) из Москвы.

В том же 1966 г. в районе г. Николаева начаты строительные работы опытного сокращённого образца ЗГРЛС 5Н77 «Дуга-2». Приёмный центр радиолокационного узла с ЗГРЛС 5Н77 «Дуга-2» находился около г. Николаева (с. Калиновка), передающий центр - около п. Луч на границе Николаевской и Херсонской областей.

Приёмная антенна радиолокационного узла с ЗГРЛС 5Н77 «Дуга-2» около г. Николаева (с. Калиновка):

Она же в цвете:

Не ожидая завершения испытаний опытного сокращённого образца ЗГРЛС 5Н77 «Дуга-2» в г. Николаеве, в 1969 г. было принято решение о создании системы загоризонтного обнаружения баллистических ракет (БР), состоящей из двух более совершенных ЗГРЛС, расположенных в районе городов Чернобыля и Комсомольска-на-Амуре. При согласовании технических требований главный конструктор Ф.А.Кузьминский, опираясь на положительные данные, полученные на николаевском объекте (который был ориентирован по среднеширотной трассе на Китай), принял для этих ЗГРЛС завышенные требования по вероятности обнаружения одиночных и групповых целей на дальности 9 000 км (новые ЗГРЛС должны были быть ориентированы через Северный полюс на Северную Америку). При этом была допущена вскрывшаяся впоследствии недооценка влияния полярной ионосферы на затухание сигнала и времени существования «дальних сигналов» на этих трассах.

29 сентября 1969 г. Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР НИИ ДАР была задана разработка головного Радиолокационного узла (РЛУ) № 1 с ЗГРЛС 5Н32 «Дуга».

НИИ ДАР в 1971 г. был разработан эскизный проект ЗГРЛС 5Н32 и аванпроект системы на базе ЗГРЛС 5Н32.

В 1972 в СССР была разработана концепция интегрированной системы (ИС) предупреждения о ракетном нападении. Она включала в себя как построенные и строящиеся, так и предполагавшиеся к строительству объекты системы предупреждения ракетного нападения (СПРН). Концепция ИС включала в себя наземные надгоризонтные и загоризонтные РЛС и космические средства. Основной задачей ИС была способность обеспечить реализацию ответно-встречного удара. Для обнаружения пусков МБР во время прохождения ими активного участка траектории, что обеспечило бы максимальное время предупреждения, предполагалось использовать спутники СПРН и ЗГРЛС. Обнаружение боевых частей ракет на поздних участках баллистической траектории предусматривалось с помощью системы надгоризонтных РЛС. По мнению разработчиков концепции, такое разделение значительно повышало надёжность системы и снижало вероятность ошибок, так как для обнаружения ракетного нападения используются разные физические принципы: регистрация инфракрасного излучения работающего двигателя стартующей МБР спутниковыми датчиками и регистрация отражённого радиосигнала с помощью РЛС.

Концепция ИС была оформлена 18 января 1972 г. Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР. Постановлением в целях создания комплексной СПРН было задано строительство узла раннего обнаружения № 5 (РО-5) с РЛС «Днепр» в Мукачево, узла РО-30 с РЛС «Дарьял» в Печоре, узла РО-7 с РЛС «Дарьял» в Мингечауре, двух узлов загоризонтного обнаружения с ЗГРЛС «Дуга» в Чернобыле и Комсомольске-на-Амуре, вынесенной приемной позиции «Даугава» на узле РО-1 в Мурманске и создание Командного пункта (КП) Системы предупреждения ракетного нападения (СПРН) на базе Командного пункта раннего обнаружения (КПК РО) в г. Солнечногорске.

Таким образом, РЛУ № 1 ЗГРЛС 5Н32 «Дуга» в районе г. Чернобыля и РЛУ № 2 ЗГРЛС 5Н32 «Дуга» в районе г. Комсомольска-на-Амуре (оба с ориентацией на Северную Америку через Северный полюс), а также вынесенной приемной позиции «Даугава» около Мурманска, на узле РО-1 системы СПРН, должны были обеспечить надежное обнаружение группового и массового старта МБР с территории США.

Уже в марте 1972 г. около г. Чернобыля было начато строительство головного РЛУ № 1 с ЗГРЛС 5Н32 «Дуга».

Первая серия электромагнитных трансляций с этого объекта началась 4 июля 1976 года. Эти трансляции нарушали радиосвязь на всей планете в диапазоне от 3 до 30 Мгц. Импульсы передавались с интервалом в одну десятую секунды. Сигнал регистрировался не только специальной аппаратурой, но и был слышен в обычных радиоприемниках, как пульсирующий стук.

Во множестве стран мира на «Русского Дятла» сыпались тысячи жалоб от компаний и простых радиолюбителей. Так как «Русский Дятел» стучал на частотах, охраняемых международными соглашениями для гражданского пользования, правительства США, Великобритании и Канады заявили протест Советскому Союзу. Но СССР не признавал даже факт существования Дятла. Мировое сообщество радиолюбителей даже предприняло попытку подавления Русского Дятла, попробовав вещать в противофазе прямоугольные импульсы на той же частоте, чтобы помешать советскому дятлу-приемнику. Однако и эта попытка не увенчалась успехом.

Что касается назначения Русского Дятла то тут была масса теорий. Так, даже на самом высоком уровне рассматривалась теория управления сознанием. Один из консультантов Министерства Обороны США писал: «сигнал Русского Дятла - это самый мощный источник электромагнитной радиации когда-либо созданный человеком. 10 импульсов в секунду, 40 миллионов Ватт, он психоактивен! Он излучается из Советского Союза и проницает всё в США. Он улавливается проводами электросети и через них втекает в наши дома» В 1988 году Федеральная комиссия по связи США провела расследование и, наконец, выяснила назначение Русского Дятла. Оказалось, что Русский Дятел являлся мощным надгоризонтным радаром советской системы предупреждения о ракетном нападении (СПРН). Он отслеживал изменения состояния ионосферы, которые возникают при включении ракетных двигателей (эффект деионизации ионосферы и снижения отражаемости радиоволн КВ-диапазона).

Западные спецслужбы активно изучали другие возможные эффекты действия «Русского дятла” от изменения погоды и до разрушающего влияния на сознание людей, всерьез рассматривая «Русский Дятел”, как экспериментальное оружие СССР. Такие предположения были вполне обоснованные, так как уже многие годы велись исследования всевозможных воздействий мощных электромагнитных излучений. К примеру, еще в начале века опыты ученого Теслы по беспроводной передаче электрической энергии привели к нарушению энергоснабжения и сотням лесных пожаров из-за разразившихся гроз. В 1978 году журнал «Спекьюла» опубликовал данные исследований, которые показали, что электромагнитные сигналы определенных частот могут передаваться через толщу земли. Входя в ее поверхность под углом 30 градусов, они образуют в глубине земли стоячие волны, которые складываться с волнами, излучаемыми расплавленным ядром Земли, что в результате может приводить к землетрясениям и атмосферным бурям.

По имеющейся информации, в Норвегии был установлен мощный передатчик, электромагнитное излучение которого могло создавать нелинейные эффекты в ионосфере, мешающие нормальному функционированию узлов Дуги.

Другим направлением исследований была передача загоризонтными РЛС сигналов, способных влиять на психику людей. Суть идеи заключалась в том, что высокочастотный сигнал использовался загоризонтными РЛС как несущий. Он модулировался с другим сигналом сверхнизкой частоты, который совпадал с частотами импульсов мозга, находящегося в состоянии депрессии или раздражения. Такие сверх низкочастотные сигналы, регистрировались и выделялись из сигналов загоризонтных РЛС СССР на территории многих западных стран. Такие сигналы классифицировались как психоактивные и способные влиять на поведение людей.

Первые полосы западной прессы того, времени пестрели такими заголовками:

«Русские стоят на пороге открытия новых технологий и вооружения, которые оставят в прошлом ракеты и бомбардировщики. Эти технологии позволят им разрушать до пяти американских городов в день посредством трансляции радиоимпульсов. Они смогут нести панику и болезни целым народам.”

Данные советской разведки подтверждали, что подобные работы вели и американцы. Американский аналог «Русского дятла» назывался «Циркулярная пила”. «Циркулярная пила” могла излучать психоактивный сигнал, который взаимодействовал с мозгом человека, как бы накладываясь на его работу. Активные работы велись по уменьшению размеров «Пилы”, для получения мобильных установок, которые могли бы устанавливаться на вертолетах, танках и другой военной технике.

Строительство станции вблизи Чернобыльской АЭС объяснялось ее высокой энергоемкостью. Первоначально радар радиолокационного узла, часто называемый «Чернобыль-2″, работал на частотах между 3.26 и 17.54 Мгц. С началом работы станции, ее передатчик начал блокировать частоты связи и частоты, предназначенные для работы авиации. Впоследствии радар был модифицирован так, что стал пропускать эти частоты, перемещая свой сектор обнаружения.

Возможности проверять станцию на стартах советских ракет не было, поскольку антенна была направлена строго на Северную Америку. Поэтому тестирование проводилось на учебных стартах «Трайдентов” с американских подлодок в Карибском море, запусках «шаттлов” и даже на метеоритах.Станция способна была обнаружить старт КР «Томагавк» с АПЛ в Атлантическом океане.
В классификации НАТО эти РЛС были известны под кодовым названием - «Steel Yard».

Информация с «Чернобыля-2″ постоянно передавалась на командный пункт, хотя объект на полноценном боевом дежурстве никогда не находился, дежурные смены заступали и работа велась круглосуточно. В том числе и исследовательская.

В 1972 в СССР была разработана концепция интегрированной системы предупреждения о ракетном нападении. Она включала в себя наземные надгоризонтные и загоризонтные радиолокационные станции и космические средства и была способна обеспечить реализацию ответно-встречного удара. Для обнаружения пусков МБР во время прохождения ими активного участка траектории, что обеспечило бы максимальное время предупреждения, предполагалось использовать спутники СПРН и загоризонтные РЛС. Обнаружение боевых частей ракет на поздних участках баллистической траектории предусматривалось с помощью системы надгоризонтных РЛС. Такое разделение значительно повышает надёжность системы и снижает вероятность ошибок, так как для обнаружения ракетного нападения используются разные физические принципы: регистрация инфракрасного излучения работающего двигателя стартующей МБР спутниковыми датчиками и регистрация отражённого радиосигнала с помощью РЛС.

Строительство первых РЛС раннего предупреждения велось в 1963-1969 годах. Это были две РЛС типа «Днестр-М», размещённые в Оленегорске (Кольский полуостров) и Скрунде (Латвия). В августе 1970 система была принята на вооружение. Она была рассчитана на обнаружение баллистических ракет, запускаемых с территории США или из акваторий Норвежского и Северного морей. Основной задачей системы на данном этапе было предоставление информации о ракетном нападении для системы противоракетной обороны, разворачиваемой вокруг Москвы.

В 1967-1968, одновременно со строительством РЛС в Оленегорске и Скрунде, было начато строительство четырех РЛС типа «Днепр» (модернизированная версия РЛС «Днестр-М»). Для строительства были выбраны узлы в Балхаше (Казахстан), Мишелевке (возле Иркутска), Севастополе. Ещё одна была построена на узле в Скрунде, в дополнение к уже работающей там РЛС Днестр-М. Эти станции должны были обеспечить более широкий сектор обзора системы предупреждения, расширив его на Северную Атлантику, районы Тихого и Индийского океана.

Разработанная в 1972 концепция системы предупреждения о ракетном нападении предусматривала интеграцию с существующими и вновь создававшимися средствами противоракетной обороны. В рамках этой программы в систему предупреждения были включены РЛС «Дунай-3» (Кубинка) и «Дунай-3У» (Чехов) системы ПРО Москвы.

Кроме окончания строительства РЛС Днепр в Балхаше, Мишелевке, Севастополе и Скрунде было запланировано создание новой РЛС этого типа на новом узле в Мукачево (Украина). Таким образом РЛС Днепр должны были стать основой новой системы предупреждения о ракетном нападении. Первая очередь этой системы, в состав которой входили РЛС на узлах в Оленегорске, Скрунде, Балхаше и Мишелевке, начала боевое дежурство 29 октября 1976. Вторая очередь, в состав которой входили РЛС на узлах в Севастополе и Мукачево, была поставлена на боевое дежурство 16 января 1979.

Станция в Комсомольске-на-Амуре на узле «Дуга-2″ после значительных доработок поставлена на боевое дежурство 30 июня 1982 года. Она обеспечивала охват Тихого океана до территории США. В настоящее время РЛС снята с боевого дежурства.

Вследствие низкой эффективности двухскачковой загоризонтной радиолокации во второй половине 1980-х возникает вопрос о целесообразности использования по прямому назначению узла «Дуга-2″ и в 1987 уточняются задачи узла. В начале 1990-х на узле произошел пожар, вследствие чего станция прекратила свое функционирование в составе СПРН.

При эксплуатации загоризонтных РЛС в условиях северо-широтных трасс МБР, проходящих через Северный полюс, с постоянным хаотическим возмущением ионосферы выяснились их отдельные недостатки, в частности, РЛС могли обнаружить только массовый старт МБР и с некоторыми ограничениями. В результате чего, эти узлы не были приняты на вооружение. Общие затраты по ним составили порядка 600 млн. рублей.

Строительство.

Проект ЗГРЛС «Дуга-2» рассмотрен и одобрен Государственной комиссией (председатель Ю.В. Вотинцев) и рекомендован для поэтапной реализации. Решение о строительстве принято в 1969 году.

Для строительства ЗГРЛС, первоначально выбрали место возле Дымера на севере Киевской области, затем изменили решение. По слухам, первый секретарь Компартии Украины Владимир Щербицкий настоял, чтобы площадку отвели на малоплодородных полесских землях. Для персонала построили целый городок.

Первые результаты испытаний станции в Чернобыле в направлении северо-широтных трасс оказались неудовлетворительными. Из-за сильных возмущений ионосферы, наличия полярных шапок и других неблагоприятных условий в приполярных и полярных районах вероятность обнаружения одиночных и групповых стартов ракет оказалась очень малой (0,1–0,2 для одиночных и небольших групп ракет, а массовых их запусков – 0,7). Поэтому узел Любеч-1 был возвращен на доработку. На нем выполнялась так называемая «полярная» доводочная программа. Разработчики утверждали, что результаты доводочных работ были положительными.

В составе системы «Дуга-2» предусматривалось создание двух узлов на базе мощных РЛС ЗГО. Первый узел (западный) предполагалось развернуть в районе г. Припять - объект 2999, обозначение НАТО - «Стальной ярд” (steel yard).

Чернобыль-2 обслуживала ВЧ 74939, а Любеч-1 ВЧ А3330.

Второй узел (восточный) – возле пос. Большая Картель (г. Комсомольск-на-Амуре, Хабаровский край) – объект 1937.

Главный конструктор изделия 5Н32 «Дуга-2» (в последствии систему индексации сменили, шифр стал - 32Д6) - Кузьминский Франц Александрович.

Вычислительный комплекс имел шифр 1С31Г.

ЭВМ К-340А для обработки сигнала изготавливалась на дискретных элементах.

В Любече и в Чернобыле были две решетки - одна большая, вторая поменьше. Вероятно, меньшие работали на высокочастотной части диапазона станции, большие на низкочастотной части диапазона.

Антенны под Любечем были хорошо видны с крыш 9-ти этажных зданий города Славутича. От Чернобыльской атомной станции к ЗГРЛС провели линию электропередач. Энергия подавалась и от ЛЭП, шедшей со стороны Киева. Мощность передатчиков в Любеч-1 - до 8 МегаВатт импульсная (до 400 КилоВатт в пересчете на среднюю для синусоидального источника). Из-за такой огромной мощности, некоторые работники в Любече даже фиксировали стук дятла без дополнительных приборов, собственными органами осязания.

По технологии содержания АФУ, положена была покраска изделия раз в 5 лет в чередующиеся полоски красного и белого цвета. Первая покраска была осуществлена альпинистами летом 1980 года. Конструкции АФУ были изготовлены на ГОМСЕЛЬМАШЕ из высоколегированной стали и там же оцинкованы. Монтаж башни в Любеч-1 вело СМУ - 168 «Радиостроя” с использованием монтажного крана, высотой под 200 метров со скоростным лифтом.

Передающая аппаратура собиралась на Днепропетровском машиностроительном заводе и состояла из 26 передатчиков, размер каждого был с двухэтажный дом.

На расстоянии около 2-х километров западнее от больших антенн Чернобыля-2 была конструкция антенн диаметром 300 метров и высотой 10 м - два концентрических круга с одноэтажным зданием в центре (240 вертикальных объемных вибраторов - 2 круга по 120 вибраторов - внутренний и внешний и между ними экран). Между селом Корогод и городком Чернобыль-2, туда идет бетонка. Поворот перед большими антеннами налево (направо-Чернобыль-2).

Это так называемая СОТ (система определения трассы) - станция возвратно-наклонного зондирования ионосферы для определения МПЧ. Кольцевая решетка, позволяла определить направление прихода ЭМ волны и качество распространения. Но свое предназначение она не выполняла, а использовалась периодически для проведения всевозможных эксперементов, например, пассивной радиолокации в диапазоне КВ.

Между кругом и антеной Чернобыль-2 еще был объект ЦКС (центр космической связи).

Объект «Чернобыль-2″ как часть системы противоракетной и противокосмической обороны войск ПВО был задуман для обнаружения ядерного нападения на СССР в первые две–три минуты после запуска баллистических ракет. От Америки до Союза ракеты летели бы 25–30 минут, и можно было успеть принять контрмеры. С помощью коротких радиоволн, способных распространяться на тысячи километров, планировалось постоянно сканировать территорию Соединенных Штатов. Передатчик, расположенный в 60 километрах от антенны под Чернобылем, в Черниговской области, должен был посылать мощные импульсы, которые через Северную Европу и Гренландию доходили до США и возвращались обратно. Их улавливали антенной «Чернобыль-2″, и обрабатывали с помощью компьютеров.

Пишут, что в начале 1986 года узел Ч-2 обнаружил и старт, и взрыв челнока «Челленджер», запущенного с западного полигона США на расстоянии 9000 км от ЗГРЛ. Если только на станции информацию о пуске не получили из сообщений по телевидению. Шаттл взорвался 28 января 1986 г. на 73 секунде после старта. Эффективной отражающей поверхности в этом случае, было мало. Однако, в этот период устанавливалось новое оборудование. За это дежурство расчет получил оценку 5.

После катастрофы.

После катастрофы на Чернобыльской АЭС (апрель 1986 года) узел Любеч-1, оказавшийся в 30 км зоне отчуждения, был законсервирован, а в 1987 году было принято решение о его закрытии.

Около 11 часов утра 26 апреля 2006 г. командир комплекса Владимир Мусиец распорядился отключить объект - система вентиляции засасывала вместе с воздухом радиацию. Гражданское население городка Чернобыль-2 эвакуировали в тот же день, что и Припяти…После аварии на ЧАЭС «Чернобыль-2″ ни разу не работал. Хотя о его закрытии заговорили только через полтора года после. Первую попытку дезактивации предприняли в начале июня 1986 года. Тогда бригада химзащиты, прибывшая из Ленинградского военного округа, три дня мыла объект и городок, снимала сильно загрязненный дерн. Но вскоре уровень радиации восстановился. Позже ставился вопрос о строительстве жилья в новом городке энергетиков Славутиче, чтобы персонал мог работать вахтовым методом. В течение 1986–1987 годов работики станции своими силами неоднократно пытались провести дезактивацию. Территория была чуть ли не вылизана, но это не помогало. В дальнейшем, часть оборудования была вывезена/уничтожена самими военными, остальное растащили на драгметаллы в первые же годы после аварии «собирателями”, некоторые, выдавали себя за ликвидаторов и с поддельными документами и набором инструментов пробирались в зону и доламывали аппаратуру Ч-2.

Антенну в Любеч-1 демонтировали где-то в районе 1998-2005 годов. Большую часть опор растащили на металл. Несколько штук удалось сохранить, одна из них смонтирована в Днепропетровске, вторая вероятно в Измиле, в качестве телевизионной башни, в несколько усеченном виде, на 15 метров ниже.

5Н32 - загоризонтная радиолокационная станция (ЗГРЛС) «Дуга»

Опытная сокращённая ЗГРЛС 5Н77 «Дуга́-2».
Построен один опытный сокращённый образец. На нём велись исследования и испытания для боевых ЗГРЛС 5Н32 «Дуга».

Опытный радиолокационный узел (опытный РЛУ), с. Калиновка, г. Николаев:
— Радиопередающий центр опытного РЛУ с ЗГРЛС 5Н77 «Дуга́-2» — п. Луч,
— Радиоприёмный центр опытного РЛУ с ЗГРЛС 5Н77 «Дуга́-2» — с. Калиновка, г. Николаев,

Боевая ЗГРЛС 5Н32 «Дуга».
Всего было построено два Радиолокационных узла (РЛУ): № 1 (около г. Чернобыля), № 2 (около г. Комсомольска-на-Амуре).

РЛУ № 1, г. Чернобыль-2:
— Радиопередающий центр РЛУ № 1 с ЗГРЛС 5Н32 «Дуга» — г. Любеч-1,
— Радиоприёмный центр РЛУ № 1 с ЗГРЛС 5Н32 «Дуга» — г. Чернобыль-2,

РЛУ № 2, п. Большая Картель, г. Комсомольск-на-Амуре:
— Радиопередающий центр РЛУ № 2 с ЗГРЛС 5Н32 «Дуга» — п. Лиан,
— Радиоприёмный центр РЛУ № 2 с ЗГРЛС 5Н32 «Дуга» — п. Большая Картель.

Радиолокационные системы как комплекс радиоэлектронных устройств, решающих задачи обнаружения различных объектов в пространстве. Основные особенности проблем загоризонтной радиолокации. Особенности построения и действия загоризонтного радиолокатора WARF.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.сайт/

Размещено на http://www.сайт/

Курсов ая работа

по курсу

" Радиотехнические системы "

«Загоризонтная РЛС (н аземная) »

Введение

Радиолокационные системы представляют собой комплекс радиоэлектронных устройств, решающих задачи обнаружения различных объектов в пространстве и измерения их координат и параметров движения посредством приёма электромагнитных волн (ЭМВ), переизлучаемых или излучаемых объектами. Термин радар radar является аббревиатурой английских терминов radio detection and ranging-обнаружение и измерение дальности с помощью радио, что отражает основное назначение радиолокатора.

Наблюдаемые объекты принято называть целями. Для радиолокации целями являются самолёты, ракеты, корабли, наземные и космические объекты.

Радиолокационные станции относятся к системам извлечения информации.

Для извлечения информации необходимо произвести наблюдения в некоторой области пространства. Для этого используется радиолуч, направляемый РЛС в заданные точки пространства, что достигается за счёт сканирования луча.

1. Основные задачи, решаемые РЛС

1. Обнаружение целей, то есть обнаружение факта наличия сигнала, принятого от цели. Задача обнаружения возникает вследствие двух причин: из-за наличия шумов на входе РПрУ или внутренних тепловых шумов и, из-за малой интенсивности принимаемых сигналов. Мощность принимаемых полезных сигналов составляет Вт.

Задача обнаружения формулируется как задача проверки предположения (гипотезы) о наличии в наблюдаемом за время Т на входе приёмника напряжении сигнала против предположения, что сигнала в нём нет.

2. Измерение координат объектов, то есть определение пространственного положения и параметров движения.

К измеряемым координатам относятся: дальность до целей, углы, скорости и их производные.

Измерение координат производится путём оценки параметров принимаемых сигналов - задержки, частоты, а также фронта прихода радиоволны.

3. Разрешение объектов, то есть установление числа объектов в некотором малом объёме пространства, в частном случае объектов может быть всего два. Как правило, задача разрешения объектов решается совместно с задачами обнаружения и измерения координат.

4. Классификация объектов с целью установления их типов.

Поскольку радиолокационные системы работают в условиях действия шумов и помех, то все четыре задачи являются статистическими.

Радиолокация как область науки и техники появилась в 30-х годах. Развитие авиации потребовало усовершенствования средств воздушной разведки и наблюдения, поскольку оптические и акустические средства имеют ряд существенных недостатков, главный из которых ограниченная дальность действия.

2 . Основные особенности проблем ЗГ радиолокации

В загоризонтной радиолокации для обнаружения целей, скрытых за линией горизонта, используется свойство радиоволн декаметрового диапазона отражаться от ионосферы. Для обеспечения распространения зондирующих сигналов с малым затуханием на дальности один, два и более скачков необходимо выбрать оптимальную рабочую частоту радиолокатора в зависимости от состояния ионосферы и дальности до цели. Параметры ионосферы (электронная концентрация, высоты слоев и др.) существенно изменяются по пространству и во времени. Поэтому для рабочих частот радиолокатора в сезонно-суточном цикле необходимо использовать практически весь декаметровый диапазон. В связи с этим основной особенностью ЗГ радиолокаторов является их диапазонность (отношение рабочих частот Fmax/Fmin вставляет 4…10 раз). Это создает существенные трудности в разработке антенных передающих и приемных устройств. Сложение мощности многих передатчиков в широком диапазоне частот с помощью фазированных антенных решеток и электронное управление диаграммами направленности передающей и приемной антенн в широком секторе обзора являются сложными научно-техническими задачами.

Радиолокатору приходится работать в сложных помеховых условиях, так как декаметровый диапазон сильно загружен сигналами различных радиостанций.

Кроме того, наряду с полезным сигналом в тракте приема всегда присутствуют мощные отражения от поверхности земли, являющиеся пассивной помехой, которая часто превышает полезный сигнал на 60 и более децибел.

Следует отметить также, что на начальных этапах ЗГ радиолокации полностью отсутствовали данные об эффективных отражающих поверхностях целей, особенно это относится к высотным ионизированным следам ракет.

Таким образом, для преодоления этих трудностей с целью успешного функционирования ЗГ локаторов необходимо решение целого ряда сложных научно - технических проблем. К ним относятся как традиционные радиолокационные проблемы, возникающие при создании широкодиапазонных высокопотенциальных радиолокаторов, работающих в сложных помеховых условиях, так и принципиально новые радиофизические проблемы, связанные с ионосферным распространением декаметровых радиоволн и отражением их от различных целей.

3 . Принци пы построения загоризонтной РЛС

Следует отметить, что ЗГ РЛС являются доплеровскими, т.е. используют для выделения полезных сигналов из помех доплеровское смешение частоты сигналов, отраженных движущимися целями. Станции, использующие принцип обратного рассеяния, вследствие значительных трудностей, связанных с обеспечением развязки между мощной передающей и высокочувствительной приемной системами, в большинстве случаев строят с разнесением на некоторое расстояние передающей и приемной систем (от десятков до одного - двух сотен километров).

Антенна должна иметь большой коэффициент усиления (20…30 дБ), перекрывать широкий диапазон частот (коэффициент перекрытия по частоте РЛС в целом составляет 5…6), обеспечивать быстрое сканирование в широком азимутальном секторе. Кроме того, передающая антенна должна обеспечивать излучение сигналов с большой мощностью (средняя мощность - несколько сотен киловатт).

Указанные требования определяют построение АФУ в виде фазированных решеток. Примерами ЗГ РЛС с антеннами, выполненными в виде фазированных решеток, является американский комплекс WARF.

Основным требованием к излучающим элементам, составляющим передающую антенную решетку, является постоянство входного сопротивления излучателя в диапазоне рабочих частот и в заданном секторе сканирования. Обеспечение этого требования с учетом взаимных связей излучателей в решетке представляет собой сложную инженерную задачу.

Станции работают в импульсно-доплеровском режиме. Диапазон рабочих частот 6…30 МГц.

Передающая система состоит из двух основных частей:

комплекса передающей аппаратуры

антенной системы.

Основными требованиями к комплексу передающей аппаратуры ЗГ РЛС, работающих в декаметровом диапазоне, в соответствии со сказанным выше являются:

большая ширина перекрываемого диапазона рабочих частот

высокий уровень мощности зондирующего сигнала

максимальная чистота спектрального состава при заданных видах модуляции формируемого в передающей аппаратуре зондирующего сигнала.

Передающий комплекс .

Комплекс передающей аппаратуры должен состоять из элементов, обеспечивающих выполнение указанных выше функциональных задач. В передающем комплексе информация о параметрах модуляции сигнала, о выбранной рабочей частоте и о требуемом фазовом распределении сигналов. От приемной системы поступают также сигналы, обеспечивающие синхронизацию работы аппаратуры передающей и приемной систем. В исполнительных элементах комплекса производится формирование сигнала с заданной структурой и передача в соответствующие каналы усилителя мощности.

Система формирования зондирующего сигнала .

В одной из возможных систем построения аппаратуры формирования сигнала все сигналы формируются из одного и того же основного опорного сигнала, получаемого от специального высокостабильного генератора. Требуемая структура зондирующего сигнала формируется на относительно низком уровне мощности.

Канал усиления мощности .

Функциональными задачами аппаратуры каждого канала усиления мощности являются:

задание сигналу необходимой фазы в соответствии с требуемым фазовым распределением в раскрыве ФАР.

усиление сигнала до необходимого уровня при минимальных искажениях амплитудной и фазовой структур.

Аппаратура управления и синхронизации .

Эта аппаратура обеспечивает связь комплекса передающей аппаратуры с остальной аппаратурой станции и формирует необходимые управляющие сигналы в соответствии с установленной программой работы и информацией, поступающей от вычислительного комплекса.

Приемная система .

В одном из возможных вариантов построения приемной системы ЗГ РЛС в ее состав входят:

приемные устройства трактов обнаружения, трактов определения оптимального поддиапазона рабочих частот и приемные устройства тракта выбора рабочего канала

вычислительный комплекс, состоящий из спецвычислителей и универсальных ЭВМ и обеспечивающий решение задач первичной обработки сигналов, обнаружения, определения оптимального поддиапазона и выбора рабочего канала на основе использования информации, поступающей от приемных устройств соответствующих трактов

аппаратура синхронизации, содержащая высокостабильный генератор сигнала опорной частоты и узел формирования сетки частот, необходимой для синхронизации и управления работой всей аппаратуры приемной позиции

аппаратура управления работой РЛС и индикации, обеспечивающая отображение необходимой информации об обнаруживаемых объектах и о техническом состоянии всей аппаратуры станции

аппаратура межпозиционной связи для обмена сигналами синхронизации и управления, а также информацией о техническом состоянии аппаратуры.

Тракт обнаружения.

Этот тракт является основным в РЛС и обеспечивает обнаружение объекта, глубоко скрытого за линией горизонта. Структура тракта, алгоритмы обработки и аппаратурное построение определяются назначением и характеристиками станции. Однако в любом варианте можно выделить некоторые основные особенности, присущие трактам обнаружения ЗГ РЛС:

работа тракта обнаружения одновременно на нескольких рабочих частотах, что обеспечивает уменьшение потерь информации, связанных с довольно резкой в декаметровом диапазоне зависимостью затухания электромагнитной энергии в процессе распространения от частоты

одновременный или квазиодновременный обзор зоны ответственности несколькими парциальными ДН, что приводит к многоканальности построения тракта обнаружения

введение в каждый из каналов тракта обнаружения для подавления пассивных помех специальной аппаратуры пространственной и спектрально-временной компенсации.

Устройство пространственной обработки.

Адаптивное формирование ДН приемной антенны в условиях наличия пространственно сосредоточенных источников помех является одним из важнейших средств увеличения отношения сигнал-помеха в тракте обнаружения. Суть пространственной обработки состоит в весовом суммировании сигналов, синхронно снимаемых с приемных каналов различных элементов антенной системы. Устройство спектрально-временной обработки.

Сигнал, поступающий на вход устройства спектрально-временной обработки, представляет собой аддитивную смесь полезного сигнала, пассивной помехи и активной помехи. Характеристики полезного сигнала определяются типом лоцируемого объекта. При обнаружении сигнала с неизвестными параметрами должна производиться многоканальная обработка по частоте и времени путем реализации алгоритма для каждого элемента разрешения в заданной области. Вычислительный комплекс.

Этот комплекс должен обладать высокой производительностью и большим объемом оперативной и командной памяти, поскольку в нем осуществляется вторичная обработка информации, поступающей со всех основных трактов станции, а также решаются задачи контроля их работы, управления и документирования.

4 . Прототипы

Загоризонтный радиолокатор WARF.

Система WARF (Wide Aperture Research Facility) развернута на полигоне в штате Калифорния (США) и предназначена для исследования методов построения ЗГ РЛС и входящих в их состав устройств. Эта система может быть использована для обнаружения самолетов и кораблей, для наблюдения за состоянием морской поверхности, а также для исследований ионосферы.

Особенности системы WARF .

Одной из основных особенностей системы является ее гигантская приемная антенная решетка общей длиной 2,5 км. Антенна образована двумя рядами из 256 несимметричных вертикальных вибраторов размером 5,5 м каждый, расположенными эквидистантно. Ряды вибраторов находятся на расстоянии 4,7 м друг от друга. Антенная решетка разбита на 8 секций.

Вибраторы связаны с общим центром обработки данных с помощью кабелей и коммутационных устройств. Антенная решетка имеет электронную перестройку в диапазоне частот 6…30 МГц. Коэффициент усиления приемной антенны составляет примерно 30 дБ. Радиолокатор отличается высоким разрешением по азимуту (0,5°), а также по дальности (1,5 км).

Выделение сигналов цели на фоне активных и пассивных помех осуществляется путем использования корреляционно-фильтровой обработки и методов доплеровской селекции.

Подавление помех, принимаемых не с главного направления, осуществляется применением адаптивного метода формирования ДН антенны.

Станция работает в режиме непрерывных колебаний ЛЧМ.

Передающая система состоит из устройств, обычных для систем с ЧМ. Внутренняя синхронизация обеспечивается передачей сигналов между пунктами приема и передачи по подземному кабелю.

Аппаратура приемной антенной решетки, имеющей общую длину 2,5 км, разбита на восемь 32-элементных подрешеток длиной по 320 м. Каждая из подрешеток подключена ко входу своего приемника. При этом в приемную систему входит восьмиканальное приемное устройство, каналы которого согласованы по фазе и величине усиления.

Приемники стабилизированы по фазе (0,5°) и коэффициенту усиления (0,5 дБ) и работают в диапазоне частот 3…30 МГц. В приемниках применена система АРУ, обеспечивающая регулирование в пределах до 100 дБ. Уровень собственных шумов не превышает 3 дБ.

Отраженный от цели сигнал с выхода приемника подается на аналого-цифровой преобразователь (11 бит + знак). Спектральный анализ этого сигнала осуществляется с помощью мини-ЭВМ. Обеспечение когерентности излучаемого сигнала от периода к периоду и проведение спектрального анализа (когерентного накопления) для большого числа периодов развертки позволяют получить значение доплеровского сдвига частоты для каждого элемента дальности.

Техническое задание:

Максимальная дальность Rmax=3000 км.

Угол обзора 90.

Разрешающая способность по дальности 10 км.

Разрешающая способность по азимуту 1.

Вероятность ложной тревоги Рл.т.р.=10^(-6)

Вероятность обнаружения Робн.=0,95.

5 . Структурная схема ЗГ РЛС

Рассмотрим упрощенную структурную схему построения ЗГ РЛС. ЗГ РЛС состоит из передающей и приемной частей, включающих радиотехнические системы частотного обеспечения их работы.

Обычно в ЗГ РЛС полезный сигнал выделяется за счет наличия у него доплеровского смещения частоты. Поэтому чаще всего в ЗГ РЛС используются сигналы большой длительности,

радиолокационный обнаружение загоризонтный

Структурная схема ЗГ

Передающая часть (а): М1 - модуль частотного обеспечения, включающий передающую часть РТС зондирования (1) и антенну А1; A3 - многоэлементная передающая антенна; 2 - управляемое антенно-фидерное устройство; 3 - усилитель мощности; 4 - устройство управления и синхронизации; 5 - генератор сигналов специальной формы; 6 - эталон частоты и времени.

Приемная часть (б): М1 - модуль частотного обеспечения, включающий приемные части РТС зондирования (1), РТС ОЗ (2) и антенны А1; А2 - приемные антенны; 3 - управляемое антенно-фидерное устройство; 4 - РПУ; 5 - устройство управления и синхронизации; 6 - генератор сигналов специальной формы; 7 - эталон частоты и времени; 8 - устройство обнаружения; 9 - устройство пространственной обработки; 10 - устройство спектральной обработки; 11 - вычислительный комплекс с периферийным оборудованием имеющие частотную или фазовую модуляцию. Для обеспечения развязки между мощной передающей и высокочувствительной приемной системами в ЗГ РЛС, как правило, передающую и приемные части разносят на расстояние от десятков до 100-200 км.

Рассмотрим назначение и принцип построения основных частей ЗГ РЛС. Антенна должна иметь большой коэффициент усиления (20-30 дБ), перекрывать широкий диапазон частот (коэффициент перекрытия по частоте составляет 5-6 р, обеспечивать быстрое сканирование в широком секторе азимутов. Кроме того, передающая антенна должна обеспечивать излучение сигналов большой мощности (средняя мощность - несколько сотен кВт), т.е. обладать высокой электрической прочностью, т. к. затухание при распространении радиоволн в направлении объекта, подлежащего обнаружению, и обратно достигает весьма больших значений.

Для обеспечения большой мощности излучения обычно используется принцип пространственного суммирования. Для этих целей отдельные передатчики ЗГ РЛС работают на элементарные излучатели, образующие передающую антенную решетку. Их мощности излучения складываются в пространстве. Большие размеры облучаемой земной поверхности, использование двух и более несущих частот для перекрытия требуемого диапазона дальностей, значительное время наблюдения цели, для обеспечения выделения сигнала по эффекту Доплера, предъявляют требования уменьшения времени управления ДН передающей и приемной антенн. По этой причине в ЗГ РЛС используют одну передающую антенну с относительно широкой ДН и приемную фазированную антенную решетку (ФАР) с веерной ДН, суммарная ширина ДН которой равна ширине ДН передающей антенны.

ДН, формируемые АФУ, должны быть прижаты к линии горизонта, что обеспечивает максимальную дальность распространения сигнала в ДКМ диапазоне одним скачком.

Сканирование в азимутальной плоскости приемных ДН ФАР достигается путем использования специальных диаграммоформирующих схем (ДФС), подключаемых к элементарным излучателям антенной решетки. При этом путем коммутации линий задержки, входящих в ДФС, обеспечивается перемещение ДН по азимуту.

6 . Расчет основных параметров

Расчет периода повторения импульсов производят из условия однозначного измерения целей на максимальной дальности.

Tn - период повторения импульсов

с - длительность одиночного импульса

где коэффициент 1.1 нужен для учета обратного хода развертки индикатора дальности (10%) от длительности прямого хода.

R max - максимальная дальность действия

R max = 2000 [км]

с = 310 8 [м/с]

Определим частоту следования импульсов F n:

Выбор формы, ширины спектра и длительности зондирующего сигнала.

Ширину спектра зондирующего сигнала выбирают, исходя из требуемой разрешающей способности по дальности

где F c - эффективная ширина спектра сигнала.

Fc = 0.15 [МГц]

Выберем сложный сигнал с базой 100 (Б=100) (радиоимпульсы с прямоугольной огибающей), для которого длительность:

ф с = 6.671 * 10 -4 [c]

ф с = 66.7 [мс] - длительность пачки

Найдем длительность одного импульса:

ф с1 = 6.671 * 10 -6 [c]

Выбор ширины луча, формы диаграммы направленности и типа антенны РТС.

В ЗГ РЛС, измеряющей дальность и угла азимута, используют веерный луч.

Для стационарных наземных РЛС выберем размер апертуры как:

Диапазон ДКМ 3…30 МГц

Для точности рассчитаем две длины волны по формуле: л = 300/F (300 - скорость света в мегаметрах).

л 1 = 300/3 = 100 [м]

л 2 = 300/30 = 10 [м]

Для двух длин волн рассчитаем две апертуры:

2° = 0.035 [рад]

L A 1 = 100/0.035 = 2857.14 [м]

ДFc - эффективная ширина спектра

дFпер, дFпр - величины нестабильностей передатчика и приемника

F - полоса УПЧ (линейного тракта). ?F = ?F c

ф c = 667 * 10 -6 [с]

Fc = 1.007 * 10 5 [Гц]

Для сигнала с линейной ЧМ оптимальная полоса

F = ?F с = Fдев.

Полосу линейного тракта нужно расширить с учетом нестабильностей передатчика и гетеродина приемника и доплеровского сдвига частоты сигнала. Для современных синтезаторов частоты РТС относительная нестабильность составляет не больше 10 -7 .

Поэтому величины нестабильностей частоты у когерентных РЛС составляет малую часть полосы?F: доли процента, причем

дFпер? дFпр? 10 -7 * ?F

дF пр = дF пер = 1.007 * 10 5 * 10 -7 = 0.01

Доплеровский сдвиг найдем по формуле:

Расчет требуемой мощности передатчика РТС и диаграммы видимости.

Рассчитаем требуемую импульсную мощность передатчика РЛС на основе уравнения дальности радиолокации.

выразим искомое:

где k = 1.38 * 10 -23 [с/K] - постоянная Больцмана;

Rmax = 2000 [км] - максимальная дальность объекта;

Ш = 10 - коэффициент шума приемника;

Т0 = 273 [К] - шумовая температура приемника;

у = 1 [м 2 ] - ЭПР объекта

q1 = 62.609 - отношение сигнал-шум

Lп = 15 [дБ] - суммарный коэффициент потерь

Также учитываем потери в ионосфере 10 [дБ]. Следовательно, Lп = 25 дБ = 17.783 [раз].

Gа - коэффициент усиления антенны

Определим коэффициент усиления антенны G A .

где S A - эффективная площадь антенны, составляющая 90% от полной площади антенны.

з А - КПД антенны, з А =0.9

Для длины волны 10 м:

Pper = 35 [кВт]

Для длины волны 100 м:

Pper = 35 [МВт]

7 . Формирователь ЛЧМ сигнала

Широко применяются в радиолокационных системах, имеют высокое разрешение по дальности и достаточную энергетику. Могут применяться и в связи.

Модель ЛЧМ сигнала имеет вид:

где Fд - девиация частоты,

Т - длительность сигнала.

Значения выборок амплитуд и фаз хранятся в программируемом запоминающем устройстве.

В квадратурных каналах вычисляются значения косинусов и синусов фаз, и производится умножение на выборки амплитуд. Далее производится цифро-аналоговое преобразование.

Фазы вычисляются по формуле:

где Б - база сигнала,

N - число отсчётов фазы.

Посчитаем десять первых значений для фазы и занесем эти значения в таблицу.

Fдев = 1.499 * 10 5 [Гц]

Список литературы

1. Сперанский В.С. Методические указания по выполнению курсовой работы по курсу Радиотехнические системы, часть I. - М.: 1990, 24 с.

2. Сперанский В.С. Радиолокация и радиолокационные системы. - М.: 2005, 150 с.

3. Дымова А.И., Альбац М.Е., Бонч-Бруевич А.М. радиотехнические системы. Под ред. А.И. Дымовой. Учебник для вузов. М.: «Сов. радио», 1975, 440 с.

4. Иванов В.А., Рябова Н.В., Шумаев В.В. Основы радиотехнических систем ДКМ диапазона, Йошкар-Ола, 1998

5. Алебастров В.А., Гойхман Э.Ш., Заморин И.М. и др.; Под ред. Колосова А.А. Основы загоризонтной радиолокации. - М.: Радио и связь, 1984. - 256 с.

Размещено на сайт

Подобные документы

Особенности функционирования устройств радиолокационного наблюдения (радиолокационные станции). Основные виды радиолокации. Разработка функциональной схемы трассового обзорного радиолокатора. Использование импульсного метода для расчета устройства.

курсовая работа , добавлен 01.12.2013


Назначение и область применения систем радиолокации, их классификация и особенности развития. Сигналы и методы измерения координат целей, фазовый детектор, смеситель. Радиолокационные станции следящего типа. Примеры современных систем радиолокации.

курсовая работа , добавлен 01.07.2009


Исследование устройства и принципа действия первичного радиолокатора. Классификация радаров. Характеристика частотного, фазового и импульсного методов измерения отражённого сигнала. Радиолокационные станции в Казахстане и основные виды радиолокаторов.

реферат , добавлен 13.10.2013


Область науки и техники, объединяющая методы и средства обнаружения, измерения координат. Два вида радиолокации. Активная радиолокация с пассивным ответом. Принцип действия импульсного метода. Использование радиолокации в военных целях и в космосе.

презентация , добавлен 15.11.2010


Измерение координат в радиолокации, принципы обнаружения. История исследования и разработки радиолокационных устройств. Импульсная радиолокация. Измерение угловых координат цели, дальности в импульсной радиолокации. РЛС обнаружения и РЛС слежения.

курсовая работа , добавлен 18.03.2011


Обнаружение и точное определение положения объектов с помощью радиоволн, их свойства. Понятие и история развития, принцип действия пассивной и активной радиолокации. Создание радара и схема работы радиолокатора. Классификация радаров и их применение.

презентация , добавлен 12.04.2012


Радиолокационные станции системы управления воздушным движением, задачи их использования. Расчёт дальности обнаружения. Отношение сигнал-шум, потери рассогласования. Зависимости дальности обнаружения от угла места и сетки. Построение зоны обнаружения.

курсовая работа , добавлен 20.09.2012


Отличия активной радиолокации от пассивной. Выбор и расчет основных параметров и схемы построения антенного устройства. Основные методы образования радиолокационных сигналов. Разработка линейной решетки излучателей, системы распределения мощности.

дипломная работа , добавлен 18.11.2017


Локация как область техники, использующая явления отражения и излучения электромагнитных волн различными объектами для обнаружения этих объектов. Структурная схема радиолокатора. Основные цели и задачи определения трех групп навигационных параметров.

контрольная работа , добавлен 21.08.2015


Выбор и расчет основных параметров и схемы построения устройства антенного. Синтез вертикальной линейной решетки излучателей методом Вудворта-Лоусона. Электродинамическое моделирование мостовых устройств, печатного излучателя. Выбор канала подавления.

Подполковник В. Петров

В результате совершенствования и распространения в мире средств воздушно-ракетного нападения увеличивается вероятность внезапного нанесения ударов средствами воздушного базирования как по территории самого государства, так и по войскам, размещенным за границей. Кроме того, по мнению руководства зарубежных стран, серьезную опасность в мирное время представляют такие транснациональные угрозы, как наркобизнес, нелегальная иммиграция и терроризм, а также вторжение судов в исключительно экономические зоны.

В качестве средств контроля за воздушным и надводным пространством, позволяющих исключить внезапность нанесения удара с воздуха и обеспечить контроль за исключительными экономическими зонами, зарубежные специалисты рассматривают загоризонтные радиолокационные станции (ЗГ РЛС) пространственной и поверхностной волн.

К настоящему времени приняты на вооружение и действуют в интересах ПВО следующие средства: американская за-горизонтная система КОНУС (CONUS ОТН - Continental US Over-the-Horizon Radar) и модернизированная транспортабельная ЗГ РЛС типа AN/TPS-71; биста-тические ЗГ РЛС в Китае; австралийская ДЖОРН (JORN - Jindalee Operational Radar Network); французская «Нострадамус», работы над которой уже завершены.

В американской стационарной системе КОНУС сейчас имеется два радиолокационных поста - восточный и западный. С середины 1991 года восточный пост переведен в режим ограниченного использования. В рамках расширения сети КОНУС в Японии развертывается ЗГ РЛС пространственной волны: на о. Хахадзима (Бэйли) - передающая система и на о. Иводзима (Иото) - приемник и центр управления станцией. Целью создания этой РЛС является усиление контроля за Алеутскими о-вами.

Возможности надгоризонтных и загоризонтных радиолокационных средств по обнаружению воздушных и надводных объектов: Л - ДНА обычной РЛС; Б - диаграмма направленности загоризонтных радиолокационных средств; 1 - низколетящие воздушные объекты; 2- воздушные объекты на больших и средних высотах; 3 - шлюпка; 4 - патрульный катер; 5 - корабль морской зоны

Передающая антенна и контейнеры с аппаратурой передатчика станции AN/TPS-71

Центр управления и приемная антенна станции AN/TPS-71

Приемная антенна ЗГ РЛС «Нострадамус»

Возможности ЗГ РЛС с поверхностной волной SWR-503 по контролю за 200-мильной прибрежной зоной: 1 - военные корабли; 2 - воздушные объекты, летящие на малых высотах с большими скоростями; 3 - морские нефтяные платформы; 5 - рыболовецкие суда; 6 - воздушные объекты на больших и средних высотах

Схематичное построение мобильной ЗГ РЛС поверхностной волны: 1 - канал связи с потребителем информации; 2 - пункт управления и связи; 3 - приемная антенна; 4 - передающая антенна

Кроме радиолокационных станций системы КОНУС для обнаружения низколетящих целей в США разработана и проходит непрерывную модернизацию транспортабельная ЗГ РЛС AN/TPS-71, отличительная особенность которой заключается в возможности ее переброски в любой район земного шара и относительно быстрое (до 10-14 сут) развертывание на заранее подготовленных позициях. Для этого аппаратура станции смонтирована в контейнерах. Информация от ЗГ РЛС поступает в систему целеуказания ВМС, а также других видов ВС. Для обнаружения носителей крылатых ракет в районах, прилегающих к США, кроме станций, размещенных в штатах Виргиния, Аляска и Техас, планируется установить модернизированную ЗГ РЛС в штате Северная Дакота (или Монтана) для контроля за воздушным пространством над Мексикой и прилегающими районами Тихого океана. Помимо того, принято решение о развертывании новых станций для обнаружения носителей крылатых ракет в акватории Карибского бассейна, а также над Центральной и Южной Америкой. Первая такая станция устанавливается в Пуэрто-Рико. Передающий пункт разворачивается на о. Вьекес, приемный - в юго-западной части о. Пуэрто-Рико.

В 2003 году в Австралии принята на вооружение загоризонтная система ДЖОРН, способная обнаруживать воздушные и надводные цели на дальностях, недоступных для наземных станций СВЧ-диапазона. Система ДЖОРН включает: бистатическую ЗГ РЛС «Джиндали»; систему контроля состояния ионосферы, известную как система управления частотой ФМС (FMS - Frequency Management System); центр управления, расположенный на авиабазе Эдинбург (штат Южная Австралия). Бистатическая ЗГ РЛС «Джиндали» включает: центр управления ДЖИФАС (JFAS - Jindalee Facility at Alice Spring) в Алис-Спринг, две отдельные станции: первая с зоной обзора 90° размещена в штате Квинсленд (передающий пункт - в Лонгрич, приемный - около Стоунхендж), вторая с зоной обзора 180° по азимуту размещена в штате Западная Австралия (передающий пункт находится северо-восточнее г. Лавертон, приемный - северо-западней этого города).

В Китае имеются две бистатические ЗГ РЛС: одна расположена в провинции Синьцзян (зона ее обнаружения ориентирована на Западную Сибирь), другая - вблизи побережья Южно-Китайского моря. Китайские бистатические станции во многом используют технические решения, применяемые на австралийской ЗГ РЛС.

Во Франции по проекту «Нострадамус» завершена разработка ЗГ РЛС возвратно-наклонного зондирования, которая обнаруживает малоразмерные цели на дальностях 800-3 000 км. Важное отличие этой станции -возможность одновременного обнаружения воздушных целей в пределах 360° по азимуту. Другой характерной ее особенностью является применение моностатического способа построения вместо традиционного бистатического. Станция размещена в 100 км западнее Парижа.

Проведенные за рубежом исследования в области ЗГ РЛС показали, что повышение точности определения местоположения цели может быть достигнуто за счет использования эталонных источников сигнала, установленных в зоне обзора станции. Калибровка таких станций по точности и разрешающей способности может осуществляться также по сигналам с самолетов, оборудованных специальной аппаратурой.

Зарубежные специалисты рассматривают загоризонтные радиолокационные станции поверхностной волны в качестве одних из наиболее перспективных и относительно недорогих средств эффективного контроля за воздушным и надводным пространством. Получаемая от ЗГ РЛС поверхностной волны информация позволяет увеличить время, необходимое для принятия соответствующих решений.

Сравнительный анализ возможностей надгоризонтных и загоризонтных радиолокационных средств поверхностной волны по обнаружению воздушных и надводных объектов показывает, что ЗГ РЛС поверхностной волны значительно превосходят обычные радиолокационные средства наземного базирования по дальности обнаружения и способности сопровождения как малозаметных и низколетящих целей, так и надводных кораблей различного водоизмещения. При этом способность обнаружения воздушных объектов на больших и средних высотах чуть ниже, что не влияет на эффективность загоризонтных радиолокационных средств. Кроме того, затраты на приобретение и эксплуатацию ЗГ РЛС поверхностной волны относительно невысоки и соизмеримы с их эффективностью.

Представительными образцами ЗГ РЛС поверхностной волны, которые приняты на вооружение зарубежных стран, являются станции SWR-503 и «Overseer». SWR-503 разработана канадским отделением фирмы «Рейтеон» в соответствии с требованиями министерства обороны Канады. Она предназначена для наблюдения за воздушным и надводным пространством над океанскими территориями, прилегающими к восточному побережью страны, а также для обнаружения и сопровождения надводных и воздушных целей в пределах границ исключительной экономической зоны.

ЗГ РЛС поверхностной волны SWR-503 по контролю за 200-мильной прибрежной зоной может использоваться также для обнаружения айсбергов, мониторинга окружающей среды, поиска потерпевших бедствие судов и самолетов. Для наблюдения за воздушным и морским пространством в районе о. Ньюфаундленд, в прибрежных зонах которого имеются значительные рыбные и нефтяные запасы, уже эксплуатируются две необслуживаемые станции такого типа и оперативный центр управления. Предполагается, что SWR-503 будет применяться для управления воздушным движением самолетов во всем диапазоне высот и наблюдения за целями, находящимися ниже радиолокационного горизонта.

В ходе испытаний РЛС обеспечивала обнаружение и сопровождение всех целей, которые наблюдались другими средствами ПВО и береговой обороны. Проводились также эксперименты, направленные на обеспечение возможности обнаружения крылатых ракет, летящих над морской поверхностью, однако для эффективного решения данной проблемы в полном объеме, согласно оценкам западных специалистов, необходимо расширить рабочий диапазон РЛС до 15-20 МГц. По их расчетам, государства, имеющие протяженную береговую линию, могут устанавливать сеть таких РЛС с интервалом до 370 км для обеспечения полного перекрытия зоны наблюдения за воздушным и морским пространством в пределах своих границ.

Стоимость одного находящегося на вооружении образца ЗГ РЛС поверхностной волны типа SWR-503 составляет 8-10 млн долларов США. Эксплуатация и комплексное обслуживание станции оцениваются примерно в 400 тыс. в год.

ЗГ РЛС Overseer, представляющая новое семейство станций с поверхностной волной, разработана фирмой «Маркони» и предназначена как для гражданского, так и военного применения. Используя эффект распространения волн по поверхности, станция способна обнаруживать на больших дальностях и различных высотах воздушные и морские объекты всех классов, которые невозможно обнаружить обычными РЛС.

При создании станции зарубежные специалисты использовали технические решения, которые позволят получать более качественную информацию о целях на больших площадях морского и воздушного пространства с быстрым обновлением данных.

Стоимость одного образца ЗГ РЛС поверхностной волны Overseer в однопозиционном варианте составляет 6-8 млн долларов. Эксплуатация и комплексное обслуживание станции в зависимости от решаемых задач оценивается в 300—400 тыс. в год.

Продолжается разработка ЗГ РЛС поверхностной волны в Японии, однако ее тактико-технические характеристики ориентированы в основном на проведение контроля гидрометеорологических условий и поверхностных течений в пределах 200-мильной зоны. После усовершенствования программного обеспечения такие станции смогут решать задачи разведки воздушного и надводного пространства.

ЗГ РЛС поверхностной волны, разработанная в КНР, предназначена для контроля прибрежной акватории на дальности около 400 км. В качестве передающей антенной решетки используется логопериодическая антенна. Приемная антенна представляет собой цепь вертикальных заземленных вибраторов.

Дальнейшим развитием ЗГ РЛС поверхностной волны может стать внедрение разностно-гиперболического метода определения координат воздушных объектов. На основе данного метода исследовалась корабельная многопозиционная ЗГ РЛС поверхностной волны по программе SWOTHR (Surface Wave Over-The-Horizon Radar). Новизна и особенность многопозиционной ЗГ РЛС заключаются в смещении акцента при решении задач определения местоположения воздушных и надводных целей на программные, а не аппаратные средства, как это делается в современных ЗГ РЛС. Применение многопозиционного варианта построения станции позволит
заменить сложные антенные поля с линейными размерами в сотни и тысячи метров ненаправленными вертикальными вибраторами для обнаружения цели по азимуту в пределах 360°. Для реализации предусмотренной планами программы по развертыванию РЛС в составе корабельной группы необходимо наличие нескольких оснащенных специальным оборудованием надводных кораблей, а также разработать новое программное обеспечение на основе использования высокопроизводительных ЭВМ.

После оценки результатов исследований зарубежные специалисты сосредоточили свои усилия на создании ЗГ РЛС в однопозиционном варианте по проекту, получившему наименование HFSWR (High Frequency Surface Wave Radar). В рамках этого проекта на базе уже имеющихся ЗГ РЛС поверхностной волны типов SWR-503 и SWR-610 разрабатывается мобильная станция поверхностной волны.

Предполагается, что развертывание ЗГ РЛС и подготовка ее к выполнению боевых задач займут несколько часов. Станция будет способна обнаруживать и сопровождать как малозаметные и низколетящие цели, так и надводные корабли различного водоизмещения, используя в полном объеме доступный спектр оптимальных частот.

Таким образом, зарубежные эксперты прогнозируют дальнейшее повышение возможностей по обнаружению воздушных целей и расширение частотного диапазона ЗГ РЛС пространственной волны главным образом за счет применения средств «радиоподогрева» ионосферы и калибровки. Загоризонтные радиолокационные станции поверхностной волны останутся эффективным средством наблюдения за воздушным и морским пространством. Продолжатся работы по созданию ЗГ РЛС поверхностной волны в мобильном и многопозиционном вариантах.

Продолжая гонку вооружений, агрессивные милитаристские круги тратят громадные средства на разработку и производство различного оружия и военной техники. Значительная доля этих средств идет на выполнение НИОКР в области создания военной радиоэлектронной техники, в том числе и загоризонтных радиолокационных станций. Зарубежная печать сообщает, что эти станции привлекли внимание Пентагона возможностью «просматривать» воздушное пространство и местность на несколько тысяч километров.

В основу работы загоризонтных РЛС положено свойство радиоволн КВ диапазона (2-30МГц) распространяться на большие расстояния за счет многократного последовательного отражения от ионосферы и от земной поверхности. Американские специалисты при разработке таких станций рассматривают два варианта размещения приемной и передающей аппаратуры: на противоположных концах трассы распространения радиоволн (РЛС прямого распространения) и в одном пункте (РЛС обратного распространения). При появлении на пути распространения импульсов РЛС каких-либо препятствий, например ионизированного следа от выхлопных газов ракетного двигателя, сигналы или искажаются (в станциях прямого распространения) или рассеиваются и частично отражаются в направлении пункта излучения (в станциях обратного распространения). Эти искажения или отражения регистрируются соответствующей аппаратурой, которая определяет азимут и расстояние до облученного объекта.

По мнению американских специалистов, можно применять для обнаружения ракет, ИСЗ (летящих ниже высот максимальной ионизации), ядерных взрывов.

По данным американской печати, многолетние исследования в области загоризотной радиолокации в США выявили следующие основные специфические особенности, отличающие ее от обычной радиолокации: неоднозначность измерений дальности до цели, низкая разрешающая способность, плохая помехоустойчивость, сложность антенных систем и воздействие замираний радиоволн (фединги).

Неоднозначность измерении дальности до цели обусловлена многократностью отражения электромагнитной энергии из-за наличия в ионосфере нескольких ионизированных отражающих слоев Чтобы устранить это явление, американские специалисты учитывают время распространения излучаемой энергии на данной частоте по каждому пути в зависимости от сезонных изменений ионосферы и колебаний слоя. Для получения данных о положении отражающих слоёв ВВС США совместно с загоризонтными РЛС AN/FPS-53 и AN/FPS-95 используют специальную аппаратуру зондирования ионосферы AN/GSQ-93.

Дальнейшим путем решения этой проблемы, по сообщениям иностранной печати, явилось приспособление самих РЛС для автоматического определения параметров ионосферы. При этом в качестве контрольных ориентиров используются острова, реки, озера, горы, города, границы раздела суши и воды, точные расстояния до которых известны. Антенны этих РЛС должны изменять положение луча диаграммы направленности по углу места.

Неоднозначность измерений дальности американские специалисты устраняют таким же методом, как и в обычных РЛС, то есть путем выбора соответствующей частоты повторения импульсов. Сообщается, что при частоте повторения импульсов 50 Гц дальности до цели однозначно определяются в пределах до 3000 км.

Низкая разрешающая способность загоризонтных РЛС по азимуту объясняется значительно более широкой диаграммой направленности их антенных систем, чем у обычных РЛС сантиметрового и дециметрового диапазонов волн. По мнению иностранных специалистов, сужение диаграммы направленности антенных систем за счет увеличения их размеров в ряде случаев трудно осуществить. Например, для получения разрешающей способности по азимуту в 1°, что соответствует линейному размеру 17,5 км на удалении 1000 км, потребуется антенная система длиной 2 км.

Низкая помехоустойчивость обусловлена воздействием на работу РЛС помеховых сигналов, возникающих в атмосфере и поступающих из космического пространства (внешние шумы), а также отраженных от земной поверхности радиоволн.

Серьезную трудность для загоризонтной ралиолокации создают помехи от северных сияний и метеоритных следов. На экранах индикаторов РЛС эти помехи появляются в виде мощных видеосигналов, среди которых практически невозможно обнаружить действительные цели. По данным зарубежной печати, эта проблема особенно остро встала перед специалистами ВВС США в связи с их стремлением использовать для обнаружения пусков ракет при наблюдении через Северный полюс. Кроме создания помех, северные сияния нарушают стабильность пути распространения электромагнитной энергии, когда отражающий участок ионосферы расположен в районе северного сияния и даже тогда, когда он находится в стороне от него. В последнем случае помехи попадают в приемное устройство станции по боковым лепесткам диаграммы направленности приемных антенн. Для изыскания возможности устранения воздействий северных сиянии на работу РЛС американские специалисты провели на Аляске в 1973-1971 годах специальные исследования по программе «Поляр кэп» 3, в процессе которых были получены положительные результаты и найдена возможность использования загоризонтных РЛС, находящихся на Североамериканском континенте для наблюдения через Северный полюс.

В результате исследований специалисты ВВС США пришли также к выводу, что мощность сигналов, отраженных от земной поверхности, превышает мощность сигналов от целей на 40-80 дБ. Для выделения этих сигналов применяется аппаратура селекции движущихся целей (с использованием эффекта Доплера). Основным элементом американской аппаратуры, обеспечивающей такое выделение, является корреляционный процессор с запоминающим устройством на магнитном барабане В начале 60-х годов, во время испытания загоризонтных РЛС на восточном побережье США, с помощью этой аппаратуры на фоне поверхности океана обнаруживались летящие самолёты.

Сложность антенных систем обусловлена необходимостью получения большого коэффициента усиления для того, чтобы увеличить дальность обзора, повысить разрешающую способность, а также улучшить другие характеристики загоризонтных РЛС. Созданные в США антенные системы имеют, по данным зарубежной печати, большой коэффициент усиления в широком диапазоне частот и возможность изменять положение луча по углу места и осуществлять обзор в широком секторе но азимуту. Отмечается, что эти системы громоздки и сложны по конструкции. Например, экспериментальная станция , построенная в начале 60-х годов на Атлантическом побережье США, имеет антенную систему в виде расположенных в два ряда 20 рупорных излучателей, ширина которой 98 м, высота 43 м. Такая антенная система формирует луч шириной 10’ и обеспечивает обзор пространства по азимуту в секторе 60° (в пределах 47-107° от северного направления меридиана). Изменение положения луча РЛС «Мадре» в вертикальной плоскости осуществляется механически. Излучаемая мощность станции 5-50 кВт. Позади этой антенны была построена другая шириной 27 м, предназначенная для работы в противоположном направлении. Иностранная печать сообщает, что антенные системы у современных загоризонтных РЛС значительно сложнее, поскольку обеспечивают излучение средней мощности в несколько сот киловатт и работают в широком диапазоне частот (от нескольким МГц до нескольких десятков МГц). Ширина этих антенн достигает 300 м.

При доплеровской обработке сигналов луч РЛС задерживается в районе цели для получения требуемого разрешения доплеровских частот и необходимого подавления отражений от земной поверхности Так, в РЛС «Мадре» задержка луча на цели может быть до 10 с. В связи с этим американские специалисты считают наиболее целесообразным иметь в составе станции отдельно передающую и приемную антенны. Для упрощения конструкции антенной системы в целом они применяют передающую антенну с широким лучом, а приемную - с несколькими веерообразными лучами, перекрывающими такое же пространство, что и передающая.

В результате изменения поляризации сигнала при его отражении от встретившегося ионизированного следа ракеты иногда появляются замирания (фединги). Для их уменьшения американские специалисты считают необходимым применять антенны, принимающие сигналы, поляризованные в ортогональных плоскостях. Они отмечают, что наиболее эффективно было бы использовать антенны с круговой поляризацией, однако создать такие антенны КВ диапазона очень сложно.

Зарубежная печать отмечает, что трасса распространения электромагнитной энергии зависит от рабочей частоты РЛС, периодических и спорадических изменений состояний ионосферы под воздействием солнечной радиации, поэтому эти РЛС должны работать на нескольких частотах. Американские специалисты считают, что в зависимости от состояния ионосферы заданное расстояние может быть перекрыто одной частотой или для этого потребуется 3 - 5 частот, то есть для успешного использования РЛС необходимо знать в реальном масштабе времени состояние ионосферы и степень согласования с нею параметров излучения РЛС.

Возможности загоризонтных РЛС определяются их географическим местоположением, протяженностью и количеством используемых скачков. Так как протяженность скачка изменяется во времени и пространстве и, как правило, составляет 2000 - 2200 км при отражении от слоя Н и 3000 - 4000 км при отражении от слоя F, то считается, что дальность действия более 4000 км может быть достигнута работой не менее чем на двух скачках, но при этом другие характеристики станции (точность определения координат цели, разрешающая способность, вероятность обнаружения) ухудшаются.

На основании многолетних исследований американские специалисты пришли к выводу, что современный уровень развития загоризонтной радиолокации позволяет создавать станции со следующими тактико-техническими данными:

• дальность действия 1000 - 4000 км (при односкачковом распространении);
• зона обзора по азимуту 360° (практически 60-120°);
• разрешающая способность по дальности около 2 км (более типична 20-40 км), по угловым координатам около 1°, по скорости цели около 3 км/ч (для РЛС с частотой 20 МГц при разрешении доплеровских частот в 0,1 Гц);
• точность определения дальности 2 км (относительно других объектов, наблюдаемых РЛС) и 10-20 км (абсолютная) при хорошей оценке трассы.

Управление воздушным движением с помощью загоризонтных РЛС над крупными водными пространствами считается особенно оправданным, так как одна такая станция с зоной обзора по азимуту 120° и дальностью действия 1000-4000 км обеспечивает наблюдение над районом площадью почти 16 млн. кв. км. В пределах этой зоны РЛС может обнаруживать самолёты и определять их местоположение, а также следить за ними. Обнаружение самолётов на фоне морской поверхности основано на том, что спектр доплеровских частот сигнала, отраженного от морской поверхности, значительно уже спектра частот, отраженного от летящего самолёта.

Зарубежная печать сообщает, что проведенные специалистами ВВС США эксперименты по использованию загоризонтных РЛС для управления воздушным движением над Атлантическим океаном (между США и Великобританией) подтвердили их теоретические расчеты. При этом низкая разрешающая способность по азимуту компенсировалась хорошей разрешающей способностью по скорости цели.

На рис. 1 показан график дальностей до самолётов, которые определялись центрами управления полетов (сплошные линии) и загоризонтной РЛС (кружочки). В результате анализа этого графика иностранные специалисты пришли к выводу, что данные, полученные от обоих источников, согласуются вполне удовлетворительно.

Рис 1. График изменения дальностей до самолётов во времени, полученный с помощью средств центров управлении полетами (сплошные линии) и загоризонтной РЛС (кружочки)

Высоту полета самолётов предполагается определять по данным самолётных радиолокационных высотомеров, поступающим на РЛС от специальных бортовых ответчиков КВ диапазона. Считается, что с их помощью можно будет решать задачи опознавания самолётов и частично обеспечивать дальнюю связь с ними.

Для управления воздушным движением над Атлантическим океаном потребуется построить две - одну в США, а другую в Испании (рис. 2).

Рис. 2. Схема размещения загоризонтных РЛС для обеспечения управления воздушным движением над Атлантикой

Состояние моря может оцениваться с помощью выделения из спектра доплеровских частот отраженного сигнала его низкочастотной части, содержащей нужную информацию о высоте волн и направлении их движения (соответственно и направление ветра) в интересующем районе. Практическая проверка такой возможности проводится на о. Сан-Клименто (штат Калифорния). При этом изучается применение этих РЛС для определения высоты, направления движения волн, измерения параметров поверхностных течений и оценивается возможность использования сигналов, отраженный от морской поверхности, в качестве эталонов для калибровки самих станций.

Необходимость в такой калибровке возникает в связи с тем, что потеря энергии при распространении сильно изменяется во времени и не подлежит прогнозу, а поэтому является следствием ошибок измерений. В экспериментах по оценке возможности использования отраженных сигналов для калибровки загоризонтных РЛС применялась станция, излучающая сигналы одновременно более чем на 100 частотах (в диапазоне 2-25 МГц), и осуществлялась когерентная обработка отраженных сигналов, принятых на каждой частоте. Мощность передатчика в импульсе составляла 75 кВт при длительности импульсов 20, 50 и 100 мкс и частоте их повторения 200 Гц.

Рис. 3. Карта метеорологической обстановки в Атлантике 31 августа 1972 года по данным метеорологических станций и загоризонтной РЛС (шкала расстояний от РЛС по азимуту 107" дана в морских милях). На стрелках направления ветра каждая поперечная черточка обозначает скорость ветра 10 узлов, а половина черточки - 5 узлов.

Изучение возможности загоризонтных РЛС для оценки состояния моря и измерения параметров поверхностных течений проводились в США с помощью РЛС «Мадре», работавшей на частоте 16,6 и 22,9 МГц при длительности импульса 500 и 800 мкс и частоте повторения импульсов 22,5 и 11 Гц. При использовании слоя Е обеспечивался обзор на расстояниях 800 - 2200 км, а при использовании слоя F - 3700 км и более. Результаты сравнительной оценки состояния погоды в Атлантическом океане (между США, Европой и Африкой) приведены на рис. 3. Американские специалисты считают, что эти результаты подтверждают возможность использования загоризонтных РЛС для определения состояния моря, а также направления и скорости ветра в интересующих районах океана. Дальнейшие работы было рекомендовано направить на повышение точности измерений и совершенствование техники.