Наземный радиолокационный запросчик IЛ24

I. НАЗЕМНЫЙ РАДИОЛОКАЦИОННИЙ ЗАПРОСЧИК IЛ24

 

I.I. Обшив сведения о системах радиолокационного опознавания и режимах их работы

Для определения государственной принадлежности объек­тов, обнаруженных РЛС, а также для получения дополнитель­ной информации о своих объектах используются системы радио­локационного опознавания (РЛО).

Система РЛО представляет собой активную радиолокацион­ную систему, состоящую из запросчиков и ответчиков. Послед­ние устанавливаются на опознаваемых объектах. Для решения названных задач е системе НЮ проводится автоматический об­мен информацией между запросчиками и ответчиками. Инициа­тором обмена информацией выступает запросчик. Для обеспече­ния автоматического обмена информацией в системе РЛО, при­нятой в каждом государстве, используются единые частотные каналы и способы кодирования информации.

Основными характеристиками системы РЛО являются:

вероятность правильного опознавания;

вероятность имитации ответного сигнала противником;

пропускная способность системы, определяемая числом запросчиков к ответчиков, одновременно работающих в условиях взаимных помех.

В настоящее время в СССР используются две системы РЛО: неимитостойкая и имитостойкая. Эти системы отличаются:

способами кодирования запросных и ответных сигналов;

диапазонами несущих частот, используемых для пере­дачи сигналов;

объемом дополнительной информации, передаваемой о своих объектах;

характеристиками радиотехнических устройств, входя­щих в систему.

Рассмотрим взаимодействие элементов неимитостойкой системы РЛО при решении различных задач.

Отличительной особенностью неимитостойкой системы является обмен информацией между запросчиком и ответчиком на одной несущей частоте f₁ в III диапазоне децимет­ровых волн. В связи с втш в зависимости от решаемых задач выделяет следующие режимы работы системы РЛО:

общее нешито стойкое опознавание в III диапазоне (I режим III диапазон);

контрольный запрос в III диапазоне (Запрос К);

индивидуальное опознавание (III режим III диапазон);

режим "Бедствие" в III диапазоне.

Режим обжего неимитостойкого опознавания в III диапа­зоне применяется для определения государственной принадлеж­ности объекта, координаты которого однозначно определены РЛС. Для решения этой задачи запроечик ведет обзор прост­ранства с использованием остронаправленной антенны синхрон­но с РЛС, После обнаружения объекта и однозначного опреде­ления его координат командир производит опознавание цели с использованием заиросчика. При этом запросчик излучает в на­правлении объекта запросный сигнал. Этот сигнал представля­ет собой тройку радиоимпульсов на несущей частоте f₁ с фиксированной временной расстановкой (рис. 1.1а). Запросный сигнал принимается ответчиком через ненаправленную) антенну и селектируется по временной структуре. После приема сигнала ответчик излучает ответный сигнал через ненаправленную ан­тенну. Ответный сигнал состоит из трех радиоимпульсов на частоте f₁, причем первый из них промодулирован по ам­плитуде с частотой F_n (рис. 1.1б). Временная расстанов­ка (величины τ₁,τ₂) и частота модуляции F_n могут принимать различные значения, образуя 36 фиксированных ком­бинаций (6 по частоте и 6 по временной расстановке). Каждой из комбинаций соответствует свой код ответного сигнала. Этот сигнал принимается запросчиком, который сопоставляет код при­нятого сигнала с установленным для данного момента времени. При совладении кодов принятых сигналов с установленным в не­скольких циклах обмена информации вырабатывается сигнал "СВОЯ", определяющий государственную принадлежность обнару­женного объекта. Этот сигнал используется для формирования яркостной отметки опознавания на экранах индикаторов (Р-4СА,

Рис1.1. Структура сигналов III диапазона

Рис.1.2. Виды отметок опознавания на экране индикатора блока Р-4СА

Р-4В) в виде дужки за отметкой от цели (рис. 1.2а). Ими­тостойкость рассмотренного режима обеспечивается периоди­ческой сменой действующих кодов ответного сигнала одновре­менно по всей территории страны в соответствии с единым расписанием кодов.

Режим контрольного запроса в III диапазоне применяется в условиях возможной имитации правильного ответного сигна­ла противником. Отличие его от рассмотренного выше режима общего опознавания состоит в том, что запросчик излучает вместо "правильного" запросного сигнала, состоящего из трой­ки радиоимпульсов , "неправильный", состоящий из четырех ра­диоимпульсов(см.рис.1-1_.б). При приеме такого сигнала от­ветчик, в отличие от имитатора ответа у противника, излу­чение ответного сигнала не производит. Таким образом появ­ление сигнала "СВОЙ" при контрольном запросе свидетельству­ет о том, что запрашиваемый объект принадлежит противнику.

Режим индивидуального опознавания в III диапазоне обеспечивает определение положения выделенного объекта при наличии других объектов, наблюдаемых РЛС, по принципу "Где ты?". Отличие этого режима от режима общего опознавания состоит в том, что ответчик выделенного объекта излучает ответный сигнал, со стоящий из четырех импульсов (рис.1.1г). Первые три импульса образуют сигнал ответа общего опознава­ния и определяются действующим кодом. Четвертый импульс, время запаздывания которого по отношению к первому принима­ет два различных значения, является отличительным призна­ком ответного сигнала при индивидуальном опознавании. После приема и дешифрации ответного сигнала индивидуально­го опознавания запросчиком выдается сигнал, обеспечивающий формирование двойной яркостной отметки опознавания, распо­ложенной за целью.

Режим "Бедствие" в III диапазоне применяется для пе­редачи информации об аварийном положении опознаваемого объекта, а также для определения положения этого объекта по экрану РЛС. Включение этого режима производится на от­ветчике членами экипажа объекта. Этот режим отличается ви­дом ответного сигнала, который для объекта, терпящего бедствие, состоит из двух импульсов, промодулированных по ам­плитуде частотой F_n, (рис. 1.1д). После приема и де­шифрации ответного сигнала "БЕДСТВИЕ" запросчик выдает сиг­нал обеспечивающий формирование удлиненной яркостной отмет­ки опознавания, расположенной за целью (см., рис. 1.2,а).

Рассмотренная неимитостойкая система РЛО обладает ря­дом существенных недостатков, затрудняющих ее использование в настоящее время. Основными из них являются:

● низкая имитоустойчивость, обусловленная отсутствием кодирования запросного сигнала и малым числом кодов ответ­ного сигнала, которые могут быть легко разведаны и исполь­зованы противником;

● слабая помехоустойчивость вследствие низкого энер­гетического потенциала запросчиков и ответчиков, а также в результате использования III диапазона дециметровых волн, подверженного помехам телевидения;

● недостаточная пропускная способность, вызванная не производительной загрузкой ответчиков в период ответов на запросные сигналы, излученные по боковым лепесткам.

В целом неимитостойкая система РЛО характеризуется следующими показателями:

-- вероятность имитации противником сигнала "СВОЙ" за обзор - 0.1;

-- пропускная способность позволяет обеспечить нормаль­ную работу 10 запросчиков по 10 ответчикам в условиях взаимных помех.

Для устранения названных недостатков в настоящее время разработана и используется имитостойкая система РЛО.

Она позволяет производить опознавание объектов как в рассмотренных выше режимах с использованием сигналов III диапазона, так и в новых режимах работы с использованием сиг­налов УН диапазона дециметровых волн.

Среди новых режимов, присущих только системе имитостой­кого РЛО, выделим используемые в аппаратуре опознавания СОУ 9A310. К ним относятся:

общее неимитостойкое опознавание в УН диапазоне (I режим VII диапазона);

общее имитостойкое опознавание в VII диапазоне (II режим VII диапазона);

индивидуальное опознавание в VII диапазоне (III ре­жим VII диапазона);

режим "Бедствие" в VII диапазоне;

режим "Тревога".

Отличительными особенностями работы имитостойкой сис­темы РЛО в названых режимах являются:

● использование более высокочастотного УН диапазона дециметровых волн, что позволяет исключить помехи телевиде­ния и повысить потенциал запросчиков без увеличения габа­ритов их антенн;

● использование разноса по частоте между запросными и ответными сигналами в целях повышения помехозащищенности системы РЛО. Это достигается передачей запросных сигналов на несущей частоте f_ч, а ответных - на частотах f₂ и f₃;

● запрещение ответов при облучении опознаваемого объек­та боковыми лепестками запросчика.

Последнее обеспечивает увеличение пропускной способности системы, поскольку ответчик излучает ответные сигналы лишь при облучении его главным лепестком запросчика, а в осталь­ное время обеспечивает выдачу ответных сигналов на другие запросы. Реализация этого принципа, называемого также по­давлением боковых лепестков на передачу, будет рассмотрена ниже.

Рассмотрим назначение и особенности названных режимов имитостойкой системы РЛО.

Режим общего неимитостойкого опознавания в VII диапазоне предназначен для определения государственной принадлежности обнаруженных объектов в условиях помех, а также при большом числе запросчиков, работающих по одному объекту. Отличие этого режима от режима общего опознавания III диапазона сос­тоит в изменении структуры запросных и ответных сигналов, а также в изменении способа облучения объекта запросчиком. После обнаружения объекта запросчик излучает в направлении на него запросный сигнал. Этот сигнал состоит из четырех радиоимпульсов на частоте fч с фиксированной временной расстановкой (рис. 1.3,а). Первые три импульса излучаются остронаправленной антенной, а четвертый, назы­ваемый импульсом подавления боковых лепестков (ПБЛ), - че­рез слабонаправленную компенсационную антенну. Коэффициент усиления компенсационной антенны меньше коэффициента усиле­ния остронаправленной антенны только в области ее главного лепестка (рис. 1.4). Ответчик принимает запросный сигнал и сравнивает амплитуды импульсов тройки с амплитудой импульса ПБЛ. Если объект облучается главным лепестком эапросчика, то амплитуда ПБЛ оказывается меньше амплитуды любого из первых трех импульсов и ответчик излучает ответный сиг­нал (рис. 1.4а). В противном случае ответный сигнал не из­лучается (рис. 1.4б), чем и достигается реализация прин­ципа подавления боковых лепестков на передачу. Ответный сигнал состоит из двух радиоимпульсов на различных несущих частотах f₂ и f₃ (рис.1.3_;в). Кодирование ответа дос­тигается изменением времени запаздывания второго импульса по отношению к первому (три фиксированные значения τ₁), а также изменением порядка следования импульсов на частотах f₂ и f₃ (первый на f₂, второй на f₃ или наоборот). Таким образом» ответный сигнал имеет шесть кодов. Он дашифрируется, преобразуется в сигнал "СВОИ" и используется для формирования отметки общего опознавания аналогично ре­жиму общего опознавания в III диапазоне (см, рис. 1.2,6). Имитостойкость режима обеспечивается периодической сменой ответных кодов аналогично имитостойкой системе РЛО и в свя­зи с малым числом ответных кодов также невысока.

Режим общего имитостойкого опознавания в VII диапазоне применяется для определения государственной принадлежности обнаруженных объектов в условиях имитации ответных сигналов противником, а также при воздействии помех. Этот режим от­личается от рассмотренных значительно большей имитоетойко­стью, достигаемой в результате кодирования как запросного, так я ответного сигналов по криптографическому методу. Идея «того метода состоит в следующем. На каждые сутки работы на большого (9¹¹) числа возможных кодов запросного сигнала

Рис.1.3. Структура сигналов VIII диапазона

Рис. 1.4. Принцип подавления боковых лепестков на передачу

случайным образом выбирается N действующих. Каждому из них ставится в соответствие один из 16 возможных кодов от­ветного сигнала, которые также выбираются случайным обра­зом. Полученная таким образом таблица из действующих зап­росных кодов и соответствующих им ответных кодов одновремен­но вводится во все запросчики и ответчики и используется для шифрации и дешифрации запросных и ответных сигналов в течение суток. Отличия режима гарантированного опознавания в VII диапазоне от режима общего опознавания в УН диапазо­не следующие. В запросчике случайным образом выбирается один из N кодов запросного сигнала и соответствующий ему код ответного сигнала из введенной таблицы. Код запросного сиг­нала используется для формирования запросного сигнала, а код ответного - для подготовки к дешифрации ответного сигна­ла. По коду запросного сигнала запросчик фориирует и излу­чает запросный сигнал. Его структура приведена на рис.1.3,6. Первые три импульса образуют синхрогруппу, которая исполь­зуется в ответчике для подготовки к приему информации. За синхрогруппой следует импульс ПБЛ. После импульса ПЕЛ рас­положена информационная группа. Она обра­зована импульсной последовательностью, в которой двоичным позиционным кодом закодировано число, соответствующее зап­росному коду, а также избыточная информация, обеспечивающая его проверку при приеме. Ответчик принимает запросный сигнал и после проверки правильности полученного кода определяет по нему код ответного сигнала согласно таблице. По этому ко­ду, однозначно определяющему структуру ответного сигнала, ответчик вырабатывает его и излучает в пространство. Ответ­ный сигнал состоит из двух радиоимпульсов,следующих на час­тотах f₂ и f₃. Код этого сигнала определяется порядком сле­дования импульсов на различных частотах (два варианта) и временем запаздывания второго импульса по отношению к пер­вому (восемь вариантов) (рис.1.3,г). Общее число возможных вариантов ответного кода 16. Сигнал принимается запросчиком и дешифруется им. Правильность ответного сигнала определяет­ся путем сопоставления кода принятого сигнала с кодом ответ­ного сигнала, полученного из таблицы в начале цикла обмена.

При правильном ответе запросчик вырабатывает сигнал "СВОЙ" гарантированного опознавания, который используется для фор­мирования на экране индикатора яркостной отметки гарантиро­ванного опознавания специальной формы (см.рис.1,2,б).

Назначение режимов индивидуального опознавания и "Бед­ствие" в VII диапазоне аналогично рассмотреннсыудля III диа­пазона. Отличие состоит в изменении способов кодирования запросных и ответных сигналов. Отметки опознавания на экра­нах индикаторов в этих режимах аналогичны отметкам в соот­ветствующем режиме в III диапазоне (см.рис.1.2,6),

Режим "Тревога" применяется для предупреждения об опас­ности соседних объектов с помощью световой сигнализации. Особенностью этого режима является прием сигналов ТРЕВОГА" при выключенном запросе.

Имитостойкая система РЛО имеет следующие характеристики:

вероятность имитации противником сигнала "СВОЙ" за об­зор составляет не более 0.05;

вероятность правильного опознавания в режиме гарантиро­ванного опознавания не хуже 0.99, что выше, чем в действую­щей американской системе MK-12;

пропускная способность системы обеспечивает нормальную работу ПО запросчиков по ПО ответчикам в условиях взаим­них помех.

Для применения в составе имитостойкой системы РЛО раз­работаны и используются ряд унифицированных наземных радио­локационных запросчиков (НРЗ), использующих единый принцип опознавания, который был рассмотрен выше. Эти запросчики классифицируются по следующим признакам:

мощности, излучаемой передатчиком (большой, средней, малой мощности);

числу используемых диапазонов (одно- и двухдиапазонные);

месту установки (встраиваемые и автономные).