МЕТОДИКА РАСШИРЕНИЯ ВЗАИМНОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ И ТРАСС ПОЛЕТА ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ (4-7)

4 Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 50 , 201 9
ВОЕННЫЕ НАУКИ

МЕТОДИКА РАСШИРЕНИЯ ВЗАИМНОГО РАСПОЛОЖЕН ИЯ КОНТРОЛЬНО -
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ П УНКТОВ И ТРАСС ПОЛЕТ А ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРА ТОВ

Вергейчик Виталий Валентинович
Войсковая часть 09703
г. Феодосия

METHOD OF EXPANSION OF MUTUAL ARRANGEMEN T OF CONTROL AND MEA SURING
PARAGRAPH AND ROUTES OF FLIGHT OF AIRCRA FTS

Vergeichik Vitaly Valentinovich
army part 09703
Feodosia

Аннотация
Статья посвящена актуальному на сегодняшний день исследованию своевременного обнаружения
малоразмерных воздушных и морских целей.
Abstract
The article is devoted to the current study of the timely detection of small -sized air and sea targets
Ключевые слова : радиолокатор, обнаружение, сигнал, антенна.
Keywords : radar, detection, signal, antenna

Введение
Современные технологии придали ускорение
совершенствованию вооружения и военной
техники, разработке высокоточного ор ужия. На
вооружение ведущих стран мира поступают
новейшие интегрированные комплексы
высокоточного оружия [2].
При модернизации существующих и создании
новых образцов кораблей и судов для ВМФ, у нас в
стране и за рубежом вопросу обнаружения
малоразмерных об ъектов уделяется значительное
внимание.
1. Обоснование требований к дальности
действия радиолиний траекторных и змерений с
активным маяком ответчиком.
Дальность действия радиолокационной
станции определяется максимальным расстоянием
между радиолокатором и объектом (целью),
который должна обнаружить РЛС (рисунок 1).
Обнаружением называется процесс принятия
решения о наличии или отсутствии
радиолокационных сигналов в условиях помех.
При обнаружении могут возникать следующие
ситуации: при условии, что сигнал ф актически
есть, решение о наличии сигнала – правильное
обнаружение, а решение об отсутствии сигнала –
пропуск о бъекта или цели.

Рисунок 1 Дальности обнаружения РЛС и средствами РТР
воздушных и надводных целей

Национальная ассоциация ученых ( НАУ) # 50 , 201 9 5
1.1 Расчет зоны видимости РЛС в свободно м
пространстве
Зона видимости радиолокационной станции –
это морская поверхность и воздушное
прос транство, в пределах которых возможно
наблюдение целей и определение их координат с
помощью радиолокационной станции. Форма и
размеры зоны видимости радиолокац ионной
станции определяются ее техническими
возможностями, сектором обзора пространства,
высотой антенны над уровнем моря и другими
факторами [3].
Мощность сигнала отраженного от цели на
входе приемника РЛС, как функцию от дальности
до цели найдем исходя и з основного уравнения
радиолокации.
Одна из основных задач при проектировании
РЛС - расчет максим альной дальности
обнаружения, когда от цели с ЭПР ⥀ⴿ⼰ принимается
сигнал мощностью ⤽ⵁⴿ при которой цель
обнаруживается с заданными вероятностями
прави льного обнаружения ⤱ и ложной тревоги ⤳,а
элементы ⥄ характеризующие положение и
движение объекта, измеряются с заданными
точностью и вероятностью.
На входе приемника активного радиолокатора
действует отраженный сигнал, мощность которого
равна
Pⵁⴿ = ⵟ⸸ⵖ⹢⸸ⶢ⸸ⵢ⹢⸹ⶢ⸹ⵢ⸷⼯⼯⼯⼯
(ⵃⶫ)⸹ⵡ⸻ ⏬ (1)
где: ⤽ⵀ – мощность передатчика;
⤴⷟ⵀ – коэффициент усиления передающей
антенны;
⧪ⵀ и ⧪ⵁ – КПД антенно -фидерного тракта
передатчика и приемника;
⥀⷟ⵁ – активная площадь приемной ан тенны;
⥀ⴿ⼰ – ЭПР цели; R – расстояние от
радиолокатора до цели.
С помощью выражения (1) можно найти
дальность действия дальность действия
радиолокатора в свободном пространстве как при
обнаружении цели, так и при измерении ее
координат и скорости. При обнаружении цели ( ⥀ⴿ⼰)
в (1) следует ⤽ⵁⴿ заменить на (⤽ⵁⷫⷧⷬ )ⓜⓏⓛ = ⤽ⓝⓜⓞ , где
⤽ⓝⓜⓞ - пороговая мощность, то ес ть минимальная
мощность сигнала на входе приемника, при
которой принятый отраженный сигнал
обнаруживается с заданными ⤱ ⓖ ⤳. В режиме
измерения следует вместо ⤽ⵁⴿ использовать
значение (⤽ⵁⷫⷧⷬ )ⓖⓕⓚ ⏬ при котором погрешность
измерения не превышает задан ного значения с
определенной доверительной вероятностью. Как
правило, (⤽ⵁⷫⷧⷬ )ⓖⓕⓚ > ⤽ⓝⓜⓞ и в режиме и змерения
даль ность действия радиолокатора оказывается
меньше, чем в режиме обнаружения цели. С учетом
сказанного дальность действия радиолокатора при
обн аружении цели (максимальная дальность
обнаружения или измерения) определяется как
⤿⵶⵪ⶁ ⴿ= ⾲ⷔ⸸ⷋ⻗⸸ⷋ⻗⸹⸙⸸⸙⸹⸝⸹⷗⸷⼯⼯⼯
(ⵃ⸢)⸺ⷔⓝⓜⓞ
⸻ ⏬ (2)
или
⤿⵶⵪ⶁ ⴿ= ⾲ⷔ⸸⷗⻗⸸⷗⻗⸹⸙⸸⸙⸹⷗⸷⼯⼯⼯
ⵃ⸢⸝⸹ⷔⓝⓜⓞ
⸻ (3)
где учтено, что ⤴⷟ⵀ=▁⧳(⥀⷟⧮ⵁ⽢ ), а индекс «0»
означает, что обнаружение происхо дит в
свободном пространстве.
В частном случае, когда радиолокатор
работает в импульсном режиме и одна и та же
антенна используется как при излучении, так и при
приеме сигналов, выражение (2) и (3) принимают
вид
⤿⵶⵪ⶁ ⴿ= ⾲ⷔ⸸ⷋ⻗⸹⸙⸹⸝⸹⷗⸷⼯⼯⼯
(ⵃ⸢)⸺ⷔⓝⓜⓞ
⸻ ,
⤿⵶⵪ⶁ ⴿ= ⾲ⷔ⸸⷗⻗⸹⸙⸹⷗⸷⼯⼯⼯
ⵃ⸢⸝⸹ⷔⓝⓜⓞ
⸻ .
В активном радиолокаторе с активным
ответом дальности действия ответчика ( ⤿⵶⵪ⶁ ⓜⓠ) и
запросчика ( ⤿⵶⵪ⶁ ⓕ)рассчитывают по формулам
⤿⵶⵪ⶁ ⓜⓠ = ⾲ⷔ⸸ⓕⷋ⻗⸸ⓕⷋ⻗⸹ⓕ⸙⸸ⓕ⸙⸹ⓜⓠ ⸝⸹
(ⵃ⸢)⸺ⷔⓝⓜⓞ⏯ⓜⓠ , (4)
⤿⵶⵪ⶁ ⓕ= ⾲ⷔ⸸ⓜⓠ ⷋ⻗⸸ⓜⓠ ⷋ⻗⸹ⓕ⸙⸸ⓜⓠ ⸙⸹ⓕ⸝⸹
(ⵃ⸢)⸹ⷔⓝⓜⓞ⏯ⓕ
⸻ ⏯ (5)
При ⤿> ⤿⵶⵪ⶁ ⓜⓠ сигнал не может быть принят
ответчиком, а при ⤿> ⤿⵶⵪ⶁ ⓕ - запросч иком.
Поэт ому целесообразен вариант активной системы
с активным ответом, у которой ⤿⵶⵪ⶁ ⓕ= ⤿⵶⵪ⶁ от,
для чего необходимо обеспечить равенство
⤽ⵀⓕ⤽ⓝⓜⓞ ⏯ⓕ[⤴Ⓨⵀⓕ ⧪ⵀⓕ ⤴Ⓨⵁⓕ ⧪ⵁⓕ ⽢ ]
= ⤽ⵀⓜⓠ ⤽ⓝⓜⓞ ⏯ⓜⓠ[⤴Ⓨⵀⓜⓠ ⧪ⵀⓜⓠ ⤴Ⓨⵁⓜⓠ ⧪ⵁⓜⓠ ⽢ ]⏬
а при работе в импульсном режиме (одна
приемопередающая антенна на ответчике и одна на
запросчике)
⤽ⵀⓕ⤽ⓝⓜⓞ ⏯ⓕ= ⤽ⵀⓜⓠ ⤽ⓝⓜⓞ ⏯ⓜⓠ.
Если радиолокатор, установленный на ЛА,
имеет индикатор кругового или секторного обзора
с яркос тной отметкой , в котором яркость
изображений на экране пропорциональна
мощности то для правильного воспроизведения
характ ера местности на экране индикатора стави тся
условие: изображение местности одного и того же
вида ( ⥀ⷬ= ⊐⊜⊛⊠⊡ ) вне зависимости от R и ⧥ при
полет е на посто янной высоте H должно иметь
одинаковую яркость на экране индикатора, то есть
при H = ⊐⊜⊛⊠⊡ необходимо обеспечить
⤽ⵁ= ⥊⥖⥕⥚⥛ ⏯ Поскольку

6 Национальная ассоциация ученых (НАУ) # 50 , 201 9
⤴⷟ⵀ= ⤴⷟ⵁ= ⤴(⧤⏬⧥)⤴ⴿ⥍ⵁ(⧥) и R=H(⥚⥐⥕⧥ )ⵊⵀ на
основании (2)
⤽ⵁ= ⤽ⵀ⤴ⴿⵁ⧪ⵀ⧪ⵁ⧮ⵁ⥀ⷱ⼰⽶⥊⧷ ╿⽢ ⽺⥚⥐⥕ ⵃ⧥
(▁⧳)ⵂ⤵ⵂ⥊⥖⥚⧥ ⥍ⵃ(⧥)= ⊐⊜⊛⊠ ⊡
Нормируя диаграмму направленности (в
максимуме ⤴ⴿ= ╾), получаем
⥍(⧥)= ⥊⥖⥚⥌⥊⧥ ⾰⥊⥖⥚⧥⸻ ≈ ⥊⥖⥚⥌⥊⧥ .
Таким образом, дл я наилучшей
наб людаемости пове рхн ости ракетный
радиолокатор должен иметь диаграмму
направленности косекансной формы (рисунок 2, 3).
В системе управления воздушным движением
при обнаружении ЛА в верхней полусфере с
одинаковыми ⥀ⴿ⼰ и H для улучшения
наблюдае мости целе й следует обеспечи ть
одинаковую яркость отмето к на экране индикатора,
не зависящую от R и ⧥⏯ В этом случае диаграмма
направленности должна иметь форму ⥍(⧥)=
⥊⥖⥚⥌⥊⧥ .
Дальность обнаружения в пассивных РЛС.
Когда принимается сигнал, излучаемый целью,
дальность обнаруже ния зависит от
чувствительности приемников пассивной РЛС
(ПРЛС) и мощности сигнала, излучаемого целью .
В том случае, когда на объекте (цели) имеется
переда тчик, соотношения для определения ⤿⵶⵪ⶁ ⴿ
совпадают с выражением (4), полученн ым для
ответчика.

Рисунок 2 Диаграмма направленности
антенны (азимутальная)
Рисунок 3 Диаграмма направле нности по углу места

При отсутствии на объекте аппаратуры,
излучающей сигнал, можно решить задачу
обнаружения этого объекта по его радиотеплово му
излучению. Известн о, что при отличии
термодинамической температуры ⥁ⷘ объекта от
абсолютного нуля он являе тся источником
излучения. Диапазон частот такого излучения
простирается от нуля до бесконечности, а его а его
интенсивность неравномерна в это м диапазоне и
связана с температурой, формой, материалом и
степенью шероховатости поверхности. Часть
энергии при э том излучается в диапазоне
радиоволн [4].
Интенсивность излучения задается формулой
Планка:
⤷ⷤ= ╿⥊ⵊⵀ⧨⥏⥍ⵂ[⥌⥟⥗ {⥏⥍⥒⥁ⷘ ⽢ }⽑╾]ⵊⵀ, (6)
где: h=6 ,26× ╾╽ ⵊⵂⵃ Вт× ⓟⵁ – постоянная Планка;
⥒= ╾⏬▀▅ ⽓╾╽ ⵊⵁⵂ⒜ⓠ ⒝ⓤ ⵊⵀⓑⓞⓎⓒ ⵊⵀ – постоянная
Больцмана;
⥍⽑ частота (Гц);
⧨⽑ степень черноты тела или излучательная
способность.
Максимум излучения приходится на длину
волны ⧮ⷫ, знач ение которой в микром етрах
определяется из соо тношения Вина: ⧮ⷫ=
▀⽓╾╽ ⵂ
⥁ⷘ⽢ . В диапазоне миллиметровых и
сантиметровых волн справедливо неравенство
⥏⥍⠳ ⥒⥁ⷘ , поэтому экспоненту в знаменателе (6)
можно разложить в степенной ряд и ограничи ться
двумя членами ра зложения, тогда (6) перейдет в
соотношения вида
⤷ⷤ≈ ╿⧨⥒⥁ⷘ⧮ⵊⵁ.
Зависимость (6) определяет инте нсивность
радиотеплового излучения и носит название
формулы Рэлея -Джинса. Формально она позволяет
при расчетах пользоваться не интенсивностью
(яркос тью) излучения, а температурой объекта ⥁ⷘ.
С учетом степени черноты поверхности
объекта вводят так называе мую яркостную
температуру ⥁= ⧨⥒⥁ⷘ. Полное излучение тела
складывается из двух компонентов: собственного
радиоизлуч ения и переизлученных об ъектом
радиоволн, попадающих на него извне. Для
непрозрачных предметов излучательная
способность ⧨ и коэффициент отражения ⤸ⓜⓠⓞ
связаны соотношением ⧨⽐⤸ⓜⓠⓞ = ╾⏬ поэтому
эффективная яркостная температура
⥁⓫ⓢ = ⧨⥁ⷘ⽐⤸ⓜⓠⓞ ⥁ⷆ,

Национальная ассоциация ученых ( НАУ) # 50 , 201 9 7
где: ⥁ⷆ⽑ температура внешнего облучения.
При отсутствии внешнего облучения тела
⥁ⷆ= ╽⏬ поэтому ⥁⓫ⓢ = ⧨⥁ⷘ= ⥁ⴿ
При одинаковой термодинамической
температуре объектов их излучения различаются
из-за разной излучательной с пособности ⧨, и
обнаружение объектов возмо жно по контрасту
излучений или яркостных температур
◊⥁= ⥁ⵀ⽑⥁ⵁ= (⧨ⵀ⽑⧨ⵁ)⥁ⷘ
Если объект точечный, то есть угловой размер
источника излучения ⒮ⓤ меньше ширины
диаграммы ⒮Ⓨ антенны ПРЛС, а ⥁(⧤⏬⧥) -
распределение эффек тивной температуры по углам
⧤ ⓖ ⧥, то температура антенны, согласованной с
нагрузкой,
⥁⷟= ⒮⷟ⵊⵀ⟸ ⥁(⧤⏬⧥)⥍(⧤⏬⧥)⥋⧤⥋⧥ ⸓ ⸔ ≈
⥁⒮ⓤ⒮⷟ⵊⵀ= ⥁⤸ⓙ,
где: ⥍(⧤⏬⧥)⽑ диаграмма направленности
антенны;
⤸ⓙ⽑ коэффициент заполнения луча.
Для распределенных источников
радиоизлучения ⤸ⓙ= ╾ и ⥁⷟= ⥁⏯ В этом случае
необходимо учесть использование площади
антенны (КПД антенны) ⤸Ⓨ⏬ КПД фидерного
тракт ⧪ и собственные шумы антенно -фидерного
тракта
⥁⷟= ⥁⤸⷟⧪⽐⥁ⴿ(⧪⽑╾)
где: ⥁ⴿ⽑ температура окружающей среды.
Кроме того, следует добавить составляющую
⥁ⴿ⏬ соответствующую излучению, принятому по
боковым лепесткам антенны ⥁Ⓩ= (╾⽑⤸⷟) ⧪
Следовательно,
⥁⷟= ⥁⤸⷟⧪⽐⥁Ⓩ(╾⽑⤸⷟) ⧪⽐⥁ⴿ(⧪⽑╾)⏯
Протяж енные цели на границе раздела имеют
контраст эквивалентных антенных температур,
равный ◊⥁⷟= ⧪⤸⷟◊⥁⏯ Для расчета контраста
температуры точечных целей следует знать
коэффициент заполнения луча антенны ⤸ⓙ, поэтому
◊⥁⷟= ⤸ⓙ ⧪⤸⷟◊⥁⏯
Заключение
Необходимо удлинять трассы полета и
увеличивать площадь районов испытаний.
Основное препятствие: ограничения дальности
траекторных и телеметрических измерений;
влияние подстилающей поверхности на уровень и
качество принимаемо го сигнала от издели я во
время полета.
Факторы, влияющие на дальность
обнаружения:
- интерференция в точке приёма прямого и
переотражённого от подстилающей поверхности
лучей; рефракция радиоволн;
- затухание радиоволн в атмосфере.
Влияние интерф еренции пр оявляется в
изменени и дальности обнаруже ния и неустойчивом
обнаружении из -за интерференционных замираний
сигналов, отражённых от маловысотных целей.
Траектория должна содержать данные,
относящиеся к испытываемым изделиям и не
содержать ложных отм еток и дан ных, относящихся
к д ругим объектам.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Горелик А.Л., Эпштейн С.С. Об
адаптивности информации в задачах распознавания
объектов и явлений. – М. «Кибернетика», 1983. –
С.85 -88.
2. Данилюк А.С., Кипа О.В., Сазонов К.В.
Методика анализа телеметрии на основе
оценивания их потенциальной информативности /
А.С. Данилюк, О.В.Кипа, К.В. Сазонов //
Актуальные проблемы защиты и безопасности:
труды XVII Всероссийской научно -практической
конференции Т. 4: ВМФ России. -СПб., 2014. -С.105 -
111.
3. Оптимальн ое правил о остановки
наблюдений способ достижения наивысшей
вероятности обнаружения. Розов А.К., Сырцев
А.Н., Кузина Н.В. [Электронный ресурс] / Режим
доступа: http:// cyberleninka.ru› ››… -obnaruzheniya -
signal ov.
4. Принцип построения РЛС управления
воздушным движением [Электронный ресурс] /
Режим доступа: htt p:// refeteka.ru> | -206191 -3.html
(дата обращения 22.08.2017 г.).
5. Присяжнюк С.П., Сазонов К.В.
Потенциальная информативность как новая
характеристика отраже ния материального объекта
// Информация и космо с. – 2006.№2 – С.100 -105.
6. Степа нов Д .И. Пути рационального
формирования оптимального наряда полигонных
измерительных комплексов в модели обоснования
ресурсов для обеспечения испытательных работ в
полигонном ко мплексе МО РФ / Д.И. Степанов //
Научно -техниче ский сборник войсковой части
09 882. Инв. № 1/6218, 2005 г. С.7 -11.
7. Rassanen J.J., Langbon G.G. Universal
modeling and coding. // IEE Transaction on
Information Teory. – Vol. IT -27. № 1, 1981,p.12 -23.