Радар от ново поколение. Модерен радар

Според руското министерство на отбраната през 2017 г. на руските въздушно-космически сили (ВКС) са доставени 70 (радарни) системи. Радарите са необходими за провеждане на радарно разузнаване, чиито задачи включват своевременно откриване на различни динамични цели.

„Радиотехническите подразделения на ВВС получиха повече от 70 от най-новите радари през 2017 г. Сред тях са средно- и височинните РЛС „Скай-М”, средно- и височинните РЛС „Противник”, „Всевисочинен детектор”, „Сопка-2”, маловисочинните РЛС „Подлет-К1” и „Подлет-М”, „Каста-2-2”, „Гама-С1”, както и модерни системи за автоматизация „Основа” и други средства”, се казва в изявлението на Министерството на отбраната.

Както отбелязва ведомството, основната характеристика на най-новите родни радари е, че те са създадени на съвременна елементна база. Всички процеси и операции, извършвани от тези машини, са максимално автоматизирани.

В същото време системите за управление и поддръжка на радарните станции станаха по-прости.

Отбранителен елемент

Радиолокационните станции на руските ВКС са предназначени за откриване и проследяване на въздушни цели, както и за целеуказване на зенитно-ракетни системи (ЗРК). Радарите са един от ключовите елементи на противовъздушната, противоракетната и космическата отбрана на Русия.

Радарният комплекс "Небо-М" е в състояние да открива цели на разстояние от 10 до 600 км (обзор) и от 10 до 1800 км (секторен обзор). Станцията може да проследява както големи, така и малки обекти, направени по стелт технология. Времето за развръщане на "Скай-М" е 15 минути.

За определяне на координатите и проследяване на стратегически и тактически самолети и откриване на американски ракети въздух-земя тип ASALM руските ВКС използват радарната станция Opponent-GE. Характеристиките на комплекса му позволяват да проследява най-малко 150 цели на височина от 100 м до 12 км.

Мобилният радиолокационен комплекс 96L6-1/96L6E „Всевисочинен детектор“ се използва във въоръжените сили на Руската федерация за целеуказване на системите за противовъздушна отбрана. Уникалната машина може да открива широк спектър от аеродинамични цели (самолети, хеликоптери и дронове) на височина до 100 км.

РЛС „Подлет-К1” и „Подлет-М”, „Каста-2-2”, „Гама-С1” се използват за наблюдение на въздушната обстановка на височини от няколко метра до 40-300 км. Комплексите разпознават всички видове авиационна и ракетна техника и могат да работят при температури от -50 до +50 °C.

• Мобилен радиолокационен комплекс за откриване на аеродинамични и балистични обекти на средни и големи височини "Небе-М"

Основната задача на радиолокационния комплекс "Сопка-2" е да получава и анализира информация за въздушната обстановка. Министерството на отбраната най-активно използва този радар в Арктика. Високата разделителна способност на Sopka-2 ви позволява да разпознавате отделни въздушни цели, летящи като част от група. Сопка-2 е в състояние да открива до 300 обекта в обсег от 150 км.

Почти всички горепосочени радарни системи осигуряват сигурността на Москва и Централния индустриален район. До 2020 г. делът на съвременното въоръжение в подразделенията за противовъздушна отбрана в московската зона на отговорност трябва да достигне 80%.

На етапа на превъоръжаване

Всички съвременни радари се състоят от шест основни компонента: предавател (източник на електромагнитен сигнал), антенна система (фокусираща сигнала на предавателя), радиоприемник (обработващ получения сигнал), изходни устройства (индикатори и компютри), оборудване за защита от шум и захранвания.

Домашните радари могат да откриват самолети, дронове и ракети, проследявайки движението им в реално време. Радарите осигуряват своевременно получаване на информация за обстановката във въздушното пространство в близост до границите на Руската федерация и на стотици километри от държавните граници. На военен език това се нарича радарно разузнаване.

Стимулът за подобряване на радиолокационното разузнаване на Руската федерация са усилията на чужди държави (предимно САЩ) да създадат стелт самолети, крилати и балистични ракети. По този начин, през последните 40 години, Съединените щати активно разработват стелт технологии, които са предназначени да осигурят подход към вражеските линии, неоткриваем от радарите.

Огромният военен бюджет (над 600 милиарда долара) позволява на американските дизайнери да експериментират с радиопоглъщащи материали и геометрични форми на самолети. Успоредно с това САЩ подобряват оборудването за радарна защита (осигуряващо шумоустойчивост) и устройствата за заглушаване на радарите (създаващи смущения за радарните приемници).

Военният експерт Юрий Кнутов е убеден, че радиолокационното разузнаване на Руската федерация е в състояние да открива почти всички видове въздушни цели, включително американски изтребители от пето поколение F-22 и F-35, стелт самолети (по-специално стратегическия B-2 Spirit). бомбардировач) и обекти, летящи на изключително ниски височини.

• Радарен екран, който показва изображение на целта, синхронизирано с движението на антената
• Министерство на отбраната на Руската федерация

„Дори най-новият американски самолет не може да се скрие от станцията Небо-М. Министерството на отбраната отдава голямо значение на развитието на радарите, защото те са очите и ушите на ВВС. Предимствата на най-новите станции, които сега влизат в експлоатация, са дълъг обхват, висока устойчивост на шум и мобилност“, каза Кнутов в интервю за RT.

Експертът отбеляза, че САЩ не спират да работят по разработването на системи за потискане на радарите, осъзнавайки своята уязвима позиция пред руските радари. Освен това американската армия е въоръжена със специални антирадарни ракети, които се насочват от радиацията на станцията.

„Най-новите руски радари се отличават с невероятно ниво на автоматизация в сравнение с предишното поколение. Беше постигнат невероятен напредък в подобряването на мобилността. В съветските години разгръщането и срутването на станцията отне почти един ден. Сега това става за половин час, а понякога и за няколко минути”, каза Кнутов.

Събеседникът на RT смята, че радарните системи на ВКС са адаптирани за противодействие на високотехнологичен противник, намалявайки вероятността от неговото проникване в руското въздушно пространство. Според Кнутов днес руските радиотехнически войски са в етап на активно превъоръжаване, но до 2020 г. повечето части ще бъдат оборудвани със съвременни радари.

На Колския полуостров в Русия ще бъде построена свръхмощна РЛС Воронеж-ДМ. Той ще обхваща основното ракетоопасно направление. Радарът край Мурманск ще бъде приблизително три пъти по-мощен от всички вече създадени и строящи се високосглобяеми радари. Воронеж-ДМ ще може да открива балистични цели на голямо разстояние и да определя траекторията им на полет. „Основите за огромен радар се изграждат на планина на надморска височина над 400 метра. Той ще осигури контрол на космическото пространство над Арктика и основните ракетно опасни...

В Русия се разработва нова модификация на захоризонтната радиолокационна станция „Слънчоглед“.

11.11.2016

Подобрената версия на радара ще се нарича "Слънчоглед-Ц". Той ще има по-дълъг работен обхват и по-ефективна защита срещу смущения. За това пише Интерфакс, цитирайки ръководителя на компанията за разработка на радари - НПК Научноизследователски институт по радиокомуникации на големи разстояния Александър Милославски. Радарът Sunflower е в състояние да наблюдава крайбрежна зона от 200 мили. Радарът ви позволява автоматично да откривате, проследявате и класифицирате до 300 морски и 100 въздушни обекта зад радиохоризонта, да определяте техните координати и въз основа на тях да давате целеуказания на комплекси и оръжейни системи на кораби и средства...

Отбрана в космически мащаб: руската армия получи пет уникални радара Небо-У, разстройвайки стратегията на САЩ. Радарни станции ще бъдат инсталирани на територията на няколко съставни образувания на Руската федерация в северозападния регион. "Sky-U" е станция, предназначена за откриване на въздушни цели от различни категории: от самолети до крилати управляеми ракети, включително хиперзвукови балистични, използващи стелт технологии на разстояние от 600 км. След откриване на обект, радарът измерва координатите, определя неговата националност, а също така извършва пеленгиране за активни смутители. „Контрол...

Вторият международен военно-технически форум „Армия-2016“ започна днес. Както и първия път, той ще се проведе на три площадки, чиято база ще бъде Парк Патриот. Ще има и шоу с използване на всички видове въоръжение на полигона Алабино, както и показ на авиационна техника и пилотажни групи в авиобаза Кубинка. В събота успях да разгледам откритата площадка, където ще бъде представена военна техника от руското министерство на отбраната и руската и чуждестранната отбранителна индустрия. Общо в динамичен дисплей и в статичен дисплей...

Подразделенията на Централния военен окръг, дислоцирани в Сибир, получиха нови цифрови радиорелейни станции, които предават видео по радиосигнал и осигуряват навигация чрез спътниковата система Глонасс. Това съобщиха за ТАСС в сряда от пресслужбата на Централния военен окръг. „Подразделенията на войските за връзка получиха мобилни цифрови радиорелейни станции Р-419Л1 и Р-419ГМ на базата на автомобил Камаз-4350, които позволяват организиране на видеоконференции и предаване на видеоданни чрез радиосигнал“, обясниха от...

Триизмерната радарна станция е предназначена за контрол на въздушното пространство, автоматично откриване и определяне на координатите на целите. Модернизираният радар от серията „Десна“ е постъпил на въоръжение в една от радиотехническите военни части, дислоцирани в Хабаровския край, съобщиха във вторник от пресслужбата на Източния военен окръг (ИЗВО). „В Хабаровския край екипажът на новата радиолокационна станция „Десна-мм“ (радар) започна бойно дежурство за контрол на въздушното пространство“, ...

Във Воркута започват изграждането на радарна станция за система за предупреждение за ракетно нападение. На няколко километра от село Воргашор се състоя церемонията по полагането на възпоменателна капсула в първия камък от основата на РЛС от ново поколение „Воронеж-М“. На срещата присъстваха ръководителят на администрацията на Воркута Евгений Шумейко, ръководителят на града Валентин Сопов, началникът на главния център за предупреждение за ракетно нападение генерал-майор Игор Протопопов, началникът на клона на строителния отдел в Спецстрой на Русия ...

Нови захоризонтни радиолокационни станции за повърхностни вълни „Слънчоглед“ ще осигурят наблюдение на ситуацията в Арктическата зона. „Нашите станции за повърхностни вълни „Слънчоглед“ ще разрешат проблеми, свързани с нашето арктическо крайбрежие“, каза пред репортери Сергей Боев, генерален директор на РТИ OJSC. По думите му в най-скоро време ще бъде взето решение как ще се развива този район. „Това ще бъде ли отделно OCD...

През последните години основният начин за осигуряване на ниска видимост на самолетите за вражеските радарни станции е специална конфигурация на външни контури. Стелт самолетите са проектирани по такъв начин, че радиосигналът, изпратен от станцията, се отразява навсякъде, но не и към източника. По този начин значително се намалява мощността на отразения сигнал, постъпващ на радара, което затруднява откриването на самолет или друг обект, изработен по подобна технология. Специалните радар-абсорбиращи покрития също са донякъде популярни, но в повечето случаи те помагат само от радарни станции, работещи в определен честотен диапазон. Тъй като ефективността на абсорбцията на радиация зависи главно от съотношението на дебелината на покритието и дължината на вълната, повечето такива бои предпазват самолета само от милиметрови вълни. По-дебел слой боя, макар и ефективен срещу по-дълги вълни, просто няма да позволи на самолет или хеликоптер да излети.

Развитието на технологиите за намаляване на радиоподписа доведе до появата на средства за противодействие на тях. Например, първо теорията, а след това и практиката показаха, че откриването на стелт самолети може да се извърши, включително с помощта на доста стари радарни станции. Така самолет F-117A на Lockheed Martin, свален над Югославия през 1999 г., е открит със стандартния радар на зенитно-ракетната система С-125. Така дори и за дециметрови вълни специалното покритие не се превръща в трудна преграда. Разбира се, увеличаването на дължината на вълната влияе върху точността на определяне на координатите на целта, но в някои случаи тази цена за откриване на стелт самолет може да се счита за приемлива. Въпреки това, радиовълните, независимо от тяхната дължина, са обект на отражение и разсейване, което оставя въпроса за специфичните форми на стелт самолети релевантен. Този проблем обаче също може да бъде решен. През септември тази година беше представен нов инструмент, чиито автори обещаха да решат проблема с разсейването на радарните вълни.

На берлинското изложение ILA-2012, което се проведе през първата половина на септември, европейският авиокосмически концерн EADS представи своята нова разработка, която според авторите може да промени всички представи за стелт самолетите и средствата за борба с тях. Компанията Cassidian, част от концерна, предложи собствен вариант на радарната станция „пасивен радар“. Същността на такава радарна станция се състои в липсата на каквото и да е излъчване. Всъщност пасивният радар е приемна антена със съответното оборудване и изчислителни алгоритми. Целият комплекс може да бъде монтиран на всяко подходящо шаси. Например рекламните материали на концерна EADS представят двуосен микробус, в кабината на който е монтирана цялата необходима електроника, а на покрива има телескопичен прът с блок от приемни антени.

Принципът на работа на пасивния радар на пръв поглед е много прост. За разлика от конвенционалните радари, той не излъчва никакви сигнали, а само приема радиовълни от други източници. Оборудването на комплекса е предназначено да приема и обработва радиосигнали, излъчвани от други източници, като традиционни радари, телевизионни и радиостанции, както и комуникационно оборудване, използващо радиоканал. Разбираемо е, че източникът на радиовълни от трета страна се намира на известно разстояние от приемника на пасивния радар, поради което неговият сигнал, попаднал в стелт самолета, може да бъде отразен към последния. По този начин основната задача на пасивния радар е да събира всички радиосигнали и да ги обработва правилно, за да изолира частта, която е отразена от желания самолет.

Строго погледнато, тази идея не е нова. Първите предложения за използване на пасивен радар се появиха доста отдавна. Но доскоро този метод за откриване на цел беше просто невъзможен: нямаше оборудване, което да позволи да се избере от всички получени сигнали точно този, който е отразен от желания обект. Едва в края на деветдесетте години започнаха да се появяват първите пълноценни разработки, които биха могли да осигурят изолиране и обработка на необходимия сигнал, например американският проект Silent Sentry от Lockheed Martin. Служителите на концерна EADS, твърдят още те, са успели да създадат необходимия набор от електронно оборудване и съответния софтуер, който може, въз основа на някои характеристики, да „идентифицира“ отразения сигнал и да изчисли параметри като ъгъл на издигане и обсег на целта. По-точна и подробна информация, разбира се, не беше предоставена. Но представители на EADS говориха за възможността за пасивен радар, който да наблюдава цялото пространство около антената. В този случай информацията на дисплея на оператора се актуализира веднъж на половин секунда. Беше съобщено също, че пасивният радар в момента работи само в три радиочестотни ленти: VHF, DAB (цифрово радио) и DVB-T (цифрова телевизия). Грешката при откриване на целта, според официалните данни, не надвишава десет метра.

От конструкцията на антенния блок на пасивния радар става ясно, че комплексът може да определя посоката към целта и ъгъла на издигане. Въпросът за определяне на разстоянието до открития обект обаче остава открит. Тъй като няма официални данни по този въпрос, ще трябва да се задоволим с наличната информация за пасивните радари. Представителите на EADS твърдят, че техният радар работи със сигнали, използвани както в радио, така и в телевизионно излъчване. Съвсем очевидно е, че техните източници имат фиксирано местоположение, което също е предварително известно. Пасивният радар може едновременно да получава директен сигнал от телевизионна или радиостанция, както и да го търси в отразена и отслабена форма. Познавайки собствените си координати и координатите на предавателя, електрониката на пасивния радар може да изчисли приблизителния обхват до целта чрез сравняване на директните и отразените сигнали, тяхната мощност, азимути и ъгли на издигане. Съдейки по декларираната точност, европейските инженери успяха да създадат не само жизнеспособна, но и обещаваща технология.

Заслужава да се отбележи също, че новият пасивен радар ясно потвърждава принципната възможност за практическо използване на радари от този клас. Може би други страни ще се заинтересуват от новото европейско развитие и също ще започнат своята работа в тази посока или ще ускорят съществуващите. Така САЩ могат да подновят сериозната работа по проекта Silent Sentry. Освен това френската компания Thale и английската компания Roke Manor Research имаха определени разработки по тази тема. Голямото внимание към темата за пасивните радари може в крайна сметка да доведе до широкото им използване. В този случай сега трябва да имаме груба представа какви последствия ще има подобна технология за появата на съвременна война. Най-очевидната последица е минимизирането на предимствата на стелт самолетите. Пасивните радари ще могат да определят тяхното местоположение, игнорирайки и двете технологии за намаляване на сигнатурата. Пасивният радар може също да направи безполезни антирадарните ракети. Новите радари са в състояние да използват сигнала на всеки радиопредавател с подходящ обхват и мощност. Съответно вражеският самолет няма да може да засече радара по неговото излъчване и да атакува с антирадарни боеприпаси. Унищожаването на всички големи излъчватели на радиовълни от своя страна се оказва твърде трудно и скъпо. В края на краищата пасивният радар теоретично може да работи с предаватели с най-прост дизайн, които са много по-евтини в цената от контрамерките. Второто предизвикателство пред противодействието на пасивните радари се отнася до електронната война. За ефективно потискане на такъв радар е необходимо да се „заглуши“ доста голям честотен диапазон. В същото време не се гарантира правилната ефективност на средствата за радиоелектронна борба: ако има сигнал, който не попада в обхвата на потискане, пасивната радарна станция може да премине към неговото използване.

Несъмнено широкото използване на пасивни радиолокационни станции ще доведе до появата на техники и средства за противодействие. В момента обаче развитието на Cassidian и EADS почти няма конкуренти или аналози, което засега му позволява да остане доста обещаващо. Представители на развойния концерн твърдят, че до 2015 г. експерименталният комплекс ще се превърне в пълноценно средство за откриване и проследяване на цели. В оставащото време до това събитие дизайнерите и военните на други страни трябва, ако не да разработят свои собствени аналози, то поне да формират собствено мнение по темата и да излязат поне с общи противодействия. На първо място, новият пасивен радар може да удари бойния потенциал на ВВС на САЩ. Съединените щати обръщат най-голямо внимание на стелт самолетите и създават нови проекти с максимално възможно използване на стелт технологии. Ако пасивните радари потвърдят способността си да откриват самолети, които са невидими за традиционните радари, тогава външният вид на обещаващи американски самолети може да претърпи сериозни промени. Що се отнася до други държави, те все още не дават приоритет на стелта и това до известна степен ще намали възможните неприятни последици.

По материали от сайтове:
http://spiegel.de/
http://eads.com/
http://cassidian.com/
http://defencetalk.com/
http://wired.co.uk/

Съвременната война е бърза и мимолетна. Често победител в бойния сблъсък е този, който пръв засече потенциална заплаха и реагира адекватно на нея. Повече от седемдесет години радарният метод, базиран на излъчването на радиовълни и записването на техните отражения от различни обекти, се използва за търсене на врага по суша, море и във въздуха. Устройствата, които изпращат и приемат такива сигнали, се наричат ​​радарни станции (RLS) или радари.

Терминът "радар" е английско съкращение (radio detection and ranging), което е пуснато в обращение през 1941 г., но отдавна се е превърнало в самостоятелна дума и е навлязло в повечето езици по света.

Изобретяването на радара, разбира се, е забележително събитие. Трудно е да си представим съвременния свят без радарни станции. Използват се в авиацията, в морския транспорт; с помощта на радар се прогнозира времето, идентифицират се нарушителите на правилата за движение и се сканира земната повърхност. Радарните системи (RLC) са намерили своето приложение в космическата индустрия и в навигационните системи.

Въпреки това радарите са намерили най-широко приложение във военните дела. Трябва да се каже, че тази технология първоначално е създадена за военни нужди и е достигнала етапа на практическа реализация точно преди избухването на Втората световна война. Всички най-големи страни, участващи в този конфликт, активно (и не без резултат) използваха радиолокационни станции за разузнаване и откриване на вражески кораби и самолети. С увереност може да се твърди, че използването на радари реши изхода на няколко знакови битки както в Европа, така и в Тихоокеанския театър на военните действия.

Днес радарите се използват за решаване на изключително широк спектър от военни задачи - от проследяване на изстрелване на междуконтинентални балистични ракети до артилерийско разузнаване. Всеки самолет, хеликоптер и военен кораб има собствен радарен комплекс. Радарите са гръбнакът на системата за ПВО. Най-новата радарна система с фазирана решетка ще бъде монтирана на перспективния руски танк „Армата“. Като цяло разнообразието от съвременни радари е невероятно. Това са напълно различни устройства, които се различават по размер, характеристики и предназначение.

С увереност можем да кажем, че днес Русия е един от признатите световни лидери в разработването и производството на радари. Въпреки това, преди да говорим за тенденциите в развитието на радарните системи, трябва да кажем няколко думи за принципите на работа на радарите, както и за историята на радарните системи.

Как работи радарът?

Местоположението е методът (или процесът) за определяне на местоположението на нещо. Съответно радарът е метод за откриване на обект или обект в космоса с помощта на радиовълни, които се излъчват и приемат от устройство, наречено радар или радар.

Физическият принцип на работа на първичен или пасивен радар е доста прост: той предава радиовълни в космоса, които се отразяват от околните обекти и се връщат към него под формата на отразени сигнали. Анализирайки ги, радарът е в състояние да открие обект в определена точка на пространството, както и да покаже основните му характеристики: скорост, надморска височина, размер. Всеки радар е сложно радиоустройство, състоящо се от много компоненти.

Всеки радар се състои от три основни елемента: предавател на сигнал, антена и приемник. Всички радарни станции могат да бъдат разделени на две големи групи:

• пулс;
• непрекъснато действие.

Импулсният радарен предавател излъчва електромагнитни вълни за кратък период от време (части от секундата), следващият сигнал се изпраща едва след като първият импулс се върне обратно към приемника. Скоростта на повторение на импулса е една от най-важните характеристики на радара. Нискочестотните радари изпращат няколкостотин импулса в минута.

Импулсната радарна антена работи както за приемане, така и за предаване. След излъчване на сигнала предавателят се изключва за известно време и приемникът се включва. След приема му настъпва обратният процес.

Импулсните радари имат както недостатъци, така и предимства. Те могат да определят обхвата на няколко цели наведнъж; такъв радар може лесно да се справи с една антена; индикаторите на такива устройства са прости. Сигналът, излъчван от такъв радар, обаче трябва да има доста голяма мощност. Можете също така да добавите, че всички съвременни радари за проследяване са направени с помощта на импулсна верига.

В импулсните радарни станции като източник на сигнал обикновено се използват магнетрони или тръби с пътуващи вълни.

Радарната антена фокусира и насочва електромагнитния сигнал, улавя отразения импулс и го предава на приемника. Има радари, при които сигналът се приема и предава от различни антени и те могат да бъдат разположени на значително разстояние една от друга. Радарната антена може да излъчва електромагнитни вълни в кръг или да работи в определен сектор. Лъчът на радара може да бъде насочен спираловидно или оформен като конус. Ако е необходимо, радарът може да проследи движеща се цел, като постоянно насочва антената към нея с помощта на специални системи.

Функциите на приемника включват обработка на получената информация и предаването й на екрана, от който се чете от оператора.

В допълнение към импулсните радари има и непрекъснати радари, които постоянно излъчват електромагнитни вълни. Такива радарни станции използват в работата си ефекта на Доплер. Това се дължи на факта, че честотата на електромагнитната вълна, отразена от обект, който се приближава към източника на сигнал, ще бъде по-висока, отколкото от отдалечаващ се обект. В този случай честотата на излъчвания импулс остава непроменена. Радари от този тип не откриват неподвижни обекти, техният приемник улавя само вълни с честота по-висока или по-ниска от излъчваната.

Типичният доплеров радар е радарът, използван от пътната полиция за определяне на скоростта на превозните средства.

Основният проблем на радарите с непрекъсната вълна е невъзможността им да определят разстоянието до даден обект, но по време на тяхната работа няма смущения от неподвижни обекти между радара и целта или зад нея. Освен това доплеровите радари са доста прости устройства, които се нуждаят само от сигнали с ниска мощност, за да работят. Трябва също да се отбележи, че съвременните радарни станции с непрекъсната вълна имат способността да определят разстоянието до обект. Това става чрез промяна на честотата на радара по време на работа.

Един от основните проблеми при работата на импулсните радари са смущенията, идващи от неподвижни обекти - като правило това са земната повърхност, планините и хълмовете. Когато бордовите импулсни радари на самолета работят, всички обекти, разположени отдолу, се „закриват“ от сигнала, отразен от земната повърхност. Ако говорим за наземни или корабни радарни системи, тогава за тях този проблем се проявява в откриването на цели, летящи на малка височина. За да се елиминира такава намеса, се използва същият ефект на Доплер.

В допълнение към първичните радари има и така наречените вторични радари, които се използват в авиацията за идентифициране на самолети. Такива радарни системи, в допълнение към предавателя, антената и приемника, включват и самолетен транспондер. При облъчване с електромагнитен сигнал транспондерът предоставя допълнителна информация за надморската височина, маршрута, номера на самолета и националността.

Радарните станции също могат да бъдат разделени според дължината и честотата на вълната, на която работят. Например за изследване на земната повърхност, както и за работа на значителни разстояния се използват вълни от 0,9-6 m (честота 50-330 MHz) и 0,3-1 m (честота 300-1000 MHz). За управление на въздушното движение се използва радар с дължина на вълната 7,5-15 см, а задхоризонтните радари на станциите за откриване на изстрелване на ракети работят на вълни с дължина от 10 до 100 метра.

История на радара

Идеята за радар възниква почти веднага след откриването на радиовълните. През 1905 г. Кристиан Хюлсмайер, служител на немската компания Siemens, създава устройство, което може да открива големи метални предмети с помощта на радиовълни. Изобретателят предложи да се инсталира на кораби, за да могат да избягват сблъсъци при условия на лоша видимост. Корабните компании обаче не се интересуваха от новото устройство.

Експерименти с радар са провеждани и в Русия. Още в края на 19 век руският учен Попов открива, че металните предмети пречат на разпространението на радиовълните.

В началото на 20-те години американските инженери Албърт Тейлър и Лео Йънг успяха да открият преминаващ кораб с помощта на радиовълни. Състоянието на радиотехническата индустрия по това време обаче беше такова, че беше трудно да се създадат промишлени образци на радарни станции.

Първите радарни станции, които могат да се използват за решаване на практически проблеми, се появяват в Англия около средата на 30-те години. Тези устройства бяха много големи и можеха да се монтират само на сушата или на палубата на големи кораби. Едва през 1937 г. е създаден прототип на миниатюрен радар, който може да бъде инсталиран на самолет. До началото на Втората световна война британците разполагат с разгърната верига от радарни станции, наречена Chain Home.

Бяхме ангажирани в нова обещаваща посока в Германия. И, трябва да кажа, не без успех. Още през 1935 г. работещ радар с катодно-лъчев дисплей е демонстриран на главнокомандващия на германския флот Редер. По-късно на негова база са създадени серийни модели радари: Seetakt за военноморските сили и Freya за противовъздушна отбрана. През 1940 г. радарната система за управление на огъня Würzburg започва да пристига в германската армия.

Но въпреки очевидните постижения на немските учени и инженери в областта на радарите, германската армия започна да използва радари по-късно от британците. Хитлер и върхът на Райха смятаха радарите за изключително отбранителни оръжия, които не бяха особено необходими на победоносната германска армия. Поради тази причина до началото на битката за Британия германците са разположили само осем радарни станции Freya, въпреки че техните характеристики са поне толкова добри, колкото и английските им колеги. Като цяло можем да кажем, че успешното използване на радара до голяма степен определи изхода от битката за Великобритания и последвалата конфронтация между Луфтвафе и съюзническите военновъздушни сили в небето на Европа.

По-късно германците, базирайки се на системата Вюрцбург, създадоха линия за противовъздушна отбрана, наречена „Линията Камхубер“. Използвайки части от специални сили, съюзниците успяха да разгадаят тайните на немските радари, което направи възможно тяхното ефективно заглушаване.

Въпреки факта, че британците влязоха в „радарната“ надпревара по-късно от американците и германците, те успяха да ги изпреварят на финалната линия и да се доближат до началото на Втората световна война с най-модерната система за радарно откриване на самолети.

Още през септември 1935 г. британците започват изграждането на мрежа от радарни станции, която преди войната вече включва двадесет радарни станции. Той напълно блокира подхода към Британските острови от европейското крайбрежие. През лятото на 1940 г. британски инженери създават резонансен магнетрон, който по-късно става основа за бордови радарни станции, инсталирани на американски и британски самолети.

Работата в областта на военния радар се извършва и в Съветския съюз. Първите успешни експерименти за откриване на самолети с помощта на радарни станции в СССР бяха проведени още в средата на 30-те години. През 1939 г. първият радар RUS-1 е приет на въоръжение в Червената армия, а през 1940 г. - RUS-2. И двете станции бяха пуснати в масово производство.

Втората световна война ясно демонстрира високата ефективност на използването на радарни станции. Ето защо, след завършването му, разработването на нови радари стана едно от приоритетните направления за развитие на военната техника. С течение на времето всички военни самолети и кораби без изключение получиха бордови радари, а радарите станаха основа за системите за противовъздушна отбрана.

По време на Студената война САЩ и СССР се сдобиха с нови разрушителни оръжия – междуконтинентални балистични ракети. Откриването на изстрелването на тези ракети стана въпрос на живот и смърт. Съветският учен Николай Кабанов предложи идеята за използване на къси радиовълни за откриване на вражески самолети на големи разстояния (до 3 хиляди км). Беше съвсем просто: Кабанов установи, че радиовълните с дължина 10-100 метра могат да се отразяват от йоносферата и да облъчват цели на повърхността на земята, връщайки се по същия начин към радара.

По-късно на базата на тази идея са разработени радари за задхоризонтно откриване на изстрелвания на балистични ракети. Пример за такива радари е Дарьял, радарна станция, която в продължение на няколко десетилетия беше в основата на съветската система за предупреждение за изстрелване на ракети.

В момента една от най-обещаващите области за развитие на радарната технология е създаването на радари с фазова решетка (PAR). Такива радари имат не един, а стотици излъчватели на радиовълни, чиято работа се контролира от мощен компютър. Радиовълните, излъчвани от различни източници във фазирана решетка, могат да се усилват взаимно, ако са във фаза, или, обратно, да се отслабват взаимно.

На радарния сигнал с фазирана решетка може да се придаде произволна желана форма, да се премества в пространството, без да се променя позицията на самата антена, и може да работи с различни честоти на излъчване. Радарът с фазова решетка е много по-надежден и чувствителен от радар с конвенционална антена. Такива радари обаче имат и недостатъци: голям проблем е охлаждането на радарите с фазова решетка, освен това те са трудни за производство и са скъпи.

Нови радари с фазова решетка се монтират на изтребители от пето поколение. Тази технология се използва в американската система за ранно предупреждение за ракетно нападение. Радарната система с фазирана решетка ще бъде монтирана на най-новия руски танк "Армата". Трябва да се отбележи, че Русия е един от световните лидери в разработването на РЛС с фазирана решетка.

Ако имате въпроси, оставете ги в коментарите под статията. Ние или нашите посетители ще се радваме да им отговорим

Капитан М. Виноградов,
Кандидат на техническите науки

Съвременното радарно оборудване, инсталирано на самолети и космически кораби, в момента представлява един от най-бързо развиващите се сегменти на радиоелектронната технология. Идентичността на физическите принципи, залегнали в конструкцията на тези средства, позволява да ги разгледаме в една статия. Основните разлики между космическите и авиационните радари са в принципите на обработка на радарни сигнали, свързани с различни размери на апертурата, характеристиките на разпространението на радарните сигнали в различни слоеве на атмосферата, необходимостта да се вземе предвид кривината на земната повърхност, Въпреки тези различия, разработчиците на радари със синтетична апертура (RSA) полагат всички усилия да постигнат максимално сходство във възможностите на тези средства за разузнаване.

Понастоящем бордовите радари със синтетична апертура позволяват решаване на проблемите на визуалното разузнаване (заснемане на земната повърхност в различни режими), избор на подвижни и стационарни цели, анализ на промените в наземната обстановка, снимане на обекти, скрити в горите, откриване на заровени и малки морски обекти с размери.

Основната цел на SAR е подробно изследване на земната повърхност.

Ориз. 1. Режими на изследване на съвременните SAR (a - подробен, b - преглед, c - сканиране)	Ориз. 2. Примери за реални радарни изображения с разделителна способност 0,3 m (отгоре) и 0,1 m (отдолу)
Ориз. 3. Преглед на изображения с различни нива на детайлност
Ориз. 4. Примери за фрагменти от реални зони от земната повърхност, получени на нивата на детайлност DTED2 (вляво) и DTED4 (вдясно)

Чрез изкуствено увеличаване на апертурата на бордовата антена, чийто основен принцип е кохерентното натрупване на отразени радарни сигнали през интервала на синтез, е възможно да се получи висока ъглова разделителна способност. В съвременните системи разделителната способност може да достигне десетки сантиметри, когато работят в сантиметровия диапазон на дължината на вълната. Подобни стойности на разделителната способност на обхвата се постигат чрез използване на интраимпулсна модулация, например линейна честотна модулация (chirp). Интервалът на синтез на апертурата на антената е право пропорционален на височината на полета на SAR носителя, което гарантира, че разделителната способност на снимане е независима от надморската височина.

В момента съществуват три основни режима на изследване на земната повърхност: обзорен, сканиращ и детайлен (фиг. 1). В режим на изследване, заснемането на земната повърхност се извършва непрекъснато в лентата на приемане, докато страничните и предно-страничните режими са разделени (в зависимост от ориентацията на главния лоб на диаграмата на излъчване на антената). Сигналът се натрупва за период от време, равен на изчисления интервал за синтезиране на апертурата на антената за дадените условия на полет на носителя на РЛС. Режимът на сканиране на снимане се различава от режима на проучване по това, че снимането се извършва по цялата ширина на зрителната ивица, на ивици, равни на ширината на заснеманата ивица. Този режим се използва изключително в космически радари. При снимане в детайлен режим сигналът се натрупва за по-голям интервал в сравнение с режима за преглед. Интервалът се увеличава чрез преместване на главния лоб на диаграмата на излъчване на антената синхронно с движението на радарния носител, така че облъчваната зона да е постоянно в зоната на снимане. Съвременните системи позволяват получаването на изображения на земната повърхност и разположените върху нея обекти с разделителна способност от порядъка на 1 m за преглед и 0,3 m за детайлни режими. Компанията Sandia обяви създаването на SAR за тактически UAV, който има възможност за изследване с резолюция 0,1 m в детайлен режим. Получените методи за цифрова обработка на получения сигнал, чийто важен компонент са адаптивните алгоритми за коригиране на изкривяванията на траекторията, оказват значително влияние върху резултантните характеристики на SAR (по отношение на изследването на земната повърхност). Това е невъзможността да се поддържа праволинейна траектория на носителя за дълго време, което не позволява получаването на разделителни способности, сравними с детайлния режим в режим на непрекъснато обзорно снимане, въпреки че няма физически ограничения за разделителната способност в режим на преглед.

Режимът на синтез на обратната апертура (ISA) позволява апертурата на антената да се синтезира не поради движението на носителя, а поради движението на облъчената цел. В този случай може да не говорим за движение напред, характерно за наземни обекти, а за движение на махало (в различни равнини), характерно за плаващи съоръжения, люшкащи се на вълните. Тази способност определя основната цел на IRSA - откриване и идентифициране на морски обекти. Характеристиките на съвременните IRSA позволяват уверено откриване дори на малки по размер обекти, като перископи на подводници. Всички самолети на въоръжение във въоръжените сили на Съединените щати и други страни, чиито мисии включват патрулиране на крайбрежната зона и водните райони, могат да снимат в този режим. Характеристиките на изображенията, получени в резултат на снимане, са подобни на тези, получени в резултат на снимане с директен (неинверсен) синтез на апертура.

Режимът на интерферометрично изследване (Interferometric SAR - IFSAR) ви позволява да получавате триизмерни изображения на земната повърхност. В същото време съвременните системи имат способността да провеждат едноточково снимане (т.е. да използват една антена) за получаване на триизмерни изображения. За да се характеризират данните за изображението, в допълнение към обичайната разделителна способност се въвежда допълнителен параметър, наречен точност на височината или разделителна способност на височината. В зависимост от стойността на този параметър се определят няколко стандартни градации на триизмерни изображения (DTED - Digital Terrain Elevation Data):
ДТЕДО........................900м
DTED1.....................90м
DTED2........................ 30м
DTED3.........................10м
ДТЕД4........................ Зм
DTED5........................1м

Типът изображения на урбанизирана територия (модел), съответстващ на различни нива на детайлност, е представен на фиг. 3.

Нива 3-5 получиха официалното наименование „данни с висока разделителна способност“ (HRTe-High Resolution Terrain Elevation data). Местоположението на наземните обекти в изображения от нива 0-2 се определя в координатната система WGS 84, височината се измерва спрямо нулевата маркировка. Координатната система за изображения с висока разделителна способност в момента не е стандартизирана и се обсъжда. На фиг. Фигура 4 показва фрагменти от реални участъци от земната повърхност, получени в резултат на стерео фотография с различна резолюция.

През 2000 г. американската космическа совалка, като част от проекта SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), чиято цел беше получаването на широкомащабна картографска информация, извърши интерферометрични изследвания на екваториалната част на Земята в диапазона от 60 ° с.ш. w. до 56° южна ш., което води до триизмерен модел на земната повърхност във формат DTED2. Проектът NGA HRTe разработва ли се в САЩ за получаване на подробни 3D данни? в рамките на които ще бъдат налични изображения от нива 3-5.
В допълнение към радарното изследване на открити участъци от земната повърхност, бордовият радар има способността да получава изображения на сцени, скрити от очите на наблюдателя. По-специално, той ви позволява да откривате обекти, скрити в горите, както и тези, които се намират под земята.

Проникващият радар (GPR, Ground Penetrating Radar) е система за дистанционно наблюдение, чийто принцип на работа се основава на обработката на сигнали, отразени от деформирани или различни по състав зони, разположени в хомогенен (или относително хомогенен) обем. Системата за сондиране на земната повърхност позволява да се откриват кухини, пукнатини и заровени обекти, разположени на различни дълбочини, и да се идентифицират области с различна плътност. В този случай енергията на отразения сигнал силно зависи от абсорбиращите свойства на почвата, размера и формата на целта и степента на хетерогенност на граничните области. В момента GPR, в допълнение към военните приложения, се е превърнал в търговско жизнеспособна технология.

Сондирането на земната повърхност става чрез облъчване с импулси с честота 10 MHz - 1,5 GHz. Излъчващата антена може да бъде разположена на земната повърхност или на борда на самолет. Част от радиационната енергия се отразява от промените в подповърхностната структура на земята, докато по-голямата част от нея прониква по-навътре в дълбините. Отразеният сигнал се приема, обработва и резултатите от обработката се извеждат на дисплея. Докато антената се движи, се генерира непрекъснато изображение, което отразява състоянието на подземните слоеве на почвата. Тъй като отражението всъщност възниква поради разликите в диелектричните константи на различни вещества (или различни състояния на едно вещество), сондирането може да открие голям брой естествени и изкуствени дефекти в хомогенна маса от подповърхностни слоеве. Дълбочината на проникване зависи от състоянието на почвата на мястото на облъчване. Намаляването на амплитудата на сигнала (поглъщане или разсейване) до голяма степен зависи от редица свойства на почвата, основната от които е нейната електропроводимост. По този начин песъчливите почви са оптимални за сондиране. Глинестите и много влажни почви са много по-малко подходящи за това. Сондирането на сухи материали като гранит, варовик и бетон показва добри резултати.

Разделителната способност на усещането може да се подобри чрез увеличаване на честотата на излъчваните вълни. Увеличаването на честотата обаче има отрицателен ефект върху дълбочината на проникване на радиацията. Така сигналите с честота 500-900 MHz могат да проникнат на дълбочина 1-3 m и да осигурят разделителна способност до 10 cm, а с честота 80-300 MHz те проникват на дълбочина 9-25 m , но разделителната способност е около 1,5 m.

Основната военна цел на радара за подземно наблюдение е откриването на мини. В същото време радар, инсталиран на борда на самолет, като хеликоптер, ви позволява директно да отваряте карти на минни полета. На фиг. Фигура 5 показва изображения, получени с помощта на радар, инсталиран на борда на хеликоптер, отразяващ местоположението на противопехотните мини.

Въздушен радар, предназначен да открива и проследява обекти, скрити в горите (FO-PEN - FOliage PENetrating), ви позволява да откривате малки обекти (движещи се и неподвижни), скрити от короните на дърветата. Заснемането на обекти, скрити в горите, се извършва подобно на обикновеното снимане в два режима: преглед и подробен. Средно в режим на проучване честотната лента на събиране е 2 km, което позволява получаването на изходни изображения на участъци от земната повърхност 2x7 km; в детайлен режим се извършва проучване на участъци 3х3 км. Разделителната способност на снимане зависи от честотата и варира от 10 m при честота 20-50 MHz до 1 m при честота 200-500 MHz.

Съвременните методи за анализ на изображения позволяват откриването и последващото идентифициране на обекти в полученото радарно изображение с доста висока вероятност. В този случай откриването е възможно при изображения както с висока (под 1 m), така и с ниска (до 10 m) разделителна способност, докато разпознаването изисква изображения с достатъчно висока (около 0,5 m) разделителна способност. И дори в този случай можем да говорим в по-голямата си част само за разпознаване по косвени признаци, тъй като геометричната форма на обекта е силно изкривена поради наличието на сигнал, отразен от листата, както и поради появата на сигнали с изместване на честотата, дължащо се на ефекта на Доплер, който възниква в резултат на люлеещи се от вятъра листа.

На фиг. 6 показва изображения (оптични и радарни) на същата област. Обекти (колона от автомобили), невидими на оптично изображение, са ясно видими на радарно изображение, но е невъзможно да се идентифицират тези обекти, абстрахирайки се от външни знаци (движение по пътя, разстояние между автомобили и др.), тъй като при тази резолюция информация за геометричната структура на обекта напълно отсъства.

Детайлността на получените радарни изображения позволи да се приложат на практика редица други функции, които от своя страна позволиха да се решат редица важни практически проблеми. Една от тези задачи включва проследяване на промените, настъпили в определена област от земната повърхност за определен период от време - кохерентно откриване. Продължителността на периода обикновено се определя от честотата на патрули в даден район. Проследяването на промените се извършва на базата на анализ на координатно комбинирани изображения на дадена област, получени последователно едно след друго. В този случай са възможни две нива на детайлност на анализа.

Фигура 5. Карти на минни полета в триизмерно представяне при стрелба в различни поляризации: модел (вдясно), пример за изображение на реална област от земната повърхност със сложна подземна среда (вляво), получено с помощта на инсталиран радар на борда на хеликоптер
Ориз. 6. Оптични (горе) и радарни (долу) изображения на местност с колона от автомобили, движещи се по горски път

Първото ниво включва откриване на значителни промени и се основава на анализ на амплитудните показания на изображението, които носят основна визуална информация. Най-често тази група включва промени, които човек може да види, като гледа едновременно две генерирани радарни изображения. Второто ниво се основава на анализа на фазовите показания и ви позволява да откриете промени, невидими за човешкото око. Те включват появата на следи (от автомобил или човек) на пътя, промени в състоянието на прозорци, врати („отворени - затворени“) и др.

Друга интересна възможност за SAR, също обявена от Sandia, е радарното видео. В този режим дискретното формиране на апертурата на антената от секция на секция, характерно за режима на непрекъснато изследване, се заменя с паралелно многоканално формиране. Тоест във всеки момент от време се синтезират не една, а няколко (броят зависи от решаваните задачи) отвори. Един вид аналог на броя образувани бленди е кадровата честота при обикновеното видеозаснемане. Тази функция ви позволява да реализирате избор на движещи се цели въз основа на анализа на получените радарни изображения, като прилагате принципите на кохерентно откриване, което по своята същност е алтернатива на стандартните радари, които избират движещи се цели въз основа на анализа на доплеровите честоти в получения сигнал . Ефективността на прилагането на такива селектори на движещи се цели е силно съмнителна поради значителните разходи за хардуер и софтуер, така че подобни режими най-вероятно ще останат нищо повече от елегантен начин за решаване на проблема с избора, въпреки възникващите възможности за избор на цели, движещи се с много ниски скорости (по-малко от 3 km/h, което не е достъпно за Doppler SDC). В момента също не се използва директен видеозапис в обхвата на радара, отново поради високи изисквания за производителност, така че няма работещи модели на военна техника, които да прилагат този режим на практика.

Логично продължение на усъвършенстването на технологията за изследване на земната повърхност в радиолокационния диапазон е разработването на подсистеми за анализ на получената информация. По-специално, разработването на системи за автоматичен анализ на радарни изображения, които позволяват откриването, изолирането и разпознаването на наземни обекти в зоната на изследване, става важно. Трудността при създаването на такива системи е свързана с кохерентния характер на радарните изображения, явленията на интерференция и дифракция, при които водят до появата на артефакти - изкуствени отблясъци, подобни на тези, които се появяват при облъчване на цел с голяма ефективна повърхност на разсейване. В допълнение, качеството на радарното изображение е малко по-ниско от качеството на подобно (по разделителна способност) оптично изображение. Всичко това води до факта, че в момента не съществуват ефективни реализации на алгоритми за разпознаване на обекти в радарни изображения, но обемът на работата, извършена в тази област, някои успехи, постигнати наскоро, предполагат, че в близко бъдеще ще бъде възможно да се говори за интелигентни безпилотни разузнавателни апарати, които имат способността да оценяват наземната ситуация въз основа на резултатите от анализа на информацията, получена от собственото им бордово радарно разузнавателно оборудване.

Друга посока на развитие е интеграцията, тоест координирана интеграция с последваща съвместна обработка на информация от няколко източника. Това могат да бъдат радари, които извършват наблюдение в различни режими, или радари и други средства за разузнаване (оптични, инфрачервени, многоспектрални и др.).

По този начин съвременните радари със синтетична апертура на антената позволяват решаването на широк спектър от проблеми, свързани с провеждането на радарни изследвания на земната повърхност, независимо от времето на деня и метеорологичните условия, което ги прави важно средство за получаване на информация за състоянието на земната повърхност и разположените върху нея обекти.

Чуждестранен военен преглед № 2 2009 С.52-56