Нечаєв Е Е Московський державний технічний університет цивільної авіації ГСП-3, м Москва, 125993, Росія

Анотація – Представлений аналітичний огляд літератури, що відображає розвиток радіолокаційних засобів цілевказівки в цивільній авіації Росії

I                                       Введення

Рис 1 Радіоіскатель «Буря» Fig 1 Radioresearcher «ВІГУ»

Радіолокаційні системи XXI століття характеризуються: повної когерентністю одиночного радіолокатора і територіально розподіленої радіолокаційної мережею в цілому застосуванням активних фазованих решіток (АФАРСЬКА) і, як наслідок, збільшенням дальності дії і надійності радіолокаторів широкополосностью зондирующих сигналів (лінійно-частотна, фазова всередині імпульсна модуляція) застосуванням цифрової обробки сигналів основних інформаційних каналів використанням твердотільної техніки побудови модулів радіолокаторів наявністю потужних вакуумних приладів з високонадійними композиційними катодами для радіолокаторів метрового діапазону [1]

Рис 2 Радіоулавліватель РУС-1 («Ревінь») Fig 2 Radiocatcher RUS-1 («Reven»)

Звертає на себе увагу факт застосування поляризаційної селекції відбитих від цілей сигналів Якщо в діапазоні метрових хвиль в радіолокаційних станціях (РЛС) застосовується переважно лінійна поляризація (Частіше горизонтальна внаслідок сталого коефіцієнта відбиття від земної поверхні), то з укороченням робочої довжини хвилі (діапазони дециметрових і сантиметрових хвиль) знаходить своє застосування і кругова (Еліптична) поляризація випроменених антеною РЛС електромагнітних хвиль, використання якої забезпечує придушення відбитого від дощу сигналу на 20 .. 25 дБ, від снігу на 8 .. 12 дБ, що покращує наблюдаемость для дощу на

12 . 19 дБ, а для снігу на 0 .. +6 дБ

РЛС цілевказівки цивільної авіації (ГА) можна віднести до модернізованим радіолокаційним станціям другого покоління

Розглянемо основні етапи та напрямки розвитку техніки РЛС

II Перший етап створення РЛС [2, 3]

в 1936р був виготовлений двухантенний радіоіскатель «Буря», що працює на хвилях 24 .. 25 см з безперервним випромінюванням 6 .. 7 Вт Радіоіскатель мав приймач прямого посилення, передавальну і приймальню параболічні антени діаметром 2 м і джерело живлення (акумуляторні і сухі батареї) (рис 1) Полігонні випробування з одиночного літака і ланці літаків показали, що максимальна дальність виявлення становить 10 .. 11 км, среднеквадратические помилки по азимуту – 3 °, по куту місця -4,1 °

Завдання створення засобів дальнього виявлення була вирішена наприкінці 1936р, Коли зявилася перша система «Ревінь» (радіоулавліватель літаків РУС-1) (рис 2) У комплект РЛС входили передає і дві прийомні станції, змонтовані на автомашинах, які розташовувалися на місцевості так, що передавальна станція перебувала в центрі лінії між прийомними на відстані 30 .. 40 м ззаду кожної з них Передавальна станція створювала в напрямку прийомних направлене випромінювання у вигляді завіси («забору»), при перетині якої літаки виявлялися прийомними станціями по биениям прямого і відбитого сигналів, реєстрували на самописці У вересні 1939р система «Ревінь» була прийнята на озброєння під назву РУС-1 До 1941р було випущено 45 комплектів цієї станції, потім подальше її виробництво було припинено, так як була розроблена РЛС дальнього виявлення РУС-2, що володіє кращими характеристиками

Імпульсна двухантенная станція дальнього виявлення «Редут» (пізніше названа РУС-2) (рис 3) була створена в 1939р У комплект станції РУСвходілі: передавач з імпульсною потужністю 50 кВт, що працює на хвилі 4 м і змонтований всередині фургона, що обертається на шасі автомашини приймальна апаратура в такому ж обертовому фургоні на автомашині, що має в своєму складі світиться розгортку на екрані електронно-променевої трубки, розрахованої на дальність виявлення до 100 км дві антени типу «хвильовий канал», жорстко укріплені на кожному фургоні, з синхронним обертанням агрегат живлення потужністю 30 .. 40 кВт, змонтований в третій машині Станція мала наступні технічні характеристики: дальність виявлення літака на висоті 500 м – 30 км, на висоті 7500м – 95 км точність визначення дальності 2 .. 3 км РУС-2 здійснювала круговий огляд визначення азимута цілі, напрям її польоту і швидкості визначення по виду відміток на індикаторі характеру мети (одиночна або групова) У липні 1940р станція РУС-2 була прийнята на озброєння З березня по червень 1941р була випущена дослідна партія станцій РУС-2 в кількості 10 комплектів

Рис 3 Радіоулавліватель РУС-2 («Редут»),

гониометра, вкпюченного між цими антенами, можна визначити кут місця літака При цьому за даними вимірювання похилої дальності і кута місця не представляє праці обчислити висоту мети

Подальша модернізація РУС-2 полягала у створенні одно-антенного варіанту станції з обертається антеною Було запропоновано технічне рішення, засноване на використанні властивостей четвертьволновой лінії, підключенні передавача за допомогою автотрансформаторной звязку до фідера, до якого на відстані приблизно в чверть хвилі від анодного контуру приєднувався фідер харчування радіоприймача Перекпюченіе антени з передачі на прийом і, навпаки, мало здійснюватися із застосуванням електричних розрядників, блокуючих при передачі вхідну частину приймача від потужних імпульсів передавача Можна відзначити, що така схема побудови РЛС стала класичною для імпульсних радіолокаторів

При розробці конструкції антени, що обертається була вирішена не менш важливе завдання по створенню високочастотного пристрою, яке повинно було володіти достатньою електричною міцністю в режимі передачі і зберігати сталість вхідного опору антени при її обертанні В результаті був створений безконтактний струмознімач з індуктивно повязаних кіл з розподіленими параметрами

Модернізована РЛС Редут-41» (РУС-2с), розробка дослідного зразка якої почалася у вересні 1940р, Мала наступні технічні характеристики: поєднання передавальної і приймальної апаратури в одному автофургоні при роботі на загальну обертову антену розміщення у другому автофургоні двох агрегатів живлення (робочого та резервного) дальність виявлення цілей на висоті 500 м до 30 км і на висоті 8000 м до 110 км точність визначення дальності – 1,5 км азимута – 7 ° робоча довжина хвилі 4,0 .. 4,3 м при тривалості імпульсу 10 .. 12 мкс

Подальшою модернізацією станції РУС-2с зявилася РЛС П-2М

Створенням станцій РУС-2 і РУС-2с закінчився майже десятирічний довоєнний період розвитку РЛС в Росії

У роки війни продовжувалося вдосконалення двокоординатної РЛС РУС-2 і РУС-2с, що визначають похилу дальність і азимут літака, з метою створення для них апаратури, що дозволяє визначати третю координату – Кут місця або висоту польоту У той час така апаратура називалася висотна приставка В основу її дії було покладено принцип визначення кута місця, що базується на тому, що на кожну прийомну антену станції метрового діапазону впливають відбиті від літака радіохвилі по прямому променю і по променю, перевідбиттів від поверхні Землі В результаті цього між різновисотних антенами однієї і тієї ж РЛС завжди існує напруга, що є функцією кута ковзання хвилі, тобто кута місця мети Внаслідок цього за допомогою

Fig 3 Radiocatcher RUS-2(«Redut»)

У комплект висотної приставки входили: щогла висотою 16,5 м стремено антенами, розташованими на висотах 4,12 8,24 і 16,48 м гоніометр для вимірювання кута місця пристрій для визначення висоти перемикач антен і приймача Полігонні випробування висотної приставки в 1943р показали, що для мети на висоті 400 м помилки визначення висоти не перевищували 210 .. 230 м Для визначення кута місця мети вимагалося не більше 12 с

РУС-2 і РУС-2с, що є основними РЛС виявлення літаків в період Великої Вітчизняної хвилі, мали обмежені можливості в плані точності визначення координат цілей та складності експлуатації Загальна кількість РЛС, випущених до кінця війни, склало: Рус-1 – 44 РУС-2 (двухантенний варіант) – 12 РУС-2 (мобільний одно-антенний варіант) – 132 РУС-2 (одноантенний стаціонарний варіант) – 463

З урахуванням недоліків РУС-2 в роки війни були розроблені технічні вимоги до нової РЛС, які зводилися до наступних: дальність виявлення не менше 130 км дальність пеленгування – 70 км точність визначення координат: азимута – 4 ° при виявленні і 1,3 ° при пеленгування дальності – 650 м висоти – 300 .. 700 м у межах азимутальних кутів від О до 360 ° і по куту місця від 4 до 18 ° час визначення трьох координат не більше 25 с Для станції була обрана робоча довжина хвилі 4,16 м імпульсна потужність 80 .. 100 Вт, тривалість імпульсу 10 .. 15 МКС Станція, названа П-3, створювалася з двома антенами – Вертикальної (угломестной) і горизонтальної (азимутальной) Вертикальна антена працювала на випромінювання і прийом, горизонтальна-тільки на прийом Грубе визначення азимута цілі вироблялося звичайним способом – по максимуму відбитого сигналу на індикаторі станції У режимі точного визначення азимута за допомогою антенного перекпючателя ліва і права частини горизонтальній антени зєднувалися в протифазі, і на екрані індикатора при орієнтуванні антени на ціль зявлялися два розставлених імпульсу рівній амплітуди При догляді мети вліво і вправо відносно осі антени один їм-

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р