Обратный моноимпульсная искатель представляет собой тип полуактивной радиолокационной ГСН , что обеспечивает значительные преимущества по сравнению с предыдущими моделями. Для системы требуется электроника, которая может сравнивать три сигнала одновременно, поэтому такая конструкция не стала практически возможной до начала 1970-х годов. Одним из первых таких примеров были Советского Союза R-40 ракеты воздух-воздух , используемые в МиГ-25 Р , введенной в эксплуатацию в 1970 году и RAF «ы Skyflash ракеты , введенной в 1978 году, адаптация AIM-7 Sparrow , который заменил оригинальный искатель Raytheon с моноимпульсной моделью от Marconi , за которым последовала очень похожая конверсия отSelenia для итальянского Aspide . USAF принял аналогичную технологию в М модели AIM-7 Sparrow , и такие конструкции являются универсальными в полуактивной конструкции сегодня.
Концепция [ править ]
Коническое сканирование [ править ]
Для наведения на цель полуактивный искатель полагается на отражение радиолокационных сигналов, поступающих от запускающего самолета. Такой сигнал можно представить себе как отражение конуса от цели, и ракета увидит этот сигнал, если он находится где-нибудь в пределах этого конуса. Чтобы приблизиться к цели в пределах смертельной дальности ее боеголовки, ракете необходимо каким-то образом различать, где находится цель в пределах этой конусообразной области.
Традиционное решение этой проблемы - использование конического сканирования . В этой системе приемник подключен не к одной приемной антенне, а к двум, слегка направленным по обе стороны от центральной линии ракеты или от линии визирования . Они расположены таким образом, что сигнал будет сильнее, если цель находится прямо вдоль одной из этих двух линий стрельбы . Если цель находится с одной стороны, скажем справа, сигнал от правой антенны будет сильнее, чем от левой.
Ракета может вести себя, поворачиваясь к более сильному из двух сигналов, и когда она направлена прямо на цель, два сигнала сравняются. Чтобы ориентироваться в двух измерениях, антенна вращается. В любой момент две антенны могут быть горизонтальными, и искатель будет отдавать команду на поворот влево или вправо к цели; через мгновение они будут вертикальными и регулировать полет вверх и вниз. Таким образом, ракета ищет цель быстрым круговым движением. Обычно это сглаживается в системе управления для обеспечения стабильных управляющих входов.
У этого метода отслеживания есть множество проблем. Во-первых, он полагается на разницу в силе сигнала между двумя антеннами, обусловленную только положением цели в луче. Это может быть не так по ряду причин, например, когда цель летит сквозь дождь. Это становится серьезной проблемой во время захода на посадку, когда отражения от разных частей самолета создают быстро меняющиеся сигналы, известные как блики . Этот эффект ограничивает точность этого метода в лучшем случае примерно до 10 метров (33 фута), требуя, чтобы ракеты с такой ГСН имели очень большие боеголовки.
Более серьезная проблема заключается в том, что ищущий не может отличить сигнал, отражающийся от летательного аппарата, и сигнал, отражающийся от других объектов. Это не является серьезной проблемой в бою один на один на большой высоте, но если ракета попадает в цель ниже самолета-носителя, она в конечном итоге приближается к точке, где она больше не может различать отражения от самолета и земля вокруг него. Поскольку земля намного больше самолета, этот сигнал может подавить искателя, когда он используется на малых высотах.
Кроме того, самолет-цель может испускать случайные импульсы сигнала, которые будут иметь тот же эффект, сбивая с толку искателя, который видит как отраженный сигнал, так и сигналы от генератора помех, не имея возможности их различить. Благодаря этому таких искателей очень легко «заткнуть».
Обратный моноимпульсный метод [ править ]
Один из способов избежать многих из этих проблем - использовать технику моноимпульсного радара . В этих системах радиолокационный сигнал разделяется на две части перед отправкой на антенны. Два пути включают некоторую форму кодирования, которая остается неизменной после отражения от цели. Поляризация - распространенное решение. Затем сигнал повторно микшируется и отправляется на обе антенны.
Обе антенны принимают оба сигнала после отражения от цели. Затем фильтры разделяют принятый сигнал на две составляющие, и сравнение относительной силы может быть выполнено, как и раньше. Однако, если сигналы являются направленными, как в случае поляризации, нет необходимости вращать антенну - разницу между сигналами можно использовать для определения направленности.
Основное преимущество этого метода заключается в том, что отражение от земли случайным образом изменяет поляризацию сигнала. Некоторые из них будут возвращены с «правильной» поляризацией, но подавляющее большинство в конечном итоге будет отфильтровано в приемниках. Несмотря на то, что сигнал, возвращаемый от целевого самолета, может быть крошечным по сравнению с полным отражением от земли, после фильтрации он снова становится видимым. Это позволяет таким радарам отслеживать цели ниже истребителя, давая ему возможность «смотреть вниз, сбивать».
Фильтрация также значительно затрудняет эффективную работу электронных средств противодействия . Поскольку через фильтры проходит только сигнал с соответствующей полярностью, обычно отфильтровываются типичные неполяризованные импульсы. Чтобы работать против такого радара, глушитель должен либо соответствовать поляризации сигнала, либо транслировать такой большой сигнал, чтобы он произвольно имел достаточно энергии с правильной поляризацией, чтобы пройти через фильтры.
Наконец, блеск значительно уменьшается. Блеск возникает потому, что антенны чувствительны только к одному направлению за раз, и, вращаясь, они видят сигналы от разных частей самолета. Приемники моноимпульсов не вращаются и всегда видят полную отдачу. Хотя они по-прежнему видят разный уровень сигнала из разных мест, это не меняеткогда ракета приближается к своей цели, ракете не поступает команда на изменение направления. Во время испытаний большинство ракет Skyflash поражало самолет-цель напрямую, по сравнению с исходной системой сканирования AIM-7 с коническим сканированием, которая позволяла ракете находиться на расстоянии 20–30 метров (66–98 футов). Кроме того, он мог атаковать самолеты, летевшие на высоте 1000 футов (300 м) - предел, выбранный для того, чтобы камеры слежения могли видеть цель. Эти испытания показали, что у этой техники нет практического ограничения по высоте.
Обратный моноимпульсный искатель имеет два недостатка. Во-первых, требуется, чтобы радар на стартовой платформе имел моноимпульсное кодирование, иначе искатель не сможет обработать сигнал направления. Это связывает такие ракеты с их самолетами более плотно, чем более общие системы конического сканирования, которые можно использовать с любым радаром, на который может настроиться ГСН. Что еще более важно, ГСН более сложен и требует большего количества электроники, что было невозможно в эпоху ламповая электроника и стала практичной только в 1970-х годах. Например, у приемника Skyflash была одна фиксированная антенна, но требовалось четыре приемника, по одному на каждый «канал», а также электроника сравнения для генерации трех сигналов: один - сумма всех сигналов, а два - разности.
Ссылки [ править ]
- Ричардсон, Дуг (9 апреля 1977 г.). "Обратный отсчет небесной вспышки" . Международный рейс . С. 894–896.
