Проектирование радиолокационных систем

В.А. Алехин, В.Т. Лобач, М.В. Потипак

ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ 

СИСТЕМ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего образования

«Южный федеральный университет»

Инженерно-технологическая академия

В.А. Алехин, В.Т. Лобач, М.В. Потипак

ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Учебное пособие

Ростов-на-Дону – Таганрог

Издательство Южного федерального университета

2016

УДК 621.396.969
ББК 32.95

А49

Печатается по рещению редакционно-издательского совета

Южного федерального университета

Рецензенты:

кандидат технических наук, доцент, зам. начальника научно-технического 

центра «Мультисервисные комплексные системы» АО «Концерн-автоматика»

Бессонов И.В.

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Встраиваемые

системы», Южного федерального университета Максимов А.В.

Алехин, В.А.

Проектирование
радиолокационных систем: учебное пособие / 

Лобач В.Т., Потипак М.В.;
Южный федеральный университет.
–

Ростов-на-Дону; 
Таганрог
: 
Издательство
Южного 
федерального 

унивеститета, 2016. – 106 с.

ISBN 978-5-9275-2361-0

В пособии рассматриваются этапы проектирования радиолокационных 

систем. Предназначено для студентов и магистрантов в процессе курсового 

проектирования, в котором разрабатывается радиолокационная система (РЛС) 

конкретного тактического назначения. Приводятся необходимые расчетные 

соотношения 
и 
справочные
данные 
для 
определения
технических

характеристик РЛС и ее структурных узлов.

УДК 621.396.969

ББК 32.95

ISBN 978-5-9275-2361-0
 Южный федеральный университет, 2016

 Алехин В.А., Лобач В.Т., Потипак М.В., 2016

А49

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее 
учебное 
пособие 
предназначено 
для 
курсового 

проектирования радиолокационных систем в учебном курсе «Радиотехнические 

системы». 

В пособии рассматривается принятый в настоящее время порядок 

проектирования радиолокационных систем (РЛС), а также излагается методика 

расчета их основных технических характеристик. Приводятся формулы и 

графические зависимости различных характеристик, необходимые для расчета, 

даются 
рекомендации 
по 
обоснованию 
построения 
отдельных 
узлов 

структурной схемы РЛС, приводятся справочные данные для выбора 

электронных приборов СВЧ, используемых в передатчике РЛС.

1. ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ РЛС

Проектирование РЛС начинается с выявления потребности в решении 

ряда задач, не обеспечиваемых существующими РЛС. Создание современной 

РЛС является сложным, многоэтапным и разветвленным процессом, в ходе 

которого решается большое число научных, технических и конструкторских 

задач. 
В 
нем 
занято 
большое 
количество 
высококвалифицированных 

специалистов разного профиля.

Процесс создания новой РЛС имеет ряд этапов, определяемых ГОСТом. 

Этими этапами являются: техническое задание на разработку, техническое 

предложение, эскизный проект, разработка опытного образца, изготовление 

установочной серии выпускаемых промышленностью систем.

На 
всех 
этапах 
разработки 
системы 
осуществляется 
тесное 

взаимодействие
между 
специалистами-заказчиками 
и 
специалистами
разработчиками.

Первый этап проектирования, выполняемый на основании технического 

задания (ТЗ), заключается в уточнении задачи и уяснения требований, 

выдвинутых заказчиком. На этом этапе важная роль отводится специалисту 
системотехнику, который должен видеть задачу проектирования в целом. Он 

должен понимать вопросы заказчика и в то же время хорошо знать 

возможности техники, чтобы правильно решить поставленную задачу. 

Если 
какие-либо 
требования 
оказываются 
нецелесообразными 
или 

невыполнимыми, он предлагает заказчику скорректировать ТЗ, чтобы найти 

компромиссное решение при имеющихся в настоящее время технических 

средствах.

На этом этапе производятся необходимые расчеты основных технических 

характеристик 
проектируемой 
системы, 
обеспечивающие 
технические

характеристики (эксплуатационные показатели), требуемые техническим 

заданием, и оценивается их практическая реализуемость и соответствующие 

экономические затраты.

Перед началом расчета основных характеристик РЛС уточняют условия, 

в которых должна работать
станция, и учитывают рад ограничений 

технического 
и 
экономического 
характера, 
связанных 
техническим 

назначением системы, местом ее размещения, условиями производства, 

эксплуатации и т.п.

Завершается первый этап разработкой технического предложения, 

которое является первичным документом, представляемым исполнителем 

заказчику. Техническое предложение является совокупностью документов, в 

которых содержаться технические и технико-экономические обоснования 

целесообразности разработки системы на основании ТЗ заказчика и различных 

вариантов возможных решений построения системы. Здесь же дается 

сравнительная оценка предлагаемых решений и существующих систем, а также 

патентных материалов с учетом эксплуатационных и конструктивных 

особенностей разрабатываемой системы.

Техническое 
предложение 
подробно 
обсуждается 
заказчиком 
и 

разработчиком.

Первый этап проектирования завершается защитой технического 

предложения 
на 
научно-техническом 
совете 
и 
его 
утверждением 
с 

дополнениями и замечаниями, высказанными при обсуждении.

Второй этап проектирования, называемый эскизным, состоит в анализе 

всех возможных путей решения поставленной задачи. Каждая возможность 

всесторонне изучается на основе использования  известных методов и 

применения уже имеющихся решений или же на основе совершенно новых

подходов, требующих дополнительных разработок. На этом этапе выбирается 

оптимальная система, т.е. система, максимально приближающаяся к идеальной 

с 
учетом 
физических, 
экономических 
и 
технических 
ограничений, 

определенных на первом этапе проектирования РЛС. Важную часть второго 

этапа проектирования составляет расчет технических характеристик РЛС и 

уточнение тактических характеристик (эксплуатационных показателей). За 

основу расчета технических характеристик РЛС обычно принимают одну из 

возможных модификаций уравнения максимальной дальности РЛС, а также 

другие необходимые соотношения, связывающие тактические и технические 

характеристики РЛС.

На 
этапе 
эскизного 
проектирования 
производятся 
также 

экспериментальные исследования на макетах и моделирование на ЭВМ.

Результатом второго этапа проектирования является эскизный проект. В 

эскизном 
проекте 
должны 
содержаться 
принципиальные 
схемные 
и 

конструктивные сведения об устройстве и принципе работы радиолокационной 

системы, 
а 
также 
данные, 
определяющие 
основные 
параметры 
и 

конструктивные характеристики этой системы. Здесь же должны быть 

представлены результаты экспериментальных исследований, выполненных на 

макетах отдельных устройств и подсистем проектируемой системы, а также 

результаты моделирования на ЭВМ подсистем, а иногда и системы в целом.

Эскизный проект подвергается подробному обсуждению, в процессе 

которого могут уточняться отдельные параметры и эксплуатационно
технические характеристики.

Второй этап проектирования завершается защитой эскизного проекта на 

научно-техническом совете. При этом обычно формулируется ряд замечаний, 

связанных 
с 
необходимостью 
доработки 
проекта. 
После 
устранения 

недостатков эскизный проект утверждается и служит основой для дальнейшего 

проектирования РЛС.

Третий этап проектирования называется техническим проектированием.

На этом этапе производится более детальная разработка структурной и 

функциональной схем РЛС, определяются основные требования к каждому 

структурному и функциональному узлу, разрабатываются принципиальные 

электрические схемы устройств, осуществляется макетирование системы в 

целом или отдельных структурных и функциональных узлов, а затем 

производятся испытания макетов. Результатом третьего этапа проектирования 

РЛС является технический проект, который представляет собой комплекс 

конструкторских документов, в которых содержатся окончательные схемные и 

конструкторские решения, дающие полное представление о том, как устроена 

разрабатываемая система.

Технический проект после его согласования и утверждения служит 

основанием для разработки конструкторской документации.

На четвертом этапе проектирования осуществляется изготовление 

опытного образца РЛС и разработка конструкторской документации. 

Изготовление опытного образца системы осуществляется, как правило, на тех 

промышленных предприятиях, на которых впоследствии предполагается

серийно изготовлять систему.

После изготовления опытного образца
выполняются его заводские 

испытания. Если система по характеристикам соответствует ТЗ, выполняются 

его натурные испытания в реальных условиях и на объектах, где предусмотрена 

дальнейшая эксплуатация системы (государственные испытания опытного 

образца РЛС).

Недостатки, выявленные в процессе заводских и натурных испытаний, 

устраняются 
в 
опытном 
образце, 
и 
производится 
соответствующая 

корректировка конструкторской документации.

Результатом четвертого этапа проектирования является работоспособный 

опытный образец радиолокационной системы, утвержденные заказчиком акты 

заводских и натурных испытаний и комплект технической документации.

После завершения государственных испытаний подписывается акт, 

согласно которому система принимается в эксплуатацию и считается сданной 

заказчику. На заводе-изготовителе начинается этап создания радиолокационной 

системы – изготовление установочной серии.

На 
всех 
этапах 
проектирования 
РЛС 
осуществляется 
оценка 

эффективности новой техники, представляющая собою важную, но вместе с 

тем сложную научно-техническую задачу. 

Сложность оценки эффективности радиотехнических систем заключается 

в необходимости учета большого числа различных факторов, влияющих на 

качество работы системы, в необходимости сравнения сопоставляемых 

величин, а также преодоление большого числа противоречий.

В настоящее время отсутствует единая методика оценки эффективности 

радиолокационных систем. Однако разработаны различные критерии разной 

степени общности, которые могут использоваться на различных этапах 

проектирования РЛС [1-5].

Курсовой проект (работа) по радиотехническим системам имеет черты 

технического предложения и эскизного проекта, при разработке которых на 

основании технического задания, выданного преподавателем, выступающим в 

роли заказчика, результатов информационного и патентного поисков 

рассчитываются и обосновываются основные технические характеристики РЛС 

и ее составных частей, выбираются методы обнаружения и измерения, 

обосновываются 
алгоритмы 
преобразования 
сигналов, 
составляются 

структурная и функциональная схемы РЛС и определяются основные 

технические требования к ее узлам (включая конструктивные, экономические и 

эксплуатационные), 
выбираются 
критерии 
оценки 
эффективности, 

позволяющие из нескольких возможных вариантов построения РЛС выбрать 

лучший.

2. ТАКТИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЛС

Приведенный ниже перечень тактических и технических характеристик 

РЛС имеет собирательный характер. Это значит, что не каждой РЛС 

предъявляется 
весь 
набор 
тактических 
требований 
(эксплуатационных 

характеристик). 
Конкретные 
требования 
определяются 
тактическим 

назначением РЛС, решаемыми ею задачами и возможными условиями 

эксплуатации.

Вместе с тем приводимые ниже тактические характеристики могут 

дополняться в зависимости от конкретных задач, решаемых системой.

2.1.
Тактические характеристики

Назначение РЛС.

Условия размещения аппаратуры и особенности ее эксплуатации.

Зона действия (рабочая область), характеризуемая дальностью, высотой, 

секторами по азимуту и углу места.

Время обзора зоны действия.

Характеристики объекта (цели) взаимодействия с РЛС.

Типовая и экстремальная помеховые обстановки, в которых РЛС должна 

сохранять работоспособность.

Воспроизводимые и измеряемые координаты и характеристики цели.

Вероятности правильного и ложного обнаружения.

Реальная точность определения координат и характеристик цели при 

заданной помеховой обстановке.

Реальная разрешающая способность по измеряемым координатам и 

характеристикам цели.

Пропускаемая способность.

Способ отображения информации (тип оконченного устройства).

Оперативность, определяемая временем, затрачиваемым на обработку 

информации.