Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Теоретические и физические основы радиолокации и специального мониторинга

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 685033.01.99
Учебник состоит из двух разделов. В первом разделе рассмотрены общие понятия, принципы и физические основы радиолокации, сигналы и помехи в радиолокации, характеристики радиолокационных целей; изложена статистическая теория обнаружения радиолокационных сигналов; представлены методы реализации радиолокационных устройств и систем, основы статистической теории разрешения радиолокационных сигналов, оценивания параметров радиолокационных сигналов. Во втором разделе изложены принципы синтезирования апертуры антенны и основные свойства синтезированной апертуры; рассмотрены принципы построения радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны и их основные модели. Особое внимание уделено характеристикам обнаружения и разрешения РСА землеобзора и алгоритмам согласованной обработки траекторного сигнала. Приведены перспективные методы обнаружения подвижных объектов методом обратного синтезирования апертуры и его потенциальные возможности. Предназначен для курсантов учебного военного центра Военно- инженерного института Сибирского федерального университета, обучающихся по специальности 11.05.01 - «Радиоэлектронные системы и комплексы», 11.05.01 - «Применение и эксплуатация средств и систем специального мониторинга».
Теоретические и физические основы радиолокации и специального мониторинга: Учебник / Фомин А.Н., Тяпкин В.Н., Дммитриев Д.Д.; Под ред. Ищук И.Н. - Краснояр.:СФУ, 2016. - 292 с.: ISBN 978-5-7638-3389-8. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/967808 (дата обращения: 28.05.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
 

Министерство образования и науки Российской Федерации 
Сибирский федеральный университет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ  
РАДИОЛОКАЦИИ И СПЕЦИАЛЬНОГО  
МОНИТОРИНГА 
 
 
Под общей редакцией доктора технических наук 
И. Н. Ищука 
 
Рекомендуется федеральным государственным казенным военным 
образовательным учреждением высшего профессионального образования 
ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия имени профессора Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина (г. Воронеж) Министерства обороны Российской 
Федерации» в качестве учебника для курсантов учебного военного центра 
Военно-инженерного института Сибирского федерального университета, 
обучающихся по специальности 11.05.01 – «Радиоэлектронные системы 
и комплексы», 11.05.01 – «Применение и эксплуатация средств и систем 
специального мониторинга», рег. № 446 от 02.09.2015. 
 
 
 
 
 
 
 
Красноярск 
СФУ 
2016 

УДК 621.396.967(07) 
ББК  32.95я73 

Т338 
 
Авторы: 
А. Н. Фомин, В. Н. Тяпкин, Д. Д. Дмитриев, С. Н. Андреев,  
И. Н. Ищук, И. Ф. Купряшкин, А. К. Гречкосеев 
 
 
 
Т338 
 
Теоретические и физические основы радиолокации и специального мониторинга : учебник / А. Н. Фомин, В. Н. Тяпкин, 
Д. Д. Дмитриев [и др.] ; под общ. ред. И. Н. Ищука. – Красноярск : 
Сиб. федер. ун-т, 2016. – 292 с. 
ISBN 978-5-7638-3389-8 
 
Учебник состоит из двух разделов. 
В первом разделе рассмотрены общие понятия, принципы и физические 
основы радиолокации, сигналы и помехи в радиолокации, характеристики 
радиолокационных целей; изложена статистическая теория обнаружения радиолокационных сигналов; представлены методы реализации радиолокационных устройств и систем, основы статистической теории разрешения радиолокационных сигналов, оценивания параметров радиолокационных сигналов.  
Во втором разделе изложены принципы синтезирования апертуры антенны и основные свойства синтезированной апертуры; рассмотрены принципы построения радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны 
и их основные модели. Особое внимание уделено характеристикам обнаружения и разрешения РСА землеобзора и алгоритмам согласованной обработки траекторного сигнала. Приведены перспективные методы обнаружения подвижных объектов методом обратного синтезирования апертуры и его 
потенциальные возможности. 
Предназначен для курсантов учебного военного центра Военноинженерного института Сибирского федерального университета, обучающихся по специальности 11.05.01 – «Радиоэлектронные системы и комплексы», 11.05.01 – «Применение и эксплуатация средств и систем специального 
мониторинга». 
 
Электронный вариант издания см.: 
УДК 621.396.967(07) 
http://catalog.sfu-kras.ru 
ББК 32.95я73 
 
 
 
 
ISBN 978-5-7638-3389-8 
© Сибирский федеральный 
университет, 2016 

Оглавление 

3 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
 
Список применяемых сокращений .....................................................................  
7 
 
Введение ....................................................................................................................  
9 
 
Раздел 1. Теоретические основы и принципы работы  
радиолокационных устройств ............................................................  11 
 
Глава 1. Физические основы методов обнаружения и измерения  
координат целей ........................................................................................  12 
1.1. Структура радиолокационного канала ...................................................  12 
1.1.1. Структура систем радиолокационного наблюдения ................  12 
1.1.2. Элементы радиолокационного канала .......................................  13 
1.2. Методы обнаружения и измерения координат цели ............................  15 
1.2.1. Основные задачи радиолокационного наблюдения .................  15 
1.2.2. Методы обнаружения и измерения ............................................  16 
Глава 2. Характеристики радиолокационных целей ............................................  22 
2.1. Общие закономерности рассеяния электромагнитных волн 
наземными объектами ..............................................................................  22 
2.1.1. Дифракция электромагнитных волн ..........................................  22 
2.1.2. Распределение отраженного поля по поверхности объектов ....  25 
2.2. Функция отражения от гладких неоднородностей ...............................  28 
2.2.1. Случайная функция отражения шероховатых 
неоднородностей ..........................................................................  28 
2.2.2. Функция отражения гладких неоднородностей ........................  31 
2.3. Характеристики отражения целей в различных  
диапазонах волн ........................................................................................  34 
2.3.1. Статистические характеристики функции отражения .............  34 
2.3.2. Распределение плотности вероятности ЭПР .............................  38 
Глава 3. Обработка радиолокационных наблюдений  
и обнаружение целей ................................................................................  42 
3.1. Пространственно-временная модель радиолокационного 
наблюдения. Модель пространственно-временного сигнала ..............  42 
3.1.1. Случайный характер и помехи в отраженном сигнале ............  44 
3.1.2. Оценка апостериорной плотности вероятности сигнала .........  46 
3.2. Алгоритмы оптимальной обработки радиолокационных 
наблюдений ...............................................................................................  49 
3.2.1. Оптимальная оценка параметра сигнала по максимуму 
апостериорной плотности вероятности .....................................  49 
3.2.2. Оценка параметра сигнала по функции правдоподобия ..........  52 
3.3. Обнаружение радиолокационных целей ................................................  56 
3.3.1. Оптимальный обнаружитель сигнала цели ...............................  56 
3.3.2. Характеристики обнаружения сигнала ......................................  59 

Оглавление 

4 

Глава 4. Дальность радиолокационного обнаружения целей .............................  63 
4.1. Максимальная дальность обнаружения .................................................  63 
4.1.1. Зависимость энергии принимаемого сигнала  
от параметров РЛС, цели и условий наблюдения.....................  63 
4.1.2. Способы повышения мощности принимаемого сигнала .........  66 
4.2. Методика расчета максимальной дальности обнаружения  
наземной цели ...........................................................................................  68 
4.2.1. Определение требуемого отношения «сигнал/помеха» ...........  68 
4.2.2. Определение дальности обнаружения .......................................  69 
Глава 5. Разрешение радиолокационных целей ...................................................  73 
5.1. Теория разрешения сигналов в радиолокации ......................................  73 
5.1.1. Разрешающая способность РЛС землеобзора ...........................  73 
5.1.2. Различные критерии разрешения ...............................................  74 
5.2. Функция неопределенности сигнала ......................................................  77 
5.2.1. Свойства функции неопределенности .......................................  77 
5.2.2. Влияние помех на функцию неопределенности .......................  79 
5.3. Разрешение целей по дальности, скорости и угловым координатам ...  81 
5.3.1. Разрешающая способность сигнала по задержке .....................  81 
5.3.2. Разрешающая способность когерентного сигнала  
по частоте ......................................................................................  83 
5.3.3. Разрешающая способность пространственного  
когерентного сигнала по углу .....................................................  84 
Глава 6. Измерение координат и параметров движения целей ...........................  85 
6.1. Измерение координат целей ....................................................................  85 
6.1.1. Определение местоположения цели относительно РЛС .........  85 
6.1.2. Оптимальная оценка параметров сигнала .................................  85 
6.1.3. Потенциальная точность измерения параметров сигнала .......  87 
6.2. Измерение параметров движения целей ................................................  89 
6.2.1. Параметры движения цели ..........................................................  89 
6.2.2. Следящая система ........................................................................  91 
 
Раздел 2. Принципы построения систем радиовидения..................................  97 
 
Глава 7. Методы радиовидения ..............................................................................  98 
7.1. Принцип синтезирования апертуры антенны. Основные свойства 
синтезированной апертуры .....................................................................  98 
7.2. Алгоритм обработки траекторного сигнала ..........................................  101 
Глава 8. Пространственная селекция целей ..........................................................  103 
8.1. Общие закономерности пространственной селекции ..........................  103 
8.1.1. Координатная пространственная селекция ...............................  103 
8.1.2. Геометрические характеристики СА .........................................  109 
8.2. Пространственная селекция прямолинейной синтезированной 
апертуры ....................................................................................................  110 
8.2.1. Разрешающая способность прямолинейно  
движущейся  РЛС .........................................................................  110 
8.2.2. Предельные характеристики движущейся РЛС ........................  112 

Оглавление 

5 

Глава 9. Модель радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны ............  122 
9.1. Структура модели радиолокаторов с синтезированной апертурой 
антенны землеобзора. Траекторный сигнал ..........................................  122 
9.1.1. Траекторный сигнал в модели РСА ............................................  125 
9.1.2. Амплитуда и фаза переходной характеристики ........................  130 
9.2. Классификатор целей. Детальность радиолокационного изображения 
при несогласованной обработке траекторного сигнала .......................  132 
9.2.1. Статистические характеристики траекторного сигнала ...........  132 
9.2.2. Точечная цель ................................................................................  134 
Глава 10. Принципы построения радиолокаторов  
с синтезированной апертурой антенны землеобзора ...........................  138 
10.1. Структурная схема радиолокаторов с синтезированной апертурой 
антенны землеобзора. Приемо-передающий тракт .............................  138 
10.1.1. Основные элементы РСА землеобзора ....................................  138 
10.1.2. Обеспечение когерентности тракта РСА .................................  141 
10.2. Антенная система ...................................................................................  150 
10.2.1. Поляризационные, энергетические характеристики РСА .............  150 
10.2.2. Положение и форма ДН антенны ...............................................  154 
10.3. Характеристики разрешения радиолокаторов  
с синтезированной апертурой антенны землеобзора ..........................  158 
10.3.1. Пространственное разрешение .................................................  158 
10.3.2. Радиометрическое разрешение и динамический диапазон ....  160 
10.4. Характеристики обнаружения радиолокаторов  
с синтезированной апертурой антенны землеобзора ..........................  162 
10.4.1. Дальность обнаружения ............................................................  162 
10.4.2. Характеристики зоны обзора ....................................................  172 
10.4.3. Точность измерения координат целей .....................................  174 
Глава 11. Обработка траекторного сигнала в радиолокаторах  
с синтезированной апертурой антенны .................................................  179 
11.1. Алгоритм согласованной обработки траекторного сигнала ..............  179 
11.1.1. Сигнальный процессор ...............................................................  179 
11.1.2. Сглаживания спекл-шумов РЛИ ................................................  189 
11.2. Требования к системе обработки. Оптическая система обработки .....  201 
11.2.1. Формирование светового сигнала .............................................  201 
11.2.2. Фокусировка траекторного сигнала ..........................................  205 
11.3. Цифровая система обработки. Влияние искажений траекторного 
сигнала на характеристики радиолокаторов  
с синтезированной апертурой антенны ................................................  214 
11.3.1. Структура цифровой системы обработки ................................  214 
11.3.2. Алгоритм гармонического анализа ..........................................  215 
11.4. Компенсация траекторных нестабильностей с помощью 
инерциальной навигационной системы. Автофокусировка 
изображения в радиолокаторах с синтезированной апертурой 
антенны ....................................................................................................  228 

Оглавление 

6 

11.4.1. Влияние изменения фазы на изображение ...............................  228 
11.4.2. Устранение влияния случайных изменений фазы ...................  235 
Глава 12. Селекция движущихся целей в радиолокаторах  
с синтезированной апертурой антенны землеобзора ...........................  238 
12.1. Алгоритмы селекции движущихся целей ............................................  238 
12.2. Определение СДЦ по радиальной скорости объекта ..........................  245 
Глава 13. Методы обратного (инверсного) синтезирования апертуры ..............  251 
13.1. Разрешающая способность радиолокаторов с синтезированной 
апертурой антенны при обратном синтезировании ............................  251 
13.1.1. Методы обратного синтезирования апертуры ........................  251 
13.1.2. Характерные особенности методов обратного 
синтезирования апертуры ..........................................................  253 
13.2. Наблюдение морских целей ..................................................................  256 
13.2.1. Виды колебаний морских объектов при волнении моря ........  256 
13.2.2. Характеристики колебаний кораблей различного типа ..........  257 
Глава 14. Обзор морской поверхности ..................................................................  262 
14.1. Наблюдение морской поверхности.......................................................  262 
14.2. Требования к разрешающей способности  
и точности измерения скорости ..............................................................  264 
Глава 15. Перспективы развития радиолокационных систем .............................  270 
15.1. Интерферометрический режим измерения высоты объектов ............  270 
15.1.1. Доплеровская частота сигнала разрешаемого  
элемента цели ..............................................................................  270 
15.1.2. Фаза отраженного сигнала радиолокаторов 
с синтезированной апертурой антенны при вращении цели ....  272 
15.2. Многопозиционный режим радиолокаторов с синтезированной 
апертурой антенны .................................................................................  274 
15.2.1. Многопозиционные радиолокаторы с синтезированной 
апертурой антенны .....................................................................  274 
15.2.2. Полуактивные РСА ....................................................................  276 
15.3. Поляризационный режим радиолокаторов с синтезированной 
апертурой антенны .................................................................................  283 
15.3.1. Основные направления развития РСА. Поляризационные 
характеристики объекта .............................................................  283 
15.3.2. Поляризационная матрица рассеивания в круговом базисе ..  285 
 
Заключение ..............................................................................................................  288 
 
Библиографический список ..................................................................................  290 
 

Список применяемых сокращений 

7 

СПИСОК  ПРИМЕНЯЕМЫХ  СОКРАЩЕНИЙ 
 
 
GPS 
– спутниковая навигационная система (Global Position System) 
АП 
– антенный переключатель 
АПВ 
 апостериорные плотности вероятности  
АЦП 
– аналогово-цифровой преобразователь 
АЧХ 
 амплитудно-частотная характеристика 
БД 
– база данных 
БЗУ 
– буферное запоминающее устройство  
БО 
– боковой обзор 
БПФ 
– быстрое преобразование Фурье  
БС 
– быстрая свертка 
БЦВМ 
– бортовая цифровая вычислительная машина  
БЦО 
– блок цифровой обработки  
ВГ 
– вертикально-горизонтальная поляризация 
ВПП 
– взлетно-посадочная полоса  
ГА 
– гармонический анализ 
ГВ 
– горизонтально-вертикальная поляризация 
ДД 
– динамический диапазон  
ДИСС 
– доплеровский измеритель скорости и угла сноса 
ДН 
– диаграмма направленности 
ДНА 
– диаграмма направленности антенны 
ДОЛ 
– доплеровское обужение луча 
ДПФ 
– дискретное преобразование Фурье 
ЗГ 
– задающий генератор 
ЗРК 
– зенитно-ракетный комплекс 
ЗУ 
– запоминающее устройство 
ИНС 
– инерциальная навигационная система 
КА 
– космический аппарат 
КНД 
– коэффициент направленного действия 
ЛА 
 летательный аппарат 
ЛБВ 
 лампа бегущей волны 
ЛЦ 
– ложные цели 
ЛЧМ 
– линейная частотная модуляция 
МИЧ 
– мгновенное измерение частоты 
НЗСК 
– нормальная земная система координат 
НРТР 
– непосредственная радиотехническая разведка 
НС 
– навигационная система 
ОБПФ 
– обратное быстрое преобразование Фурье 
ПБО 
– переднебоковой обзор 
ПЗУ 
– постоянное запоминающее устройство 
ПМР 
– поляризационная матрица рассеяния 
ПО 
– программное обеспечение 

Список применяемых сокращений 

8 

ППЗ 
– полное поляризационное зондирование 
ППП 
– полный поляризационный прием 
ПРД 
– передатчик 
ПРМ 
– приемник 
ПС 
– прямая свертка 
ПФ 
– предварительный фильтр 
РЛИ 
– радиолокационное изображение 
РЛС 
– радиолокационная станция 
РСА 
– радиолокаторы с синтезированной апертурой антенны 
РСН 
– равносигнальное направление  
РТР 
– радиотехническая разведка  
РЭБ 
– радиоэлектронная борьба  
РЭП 
– радиоэлектронное подавление 
РЭС 
– радиоэлектронное средство 
СА 
– синтезированная апертура 
САП 
– станция активных помех 
СДЦ 
– селекция движущихся целей 
СДЧ 
– средняя доплеровская частота 
СКО 
– среднеквадратичное отклонение 
СМН 
– система микронавигации 
См 
– смеситель 
СО 
– система обработки 
СФ 
– согласованный фильтр 
ТВД 
– театр военных действий 
ТН 
– траекторные нестабильности 
ТО 
– телескопический обзор 
ТТХ 
– тактико-технические характеристики  
УМ 
– усилитель мощности 
УПЧ 
– усилитель промежуточной частоты 
ФАР 
– фазированная антенная решетка 
ФД 
– фазовый детектор 
ФН 
– функция неопределенности 
ФС 
– формирователь сигналов 
ФЦА 
– фазовый центр антенны 
ЦП 
– цифровой процессор 
ЦСО 
– цифровая система обработки 
ЭВМ 
– электронно-вычислительная машина 
ЭЛТ 
– электронно-лучевая трубка 
ЭМВ 
– электромагнитная волна 
ЭПР 
– эффективная площадь рассеяния 
 
 
 

Введение 

9 

ВВЕДЕНИЕ 
 
 
Предметом дисциплины «Теоретические основы построения радиолокационных систем дистанционного зондирования Земли» являются современные методы радиолокационных измерений, принципы построения и особенности функционирования радиолокационных систем воздушной разведки. 
Главная задача дисциплины – изучение фундаментальных закономерностей построения радиолокационных систем воздушной разведки. 
В последнее время обладание адекватной информацией становится 
решающим фактором успеха практически в любой области человеческой 
деятельности, а тем более в военной. Сложность и объемность выполняемых Вооруженными силами задач, их комплексный характер привели 
к необходимости сбора информации (разведки) в глобальном масштабе. 
Процесс непрерывного сбора информации, независимо от времени суток, 
погодных и других условий, в масштабе всего земного и околоземного 
пространства получил название «глобальный мониторинг». 
Разведка (мониторинг) – одно из главных направлений развития 
Вооруженных сил в ХХI в. Под разведкой понимается сбор детальной информации обо всех воинских подразделениях и объектах в реальном масштабе времени. При этом благодаря созданию новых информационных 
технологий возможно получение оперативной, детальной и полной информации об определенном участке местности и объектах с генерированием трехмерного изображения с любым нужным разрешением. Интегрированный компьютерный центр обеспечивает сбор данных от всех источников для получения детальной информации о заданном районе разведки. 
Среди технических средств разведки выделяются системы радиовидения, под которыми обычно понимают активные радиолокационные 
станции (РЛС) воздушного, наземного и космического базирования со 
сверхвысокой разрешающей способностью, позволяющие получать изображения наблюдаемых объектов, сравнимые по детальности с фотоизображениями. 
Радиовидение – наблюдение объектов в радиодиапазоне волн с детальностью оптических систем. В отличие от оптических систем, системы 
радиовидения дают возможность получать изображение объектов независимо от метеоусловий и естественной освещенности, на значительном удалении и одновременно в широкой зоне обзора, а также объектов, невидимых в оптическом диапазоне волн. 
Как средство обнаружения и определения координат самолетов РЛС 
впервые появились в системах противовоздушной обороны перед Второй 
мировой войной. С тех пор радиолокация развивается гигантскими темпа
Введение 

10 

ми и в настоящее время используется практически во всех комплексах 
вооружения и при решении многих хозяйственных задач. Главный качественный скачок в радиолокации произошел, когда от обнаружения 
и измерения координат перешли к распознаванию объектов. 
Для этого теперь в РЛС ведется оценка и детальный анализ многих 
параметров электромагнитной волны (ЭМВ), отраженной от объекта. Зная 
(изучая заранее) взаимосвязь параметров ЭМВ с характеристиками объектов, решаются все задачи радиолокационного наблюдения: обнаружения, 
измерения координат, распознавания объектов и определения их функционального состояния (характер движения в целом и отдельных частей, работа двигателя, стрельба, пуск ракет и др.). На рис. 1 представлена структура систем радиолокационного наблюдения. 
 

 
 
Рис. 1. Структура радиолокационного наблюдения 
 
В современной трактовке радиолокация – это обнаружение заданных 
объектов, определение их координат и других характеристик путем обнаружения и измерения параметров радиоволн, приходящих от объектов. 
Радиолокация как наука основана на использовании ряда физических 
законов, связанных с распространением и рассеянием электромагнитных 
волн. 
 
 

Облучающая 
ЭМВ 
Объект 
Отраженная 
ЭМВ 

Параметры 
ЭМВ 

Характеристики 
объекта 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Раздел 1 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ  

И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ 

РАДИОЛОКАЦИОННЫХ 

УСТРОЙСТВ 

 
 

Раздел 1. Теоретические основы и принципы работы радиолокационных устройств 

12 

Глава 1 

 
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДОВ ОБНАРУЖЕНИЯ 
И ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТ ЦЕЛЕЙ 
 
 
1.1. Структура радиолокационного канала 
 
1.1.1. Структура систем радиолокационного наблюдения 

 
ЭМВ, используемые в процессе радиолокационного наблюдения, характеризуются следующими параметрами: 
 напряженность поля ЭМВ (в/м); 

 вектор Пойнтинга 
2
|
|
Е
Р

 (Вт/м2); 

 скорость распространения c = 3108 м/с; 
 несущая частота колебаний f0 (Гц); 
 начальная фаза колебаний 0; 
 длина волны 0 = c/f0 (м); 
 поляризация; 
 параметры модуляции напряженности и фазы волны.  
Радиодиапазон ЭМВ, используемых в радиолокации, обычно исчисляется от десятков метров до миллиметров. Еще более короткие волны применяются в оптических (лазерных) локаторах, при этом основные принципы 
локации в радио- и оптическом диапазонах одинаковые. В табл. 1 показаны 
диапазоны волн авиационных РЛС и несущие частоты, соответствующие 
центру диапазона. 
 
Таблица 1 
Диапазоны волн авиационных РЛС 
 
Обозначения 
США 
К 
Х 
С 
S 
L 
P 
VHF 

f0, ГГц 
f0, ГГц 
λ0 

12–40 
38 
8 мм 

8–12 
10 
3 см 

4–8 
6 
5 см 

2–4 
3,4 
9 см 

1–2 
1,3 
23 см 

300–900 
430 
70 см 

30–30 
120 
2,5 м 

 
Так, например, с учетом того, что 0 = c/f0, диапазон Х имеет длину 

волны от 3,75 до 2,5 см. Наиболее часто в авиационных РЛС используется длина волны 0 = 3,2 см. 

Глава 1. Физические основы методов обнаружения и измерения координат целей 

13 

Часто к радиолокации относят также два других направления науки 
и техники, связанных с излучением и приемом радиоволн, приходящих от 
объектов.  
Первое направление – радиометрия, или теплорадиолокация, – использует для изучения объектов их собственное излучение как нагретого тела в радиодиапазоне частот, которое принимается и анализируется широкополосным 
приемником. Иногда этот метод называют пассивной радиолокацией. 
Второе направление – радиолокация с активным ответом. Характерным примером этого направления является система государственного 
опознавания, в которой объект оснащен активным ответчиком, излучающим электромагнитную волну в ответ на запросную (облучающую) волну 
радиолокатора.  
В ходе изучения данной дисциплины эти два направления рассматриваться не будут. 
Радиолокационный канал включает собственно РЛС, носитель РЛС, 
среду распространения радиоволн, группу объектов, систему навигации 
и систему индикации и управления каналом (рис. 1.1). Все эти элементы 
участвуют в процессе обнаружения и определения характеристик заданных 
объектов. 
 
1.1.2. Элементы радиолокационного канала 
 
Рассмотрим характеристики элементов радиолокационного канала 
(рис. 1.1). 
1. Группа объектов состоит из заданных объектов (целей), вспомогательных объектов (ориентиров), сопутствующих объектов (фона), объектов, 
излучающих или переизлучающих помеховые сигналы (источников помех). 
Цели – заданные объекты, т. е. объекты нашего интереса, могут иметь 
различную физическую природу: воздушные цели (самолеты, ракеты, облака, 
дождь, турбулентность атмосферы и т. п.), наземные цели (скопление войск 
и отдельные виды техники, взлетные полосы аэродромов и сельскохозяйственные угодья, инженерные сооружения и дороги и т. п.), морские цели (корабли, ледовые поля, морская поверхность). 
Ориентиры – вспомогательные объекты, помогающие решать основную задачу обнаружения и определения характеристик целей. Так, например, 
ориентир – объект с известными координатами – используется для высокоточного определения координат целей, расположенных вблизи этого объекта. 
Фон – сопутствующие объекты, которые обычно препятствуют обнаружению целей. Так, если малоразмерная цель наблюдается на фоне подстилающей (земной) поверхности, то фон маскирует цель. Сигнал от фона 
намного превышает сигнал от цели, что требует особой системы обработки 
сигналов для подавления сигнала фона и выделения сигнала цели. 

Раздел 1. Теоретические основы и принципы работы радиолокационных устройств 

14 

 
 
Рис. 1.1. Структура радиолокационного канала 
 
Активные и пассивные источники помех являются объектами, которые 
излучают или переизлучают сигналы, мешающие обнаружению сигналов цели. Помехи обычно используются в процессе радиоэлектронной борьбы, однако они могут быть и непреднамеренными (естественными), например, 
в виде излучения других радиопередающих устройств. Пассивные помехи 
создаются специальными отражателями (облака диполей, аэрозолей и других 
образований), отражения от которых маскируют сигналы целей. 
2. Среда распространения радиоволн – пространство между РЛС 
и объектом. Обычно считается, что электромагнитная волна от объекта до 
РЛС распространяется прямолинейно и с постоянной скоростью. Наличие 
неоднородности среды (коэффициента преломления) вносит ошибки 
в процесс измерения характеристик цели, а потери энергии вследствие поглощения в среде приводят к уменьшению дальности обнаружения целей. 
Поэтому при решении радиолокационных задач требуется учитывать характеристики среды распространения. 
В зависимости от решаемой радиолокатором задачи различные объекты и даже среда распространения могут изменять свое назначение. Так, 
турбулентность атмосферы, являясь обычно характеристикой среды распространения, в другой задаче может быть объектом нашего интереса, т. е. 
целью, например, в метеорологической РЛС. Земная поверхность в случае 
обнаружения малоразмерной цели, например танка, является фоном, при 
картографировании – целью. Также часто, особенно в многофункциональной РЛС, меняют свое назначение ориентиры и цели. 

РЛС 
3 
1 
 
Группа 
объектов: 
(цели,  
ориентиры, фон, 
источники 
помех) 

2 
 
Среда 
распространения 

 
Антенные 
и приемопередающие 
модули 

Синтезатор 
сигналов 

Процессор 
обработки 
сигналов 

БЦВМ 
управления 
и обработки 

данных

5 
 
Система  
индикации 
и управления 

6 
Носитель 
РЛС 

4 
Система 
навигации