Основы построения радиолокационных станций радиотехнических войск

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

СИБИРСКИЙ  ФЕДЕРАЛЬНЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ 
 
 
 
 
60-летию 
Радиотехнических войск  
посвящается  
 
 
 
 
ОСНОВЫ  ПОСТРОЕНИЯ 
РАДИОЛОКАЦИОННЫХ  СТАНЦИЙ 
РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ  ВОЙСК 
 
Учебник 
 
 
Под общей редакцией кандидата технических наук, 
доцента полковника запаса В.Н.ТЯПКИНА 
 
 
 
Допущено Министерством обороны Российской Федерации  
в качестве учебника для студентов военных кафедр и курсантов учебных 
военных центров Военно-воздушных сил, обучающихся по военно-учетной 
специальности «Эксплуатация и ремонт радиолокационных комплексов 
противовоздушной обороны Военно-воздушных сил», 07.04.2011 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Красноярск 

СФУ 
2011 

УДК 621.396.967 (075.2) 
ББК 32.95я73 

О75 

 
Авторы: 
В.Н. Тяпкин, А.Н. Фомин, Е.Н. Гарин, Ю.Л. Фатеев, В.П. Бердышев, 
А.А. Ноговицын, А.В. Темеров, В.Г. Сомов,И.В. Лютиков 
 
Рецензенты: 
кафедра радиолокации и радиоуправления ВУНЦ ВВС «Военновоздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»; 
Ю.Д. Каргашин, нач. кафедры радиолокации и радиоуправления 
ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского  
и Ю.А. Гагарина» 
 

O75 
 
Основы построения радиолокационных станций радиотехнических войск: учебник / В.Н. Тяпкин, А.Н. Фомин, Е.Н. Гарин [и др.]; 
под общ. ред. В.Н. Тяпкина. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т. – 2011. – 
536 с. 
ISBN 978-5-7638‐2480-3 
 
В учебнике приведены общие сведения о РЛС РТВ, их характеристиках и принципах построения; рассмотрены способы обзора пространства и измерения координат целей; даны основные технические характеристики и способы построения передающих 
устройств РЛС РТВ. Особое внимание уделено анализу влияния и вида зондирующего 
сигнала на защищенность РЛС от активных и пассивных помех, разрешающую способность и точность измерения координат. Приведены структурные схемы тракта приема  
и выделения сигналов, способы приема и обработки различных типов сигналов РЛС на 
фоне помех; методы и устройства защиты РЛС РТВ от активных и пассивных помех, 
особенности их технической реализации; изложены принципы построения устройств 
отображения радиолокационной информации и работы устройств формирования разверток индикаторов и масштабных меток. 
Учебник предназначен для студентов военных кафедр и курсантов учебных военных центров Военно-воздушных сил, обучающихся по военно-учетной специальности 
«Эксплуатация и ремонт радиолокационных комплексов противовоздушной обороны  
Военно-воздушных сил», а также может быть использован студентами вузов укрупненной группы направления подготовки специальностей 210000 «Электронная техника, радиотехника и связь» (спец. 210304.65 «Радиоэлектронные системы») и всеми, интересующимися вопросами построения, развития и современного состояния РЛС РТВ. 
 
 

УДК 621.396.96(075.8) 

ББК 32.95я 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-7638-2480-3                                     © Сибирский федеральный университет, 2011 

ВВЕДЕНИЕ 

Воздушно-космическое пространство в современных условиях превратилось в сферу вооруженного противоборства. С этой целью ведущие 
государства непрерывно совершенствуют средства воздушно-космического нападения (СВКН). 
Успешное решение задач обороны от СВКН, защиты объектов страны, населения, войск и сил флота от ударов с воздуха невозможно без постоянно действующей эффективной разведки воздушного противника. 
Выполнение задач разведки возложено, в основном, на Радиотехнические 
войска (РТВ) Военно-воздушных сил (ВВС). 
Идея радиолокационного обнаружения (РЛО) летательных аппаратов 
зародилась в начале 1930-х годов в связи с потребностями противосамолетной обороны, а история радиолокации начинается с гениально простого 
изложения идеи обнаружения воздушных объектов П. К. Ощепковым         
в 1934 г. («Сборник ПВО», №2). 
В этом же 1934 г. была заказана и испытана радиолокационная (РЛС) 
непрерывного излучения дециметрового диапазона «Буря» для управления 
стрельбой зенитной артиллерии и прожекторами. 
В предвоенный период (до 1941г.) происходило освоение основных 
технических решений для создания генераторов сверхвысоких частот 
(СВЧ), направленных антенн, приемных и индикаторных устройств, методов измерения дальности и угловых координат целей. 
Первые выпускаемые серийно РЛС метрового диапазона волн для 
обнаружения самолетов РУС-1 («Ревень») были многопозиционными         
и лишь фиксировали пролет самолета через линию «передатчик – приемник». Всего было выпущено 44 комплекта РЛС. 
В 1940 г. была принята на вооружение первая импульсная РЛС РУС-2, 
обладающая разрешением по дальности, а одноантенные варианты этой 
РЛС («Редут» на автомобилях и «Пегматит» – в прицепах) стали основными РЛС разведки воздушного противника в годы Великой Отечественной 
войны. Но уже в 1944 г. на основе РУС-2 была создана РЛС П-3А, способная измерять третью координату – высоту цели с помощью двухъярусной 
антенны и гониометра. 
Великая Отечественная война показала необходимость усиленного 
развития военной радиолокации, а начавшаяся «холодная война» сделала 
решение этой проблемы безотлагательным. Создание радиолокационной 
техники было поручено ряду специализированных НИИ с привлечением 
виднейших ученых. В 1946 г. закончился первый этап – этап первоначального развития радиолокационной техники.  
На первом этапе огромный вклад в развитие радиолокации внесли 
видные ученые и специалисты: П.К. Ощепков, М.М. Лобанов, Ю.К. Коро

вин, А.А. Чернышов, Б.Н. Шембель, Д.С. Стогов, П.А. Рожанский, Ю.Б. 
Кобзарев, П.А. Погорадко, Н.Я. Чернецов и др. 
Второй этап развития радиолокационной техники охватывает ориентировочно 1946–1962 гг. 
Этот период характеризуется освоением сантиметрового диапазона 
волн (1949 г. – РЛС «Обсерватория» П-50, 1951 г. – «Перископ» П-20), индикаторов кругового обзора с яркостной отметкой – ИКО и секторных, ростом дальности, высоты обнаружения целей и точности радиолокационных 
измерений координат, измерением высоты цели «На проходе» (V-луч). 
Появляются системы защиты от пассивных помех, перестройки по 
частоте передатчиков РЛС.  
В 1956 г. на смену РЛС П-20 поступает полностью отечественный 
вариант – РЛС П-30, в дальнейшем дальномеры П-35, П-37, 1Л-118 «Лира», отличающиеся от зарубежных аналогов простотой реализации, надежностью при высоких значениях тактико-технических характеристик (ТТХ). 
Этими же качествами обладали и РЛС метрового диапазона: П-8 (1950 г.), 
П-10, П-12 (1956 г.). На данном этапе принимаются на вооружение оригинальные РЛС: П-15 дециметрового диапазона волн для маловысотного поля (1956 г.), радиолокационные комплексы «Дальномер-высотомер» (П-35 
и ПРВ-10 – 1956 г., П-80 «Алтай» с высотомером ПРВ-11 – в 1962 г.), 
мощная РЛС метрового диапазона П-14 с зеркальной антенной большого 
размера, первая общегосударственная система радиолокационного опознавания «Кремний-2М», которой оснащаются все РЛС.  
Развитие радиолокационной техники, расширение пространственновременных границ ее использования обусловили появление в 1952 г. самостоятельного рода войск противовоздушной обороны (ПВО) – РТВ. 
Период с середины 1960-х до середины 1970-х годах можно считать 
третьим этапом развития радиолокационной техники РТВ. Принцип комплексирования радиолокационных дальномеров (РЛДр) и радиовысотомеров на этом этапе был основным. РТВ оснащаются более совершенными 
радиовысотомерами: ПРВ-11 (1962 г.), ПРВ -13 (1969 г.), ПРВ-17 (1975 г.) 
– для высотных целей и ПРВ-9, ПРВ-16 – для маловысотных целей. Основным радиолокационным комплексом (РЛК) радиотехнических войск 
стал комплекс 5Н87 (1972 г.), обладающий высокими дальностью, высотой 
обнаружения целей и помехозащищенностью. Его модернизации (РЛК 
64Ж6) поступали в войска и в 1980-х годах.  

На основе РЛС П-14 в 1969 г. создана специальная РЛС большой 

дальности П-70 «Лена-М», обладающая высоким энергетическим потенциалом (впервые применен сложный линейно-частотно-модулированный 
(ЛЧМ) зондирующий сигнал). 

В этот же период создаются и РЛС специального назначения: «Лиана», размещаемая на самолете ТУ-126 – бортовой радиолокационносвязной комплекс для выноса рубежей радиолокационной разведки в океан 

на дальность до 2 000 км от побережья; П-95 «Буг» и П-96 «Оскол» для 
повышения надёжности с радиопрозрачными укрытиями для антенн, размещаемые в удаленных районах.  
Таким образом, для третьего этапа развития радиолокационной техники характерны: 
увеличение средней мощности, сложности модуляции и улучшение 
степени когерентности зондирующих сигналов; 
улучшение качества и рост размеров антенных систем РЛС; 
внедрение комплекса методов и технических средств помехозащиты, 
в т. ч. адаптивных; 
развитие системы пассивной локации постановщиков активных помех (ПАП); 
автоматизация процессов извлечения, сбора, обработки и передачи 
радиолокационной информации (РЛИ): поступают в войска комплексы 
средств автоматизации (КСА) «Воздух» и «Луч». 
Развитие радиолокационной техники в 1960–1970-х годах основывалось на имеющейся теории радиолокации и помехозащиты, в создание которой и практическое совершенствование внесли большой вклад ученые 
Военной инженерной радиотехнической академии противовоздушной обороны им. маршала Л. А. Говорова (ВИРТА ПВО) г. Харьков: В.И. Гомозов, 
С.И. Красногоров, И.В. Перетягин, В.В. Фединин, Я.Д. Ширман, удостоенные Государственной премии. 
Четвертый этап развития радиолокационной техники (начинается      
с середины 1970-х годов) характеризуется новыми техническими возможностями и новыми требованиями к информативности, помехозащищенности и живучести РЛС РТВ. По этим причинам пришлось отказаться от 
комплексов «РЛДр плюс ПРВ» и снова перейти к трехкоординатным РЛС 
кругового обзора, но на качественно новом уровне, с использованием многоканальности в угломестной плоскости. Так, в 1978 г. принимается на вооружение 3-координатная РЛС дальнего обнаружения дециметрового диапазона 5Н69 (СТ-67) с двухзеркальной антенной больших размеров. Трехкоординатные РЛС маловысотного поля 5Н59 (1979 г.) и 19Ж6 (1981 г.) 
выполнены с широким применением цифровой техники обработки сигналов и РЛИ. В 1982 г. принята на вооружение трехкоординатная РЛС метрового диапазона волн 55Ж6 «Небо». 
В РЛС 5У75 «Перископ-В» (1978 г.) и её модернизированном варианте 57У6 (1984 г.), предназначенных для горных позиций, использованы 
системы дистанционного управления и автоматического контроля технического состояния, цифровая фильтрация сигналов. Практически полностью «цифровой» становится аппаратура наземного радиолокационного 
запросчика (НРЗ) новой системы «Пароль» (1977 г.). 
Следует отметить, что на этом этапе активно совершенствуется и техника автоматизированных систем управления (АСУ) ротного, батальонного 

и более высоких уровней. На смену объектам АСУ системы «Луч-2» приходят объекты АСУ «Луч-3» и «Пирамида», построенные на новой элементной базе и с улучшенными характеристиками. Кроме того, функции первичной обработки РЛИ перешли к РЛС нового поколения, обеспечивающим, как правило, «автосъем» координат целей и выдачу их в цифровой 
форме на АСУ, в ряде образцов и автоматическую проводку трасс целей. 
Таким образом, четвертый этап развития радиолокационной техники 
и РТВ отличается от предыдущих этапов по уровню технологии и обеспечиваемым ею принципиальным возможностям построения совершенных 
РЛС. Однако стоимость техники нового поколения велика, поэтому практически реализовать все достижения теории, методы излучения, приема     
и обработки сигналов и, в целом, информации в каждом образце РЛС невозможно. Противоречия разрешаются рациональным выбором типажа 
парка РЛС, распределением решаемых задач между классами РЛС, оптимизацией сложности образцов, объемов их производства, расхода и выполнения ресурса на основе военно-экономического анализа. 
Военный инженер в РТВ уже на уровне батальонного звена сталкивается на практике с такими особенностями системы радиолокационного 
вооружения (РЛВ) РТВ, как её пространственный размах и структурная 
сложность, разнообразие образцов, трудность поддержания высоких боевых и эксплуатационных показателей, непрерывность и преемственность 
развития. Уровень подготовки офицеров-специалистов РТВ должен обеспечивать знания не только конкретных образцов, но и глубокое понимание 
общих закономерностей построения основных классов РЛС РТВ, способов 
и технических средств достижения требуемых ТТХ, тенденций развития 
РЛС, развивать способность к самостоятельному освоению вновь поступающих образцов техники. Решение этих задач и обеспечивает дисциплина 
«Основы построения РЛС РТВ». 
В результате изучения дисциплины студенты и курсанты должны: 
З н а т ь: 
принципы и методы радиолокации; 
принципы построения основных систем и устройств РЛС различного 
боевого назначения; 
технические характеристики систем и устройств РЛС; 
алгоритмы обработки РЛИ, реализованные в существующих и перспективных РЛС; 
принципы, методы и устройства пространственной, поляризованной 
и времячастотной селекции радиолокационных сигналов на фоне внешних 
помех; 
принципы и методы оценки боевах возможностей РЛС в различных 
условиях воздушной и помеховой обстановки. 

У м е т ь: 
применять законы физики, аналитические методы и математическую 
статистику при анализе схем построения устройств РЛС; 
проводить анализ физических процессов в элементах и устройствах РЛС. 
И м е т ь  п р е д с т а в л е н и е  об  основных научно-технических 
проблемах и перспективах развития РЛС РТВ. 

Данный учебник разработан в соответствии с учебной программой 

дисциплины «Военно-техническая подготовка» в рамках раздела «Основы 
построения РЛС РТВ» и предназначен для студентов военных кафедр и 
курсантов учебных военных центров Военно-воздушных сил, обучающихся по военно-учетной специальности «Эксплуатация и ремонт радиолокационных комплексов противовоздушной обороны Военно-воздушных 
сил», а также может быть использован студентами вузов укрупненной 
группы направления подготовки специальностей 210000 «Электронная 
техника, радиотехника и связь» (спец. 210304.65 «Радиоэлектронные системы») и всеми, интересующимися вопросами становления, развития и современного состояния радиолокационных систем. 

ГЛАВА 1 
РАДИОЛОКАЦИОННАЯ  СИСТЕМА  РТВ 
 
 
1.1. ПРИНЦИПЫ  ПОСТРОЕНИЯ 
       РАДИОЛОКАЦИОННОЙ  СИСТЕМЫ  РТВ 
 
Радиолокационная техника (РЭТ) РТВ представляет собой сложную 
совокупность (систему) образцов радиолокационных станций (РЛС). Эта 
система сложилась исторически и развивается на протяжении десятилетий, 
подчиняясь определенным закономерностям. Сложность системы РЭТ РТВ 
обусловлена: 
разнообразием классов, типов, технических решений и элементной 
базы радиоэлектронных средств (РЭС), одновременно и совместно находящихся в эксплуатации; 
территориальным распределением и разнообразными климатическими условиями эксплуатации; 
необходимостью многоуровневого информационного обмена, т. е. 
сопряжения РЭТ РТВ с разнообразными потребителями информации; 
большим суммарным расходом ресурсов (людских, энергии, топлива, 
материальных и денежных средств) на эксплуатацию и поддержание боевой готовности РЭТ; 
постоянным обновлением типажа РЭТ, совершенствованием парка 
РЭТ по частям (элементам), необходимостью обеспечения совместимости 
(совместная эффективная работа) РЭТ разных типов и поколений. 
Таким образом, под радиолокационной системой понимают развернутую на местности группировку РТВ, между элементами которой существуют функциональные связи для сбора, обработки и выдачи РЛИ, предназначенной для оценки воздушной обстановки и обеспечения боевых 
действий войск ВВС (зенитных ракетных войск – ЗРВ и истребительной 
авиации – ИА). 
В целом, система – это совокупность элементов, закономерно связанных друг с другом в единое целое, обладающее свойствами, отсутствующими у элементов, его образующих. 
Основные признаки системы: структура, иерархия в организации, 
наличие подсистем (элементов), закономерная связь между образующими 
её подсистемами, наличие входа и выхода, ориентированность в пространстве – охват определенной части физического пространства в соответствии 
с целевым назначением. 
Разнообразие и сложность функционирования систем требует тщательного подхода к их изучению и проектированию. Особый интерес представляют большие системы. Точных количественных оценок это понятие 

не имеет. Однако качественно система может быть отнесена к разряду 
больших систем, если обладает следующими признаками (свойствами): 
имеет сложную структуру и состоит из ряда взаимосвязанных подсистем; 
характеризуется сложными процессами взаимодействия, которые 
имеют не только детерминированный, но и вероятностный характер; 
имеет ясно выраженное целевое назначение; 
характеризуется многоэтапностью жизненного цикла (разработка, 
изготовление, испытание, эксплуатация, модернизация). 
Итак, прежде всего, к большим системам можно отнести систему 
ПВО (рис. 1.1). 
 

 
Рис. 1.1. Система ПВО 
 
Из рис.1.1 видим, что большую систему по функциональному признаку можно разделить на следующие составные части: исполнительную, 
информационную и управляющую. 
Исполнительная часть (системы ЗРВ и ИА) располагает некоторыми 
возможностями или ресурсами, расходуемыми в соответствии с целевым 
назначением системы. 
Информационная часть (радиолокационная система) доставляет в систему управления и непосредственно в исполнительную подсистему всю 
информацию о состоянии внешней среды (СВКН) и результатах взаимодействия с ней. 
Управляющая часть перерабатывает информацию, поступающую от 
информационной и исполнительной части, и распределяет возможности    
и ресурсы информационной и исполнительной части в соответствии с полученной информацией. 
В свою очередь, информационная часть (радиолокационная система) 
также может рассматриваться как большая система: 
имеет четкое целевое назначение – разведка и оценка воздушной обстановки и обеспечение боевых действий системы более высокого порядка 
– системы ПВО (ЗРВ и ИА); 

РЛС 
Системы
ЗРВ, ИА

СВКН в полёте

Система управления

имеет сложную структуру – в состав входит большое количество 
РЭТ различного назначения; 
характеризуется сложными процессами функционирования (обнаружение цели на фоне помех, определение их текущих координат, обмен информацией между системами управления ЗРВ и ИА – рис. 1.1);  
имеет иерархическую структуру, т. е. является подсистемой системы 
ПВО и сама состоит из подсистем: 
радиоэлектронная техника – средства радиолокации (СРЛ), комплексы средств автоматизации (КСА); 
радиоэлектронные устройства (передающие, приемные, защиты от 
помех, антенно-волноводные и т. д.); 
функциональные узлы (звенья) – генераторы, усилители, фильтры и т. д.; 
схемные элементы (микросхемы, транзисторы, резисторы, конденсаторы, диоды и т. п.). 
Кроме того, радиолокационная система обладает свойствами, которые отсутствуют у образующих её элементов: отдельных СРЛ, КСА. 
 
 

Внешняя среда
 (воздушная и РЭ обстановка)
 

 

Подсистема радиолокационного поля
Активная радиолокация
Пассивная локация
САЗО

 
 

 

 

 

 

Информационно-управляющая подсистема
 

 
 
Рис. 1.2. Структурная схема радиолокационной системы 
 
Радиолокационная система позволяет решать задачи, которые не в состоянии решить отдельные элементы РЭТ: 
радиолокационная система практически не имеет ограничений по 
дальности, так как её элементы могут быть развернуты на большой территории; 
радиолокационная система может адаптироваться к изменениям воздушной обстановки; 
радиолокационная система обеспечивает получение значительно 
бóльшего объема информации, чем отдельные элементы РЭТ;