Материал: Листов, Константин Михайлович. Радио и радиолокационная техника и их применение

когда оператор случайно или умышленно (для устранения какого-либо повреждения) дотрагивается до высоковольтной цепи. Так, например,'в станциях устанавливается блокировка, выключающая аппаратуру, когда открываются дверцы шка­ фов высоковольтных выпрямителей, модуляторов и генерато­ ров. В ряде станций применяется блокировка, позволяющая включать станцию только тогда, когда ключи от замков, ко­ торыми запираются дверцы шкафов с аппаратурой, вынуты из замков и вставлены в контрольную панель.

В дополнение к этим двум видам блокировочной аппара­ туры в станциях применяются приборы и устройства сигна­ лизации, указывающие, в каком блоке и цепи станции появи­ лась неисправность. Современные радиолокационные станции могут иметь несколько сот радиоламп, тысячи сопротивлений и конденсаторов, причем выход из строя каждого из этих элементов может привести к частичному или полному выходу станции из строя. Чтобы облегчить и ускорить обнаружение места неисправности и выявление вышедшей из строя лампы или детали, что особенно важно при боевой работе, в станции применяются сигнальные устройства, указывающие место аварии. Такими устройствами могут быть мигающие электри­ ческие лампочки, звонки или другие механические или элек­ трические устройства.

Иногда все сигнальные устройства размещаются на одной панели главного шкафа, что позволяет определить место не­ исправности непосредственно с главного пульта.

ОСНОВНЫЕ ТАКТНКО-ТЕХНПЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СТАНЦИЙ

К основным тактико-техническим параметрам радиолока­ ционных станций относятся максимальная и минимальная дальности действия, пределы работы по азимуту и углу места, точность определения координат целей, разрешающая спо­ собность, время обзора и частота получения данных о целях, находящихся в зоне действия станций, а также их эксплуата­ ционные параметры (вес, габариты, маневренность, время приведения в боевую готовность и надежность работы в раз­ личных условиях).

Рассмотрим кратко каждый из этих параметров.

Максимальная дальность действия станции. В зависимости от типа и назначения станции принято различать максималь­ ные дальности обнаружения и сопровождения целей. Под ма­ ксимальной дальностью обнаружения понимают предельное расстояние, на котором станция уверенно обнаруживает пели. Максимальная дальность сопровождения характеризует даль­ ность, с которой происходит точное определение координат цели.

239

Дальность действия радиолокационной станции зависит от ее технических параметров и отражающих свойств цели. По­ этому, например, дальность действия станции по тяжелому бомбардировщику больше, чем по небольшому истребителю, а по большому кораблю больше, чем по небольшому торпед­ ному катеру или подводной лодке.

Минимальная дальность действия. Использование в радио­ локационных станциях одной антенны для передачи зонди­ рующих импульсов и приема отраженных сигналов требует отключения приемника на время излучения зондирующего импульса. Поэтому сигналы, отраженные от близких целей и приходящие к станции в момент времени, когда ее приемник еще не подключен к антенне, не будут приняты и зарегистри­ рованы. Продолжительность времени, в течение которого приемник не может принимать отраженные сигналы, опреде­ ляется длительностью зондирующего импульса и временем, необходимым для восстановления разрядника переключателя «прием — передача» после действия на него импульса пере­ датчика. Зная это время, легко определить минимальную дальность действия станции.

Отсюда понятно стремление применять разрядники с ма­ лым временем восстановления.

Для станций разного тактического назначения требования к величине минимальной дальности действия различны. На­ пример, в станциях дальнего обнаружения воздушных целей, обнаруживающих самолеты на расстояниях в несколько сот ки­ лометров и «передающих» эти цели радиолокационным стан­ циям управления активными средствами ПВО, когда расстоя­ ние до самолетов измеряется еще сотнями или во всяком случае десятками километров, минимальная дальность дей­ ствия может составлять несколько километров. В станциях же управления огнем малокалиберной зенитной артиллерии, стре­ ляющей всего на несколько километров, минимальная даль­ ность действия должна быть сведена до возможного минимума.

Пределы работы по углу места определяют верхнюю и нижнюю границы зоны действия станции в вертикальной пло­ скости. Для станций орудийной наводки, антенны которых имеют узкую диаграмму направленности, пределы работы по

240

углу места определяются в основном механическими преде­ лами вращения антенны. В станциях обнаружения и наведе­ ния, антенны которых часто не вращаются по углу места, для создания необходимой зоны обзора в вертикальной плоскости, а значит, и необходимых пределов обнаружения дели по вы­ соте применяется широкая в вертикальной плоскости диа­ грамма направленности. При этом для сохранения четкости изображения на экране индикатора кругового обзора гори­ зонтальный раствор диаграммы направленности стремятся сохранить достаточно узким. Пространственная диаграмма направленности станции такого вида изображена на рис. 130.

Рис. 130. Диаграмма направленности специальной формы — широкая в вертикальной и узкая в горизонтальной плоскости

Дальность действия этих станций и пределы их работы по углу места принято характеризовать диаграммами обнару­ жения (рис. 131). Такие диаграммы, построенные с учетом мощности передатчика, чувствительности приемника и свойств антенны, характеризуют дальность обнаружения самолетов различных типов в зависимости от высот их полетов.

Пределы работы по азимуту. В зависимости от тактического назначения радиолокационные станции могут обеспечивать круговой обзор пространства или просматривать только некоторый определенный сектор в горизонтальной плоскости. Станции обнаружения самолетов противника и наведения истребительной авиации, станции целеуказания и орудийной наводки зенитной артиллерии обеспечивают, как правило, круговой обзор и имеют в связи с этим неограниченные пре­ делы работы по азимуту. Радиолокационные станции истреби­ тельной ’ авиации, береговой артиллерии, корабельной артил­ лерии главного калибра и ряд других типов станций имеют ограниченный сектор работы в горизонтальной плоскости.

Пределы их работы по азимуту выбираются с учетом преде­ лов работы обслуживаемых ими боевых агрегатов и орудий.

Количество определяемых станцией координат цели и точ­ ность измерения каждой из них зависят в первую очередь от типа и назначения станции. Повышение точности определе­ ния координат объекта ведет, как правило, к усложнению схемы станции, увеличению ее веса и габаритов. Поэтому при

Рис. 131. Примерный вид одной из возможных диаграмм обнаружения воздушных целей наземной станцией. Контуры такой диаграммы опре­ деляются как параметрами каждой конкретной станции, так и отражаю­ щей способностью реальной цели

конструировании станции стремятся к тому, чтобы точность ее работы не превышала точности, требуемой для станции данного тактического назначения. Так, например, станции целеуказания определяют координаты целей с меньшей точ­ ностью, чем станции орудийной наводки, обеспечивая вместе с тем надежное целеуказание и распределение целей между станциями орудийной наводки.

Точность работы радиолокационных станций принято ха­ рактеризовать значениями ошибок определения координат целей. Ошибки мойшо разделить на три группы. К первой группе относятся ошибки систематические, т. е. повторяю­ щиеся от одного измерения к другому (например, ошибки, связанные .с неправильным горизонтированием или ориенти­ рованием станции). Вторую группу составляют ошибки слу­ чайные, значения которых при каждом измерении могут меняться (например, ошибки оператора станции в отсчете по

242

шкале значения координаты и др.). К третьей группе отно­ сятся грубые ошибки, вызванные неправильным вычислением, просчетом, небрежностью при снятии показаний шкал или неправильным применением измерительного прибора. Резуль­ таты измерений, содержащие грубые ошибки, обычно хорошо заметны, так как они совершенно не похожи на другие ре­ зультаты. При оценке точности работы радиолокационной станции, как и любого другого измерительного прибора, та­ кие ошибки нужно не учитывать и исключать из полученных результатов измерений. Поэтому в последующем мы будем считать, что наблюдения, содержащие грубые ошибки, уже исключены.

К систематическим ошибкам относят ошибки, величина и знак которых сохраняют свое значение от измерения к изме­ рению. Как пример можно назвать ошибки, вызванные смеще­ нием нулевого деления шкалы дальности влево или вправо относительно начала линии развертки. В этом случае при всех отсчетах дальности цели получается систематическая ошибка, равная смещению шкалы. Систематические ошибки определе­ ния азимута цели будут возникать также при ошибке в согла­ совании нулевой отметки шкалы азимута с положением линии развертки, соответствующим направлению антенны на север.

Систематическую ошибку в измерении радиолокационной станцией той или иной координаты цели (например, дально­ сти) можно определить следующим образом. Многократно измерив дальность какого-либо местного предмета, расстоя­ ние Диет которого от радиолокационной станции известно с достаточной - степенью точности, определяют среднеарифме­ тическое значение измеренной дальности Д ср,ар по формуле

В отличие от систематических ошибок случайная ошибка может меняться по величине и знаку при каждом измерении. Следует заметить, что ошибки в определении координат це­ лей часто обусловлены взаимно не зависящими причинами, такими, как степень подготовленности операторов, характер полета самолета или движения корабля, нестабильность па­

раметров различных схем станции, изменение условий распро­ странения радиоволн и др. В этих случаях распределение слу­ чайных ошибок подчиняется так называемому нормальному закону распределения и точность работы радиолокационных станций можно характеризовать величиной срединной (ве­ роятной) или среднеквадратичной ошибки.

Среднеквадратичную ошибку можно определить по фор­ муле

где п — число измерений, a Si, 82, ■■■> — случайные ошибки отдельных измерений (следует помнить, что в ошибку каж­ дого измерения входит и систематическая ошибка, которую при определении случайной ошибки измерения необходимо исключить).

Срединная ошибка — это величина, в пределах которой при большом числе измерений лежат случайные ошибки, получающиеся в 50% случаев; в это значение входят как от­ рицательные, так и положительные ошибки. Другая поло­ вина всех случайных ошибок имеет значение, превышаю­ щее срединную ошибку. Таким образом, появление при каж­ дом измерении ошибки, большей или меньшей срединной, равновероятно (в связи с чем срединную ошибку иногда на­ зывают вероятной ошибкой).

Иногда при определении точности работы станции поль­ зуются понятием максимальной ошибки. Чаще всего под максимальной ошибкой понимают такую, в пределах которой при большом числе измерений лежит 99,3% всех случайных ошибок положительного и отрицательного знака, т. е. прак­ тически все ошибки (за исключением грубых ошибок, которые мы условились не учитывать при оценке точности работы радиолокационных станций).

Между среднеквадратичной, срединной и максимальной ошибками существуют определенные математические соотно­ шения;

Из этих соотношений следует,, что максимальная ошибка в 4 раза больше срединной. Если срединная ошибка опреде­ ления дальности цели равна 20 м, то максимальная ошибка

244

будет 80 м. Однако при сравнении величин этих ошибок и ис­ пользовании их на практике следует помнить, что в 50% всех измерений случайная ошибка не будет превышать срединной (т. е. 20 м в рассматриваемом примере). Этим и объясняется то, что в подавляющем большинстве случаев при оценке точ­ ности пользуются не максимальной, а срединной ошибкой.

Рис. 132. Влияние систематической и случайных ошибок на точность измерения азимута цели

Полная ошибка измерения той или иной координаты цели определяется систематической и случайными ошибками.

На рис. 132 графически показано влияние систематиче­ ской и случайных ошибок на точность измерения азимута цели, двигающейся по определенному направлению. Ли­ ния АОС указывает действительный курс цели. Из-за непра­ вильного ориентирования станции появилась систематическая ошибка в измерении азимута цели, и при отсутствии, случай­ ных ошибок станция определила бы, что цель движется по курсу BOD (разность в азимутах курса АОС и BOD равна величине систематической ошибки, т. е. +10°). Однако, по­ скольку при измерении координат цели получаются еще и случайные ошибки, определяемые станцией, положения цели по азимуту не совпадут с линией BOD, а расположатся вдоль нее на разных расстояниях (кривая линия). Полная ошибка определения азимута цели будет складываться при каждом измерении из систематической и случайной ошибок с учетом

245