4
4
МІНІСТЕРСТВО ОБОРОНИ УКРАЇНИ
ДОВІДНИК
з ПРОТИПОВІТРЯНОЇ
ОБОРОНИ
І
і
МІНІСТЕРСТВО ОБОРОНИ УКРАЇНИ
ДОВІДНИК
З ПРОТИПОВІТРЯНОЇ ОБОРОНИ
КИЇВ
2003
ББК 68.64 (4 УКР)
Д64
УДК623 (03)
Рецензенти:
начальник Воєнно-наукового управління - заступник начальника Генерального штабу
Збройних Сил України з науки заслужений діяч науки і техніки України доктор військових наук
професор генерал-лейтенант І.С. Руснак;
начальник Військового інституту Київського Національного університету імені Тараса Шевченка
доктор технічних наук професор генерал-майор С.А. Жуков.
Довідник з протиповітряної оборони І А.Я. Торопчин, І.О. Романенко, Ю.Г. Даник,
Д64 Р.Е. Пащенко та ін. - К.: МО України, X: ХВУ, 2003. - 368 с.:іл.
В Довіднику проведено узагальнюючий огляд і аналіз засобів повітряного нападу та засобів і методів боротьби з
ними. Основну увагу приділено основам побудови засобів озброєння та бойового застосування військ (сил)
протиповітряної оборони.
Для широкого кола військових і цивільних фахівців, які працюють у галузях, пов’язаних з протиповітряною
обороною. Може бути корисним науковим робітникам, викладачам, слухачам, курсантам та студентам вищих
навчальних закладів.
Ю. Г Даник (розділи 1,2.3, 4. 5, 6, 7. 8, 9, 10), Р. Е. Пащенко (розділи 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10), І.О. Романенко (розділи 1,2, 3, 5, 7,
8, 10), А.Я. Торопчин (розділи 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9), О.О. Стеценко (підр. 1.2, 2.5, 9.2, 10.1 - 10.7), В.Б. Толубко (підр. 2.1,2.6, 2.7,
7.1, 7.2, 9.1.1), В.В. Кенійський ( підр. 7.3, 7.5, 7.6, 8.1), В.І. Ткаченко (підр. 1.2, 3.2, 3.3, 3.9, 5.1, 5.7, 5.8, 6.4), С.М. Нечхаєв
(підр. 1.2. 7.5, 7.7, 7.8, 7.10), В.В. Новосьолов (підр. 5.5, 5.6), М.Г. Батурін (підр. 3.3, 3.4, 10.9), М.О. Єрмошин (підр. 5.7, 5.8),
Карпенко В.І. (підр. 2.4, 3.1,3.2, 3.8), С.П. Лєщенко (підр. 3.4), Г.В. Пєвцов (підр. 3.4, 3.11,3.12), М.А. Шершнєв (підр. 5.1-5.4).
ББК 68.64 (4 УКР)
І8В\ 966-601-057-7
© Даник Ю. Г., Пащенко Р. Е, Романенко І.О., Торопчин А.Я., 2003
ЗМІСТ
ЗМІСТ
Передмова.............................................................................................. 5
1.	Протиповітряна оборона. Етапи розвитку.............................................................. 6
1.1.	Протиповітряна оборона країни (6). 1.2. Етапи розвитку протиповітряної оборони (6).
2.	Засоби повітряно-космічного нападу...............................................................   12
2.1.	Балістичні ракети (12). 2.2. Пілотовані засоби повітряного нападу (13). 2.3. Безпілотні засоби повітряного нападу
(20). 2.4. Розвідувально-ударні комплекси (28). 2.5. Системи дальнього радіолокаційного виявлення і управління
(29). 2.6. Тевденцїї розвитку форм та способів збройної боротьби у воєнних конфліктах майбутнього (ЗО). 2.7. Космічні
системи забезпечення бойових дій (31). 2.8. Зброя на нових фізичних принципах (37).
4С
3.	Основи теорії побудови систем озброєння ППО........................................................
3.1.	Характеристика повітряного простору як середовища поширення радіохвиль і його вплив на радіолокаційні
спостереження (40). 3.2. Принципи побудови систем виявлення засобів повітряного нападу (50). 3.3. Методи огляду
простору та вимірювання траєкторних і сигнальних параметрів повітряних об’єктів (69). 3.4. Методи розпізнавання і
селекції повітряних об’єктів (76). 3.5. Загальні принципи побудови РЛС (88). 3.6. Такгико-технічні характеристики РЛС
ППО (93). 3.7. Основні пристрої радіолокаційних систем (98). 3.8. Цифрова обробка радіолокаційної інформації’(111).
3.9. Етапи процесу обробки радіолокаційної інформації (116). 3.10. Оптична локація (118). 3.11. Теоретичні основи радіо- і
радіотехнічної розвідки (128). 3.11.1. Засоби радіо- і радіотехнічної розвідки (128). 3.11.2. Принципи функціонування
системи пошуку радіовипромінювань за частотою (129). 3.11.3. Визначення напрямку на джерела
радіовипромінювань (133). 3.11.4. Визначення місцеположення джерел радіовипромінювань (135). 3.11.5. Проріджування
потоку сигналів у системі селекції засобу РРТР (137). 3.12. Теоретичні основи радіоелектронної боротьби (139).
3.12.1. Класифікація радіозавад, що застосовуються у засобах радіоелектронного подавлення (139). 3.12.2. Основні вади
активних радіозавад (141). 3.123. Засоби радіоелектронної боротьби (145). 3.12.4. Способи ведення РЕП та їх
ефективність (153). 3.12.5. Радіоелектронний захист радіоелектронних систем і засобів (159). 3.12.6. Електромагнітна
сумісність радіоелектронних систем і засобів (159).
4.	Радіотехнічні війська ППО..........................................................................
4.1.	Системи і засоби озброєння РТВ ППО (169). 4.1.1. Засоби радіолокаційної розвідки (169). 4.1.2. Система державного
радіолокаційного розпізнавання (171). 4.1.3. Комплекси засобів автоматизації (172). 4.1.4. Системи передачі радіолокаційної
інформації (174). 4.2. Такгико-технічні характеристики РЛС РТВ (175). 4.2.1. Експлуатаційно-технічні показники РЛС та
КЗА (186). 4.2.2. Характеристики основних зразків радіоелектронної техніки РТВ (187). 4.3. Тактика радіотехнічних військ
ППО (189). 4.3.1. Основи бойового застосування радіотехнічних військ ППО (189). 4.3.2. Бойові можливості радіотехнічних
військ (191). 4.3.3. Вибір бойової позиції (193).
5.	Зенітні ракетні війська............................................................................
5.1.	Основи побудови зенітних ракетних систем і комплексів (195). 5.1.1. Призначення і класифікація зенітних ракетних
систем і комплексів та вимоги до них (195). 5.1.2 Характеристики складових частин зенітних ракетних комплексів і систем
керування зенітними ракетами (197). 5.2 Наведення ракети на ціль (209). 5.2.1. Помилки наведення ЗКР (209). 5.2.2 Методи
наведення ракет (215). 5.3. Імовірнісні показники знищення цілей зенітними керованими ракетами (222). 5.4. Такгико-
технічні характеристики зенітних ракетних комплексів (226). 5.5 Переносні зенітні ракетні комплекси (ПЗРК) (227).
5.6. Зенітні гарматні ракетні комплекси (228). 5.6.1. Стрільба зенітної артилерії (230). 5.7. Основи стрільби зенітними
керованими ракетами і управління вогнем підрозділів (234). 5.7.1. Сутність стрільби зенітними керованими ракетами
(234). 5.7.2. Зони поразки і пуску, можливості ЗРК з послідовного обстрілу цілей (235). 5.7.3. Основи управління вогнем
підрозділів (239). 5.8. Основи ведення бойових дій зенітними підрозділами (частинами) (244). 5.9. Бойові можливості засобів
ППО щодо боротьби з крилатими ракетами (252). 5.10. Бойові можливості засобів ППО щодо боротьби з балістичними
ракетами (254).
25
6. Авіація ППО........................................................................................
6.1.	Призначення та завдання авіації ППО (257). 6.2. Основи бойового застосування авіації ППО (258). 6.2.1. Форми та
способи бойових дій авіації ППО (258). 6.2.2. Основи тактики одиночного та групового повітряних боїв (258). 6.3. Бойові
можливості авіації ППО (260). 6.3.1. Просторові показники бойових можливостей авіації ППО (261). 6.3.2. Часові показники
бойових можливостей авіації ППО (263). 6.3.3. Імовірнісні показники бойових можливостей авіації ППО (264). 6.4.
Планування повітряного бою (265). 6.5. Ведення повітряного бою сучасних винищувачів із малопомітними літаками (268).
27
7.	Основи управління та підготовки бойових дій (бойового застосування)................................
7.1.	Основи управління (271). 7.1.1. Принципи управління силами та засобами (271). 7.1.2. Зміст та суть управління (272).
7.2.	Система управління (274). 7.2.1. Загальна характеристика системи управління (274). 7.2.2. Структура системи
управління (277). 7.3. Організація зв’язку і АСУ ППО (278). 7.3.1. Організація зв’язку (278). 732. Автоматизована система
ЗМІСТ
управління ППО (278). 7.3.2.1. Призначення, завдання та принципи побудови АСУ ППО (278). 7.З.2.2. Види забезпечення
АСУ ППО (280). 7.З.2.З. Показники ефективності роботи АСУ (284). 7.4. Перспективи розвитку АСУ (285). 7.5. Робота
командира та штабу при організації управління з'єднаннями (частинами) (285). 7.6. Основи підготовки бойових дій
(бойового застосування) (286). 7.6.1. Суть підготовки бойових дій (бойового застосування) (286). 7.6.2. Зміст рішення на
бойові дії (бойове застосування) (287). 7.6.3. Методика прийняття рішення на бойові дії’ (бойове застосування) (287).
7.6.4. Методика оцінки противника (288). 7.6.5. Оцінка своїх військ (289). 7.6.6. Методика оцінки бойових
можливостей (289). 7.7. Основи планування бойових дій (бойового застосування) (290). 7.8. Доведення бойових завдань до
підлеглих (291). 7.9. Основи інформаційної боротьби (291). 7.9.1. Мета, зміст та основні характеристики інформаційної
боротьби (291). 7.9.2. Основні принципи і форми інформаційної боротьби (293). 7.10. Повітряна операція (293).
8.	Основи організації взаємодії.......................................................................... 295
8.1.	Завдання взаємодії (295). 8.2. Організація взаємодії (296). 8.2.1. Організація взаємодії з’єднань та частин ЗРВ з
частинами ВА (296). 8.2.2. Організація взаємодії між з’єднаннями (частинами) ЗРВ (298). 8.2.3. Організація взаємодії між
частинами винищувальної авіації (298). 8.2.4. Організація взаємодії між з’єднаннями (частинами) РТВ (298).
8.2.5. Організація взаємодії з’єднань (частин) РТВ з частинами інших родів військ та РЕБ (299). 8.2.6. Організація
взаємодії частин (підрозділів) РЕБ зі з’єднаннями та частинами ЗРВ, В А, РТВ (299). 8.3. Робота командира і штабу під час
організації взаємодії (299).
9.	Забезпечення бойових дій (бойового застосування) та повсякденної діяльності........................... 301
9.1.	Бойове (оперативне) забезпечення (301). 9.1.1. Розвідка (301). 9.1.2. Радіоелектронна боротьба (303).
9.1.3.	Оперативне маскування (304). 9.1.4. Інженерне забезпечення (305). 9.1.5. Забезпечення радіаційного, хімічного і
біологічного захисту (307). 9.1.6. Захист від зброї масового ураження (307). 9.1.7. Топогеодезичне забезпечення (308).
9.1.8. Метеорологічне забезпечення (312). 9.1.9. Штурманське забезпечення (312). 9.1.10. Радіотехнічне забезпечення (312).
9.1.11. Пошуково-рятувальне забезпечення (313). 9.1.12. Безпосереднє прикриття та наземна оборона (313). 9.2. Технічне
забезпечення бойових дій (бойового застосування) (315). 9.2.1. Ракетно-технічне забезпечення (316). 9.2.2. Інженерно-
ракетне забезпечення (316). 9.2.3. Інженерно-радіоелектронне забезпечення (317). 9.2.4. Інженерно-артилерійське
забезпечення (317). 9.2.5. Інженерно-технічне забезпечення (317). 9.2.6. Автотехнічне забезпечення (317).
9.2.7. Танкотехнічне забезпечення (317). 9.2.8. Технічне забезпечення радіаційного, хімічного і біологічного захисту (318).
9.2.9.	Технічне забезпечення зв’язку і АСУ (318). 9.2.10. Технічне забезпечення по службах тилу (318). 9.2.11. Метрологічне
забезпечення (318). 9.3. Тилове забезпечення бойових дій (бойового застосування) (319). 9.3.1. Матеріальне
забезпечення (319). 9.3.2. Торговельно-побутове, квартирно-експлуатаційне та фінансове забезпечення (319). 9.4. Морально-
психологічне забезпечення (320). 9.4.1. Інформаційно-пропагандистське забезпечення (320). 9.4.2. Психологічне
забезпечення (320). 9.4.3. Військово-соціальна та правова робота (321). 9.4.4. Культурно-виховна робота (321). 9.5. Медичне
забезпечення (321).
10.	Основи забезпечення безпеки під час бойової підготовки..............................................
10.1.	Система заходів безпеки, яких необхідно дотримуватися у ході бойової підготовки (323). 10.2. Обов’язки
посадових осіб з організації заходів безпеки (323). 10.3. Діяльність командирів (начальників) щодо забезпечення заходів
безпеки при проведенні навчань, стрільб, пусків ракет та інших заходів бойової підготовки (325). 10.4. Організаторська
діяльність командирів, штабів щодо розробки заходів безпеки для бойової підготовки (327). 10.5. Відповідальність та
організація контролю під час проведення навчань (328). 10.6. Заходи безпеки при діях особового складу за сигналами
оповіщення та під час приведення у вищі ступені бойової готовності (329). 10.7. Заходи безпеки під час технічного
обслуговування та перевірки готовності озброєння, військової техніки, ракет і боєприпасів до бойового застосування (330).
10.8. Заходи безпеки при прямуванні в призначені райони (331). 10.9. Заходи безпеки при стрільбах по повітряних
цілях (332). 10.10. Заходи безпеки при стрільбі (пусках) засобів ППО безпосереднього прикриття (334). 10.11. Заходи
безпеки при експлуатації ракет та боєприпасів (335). 10.12. Заходи безпеки при роботі з джерелами надвисокої
частоти (335). 10.13. Заходи безпеки при обслуговуванні електрообладнання (336). 10.14. Заходи безпеки при
обслуговуванні електроагрегатів (336). 10.15. Заходи безпеки при перевезенні особового складу на машинах (337).
10.16. Заходи безпеки при перевезенні залізничним транспортом (338). 10.17. Заходи пожежної безпеки (338). 10.18. Заходи
безпеки під час гасіння пожежі (339). 10.19. Проведення інструктажу з техніки і засобів безпеки (340). 10.20 Забезпечення
екологічної безпеки повсякденної діяльності військ (341). 10.21. Надання першої допомоги постраждалим (342).
344
Післямова...............................................................................................
345
Література..............................................................................................
ТІ	353
Додаток А. Відповідність довжини хвиль частотам коливань радіохвиль (353). Додаток Б. Перевід відношення
потужностей (Р2/Р1) і напруг (Л2/^і) з децибел у безрозмірні одиниці (353). Додаток В. Умовні позначення у закордонній
радіоелектронній апаратурі (354). Додаток Г. Позначення закордонної військової авіаційної техніки (356). Додаток Д.
Таблиці до 5 розділу (358).
4
ПЕРЕДМОВА
ПЕРЕДМОВА
Перенесення основних зусиль збройної боротьби в повітряно-космічну сферу, пряма залежність результатів воєнного
конфлікту від того, хто буде панувати в ній, призводить до суттєвого підвищення ролі протиповітряної оборони, якість якої багато у
чому визначається рівнем підготовки особового складу, який, в свою чергу, суттєво залежить від наявності та розвитку навчально-
методичної бази. З метою подальшого підвищення професійних знань та навичок фахівців протиповітряної оборони був створений
цей Довідник.
Довідник охоплює всі основні напрямки побудови, оснащення та забезпечення протиповітряної оборони.
В ньому у системному вигляді представлені:
основні завдання протиповітряної оборони, військ, які її здійснюють, основи управління та підготовки бойових дій;
викладені основні, найбільш важливі відомості, щодо побудови систем і засобів озброєння РТВ ППО, ЗРВ ППО, авіації ППО їх
такгико-технічних характеристик та бойових можливостей, основ і особливостей їх бойового застосування, ведення бойових дій,
видів забезпечення;
надана інформація про засоби повітряного нападу (і системи, які забезпечують їх застосування) найбільш розвинутих країн
світу з урахуванням досвіду їх використання у війнах і військових конфліктах, особливо минулого десятиріччя, та перспектив їх
подальшого розвитку;
розглянуті основні елементи теоретичних основ радіолокації і побудови сучасних та перспективних зразків озброєння ППО, а
також їх складових.
Значної уваги приділено:
основам виявлення малопомітних засобів повітряного нападу та таких, що діють на малих і гранично малих висотах,;
теоретичним основам радіо- і радіотехнічної розвідки та радіоелектронної боротьби;
автоматизованим системам управління ППО;
основам організації взаємодії*;
питанням забезпечення безпеки під час бойової підготовки у військах ППО.
При підготовці Довідника використані видані за останні роки публікації, перелік яких наведений у списку літератури. Для
Довідника обрані найбільш поширені термінологія та умовні позначення.
Довідник підготували і здійснили редакцію: Головнокомандувач Військ Протиповітряної оборони Збройних Сил України гене-
рал-лейтенант А.Я. Торопчин (розділи 1,2,3,4,6,7,8,9), заступник Головнокомандувача Військ Протиповітряної оборони з бойо-
вої підготовки військ та військових навчальних закладів - начальник бойової підготовки генерал-майор І.О. Романенко (розділи 1,2,
3,5,7,8,10), доктор технічних наук професор полковник Ю. Г. Даник (розділи 1,2,3,4,5,6,7, 8,9,10), кандидат технічних наук
доцент підполковник Р. Е. Пащенко (розділи 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10).
До раду підрозділів включені матеріали підготовлені:
начальником Озброєння Збройних Сил України кандидатом воєнних наук доцентом генерал-полковником О.О. Сгеценко
(підр. 1.2,2.5,9.2,10.1 -10.7), начальником Національної Академії оборони України доктором технічних наук професором гене-
рал-полковником ВБ. Голубко (підр. 2.1,2.6,2.7,7.1,7.2,9.1.1), начальником Головного штабу - першим заступником Головноко-
мандувача Військ Протиповітряної оборони Збройних Сил України генерал-лейтенантом В.В. Камінським (підр. 7.3,7.5,7.6,8.1),
начальником Харківського військового університету кандидатом воєнних наук професором генерал-лейтенантом В.І. Тка-
ченко (підр. 1.2,3.2,3.3,3.9,5.1,5.7,5.8,6.4), першим заступником Головнокомандувача Військ Протиповітряної оборони Збройних
Сил Украйни кандидатом військових наук доцентом генерал-майором С.М. Нечхаєвим (підр. 1.2, 7.5, 7.7, 7.8, 7.10), начальником
військ протиповітряної оборони Сухопутних військ Збройних Сил України генерал-майором В.В. Новосьоловим (підр. 5.5, 5.6),
начальником наукового центру Військ Протиповітряної оборони кандидатом технічних наук доцентом полковником М.Г. Ба-
туріним (підр. 3.3,3.4,10.9), начальником кафедри Харківського військового університету кандидатом воєнних наук доцентом пол-
ковником М.О. Єрмошикнм (підр. 5.7, 5.8), заступником начальника Харківського військового університету з наукової роботи
доктором технічних наук професором полковником Карпенко В.І. (підр. 2.4,3.1,32,3.8), начальником відділу наукового центру
Військ Протиповітряної оборони кандидатом технічних наук полковником С.П. Лєщенко (підр. 3.4), заступником начальника
наукового центру Військ Протиповітряної оборони з наукової роботи доктором технічних наук полковником Г.В. Пєвцовим
(підр. 3.4, 3.11, 3.12), професором кафедри Харківського військового університету кандидатом технічних наук доцентом М.А.
Шершневим (підр. 5.1-5.4).
Довідник призначений для широкого кола військових і цивільних фахівців, які працюють у галузях, пов’язаних з проти-
повітряною обороною.
Довідник є: необхідним для отримання, поповнення і поновлення знань щодо вищезазначених галузей, підготовки для вступу
до вищих військових навчальних закладів оперативно-тактичного та оперативно-стратегічного рівнів, а також для самоосвіти;
інтегрованим джерелом інформації для тих, хто навчаються в системі командирської (професійної) підготовки в Збройних Силах
України.
Може бути корисним науковим робітникам, викладачам, слухачам, курсантам та студентам вищих навчальних закладів.
Довідник такого характеру видається в Україні вперше, тому автори будуть вдячні всім, хто вважає за потрібне повідомиш свої
зауваження та пропозиції щодо покращення Довідника
5
РОЗДІЛ 1. ПРОТИПОВІТРЯНА ОБОРОНА. ЕТАПИ РОЗВИТКУ
1. ПРОТИПОВІТРЯНА ОБОРОНА. ЕТАПИ РОЗВИТКУ
1.1. Протиповітряна оборона країни
Протиповітряна оборона (ППО) країни представляє собою сукупність загальнодержавних заходів і бойових дій військ, узго-
джених та взаємопов’язаних єдиним замислом і планом за метою, завданнями, місцем та часом, які проводяться під єдиним керів-
ництвом для відбиття повітряного нападу противника, зниження ефективності його ударів, завдання йому поразки. ППО країни є
стратегічним фактором, який здійснює істотний вплив на хід та результати війни.
Завдання ППО:
охорона за мирного часу державного кордону у повітряному просторі та контроль за дотриманням встановленого порядку його
використання;
надання черговими силами допомоги повітряним суднам у разі форс-мажорних обставин;
попередження та припинення порушень державного кордону літальними апаратами інших держав, а при необхідності -
знищення бойових літальних апаратів-порушників державного кордону;
безперервне ведення розвідки, збір та узагальнення інформації що до повітряної обстановки, виявлення засобів повітряного
нападу у польоті, оповіщення військ (сил), органів управління Збройних Сил, Державної служби охорони державного кордону, і
Міністерства з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи, видача
інформації на командні пункти зенітних ракетних військ (ЗРВ) та винищувальної авіації (ВА);
установлення початку повітряного нападу противника та попередження про нього органів управління держави і Збройних Сил;
знищення ударних засобів авіації, безпілотних літальних апаратів (БПЛА), крилатих ракет (КР) і балістичних ракет (БР) опера-
тивно-тактичного і тактичного призначення, засобів повітряної розвідки, літаків дальнього радіолокаційного виявлення (ДРЛВ),
повітряних постановників завад і повітряних елементів розвідувальних ударних комплексів (РУК), аеромобільних військ та десан-
тів у польоті;
захист від ударів з повітря угруповань Збройних Сил, важливих військових та державних об’єктів, прикриття адміністративно-
політичних та промислово-економічних центрів, інших важливих об’єктів країни, у разі потреби - участь у знищенні наземних та
надводних цілей противника.
Протиповітряна оборона країни включає системи: розвідки повітряного противника та оповіщення про нього; зенітного
ракетно-артилерійського прикриття; винищувального авіаційного прикриття; управління військами.
1.2. Етапи розвитку протиповітряної оборони
Виникнення протиповітряної оборони.
Застосування літаків у воєнних цілях призвело до створення засобів боротьби з ними і організації ППО держави і військ.
Готуючись до першої світової війни, провідні держави світу швидко розвивали новий засіб боротьби - авіацію, розширювали та
вдосконалювали її бойові можливості, розробляли способи її використання у воєнних цілях.
На початку війни авіація широко застосовувалась як засіб розвідки, але з появою нових літаків значно розширився перелік зав-
дань, що покладалися на авіацію. Швидкісні літаки почали використовуватись для знищення літаків у польоті (винищувачі), важкі
літаки наносили удари з повітря не тільки по військах, але й по населених пунктах, залізничних вузлах та інших об’єктах (бомбар-
дувальники).
У ході війни безперервно збільшувалась чисельність авіації і поліпшувались її льотно-технічні дані. Так, якщо до серпня 1914 р.
чотири воюючі держави (Німеччина, Франція, Англія і Росія) мали трохи більше ніж 900 літаків, то вже у листопаді 1918 р. їх чисе-
льність зросла до 8 500. Разом з авіацією під час війни отримали розвиток дирижаблі (здебільшого, у Німеччині).
З усією очевидністю виявилася необхідність негайної та надійної організації протиповітряної оборони не тільки військ і
об’єктів, поблизу лінії фронту, але й розташованих у глибокому тилу.
У першу світову війну для ведення боротьби з повітряним противником були створені й почали широко застосовуватись такі
засоби ППО, як зенітна артилерія (ЗА), винищувальна авіація, зенітні кулемети, зенітні прожектори, аеростати загородження. Була
організована система повітряного спостереження і оповіщення, а також почала створюватися система управління силами і засобами
протиповітряної оборони. Особливо широкого розвитку, як засіб боротьби з повітряним противником, отримала зенітна артилерія.
Спочатку стрільбу по літаках і дирижаблях вели із звичайних польових, а також морських гармат, пристосованих для цієї мети. Ці
гармати встановлювалися на спеціальних станках, які забезпечували стрільбу під великими кутами місця. Але гармати мали значні
недоліки: обмежені швидкості наведення і малу швидкострільність. Одночасно проводились роботи щодо створення спеціальних
зенітних гармат. До початку першої світової війни в Росії, Німеччині та Франції вже було створено спеціальні гармати для стрільби
по повітряних цілях. Найкращі на той час такгико-технічні дані мала російська тридюймова зенітна гармата зразка 1914 року. По-
чаткова швидкість її снаряда становила 588 м/с, досяжність по висоті - 5 000 м і швидкострільність - до 12 пострілів за хвилину.
Розвиток і широке використання авіації в ході війни призвело до суттєвого збільшення кількості зенітної артилерії. Так, на прикрит-
ті Парижа наприкінці війни знаходилось 270, а на прикритті Лондонського району 249 зенітних гармат. У ході війни змінювались і
якісні показники зенітної артилерії. Початкова швидкість снаряда зросла до 760 м/с, досяжність по висоті - до 7 900 м. У ряді дер-
жав були сконструйовані або пристосовані для стрільби по повітряних цілях гармати великого і малого калібрів.
Одночасно з розвитком і вдосконаленням зенітних гармат створювалися і удосконалювались способи стрільби. У 1915-1916 рр.
для підвищення точності стрільби зенітної артилерії були створені й надійшли на озброєння прилади для визначення координат цілі
- курсоміри, дальноміри та ін. Були розроблені спеціальні таблиці для ведення вогню. У 1916 році у війська стали надходити зенітні
6
РОЗДІЛ 1. ПРОТИПОВІТРЯНА ОБОРОНА. ЕТАПИ РОЗВИТКУ
прожектори, призначені для забезпечення стрільби зенітної артилерії і бойових дій винищувальної авіації’ вночі. Все це значною
мірою підвищило ефективність вогню зенітної артилерії. Однак точність стрільби залишалась відносно невеликою.
1915 рік також став роком народження служби повітряного спостереження, сповіщення та зв’язку (ПССЗ), яка вирішувала
завдання виявлення авіації противника, спостереження за її діями й сповіщення сил та засобів ППО і населення міст про повітряну
небезпеку.
У зв’язку зі зростанням чисельності авіації і розширенням масштабів її застосування ЗА не могла вирішити всіх завдань проти-
повітряної оборони. Виникла необхідність використання й інших засобів. Таким засобом став літак, оснащений спеціальним озбро-
єнням, яке забезпечувало йому можливість ведення повітряного бою. У 1915 р. на Російсько-Балтійському вагонному заводі був
створений перший спеціалізований винищувач РБВЗ-С-16. Він мав досить високі на той час льотно-тактичні характеристики -
швидкість 150 км/год, високу маневреність і був озброєний спеціальним синхронним кулеметом, що стріляв через гвинт. Пізніше
літаки-винищувачі були створені і в інших воюючих державах.
Винищувальна авіація у ході війни швидко розвивалась, а її питома вага у складі військово-повітряних сил зростала. Внаслідок
цього до кінця війни її частка становила більш ніж 40% від складу всієї воєнної авіації і стала найбільш ефективним засобом боро-
тьби з повітряним противником, перетворившись на один з основних засобів протиповітряної оборони військ і об’єктів.
Відповідно до цього з’явилась і нова тактика дій авіації’ - були розроблені способи перехоплення повітряного противника з по-
ложення патрулювання і з положення “чергування на аеродромі”, розроблені способи наведення винищувачів на ціль. Наведення
здійснювалось за допомогою білих стріл, які викладались на землі та вказували винищувачам напрям на противника. Для наведен-
ня винищувачів також застосовувалась і зенітна артилерія, яка показувала розривами снарядів у повітрі місцезнаходження цілі.
Наприкінці війни на винищувачах стали встановлювати радіотелефони, що дозволяло здійснювали управління літаками, які знахо-
дились у повітрі. Все це сприяло посиленню протиповітряної оборони і підвищенню ефективності бойових дій ВА.
Зустрівши протидію зенітної артилерії і винищувальної авіації на великих і середніх висотах, засоби повітряного нападу в 1917
році стали здійснювали нальоти на малих висотах. Для боротьби з літаками, діючими на малих висотах, почали застосовували
аеростати повітряного загородження, кулемети і навіть стрілецьку зброю.
У роки першої світової війни були розроблені й впроваджені на практиці основні принципи ППО об’єктів країни та військ,
прийоми та способи боротьби з повітряним противником. Одним із яскравих прикладів з точки зору ефективної організації ППО
тилових об’єктів став Одеський військовий округ (м. Одеса, Миколаїв, Херсон та ін.). У 1916 р. в Одесі створюється штаб та підроз-
діли протиповітряної оборони. В їх складі на початок 1917 р. було 18 протилітакових батарей, 4 авіазагони, 2 роли спостерігачів,
4 прожекторних команди і телефонно-телеграфна команда.
Становлення протиповітряної оборони.
У роки Громадянської війни на основі досвіду першої світової війни зазнала розвитку тактика військ ППО, були розроблені
принципи побудови протиповітряної оборони великих населених пунктів, почався розвиток оперативного мистецтва військ ППО.
На початку весни 1918 р. у Червоній Армії було близько 200 зенітних артилерійських батарей і 12 винищувальних авіазагонів. Для
прикриття Петрограду створювалась система ППО, що складалась з 16 зенітних артилерійських батарей і 19 літаків-винищувачів.
Прикриття від повітряних ударів інших об’єктів здійснювалось лише під час безпосередньої загрози повітряного нападу. У 1919
році в м. Нижній Новгород створюється перший навчальний заклад, у якому готують фахівців для ППО - Школа стрільби по
повітряному флоту (нині Житомирській військовий орденів Жовтневої Революції і Червоного прапора інститут радіоелектроніки
імені С.П. Корольова).
У 20-х роках протиповітряна оборона базувалась на пунктах ППО, що входили у сектори ППО прикордонних військових
округів. Командувачі округів несли відповідальність за ППО у межах округу. У цей же період створюється мережа постів ПССЗ у
прикордонній смузі та навколо найбільших центрів країни.
1924 р. - з окремих дивізіонів створюється перший полк зенітної артилерії (ЗА) Робітничо-селянської Червоної Армії (РСЧА).
Під час воєнної реформи 1924-1925 рр. почалось удосконалення засобів і систем ППО. Були побудовані та випробувані перші
літаки-винищувачі И-1, які поступили на озброєння військ у 1927 р.
1927 р. - створений 6-й відділ штабу РСЧА як орган управління підрозділами ППО. На нього покладались завдання розробки і
створення озброєння організації ППО військ і об’єктів, підготовки кадрів. Створюється перша зенітна артилерійська бригада.
15 лютого 1929 р. у відповідності з директивою штабу Українського військового округу створюється ППО м. Києва.
У 30-х - на початку 40-х років війська ППО зазнають принципових змін.
Вони оснащуються новою бойовою технікою. На озброєння військ надходять: 1931 р. - 76,2-мм зенітна гармата; 1935 р. -
пристрій управління артилерійським зенітним вогнем ПУАЗВ-2; 1938 р. - нова 76,2-мм зенітна гармата; 1939 р. - 85-мм зенітна
гармата і 37-мм автоматична зенітна гармата; пристрій управління артилерійським зенітним вогнем ПУАЗВ-З; служба ПССЗ отри-
мує перші радіолокаційні станції виявлення РУС-1, РУС-2. На озброєння винищувальної авіації надходять літаки-винищувачі И-15,
И-16, И-153, Як-1, Як-3, МиГ-3, ЛаГГ-3, Ла-5, Ла-7. Широкого розповсюдження зазнають прожектори, звукоуловлювачі та аеро-
стати повітряного загородження. Особливо значним досягненням стала поява радіолокаторів. Створення радіолокаційних
станцій гарматного наведення і оснащення ними зенітних батарей набагато збільшило бойові можливості останніх. Зенітна артиле-
рія отримала здатність вести бій за будь-яких умов, вдень і вночі. У той же час розгортаються нові частини та з’єднання ППО, удо-
сконалюється їх організаційна структура та принципи бойового використання.
1930 р. - у штабі РСЧА створюється Управління ППО (з 1932 р. воно стає Управлінням ППО РСЧА і підпорядковується безпо-
середньо наркому з військових та морських справ). Управління ППО РСЧА здійснювало загальне керівництво протиповітряною
обороною всієї території країни, а також об’єднувало діяльність всіх громадських відомств та установ з питань ППО. У військових
округах створюються управління ППО, які очолюють начальники ППО військових округів, що безпосередньо підпорядковуються
командувачам військами округів, а у спеціальному відношенні - начальнику ППО РСЧА.
1932 р. - створюється перша зенітна артилерійська дивізія.
7
РОЗДІЛ 1. ПРОТИПОВІТРЯНА ОБОРОНА. ЕТАПИ РОЗВИТКУ
1937 р. - для ППО важливих промислових і адміністративних центрів країни (м. Москва, Ленінград, Баку) створюються корпу-
си ППО, для оборони інших важливих міст і районів (м. Київ, Мінськ, Одеса, Батумі, Хабаровськ та ін.) створюються дивізії і окре-
мі бригади ППО. До їх складу входили всі роди військ ППО, окрім винищувальної авіації, яка продовжувала залишатися у підпо-
рядкуванні командувачів ВПС військових округів. Але вона базувалась у відповідності з завданнями ППО. З початком війни перед-
бачалось оперативне її підпорядкування командирам з’єднань ППО.
Грудень 1940 р. - Управління ППО РСЧА перетворюється на Головне управління ППО Червоної Армії, яке здійснювало
планування оперативного застосування військ ППО, облік озброєння і керівництво бойовою підготовкою.
Лютий 1941 р. - уся прикордонна територія країни розподілена на зони ППО (за кількістю військових округів), які очолювали
помічники командувачів військами округів з ППО - командувачі зон ППО. На території України було розгорнуто три зони ППО:
Київська, Південна і Харківська. До складу Київської зони ППО входила 3-я дивізія ППО, що прикривала Київ, 4-а дивізія ППО, що
обороняла Львів, 1-а бригада ППО, що охороняла Дрогобич та бригадні райони ППО: Сганіславський, Рівненський, Вінницький і
Житомирський. До Південної зони ППО входили бригадні райони ППО: Кишинівський, Первомайський і Запорізький.
Аналіз побудови протиповітряної оборони Радянського Союзу у передвоєнний (до 1941 року) період показує, що вона була
підпорядкована ідеї застосування військ ППО в межах тактики. Це було зумовлено, з одного боку, поглядами на застосування авіа-
ції противника при діях по об’єктах тилу країни (вважалося, що авіація буде здійснювати нальоти незначними групами), а з іншою
боку - станом і можливостями засобів протиповітряної оборони того часу. Так, винищувальна авіація діяла у радіусі 150 - 200 км, а
зенітна артилерія могла знищувати літаки противника тільки на безпосередніх підступах до об’єктів оборони. Внаслідок цього про-
типовітряна оборона організовувалась і здійснювалась за принципом оборони окремих пунктів (об’єктів), розташованих у зоні до-
сяжності авіації противника. Для оборони кожного пункту виділялась певна кількість сил і засобів ППО, які вирішували свої
завдання самостійно, поза зв’язком із силами і засобами, що обороняли інші пункти.
Єдиного оперативного органу, здатного здійснювати централізоване управління силами і засобами ППО, призначеними для
протиповітряної оборони країни, не було. Головне управління протиповітряної оборони, що існувало в той період оперативними
функціями не володіло. Відповідальність за протиповітряну оборону об’єктів країни покладалась на командувачів військами війсь-
кових округів, які здійснювали керівництво через командувачів зонами ППО, які були їх заступниками, а під час війни - на коман-
дувачів військами фронтів і військових округів.
Вищою організаційною одиницею сил і засобів ППО було тактичне з’єднання. До того ж з’єднання винищувальної авіації були
підпорядковані командувачу військово-повітряних сил військового округу (фронту), а з’єднання наземних військ ППО - команду-
ванню зони протиповітряної оборони військового округу (фронту), при цьому взаємодія між ними не була налагоджена.
Протиповітряна оборона у роки другої світової війни.
Напередодні другої світової війни всі розвинені країни світу приділяли значну увагу організації протиповітряної оборони.
В Англії на початку другої світової війни загальне керівництво всією протиповітряною обороною країни вже здійснювалось
винищувальним командуванням військово-повітряних сил, якому безпосередньо підпорядковувалась винищувальна авіація, аеро-
стати загородження й служба повітряного спостереження, оповіщення та зв’язку, а в оперативному відношенні була підпорядкова-
на зенітна артилерія й зенітні прожектори. Вся територія Англії до кінця 1940 року була розбита на шість районів протиповітряної
оборони, які, в свою чергу, ділилися на сектори протиповітряної оборони. Залежно від важливості районів протиповітряної оборони
на прикриття їх виділялось від однієї до чотирьох зенітних артилерійських дивізій і одна винищувальна авіаційна група різного
складу. Крім цього, використовувались прожекторні частини, аеростати загородження, було організовано єдину службу спостере-
ження, оповіщення і зв’язку. Загальне керівництво всіма засобами протиповітряної оборони здійснював оперативний центр.
У цілому протиповітряна оборона Англії відрізнялась високою ефективністю, хоч її завдання і полегшувалися тим, що у її про-
тивника - військово-повітряних сил Німеччини не було стратегічної авіації, а бомбардувальна авіація не мала достатнього озброєн-
ня і необхідних сил прикриття для ведення широкого повітряного наступу.
Досвід перших місяців війни виявив досить високу ефективність вогню зенітної артилерії, що примусило англійське команду-
вання приділити велику увагу її розвитку. Для боротьби з літаками, які діяли на малих висотах, вже тоді були сконструйовані
57- і 76,2-мм реактивні установки, з яких були сформовані зенітні ракетні батареї. Але надалі у ході війни ці установки у зв’язку з
їх малою ефективністю були зняті з озброєння і замінені зенітними гарматами.
В ніч на 13 червня 1944 р. німці вперше здійснили обстріл м. Лондона літаками-снарядами типу ФАУ-1. Однак застосування
цих засобів для англійського командування не було несподіванкою. Маючи дані про наявність літаків-снарядів у противника, воно
заздалегідь вжило заходів щодо посилення протиповітряної оборони. Створення ракет ФАУ-2 висунуло нову проблему - проблему
протиракетної оборони.
У свою чергу, збройні сили Німеччини протягом тривалого часу вдосконалювали способи боротьби зі стратегічними бомбар-
дувальниками союзників. Під час відбиття їх масованих нальотів застосовувались одночасні атаки великої кількості винищувачів у
поєднанні з посиленою протиповітряною обороною промислових об’єктів і адміністративних центрів країни. Причому дії винищу-
вальної авіації військово-повітряних сил Німеччини в ряді випадків носили характер протиповітряної операції, що проводилась за
єдиним замислом і в значній зоні повітряного простору. Однак засобів для створення досить міцної протиповітряної оборони у
Німеччини не вистачало, оскільки основні зусилля військово-повітряних сил були зосеред жені на Східному фронті.
Водночас, в Англії війська протиповітряної оборони були перетворені на самостійний вид збройних сил з єдиним командуван-
ням і централізованим управлінням. У ході війни ущільнялося угруповання зенітних засобів на підступах до найважливіших
об’єктів, створювалися нові винищувачі з потужним озброєнням, підвищувалася ефективність взаємодії всіх сил і засобів протипо-
вітряної оборони. Над всією територією Англії було створено суцільне поле радіолокаційного спостереження, в тому числі і в
150 км смузі від узбережжя.
8
РОЗДІЛ 1. ПРОТИПОВІТРЯНА ОБОРОНА. ЕТАПИ РОЗВИТКУ
Велику Вітчизняну війну війська ППО Радянського Союзу зустріли у період їх переозброєння. Сучасних літаків-винищувачів
Як-1, МиГ-3 у військах було недостатньо, в ЗА мало було нових 37-мм автоматичних і 85-мм зенітних гармат. Всього війська ППО
мали 3 659 гармат, з них З 1 ЗО малого калібру.
На початку Великої Вітчизняної війни обставини вимагали єдності керівництва всіма силами і засобами ППО Радянського
Союзу, призначеними для протиповітряної оборони країни. Внаслідок проведеної реорганізації війська ППО країни одержали опе-
ративну та організаційну самостійність, що відповідало умовам їх діяльності і значно підвищило ефективність бойових дій. Це був
якісний стрибок у розвитку протиповітряної оборони, який забезпечував централізоване оперативне керівництво військами ППО і
можливість швидкого маневру силами і засобами ППО на загрозливому напрямку.
В липні 1941 р. проводяться заходи з підсилення захисту м. Москви, Ленінграда, й Донбасівського, Московського, Ярославсь-
кого і Горьківського промислових районів (22 липня 1941 р. Державним комітетом оборони (ДКО) прийнято постанову “Про орга-
нізацію протиповітряної оборони найважливіших промислових і економічних об’єктів і пунктів Союзу РСР”), а також інших стра-
тегічних об’єктів (2 вересня 1941 р. ДКО прийнято постанову “Про заходи протиповітряної оборони залізничних вузлів, мостів і
транспорту”). Для цього прискорено формувалися частини ВА, ЗА, зенітні кулеметні та прожекторні частини.
Захист м. Москви здійснювався 1-м корпусом ППО і оперативно підпорядкованим йому 6-м винищувальним авіаційним кор-
пусом ППО. До складу цих сил входили понад 600 винищувачів, близько 100 зенітних гармат середнього і малого калібру, близько
350 зенітних кулеметів, понад 600 зенітних прожекторів, 124 пости аеростатів повітряного загородження і 612 постів ПССЗ.
Захист м. Ленінграда здійснювався 2-м корпусом ППО і оперативно підпорядкованим йому 7-м винищувальним авіаційним
корпусом ППО.
Відбиття масованих нальотів на м. Москву і Ленінград у 1941 р. здійснювалось за єдиним, заздалегідь розробленим планом, а
дії сил і засобів ППО характеризувалися виконанням оперативних завдань.
9 листопада 1941 р. було прийнято Постанову Державного комітету Оборони № 874 “Про підсилення і зміцнення Протиповіт-
ряної оборони території Союзу”. Цією постановою визначалось, що з метою підсилення і зміцнення Протиповітряної оборони
території Союзу Війська Протиповітряної оборони підпорядковуються Народному Комісару Оборони. Для безпосереднього
управління Військами вводилась посада Заступника Народного Комісара з Протиповітряної оборони - командувача Військ Проти-
повітряної оборони території країни. Перший командувач Військ ППО - генерал-майор М.С. Громадин.
Січень 1942 р. - командуванню ППО підпорядковується винищувальна авіація, тобто забезпечене централізоване управління
військами в оперативних і тактичних ланках.
Квітень 1942 р. - створений Московський фронт ППО, в Ленінграді і Баку - армії ППО. З’явились перші оперативні об’єднання
військ ППО.
Червень 1943 р. - Управління командувача Військами ППО території країни було розформовано і замість нього створено два
фронти ППО: Західний і Східний. Війська ППО, які захищали Москву, були реорганізовані в Особливу Московську армію ППО.
Березень-квітень 1944 р.- Західний і Східний фронт, а також Закавказька зона ППО були реорганізовані у Північний,
Південний і Закавказький фронти ППО.
Грудень 1944 р. - з’єднання, що здійснювали оборону об’єктів в тилу країни, були об’єднані в Центральний фронт ППО, а
Північний і Південний були перетворені на Західний і Південно-Західний фронти ППО.
Березень 1945 р. - на базі Далекосхідної і Забайкальської зон ППО створені три армії ППО: Приморська, Приамурська і
Забайкальська.
У ході війни організаційно сформувалися, як роди військ ППО, зенітна артилерія і винищувальна авіація. Великих змін зазнала
служба ПССЗ, прожекторні частини і частини аеростатів повітряного загородження. Були створені оперативні об’єднання, опера-
тивно-тактичні і тактичні з’єднання ППО, з’єднання і частини родів військ, частин спеціальних військ.
Орган управління Військами ППО території країни у роки війни мав такий склад:
1.	Військова рада ППО території країни.
2.	Штаб ППО території країни, до якого входили відділи: оперативний, розвідувальний, формування і комплектування, вивчен-
ня і використання досвіду війни, шифрувальний, топографічний, загальний та вузол зв’язку.
3.	Управління винищувальної авіації.
4.	Головне Управління ППО території країни, до якого входили: управління бойової підготовки, управління кадрів, управління
військово-навчальних закладів та запасних частин, управління озброєння, управління матеріально-технічного забезпечення,
управління повітряного спостереження, оповіщення та зв’язку, інженерний відділ, відділ перевезень, господарчий відділ та гараж,
фінансовий відділ, науково-дослідний відділ, загальний відділ та комендатура
За роки Великої Вітчизняної війни Військами ППО знищено більше 7 300 літаків, понад 1 000 танків і бронемашин, близько
1800 гармат і мінометів, а також багато іншої бойової техніки та живої сили ворога
Героїчними сторінками в історію військ ППО увійшли - оборона м. Києва, Одеси, Севастополя, форсування Дніпра і прорив
‘Східного валу”.
У складі 8-ї Червонопрапорної окремої армії ППО, яка з часом склала основу Військ ППО України, було 11 орденоносних
частин, 5 гвардійських, 8 мали почесні найменування, а 7 військовослужбовців навічно зараховано до списків військових частин за
здійсненні бойові подвиги.
Досвід другої світової війни показав, що добре організована протиповітряна оборона є серйозною перешкодою для авіації про-
тивника, хоча і не може повністю заборонити її дії*. Здатність військ протиповітряної оборони вести ефективні бойові дії ставить
противника перед загрозою великих втрат, змушує його діяти в невигідних умовах і навіть відмовлятися від нальотів. Відомо
чимало випадків, коли дії військово-повітряних сил противника зривались або не досягали мети і авіація несла значні втрати
внаслідок сильної протидії засобів протиповітряної оборони.
9
РОЗДІЛ 1. ПРОТИПОВІТРЯНА ОБОРОНА. ЕТАПИ РОЗВИТКУ
Розвиток протиповітряної оборони у повоєнний період.
У післявоєнний час форми і способи застосування Військ ППО країни та їх організаційна структура у зв’язку із застосуванням
нової техніки і озброєння одержали подальший розвиток. Він здійснювався на підставі всебічного урахування досвіду другої
світової війни, досягнень і перспектив розвитку сучасної воєнної науки і техніки.
Лютий 1946 р. - створена посада командувача Військ ППО, який безпосередньо підпорядковувався командувачу артилерією.
Командувач Військ ППО - генерал-полковник М.С. Громадин.
1948 р. - вжито заходів, спрямованих на розвиток і значне зміцнення протиповітряної оборони країни. Було ухвалено рішення
про створення протиповітряної оборони на всій території країни, виділення Військ ППО країни у вид Збройних Сил, розподіл від-
повідальності за протиповітряну оборону країни між Військами ППО країни, військовими округами і флотами. Війська ППО виве-
дені з підпорядкування командувача артилерією Збройних Сил. Командувач Військ ППО - Маршал Радянського Союзу
Л.О. Говоров. Вся територія країни була умовно розділена на внутрішню територію і прикордонну смугу. Відповідальність за про-
типовітряну оборону покладалася: на внутрішній території - на Війська ППО країни; у прикордонній смузі - на військові округи;
військово-морських баз і портів - на флоти. Все керівництво протиповітряною обороною країни покладалося на командувача
Військ ППО країни.
До кінця 1949 року була розроблена нова теорія організації і проведення протиповітряної оборони оперативними об’єднаннями
ППО. Аналіз її основних положень показував, що бойові дії об’єднань ППО набули характеру і форми особливої операції. Ця
операція з початку одержала назву повітряної оборонної, а з 1953 року почала називатись протиповітряною операцією.
Нова форма організації та ведення протиповітряної оборони викликала зміни і в організаційній структурі Військ ППО країни.
Створені під час війни об’єднання ППО були дуже громіздкими. Розміри району розташування з’єднань і частин цих об’єднань
ППО становили 1 500 - 3 000 км по фронту і в глибину. Частини з’єднання знаходились на значному віддаленні один від одного,
що при можливостях засобів зв’язку того часу ускладнювало управління ними. Тому об’єднання ППО, що існували, були розфор-
мовані, а на їх базі створені райони ППО першої, другої і третьої категорії Всі райони ППО стали оперативними об’єднаннями
Військ ППО країни. Кордони районів ППО встановлювались таким чином, щоб, з одного боку, не був обмежений маневр винищу-
вальної авіації, а з іншого, забезпечувалось централізоване управління всією ВА району ППО при зосередженні зусиль на тому або
іншому повітряному напрямку. До бойового складу району ППО входили з’єднання і частини родів Військ ППО: винищувальної
авіації, зенітної артилерії, радіотехнічних і спеціальних військ. З прийняттям на озброєння засобів постановки радіозавад стали
створюватися частини спеціальних військ з завданням здійснювати подавлення (заглушення) бортових радіоелектронних засобів
авіації противника Зенітні прожектори та аеростати загородження були зняті з озброєння як такі, що втратили своє значення.
До кінця 1952 р. на озброєння авіації військ ППО надходять реактивні винищувачі МиГ-15, МиГ-17, надзвукові винищувачі
МиГ-19 з бортовими радіолокаційними прицілами. Зенітна артилерія отримує нові зенітні артилерійські комплекси, які складалися
з 57-, 100- і 130-мм зенітних гармат, радіолокаційних станцій наведення гармат і пристроїв управління артилерійським зенітним
вогнем. Війська ПССЗ отримують радіолокаційні станції П-3 і П-За. Командувач Військ ППО - генерал-полковник М.Н. Нагорний.
З 1952 р. до Військ ППО почала надходити принципово нова зброя - зенітні ракетні комплекси і системи, що дозволило до 1960
р. зенітну' артилерію перетворити в новий рід військ - зенітні ракетні війська ППО. Винищувальна авіація ППО почала отриму-
вати надзвукові винищувачі з ракетним озброєнням класу “повітря-повітря”. Частини і підрозділи ПССЗ почали отримувати нові
радіолокаційні станції виявлення і наведення ВА. Широко впроваджуються у військах автоматизовані системи управління (АСУ).
Створюються частини і підрозділи радіорозвідки та постановки завад радіоелектронним засобам повітряного противника
1954 р. - війська ПССЗ переформовані на радіотехнічні війська ППО.
З 1954 р. для оборони найбільш важливих стратегічних напрямків і об’єктів формуються армії ППО, в тому числі Київська, яка
з березня 1960 р. стає 8-ою окремою армією ППО і виконує бойові завдання на території України.
Травень 1954 р. - створена посада головнокомандувача Військ ППО. Перший головнокомандувач Військ ППО - Маршал Ра-
дянського Союзу Л.О. Говоров. Далі головнокомандувачами Військ ППО були: 1955 р. - Маршал Радянського Союзу С.С. Бірю-
зов; 1962 р. - маршал авіації В.О. Судець; 1966 р. - Маршал Радянського Союзу П.Ф. Батіцький; 1978 р. - головний маршал авіації
О.І. Колдунов; 1987 р. - генерал армії І.М. Третяк.
З 60-х років, у зв’язку з надходженням на озброєння армій закордонних держав стратегічних ракет і космічних систем різнома-
нітного призначення, приймаються заходи по захисту держави та її Збройних Сил від раптового ракетного нападу. У складі Військ
ППО створюються війська ракетно-космічної оборони, які виконують функції по: попередженню про ракетний напад, протикосмі-
чній обороні, протиракетній обороні, контролю космічного простору.
Загальною характерною тенденцією в розвитку принципів організації протиповітряної оборони країн стало створення коаліцій-
них систем протиповітряної оборони.
У 1957 р. Сполучені Штати Америки і Канада утворили об’єднане (коаліційне) командування ППО Північноамериканського
континенту (‘;НОРАД”) з єдиним штабом і центром управління.
У 1961 р. було створено коаліційну систему протиповітряної оборони країн НАТО.
Важливим у побудові єдиної системи протиповітряної оборони було прагнення забезпечити раннє радіолокаційне виявлення
засобів повітряного нападу. З цією метою, наприклад, командування ППО США ще в 1957 р. розгорнуло дальній рубіж виявлення,
який створювали радіолокаційні пости лінії “Дью”, розміщені від Аляски до Гренландії. Починаючи з вісімдесятих років, окремі
країни розгорнули загоризонтні радіолокаційні станції з дальністю дії понад 3 000 км і літакову систему дальнього радіолокаційного
виявлення та управління “АВАКС”.
За лінією оповіщення було встановлено взаємодію з об’єднаною системою ППО НАТО. Ці заходи дозволили створити перший
рубіж перехоплення повітряних цілей на дальніх підступах до Північноамериканського континенту, в тому числі й на малих
висотах.
Одним з основних способів досягнення надійності протиповітряної оборони стає її автоматизація. Зростання ролі автоматизо-
ваних систем управління підтвердив досвід війни у В’єтнамі. За оцінкою американських військових фахівців, при використанні
10
РОЗДІЛ 1. ПРОТИПОВІТРЯНА ОБОРОНА. ЕТАПИ РОЗВИТКУ
автоматизованих систем управління час планування бойових дій в окремих випадках скорочувався з 10 годин до 10 хвилин, а цикл
планування польотів авіації (1 200 літако-вильотів за день) зменшився з 14 до 4 годин. Ще більш вражаючими ці показники стали у
локальних війнах останнього десятиліття.
У шістдесяті роки вперше в реальних бойових умовах були використані зенітні ракетні комплекси. їх застосування примусило
американських військових під час війни у В’єтнамі переглянути тактику дій авіації по наземних об’єктах. Модернізація зенітних
ракетних комплексів збільшила їх вогневі можливості, завадозахищеність, мобільність. Разом з тим у міру поліпшення авіаційної
техніки і засобів радіоелектронної боротьби деякі засоби протиповітряної оборони, зокрема зенітна артилерія, стали малоефектив-
ними. Тому вдосконалення системи протиповітряної оборони пішло шляхом створення змішаних угруповань сил і засобів (ЗРК,
РЯС, літаки-винишувачі), проведення значного обсягу робіт з інженерного обладнання позицій зенітних ракетних комплексів і
місць базування винищувальної авіації, використання нових прийомів дій.
Поява зенітних ракетних комплексів вимагала вдосконалення авіаційного озброєння, створення засобів радіоелектронної боро-
тьби і оснащення ними літаків, вироблення нових тактичних способів дій авіації, таких як зближення з ціллю за різними маршрута-
ми, польоти на малих і гранично малих висотах. У бойових порядках стали створюватись ударні та забезпечувальні (розвідувальна,
демонстративна, прикриваюча, відволікаюча) групи, причому питома вага останніх весь час збільшувалась.
Створення протиповітряної оборони України.
Після проголошення акту незалежності України починається літопис протиповітряної оборони України.
6 грудня 1991 р. - прийнято Закон України “Про Збройні Сили України”.
Січень 1992 р. - командування, особовий склад 8-ої Червонопрапорної окремої армії ППО прийняли присягу на вірність народу
України.
23 березня 1992 р. - генерал-лейтенант Лопатін М.О. призначений Командувачем 8-ою ОА ППО у складі Збройних Сил
України.
З травня 1993 р. - створюється командування Військ ППО України. Командувач - генерал-лейтенант Лопатін М.О.
У серпні 1993 року для підготовки висококваліфікованих фахівців д ля Військ ППО, ППО Сухопутних військ, ракетних військ і
артилерії, хімічних військ на базі всесвітньо відомих навчальних закладів: Військової інженерної радіотехнічної орденів Жовтневої
Революції і Вітчизняної війни академії протиповітряної оборони імені Маршала Радянського Союзу Говорова Л.О. та Харківського
вищого військового командно-інженерного училища ракетних військ імені Маршала Радянського Союзу Крилова М.І. створено
провідний вищий військово-навчальний заклад - Харківський військовий університет.
22 лютого 1994 р. - створено Сили ППО у складі Військ Повітряної оборони України. Командувач Сил ППО - генерал-
лейтенант Лопатін М.О.
20 червня 1996 р. створено Сили ППО України, як окремий вид Збройних Сил. Генерал-лейтенант Стеценко О.О. призначений
заступником Міністра оборони України - Командувачем Сил ППО України.
З липня 1996 р. - на території України проведені перші експериментальні стрільби зенітних ракетних військ ППО на полігоні
Чауда (півострів Крим).
14-25 жовтня 1996 р. - початок планових бойових стрільб ЗРК на полігоні Чауда.
В 1997 році розроблена та затверджена Міністром оборони України Програма будівництва та розвитку Військ Протиповітряної
оборони України, змістом якої є система поглядів на їх призначення, завдання, основні шляхи, етапи та перспективи розвитку.
Головною її метою є створення єдиної системи протиповітряної оборони держави та Збройних Сил з урахуванням сучасної воєнно-
політичної обстановки, шляхів і темпів будівництва та розвитку Збройних Сил, фінансово-економічної спроможності України та
сучасних вимог до оборони держави.
2 липня 1997 р. - Указом Президента України № 602/97 в державі встановлено професійне свято - День Військ ППО України
(перша неділя липня).
2 липня 1997 р. - Наказом Міністра оборони України № 227 засновано нагрудний знак “Війська ППО України”.
28 липня -1 серпня 1997 р. - участь частин ЗРВ корпусів ППО в бойових стрільбах під час СКШН “Чисте небо”.
10-28 жовтня 1998 р. - бойові стрільби 10-и частин Військ ППО на полігоні Чауда під час КС КШН “Осінь-98”.
11 січня 1999 р. - Наказом заступника Міністра оборони - Командувача Військ ППО України № 8 засновані нагрудні знаки
“Відмінник Військ ППО”, “За бойове чергування”, “Класність”.
31 липня 2000 р - призначено заступником Міністра оборони України - Командувачем Військ ППО України генерал-
лейтенанта Ткачова В.В.
5 жовтня 2000 року Верховною Радою України прийнято Закон України “Про Збройні Сили України”, в якому Військам
Протиповітряної оборони надано статусу виду Збройних Сил України.
20 серпня 2001 р. - підписано Указ Президента України “Про заснування посад Головнокомандувачів видами Збройних Сил
України”. Указами Президента України призначено Головнокомандувачів видів Збройних Сил України. Головнокомандувачем
Військ ППО Збройних Сил України призначено генерал-полковника Ткачова В.В.
26 грудня 2001 р. - призначено Головнокомандувачем Військ ППО Збройних Сил України генерал-лейтенанта Торопчина А.Я.
Система протиповітряної оборони України створювалась і удосконалюється з урахуванням усього попереднього досвіду, вихо-
дячи з геополітичного положення України, спрямованості її Воєнної доктрини, наявних сил та засобів ППО, а також відповідно де
технічних та економічних можливостей держави.
11
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
Засоби повітряно-космічного нападу пройшли складний процес еволюційного розвитку і вдосконалення зразків озброєння: від
аеростатів і дирижаблів до сучасних винищувачів та бомбардувальників, які розроблені за технологією зниження їх помітності
(наприклад, “Стеле”); від ракет "У-Г (“ФАУ-1”) та “У-2” (“ФАУ-2”) до балістичних ракет (БР) та крилатих ракет повітряного і
морського базування (КРПБ, КРМБ). Класифікація засобів повітряно-космічного нападу наведена на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Класифікація засобів повітряно-космічного нападу
2.1. Балістичні ракети
Балістична ракета - це ракета, політ якої, за виключенням відносно невеликої активної ділянки, здійснюється по балістичній
траєкторії (траєкторії вільно кинутого тіла).
Балістичні ракети не мають несучих поверхонь для створення аеродинамічної підйомної сили під час польоту в атмосфері.
Аеродинамічна стійкість польоту деяких БР забезпечується стабілізаторами. Класифікація БР наведена на рис. 2.2.
Балістичні ракети
За призначенням:		
стратегічні	оперативно-тактичні	тактичні
За дальністю польоту:			
міжконтинентальні	середньої дальності	малої дальності	ближньої дії
За типом двигуна:		
рідинні	твердопаливні	комбіновані
За конструкцією:		
одноступеневі	двохступеневі	трьохступеневі
За способом базування:
наземного базування		морського базування (на підводних човнах)
І
стаціонарні	мобільні
Рис. 2.2. Класифікація балістичних ракет
Міжконтинентальні балістичні ракети (МБР) призначені для ураження великих адміністративних та промислових об‘єктів,
стартових позицій ракет та інших цілей. Вони мають дальність польоту більше 5 000 км, швидкість - до 7,5 км/с і висоту - 1 000 км і
більше. МБР можуть наносити удари у будьгякий час доби та пори року, незалежно від погодних умов. До МБР відносяться:
"ДунФен-5” (Китай); РС-18 “Стилет’’, РС-20 "Сатана”, РС-22 "Скальпель”, РС-12М “Серп”, "Тополь-М” (Росія); "МХ”,
"Мінітмен-3”, "Мінітмен-ЗА” (США).
Балістичні ракети морського базування (балістичні ракети підводних човнів - БРПЧ) призначені для ураження
різноманітних військових та військово-промислових об‘єктів. Пуск здійснюється з атомних підводних човнів. З шахтної пускової
установки ракета виштовхується стислим повітрям і на висоті 20 - 30 м над поверхнею води вмикається двигун першого ступеня.
До БРПЧ відносяться: "Трайдент-2” базується на підводних човнах атомних ракетних базах (ПЧАРБ) типу “Вейнгард” (Велико-
британія); Л.-1 на ПЧАРБ типу "Ся” (Китай); РСМ-50 "Скат”, РСМ-52 “Осетр”, РСМ-54 “Скіф” на ПЧАРБ типів "Дельфін” та
"Тайфун” (Росія); "Трайдент-1 ”, "Трайдент-2” на ПЧАРБ типу "Огайо” (США); М4С, М45 на ПЧАРБ типу "Тріумфан” (Франція).
12
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
Балістичні ракети середньої, малої дальності та ближньої дії призначені для ураження різноманітних об’єктів на дальностях
до 5 000, до 1 000 і до 150 км відповідно. Пуск ракет здійснюється з наземних мобільних пускових установок.
До БР середньої дальності відносяться: “Шавіт”, “Ієріхон-2” (Ізраїль); “Агні-2” (Індія); “Аль Аббас” (Ірак); “Шехаб-3”,
“Шехаб-4” (Іран); “ДунФен-21”, “ДунФен-3”, “ДунФен-4” (Китай); “Горі-2”, “Горі-3” (Пакистан); ‘ТепхоДонг-1”, ‘ТепхоДонг-2”,
“НоДонг-1” (Північна Корея), “ДунФен-3” (Саудівська Аравія).
До БР малої дальності відносяться: “Ієріхон-1” (Ізраїль); “Прітхві-1”, “Прітхві-2” (Індія); “Аль Хусейн”, “Скад В” (Ірак);
“ЗелЗал-2” (Іран); “ДунФен-11”, “ДунФен-15” (Китай); “Хатф-2”, “Хагф-3” (Пакистан); “N№-1”, “Скад С” (Північна Корея);
ОТР-23 “Паук”, Р17 “Скад В” (Росія).
Балістичні ракети ближньої дії спроможні поражати об’єкти на відстані до 150 км. Пуск ракет призволиться з наземних
рухомих пускових установок, що дозволяє маневрувати ними на місцевості.
До БР ближньої дії відносяться: “Лане” (Ізраїль); “Мушак-120” (Іран); “Хагф-1” (Пакистан); “Точка” (Росія); “Атак МС”
(США); “Грін Бі” (Тайвань).
Балістичні ракети можуть бути оснащені як звичайними, так і ядерними бойовими частинами.
Для підвищення імовірності прориву системи протиракетної оборони (ПРО) на БР можуть розміщуватися активні і пасивні
засоби подолання системи ПРО.
До активних засобів подолання відносяться станції активних завад.
До пасивних засобів подолання відносяться: легкі оманні (несправжні) цілі (надувні, сітчасті, інфрачервоні); важкі оманні цілі,
що являють собою зменшену у масштабі модель реальної боєголовки; піротехнічні оманні цілі, що створюють плазмові утворю-
вання; д ипольні відбивачі, а також аерозольні та іонізовані утворювання.
Основні характеристики МБР та БРПЧ, які вирішують стратегічні завдання, наведені у табл. 2.1.
Основні характеристики стратегічних балістичних ракет
Таблиця 2.1
Найменування БР	Дальність польоту, км	Потужність боєголовки, кг	Кількість боєголовок
“ДунФен-5” (Китай);	12 000	-	-
РС-18 “СгилеГ’ (Росія)	10000	550	6
РС-20 “Сатана” (Росія)	11000	550/750	10
РС-22 “Скальпель”(Росія)	10000	550	10
РС-12М “Серп” (Росія)	10500	550	1
“Тополь-М” (Росія)	10000	550	1
“МХ”(США)	11000	500	10-14
“Мінітмен-3” (США)	10000	330	3
“Мінітмен-ЗА” (США)	9 500	500	3
РСМ-50 “Скат” (Росія)	8000	500	3
РСМ-52 “Осетр” (Росія)	8 300	200	10
РСМ-54 “Скіф” (Росія)	8 300	100	4
“Трайдент-Г’(США)	7400	100	8
“Трайдент-2” (США)	12 000	100	10-14
М-4С (Франція)	4000	150	6
М45 (Франція)	6000	150	6
2.2. Пілотовані засоби повітряного нападу
До пілотованих засобів повітряного нападу відносяться літальні апарати, що здійснюють політ з екіпажем в порівняно щіль-
них шарах атмосфери відповідно до законів аеродинаміки (літаки та вертольоти (вертольоти) різноманітного призначення).
Основні показники бойових можливостей ЗПН: швидкість; діапазон висот бойового застосування; швидкість підйому;
дальність (радіус) польоту; маневреність; озброєння, бомбове та інше (спеціальне) навантаження.
Швидкість польоту. Висока швидкість польоту літаків сприяє досягненню тактичної раптовості, скорочує час перебування
літаків над територією противника, знижує уразливість від вогню повітряного і наземного противника, забезпечує перевагу в повіт-
ряному бою. У різноманітних умовах бойової обстановки виникає необхідність розвивати різноманітну швидкість польоту, що
досягається різноманітними режимами роботи рухової установки літака. При одній і тій же тязі рухової установки літака значення
його швидкості зростає зі збільшенням висоти польоту.
Максимальна швидкість - швидкість рівномірного прямолінійного горизонтального польоту літака при роботі двигунів з
найбільшою тягою, що дозволяється (форсаж).
Крейсерська швидкість - швидкість горизонтального польоту, при якій досягається мінімальна витрата палива на кілометр
шляху і, отже, найбільша дальність польоту. Для дозвукових літаків: Укр=(0,7... О^У^
Крейсерська швидкість застосовується при виконанні маршрутних польотів до входу в зону дГї вогневих засобів системи ППО
противника.
13
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
Економічна (найвигідніша) швидкість - швидкість, при якій забезпечуються мінімальні витрати палива за одиницю часу і
досягнення максимальної тривалості польоту. Ця швидкість значно менше крейсерської і досягається при мінімальній тязі двигунів,
що потрібна для горизонтального польоту (на висотах 8 ... 10 км вона складає порядку 500 ... 800 км/год). Економічна швидкість
використовується бойовими літаками, що здійснюють чергування в повітрі, літаками РЕБ у зонах баражування, повітряними
КП і т.ін.
Мінімальні швидкості польоту літаків істотно залежать від висоти. Найменші значення вони мають при польотах літаків на
малих і середніх висотах, найбільші — на великих висотах. На висоті 1 км мінімальна швидкість польоту тактичних винищувачів
складає 400 ... 600 км/год а на висоті 20 км - 1 500 ... 1 800 км/год.
Градація діапазонів швидкостей польоту літаків і вертольотів (вертольотів): V < 100 м/с - низькошвидкісні; У=100 ...
300 м/с - дозвукові; V = 300... 640 м/с - швидкісні; V > 640 м/с - високошвидкісні.
Швидкість підйому літака визначається максимальною швидкістю набору висоти за одиницю часу або часом набору заданої
висоти.
Діапазон висот бойового застосування характеризується мінімальною і максимальною висотами, у межах яких ЗПН може здій-
снювати політ і виконувати бойові завдання. Чим більше діапазон висот бойового застосування ЗПН, тим менше засобів ППО може
впливати на його дії.
Мінімальна безпечна висота польоту ЗПН залежить від рельєфу місцевості на маршруті польоту, типу засобу нападу, наявно-
сті на його борту системи забезпечення польоту на малих висотах, а також від підготовки льотного складу.
Максимальною висотою бойового застосування ЗПН є практична стеля, що визначається як найбільша висота польоту, на
якій вертикальна швидкість набору висоти складає 5 м/с і зберігається керованість.
Бойова стеля - висота польоту літака, на якій він спроможний виконувати горизонтальний маневр (розворот) із креном до
15 ... 20° без втрати висоти і швидкості. На цій стелі можна успішно вести повітряний бій. Бойова стеля нижче практичної для оди-
ночних літаків-винишувачів на 5 ... 10%, бомбардувальників - на 10... 15%.
Динамічна стеля - висота польоту, у момент виходу на яку літак має мінімальну швидкість, необхідну для зберігання керо-
ваності.
Градація висот польотів: Н < 200 м - гранично малі висоти; Н = 200... 1 000 м - малі висоти; Н = 1 000... 4 000 м - середні
висоти; Н = 4 000... 12 000 м - великі висоти; Н= 12000... 40000 м-стратосферні висоти.
Дальність польоту літака - шлях, що проходить літак до витрата палива, що є у нього. Дальність польоту відносно аеродрому
вильоту прийнято характеризувати перегоночною дальністю польоту, тактичною, а також бойовим радіусом дії.
Дальність польоту перегоночна - максимальна відстань, що пролітаєгься літаком без бомбового навантаження і ракет із
максимальною заправкою паливом.
Дальність польоту тактична - максимальна відстань, що пролітаєгься літаком з однією заправкою палива зі штатним
озброєнням і нормальним бомбовим навантаженням Дт = (0,7... 0,8) Д^.
Максимальна дальність польоту може бути досягнута на крейсерській швидкості і найвигіднішій висоті польоту.
Бойовий радіус дії - найбільша відстань, яку може пролетіти літак для виконання бойового завдання зі штатним озброєнням і
нормальним бомбовим навантаженням і повернутися без проміжної посадки та додаткового заправлення на аеродром вильоту,
Кед = О,ЗДТ - для груп літаків і Кед = 0,4Дт - для одиночних літаків на великих висотах.
Бойовий радіус дії на малих висотах зменшується приблизно в 2... 2,5 рази через збільшену витрату палива
Бойові радіуси дій тактичної авіації й авіації з авіаносців у залежності від типів літаків і висот їх польоту складають
600...2100 км.
Маневреність - спроможність літака змінювати з визначеною швидкістю параметри польоту: швидкість, висоту, напрямок.
Маневреність характеризується перевантаженнями, що складають для бомбардувальників 2 ... З одиниці, для винищувачів - до
10 одиниць.
Горизонтальна маневреність характеризується величиною діапазону швидкостей польоту, радіусом і часом розвороту на
360°, часом розгону літака.
Вертикальна маневреність характеризується для бомбардувальників швидкістю підйому і граничною швидкістю зниження, а
для винищувачів, крім того, часом виконання бойового розвороту під час набору висота, а також розміром втрата висоти при
перевороті.
Висока маневреність дозволяє сучасним літакам успішно долати і переборювати систему ППО.
Озброєння і бомбове навантаження літака визначає можливості даного типу літака з нанесення ударів і ураження різномані-
тних об’єктів противника
Озброєння літака містить засоби ураження і системи, що забезпечують їх бойове застосування.
У залежності від принципів дії розрізняють такі види авіаційного озброєння: стрілецько-гарматне; ракетне; бомбардува-
льне; мінно-торпедне; спеціальне (ядерне, хімічне, запальне).
Авіаційні засоби ураження: авіаційні кулемета і гармата з боєприпасами; керовані і некеровані ракети; звичайні або ядерні
бомби різноманітних типів; керовані авіаційні бомби; бомбові касети; торпеди і міни; баки з напалмом і т.ін.
Системи, що забезпечують застосування засобів ураження: прилади і пристрої для розміщення засобів ураження; прилади і
пристрої для виявлення цілей, прицілювання і управління стрільбою (скиданням, пуском).
Бомбове навантаження - маса бомбардувальних засобів ураження, що підвішуються на літак. При підготовці до бойових дій
літак може бути споряджений максимальним і нормальним бомбовим навантаженням.
Максимальне бомбове навантаження - найбільше бомбове навантаження, що обмежене конструкцією даного типу літака,
його вантажопідйомністю, міцністю бомботримачів і вузлів їх кріплення. Воно може складати до 25% максимальної злітної
маси літака.
14
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
Нормальне бомбове навантаження - бомбове навантаження, при якому досягається розрахункова дальність польоту літака
для заданих висот і швидкості.
Важливе значення для оцінки бойових можливостей ЗПН має їх спроможність з постановки завад і дій уночі та у складних
метеорологічних умовах.
Класифікація пілотованих засобів повітряного нападу наведена на рис. 2.3.
Рис. 2.3. Класифікація пілотованих засобів повітряного нападу
На стратегічну авіацію покладається рішення таких основних завдань: руйнування найважливіших військово-промислових
центрів противника; знищення рухомих, недостатньо розвіданих і мапорозмірних об’єктів; подавлення засобів ППО; знищення
кораблів флоту на базах і в морі; ведення стратегічної повітряної розвідки в глибині території противника з одночасним нанесенням
ударів по заново виявлених цілях.
До літаків, що вирішують стратегічні завдання, відносяться стратегічні бомбардувальники і стратегічні розвідники, а також
літаки дальнього радіолокаційного виявлення і управління.
Стратегічні бомбардувальники призначені для нанесення ударів ядерним і звичайним озброєнням по наземних об’єктах у
глибокому тилу противника, його морським об’єктам у ядерній або інших видах війн. Вони підрозділяються на важкі (В-52, В-1В,
В-2А,Ту-95МС,Ту-160) і середні (РВ-111,“Міраж-ІУ”,Ту-22МЗ).
Важкі стратегічні бомбардувальники можуть нести різноманітні види озброєння і засоби РЕБ, що дозволяють їм проривати
систему ППО й уражати об’єкти на відстані до 8 000 км від баз вильоту. їх максимальне бомбове навантаження може досягати 50 т.
Середні стратегічні бомбардувальники призначені для виконання завдань у ядерних і обмежених війнах. їх бойовий радіус
дії дозволяє уражати об’єкти на відстані 2 000... 4 000 км від аеродромів базування.
Стратегічні літаки-розвідники (П-2С, КС-135В,С, 8К-71, ТК-1А, Ту-95МР) призначені для ведення стратегічної повітряної
розвідки в інтересах усіх видів збройних сил держав та їхніх союзників. Стратегічна повітряна розвідка ведеться за мирного часу і
передбачається у ході воєнних дій.
На тактичну авіацію покладаються завдання: завоювання та утримання переваги в повітрі; ізоляції районів бойових дій; без-
посередньої авіаційної підтримки СВ; ведення тактичної повітряної розвідки; нанесення ударів по воєнно-промислових об’єктах та
ППО військ.
Тактична авіація має на озброєнні багатоцільові тактичні винищувачі, винишувачі-бомбардувальники та штурмовики. їх
бомбове навантаження може досягати 2... 9 т, висота польоту 60... 18 000 м і дальність дії 2 700... 6 100 км.
Багатоцільові тактичні винищувачі (Е-4, Е-5, Е-15, Р-16, Е-18, Е-111, “Ягуар”, ‘Торнадо”, “Міраж-2000”, “Міраж-Ш”,
МиГ-29, Су-24 та ін.) мають льотно-технічні характеристики, прицільно-навігаційне обладнання й озброєння, які забезпечують їх
застосування для поразки як наземних (морських), так і повітряних цілей.
Винищувачі-бомбардувальники призначені в основному для рішення тактичних завдань, пов’язаних із нанесенням ударів по
наземних цілях. Для цього вони оснащені сучасним прицільним обладнанням і спроможні застосовувати різноманітні засоби
ураження. Порівняльна характеристика основних винищувачів наведена у табл. 2.2.
Таблиця 2.2
Порівняльна характеристика сучасних літаків тактичної авіації
Характеристики	МиГ-29	МиГ-29 СЕ (МиГ-33)	Е-16С	Е-18С	ЕЕ-2000
Тяга двигуна, кг	2x8 340	2x8 800	1x13 170	2x7 300	2x9 175
Нормальна злітна маса, кг	15 300	16 680	12 100	16 700	15 000
Максимальна злітна маса, кг	20 000	22 000	19 000	23 500	21 000
Запас палива (внутрішні ба- ки), кг	3 630	4 600	3 200	4 900	4 000
Запас палива (підвісні баки), кг	3 040	3 290	3 100	3 100	3 600
Бомби, кг	4 000	4 500	5 500	. 4 500	6 500
15
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
Закінчення табл.. 2.2
Характеристики	МиГ-29	МиГ-29 СЕ (МиГ-33)	Б-16С	Б-18С	ЕБ-2000
Максимальна швидкість, км/год	2 450	2 500	2 170	1 900	2 300
Дальність польоту без підвіс- них баків, км	1 500	2 200	2 000	2 200	1 800-2 200
Дальність польоту з підвіс- ними баками, км	2 900	3 200	3 200	3 200	3 000-4 000
Швидкопідйомність біля зем- лі, м/с	330	320	265	256	300
Штурмовики (А-7Д А-10, “Альфа-Джет”, “Хоук”, А-6Е, Б/А-18, АУ-8, Су-25) призначені в основному для безпосередньої
авіаційної підтримки сухопутних військ. Вони мають невисокі швидкісні і маневрені характеристики, оснащені прицільним устат-
куванням і озброєнням, що оптимізовані для поразки наземних малорозмірних броньованих цілей удень при візуальній видимості
цілі. Штурмовики спроможні вести оборонні повітряні бої з використанням КР із інфрачервоною головкою самонаведення і гармат.
Нові типи штурмовиків спроможні базуватися на аеродромах із грунтовими злітно-посадними смугами обмежених розмірів.
Авіація ВМС призначена для ураження сил флолу противника та його морських транспортних засобів, прикриття кораблів у
морі, ведення повітряної розвідки на морських та океанських ТВД. У залежності від призначення і характеру (місця) базування вона
підрозділяється на: авіанесучу (палубну), базову і авіацію морської піхоти. Бомбове навантаження літаків ВМС може досягати 7 т,
висота польоту 60 ... 14 000 м і дальність дії до 5 000 км.
Авіанесуча (палубна) авіація складається з літаків (винищувачі, штурмовики, протичовнові, розвідники, дальнього радіолока-
ційного виявлення, РЕБ) та вертольотів (гелікоптерів) різноманітного призначення, що базуються на кораблях, які мають злітно-
посадкові палуби.
Базова авіація призначена для пошуку і поразки підводних човнів, ведення радіотехнічної і візуальної розвідки, а також
постановки мін (патрульні літаки Р-ЗС “Оріон”, літаки радіотехнічної розвідки ЕР-ЗЕ та ін.).
Авіація морської піхоти вирішує завдання авіаційної підтримки морської піхоти у ході висадки десанту, а також безпосеред-
ньої підтримки її на березі. У залежності від завдань, що вирішуються, авіація морської піхоти підрозділяється на штурмову, вини-
щувально-штурмову, розвідувальну, транспортну.
Авіація ППО призначена для рішення завдань ППО на сухопутних і морських ТВД. Може застосовуватися також для
прикриття ударних груп своєї авіації від винищувачів противника. Винищувальна авіація ППО - це один з основних активних
засобів ППО (Е-15, Р-16А, “Фантом”, ‘Торнадо БЗ ”, Б-14А, МиГ-25П, МиГ-29, МиГ-31, Су-27).
Тактико-технічні характеристики пілотованих засобів повітряного нападу наведені у табл. 2.3 - 2.4.
Таблиця 2.3
Тактико-технічні характеристики літаків
Тип літака	Максим, швидкість польоту, км/год	Практична стеля, м	Дальність польоту, км	Бойовий радіус дії, км	Озброєння	
					Стрілецько- гарматне	Ракетно-бомбове (навантаження, кг)
	СТРАТЕГІЧНА АВІАЦІЯ 							
В-52	1 050	15 000	20 000	8 000	4 х 20 м.м	КРПБ 8КАМ, АЬСМ (34 000)
БВ-111	2 330	20 000	6 600	3 700	-	КРПБ 8КАМ (16 000)
В-1В	2 330	15 000	15 000	7 500	-	ЯБВ-61 або В-83, КРПБ 8КАМ, АЬСМ (55 000)
В-2А	950-1 010	15 240	18 530	7 400	-	КРПБ АСМ-129-АСМ, ЯБ В- 61 або В-83 (16 900)
Ту-160	2 200	15 000	12 300	6 000	-	КРПБ Х-55СМ, Х-15 (45 000)
Ту-95 МС6	910	9 000	11 000	5 500	-	КРПБХ-55, Х-22 (12 000)
Ту-22 - МЗ	2 300	14 000	7 000	3 500	-	КРПБ Х-15, Х22МА (24 000)
“Міраж- IV”	2 300	20 000	3 500	1 100	1 х 20 мм	АБ, КР А8МР, А8-37 (6 400)
	ТАКТИЧНА АВІАЦІЯ							
“Торнадо”	2 100	17 700	1 950	800	1 х 27 мм	АБ, КР “Шрайк”, “Матра”, “Сайдвіндер”, “Спарроу”, А8- 37, “Кормаран”, (5 000)
Б-4	2 350	19 000	2 800	750	1 х 20 мм “Вулкан”	АБ, КР “Шрайк”, ”Булпап” “Мейверік”, “Сайдвіндер”, “Спарроу”, “Стандарт АКМ” (6 500)
16
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
Закінчення табл. 2.3
Тин літака	Максим, швидкість польоту, км/год	Практична стеля, м	Дальність польоту, км	Ройовий радіус дії, км	Озброєння	
					Стрілецько- гарматне	Ракетно-бомбове (навантаження, кг)
Р-5А	І 050	15 800	2 750	890	1 х 20 мм	АБ, ПАР, КР “Мейверік” ”Сайдвіндер”, (3 200)
Р-14О	2 500	17 000- 21 000	3 300	—	1 х 20мм	КР “Фенікс”, АІМ-120, “Спарроу”, “Сайдвіпдер”, (4 000)
р-16	2 100	16 000	3 890	600	1 х 20 мм	АБ, КР “Сайдвіпдер”, “Мейверік” (5 000)
Р-І17А	1 040	13 600	3 500	1 100	1 х 20 мм	АБ “Псйв Уей-2” з лазерною гсп,сви-ю,сви-і5, ВкП-109, КР АІМ-130, КР “Мейверік” (2 200)
Р/А-18	1 900	15 200	2 000	700	1 х 20 мм	АБ, КР “Спарроу”, ПАЯМ, “Сайдвіпдер”, АІМ-120, “Мейверік”, “Гарпун” (1 000)
Р-22 А	1,7М на 11=10 км	15 240	5 700	-	1- х 20 мм	КР “Сайдвіпдер”, АМКААМ
АУ-8В	1 050	15 000	4 500	-	І х 25 мм	КР “Мейверік”, “Мажік”, “Сайдвіпдер” (4 000)
“Міраж- 2000С”	2 350	19 000	3 500	—	2 х 30 мм	КР “Матра”, “Мажік”, АБ -ЗОБ, АМ-39 “Екзосет”, “А8МР” (3 000)
“Альфа- Джст”	1 000	14 600	2 700	-	1 х 27 мм	КР "Мейверік”, “Мажік”, НАР 114 х 70мм (2 250)
“Ягуар”	1 700	14 000	3 650	—	2 х 30мм	КР “Мартель”, “Мажік”, “Сайдвіпдер”, АБ - 37, НАР 80x68 мм (4 500)
МиГ- 23МЛ	2 500	18 500	-	650	1 х 30 мм	АБ, ПАР, КР (2 000)
МиГ-29 М	2 450	18 000	3 200	620	1 х 30 мм	АБ, ПАР, КР Р-279, Р-27, -73, -77, Х-29Г, Х-25МП (4 500)
Су-25	1 000	7 000	1 950	480	2 х 30 мм	АБ, ПАР, КР Р-60, Х-25МЛ, Х-29Л (4 340)
Су-37	2 500	18 000	6 500	—	1x30 мм	КР Р-37, КС172, Р-77, Р-27, Р-73, Х-29ТЛ, ПРР Х-31П, КАБ, АБ (8 000)
Як-141	1 800	15 000	2 100	—	1 х 30 мм	КР Р-77, Р-27, Р-73, Р-60, Х-26, Х-31А, Х-35, Х-25, ПРР Х-31П (2 600)
А-ІОА	830	13 500	1 200	270-600	1 х 30 мм	АБ, 11КР, КР “Мейверік” (7 200)
А-7О	1 100	10 000	3 100	600	1 х 20 мм “Вулкан”	11 КР, КР “Булнан”, “Шрайк”, “Сайдвіпдер”
А-6Б	1 050	13 600	3 100	600	2 х 20 мм	ПКР, КР “Булнан” “Шрайк”, 	“Сайдвіпдер”	
АВІАЦІЯ ППО						
Р-15	2 650	19 000	1 100	980	1 х 20 мм	КР “Спарроу”
Р-4Р	2 350	19 000	2 800	1 050	1 х 20 мм “Вулкан”	КР “Спарроу”
Су-27	2 430	19 000	4 000	1 800	1 х 30 мм	ПКР, КР Х-9ІП, Х-29ТЛ, Р-77, Р-73, ФАБ-І00, ФАБ-250, ФАБ-500, М54 (6 000)	
МиГ-25 П	3 000	20 700	1 800	—	—	КР Р-40, Р-60 М
МиГ-31	3 000	20 600	3 300	-	І х 23мм	КР Р-33, -40, -60 (Р-60М); МиГ-31М: КР Р-37, -77 (3 000)
17
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
Закінчення табл. 2.3
Тип літака	Максим, швидкість польоту, км/год	Практична стеля, м	Дальність польоту, км	Бойовий радіус дії, км		Озброєння	
						Стрілецько- гарматне	Ракетно-бомбове (навантаження, кг)
ЛІТАКИ РОЗВІДКІ ТА РЕБ							
КС-135В, С	1 000	15 000	1 000- 12 000, патрулювання до 12 год.		Станція РТР АМ/Н8П-7. Радіопеленгатор АІЧ/АЬА-6. Розвідувальний приймач АМ/АРК-17. Аерофотоапарат КС-6А.		
КЕ-4Е	2 240	18 500	3 800		До п’яти АФА. РЛС бокового огляду, станція ІЧ- розвідки		
ЕЕ-111А	2 350	1 6500	4 200		Станція радіоелектронного подавлення АМ/АЬ(2-99Е (передавачів завад, що керуються ПЕОМ); станція РЕБ індивідуального захисту АІЧ/АЬР-137; станція попередження про опромі- нювання АК/АЬК-62		
ЕА-6В	940	11 360	3 100		Розвідувальні приймачі АІЧ/АЬК - 42, - 45; стан- ції РЕБ АМ/АЬ(2-92, -99, -100; обладнання вики- дання протирадіолокаційних відбивачів і ІЧ пас- ток А1Ч/АЬЕ-29А		
Таблиця 2.4
Радіоелектронне обладнання сучасних літаків
Тип літака, країна, рік прийняття на озброєння	Радіоелектронне обладнання
В-52Н США, 1955	РЛС переднього огляду; ІНС А1ЧХА8М-13; засоби управління, контролю та індикації; станція актив- них завад АМ/А8()-131; тепловізійна камера АМ/АУ(}-22; інфрачервона станція переднього огляду АИ/ААр-6; система НАВСТАР
В-1В США, 1985	Багатофункціональна РЛС АРЦ-164; ІНС 8К1Ч-2440; доплерівський вимірювач швидкості АК/АІШ- 218; блоки управління електрообладнанням фірми ІВМ; модифікована астроінерційна навігаційна система ИА8-26; апаратура відображення даних наступальної системи; електронні блоки відобра- ження даних на ЕЛТ; блок передачі даних для збору та зберігання бойового завдання; оборонне обла- днання для протидії РЛС противника АИ/АЬР-161
В-2А США, 1989	Багатофункціональна РЛС А1Ч/АР()-18; лазерний дальномір-цілепокажчик; ІНС; приймачі ТАКАН, ЛОРАН, НАВСТАР; засоби супутникового зв’язку АФСАТКОМ; система ”ДЖИТИДС”
ТУ-160 Росія, 1987	Комплексна прицільна навігаційна система; ІНС; астронавігаційна система; РЛС; система зв’язку; оптико-електронний бомбовий приціл; комплексний РІП.
ТУ-95 МС6 Росія, 1956	Панорамна РЛС “Рубідій-ММ” сполука з оптичним бомбовим прицілом ОПБ-5; бортовий радіоелек- тронний оборонний комплекс “МЕТЕОР-НМ”
ТУ-22 - МЗ Росія, 1981	Пілотажно-навігаційний комплекс РЛС; оптико-телевізійний бомбардувальний приціл ОПБ-15; авто- матична бортова система управління та система управління ракетною зброєю; активна та пасивна система РЕБ
Р-4Е США, 1975, Р-4А, 1960	Імпульсно-доплерівська РЛС АМ/А8(}-26; навігаційно-бомбардувальна підсистема АМ/А8(}-91, сис- тема САУ А1Ч/А8А-32; засоби РЕБ: приймачі виявлення РЛ випромінювань АМ/АРК-36/37 передава- чі завад АЬІ/АЬР-71/72/87; пілотажно-навігаційна система; ІНС А1Ч/А8М-63; лічильно-вирішуючий пристрій А1Ч/А8М-46; радіовисотомір малих висот АN/АРN -155; комплексна система радіонавігації та розпізнавання А1Ч/А8(}-19 з системою ТАСА
Р-15С(Е) США, 1972	Прицільна навігаційна система ЛАНТІРІ; РЛС А1Ч/АРС-70; А1Ч/А8М-109; ЕОМ; електронна оптична система; комплекс управління зброєю; радіовисотомір
Р-16С США, 1975	Прицільна навігаційна система; імпульсно-доплерівська РЛС; ІНС; спецобчислювач; радіовисотомір; ЕОМ; КРНС НАВСТАР; приймач ”ДЖИТИДС”; інфрачервона система; лазерне цілевказання; авто- мат ІЧ пасток та пасивних завад АЬЕ-40; система попередження, опромінювання та наведення
Р-117А США, 1990	Прицільна навігаційна система включає: датчик тепловізійної системи ГЬІК; лазерний цілепокажчик; високоточна інерційна система; 14 датчики переднього та нижнього огляду; ІНС; засоби зв’язку, КРНС НАВСТАР
А-10А США, 1980	Прицільна навігаційна система; ІНС; теплопеленгатор; апаратура управління та наведення (з лазер- ною системою виявлення та супроводження цілей “Пейв Пенні”; запитувач ТАКАН, СРЗО; радіови- сотомір, оптичний приціл; ЦОМ; апаратура зв’язку та передачі ТКІ; станція РЕБ; БРЛС із забезпе- ченням польоту на Н = 180 м; система ЛАНТІРІ; РЛС відслідковування рельєфу, ІЧ станція і лазер- ний дальномір- цілепокажчик; апаратура ІЧ пасток та пасивних завад АЬЕ-40; радіостанція
18
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
Закінчення табл. 2.4
Тип літака, країна, рік прийняття на озброєння	Радіоелектронне обладнання
Торнадо-Р2108 Великобританія, ФРН, Італія, 1979	ЕОМ; система обробки даних; система відображення тактичної обстановки; багатофункціональна доплерівська РЛС; ІНС; система ТАКАН; радіовисотомір; система польоту з огинанням рельєфу; лазерний дальномір; приймач виявлення
Р-22А США	Високонадійний процесор; комплексна система зв’язку навігації та впізнання ІС1ЧІР; комплексна система РЕБ ІХЕУ/8
Р-14П США	Система керування зброєю АМ/А\¥6-9; імпульсно-доплерівська РЛС СРЗО; інфрачервона станція; ЕОМ (550 тис. опер./с), апаратура передачі ТКІ; навігаційний комплекс ІНС; ТАКАН; радіовисото- мір; станція посадки на авіаносець; станція АК/АЬР-165; апаратура тактичної системи розподілення інформації ”ДЖИТИДС”; пристрій АК/АЬЕ
Р/А-18 США, 1983	Прицільна навігаційна система: імпульсно-доплерівська РЛС АТ4/АР6-65; телепеленгатор; лазерний дальномір-цілепокажчик із системою управління лазерною ГСН А1Ч/А89-173; ЦОМ; радіовисотомір; ІНС; елементи ”ДЖИТИДС”; станція посадки на авіаносець; система ТАКАН, ЛОРАН, НАВСТАР; станція завад АМ/АЬр-126, -165; пристрій АМ/АЬЕ
АУ-8В США, Великобританія, 1984	РЛС не має ІНС А1Ч/А8М-130А; апаратура всепогодної системи посадки; система керування зброєю А1Ч/А8В-19; центральна ЕОМ А1Ч/АУК-14; система пілотування АМ/А8\¥-46; контейнерна станція завад АК/АЬР-164
МиГ-25 П Росія, 1972	Радіотехнічне обладнання: радіолокаційний приціл РП-25 ”Смерч-25”; запитувальна апаратура; апа- ратура системи наведення; станція попередження про опромінювання СРО; пілотажно-навігаційне обладнання; автоматична система управління САУ-155 склад: автоматичний радіокомпас АРК-10; радіовисотомір РВ-4; приймач РНС ближньої навігації РСБН-6С; обладнання радіозв’язку
МиГ-29М Росія, 1986	Імпульсно-доплерівська РЛС “Жук” (Д < 100 км) удосконалена оптико-локаційна система; телекаме- ри для упізнавання цілей; лазерний дальномір збільшеної дальності; полегшений нашоломний при- ціл; ІНС; удосконалений індикатор на лобовому склі; захищена система передачі даних; система РІП
МиГ-31 Росія, 1978	РЛС з ФАР та квазібезперервного випромінювання; ЗБУ-16 “Заслін” (Д = 90 - 320 км); ІЧ система пошуку та визначення цілей; телепеленгатор 8ТП (Д = 50 км); цифровий автоматичний завадозахис- ний комплекс; навігаційна система “Тропік”, “Маршрут”
Су-25 Росія, 1981	Лазерна станція підсвічування “Клен-ПС”; стрілецько-бомбардувальний приціл АСП-17БЦ-8; станція попередження про опромінювання СПО-15; пристрій відстрілу дипольних відбивачів та ІЧ патронів; навігаційно-пілотажне обладнання включає: навігаційний комплекс КН-23-1 у складі: інерційної кур- сової вертикалі ІКВ-1, доплерівського вимірювача шляху і кута; приймач РНС ближньої навігації РСБН-6С
Су-27 Росія, 1982	Когерентно-імпульсно-доплерівський РЛ приціл; РЛПК-27 (Д = 80 - 100 км); оптико-електронний приціл; теплопеленгатор; лазерний дальномір (Д = 40 км); нашоломна система цілевказування НСЦ-27; система управління по лінії “Бірюза”; пілотажно-навігаційний комплекс; автоматичний ра- діокомпас АРК-19(20); радіовисотомір А-38; РСБН; комплекс РЕБ; комплекс зв’язку
Су-37 Росія,	Цифрова електродистанційна система управління (ЕДСУ); БРЕО з штучним інтелектом; БРЛС з ФАР та БРЛС заднього огляду; удосконалена оптико-електронна система (тепловізор з лазерним дальномі- ром-цілепокажчиком) об’єднана з БРЛС та з удосконаленим нашоломним прицілом; апаратура обмі- ну даними з іншими винищувачами; комплекс оборони, РЕБ, обладнання зв’язку
Як-141 Росія	Прицільний комплекс (бортова ЕОМ з імпульсно-доплерівською РЛС; система управління вогнем; нашоломна система цілевказання та лазерно-телевізійна система наведення); прицільно-пілотажна інформація на лобовому склі та багатофункціональному екрані-індикаторі на дошці приладів; апара- тура РЕП; пілотажно-навігаційний комплекс (ІНС, радіовисотомір, автоматичний радіокомпас, авто- номний навігаційний обчислювач; апаратура супутникової навігаційної системи)
Армійська (військова) авіація призначена для дії безпосередньо в інтересах загальновійськових формувань, їх авіаційної
підтримки, ведення тактичної повітряної розвідки, висадки тактичних повітряних десантів і вогневої підтримки їх дій, радіоелект-
ронної боротьби, перевезення військ та вантажів, евакуації поранених з поля бою.
Армійська авіація складається з частин і підрозділів армійських літаків і вертольотів.
Літаки армійської авіації (0-1 “БердДог”, 0-2А, О-2В, ОУ-1 “Мохоук”, ОУ-ІО “Бронко”, 0-1 “Остер”, 0-6 “Вівер”, 0-8
“Семіноул”, 0-21 “Юте”, К0-21Н, КС-120, КС-12Н, Г)О-28О-2,8М-1019) призначені для ведення повітряної розвідки, забезпечен-
ня зв’язку, перевезення особового складу і легких вантажів, а також для знищення наземних об’єктів у тактичній глибині.
Основним бойовим засобом армійської авіації є вертольоти (табл. 2.5) наступного призначення:
вогневої підтримки (АН-64А “Апач”, АН-1 “Хью Кобра”, АН-18“КобраТоу”, ВО-Ю5Р, \У6-13 “Лінкс”, 8А-342 “Газель”,
\У-30 “Саламандра”, А-129 “Мангуста”, Ми-24, Ми-28, К-50);
загального призначення або багатоцільові (ОН-1 “Ірокез” різноманітних модифікацій, ОН-60А “Блек Хоук”, 8А-341 та його
модифікації, 8А.365М “Пантера”, Н-76 “Голок”, Ми-4, Ми-8, Ми-17);
19
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
транспортно-десантні (СНЛ7Д “Чинук”, СН-53С, 8А-330В “Пума”, НАК-3 “Сі Кінгі’, А8-332В “Супер Пума”, Ми-8, Ми-6,
Ми-10, Ми-26М, Ка-32Т, Ка-62, “Сокіл”);
розвідки і радіоелектронної боротьби (ОН-6А “Каюс”, ОН-58 “Кайова”, ЕН-1Н, ЕН-60А, Ми-8ППА, Ми-17П);
спеціальні (зв’язку, пошуково-рятувальні та ін.).
Вертольоти вогневої підтримки виконують бойові завдання знищення броньованих цілей, забезпечення бойових дій
тактичних десантів, супроводу танкових колон і транспортно-десантних вертольотів у повітрі, прикриття флангів військ, що
наступають, подавлення наземних засобів ППО та несення патрульної служби.
Багатоцільові вертольоти виконують завдання з установки мін і розмінування, забезпечення управління і зв’язку, коригуван-
ня вогню артилерії та ударів тактичної авіації, перевезення військ і вантажів, ведення розвідки, постановки димових завіс, проклад-
ки проводних ліній зв’язку і т.ін. При установці на них систем зброї вони можуть виконувати всі завдання, покладені на вертольоти
вогневої підтримки.
Транспортно-десантні вертольоти вирішують завдання десантування тактичних повітряних десантів, перекидання військ,
бойової техніки і матеріальних засобів, евакуації з поля бою поранених і ушкод женої техніки. Можуть здійснювати транспортуван-
ня вантажів, як усередині вантажних кабін, так і на зовнішній підвісці.
Такгико-технічні характеристики основних вертольотів армійської авіації
Таблиця 2.5
Назва вертольота	Екі- паж, чол.	Злітна вага норм, макс, кг	Максим, швидкість, км/год	Прак- тична стеля, м	Бойовий радіус дії, км	Основні варіанти озброєння	
						Стрілецько-гарматне (кількість х калібр)	Кількість ПТКР х найменування: кількість х калібр, мм
АН-64А “Апач”	2	6 270 8 000	320	6 250	240	1 х 30мм	16 х “Хелфайр” чи 20 НКР чи 76 х 70
АН-1\¥		4710	390	-	-	-	-
А-342М “Газель”	2	1 700 1 900	310	6 000	300	-	6 х “Хот” чи 7 х 70, чи 14x68
“Лінкс”	2-3	4 300 4 760	340	5 000	310	2 х 7,62 мм, 2 х 20 мм,	36 х 70 НАР
ВО-Ю5Р	2	2 000 2 300	270	5 180	230	-	-
“Тигр”	2	3 300 6 000	280	2 000	-	-	-
А8-332В “Супер Пу- ма”	2-3	9 000	280	4 800	-	2 х 7,62 мм 1 х 20 мм	-
Ми-24	2	11 500	310	5*750	400	1 х 23 мм 470 сн	ПТКР “Штурм”, або “Атака”, 4 НКР 80 і 130 мМ
Ми-28	2	10 400	300	4 000	460	1 х 30 мм	16 ПТКР “Вихрь”, КР Р-60, -73
Ка-50	1	10 800	350	4 000	460	1 х 30 мм 500 сн	16 ПТКР “Вихрь”, КР Р-60, -73
Ка-52	2	10 800	310	4 000	460	1 х 30 мм 500 сн	16 ПТКР ”Вихрь”, КР Р-60, -73
Вертольоти розвідки і радіоелектронної боротьби призначені для ведення розвідки, наведення на розвідані об’єкти верто-
льотів вогневої підтримки, коригування вогню артилерії, перевезення особового складу і легких вантажів. Вертольоти РЕБ вирі-
шують завдання радіорозвідки, пеленгування і радіоелектронного подавлення наземних радіоелектронних засобів.
2.3.	Безпілотні засоби повітряного нападу
Досвід воєнних конфліктів останнього десятиріччя (Ірак, Югославія, Афганістан) демонструє зміщення центру збройної
боротьби у повітряний простір, де фактично забезпечується досягнення мети воєнних дій, у тому числі з інтенсивним використан-
ням безпілотних засобів повітряного нападу (БЗПН). Так, у війні проти Югославії в перші 20 діб частина високоточної зброї в за-
гальній кількості бомб і ракет, які застосовувались, наближалась до 90 - 100%, за підсумком двох перших місяців війни - до 70%.
Особлива роль при веденні наступальних дій у початковому періоді війни належала масованому застосуванню крилатих ракет
повітряного та морського базування по об’єктах та військах сторони, що обороняється.
Класифікація безпілотних засобів повітряного нападу наведена на рис. 2.4.
20
РОЗДІЛ 2, ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
Безпілотні засоби повітряного нападу
За рівнем використання:			
стратегічні	оперативно-тактичні	тактичні (Дп > І 000 км)	250 км < Дп < 1 000 км		Дп < 250 км				
			
За способами запуску:			
запуск з суші	запуск з моря	запуск з повітря	запуск з космосу
			
За типами завдань, що виконуються:			
розвідувальні	ударні	управління, наведення	РЕБ
За способами наведення:				
інерційного наведення		радіонаведення	оптико-електронного, ла- зерного наведення	тепловізійного наведення
Рис. 2.4. Класифікація безпілотних засобів повітряного нападу
Керовані ракети
Керована ракета - ракета, що має систему керування для стабілізації її польоту та наведення на ціль. Конструкція і точність
наведення керованої ракети залежать від її призначення, типу бойової частини та двигуна, способу наведення на ціль і типу системи
управління.
Крилаті ракети.
Крилата ракета - керована ракета з несучими поверхнями (крилами), що створюють аеродинамічну піднімальну силу під час
польоту в атмосфері (побудована за літаковою схемою).
Крилаті ракети повітряного базування призначені для поразки наземних об’єктів у глибині території противника. Бойові
характеристики основних крилатих ракет повітряного базування наведені втабл. 2.6.
Таблиця 2.6
Крилаті ракети повітряного базування США
Характеристика	А6М-86С (АЬКМ)	А6М-129А	АСМ-130Е	А6М-84Н (8ЕАМ-ЕК)
	Великої дальності		Малої дальності	
Призначення	Наземні цілі	Наземні цілі	Наземні цілі	Наземні цілі
Носій	В-52Н, “Міраж-4”	В-52Н, В-1В, В-2	В-52Н, В-1В, В-2, Р-16, А-6, Р/А-18	В-52Н, В-1В, В-2, Р-16, А-6, Р/А-18
Дальність, км	1 200	3 000	164	200
Точність, м	35	5	5	5
Швидкість, м/с	208-236	-	-	(0,8-0,9) М
Система керування	ІНС+ +ТЕКСОМ	ІНС+ КРНС 6Р8+ +ТЕКСОМ+ +Ш6І8МАК	Тепловізійна ГСН + +ІНС + КРНС ОР8	ІНС+ +ТЕКСОМ+ +ОІ6І8МАК
Бойова частина	450 кг	200 кт	454 кг	320 кг
Крилата ракета АСМ-84Н 8ЬАМ-ЕЯ має: стартову масу 727 кг; довжину 4,37 м; діаметр корпуса 0,34 м; розмах
крила 2,43 м.
Крилата ракета АСМ-130Е: оснащена тепловізійною ГСН та ІНС з корекцією від КРНС КАУ8ТАК (6Р8). Керування
АСМ-130Е у ході польоту може здійснюватися як автономно за допомогою ІНС, що корегується за інформацією від навігаційних
супутників, так і оператором. На кінцевій ділянці траєкторії, як правило, керування бере на себе оператор, який контролює поло-
ження цілі за допомогою телекамери, встановленої на КР. Бойова частина ВШ-109. Стартова маса 1 074 кг.
В рамках програми ЛА88М в США ведуться роботи зі створення нової ракети. Відповідно до вимог ДА88М повинна маги
максимальну дальність стрільби 300 км, оснащуватися автономною системою наведення і забезпечувати поразку як стаціонарних,
так і мобільних наземних цілей. Ракета створюється з використанням технології “Стеле”. Систему наведення, крім ІНС, з корекцією
21
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
за даними КРНС КАУ8ТАК і тепловізійної ГСН, планується оснастити програмно-апаратними засобами автономного
розпізнавання цілей. Точність наведення ракети буде складати близько 2,5 м.
Крилата ракета АСМ-158 розроблена у межах програми ДА88М. Стартова маса 1 050 кг, дальність стрільби 350 км, точність
наведення 3 м, маса БЧ 450 кг. Довжина 4,26 м, висота 0,45 м, ширина 0,55 м, розмах крила 2,7 м.
Крилата ракета “Апаш” (АРАСНЕ) (Франція, розробляється та проходить випробування). Основним призначенням “Апаш”
є поразка бронетанкової техніки і живої сили в місцях зосередження, аеродромів і літаків на них, слабко захищених командних
пунктів, залізничних вузлів, позицій ЗРК, складів та інших об’єктів противника. КР “Апаш”: стартова маса 1 200 - 1 230 кг, маса
бойової частини до 520 кг, максимальна дальність стрільби 140 км; швидкість польоту 0,9М. Геометричні розміри: довжина 5,1 м;
ширина корпуса 0,63 м; висота корпуса 0,48 м; розмах крила 2,85 м.
Крилата ракета 8САЬР створена на базі КР “Апаш”, має подібні компонування і геометричні розміри. Особливостями даної
ракети є застосування технології “Стеле” і більш потужного двигуна з меншою питомою витратою палива і підвищеною тягою.
Максимальна дальність стрільби КР більш 250 км. ЇЇ основним призначенням буде поразка високозахищених малорозмірних цілей
типу командних пунктів і вузлів зв’язку.
Крилаті ракети морського базування призначені д ля поразки наземних об’єктів у глибині противника та надводних кораблів.
Крилаті ракети морського базування “Томахок” знаходяться на озброєнні багатоцільових атомних підводних човнів і деяких
типів надводних кораблів США. Ці ракети можуть нести ядерний або звичайний боєзаряд вагою 450 кг. Існують модифікації з
моноблоковою (ВСМ-109С) і касетною (ВСМ-109О) бойовою частиною. Бойові характеристики крилатих ракет морського
базування ‘Томахок” наведені у табл. 2.7.
Таблиця 2.7
Крилаті ракети морського базування ‘Томахок” США
Характеристика	ВСМ-109А	В6М-109В	ВСМ-109С В1оск2	ВСМ-109С ВІоскЗ	ВСМ-Ю9О
Призначення	Наземні цілі	Проти- корабельна	Наземні захищені цілі	Наземні захищені цілі	Наземні площадні цілі
Прийняття на озброєння	1984 р.	1984 р.	1985 р.	1993 р.	1988 р.
Носій	АПЧ, НК	АПЧ, НК	АПЧ, НК	АПЧ, НК	АПЧ, НК
Дальність, км	2500	550	1300	1850	1500
Точність, м	35	5	10	8	10
Швидкість, м/с	240	240	246	246	246
Висота польоту, м	10-250	5-10	10-250	10-250	10-250
ЕПР, м2	0,1 -0,2	0,1 -0,2	0,1 -0,2	0,1 -0,2	0,1 -0,2
Система керування	ІНС+ ТЕКСОМ	ІНС з актив- ною ГСН	ІНС+ ТЕКСОМ+ ПІ6І8МАС	ІНС+ КРНС 6Р8 + ШСІ8МАС+ кон- троль часу підльоту	ІНС+ ТЕКСОМ+ ПІСІ8МАС
Бойова частина	Ядерна, 200 кт	Проникаюча 450 кг	Фугасна, 450 кг	Фугасна, 450 кг	Касетна, 450 кг
Протирадіолокаційні ракети
Авіаційні протирадіолокаційні ракети розглядаються закордонними військовими спеціалістами як один із основних засобів
поразки радіолокаційних станцій наземного і корабельного базування. Вони знаходяться на озброєнні літаків тактичної авіації та
авіації ВМС практично всіх розвинених держав світу.
Основний спосіб бойового застосування ПРР. За даними літакового приймача виявлення визначається наявність джерел
радіовипромінювання в заданому районі, напрямок на них, їх тип і режим роботи. Ці дані відображаються на дисплеях у кабіні
екіпажа і вводяться в систему наведення ПРР. Пуск ракети може бути здійснений практично одночасно з виявленням об’єкта, що
випромінює, або в будь-який інший момент, навіть якщо джерело випромінювання вийде за межі поля огляду ГСН ПРР.
Другий спосіб застосовується при поразці віддалених цілей. У цьому випадку здійснюється попередній запис параметрів
цілі, що радіовипромінює, у систему наведення ПРР, та її пуск по балістичній траєкторії на максимальну дальність у напрямку
передбаченого перебування цілі. Якщо ракета в процесі польоту виявляє випромінювання цілі, то вона наводиться на неї, у против-
ному випадку відбувається самоліквідація ПРР.
Третій спосіб передбачає застосування ГСН ракети як засобу виявлення об’єктів, що радіовипромінюють. Ці дані передаються
на дисплеї екіпажа і можуть використовуватися для ідентифікації цілей і визначення їх пріоритетності.
Керовані ракети “повітря-повітря”.
Керовані ракети “повітря-повітря” призначені для поразки повітряних цілей в умовах повітряного маневрового бою.
22
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
Такгико-технічні характеристики основних КР “повітря-повітря”:
Керована ракета АІМ-9Х “Сайдвіпдер”: стартова маса 85 кг, максимальна дальність стрільби до 20 км; маса бойової частини
9,4 кг. Геометричні розміри: довжина 2,9 м; діаметр 0,127 м; розмах крила 0,355 м; розмах рулів 0,445 м.
Керована ракета 1Ш8-Т: стартова маса 90 кг, маса бойової частини 10 кг, максимальна дальність стрільби до 25 км; робочий
діапазон довжин хвиль ГСН 3-5 мкм. Геометричні розміри: довжина 3,0 м; діаметр 0,127 м; розмах крила 036 м.
Керована ракета РЕгІІ: маса: стартова 220 кг, бойової частини 30 кг, максимальна дальність стрільби 22 км; мінімальна
дальність стрільби 0,5 км; діапазон висот цілей 0,03 - 21 км; перевантаження до 20 одиниць; максимальна швидкість польоту 2,4М;
максимальний промах 8 м. Геометричні розміри: довжина 3,7 м; діаметр 0,203 м.
Керована ракета “А-Дартер”: стартова маса 89 кг, максимальна дальність стрільби до 20 км; силова установка—однорежим-
ний РДДТ; тип рульових приводів електричний. Геометричні розміри: довжина 3,0 м; діаметр 0,166 м; розмах оперення 0,488 м.
Керована ракета ХААМ-5: стартова маса 100 кг, максимальна дальність стрільби до 20 км; середня швидкість польоту 4М.
Геометричні розміри: довжина 3,0 м; діаметр 0,15 м.
Нова КР ВУКААМ великої дальності призначена для поразки повітряних цілей, що знаходяться за межами візуальної
видимості. Відповідно до вимог вона повинна бути всеракурсною, мати стартову масу 160-185 кг, максимальну дальність стрільби
близько 150 км, характеризуватися високою середньою швидкістю польоту, підвищеною маневреністю і завадозахищеністю
системи наведення, маги можливість наведення на джерело завад.
Нова КР “Метеор” (розрахункові дані): максимальна дальність стрільби 150 км; маса: стартова 165 кг, бойової частини близько
25 кг, швидкість: польоту 4,5М; необхідна для пуску РПД 1,8М; припустимий діапазон перевантажень цілі до 11 одиниць.
Геометричні розміри: довжина 3,65 м; діаметр корпуса 0,18 м; розмах крила 0,4 м; розмах оперення 0,63 м.
На основі КР АІМ-120С-8 ЕКААМ передбачається побудувати дослідний зразок ракети ГМКААМ. Планер намічено
виконати за безкрилою аеродинамічною схемою й оснастити хвостовим оперенням, призначеним для керування і стабілізації КР у
польоті. У складі силової установки буде використовувались ППРД на рідкому паливі, застосування якого має ряд переваг, зокрема
можливість більш простої технічної реалізації автоматичного регулювання двигуна в гпежності від параметрів польоту ракети і
невисокої помітності продуктів горіння в оптичному діапазоні довжин хвиль. Заявлені такгико-технічні характеристики КР
ЕМКААМ практично збігаються з ТГХ КР “Метеор”.
Керовані ракети “повітря - корабель".
Керовані ракети “повітря - корабель” призначені для поразки надводних цілей.
Такгико-технічні характеристики основних протирадіолокаційних ракет, керованих ракет “повітря -повітря” і керованих ракет
‘тіовітря - корабель” наведені в табл. 2.8.
ТТХ керованих ракет
Таблиця 2.8
Найменування	Стартова маса, кг	Максимальна дальність стрільби, км	Тип бойової частини		Система наве- дення	Літаки-носії
Пі			ютирадіолокаційні КР			
АОМ-45 “Шрайк”	177	50	ОФ		Пасивна РЛ	Г-4, А-6Е, А-7И, “Торнадо”, Г-16
АОМ-78 “Стандарт”	630	80	ОФ		Пасивна РЛ	Г-4, А-6Е, А-7О, Р-16
АОМ-88 НАКМ	354	80	ОФ		Пасивна РЛ	Г-117А, Г-4, А-7О, ЕА-6В
А8-37 “Мартель”	530	60	Осколочна		Пасивна РЛ	“Міраж”
КР класу “повітря - повітря”						
АІМ-9 “Сайдвіндер”	75-86	11-18	ОФ або стри- жнева	Напівактивна РЛ або ІЧ		Г-4, Г-5А, Р-16, Г-22, Г/А-18, “Торнадо”, “Міраж”, “Харіер”, А- 6Е, А-7И, АУ-8В
АІМ-4 “Фалкон”	56-70	близько 10	ОФ	Напівактивна РЛ або ІЧ		Г-4
АІМ-7 “Спарроу”	205- 230	25-40	Стрижнева	Напівактивна РЛ		Г-4, Г-16, Г/А-18, “Торнадо”, “Міраж”, “Харіер”,АУ-8В
АІМ-120	149	100	ОФ	Комбінована		Г-22, Г-15, Г-16, Г/А-18
“Матра” К..530	230	36	ОФ	Напівактивна РЛ		“Міраж”
“Мажик” К.550	88	8	ОФ	ІЧ			“Міраж”
	Протикорабельні КР класу “повітря — корабель”							
А8-34 “Корморан”	600	37	Кумулятивна	Комбінована		“Торнадо”
АОМ-84 “Гарпун”	520	120	Фугасна	Комбінована		А-6Е, А-7И, Г/А-18
23
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
Системи наведення керованих ракет.
Можливість застосування КР по цілях різного характеру і типу обумовлено перш за все різноманіттям систем наведення (СН),
до яких відносяться командні, телевізійні, лазерні, радіолокаційні, інерційні, комбіновані та інші СН.
Командна СН. Наведення КР здійснюється на лінії візирування “літальний апарат - ціль” за допомогою різноманітних засобів:
оптичних, радіолокаційних, лазерних та інших. Льотчик повинен виявити ціль і після виконання умов стрільби провести пуск
ракети, а потім утримувати її на лінії* візирування.
Телевізійна СН. Льотчик спочатку виявляє ціль, за допомогою телевізійної камери ГСН, зображення з якої передається на
індикатор, що розміщений у кабіні літака-носія. Після вибору та впевненого захоплення цілі і переходу ГСН на режим її супровод-
ження льотчик проводить пуск ракети, далі вона наводиться на ціль автоматично.
Лазерна СН. Система, як правило, працює в інфрачервоному (ІЧ) спектрі (довжина хвилі 1,06 мкм). Підсвічування цілі
лазерним променем може проводитися з літака-носія, іншого літального апарату або передовим авіаційним навідником з землі.
Після входу літака у район цілі та її виявлення льотчик-операгор вмикає лазерний цілепокажчик і при виконанні умов стрільби
проводить пуск ракети. Літак проводить протиракетне маневрування, а лазерний промінь продовжує безперервно супровод-
жувати і опромінювати ціль. ГСН приймає відбите лазерне випромінювання і визначає напрям на ціль, при цьому вимірюється
помилка між лінією прицілювання і напрямком польоту КР, пропорційно якій виробляються сигнали управління.
Радіолокаційна СН. Використовується у ракетах, призначених для знищення радіолокаційно контрастних цілей. Активна
радіолокаційна ГСН складається з антени з механічним пристроєм сканування, приймача і блоку обробки сигналів.
Інерційна СН. Головним елементом ІСН є блок вимірювання, за допомогою якого визначаються поточні значення прискорен-
ня КР за осями координат та кути повороту ракети відносно інерційної системи координат. Ця інформація надходить на обчислю-
вач, де визначаються поточні значення швидкості польоту, координати КР, кути крену, а також виробляються сигнали керування
траєкторією польоту у відповідності з програмою, що закладена Інерційні СН в силу своєї невисокої точності застосовуються для
забезпечення виведення ракет або бомб у район цілі, а далі починають працювати інші СН.
Телевізійно-командна СН. Для наведення КР використовується двохканальна апаратура зв’язку і наведення, що має
відеоканал, по якому з борту ракети передається телевізійне зображення цілі, і командний канал, що забезпечує передачу команд
наведення на кінцевій ділянці траєкторії*. Точність наведення складає біля 10 м.
Лазерно-командна СН. Містить підвісну лазерну станцію наведення і керування. У процесї наведення лазерний промінь
станції’, що швидко сканує, дозволяє визначити поточне положення цілі, а також передавати на КР кодованікОмаццикорегу вання її
траєкторії* польоту, які відпрацьовуються імпульсними ракетними двигунами.
Радіолокаційна командна СН. Використовується бортовий радіовисотомір, який дозволяє утримувати визначену висоту
польоту ракети, а РЛС, за допомогою якої проводиться пошук та супроводження цілі, забезпечує наведення КР по азимуту.
Автономна СН. Проводить автоматичний пошук, виявлення, розпізнавання цілі і наведення на неї ракети. У блок пам’яті КР
вносяться еталонні радіолокаційні зображення (сигнатури) типових цілей (танків, БТР і т.ін.) на типових для різних ТВД рельєфах
місцевості у різноманітних природно-кліматичних умовах. Після пуску ракети поточне зображення району місцевості з розташова-
ними на ньому цілями, яке отримується за допомогою радіолокаційної ГСН, порівнюється (корелюється) мікропроцесором з
еталонними сигнатурами типових цілей. У результаті цього проводиться розпізнавання і вибір цілі для поразки, а також вироблення
команд керування д ля автоматичного наведення ракети.
Протирадіолокаційна СН. Протирадіолокаційна ГСН представляє собою приймач випромінювання від РЛС. Це забезпечує
виявлення джерел радіовипромінювання у типових діапазонах хвиль.
Тепловізійна СН. Працює за принципом пасивної радіолокації, тобто приймання притаманного цілі теплового випроміню-
вання в ІЧ діапазоні.
Кореляційна СН. Базується на порівнянні зображення цілі або району, яке отримано заздалегідь, з поточним зображенням, що
фіксується бортовою апаратурою наведення зброї. Порівнюються або два зображення цілком, або тільки характерні ознаки цілі.
В результаті виявляється сигнал помилки (розбігу), що усувається шляхом корегування траєкторії польоту КР до моменту збігу
обох зображень.
Електронно-оптична кореляційна СН. Використовує еталонні зображення районів, що розташовані поблизу об’єкта. В
момент корегування на еталрнне зображення накладається оптичне зображення районів корегування або об’єкта. Команди для
корегування траєкторії* виробляються таким чином, щоб обидва зображення повністю збіглися. Отримані зображення можуть
попередньо перетворюватися у цифрову форму.
Система наведення з коригуванням за даними космічної радіонавігаційної системи. Наведення здійснюється методом
порівняння записаних у бортову апаратуру КР координат цілі з поточними координатами КР. Останні розраховуються безперервно
шляхом обробки сигналів, що випромінюють передавачі радіонавігаційної системи.
Комбінована СН. На різних етапах польоту КР до цілі використовується одна із перелічених вище систем наведення.
Бойові частини крилатих ракет.
Як бойові частини (БЧ) крилатих ракет можуть використовуватися:
осколочно-фугасні бомби - для поразки відкритих, неброньованих або слабко броньованих цілей як осколками, так і фугасною
дією (радіолокаційні станції та зенітні ракетні комплекси);
касетні осколочні бомби - для нанесення ударів по відкритих неброньованих або слабко броньованих цілях (жива сила, ракети
на відкритих позиціях, літаки поза сховищ, автотранспорт);
касетні напівбронебійні бомби - для поразки броньованих цілей або об‘єктів, що мають міцний бетонний або залізобетонний
захист (літаки у сховищах);
24
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
касетні бетонобійні (проникаючі) бомби для виводу з ладу укріплених (заглиблених) пунктів управління та шахтних пускових
установок балістичних ракет;
касетні бомби - для поразки живої сили та техніки.
Існуючі і перспективні проникаючі бойові частини КРПБ і КРМБ США наведені у табл. 2.9.
Таблиця 2.9
Бойові частини КРПБ і КРМБ США
Тип БЧ	Маса, кг	Пробивність бетону	Принцип дії	Засіб доставки	Статус
АЬР-З(М)	900	понад 4 м	Кінетичний	КРПБ САЬСМ Віоск 2	на озброєнні
ВК.ОАСН	450	3 м	Кумулятивний тандем ного типу	КРПБ САЬСМ Віоск 2, КРМБ Тактичний Томахок	2003 р. 2003 р.
№ОИ-36В	318	0,7 - 1 м (оцінки)	Кумулятивний	КРПБ САЬСМ Віоск 2, КРМБ Тактичний Томахок	на озброєнні 2003 р.
Керовані авіаційні бомби
Керовані авіаційні бомби призначені для поразки укріплених заглиблених об’єктів. Рубежі можливих прицільних скидань КАБ
з великих висот при характерному для них режимі планерування складають 60 - 70 км. Найбільшу точність мають КАБ з лазерним
наведенням, а також КАБ з корекцією на кінцевій ділянці траєкторії (до 3 м). Але, в міру удосконалювання головок самонаведення і
застосування більш продуктивної обчислювальної техніки в системах цілевказання, у перспективі можливо досягнення ще більшої
точності. Очевидно, для цього буде потрібно виконувати корекцію боєголовки на кінцевій ділянці траєкторії.
Основні такгико-технічні характеристики КАБ США наведені в табл. 2.10.
Таблиця 2.10
Керовані авіаційні бомби США
Тип	Маса бойової частини, кг	Дальність, км	Точність, м
Керовані авіаційні бомби			
СВІТ 10	900 (Мк-84, ВЬП-109)	15	3
СВЬІ-12	230 (Мк-82)	15	3
СВП-24/27	900 (Мк-84, ВЬП-109)	понад 20	3
СВП-28	2 300	понад 9	3
ЛЗАМ	900,450 (Мк-84, Мк-83, ВЬП-109)	15	1-3
ЛЗАМ-РІР	900	15	3
САМ	2 300	понад 9	1-3
ХУСМЛ	900 (СВЬІ-87, СВИ-89, СВЬІ-97)	13	зо
КАБ, що планерують			
СВП-15	900 (Мк-84, ВЬП-109)	до 50	3
ХУаІІеуе	190,430	до 65	5
А6М-142	350	до 80	до 4
І8О5У (А6М-154)	450	до 75	3
ВазеІіпе/ВЬЬІ-108	450	до 75	до 5
Існуючі і перспективні проникаючі боєприпаси КАБ США наведені у табл. 2.11.
Таблиця 2.11
Проникаючі боєприпаси КАБ США
Тип боєприпасів	Маса, КГ	Пробивність бетону	Принцип дії	Засіб доставки	Статус
ВЬП-109	900	1,5 м (оцінки)	Кінетичний + фугасний	КАБ СВП-10, СВП-15, СВП-24/27, ЛЗАМ	На озброєнні
БЧ СВУ-37	2 000	понад 6 м	Кумулятивний	КАБ СВП-28/37, САМ	На озброєнні
25
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
Закінчення табл.. 2.11
Тип боєприпасів	Маса, кг	Пробивність бетону	Принцип дії	Засіб доставки	Статус
ВІЛМ16В (АУР)	750	більше у 2 рази ВИ}-109	Кумулятивний, кіне- тичний	КАБСЕЮ-10, ОВІІ-15, ОВІІ-24/27, ЮАМ	На озброєнні
ВКОАСН	450	—	Кумулятивний	КАБ 7207/	2003 р.
Безпілотні літальні апарати
Одним з перспективних напрямків в області створення засобів інформаційного забезпечення для досягнення інформаційної
переваги над противником, а також гарантованої високоточної поразки найбільш важливих елементів його оборони є концепція
створення і використання безпілотних літальних апаратів.
Класифікація безпілотних літальних апаратів наведена на рис. 2.5.
Безпілотні літальні апарати
За
	тактичні		операти вно-такти ч н і		оперативно-стратегічні	
				1			—1			1	 -1	
ближньої дії (до 80 км)
малої дальності (до 300 км)
середньої дії (до 700 км)
великої тривалості польоту
(до 700 км у режимі бара-
жування)
За органами управління, в інтересах яких використовуються:
батальйон,
бригада
дивізія,
армійський корпус
оперативне управління СВ
на ТВД
оперативне управління
збройних сил на ТВД
З а характером завдань, що виконують:
розвідники
РЕБ
бойові (ударні)
За вагою:
малорозмірні	
мікро	міні
до 5 кг	200 - 1 000 кг
середньорозмірні
1 000 - 2 000 кг
великорозмірні
понад 2 000 кг
За тривалістю польоту:
малої тривалості
1 < 6 годин
середньої тривалості
6 < 1 < 12 годин
великої тривалості
1 > 12 годин
За висотою польоту:
маловисотні
Н < 1 км
середньовисотні
висотні 4 < Н < 12 км		стратосферні Н> 12 км
За типом літального апарата:
за літаковою аеродинамічною схемою
за гелікоптерною аеродинамічною схемою
вільно літаючі	прив’язні
За базуванням:
наземного базування
морського базування
За кратністю застосування:
одноразові
багаторазові
Рис. 2.5. Класифікація БПЛА
26
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
На теперішній час БПЛА одержали широке застосування в арміях багатьох держав і використовуються для рішення
найрізноманітніших завдань. Вони вважаються ефективними засобами розвідки, радіоелектронної боротьби, вогневого подавлення
і т.ін., а також забезпечують безпосередню доставку корисного вантажу на відстані до 5 000 км. При цьому, вони можуть тривалий
час (до 40 годин, а за прогностичними оцінками - до кількох місяців) знаходитись в повітрі з управлінням їх діями в реальному
масштабі часу.
Під БПЛА розуміється літальний апарат, виконаний за літаковою або вертолітною аеродинамічною схемою, призначений для
рішення розвідувальних, развіду вально-ударних та інших завдань, керований дистанційно або виконуючий політ за програмою.
Малі габарити, сучасний рівень технології виробництва (застосування в конструкціях пластмас, скловолокна, пінопласту,
картону та ін.) дозволяє досягти значення ЕПР 0,005 - 0,1 м2. Застосування малопотужних економічних двигунів робить їх політ
практично безшумним. А головне, вони набагато дешевші у порівнянні з пілотованою авіацією.
Поряд з перевагами БПЛА мають і ряд істотних недоліків: нездатність ухилятися від вогню наземних засобів ППО і винишу-
вачів-перехоплювачів; висока чутливість до помилок інерційних навігаційних систем; складність здійснення повернення і посадки.
Для пошуку наземних цілей бойові БПЛА планується оснастити РЛС із синтезуванням апертури антени, що буде використо-
вуватись також для визначення місця розташування наземних радіолокаційних засобів ППО. Застосування таких РЛС, на думку
експертів, забезпечить їм високу ефективність при поразці зенітних ракетних систем незалежно від режиму роботи їх станцій.
В якості силової установки бойового БПЛА передбачається використовувати двигун легкого пасажирського літака. За роз-
рахунками спеціалістів такий БПЛА буде мати масу близько 4 тонн і зможе нести, як мінімум, вісім 100 кг керованих авіаційних
бомб, що корегуються за допомогою космічної радіонавігаційної системи КАУБТАК. Очікується, що при його розробці будуть
широко використовуватися композитні матеріали. Довжина розроблювального БПЛА близько 8 м, розмах крила- 10,3 м, висота -
2 м. Відповідно до розрахунків, радіус дії бойових БПЛА буде складати 1 000 - 2 000 км при корисному навантаженні 500 - 1 500
кг. При цьому обидва ці показники будуть залежати від часу його перебування в зоні чергування, який може скласти від однієї до
кількох годин.
Відповідно до існуючих проектів бойовий БПЛА буде мати два відсіки озброєння ліворуч і праворуч від силової установки.
Передбачається також застосовувати КАБ з корегуванням від КРНС КАУБТАК, оснащених осколочно-фугасною бойовою части-
ною, заряд якої буде спроможний вивести з ладу антенну систему наземної РЛС, пункт управління або мобільну пускову установку
зенітних керованих ракет.
Крім того, фахівці не виключають можливість оснащення бойових БПЛА керованими ракетами великої дальності, а також
гіперзвуковими керованими ракетами. В даний час фахівці мають намір включити до складу озброєння цих літальних апаратів
тільки протирадіолокаційні ракети АСМ-88 НАКМ.
Для підвищення тривалості польоту БПЛА ведуться розробки економічних двигунів з великою питомою потужністю (тягою) і
використанням нових видів палива з більш високою енергоємністю. У США досліджуються питання з використання на БПЛА в
якості силової установки електричних двигунів з живленням від бортових акумуляторів і сонячних батарей. До 2005 року можливе
прийняття на озброєння практично безшумних апаратів з тривалістю польоту до декількох місяців, за рахунок використання
сонячних батарей.
Характеристики основних БПЛА іноземних держав наведені у табл. 2.12.
Таблиця 2.12
Безпілотні літальні апарати
Найменування БПЛА, країна	Мзл, КГ	Мкн, кг	V, км/год	Н,м	Т 1 пол, год	Додаткові дані
“Пчела-ІТ”, Росія	140				1	ТВ. Тактичний радіус 50 км. Входить до складу комплексу “Стрела-П”. Комплекс складається: одна пускова установка на базі гусеничного само- хода, одна технологічна машина КАМАЗ, одна машина ГАЗ-66. Гарантійний термін експлуатації 7,5 років
“Марвел”, Франція-США	146	23	280	4 500	3-4	Розроблений США і Францією для ВМС на базі БПЛА ”8СОКРІОМ“. Зліт - з рейкових направля- ючих на колісному шасі, посадка - на колісне шасі
Х-45А, США	7 000	1 350	1 000	12 000	3,5	РЛС з ФАР, активний ЛД, ІЧ, РЕР. Радіус дії 1 850 км. Бойовий, багаторазового використання
БЬ-327 “Сентинел”, Канада	350	100	160	5 500	4	ТВ, ІЧ, ЛД, АПД, РлСА, РЛР. Тактичного при- значення, радіус дії 200 км, вертикального зльоту і посадки, розроблений за програмою УЬАК. Входить у систему ШТАБ. Довжина фюзеляжу 6,4 м. Розмах крила 2,8 м
“Фенікс”, Великобританія	160- 175	45- 56	130-170	12 750	5-6	ІЧ. БПЛА тактичного рівня. На озброєнні - на зміну “БЬ-89”. Зліт - за допомогою катапульти, посадка - парашут. Довжина фюзеляжу 3,4 м. Розмах крила 4,2 м
К4Е-50 “Скай Ай”, США	ЗЦ)	100	220	6 000	10	Довжина фюзеляжу 3,6 м. Розмах крила 6,0 м
27
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
Закінчення табл.. 2.12
Найменування БПЛА, країна	Мзл, кг	Мк„, кг	V, км/год	Н,м	ї*пол, ГОД	Додаткові дані
“Хантер”, США	91	—	240	5 180	3-7	Розробляється як варіант маневреного єдиного тактичного БПЛА. Запуск - за допомогою катапуль- ти, посадка - на парашутне крило
“Дак Стар”, США	3 900	454	556	15 240	< 12	РЛР, ОЕ, ІЧ. Висотний, малопомітний для розвідки особливо важливих цілей у будь-яких умовах і будь-який час доби. Радіус дії до 1 000 км, виготов- лений з графітового композиційного матеріалу для зменшення ваги. Малопомітність за рахунок по- криття і конструкції за технологією “Стеле” з ма- лою ЕПР. Веде розвідку на території площею 48 000 км кв
“Фокс” АТ-1, АТ-2, Т8, ТХ, Франція	115 90 140 120	25 25 25 25	180 180 180 ПО	4 250 4 000 4 000 3 500	3- 5 1 - 4 4- 5 5	ТВ, ІЧ, РЕБ. Використовувався в 1993-1994 р.р. Керування АТ-1 - програмне, АТ-2 - дистанційне. Запуск за допомогою катапульти, посадка - пара- шут або посадкові лижі. Т8 і ТХ надходять на озброєння з 1995 р. БПЛА типу “Гох” продано в інші країни біля 400 одиниць
“Предатор”, США Варіант: “Предатор ХР” Варіант: “Предатор В”	1 020 3 000	200 400	220 400	4 500- 10 000 16 000	16 зо	Середньовисотний БПЛА для детальної розвідки невеличких ділянок місцевості. Висота бойового використання 1 500 - 4 500 м. Система складається: 3 БПЛА, системи керування та апаратури зв’язку. Для транспортування системи повітрям необхідно 5 С-130 або 2 С-141. Для приведення в готовність необхідно 6 годин після доставки на місце операти- вного призначення. Бойовий радіус дії 6 000 км
Кр-4 «Глоубал Хоук», США	9 000 11 000	900 1 000	648	21 300	24-42	ТВ, РЛР, ОЕ, РТР, ІЧ, РЕБ. Висотний БПЛА. Бойо- вий радіус дії до 8 000 км. На борту має 3-4 хибні цілі. Веде розвідку району площею 140 000 км2
2.4.	Розвідувально-ударні комплекси
Розвідувально-ударний комплекс - організаційне і технічне об’єднання засобів розвідки, цілевказання, наведення і ураження,
що дозволяють комплексно вирішувати завдання вибору і оперативного ураження цілей.
Розвідувально-ударні комплекси (РУК) призначені для нанесення масованих ударів (з одночасним ураженням великої кількості
цілей) в глибині розташування військ противника в інтересах з’єднання, об’єднання та командування на ТВД без введення на його
територію військ або проникнення пілотованих літаків в його повітряний простір.
Елементи РУК: засоби розвідки (радіолокаційні, радіо- і радіотехнічні, лазерні, телевізійні, оптико-електронні та ін.); засоби
обробки інформації і управління (ЕОМ, апаратура передачі даних, засоби відображення і зв’язку); засоби навігації; засоби ураження
(керована зброя та зброя і боєприпаси, що наводяться самі).
Комплексна система розвідки наземних цілей і управління зброєю на ТВД ПЛСС призначена для розвідки і вогневого
ураження засобів противника, що випромінюють, в масштабі ТВД.
РУК ПЛСС забезпечує розвідку РЕЗ і наведення на них зброї на території противника по фронту і на глибину до 500 км.
Система ПЛСС вирішує дві групи завдань. Перша пов’язана з веденням радіо- і радіотехнічної розвідки працюючих РЕЗ і призна-
чена для виявлення, розпізнавання, класифікації, визначення місцезнаходження комплексів ППО, вузлів зв’язку та інших наземних
об’єктів противника на площі 200 ... 300 тис. км2. Друга група пов’язана з управління зброєю і здійснює автоматичне радіокоманд-
не наведення на виявлені цілі літаків тактичної авіації і керованої зброї класів “поверхня-поверхня” і “повітря -поверхня”.
До складу РУК ПЛСС можуть входити: 10 літаків розвідки і ретрансляції; наземний пункт обробки даних і управління; наземна
навігаційна мережа; 100 комплектів бортового обладнання для ударних літаків і 500 комплектів - для керованої зброї; 10 підвісних
контейнерів ретрансляції команд наведення.
Під час бойового застосування РУК ПЛСС на чергуванні у повітрі на великій висоті знаходяться одночасно три літаки розвідки
і ретрансляції. Кожному з них визначається зона патрулювання протяжністю по фронту 150... 250 км. Ці літаки здійснюють пере-
хоплення випромінювання РЕЗ противника і передають отриману інформацію на наземний центр. Наземний центр на підставі цієї
інформації здійснює розпізнавання типів РЕЗ противника і розраховує їх місцезнаходження. Визначення місцезнаходження РЕЗ
базується на різнично-дальномірному методі розрахунку координат джерел, що випромінюють. У якості опорних пунктів, по
відношенню до яких визначається різниця часу приймання випромінювання, використовуються три чергових літаки розвідки,
координати яких при цьому точно фіксуються за допомогою прив’язки до опорної наземної радіонавігаційної мережі або за
допомогою космічної радіонавігаційної системи ^УБТАК Ураження виявлених об’єктів здійснюється тактичною авіацією або за
допомогою керованої зброї (КР, КАБ).
28
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
Оперативно-тактичний розвідувально-ударний комплекс “Джисак” призначений для нанесення ударів по броньованих
об’єктах, по резервах танкових і механізованих частин і з’єднань в оперативно-тактичній глибині, а також може використовуватися
для ураження позицій ракетних військ і засобів ППО, комунікацій, центрів управління й інших об’єктів, що виявлені різноманітни-
ми засобами розвідки.
До складу комплексу входять: літак розвідки і ретрансляції з багатофункціональною РЛС виявлення; центр збору та обробки
тактичної розвідувальної інформації; система розподілу тактичної інформації; тактична ракетна система.
Під час бойового застосування РУК “Джисак” літак розвідки з РЛС на борту патрулює за замкненим маршрутом протяжністю
до 150 км в 50... 90 км від зони бойових дій і здійснює оперативний огляд місцевості площиною 150 х 110 км2 для розвідки стаціо-
нарних об’єктів, а також селекцію рухомих цілей на площині близько 85 000 км2. Результати розвідки виводяться на індикатори
операторів літака, за допомогою яких здійснюється супроводження цілей, що вибрані, з визначенням їх курсу руху, швидкості,
азимуту і географічних координат, а також напівавтоматичне наведення на ціль тактичних винищувачів і автоматичне - керованих
ракет. Після пуску ракети за допомогою РЛС літака здійснюється корегування траєкторії польоту ракети і при виході ракети у
район цілі подається команда на визначений варіант розведення її бойової частини.
2.5.	Системи дальнього радіолокаційного виявлення і управління
Завдання системи дальнього радіолокаційного виявлення і у правління: контроль повітряної обстановки над заданою
територією на значній відстані від району бойових дій; виявлення і супроводження великої кількості літаків, які діють на малій
висоті і прикриті завадами; визначення державної належності цивільних і військових літаків, які оснащені системами розпізнавання;
передача у реальному масштабі часу даних про повітряну обстановку на наземні центри управління активними засобами ППО;
управління ударними літаками і винишувачами-перехоплювачами, що виконують завдання ППО, на дальності, яка значно
перевищує дальність дії наземних систем управління.
Система ДРЛВ і У АВАКС призначена для розвідки повітряного противника і оповіщення про нього системи ППО, для
управління силами і засобами ППО і тактичною авіацією на ТВД.
Основою системи АВАКС є літаки Е-ЗА “Сентрі”. В процесі бойового застосування літаки Е-3 А патрулюють над своєю тери-
торією за замкненим маршрутом протяжністю (по фронту) 200 ... 250 км з інтервалами між ними (по фронту) до 650 ... 800 км.
Тривалість патрулювання на відстані 1 100 км від бази - 8 годин (без додаткової заправки) і 24 години (з додатковою заправкою у
повітрі). Відстань зони патрулювання від району ведення бойових дій у залежності від можливостей системи ППО і засобів РЕП
противника складає 60... 200 км.
РЛС літака Е-ЗА “Сентрі” забезпечує виявлення стратегічних бомбардувальників на дальності до 650 км, винищувачів - 400 км.
Центральна ЕОМ літака керує РЛС і дозволяє одночасно супроводжувати до 300... 400 цілей і автоматично наводити до 50
винищувачів.
Система ДРЛВ і У АТО8 призначена для розвідки повітряного противника і оповіщення про нього з’єднань ВМС, для управ-
ління засобами ППО авіанесучих кораблів і палубною авіацією при нанесенні ударів по кораблях, важливих берегових об’єктах і
авіаційної підтримки при висадці десантів.
Основу системи АТО8 складають літаки Е-2С “Хокай”. Апаратура, що встановлена на літаку, забезпечує виявлення цілей на
дальностях до 450 км (патрулювання на великих і середніх висотах) і до 370 км (на малих). Крилаті ракети можуть виявлятися на
дальності до 100 км, а кораблі - до 360 км. У зоні патрулювання (протяжністю 200 ... 400 км) літак Е-2С “Хокай” спроможний
діяти без додаткової заправки у повітрі до 6 годин. Кількість винищувачів, що одночасно наводяться на цілі, до 30.
Система ДРЛВ і У НИМВАКС призначена для раннього виявлення в умовах завад від земної та водної поверхонь літаків,
крилатих ракет і надводних кораблів, передачі даних про них на наземні пункти управління і наведення та для управління діями
винищувачів.
Основу системи НИМВАКС складають літаки “Німрод” АЕ\У Мк.З. Апаратура, що встановлена на літаку, забезпечує вияв-
лення бомбардувальників на дальності до 600 км, винищувачів до 320 км. Крилаті ракети та кораблі можуть виявлятися на дальнос-
ті до 100 км. У зоні патрулювання (протяжністю 200 ... 400 км) літак “Німрод” АЕ\¥ Мк.З спроможний діяти без додаткової
заправки у повітрі до 10 годин. Кількість винищувачів, що одночасно наводяться на цілі, до 30.
Об’єднана система радіолокаційного спостереження і цціевказання Джистарс (Лоіїй 8ТАК5) (система СВ і ВПС) призна-
чена для забезпечення інформацією про наземну обстановку за лінією фронту у режимі реального часу, для цілевказання і управ-
ління ударними засобами, а також для інформаційної підтримки при прийнятті рішення на бойові дії (операцію).
Склад системи: літак ВПС Е8 (модифікований пасажирський “Боінг 707”); наземні модулі, що використовуються команду-
ванням СВ; система обміну даними.
Основні режими роботи: оглядовий; секторний селекції рухомих цілей; відображення стаціонарних цілей (РЛС бокового
огляду з синтезованою апертурою); розпізнавання цілей.
Літак Е8, який знаходиться над розташуванням своїх військ, (тривалість бойового чергування 10 годин, з додатковою заправ-
кою-20 годин) може здійснювати огляд території противника на оперативну глибину, виявляти і супроводжувати рухомі і стаціо-
нарні наземні цілі, а також формувати близьку до фотографічної карту місцевості на глибину близько 150 - 200 км від переднього
краю. Закритими лініями зв’язку, у тому числі й супутниковими, інформація про наземну обстановку на території противника пере-
дається на наземні командні модулі СВ на ТВД пункти управління ВПС, або центри воєнного аналізу, що знаходяться на відстані
тисячі кілометрів від місця конфлікту.
На борту літака Е8 обладнано 18 автоматизованих робочих місць. Одне - навігації і управління борговим комплексом і
17-уніфіковані. З них проводиться: планування маршруту; контроль формування і відображення картографічного і гіпсографічно-
го зображення району розвідки; управління радаром; виявлення і аналіз загрози; цілерозподіл; розрахунки з наведення ударних
засобів, обчислення координат передавачів завад та ін.
29
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
Для ведення цілодобового спостереження з однієї зони чергування в повітрі необхідно чотири літаки.
Існують два варіанти наземних модулів: середній на базі двох стандартних 5-ти тонних вантажівок і легкий на базі двох багато-
цільових автомобілів.
Основні недоліки системи на цей час: не розрахована для роботи у гірській місцевості і ведення розвідки бронетанкової техніки
у населених пунктах та у лісі; відсутні відпрацьовані алгоритми взаємодії з іншими розвідувальними системами.
Основні тактико-технічні характеристики літаків ДРЛВ і У наведені у табл. 2.13.
Літаки дальнього радіолокаційного виявлення і управління
Таблиця 2.13
Тип літака	Швидкість у зоні патрулювання, км/год	Висота у зоні патрулювання, м	Дальність польоту, км	Тривалість патрулювання, год	Обладнання
Е-ЗА ”Сентрі”	600 - 800	8 000 - 9 000	8 400- 10 000	до 8	РЛС А1Ч/АРУ-2, ЕОМ,	комплект АМ/АКС-192 з 14 УКХ радіостанцій, об- ладнання відображення,	апаратура А1Ч/ІЖР-33(У)	системи	зв’язку “Джитидс”
Е-2С “Хокай”	350-450	5 000 - 6 000	2 660- 3 100	до 6	РЛС дальнього виявлення А1Ч/АР8-125; антени АМ/АРА-171 і АМ/АРА-172 - гру- па обладнання відображення; станція радіотехнічної розвідки АІЧ/АЬК-59, дві ЕОМ, пристрої зв’язку
“Німрод” АЕ\¥ Мк.З	600	8 000	7 400- 8 000	до 10	РЛС “Магсопі”, ЕОМ із розподільною обробкою даних, апаратура радіотехніч- ної розвідки, підсистема обробки і відо- браження інформації, пристрої зв’язку
2.6. Тенденції розвитку форм та способів збройної боротьби у воєнних конфліктах майбутнього
Виходячи із сучасного досвіду воєнних дій, досягнень науки, розвитку озброєння і військової техніки, можна очікувати зміни
сучасної воєнної стратегії провідних країн світу від орієнтації на масштабні загальновійськові операції на повітряно-космічну
операцію.
Основним змістом повітряно-космічної операції стануть узгоджені за цілями, завданнями, місцем і часом, масовані удари висо-
коточних неядерних засобів стратегічного, оперативного і тактичного рівня, а також застосування зброї, основаної на нових фізич-
них принципах. Операція буде проводитися рішучо з різноманітністю виконуваних завдань і з високою напругою для їх вирішення.
Стратегічна повітряно-космічна наступальна операція достатньо імовірно буде проводитися в два етапи. На першому етапі -
тривалість до 10 - 15 діб будуть завдаватися масовані удари для завоювання переваги у повітрі, знищення у противника засобів
удару у відповідь, найважливіших військових, військово-економічних об’єктів, органів управління державою і збройними силами,
засобів ППО і ПРО та захоплення ініціативи у війні.
На другому етапі - тривалістю 50 - 70 і більше діб масованими ударами високоточними засобами космічного, повітряного і
морського базування, зброєю, основаною на нових фізичних принципах, завершиться розгромом економічного потенціалу против-
ника, його системи управління державою і збройними силами, чим будуть практично досягнуті як воєнні цілі, так і політичні. На
цьому війна може закінчуватися цілком.
При нанесенні ударів високоточні засоби нападу будуть застосовуватися на широкому фронті без зосередження основних
зусиль на якомусь одному напрямку і на всю глибину території країни, яка піддається нападу. Ці дії носитимуть характер одночас-
них масованих ударів великої щільності з усіх напрямків в умовах винятково складної радіоелектронної обстановки, яку буде
утворювати сторона, яка нападає.
Для збільшення щільності ударів сторона, яка нападає, може піти на одночасне застосування великої кількості (тисячі одиниць)
дешевих безпілотних літальних апаратів різноманітного призначення, а також застосування ударних засобів космічного базування.
Тривалість операції буде значною мірою залежати від заздалегідь підготовленої кількості непілотованих високоточних засобів
поразки і зброї, основаної на нових фізичних принципах. Загальне число таких засобів у найбільш економічно розвинутих країнах
на рубежі 2010 р. може досягти від ЗО до 50 тисяч одиниць.
Це будуть головним чином високоточні крилаті ракети повітряного і морського базування, ударні бойові системи космічного
базування, зброя, основана на нових фізичних принципах різноманітного базування, безпілотні літальні апарати та ін. Тільки для
нанесення першого масованого удару може бути залучено до 10 - 20 тисяч одиниць такої зброї.
Поступово новим у воєнному мистецтві стане те, що в збройній боротьбі сторона, яка нападає, для ДІЇ над територією против-
ника буде широко застосовувати безпілотні засоби різноманітного призначення. Роль пілотованої авіації буде зводитися, головним
чином, до доставки до рубежів пуску високоточних засобів поразки та безпілотних засобів. Істотне збільшення кількості пілотова-
ної авіації в майбутньому не відбудеться, але вся вона стане всепогодною і її використання не залежатиме від часу доби. Вона буде
оснащена широким набором засобів РЕБ та вироблятиметься з використанням технологій малопомітності.
Таким чином, аналіз тенденцій розвитку форм та способів збройної боротьби у воєнних конфліктах майбутнього вказує на такі
перспективи у розвитку засобів повітряного нападу: активізація робіт щодо створення ударних та розвідувальних безпілотних
ЗО
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
апаратів; підвищення можливостей бойової авіації за рахунок застосування високоточної керованої зброї нового покоління
(наприклад, керованих авіаційних ракет з гіперзвуковою швидкістю, малорозмірних ударних БПЛА тощо); підвищення точності
навігаційного забезпечення польотів та застосування зброї; створення системи розвідки глобального масштабу з застосуванням
космічних систем розвідки і зв’язку, засобів розвідки на безпілотних літальних апаратах з використанням космічних засобів зв’язку;
застосування БПЛА для постановки завад засобам зв’язку та РЛС; застосування одноразових постановників завад розширення
діапазонів подавленення радіоелектронних засобів противника
2.7. Космічні системи забезпечення бойових дій
Космічні системи розвідки.
Завдання космічних систем розвідки: виявлення даних про збройні сили противника; виявлення об’єктів військово-
економічного потенціалу, державного та воєнного управління і визначення їх координат і характеристик; спостереження за станом
та функціонуванням стратегічних об’єктів; визначення складу, основних ГГХ та районів дислокації РЕЗ противника в інтересах
організації РЕБ; здійснення постійного контролю за режимами функціонування РЕЗ ППО, а також за змінами загальної радіоелект-
ронної обстановки на ТВД; здійснення фотографування території з метою отримання документальної інформації і картографування
в інтересах видів збройних сил; оперативний контроль за результатами дій своїх сил з метою найбільш ефективного наступного
нанесення ударів; виявлення перевезень військ та вантажів; виявлення скупчення військ та резервів.
До космічних систем розвідки відносять супутники оптико-електронної, радіотехнічної, радіолокаційної і метеорологічної роз-
відки.
Супутники оптико-електронної розвідки використовують оптико-електронну апаратуру для реєстрації зображень об’єктів
місцевості та передачі цих даних на Землю по лініях радіозв’язку.
Зображення, сформоване оптичною системою, перетворюється на електричні сигнали за допомогою матриць або лінійок
напівпровідникових фотоприймачів. Електронно-променеві трубки, що використовували раніше для цих цілей (телевізійні зніма-
льні системи) у даний час застосовуються дуже обмежено через порівняно низьке оптичне розрізнення і надійність. Об’єктиви бі-
льшості знімальних камер на ШСЗ виконуються з дзеркальних компонентів, тому що в порівнянні з лінзовими вони мають значно
меншу масу. Націлювання бортової апаратури, призначеної для спостереження, на об’єкти зйомки уздовж траси польоту супутни-
ків здійснюється шляхом їх кутового орієнтування за допомогою бортової апаратури, що сканує, а також, за необхідності, реактив-
них двигунів малої тяги. Отримані відеозображення передаються в цифровій формі по радіоканалу на наземні станції прийому
інформації.
Супутники оптико-електронної розвідки КХ-11 забезпечують можливість регулярного та оперативного спостереження за
територією і стратегічними об’єктами іноземних держав, ведення розвідки морських комунікацій, будівництва і функціонування
важливих державних об’єктів, виявлення пересування військ і передислокації військової техніки, складання карт масштабу
1:25000та 1:30000.
У системі використовується 2 ШСЗ “КХ-11” на сонячно-синхронних орбітах з параметрами: нахил 96,9°, висота перигею
250... 280 км, апогею 500 ... 570 км, період обертання 92 хвилини. Площини їх орбіт рознесені приблизно на 48°, а різниця у часі
перетинання екватора складає близько половини періоду обертання ШСЗ. Таке орбітальне розташування супутників забезпечує
послідовне перекриття смуг огляду двох ШСЗ, що дозволяє здійснити безперервний перегляд усієї територій Євразії протягом
однієї доби. Окремі райони (об’єкти) можуть спостерігатися два рази на добу з різницею в часі близько 3 годин.
Супутники “КХ-11” ведуть оглядову (безперервну) і детальну (кадр за кадром) розвідку. При оглядовій розвідці здійснюється
перегляд заданого району, а при детальній - спостереження за конкретним об’єктом у межах смуги огляду супутника. За одну добу
ШСЗ може спостерігати 30 районів розміром 90 х 120 км2 або 400 об’єктів. Результати спостережень передаються по радіоканалах
(системах супутникового зв’язку) у масштабі часу, близькому до реального.
Ці апарати дають змогу отримувати цифрове зображення наземних об’єктів з максимальною роздільною здатністю під час
оглядової розвідки 0,6 ... 1,5 м, під час детальної - 0,15 ... 0,3 м. Точність визначення координат об’єктів близько 50 м. Основу
боргового обладнання КА такого типу складає довгофокусна оптична система, широкоформатна картографічна камера, а також
апаратура інфрачервоної зйомки. Вона дозволяє отримати зображення та визначити координати наземних об’єктів з високим
ступенем точності. Оперативне отримання зображень споживачами для обробки забезпечується бортовою радіоапаратурою, яка
працює у сантиметровому діапазоні в реальному масштабі часу. Вага ШСЗ на орбіті 13 тонн.
Супутники дистанційного зондування Землі серії 8РОТ оснащені двома фотоапаратами із роздільною здатністю 10 м у
видимому і 20 м в інфрачервоному діапазонах. Така роздільна здатність спецапаралури дозволяє розрізняти багато об’єктів: дороги,
будинки і т. ін., але отримані знімки відповідно до рішення уряду Франції не вважаються розвідувальними. З’явилася можливість
придбання і використання урядами, організаціями і засобами масової інформації фотографій різноманітних ділянок поверхні Землі,
у тому числі секретних військових об’єктів, районів ведення бойових дій і розгортання зброї.
Очікується, що просторове розрізнення у нового супутника 8РОТ-5 досягне 2,5 м. Далі Франція планує запускати КА за
програмою 38, що дозволить підвищити оперативність одержання інформації з космосу і знизити вартість цифрових
знімків місцевості.
Крім того, у Франції є два розвідувальних супутники “Геліос-1 А”, вони були створені на основі технічних рішень, апробованих
на супутниках 8ЮТ. ШСЗ ‘Теліос-1 А” спроможні вести нічне спостереження за військовими об’єктами в ІЧ діапазоні,
що знижує можливості противника по дезінформації і маскуванню.
Для рішення завдань стратегічної розвідки у Франції планується розробити супутник “Геліос-2” - удосконалену версію
Теліос-1 А”. У роботі бере участь Німеччина. Перший супутник цієї серії передбачається вивести на орбіту в 2004 р., а
усього запланований запуск двох таких ШСЗ, що дозволить достатньо оперативно одержувати і передавати на Землю до 70 тис.
знімків на рік.
31
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
Франція і Німеччина активно співробітничають також у розробці ШСЗ радіолокаційної розвідки за програмою 8АК-Еире.
Планується створити угруповання з чотирьох таких супутників (масою по 650 кг), німецька сторона пропонує в рамках
цієї програми розробити і запустити шість подібних ШСЗ (по 500 кг). Для одночасного їх запуску передбачається викори-
стати російсько-українську ракету “Дніпро”.
Супутники ІЧ розвідки. Роботи з одержання зображень місцевості в ІЧ діапазоні оптичного випромінювання ведуться вже
понад 40 років. Американські супутники “Мідас”, оснащені датчиками ІЧ випромінювання для виявлення факелу при запуску
ракети, дозволяли визначати її траєкторію і кінцеву ціль.
Друге покоління ШСЗ ІЧ розвідки складали геостаціонарні супутники, створені за програмою О8Р, на яких був установлений
великий ІЧ-телескоп. Такі ШСЗ призначені для спостереження за запусками балістичних ракет і ядерними вибухами. Інформація,
передана з них, оброблялася разом із даними, одержаними за допомогою апаратури реєстрації нейтронів, рентгенівського і гамма-
випромінення із супутників, що знаходяться на орбітах, і даними від системи фіксування ядерних вибухів.
Останнє покоління супутників з інфрачервоною апаратурою створюється відповідно до концепції космічної системи спостере-
ження в ІЧ-діапазоні 8ВІК8. В систему повинні входити п’ять високоорбітальних стаціонарних супутників, сім блоків приймачів
ІЧ-випромінювання, установлюваних на супутники інших систем, і низьковисотні ШСЗ спостереження за польотом балістичних
ракет. Термін виведення супутників на геостаціонарні орбіти - 2004 р.
Підвищити надійність виявлення об’єктів розвідки дозволяє апаратура, що працює не тільки в інфрачервоному або панхрома-
тичному, але й в інших діапазонах спектра. На раніше розроблених супутниках для дистанційного зондування Землі кількість спек-
тральних каналів не перевищувала десяти. Але з ростом можливостей електроніки кількість використовуваних вузькосмугових
каналів зросла до кількох сотень. Така зйомка одержала найменування гіперспекгральної.
Супутники гіперспекгральної зйомки. Дані, отримані при гіперспектральній зйомці, дозволяють виявляти болота по розбіж-
ностях спектральних відбитків від мокрої і сухої трави. Вони також можуть використовуватися для визначення місцеположення
військової техніки противника.
Гіперспекгральна апаратура ЕТН8І, що має масу близько 10 кг, була розроблена для дослідного супутника Уі^ЬіуЗаі II, (умовне
найменування Зігкігу). ШСЗ, виведений на орбіту висотою 547 км, дозволяє здійснювати зйомку територій площею 20 х 13 км2 в
області спектру від 470 до 1 050 нм із періодичністю 3 доби. Супутник має вузько смуговий канал передачі даних, у зв’язку з чим
потребує значних обчислювальних потужностей і спеціально розробленого процесора для обробки сигналів. Шляхом порівняння
отриманих гіперспектральних зображень із наявними в банку даних супутника цей процесор дозволяє виділяти необхідну інфор-
мацію і передавати її на Землю.
За програмою 8ТР був здійснений запуск супутника масою 600 кг, обладнаного мультиспектральним тепловізором МТІ, із 15
каналами реєстрації зображень ділянок місцевості розміром 12x12 км2. Одне таке зображення одержують при вертикальному
положенні візирної осі МТІ, а інше - при її нахилі на 45 - 55°.
Супутники радіотехнічної розвідки “Феррет-Д” вирішують завдання з визначення характеристик РЛС, розвідки об’єктів та
їх оборони заданими радіотехнічної розвідки, а також викриття системи ППО.
У системі функціонують 2 ... З ШСЗ. Супутник запускається на кругову орбіту висотою 500 км з нахилом 96,5°. Маса
ШСЗ - 80 кг. Діапазон частот, що розвідуються, 50... 18 000 МГц. Частота огляду одним КА району на середніх широтах-до
4 разів на добу. Смуга огляду ШСЗ - 3 000 км для приймання випромінювань і 500 ... 600 км для уточнення координат РЕЗ.
Точність визначення координат РЕЗ 10... 20 км.
Супутники радіолокаційної розвідки дозволяють одержувати інформацію про місцевість і противника вдень і вночі, хоча за
якістю зображень вони дещо поступаються ШСЗ, оснащеним оптичною знімальною апаратурою. Супутники радіолокаційної
розвідки “Радарсат-1” (розрізнення 7 м) має Канада. США має два супутники радіолокаційної розвідки “Лакросс” серії УЕСА,
спроможних розрізняти об’єкти розміром 15 - 60 м. Європейське космічне агентство має у своєму розпорядженні супутник Епуізаі
масою 8 200 кг із радіолокатором, що забезпечує розрізнення на місцевості порядку 30 м.
Супутники радіолокаційної розвідки “Лакросс” з бортовою РЛС сантиметрового діапазону та великогабаритною параболі-
чною антеною знаходяться на низьких навколоземних орбітах (висота 680 км). Маса ШСЗ на орбіті 15 тонн. Максимальна розділь-
на здатність бортової апаратури супутників дає змогу оцінювати результати повітряних ударів, нанесених вночі або в непогоду.
Отримана таким чином інформація може використовуватись для цілевказання при нанесенні бомбових ударів літаками або
крилатими ракетами по різних об’єктах.
Тактико-технічні характеристики основних ШСЗ розвідки наведені в табл. 2.14.
Штучні супутники Землі, які використовуються дтя розвідки
Таблиця 2.14
ТипКА	Вид роз- відки	Кількість КА	Державна належність	Нахил ор- біти, град	Висота, км		Смуга розвідки, км
					апогею	перигею	
Феррет-Д	РТР	4	США	85	822	804	5 600
ССУ 2	РТР	3	США	63	1 273	955	7 000
Лакросс	РЛР	2	США	57	701	681	4 100
8РОТ	ОЕР	3	Франція	98	857	841	970
КХ-11	ОЕР, ІЧР	2	США	97	999	315	3 600
32
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
У США створюється перспективна система космічної розвідки в радіочастотному діапазоні за програмою “Дискавер-2”.
Метою програми є створення менш дорогих космічних апаратів, спроможних одержувати тривимірні радіолокаційні зображення
земної поверхні з розрізненням 0,3 м і робити селекцію цілей, що рухаються. Точність цілевказання повинна бути близько 1,8 м. На
супутниках планується встановити РЛС із синтезуванням апертури антени й електронним скануванням діаграми спрямованості.
Передбачається, що якість оброблюваних на борту зображень буде достатньою для передачі цілевказань безпосередньо на
ударні літаки і крилаті ракети в польоті. Особливістю ШСЗ серії “Дискавер-2” стане спроможність виявляти підземні споруди і
замасковані об’єкти.
Згідно з прогнозами перший серійний супутник повинен бути запущеним наприкінці 2007 р., а до 2010 р. США мають намір
вивести у космос 24 таких ШСЗ, що повинні будуть пролітати над будь-якою точкою Землі кожні 15 хвилин.
Хоча радіолокаційна розвідка є всепогодною, але її якість залежить від стану атмосфери. Наприклад, дощові краплі при-
зводять до розсіювання радіолокаційних сигналів, що погіршує якість зображення. Уточнювати погодні умови в районах прове-
дення супутникової розвідки дозволяють метеорологічні ШСЗ.
Супутники метеорологічної розвідки. Відомості про погодні умови необхідні не тільки для вибору параметрів зйомок
із космосу, але і для всіх систем управління військами. Знімальна апаратура ШСЗ метеорологічної розвідки працює як в
оптичному, так і в радіочастотному діапазоні електромагнітного випромінювання.
Такі супутники звичайно працюють на геостаціонарних орбітах, крім ШСЗ “Тайрос” національного управління з дослідження
океанів і атмосфери, що знаходяться на полярних орбітах. Космічні апарати, оснащені ІЧ і радіолокаційною апаратурою, дозволя-
ють оперативно одержувати дані про хмарний покрив і зміни температури на землі, морі та в атмосфері з метою проведення війсь-
кової метеорологічної розвідки. Така розвідка виконується, зокрема, за програмою ОМ8Р. Одним із перших завдань для вій-
ськових метеосупутників ОМ8Р було визначення товщини хмарного покриву над можливими цілями для КА, що проводили
фоторозвідку. Надалі (із 2010 р.) інформацію передбачається одержувати з трьох ШСЗ, що будуть працювати на полярних орбітах
у складі національної системи супутників оперативного спостереження за навколишнім середовищем.
Німеччина приступила до створення власних супутників видової розвідки. Під час війни на Балканах німецьке космічне
агентство надавало військовим дані про місцевість у краї’ Косово з розрізненням 6 м, одержані із супутника ТПВ8АТ.
У Великобританії створюються малорозмірні КА видової розвідки масою від 600 до 1 400 кг, що запускаються
російськими й американськими ракетами. У Великобританії виготовляються супутники 880/Т, “Церіс” і “Клементайн” для
компанії С1ЧЕ8, що працює в області прикладного використання результатів зйомок із космосу, ШСЗ Еа5аі-А і -В для Чилі. КііЗаЬІ
для Республіки Корея, Ро8аі-1 для Португалії, Тйаі-Рпії для Таїланду і ряд супутників 1)о8аі із розрізненням порядку 10 м.
Наносупутники типу 8КАР-1 (оснащені чотирма мікромініатюрними відеокамерами, кожна з яких створена на одному
кристалі, а також маневровою установкою з двигунами розміром до 10 см), розглядаються як дослідні КА систем протису-
путникової зброї.
Китай неодноразово робив запуски ШСЗ фоторозвідки Е8\У КУ масою до 2,5 т і створив перші зразки КА оптико-електронної
розвідки. Разом з Бразилією Китай намітив запуск супутника СВЕК8-3 із розрізненням 1 м, який буде передавати видову інформа-
цію в масштабі часу, близькому до реального.
Тайвань у найближчі роки розраховує вивести на орбіту супутник видової розвідки К.ОС8АТ-2 із розрізненням
4-5 м.
Ізраїль здійснив запуск супутника оптико-електронної розвідки серії “Офек” (Обрій). Він також має КА серії ЕКО8-А, що
забезпечують зйомку з розрізненням 1,8 м, а спеціальна обробка зображень дозволяє довести його до 1 м. Супутники серії ЕКО8-В
спільної розробки Ізраїлю і США будуть мати розрізнення 0,82 м. Усього намічено запустити шість таких КА.
Ізраїль співробітничає в цій області також із Німеччиною. Супутник “Давид” спільної розробки має розрізнення порядку 5 м.
Ці країни вивчають можливість запуску супутника “Діамант”, оснащеного системою мультиспектральної зйомки М8К8, що
працює в 12 піддіапазонах видимого і теплового випромінювання. Апаратура М8К8 (60 х 58 х 58 см3) дозволить щодня одержу-
вати 140 зображень районів розміром 26 х 40 км2 у стереоскопічному режимі.
Крім того, Ізраїль у рамках співробітництва із Сінгапуром розробляє розвідувальні супутники нового покоління, на які плану-
ється поставити камеру з розрізненням 1 м у чорно-білому режимі і 4 м - у кольоровому.
Напрямки розвитку ШСЗ видової розвідки. Апаратура, установлена на супутниках, поки ще має розрізнення не краще
50 см, за винятком ШСЗ, створених у США за програмою КХ (в останніх розрізнення порядку кількох сантиметрів). Таке розріз-
нення дозволяє визначати не тільки тип озброєнь, але і його характеристики. Але навіть ця країна має тільки два таких КА, що
обумовлено їх високою вартістю.
Тому найбільша увага приділяється розгортанню угруповання порівняно дешевих малих і надмалих супутників видової роз-
відки. Нарощування чисельності мікро- і наносупутників видової розвідки дозволяє довести оперативність одержання даних про
противника практично до реального часу. Ці супутники одержують зображення не тільки в оптичному, але й у радіочастот-
ному діапазоні спектра електромагнітного випромінювання.
Спільній обробці супутникової інформації, отриманої у вузьких оптичних і радіочастотних діапазонах, велика увага приділя-
ється в країнах НАТО. Така обробка дозволяє виявляти не тільки важливі наземні, але й підземні споруди.
Альтернативним напрямком є створення багатофункціональних космічних систем розвідки. США вже мають у своєму розпо-
рядженні багатотонний ШСЗ, на якому розміщена радіолокаційна й оптико-електронна апаратура видової розвідки, що дозволяє в
перспективі створити космічні платформи для одночасного виконання функцій контролю, управління, зв’язку, обробки даних,
одержання зображень, картографування і розвідки.
Космічні радіонавігаційні системи.
Космічна навігаційна система повинна забезпечувати визначення координат і швидкості руху з високою точністю, маги
достатній рівень універсальності у відношенні сфери бойового застосування, видавати навігаційну інформацію в масштабі часу,
33
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
близькому до реального. Перше положення є обов’язковою вимогою до навігаційних систем військового призначення. Друге озна-
чає пристосованість їх до застосування різноманітними видами збройних сил. Третє припускає можливість безперервного одер-
жання навігаційної інформації у будь-який момент часу (незалежно від взаємного положення супутника та об’єкта), а також високу
швидкість визначення координат та інших параметрів руху.
На теперішній час у світі працюють дві глобальні космічні радіонавігаційні системи: російська ГЛОНАСС (ГЛОбальна
НАвігаційна Супутникова Система) і американська NАV8ТАК. (СР8) (НАУі^аІіоп Заіеііііе Тітіп§ Алеї Кап£Іп§ (СІоЬаІ Ро8ІІіопіп§
Зузіет)). 17 березня 2002 року був затверджений європейський проект глобальної космічної радіонавігаційної системи Талілео”.
Космічна радіонавігаційна система ГЛОНАСС.
Призначення КРНС ГЛОНАСС - глобальна оперативна навігація рухомих об’єктів (сухопутних, морських, повітряних) і
низькоорбітальних космічних. Термін “глобальна оперативна навігація” означає, що рухомий об’єкт, оснащений навігаційною апа-
ратурою користувачів (НАК) може у будь-якому місці приземного простору в будь-який момент часу визначити (уточнити) пара-
метри свого руху (три координати і три складові вектора швидкості).
Склад космічної радіонавігаційної системи ГЛОНАСС: космічний сегмент з орбітальним угрупованням навігаційних
космічних апаратів (НКА); сегмент управління - наземний комплекс управління орбітальним угрупованням НКА; сегмент
навігаційної апаратури користувачів (НАК) - апаратура користувачів.
В КРНС ГЛОНАСС застосовуються НКА на кругових геоцентричних орбітах з висотою 20 000 км над поверхнею Землі.
Завдяки використанню в бортових еталонах часу і частоти НКА атомних стандартів частоти в системі забезпечується взаємна
синхронізація навігаційних радіосигналів. На рухомому об’єкті в сеансі навігації приймаються радіосигнали не менше ніж від
чотирьох радіовидимих НКА і використовуються для виміру не менше чотирьох відповідних псевдодальностей і радіальних псев-
дошвидкостей. Результати вимірів і ефемеридна інформація (ефемериди - дані про справність супутника та параметри його
орбіти - коефіцієнти, за допомогою яких приймачі обчислюють поточне та наступне положення супутника, крім того, ці
повідомлення утримують коефіцієнти поправки до супутникового годинника і затримки розповсюдження сигналів в іоносфері),
прийнята від одного НКА, дозволяють визначити (уточнити) три координати і три складові вектора швидкості рухомого об’єкта, а
також визначити зсув шкали часу (ШЧ) об’єкта щодо шкали часу системи. В КРНС кількість користувачів не обмежується,
оскільки НАК не передає радіосигнали на НКА, а тільки приймає їх від НКА (пасивна навігація).
Космічна радіонавігаційна система 1УА У8ТАК (ЄР8).
Глобальна супутникова система NАV8ТАК (СР8) призначена для високоточного визначення трьох координат місця, що
складають вектори швидкості і часу різноманітних рухомих об’єктів.
Склад системи СР8: космічна частина; наземна частина; обладнання користувачів.
Космічна частина - 24 супутники, які рухаються по 6 орбітах на висоті 20 180 км з періодом обертання 12 годин. Потужність
супутникового передавача складає 50 Вт. Супутники СР8 здатні заповнювати порожнини в системі, якщо один з них вийшов з
ладу. Важливими елементами супутника є найточніші атомні годинники (рубінові і цезієві), що розташовані по чотири на кожному.
Наземна частина складається з чотирьох станцій спостереження, які розташовані на тропічних островах. Наземні станції
забезпечують роботу системи в цілому. Вони відслідковують супутники, які спостерігаються і передають дані на Головну станцію
управління та контролю на авіабазі Колорадо-Спрінгс. Наземні станції приймають навігаційну інформацію від супутників. Місце
розташування наземних станцій визначено з високою точністю, а обладнання аналогічне апаратурі об’єктів, що обслуговуються.
Навігаційна інформація, отримана від супутників, передається потім на Головну станцію управління, де вона піддається попередній
обробці з метою визначення для кожного супутника, що працює в системі, даних про параметри його орбіти. Результати попере-
дньої обробки щодоби передаються в основний обчислювальний центр, де на їх основі прогнозується орбіта кожного супутника.
Дані про параметри прогнозованої орбіти за допомогою станції передачі даних щодоби надходять на супутник для збереження в
бортовому пристрої пам’яті і наступної ретрансляції їх об’єктам, що обслуговуються, разом з іншою навігаційною інформацією. На
основі інформації’, переданої з супутників, об’єкти, що обслуговуються, за допомогою приймально-обчислювальної апаратури
визначають свої координати та швидкість руху.
Структурна схема системи СР8 наведена на рис. 2.6.
Супутник передає сигнали СР8 на частотах ІД = 1 575,42 МГц і Ь2 = 1 227,6 МГц. Сигнали мають два види інформації:
“навігаційну складову” і “псевдовипадковий код”. Код представляє собою послідовність одиниць і нулів, на перший погляд випад-
кову, але яка змінюється за складним законом і в собі має номер супутника.
Існують два види кодів. Цивільні СР8 використовують С/А (Соагее А^^иізіііоп) - код, який передається тільки на частоті ІД.
Військові 6Р8 високої точності використовують Р-код (Ргесізе), який передається на обох частотах, ІД і Е2.
Повний цикл навігаційних повідомлень включає ефемеридні дані і дані альманаху, дані про час в системі СР8 і коефіцієнти для
його перерахунку на всесвітній час, ключові слова до Р-коду і спеціальні повідомлення. Альманах - дані про ефемериди і стан
решти супутників в системі (зберігаються у пам’яті приймача). Завдяки цим даним приймач завжди “знає” де знаходяться всі
супутники системи, навіть коли їх не бачить, та які супутники краще використовувати для визначення координат.
Система СР8 використовує спосіб визначення дальності до орієнтирів-супутників за допомогою псевдовипадкового коду. Для
цього приймач генерує свій внутрішній дублюючий код у відповідь на код, який посланий супутником. Після порівняння кодів, за
відомими часом затримки та швидкістю розповсюдження радіохвиль, приймач визначає відстань до супутника і за двома відстаня-
ми може визначити своє точне місцезнаходження.
Годинник супутника дуже точний (на рівні наносекуцд) і коректується за сигналами з Землі. Годинник приймача менш точний,
крім того, затримка розповсюдження сигналу в іоносфері, тропосфері та ін. створюють сумарну помилку. Для її виправлення СР8
використовує вимір відстані від третього супутника.
34
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
ШСЗ 1	ШСЗ 2	ШСЗ З
Рис. 2.6. Структурна схема системи СР8
Приймач СР8 вирішує задачу пошуку місця розташування алгебраїчно. Ці обчислення дають рішення трьох рівнянь для трьох
змінних: довготи, широти і помилки годинника. Ось для чого для визначення двомірних координат необхідні як мінімум три
супутники, для трьохвимірних (довгота, широта, висота) - чотири.
Звичайні цивільні приймачі 6Р8 забезпечують точність від 10 до 50 м у залежності від діючого на даний момент КА, кількості
супутників, які одночасно задіяні та їх геометрії. Більш складні і дорогі прилади, які коштують декілька тисяч доларів, можуть
забезпечити точність до декількох сантиметрів, використовуючи не одну, а декілька радіочастот. Однак точність майже звичайних
цивільних 6Р8-приймачів може бути збільшена до 4 м та більше (інколи до 1 м) за допомогою так званої диференціальної СР8
(ОСР8), яка використовує додатковий, зафіксований в одній точці СР8-приймач, для визначення корекції супутникових сигналів.
Системи супутникового зв’язку.
У існуючих у теперішній час системах зв’язку особливе місце займає супутниковий зв’язок. Основна відмінність систем супут-
никового зв’язку (ССЗ) від інших систем зв’язку полягає у використанні у їх складі космічних апаратів, які виконують роль ретранс-
ляторів. Супутниковий зв’язок, який має рад унікальних властивостей, таких, наприклад, як глобальність, потаємність, високий
рівень надійності та достовірності за короткий строк одержав широкий розвиток та різнобічне застосування. Коли йдеться про
глобальні системи рухомого зв’язку, зв’язку з абонентами у складнодоступних районах - супутниковий зв’язок поза конкуренцією.
Всі військові конфлікти, які відбувалися за останній час, продемонстрували, що не дивлячись на великі витрати на створення та
експлуатацію систем супутникового зв’язку, вони є практично єдиним реальним засобом зв’язку, що оперативно забезпечує розгор-
тання військ на необладнаних театрах воєнних дій.
У провідних країнах світу створені національні, інтернаціональні та глобальні комерційні і воєнні системи супутникового
зв’язку. Серед існуючих комерційних систем найбільший інтерес представляють «Інтелсат», яка належить 1Т8О (Міжнародній
організації далекого зв’язку), «Інмарсат» (Міжнародному консорціуму «Інмарсат»), «Сатком» (США), «Євтелсат» (ЄС), які мають
найбільші можливості за обсягами інформації, що передається. Розвиток нових технологій практично стер чітку розбіжність між
військовими та цивільними супутниковими системами зв’язку. Під час бойових дій у зоні Перської затоки та у ряді інших локаль-
них конфліктів (колишня Югославія, Афганістан) був наочно продемонстрований військовий потенціал комерційних систем зв’яз-
ку. Під час підготовки до проведення операції «Буря в пустелі», вперше, понад 50 % інформаційного обміну здійснювалось через
комерційні КА зв'язку. Більш того, на думку експертів, комерційні системи у ряді випадків виявились більш працездатними та ефе-
ктивними. У теперішній час у Збройних силах США все активніше використовуються послуги комерційних систем СЗ, а у Велико-
британії простежується повний перехід до їх використання у військових цілях. Це робиться, з одного боку, для створення альтерна-
тивних шляхів передачі інформації на випадок виникнення несправностей у військових системах, а з іншого боку, для надання
підрозділам нових типів інформаційних послуг, не властивих військовим системам.
Більшість супутників у ССЗ, розгорнених з кінця 60-х до середини 90-х років, розмішувалися на стаціонарних орбітах. Основна
перевага такого розміщення полягає у тому, що супутники ніби постійно висять над однією і тією ж точкою земної поверхні. Це дає
можливість постійного стійкого зв'язку з окремих регіонів Землі через один і той же супутник та не вимагає від наземних станцій
безперервного відстежування його переміщення. Окрім того, це у значному ступені підвищує живучість систем на випадок ведення
35
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
бойових дій у космосі з точки зору труднощів їх досяжності, хоча і створює проблеми при необхідності відновлення орбітального
угруповання. У зв’язку з тим, що дальність космічних апаратів, розташованих на геостаціонарних орбітах складає близько 40 000
км, потрібно забезпечувати великі потужності передавачів, чутливості приймачів наземних користувацьких терміналів, виникає
необхідність застосування досить великогабаритних гостроспрямованих антен. Це призводить до зростання складності, а, у ряді
випадків, і повністю виключає можливість застосування подібних систем зв’язку мобільними користувачами. Окрім того, у тепері-
шній час, значно зросли інтенсивність та об’єм інформації, що передається по лініях зв'язку (телекс, відеотекст, віддалені бази даних,
електронна пошта та електронні дошки оголошень, Інтернет та ін.), розширилась мережа її споживачів, підвищилися вимоги до
якості передачі інформації.
Роботи з удосконалення систем супутникового зв'язку, на цей час, ведуться за двома основними напрямками. З одного боку,
створюються геостаціонарні супутники з підвищеною потужністю ретрансляторів та високою стабільністю положення, що реалі-
зують режим багатостанційного доступу. Це дає можливість реалізації технології У8АТ (Уегу 8та11 АреПигс Теттіпаї) - викорис-
тання наземних супутникових терміналів з невеликими антенами (у У8АТ використовуються дзеркальні параболічні антени діаме-
тром від 1,2 м і більше). Мережа У8АТ реалізує принцип розподілу декількох супутникових каналів між багатьма користувачами.
Мережа У8АТ об'єднує географічно віддалених користувачів у єдину цифрову мережу зв'язку з інтеграцією послуг (І8ОІЧ). Іншим
напрямком при створенні перспективних систем супутникового зв'язку став перехід до низькоорбітальних систем зв'язку. З початку
90-х років ряд всесвітньо відомих фірм практично одночасно виступили з проектами та оголосили про свій намір приступити до
створення низькоорбітальних систем зв’язку. У системах, що пропонуються, супутники, як правило, розмішуються на орбітах з
висотою від 650 до 1 500 км та можуть забезпечити зв'язок з абонентами у радіусі від 2 700 до 4 000 км від підсупутникової точки.
Але для цього необхідно розгорнути та підгримувати у робочому стані угруповання з декількох десятків супутників у кожній із
систем. У цьому випадку може бути вирішена задача безперервного, цілодобового обслуговування абонентів, за рахунок того, що
на зміну кожному з супутників, які виходять із зони радіовидимості, приходять інші, що входять до неї, положення яких узгоджено
по простору та за часом з попередніми. Кожний з супутників може підгримувати деяку, достатньо велику, кількість незалежних
каналів зв'язку, у тому числі і між супутниками.
Найбільш цікавими з проектів, у яких використовується розміщення космічного сегмента системи на низьких і
середньовисотних орбітах, є Ігісііит, ОІоЬакіаг, ОКВСОММ, Агіез, Обуззеу, ЕПірзо, ІСО. Здійснення цих проектів надає можливість
користувачам отримати такі види послуг: зв’язок рухомих абонентів, які мають персональні термінали між собою; зв’язок рухомих
абонентів, які мають персональні термінали, з абонентами національної мережі телефонного зв’язку та навпаки; визначення
місцеположення.
У цілому системи супутникового зв’язку складаються з космічного сегмента (угрупування супутників зв’язку), ракетно-
космічного комплексу, центру управління, мережі командно-вимірювальних комплексів, мережі наземних станцій, які приймають і
передають та терміналів користувачів.
Угруповання супутників зв’язку призначене для ретрансляції інформації, що передається.
Ракетно-космічний комплекс призначений для створення угруповання супутників та підтримання його у потрібному складі.
З центру управління здійснюється технічне керівництво експлуатацією всієї системи, у тому числі управління роботою
наземних приймально-передаючих станцій та супутникових ретрансляторів, контроль їх стану, управління орбітальним рухом су-
путників, що входять у систему, а також приймання та обробку замовлень на лінії та канали зв’язку, аналіз статистичних даних про
роботу системи, планування запусків КА для забезпечення нормального функціонування системи.
Командно-вимірювальні комплекси забезпечують одержання траєкторних вимірювань, телеметричної інформації з КА, що
знаходиться у зоні їх дії та видачу їм команд управління.
Наземні станції, які приймають і передають, призначені для обміну різною інформацією (телеграфною, телефонною тощо),
яка циркулює у мережі між космічними апаратами, що почергово входять у зону їх дії та місцевими телефонними мережами зага-
льного користування. Термінал кожного користувача реєструється у національній приймально-передаючій станції, тим самим
визначається його початкове територіальне розміщення.
Інформаційний обмін у мережах супутниковому зв’язку визначається їх топологією, прийнятими протоколами обміну інфор-
мацією, можливостями підтримки або перетворення різноманітних протоколів передачі даних, організацією обміну інформацією
між наземними станціями і супутниками орбітального угруповання, способом організації керування та адміністрування.
Одним із шляхів підвищення ефективності використання комерційних систем супутникового зв’язку у військових цілях є
створення спеціальних портативних наземних станцій, які приймають і передають, які легко транспортуються, і забезпечують
можливість сполучення з потрібними військовими та комерційними ССЗ. Є відомості про наявність понад 20 типів наземних
станцій здатних функціонувати у декількох частотних діапазонах (як комерційних, так і військових), що дозволяє реалізувати
гнучкий підхід до організації каналів зв'язку у різних умовах функціонування видів збройних сил.
На сьогоднішній день у світі розгорнуто понад 20 систем супутникового зв’язку військового призначення. Серед них найбільш
відомі наступні.
Система стратегічного зв’язку “ДСЦС” призначена для забезпечення надійного і безперебійного зв’язку військово-
політичного керівництва США зі штабами військ, що розташовані по всьому світу.
Система складається з ШСЗ, наземних і корабельних станцій та центру управління. ШСЗ “ДСЦС’ виводяться парами на стаці-
онарні, близькі до екваторіальних орбіти (нахил 3 град) висотою 35 800 км, а потім на орбіті розводяться у райони оперативного
використання. ШСЗ забезпечують одночасний зв’язок по 3 900 радіотелефонних каналах в сантиметровому (7 ... 8 ГТц) і децимет-
ровому (224... 400 МГ ц) діапазонах.
Система збору і передачі даних “СДС” призначена для забезпечення зв’язку літаків ВПС, приймання інформації із супут-
ників військового призначення, що знаходяться поза зонами видимості наземних станцій збору інформації та передачі на них, а
також ретрансляції інформації зі станцій спостереження за ШСЗ, дислокованих поза територією США.
36
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
До складу системи входять З ШСЗ на високоеліптичних орбітах. Супутники виводяться на нахильні орбіти (нахил 63,4°) з
висотою перигею 450 км і апогею 39 300 км. Період обертання ШСЗ близько 12 годин.
Система тактичного зв’язку ВМС “Флггсатком” призначена для забезпечення глобального зв’язку надводних кораблів,
підводних човнів та літаків.
Система складається з 4 ШСЗ, що виводяться на кругові стаціонарні орбіти, і мережі наземних, корабельних і літакових станцій.
Забезпечує зв’язок по 23 радіотелефонних і радіотелеграфних каналах (10- ВМС, 12 - ВПС, 1 - управління національної безпеки).
Система зв’язку ВПС “Афсатком” призначена для забезпечення глобальним зв’язком літаків стратегічної авіації. Спеціальні
супутники не запускаються, а використовуються канали зв’язку ШСЗ систем “СДС” і “Флітсатком”, а також ретрансляторів, що
встановлені на борту військових супутників різного призначення.
Система зв’язку НАТО “Сатком” призначена для забезпечення зв’язку штаб-квартири НАТО зі столицями країн блоку і зі
штабами об’єднаних сухопутних військ, ВПС і ВМС.
До складу системи входять З ШСЗ і 13 наземних станцій. ШСЗ виводяться на стаціонарну орбіту на висоту порядку 35 800 км.
Апаратура ШСЗ забезпечує зв’язок в діапазоні 7*250... 8 400 МГц і має 950 односторонніх телефонних каналів.
2.8. Зброя на нових фізичних принципах
З нових видів зброї найбільшу реальну небезпеку у найближчому майбутньому можуть складати променева, радіочастотна,
інфразвукова, радіологічна, геофізична і протиенергопостачальна зброя.
Променева зброя
Променева зброя - сукупність пристроїв (генераторів), дія яких заснована на формуванні гостроспрямованих променів
електромагнітної енергії або концентрованого пучка елементарних частинок, розігнаних до великих швидкостей.
Одні із видів променевої зброї засновані на використанні лазерів, інші представляють собою пучкову (прискорювальну) зброю.
Принцип роботи лазера заснований на взаємодії електромагнітного поля з електронами атомів і молекул робочої речовини, що
міститься в ньому. Випромінювання лазерів, на відміну від світла звичайних оптичних джерел, когерентно (має постійну різницю
фаз між коливаннями), монохроматично, поширюється в просторі у вигляді вузькоспрямованого променя і характеризується
високою концентрацією енергії.
У залежності від типу робочої речовини розрізняють лазери: твердотільні, рідинні, газові і напівпровідникові.
У твердотільних лазерах використовуються кристалічні (наприклад, рубін) або аморфні речовини (скло з домішкою
рідкоземельних елементів і діелектрики).
У рідинних лазерах застосовують розчини органічних барвників або неорганічних солей рідкісних металів.
У тазових лазерах застосовують неон, аргон, вуглекислий газ та інші гази або пари (наприклад, пар кадмія).
Напівпровідниковий лазер містить у якості робочого тіла, найчастіше, арсенид галію (ОаАз), що має властивості
напівпровідника.
Основними елементами пристрою лазерів, крім робочої речовини, є джерело накачування й оптичний резонатор. Джерело
накачування служить для накопичення в робочій речовині лазера збуджених атомів. Для різних видів робочої речовини
використовуються різноманітні типи джерел накачування. Так, наприклад, для твердотільних і рідинних лазерів застосовують
оптичні джерела накачування (потужні лампи-спалахи).
Під впливом зовнішнього джерела випромінювання - джерела накачування в робочому тілі лазера виникає так звана інверсія
населеності рівнів (перевищення числа атомів із визначеною енергією на верхньому рівні стосовно їх числа на нижньому рівні). Це
явище й обумовлює початок генерування світлового променя.
Необхідна когерентність випромінювання досягається в результаті повернення частини випроміненої енергії до активного
середовища робочої речовини. Цей процес здійснюється за допомогою оптичного резонатора, що у найпростішому вигляді
представляє собою два соосно розташованих дзеркала, од не з яких напівпрозоре.
Уражаюча дія лазерного променя досягається в результаті нагрівання до високих температур матеріалів об’єкта, що викликає їх
розплавлення і навіть випар, ушкодження надчутливих елементів, осліплення органів зору і нанесення людині термічних опіків
шкіри.
Дія лазерного променя відрізняється прихованістю (відсутністю зовнішніх ознак у вигляді вогню, диму, звуку), високою
точністю, прямолінійністю поширення, практично миттєвою дією.
У тумані, при випаданні дощу і снігу, а також в умовах димової і пилової атмосфери вражаюча дія лазерного променя істотно
знижується.
Передбачається створення лазерних бойових комплексів різноманітного призначення: наземного, морського і повітряного
базування з різноманітною потужністю, дальністю дії, швцдкострільністю і різною кількістю “пострілів” (боєзапасом). Об’єктами
поразки таких комплексів також можуть бути оптичні засоби спостереження і розвідки, жива сила противника (спостерігачі,
розвідники, водії, навідники, пілоти), літальні апарати різноманітних типів, крилаті, протикорабельні, зенітні й інші типи ракет.
Прискорювальна зброя є різновидом променевої зброї, вражаючим чинником якої служить високоточний
госіроспрямований пучок насичених енергією заряджених або нейтральних частин (електронів, протонів, нейтральних атомів
водню), розігнаних до великих швидкостей. Прискорювальна зброя також називається пучковою зброєю.
У прискорювальній зброї головну роль відіграють дві основні системи, що визначають її структуру і дію: система, що створює
прискорювальні електромагнітні й електричні поля та забезпечує електромагнітне фокусування пучка і система, що комутує, яка
забезпечує наведення і утримання пучка на цілі.
Потужний потік енергії створює на цілі механічні ударні навантаження, інтенсивний тепловий вплив і викликає (ініціює)
короткохвильове електромагнітне (рентгенівське) випромінювання. Застосування прискорювальної зброї не потребує урахування
37
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
законів балістики, відзначається миттєвістю і раптовістю дії, всепогодністю, миттєвістю процесів руйнації (ушкодження) і
виведення з ладу об’єктів, що уражаються.
Об’єктами ураження можуть бути насамперед штучні супутники Землі, балістичні і крилаті ракети різноманітних типів, а також
різноманітні види наземного озброєння і військової техніки. Дуже уразливим елементом перерахованих об’єктів є електронне
обладнання. Не виключається можливість застосування прискорювальної зброї по живій силі противника.
Бойові комплекси прискорювальної зброї можуть створюватися у варіантах наземного, морського і космічного базування.
Радіочастотна зброя
Радіочастотна зброя - засоби, дія яких заснована на використанні електромагнітних випромінювань надвисокої або
надзвичайно низької частоти. Діапазон надвисоких частот знаходиться в межах від 300 МГц до ЗО ГГц, до надзвичайно низьких
відносять частоти менше 100 Гц.
Об’єктом поразки радіочастотної зброї є жива сила. При цьому мається на увазі відома здатність радіовипромінювань
надвисокої і надзвичайно низької частоти викликати ушкодження (порушення функцій) життєвоважливих органів і систем
людини, таких, як мозок, серце, центральна нервова система, ендокринна система і система кровообігу.
Радіочастотне випромінювання спроможне також впливати на психіку людини, порушувати сприйняття і використання
інформації про навколишню дійсність, викликати слухові галюцинації, синтезувати мовні повідомлення, які вводяться
безпосередньо у свідомість людини для дезорієнтування.
Бойові комплекси радіочастотної зброї можуть бути створені у варіантах наземного (мобільні наземні генератори), повітряного і
космічного базування.
Інфразвукова зброя
Інфразвукова зброя - засоби, дія яких заснована на використанні спрямованого випромінювання потужних інфразвукових
коливань із частотою нижче 16 Гц.
Такі коливання можуть впливати на центральну нервову систему і органи травлення людини, викликають головну біль, болючі
відчуття у внутрішніх органах, порушують ритм дихання. При більш високих рівнях потужності випромінювання і дуже малих
частотах з’являються такі симптоми, як запаморочення, нудота і втрата свідомості. Інфразвукове випромінювання спричиняє також
психотропну дію на людину, викликає втрату контролю над собою, почуття страху і паніки.
Для генерування інфразвуку передбачається використання реактивних двигунів, обладнаних резонаторами з відбивачами звуку.
Можливо також використання двох акустичних генераторів інфразвукових частот із дуже малою різницевою частотою, що
сприймається людиною як інфразвук.
Радіологічна зброя
Радіологічна зброя - зброя, дія якої заснована на використанні бойових радіоактивних речовин. Під бойовими радіоактивними
речовинами розуміють спеціально одержані і виготовлені у вигляді порошків або розчинів речовини, які містять у своєму складі
радіоактивні ізотопи хімічних елементів, що створюють іонізуюче випромінювання.
Іонізуюче випромінювання впливає на живі тканини організму, призводить до їх руйнації, викликає у людини променеву
хворобу або локальну поразку окремих органів - око, шкіра та ін., ракові захворювання внаслідок накопичення в організмі канцеро-
генних речовин. Основним джерелом одержання бойових радіоактивних речовин є відходи, що утворюються при роботі ядерних
реакторів. Вони можуть бути також отримані шляхом опромінення заздалегідь підготовлених речовин у ядерних реакторах.
Застосування бойових радіоактивних речовин може здійснюватися за допомогою авіаційних бомб, авіаційних приладів
розпилювання, безпілотних літаків, крилатих ракет та інших боєприпасів і бойових приладів.
Використання боєприпасів із серцевиною із збідненого урану в 30-мм снарядах, які входять до боєкомплекту штурмовиків
А-10А ВПС США та до крилатих ракет “Томахок” призвели до значного підвищення рівня радіоактивності на території Серби,
Македонії, Чорногорії та особливо Косово.
Бронебійна серцевина снаряду виготовлена із сплавів збідненого урану-238 (фактично - з відходів ядерного пального). Рівень
радіоактивності однієї серцевини складає близько 3,4 міллікюрі. З його поверхні випромінюється близько 1 тис. альфа-частинок та
36 тис. бета-частинок за секунду. Маса 1 снаряду 400 г, а маса радіоактивної серцевини 300 г.
В головних частинах крилатих ракет ‘Томахок” використовується близько 3 кг збідненого урану, 80% якого при влученні в ціль
перетворюється на аерозольну хмару, що може розповсюджуватися на відстань до 50 км від ураженого об’єкта.
Заданими закордонних джерел, в ході операції “Союзницька сила” на територію Югославії було випущено: 820 крилатих ракет
‘Томахок”, до складу яких розрахунково входило 2 тонни 460 кг збідненого урану.
Геофізична зброя
Геофізична зброя - сукупність різноманітних засобів, що дозволяють використовувати у військових цілях руйнівні сили
неживої природи шляхом штучно викликаних змін фізичних властивостей і процесів, що протікають в атмосфері, гідросфері та
літосфері Землі.
Можливі способи активного впливу на геофізичні процеси передбачають створення в сейсмонебезпечних районах штучних
землетрусів, потужних приливних хвиль типу цунамі на узбережжя морів і океанів, ураганів, вогненних бурь, гірських обвалів,
сніжних лавин, оповзнів,селевих потоків і т.ін.
Здійснючи вплив на процеси в нижніх прошарках атмосфери, домагаються великих опадів (злив, граду, туману). Створюючи
затори на ріках і каналах, можна викликати повені, затоплення, порушувати судноплавство, вивести з ладу іригаційні та інші
гідроспоруди.
38
РОЗДІЛ 2. ЗАСОБИ ПОВІТРЯНО-КОСМІЧНОГО НАПАДУ
Розглядається також можливість впливу на іоносферу, для виклику штучних магнітних бурь і полярного сяйва, що порушують
радіозв’язок і заваджають радіолокаційним спостереженням в значних просторових межах. Вивчається можливість
великомасштабної зміни температурного режиму шляхом розпилення речовин, що поглинають сонячну радіацію, зменшення
кількості опадів, розрахованого на несприятливі для противника зміни погоди (наприклад, засуху). Руйнація прошарку озону в
атмосфері може надати можливість направити в райони, зайняті противником, згубну дію космічних променів і ультрафіолетового
випромінювання Сонця.
Для впливу на природні процеси можуть бути використані різноманітні засоби, у тому числі хімічні речовини (йодисте срібло,
тверда вуглекислота, карбамід, вугільний пил, з’єднання брому, фтору й інші), можливе також використання потужних генераторів
електромагнітних випромінювань, теплових генераторів та інших технічних пристроїв.
Протиенергопостачальна зброя
Протиенергопостачальна зброя призначена для виведення з ладу ліній електропостачання, трансформаторних підстанцій та
інших елементів системи енергопостачання об’єктів противника.
Існуючі боєприпаси такого типу мають розміри 200 х 70 мм і містять: котушки з нитками, що проводять електричний струм, які
самостійно розгортаються. Вони виготовлені із композиційного матеріалу на основі вуглецю; заряд, що викидає котушки; парашут,
що гальмує.
Під час бойового застосування авіаційних касет, оснащених протиенергопостачальними боєприпасами, здійснюється їх розкид
над комутаційно-розподільними об’єктами систем енергозабезпечення противника. Після спрацювання зарядів із корпусів боєпри-
пасів викидаються котушки, із яких розмотуються нитки, що проводять електричний струм. їх численні фрагменти при влученні на
елементи об’єктів енергозабезпечення, що проводять електричний струм, викликають численні короткі замикання мережі. У випа-
дку, якщо такими об’єктами є високовольтні пристрої, замикання можуть призвести до утворення електричної дуги, що викликає
значні ушкодження обладнання і пожежі.
В 1999 р. авіаційні касети, споряджені протиенергопостачальними боєприпасами, були скинуті одночасно в районах семи
найбільш значних міст Югославії. У результаті авіації НАТО вдалося паралізувати частину системи енергозабезпечення цієї’ країни.
В якості міри захисту від цього типу боєприпасів може використовуватися тимчасове відключення джерел електричного
струму від системи енергозабезпечення на термін, протягом якого зберігається загроза застосування такої зброї.
39
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
3.1. Характеристика повітряного простору як середовища поширення радіохвиль і його вплив на
радіолокаційні спостереження
Атмосфера Землі - газоподібна оболонка Землі. Земна атмосфера за щільністю і складом газів, температурним режимом,
електричними та іншими фізичними властивостями підрозділяється на такі основні шари: тропосферу, стратосферу, іоносферу і
сферу розсіяння (екзосферу).
Тропосфера - нижній шар атмосфери над поверхнею Землі, у межах якого температура зменшується з висотою у середньому
на 6 ... 6,5 град на один кілометр. Верхня межа висоти тропосфери збільшується від полюса до екватора і складає від 7 до 18 км.
Стратосфера - частина атмосфери понад тропосферою до висот 50 ... 60 км. Склад газів в ній такий, як і в тропосфері, за
виключенням озону (максимальна кількість озону на висоті 20 ... 25 км). Озон сильно поглинає сонячну радіацію, в результаті
температура на цих висотах підвищується.
Іоносфера - частина атмосфери, що розташована понад стратосферою до висот приблизно 1 000 км. На висотах більше 60 км
атоми газів розрідженого повітря під впливом сонячної радіації і потоку корпускул, що випромінює Сонце, частково або повністю
іонізуються: з’являються вільні електрони і позитивно заряджені іони - в результаті чого і створюється іоносфера. Максимум
іонізації зосереджений на висоті 250 ... 350 км.
Екзосфера (сфера розсіювання) - область простору понад іоносферою, що поступово переходить у навколоземний космічний
простір.
Теоретична межа атмосфери 28 000 км над полюсами і 42 000 км над екватором.
Траси поширення радіолокаційних сигналів більшості РЛС ППО знаходяться у тропосфері.
Приземний (приводний) шар - нижня частина тропосфери, що примикає до підстилаючої поверхні землі або води і має
товщину декілька десятків метрів. Товщина цього шару залежить від швидкості вітру, шорсткості поверхні та стійкості атмосфери.
Радіофізичні властивості тропосфери характеризуються коефіцієнтом заломлення п, що пов’язаний з відносною
діелектричною проникністю тропосфери співвідношенням п = л/є . У зв’язку з тим, що п, як правило, не суттєво відрізняється від
одиниці, то користуються індексом заломлення N = (п - 1) 10”6. Індекс заломлення N можна обчислити за формулою Дебая:
N = 77(р + 4810ц/Т)/Т ,	(3.1)
де Т - температура, °К; р - атмосферний тиск, мбар (1 мбар = 0,76 мм рт. ст.); ц - тиск водяного пару (вологість), мбар.
Зі збільшенням температури і зменшенням тиску та вологості індекс заломлення зменшується. З висотою індекс заломлення
зменшується для стандартної тропосфери за законом
М(Н) = 289 ехр( - 0,136 Н),	(3.2)
де Н - поточна висота, км.
Стосовно поширення радіолокаційного сигналу представляє інтерес залежність від висоти градієнта (швидкості зміни) індексу
заломлення §н=дП\І/с1Н. Для стандартної тропосфери
= - 0,04 ехр( - 0,136 Н).	(3.3)
На рис. 3.1 наведені залежності індексу (а) і градієнта індексу заломлення (б) для стандартної тропосфери.
Рис. 3.1. Залежність індексу заломлення (а) і градієнта індексу заломлення (б) від висоти
б)
Атмосферний тиск - тиск, що чинить повітря на тіло, яке знаходиться у заданій точці простору. Для спрощених розрахунків
атмосферний тиск може бути розрахований за наступним співвідношенням:
__Н_
р = РОе Н° ,	(3.4)
40
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
де Ро- тиск над рівнем моря для стандартних умов, бар (Ро » 1 бар або 760 мм рт. ст.); Н - поточне значення висоти, м (км);
Но=8 ОООТ/То - умовна висота “однорідної’ атмосфери, м (км); Т = і° + 273,15° - температура повітря, °К; То = 273,15° К - нульова
точка за шкалою Цельсія (точка затвердіння води).
Щільність повітря - маса повітря, що міститься в одиниці об’єму:
н
р~ = рое Но .	(3-5)
К1
де К=287 Дж/(кг К) - універсальна газова константа; ро = Р(/РТ = 1Д7 кг/м3 - щільність сухого повітря.
Атмосферний тиск і щільність повітря зменшуються зі збільшенням висоти і на висоті більше 40 км дорівнюють нулю.
Температура повітря - ступінь його нагріву, що виміряється у градусах за термодинамічною шкалою Кельвіна (°К) або
стоградусною шкалою Цельсія (°С). Типова залежність середньої температури повітря від висоти для північної півкулі Землі
наведена на рис. 3.2.
Рис. 3.2. Залежність температури повітря від висоти
Відносна вологість повітря - відношення пружності водяного пару ео у даній точці до пружності пару Еф, що насичують
простір при заданій температурі І °С над плоскою поверхнею чистої води:
Ко = (е0/Ео)1ОО%,	(3.6)
7,6Г
де	Ео = 6,1 • 10273+г.	(3.7)
Абсолютна вологість повітря - кількість грамів водяного пару на 1 м3 повітря:
а0 = 216,7(е/Т).	(3.8)
Основними явищами, що визначають сутність фізичних процесів в тропосфері, є стратифікація і турбулентність.
Стратифікація тропосфери - розподіл температури повітря по вертикалі, що визначає умови рівноваги у тропосфері. Тобто
стратифікація характеризує спроможність частинок повітря зберігати первинне положення під час будь-якого вертикального зсуву.
Турбулентність тропосфери - рух газу у тропосфері, при якому здійснюється інтенсивне перемішування частин (дуже малих
об’ємів газу), останні рухаються не у вигляді окремих прошарків, а за безпорядними траєкторіями.
Під час слабкого вітру переважає стійка стратифікація, турбулентність розвинута слабко. Дрібномасштабні вихори розташо-
вуються біля поверхні Землі і загасають на висоті. У потоці повітря присутні нерегулярні вкраплення, що мають протяжність за
напрямком вітру.
Шд час помірного і сильного вітру розміри дрібномасштабних вихорів майже не змінюються з висотою, протяжність великих
вихорів з висотою зростає.
Під час буревіїв існують потоки, що пересуваються вверх і вниз, на які накладені дрібномасштабні вихори, що слабішають з
висотою. Якщо існує турбулентний рух, потік повітря в цілому можна уявити у вигляді деякого середнього руху, на який накладені
флуктуаційні елементи турбулентності.
Неоднорідність тропосфери призводить до викривлення напрямку поширення радіохвиль (до рефракції). Наявність у тропо-
сфері газів і водяного пару призводить до поглинання енергії радіохвиль сантиметрового і міліметрового діапазонів, до розсіяння і
як наслідок до ослаблення їх під час поширення.
Рефракція радіохвиль. Дальність прямої видимості.
Тропосферна рефракція - викривлення траєкторії електромагнітних коливань під час їх поширення у середовищі зі змінним
коефіцієнтом заломлення. Зміна коефіцієнта заломлення Дп (або ДМ) з висотою призводить до зміни фазової швидкості на фронті
хвилі ДУф = с/Дп, що викликає викривлення траєкторії.
У залежності від значення градієнта індексу заломлення тропосферну рефракцію підрозділяють на негативну та позитивну, а
позитивну у свою чергу - на нормальну, критичну і понддрефракцію. На рис. 3.3 для кожного виду рефракції наведені відповідні
профілі індексу заломлення і схеми трас поширення радіохвиль над поверхнею Землі.
41
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
б)
в)
Рис. 3.3. Профілі індексу заломлення і схеми трас поширення радіохвиль під час тропосферної
рефракції: негативна рефракція (а); нормальна рефракція (б); - критична рефракція (в);
понадрефракція (г)
Негативна рефракція - спостерігається, коли індекс заломлення збільшується з висотою (сіІМ/сіН > 0; рис. 3.3, а). При цьому
траєкторія радіохвилі (променя) повернена опуклістю униз (радіус кривизни рк < 0). Негативна рефракція призводить до зменшення
прямої видимості об’єкта
Позитивна рефракція - (сІІЧ/сІН < 0) має місце, коли індекс заломлення зменшується з висотою, при цьому траєкторія променя
повернена опуклістю вверх (рк > 0). Позитивна рефракція сприяє збільшенню прямої видимості об’єкта.
Нормальна рефракція - (рис. 3.3, б) має місце під час поширення радіохвиль у стандартній тропосфері, при цьому градієнт
індексу заломлення є постійним за висотою і дорівнює градієнту індексу заломлення стандартної тропосфери - 0,04 1/м. Радіус
кривизни променя складає рк ~ 25 000 км.
У випадку критичної рефракції (рис. 3.3, в) радіус кривизни променя дорівнює радіусу земної кулі рк = 6 371 км, тобто
радіохвиля поширюються паралельно земній поверхні. Це трапляється, якщо = — 0,1571 /м.
У випадку понадрефракції (^ < - 0,157 1/м, рис. 3.3, г) радіус кривизни променя менше радіусу земної кулі (рк < 6 371 км), що
є умовою виникнення хвилеводного характеру поширення радіохвиль. Характер поширення радіохвиль у приводному (приземно-
му) хвилеводі можна трактувати як послідовне заломлення променів у верхній частині хвилеводу з відбиттям їх від водної (зем-
но!) поверхні у нижній частині внаслідок більшої діелектричної проникності води (землі) у порівнянні з тропосферою.
Рефракція радіохвиль призводить до зміни дальності прямої видимості Ио.
Без урахування рефракції
К0[км] = Т2Й;(7н;+Їн7) = 3>57(Їн7 + 7н7),	(3.9)
де Из = 6 371 км; Н], Нг- висоти (м) антени РЛС і польоту літального апарата відповідно.
42
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
З урахуванням рефракції
КОр=72ІМл/ЙГ + 7н?)’	(31°)
де Ке-еквівалентний радіус Землі, що визначається з співвідношення
Ке=К3рк/(рк-К3).	(3.11)
У випад ку нормальної тропосферної рефракції
Яорк[Км] = 4,12(7нГ + 7н;).	(3.12)
Дальність прямої видимості для різних значень висоти польоту літального апарата і висоти розміщення фазового центру
антени, що дорівнює 5 м, наведені у табл. 3.1.
Таблиця 3.1
Залежність дальності прямої видимості від висоти польоту цілі
Висота цілі, м	Дальність прямої видимості, км	
	Без урахування рефракції	3 урахуванням рефракції
100	44	50
300	70	81
500	88	101
1 000	121	139
2 000	168	193
5 000	260	301
10 000	365	421
20 000	510	590
Дальність прямої видимості може значно обмежувати дальність виявлення цілей РЛС на малих і гранично малих висотах,
особливо у разі наявності кутів закриття антен станції. У цьому випадку
Ко = д/(Кс8ІпєзаКр) + 2КсН2 -Кс8ІпєзаКр,	(3.13)
де Ке-еквівалентний радіус Землі, що дорівнює 8 500 км (з урахуванням нормальної рефракції).
Дальності прямої видимості на малих і гранично малих висотах наведені у табл. 3.2.
Таблиця 3.2
Вплив кутів закриття на дальність прямої видимості
Кут закриття, град	Дальність прямої видимості, км, при (Н2 - Н|), м					
	20	50	100	300	500	1 000
0	16	28	40	71	92	130
0,25	3,3	9,2	18	43	62	98
0,5	-	3,8	10	28	44	75
1,0	-	-	5,3	16	26	49
2,0	-	-	-	8,3	14	27
Помилки тропосферної рефракції. Рефракція електромагнітних коливань, що супроводжується викривленням шляху, викли-
кає додаткове часове затримання, що призводить до виникнення помилок по дальності ДО і збільшення значень кута місця цілі,
тобто до виникнення помилок Дє. Значення помилок ДО і Дє у залежності від дальності і кута місця наведені на рис. 3.4 і 3.5
відповідно.
Поглинання і ослаблення електромагнітних хвиль.
Поглинання і ослаблення електромагнітних хвиль трапляється у кисні і у водяній парі тропосфери, а також за рахунок розсіяння
від гідрометеоутворень.
Дальність дії локаційних засобів з урахуванням факторів поглинання і ослаблення може бути розрахована, км:
О = О010-0’5а',	(3.14)
де О0 - дальність дії РЛС у вільному просторі, км; а - коефіцієнт поглинання і ослаблення електромагнітних коливань у тропо-
сфері, дБ/км; С - довжина шляху електромагнітних хвиль у середовищі, що поглинає, км.
Коефіцієнт поглинання в іоносфері можна розрахувати за формулою:
а = 1,16-10-6Мєу/£2,	(3.15)
де Мс - концентрація вільних електронів, елекгронів/м3; Г- частота електромагнітних хвиль, Гц; V - частота співударяння елек-
тронів з нейтральними атомами, Гц.
Значення коефіцієнта а у залежності від довжини хвилі для кисню (суцільна крива) і води (точкова) наведені на рис. 3.6.
43
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Рис. 3.6. Залежність коефіцієнта поглинання від довжини хвилі
Основні властивості гідрометеоутворень, що впливають на радіолокаційне спостереження.
Характеристика гідрометеоутворень.
Класифікація гідрометеоутворень (гідрометеорів) базується на розмірах і фізичних властивостях частинок, що їх утворюють, з
урахуванням гіпотези про сферичність частинок (рис. 3.7).
Туман - сукупність зважених у повітрі крапель води або кристалів льоду, що знижують видимість до 1 км і менше. У залеж-
ності від дальності видимості розрізняють наступні види туманів: сильний туман - видимість менше 50 м, помірний - 50 ... 500 м,
слабкий - 500 ... 1 000 м.
Хмара - видиме скопичення продуктів концентрації або сублімації (процес переходу водяної пари у тверду фазу, обминаючи
рідинну) водяної пари на деякій висоті.
У залежності від умов утворення хмари розподіляють натри класи:
купчастотвірні - сильно розвинуті за вертикаллю, але мають порівняно невелику горизонтальну протяжність;
хвилястого ірні - мають велику горизонтальну протяжність у вигляді “барашків”, валів та паєм;
44
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
шаруватотвірні - мають вигляд безперервної пелени, горизонтальна протяжність яких у сотні разів більша їх вертикальних
розмірів.
Рис. 3.7. Класифікація гідрометеоутворень
У залежності від зовнішнього вигляду розподіляються на десять форм (родів): перисті (Сг); перисто-купчасті (Сс); перисто-
шаруваті (Су); висококупчасті (Ас); високошаруваті (Ах); шарувато-дощові (8п); шарувато-купчасті (5с); шаруваті (5/); купчасті (Си);
купчасто-дощові (Сгі).
За складом хмари розподіляються натри групи:
водяні (рідинно-крапельні) - складаються з крапель води, а при негативних температурах - з переохолоджених крапель;
льодяні (кристалічні) - складаються з льодяних кристалів;
змішані - складаються із суміші переохолоджених водяних крапель і льодяних кристалів.
У залежності від висоти розташування хмари розподіляються на:
верхнього ярусу (більше 6 км) - перисті, перисто-купчасті, перисто-шаруваті - складаються із льодяних кристалів;
середнього ярусу (від 2 до 6 км) - висококупчасті, високошаруваті - складаються із дрібних крапель і кристалів льоду;
нижнього ярусу (нижче 2 км) - шарувато-дощові, шарувато-купчасті, шаруваті - складаються в основному із крапель;
хмари вертикального розвитку (починаються на висоті хмар нижнього ярусу, а закінчуються на висоті хмар середнього або
верхнього ярусів) - усі форми купчастих хмар, утворення яких пов’язано із конвекцією атмосфери.
Тип опадів, що випадають з хмар, безпосередньо пов’язаний з вертикальною потужністю або товщиною хмари. Так, мряка ви-
падає під час середньої потужності хмар 850 м; дощ з мрякою -1400 м; дощ - 2 150 м; сніг- 2 300 м; сніг з дощем - 2 600 м.
У загальному випадку вертикальна протяжність хмар може досягати 10 км, горизонтальна протяжність шаруватих хмар -до
1000 км, а купчастих -до 10 км.
Мряка - однорідні опади, що складаються з великої кількості крапель радіусом менше 0^25 мм. Інтенсивність опадів під час
мряки не перевищує Ід=25 мм/год.
Дощ - водяні опади, що складаються із крапель радіусом більше 0,25 мм.
За інтенсивністю дощі розподіляються на:
слабкі (0,25 мм/год < Ід < 5 мм/год) - мають значну горизонтальну протяжність 400... 500 км і більше;
середньої інтенсивності (до 25 ... 35 мм/год) - протяжність близько 1 ... 20 км;
сильні 0д > 40 мм/год) - середня протяжність 7 ... 8 км.
Град утворюється у потужних конвекгивних хмарах в основному влітку. Частинки граду, як правило, мають форму льодяних
кульок. Щільність дрібного граду і крупи приблизно 0,3 г/см3.
Сніг - опади, що складаються із сніжинок різноманітних форм і розмірів. Найбільш часто сніжинки мають наступні форми:
голки, плоскі дендрити (зірки) (розміром не більше 4 ... 5 мм), просторові дендрити (розміром 8 ... 10 мм), кристали із краплями,
що не замерзли.
Водність \¥д (г/м3) - кількість крапляно-рідинної води в одиниці об’єму.
Основні характеристики купчастих хмар наведені у табл. 3.3.
Таблиця 3.3
Середня водність і концентрація крапель у купчастих хмарах
Висота над початком хмари, м	Середня водність хмари, г/м3	Середня кількість крапель в 1 см3
25	0,08	300
100	0,18	460
225	0,27	200
400	0,41	140
600	0,45	90
800	0,72	70
1 000	0,97	70
45
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Ослаблення радіолокаційних сигналів в гідрометеоутвореннях.
Ослабляюча дія гідрометеоутворень. Для довжин хвиль X = 0,5 ... 10 см коефіцієнт ослаблення у у дощі та інших метеоутво-
реннях можна розрахувати за емпіричною формулою
у [дБ/км] = 0,438 \Уд//? .	(3.16)
У табл. 3.4 наведені значення коефіцієнта ослаблення радіохвиль (у, дБ/км) у хмарах при концентрації води 1 г/м3.
Таблиця 3.4
Обумовлене хмарами ослаблення радіохвиль, що поширюються в одному напрямку, дБ/км
Хмара	Температура, °С	Довжина хвилі X, см			
		0,9	1,24	1,8	3,2
Водяна	20	0,647	0,311	0,128	0,0483
	10	0,681	0,406	0,179	0,0630
	0	0,99	0,532	0,267	0,0858
	-8	1,25	0,684	0,34	0,112
Льодова	0	8,74 10'3	6,35 10’3	4,36 10’3	2,46 10’3
	-10	2,93 10'3	2,11 10’3	1,46 10’3	8,19 10-4
	-20	2,0 10'3	1,45 10’3	1,0 10’3	5,63 10-4
У табл. 3.5 наведені значення коефіцієнта ослаблення (у, дБ/км) радіохвиль в дощі, отримані в результаті їх обчислення з вико-
ристанням закону розподілу розмірів крапель, що запропоновано Лоусом-Парсоном.
Таблиця 3.5
Ослаблення радіохвиль в дощі різної інтенсивності при температурі повітря 18 °С, дБ/км
Інтенсивність опадів, мм/год	Довжина хвилі X, см							
	0,3	0,4	0,5	0,6	1,0	3,0	3,2	10,0
0,25	0,305	0,230	0,160	0,106	0,037	0,0022	0,0019	9,97 10'5
1,25	1,15	0,929	0,720	0,549	0,228	0,0161	0,0117	4,16 10'4
2,5	1,98	1,66	1,34	1,08	0,492	0,0388	0,0317	7,85 10’4
12,5	6,72	6,04	5,36	4,72	2,73	0,285	0,238	3,64 10’3
25	и,з	10,4	9,49	8,59	5,47	0,651	0,555	7,28 10’3
50	19,2	17,9	16,6	15,3	10,7	1,46	1,26	0,01498
100	33,3	31,1	29	27	20,0	3,24	2,80	0,0311
150	46	43,7	40,5	37,9	28,8	4,97	4,39	0,0481
Ослаблення радіолокаційного сигналу на трасі поширення. Коефіцієнт ослаблення уа(Н) у чистій атмосфері на протязі всієї
траси є постійним. Якщо висоти розташування антени РЛС (НО і об’єкта виявлення (Н2) однакові (Н = Н, = Н2), то показник зату-
хання радіолокаційного сигналу після проходження ним траси в одному напрямку на відстань / визначається виразом:
Па = Уа(Н) І .	(3.17)
Якщо Н] * Н2, коефіцієнт ослаблення змінюється вздовж траси, тому показник затухання визначається:
Па = Г1 Л +У2І2 >	(3.18)
де /| і /2 - відстані, що проходять електромагнітні хвилі, а у! і у2 - коефіцієнти ослаблення радіохвиль, відповідно у сухій атмосфе-
рі і водяній парі.
У табл. 3.6 наведені значення г|а для випадку проходження радіохвилі через усю товщину тропосфери і стратосфери при темпе-
ратурі 20 °С.
Таблиця 3.6
Показник затухання Ца, дБ, при різних значеннях зенітного кута
X, см	Ф = 0°	Ф = 30°	Ф = 45°	Ф = 90°
15,0	0,034	0,039	0,047	1,7
7,5	0,038	0,041	0,051	0,9
5,0	0,041	0,048	0,059	2,2
2,5	0,061	0,071	0,086	4,0
1,0	0,24	0,27	0,33	15,0
Розсіяння радіохвиль гідрометеоутвореннями.
Розсіяння радіолокаційних сигналів пдрометеоутвореннями можна розглядати як результат накладення парційних сигна-
лів, що розсіюються частинками, які взаємно не впливають на процеси відбиття ними радіохвиль.
Для оцінки характеристик розсіювання використовують питому ефективну площу розсіювання оготг - площу радіолокаційно-
го розрізу одиниці об’єму при некогерентному розсіюванні.
46
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Розсіяння радіохвиль дощем
На рис. 3.8. наведені залежності аГІИГ дощу від його інтенсивності.
Рис. 3.8. Питома ЕПР дощу
Для розрахунку питомої ЕПР можна використовувати апроксимовану формулу
апит=С,і,	(3.19)
де С=60 X2 ехр(- 540 X)+9,2 10"8; а = 1,09 +0,4 ЛСЮ4 X- 80).
Вираз справедливий при Ід = 1... ІООмм/год, Х=0,1 ...Зсм і і=0...40°С.
Основні властивості підстилаючих поверхонь, що впливають на радіолокаційне спостереження
Характеристика підстилаючих поверхонь.
Класифікація підстилаючих поверхонь проведена відповідно до ступеню впливу на форму поверхні турбулентності атмос-
фери, відбиваючих властивостей і параметрів, що характеризують її нерівності (рис. 3.9).
Поверхні, що не схильні до короткочасної дії турбулентної атмосфери						
	Сніжний наст, льод (гладкий)		Бетон, асфальт, гравій		Кам’яні розсипи	
Поверхні, що слабко схильні до короткочасної дії турбулентної атмосфери						
	Рілля		Пустеля з барханами		Поверхні зі сніжно-льодово- водяною сумішшю	
Поверхні, що сильно схильні до короткочасної дії турбулентної атмосфери
Трав’яне покриття висотою менше 20 см	Луг з травостоєм висотою менше 1 м	Кущі, ліс висотою більше 1 м	Водна поверхня
Рис. 3.9. Класифікація підстилаючих поверхонь
Крім того, поверхню землі можна умовно розподілити на чотири типи: А - гладка (поверхня з піску, водна поверхня, поверхня з
асфальтом); В - змішана пагорбкувата місцевість з окремими ділянками лісу, з невеликою кількістю споруд; С - нерегулярна гори-
ста та лісова місцевість; О - міська місцевість.
Вплив на відбивну здатність підстилаючої поверхні робочої частоти передавача.
Для будь-якої хвилі А, що випромінюється, місцевість може бути розподілена на гладку і нерівну. До гладкої відноситься місце-
вість, у якої середнє значення нерівностей менше А/( 16 зіп(ф)), де ф - кут ковзання, у протилежному випадку місцевість - нерівна.
При всіх характерних хвилях радіолокаційного діапазону (23,10,5 і 3 см) практично будь-яка місцевість відноситься до нерівних.
В табл. 3.7 наведені значення відбивної здатності для різних типів підстильних поверхонь. Значення, отримані при кутах ков-
зання від 5° до 10° при різних тривалостях сигналів, що випромінюються (від 5 до 0,5 мкс), розмірах променя в азимутальній пло-
щині (менше 0,8°) та горизонтальній і вертикальній поляризаціях.
Значення відбивної зд атності 8 зменшується з підвищенням робочої частоти ї.
47
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Таблиця 3.7
Залежність відбивної здатності підстилаючої поверхні від робочої частоти передавача (довжини хвилі)
Довжина хвилі, см	Відбивна здатність різних типів поверхонь, дБ			
	А	В	С	□
23	-32	-зо	-29	-19
10	-29	-27	-25	-15
5	-27	-24	-21	-13
3	-25	-22	-19	-12
Вплив на відбивну здатність підстилаючої поверхні кута ковзання
Для значень кута ковзання від 10 до 60° величина 8 практично не залежить від ф.
На рис. 3.10 наведена залежність відбивної здатності від кута ковзання д ля різних типів підстильних поверхонь.
Рис. 3.10. Залежність відбивної здатності різних типів поверхонь від кута ковзання
Для малих кутів ковзання відбивна здатність може бути розрахована за допомогою емпіричних формул, які для різних типів
підстильних поверхонь мають вигляд (0,3 см < А < 3 см, 0° < ф < 45°):
8 = - СІ + С21§(ф/ф0) - С31§(Х/Хо),	(3.20)
де Сі, Сь Сз, Фо, Ао - постійні величини, значення яких для різних типів підстильних поверхонь наведені у табл. 3.8.
Таблиця 3.8
Значення постійних величини Сь С2, С3, фо, Ао
Тип підстилаючої поверхні	Сь дБ	С2, дБ	С3, дБ	Фо, град	А#, см
Дерева	11,5	26	8	35	1,0
Посіви	16,3	26	8	35	1,0
Трава	20	26	10	35	1,5
Рілля	31	18	15	25	1,5
Злаки	28	18	15	25	1,5
Сніг	25	25	15	зо	1,5
Тверде покриття	39,1	32	20	35	2,2
Міські споруди	6	3	3	зо	1,о
Формула для в ідбивної здатності поверхні землі, що покрита сухими деревами, і поля, що покрите травою, має вигляд
(03см<А<Зсм, 0°<ф<45°)
8 = - 20 + 10 1§(ф/25) - 15 1§А.	(3.21)
Вплив на відбивну здатність підстилаючої поверхні поляризації радіохвиль
Поляризація сигналу, що випромінюється, при зондуванні при великих кутах місця практично не впливає на величину відбив-
ної здатності більшості типів місцевості. В той же час дослідження показали, що при зондуванні на малих кутах місця поляриза-
ційні характеристики відбитка від підстилаючої поверхні є дуже інформативними. Для більшості типів підстилаючих поверхонь
характерно, що рівень зворотного відбитка від підстилаючої поверхні на вертикальній поляризації до 5 дБ вище, ніж на горизонта-
льній, відбитки на кросових поляризаціях менше на 5 ... 7 дБ. Крім того, характеристики відбитків залежать від умов вимірів і пори
року. Зокрема, різниця потужності відбитка в літній і зимовий періоди може досягати величини 15 ... 20 дБ. За рахунок спільної
доплерівської, кореляційної і поляризаційної обробки сигналів, відбитих від цілей і пасивних перешкод зокрема, від підстилаючої
поверхні можна підвищити завадодозахищеність радіолокаційних засобів. Використання лінійних поляризацій на прийом і переда-
чу може дати виграш у відношенні сигнал/завада до 10 ... 15 дБ у порівнянні з круговими поляризаціями. Застосування повного
поляризаційного прийому, тобто випромінювання на одній поляризації, а прийом на погодженій і кросовій складовій поляризації
може дати виграш у відношенні сигнал/завада 3 дБ. Останнім часом ведуться роботи з вивчення можливостей методів поляриза-
ційної обробки при виявленні цілей на фоні підстилаючої поверхні. Попередня оцінка показала, що адаптація поляризаційного ба-
зису антени на прийом і передачу, а також використання методу повного поляризаційного зондування простору, що заснований на
48
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
випромінюванні двох ортогональних поляризаціях і вимірі поляризаційної матриці розсіювання, можуть дати виграш у відно-
шенні сигнал/завада до 20 дБ і більше, при відсутності доплерівських різниць сигналів, відбитих від цілей і підстилаючої поверхні.
Вплив на відбивну здатність підстилаючої поверхні кліматичних умов
Для плоскої місцевості плівка води, яка виникає під час дощу, збільшує гладкість поверхні, що значно підвищує величину її від-
бивної здатності.
Вплив дощу на відбивну здатність нерівної поверхні залежить від кількості рослинності. В табл. 3.9 наведені значення відбивної
здатності 8 для місцевості з пагорбами. Вимірювання проводились за допомогою РЛС 3-см діапазону, тривалість імпульсу 0,2 мкс,
азимутальна ширина променя 1,4 град.
Таблиця 3.9
Залежність відбивної здатності пагорбкуватої підстилаючої поверхні від місяця року
Ф,град	Відбивна здатність (відносно 1 м /м‘)			
	Квітень	Травень	Серпень	Листопад
5	-30,2	-26,3	-23	-26,3
2,5	-39,2	-38,2	-зо	-32,5
1,25	-48	-46,5	-38,5	-41
Відбивна здатність снігу залежить від кількості води, що міститься в ньому. Сніг викликає зменшення відбивної здатності на
9-10дБ.
Морська поверхня.
Відбиття радіолокаційного сигналу від морської поверхні визначаються станом поверхні моря, який залежить від різноманітних
факторів, найбільш важливим з яких є вітер.
Взаємозв’язок між швидкістю вітру і станом поверхні моря оцінюється, як правило, за шкалою Бофорта, у якій у залежності від
швидкості вітру представлені 13 становищ морської поверхні (від штилю до урагану).
В основному морські хвилі характеризуються такими параметрами: довжиною (відстанню між двома гребенями), висотою (ве-
ртикальною відстанню від гребеня до впадини), періодом, швидкістю руху фронту хвилі.
На внутрішніх морях в умовах шторму параметри хвилі, як правило, не перебільшують 9 м за висотою, 150 м за довжиною і
10 с за періодом.
Висота морських хвиль оцінюється діючою висотою (одна третя частина середньої висоти хвилі, Н^).
2
Параметр Ніз в залежності вщ дисперсії висоти хвилі (пн ) або швидкість вітру (ов (км/год)) визначається:
Н(/3 =4,06^0^,	(3.22)
Н1/3 =3,926 Ю-4»)’.	(3.23)
На характеристику відбитого сигналу також впливає кут ковзання ф. На рис. 3.11 показана залежність відбивної здатності 8 від
кугаф.
Зона між фг і <р = 90 град - область дзеркального відбиття радіохвиль, яка визначається елементами хвиль, розміри яких пере-
вищують довжину радіохвиль РЛС.
В області між фі і фг відбиття здійснюється в основному від капілярних хвиль, довжина яких близька до довжини радіохвиль
РЛС.
У зоні між ф = 0 град і фі за рахунок інтерференції між радіохвилями, що випромінюються і відбиваються, спостерігається різке
зменшення 8 при зменшенні кута ф.
Для малих кутів ковзання ф характер зміни відбивної здатності 8 показаний на рис. 3.12.
Існує критичний кут ковзання, при якому нахил кривої різко змінюється за рахунок інтерференції між радіохвилями, що ви-
промінюються і відбиваються. Крива 1 відповідає спокійному морю (хвилі висотою від 0,3 до 1 м), крива 2 - помірному хвилюван-
ню на морі (хвилі висотою від 1 до 1,5 м). Критичний кут з посиленням хвилювання моря зменшується.
49
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Рис. 3.12. Залежність відбивної здатності морської поверхні від кута ковзання
У табл. 3.10 наведені експериментальні значення відбивної здатності морської поверхні при різних кутах ковзання, поляризації
радіохвиль, стану моря та несучої частоти сигналів, для збурення моря за шкалою Бофота Кв = 4 і Кв = 5.
Таблиця 3.10
Відбивна здатність поверхні моря
Ф, град	Відбивна здатність, дБ при частоті, ГГц							
	3,0		5,6		9,3		35	
	Кв=4	Кв=5	Кв=4	Кв=5	Кв=4	Кв=5	Кв=4	Кв=5
1	42/42	38/42	39/39	35/35	37/36	33/33	32/-	31/-
3	38/41	35/37	36/38	33/34	35/35	31/32	31/34	-
10	31/-	28/38	32/36	28/-	31/34	26/31	29/29	26/27
зо	27/37	-	25/35	-	24/33	20/24	22/-	20/20
Число у чисельнику характеризує величину 8 при вертикальній поляризації радіохвиль, а в знаменнику - при горизонтальній.
Зв’язок між 8 і робочою частотою Г враховується співвідношенням вигляду
8~Г ,	(3.24)
де т змінюється від 0 до 4.
Для кутів ф > 60° поляризація радіохвиль практично не впливає на відбивну здатність морської поверхні. При малих кутах ф го-
ризонтальна поляризація дає менші величини у порівнянні з вертикальною. Ця різниця зменшується зі зростанням ф і Кв.
На підставі дослід жень встановлена емпірична залежність відбивної здатності морської поверхні від кута ковзання ф, довжини
електромагнітної хвилі X і показника стану моря за шкалою Бофорта Кв (5, 8Іп(ф) і X представлені у децибелах) справедлива для
вертикальної поляризації радіохвиль для кутів ф < 45°:
8 = 50 + 8іп(ф) - X + 2 Кв .	(3.25)
3.2. Принципи побудови систем виявлення засобів повітряного нападу
Системи координат, що застосовують для рішення задачі виявлення та визначення місцеположення засо-
бів повітряного нападу.
Положення повітряних об’єктів (ПО) у просторі може бути визначено відносно будь-яких інших тіл (точок), які називають
тілами відліку (точками відліку). Тілами відліку можуть бути: Сонце, центр Землі, визначена точка на поверхні Землі, центр мас
Землі тощо. З тілом відліку пов’язується визначена система координат.
Для рішення задач визначення місцеположення ПО, їх наведення і поразки можуть застосовуватись земні (нерухомі відносно
Землі), зв’язані і швидкісні (рухомі відносно Землі) системи координат.
Земні системи координат.
Геоцентрична прямокутна (Х,¥Д і сферична (г, ф, X) системи. За початок координат О береться центр мас Землі, а ось
О¥ прямокутної системи спрямовується по осі обертання Землі, осі ОХ і 02 таким чином, щоб створити праву систему координат.
У сферичній системі положення ПО визначається радіус-вектором г , геоцентричною широтою ф і довготою X (рис. 3.13, а).
Зв’язок між геоцентричними прямокутними і сферичними координатами:
X = ГСО8ф8ІП X,
<У = Г8Іпф,	(3.26)
2 = гсозфСозХ.
50
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Рис. 3.13. Геоцентрична (а) і поверхнева (б) системи координат
Поверхнева прямокутна (X, V, 2) і сферична (О, Р, є) системи. За початок системи координат О береться визначена точка
земної поверхні, ось О¥ прямокутної системи спрямовується вертикально у вверх, ось ОХ пов’язується з напрямком на північ (або
на місцевий орієнтир), а ось 02 таким чином, щоб створити праву систему координат.
У сферичній системі положення ПО визначається нахильною дальністю О та д вома кутами Р, є, що визначають напрямок век-
тора нахильної дальності О.
Кут є між вектором О і його проекцією на горизонтальну площину називають кутом місця; кут Р, що визначає в горизонталь-
ній площині напрямок проекції О відносно початку відліку (осі ОХ), називають азимутом (рис. 3.13, б).
Зв’язок між поверхневими прямокутними і сферичними координатами:
О = 7х2 +¥2 + 22,
2
Р = агсі£ —
(3.27)
є = агсі§
¥
7х2 + 22
Рухомі (відносно Землі) системи координат.
Зв’язана система координат (хь уь г^. За початок системи координат о береться центр мас ПО, ось ОХ] спрямована вздовж
повздовжньої осі ПО, ось оу! у площині вертикального, а ось 02] у площині горизонтального перерізу ПО, таким чином, щоб ство-
рити праву систему координат (рис. 3.14, а).
Кут між повздовжньою віссю ПО і її проекцією на горизонтальну площину називають кутом тангажу о;
Кут між проекцією подовжньої осі ПО на горизонтальну площину і оссю ох називають кутом курсу (рискання)
Кут між вертикальною площиною, що проходить скрізь вісь 0Х| і зв’язаною віссю оу І5 називають кутом крену у.
На рис. 3.14, а зображена схема взаємного розташування зв’язаної і земної системи координат при суміщенні їх центру.
Кута ц/, о, у створюються шляхом послідовних поворотів: 1 - навколо осі у на кут ц/; 2 - навколо осі г’ на кут о; 3 - навколо вісі
X] на куту.
Рис. 3.14. Зв’язана (а) і швидкісна (б) системи координат
51
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Швидкісна система координат (х^ уст 4). За початок системи координат о береться центр мас, ось співпадає з вектором =
швидкості, осі оус і о^ лежать відповідно у вертикальній і горизонтальній площинах симетрії ПО (рис. 3.14, б).
Положення швидкісної системи координат відносно зв’язаної визначається кутами атаки і ковзання.
Кут атаки а - кут між проекцією вектора швидкості V на вертикальну площину симетрії’ ПО і оссю ОХ].
Кут ковзання Р - кут між вектором швидкості і вертикальною площиною симетрії’ ПО.
Вибір кожної конкретної системи координат визначається простотою виконання розрахунків та іншими факторами.
У загальному вигляді перехід від однієї системи прямокутних координат до іншої здійснюється за формулами аналітичної гео-
метрії та таблицями спрямовуючих косинусів.
Значення спрямовуючих косинусів між зв’язаною і земною системами координат наведені в табл. 3.11, а між зв’язаною і швид-
кісною системами координат - в табл. 3.12.
Таблиця 3.11
Спрямовуючі косинуси між зв’язаною і земною системами координат
Координати	ОХ ।	оуі	071
ох	СОБ О СОБ 1|/	СОБ Ц/ БІП О СОБ у + БІП Ц/ БІП у	СОБ ф БІП О БІП у + БІП ф СОБ у
оу	БІП О	СОБ О СОБ у	- СОБ О БІП у
07	- БІП Ц/ СОБ О	СОБ к|/ БІП у + БІП ф БІП О СОБ у	СОБ Ц/ СОБ у - БІП 1|/ БІП О БІП у
Таблиця 3.12
Спрямовуючі косинуси між зв’язаною і швидкісною системами координат
Координати	ОХ]	оуі	07]
охг	СОБ а СОБ р	- СОБ р БІП а	БІП р
ок	БІп а	соб а	0
О2С	- СОБ а БІП р	БІП а БІП р	СОБ Р
Для розв’язання окремих специфічних задач можуть застосовуватися різноманітні модифікації систем координат.
Фізичні принципи, що покладені в основу отримання інформації про ПО.
Виявлення ПО у польоті може бути забезпечено шляхом прийому електромагнітних хвиль, що відбиваються від поверхні ПО,
або електромагнітних хвиль, що випромінюються самим ПО. Також виявлення можливо за рахунок фіксації’ змінювання парамет-
рів навколишнього середовища, що виникають під час руху ПО в цьому середовищі.
Відповідно, фізичні явища на яких грунтується виявлення ПО, можуть бути розподілені натри групи.
Відбиття або розсіяння електромагнітних хвиль - фізичне явище, що забезпечує виявлення за рахунок різноманітних влас-
тивостей ПО, що перевипромінюють, і середовища, що його оточує.
Активне виявлення ПО можливе, якщо його опромінювати електромагнітними, звуковими хвилями або потоком частинок, що
рухаються з великою швидкістю, а потім приймати розсіяні сигнали. При цьому можливе використання відбиття від ПО енергії
Сонця або інших космічних джерел.
Випромінювання хвиль різної фізичної природи - фізичне явище, що забезпечує виявлення за рахунок різного роду випро-
мінювання самого ПО у польоті (випромінювання бортових джерел, випромінювання тепла під час нагріву корпусу ПО, випромі-
нювання факела реактивного двигуна, звукове випромінювання).
Ці явища забезпечують створення систем пасивного виявлення ПО у польоті в радіо-, оптичному і звуковому діапазонах хвиль.
Збудження середовища - фізичні явища, що супроводжуються змінами параметрів навколишнього середовища під час польоту
ПО (виникнення специфічної турбулентності, зміна хімічного складу, іонізація поля земного тяжіння, земного магнетизму та ін.).
Ці явища потенційно можуть бути використані для рішення задач виявлення ПО, якщо є можливість їх фіксації.
Класифікація фізичних явищ, які потенційно можуть бути використані для рішення задач виявлення, зображені на рис. 3.15.
З усіх розглянутих явищ для виявлення ПО у повітрі на теперішній час найбільш широко використовують явище відбиття
хвиль, що лежить в основі активної і напівактивної локації, а також явище випромінювання, що складає основу пасивної локації’.
Виявлення ПО радіолокаційними засобами
Радіолокація - область науки і техніки, предметом якої є спостереження різноманітних об’єктів (визначення їх місцеположен-
ня) за рахунок прийому та аналізу відбитих, перевипромінюваних або випромінюваних ними радіохвиль.
Радіолокаційні цілі (цілі) - об’єкти спостереження (в радіолокації - фізичні тіла), інформація про які викликає практичний ін-
терес. Для ППО цілями є повітряні (аеродинамічні) об’єкти (літаки, крилаті ракети та ін.) і космічні об’єкти (балістичні ракети, шту-
чні супутники Землі та ін.). Цілями природного походження можуть бути іонізовані утворення і сліди, хмари, скопичення гідроме-
теоутворень та ін.
Радіолокаційна інформація - сукупність даних про цілі, що одержана засобами радіолокації.
Радіолокаційна інформація умовно ділиться на:
траєкторну - сукупність даних про поступальне переміщення радіолокаційної цілі в просторі, які дозволяють визначити пара-
метри її прямування і побудувати траєкторію польоту;
52
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
сигнальну - сукупність даних про фізичні (розмір, форма та ін.) і електродинамічні (відбивні) властивості ці-
лі,» орієнтацію у просторі, а також фізичні явища, що супроводжують її прямування.
Фізичні явища, на яких грунтується виявлення ПО у польоті
Відбиття (розсіювання) електромагнітних хвиль 	 	
Радіохвиль	Світла	Звуку	Інших видів
Випромінювання хвиль різної фізичної природи 	 	
ІЧ діапазону	Радіохвиль	Світла	Звуку

Збудження середовища
Виникнення	Зміна хімічного	Зміна поля земного	Зміна земного
турбулентності	складу	тяжіння	магнетизму
Рис. 3.15. Класифікація фізичних явищ, які потенційно можуть бути покладені в основу виявлення ПО
Радіолокаційні станції (РЛС) або радіолокатори (у англійській і американській літературі використовується термін радар
(гадаг—гасііо беіесйоп апд гап&іп£) -технічні засоби отримання радіолокаційної інформації.
Сучасні РЛС представляють собою складні комплекси, у які, крім радіотехнічних пристроїв, входять системи автоматики і об-
числювальні засоби.
Джерелом інформації про ціль для РЛС є випромінені ціллю радіохвилі. Розрізняють три види випромінювань: вторинне (роз-
сіяння) (рис. 3.16, а, б), перевипромінювання (ретрансляція) (рис. 3.16, в) і власне випромінювання (рис. 3.16, г). У першому і
другому випадках РЛС випромінює в напрямку на ціль зондуючий сигнал; у третьому випадку опромінення цілі не потрібно, тому
що вона сама є д жерелом радіохвиль.
а)	б)	в)	г)
Рис. 3.16. Види випромінювання радіохвиль: активна радіолокація з пасивною відповіддю (а), (б);
активна радіолокація з активною відповіддю (в); пасивна радіолокація (г)
Активна радіолокація - використовує вторинне випромінювання і перевипромінювання цілі (рис. 3.16, а, б, в).
Активна радіолокація з пасивною відповіддю (рис. 3.16, а, б) - радіолокація, що використовує ефект вторинного випроміню-
вання радіохвиль, при цьому прийнятий сигнал називається відбитим (розсіяним) або ехо-сигналом.
Радіолокація з активною відповіддю (рис. 3.16, в) - активна рад іолокація з перевипромінюванням. Вона знаходить широке
застосування при локації і впізнанні своїх об’єктів спостереження (літаків, ракет, ШСЗ), причому на об’єкті в даному випадку вста-
новлюється прийомопередавач (відповідач), що забезпечує достатньо велику потужність перевипромінюваного сигналу.
Пасивна радіолокація - використовує власне випромінювання цілі (рис. 3.16, г).
Прийнятий РЛС сигнал представляє собою електромагнітні коливання у визначеному діапазоні радіохвиль. Параметри сиг-
налу пов’язані з електричними, механічними, кінематичними та іншими властивостями радіолокаційної цілі.
Параметрами радіолокаційної цілі є дані про місце розташування, електрод инамічні властивості та інші її характеристики,
що визначаються з прийнятого сигналу.
До траєкторних параметрів від носять дальність, кутові координати, доплерівську швидкість.
До сигнальних - ефективну площу розсіювання цілі (ЕПР) та ін.
Траєкторні і сигнальні параметри називаються радіолокаційними характеристиками цілі.
Діаграма вторинного випромінювання - характеристика, що показує зміну ефективної площі розсіювання цілі в залежності
від напрямку її опромінення щодо РЛС. Діаграми вторинного випромінювання реальних цілей мають багатопелюстковий характер
(рис. 3.17).
53
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Рис. 3.17. Діаграма вторинного випромінювання стратегічного бомбардувальника В-52
для довжини хвилі X = 10 см
Ефективна площа розсіювання цілі - площа такого еквівалентного випромінювача, що розсіює падаючі на нього електрома-
гнітні хвилі рівномірно і створює в точці прийому ту ж щільність потоку потужності, що і реальна ціль (табл. 3.13).
Таблиця 3.13
Основні радіолокаційні цілі ППО мають такі ЕПР	м2
Тип засобу повітряного нападу	Діапазон хвиль, що випромінюються РЛС, см		
	5-10	10-100	100-200
Стратегічний бомбардувальник	6-10	10- 15	15-20
Середній бомбардувальник	5	10	15
Тактичний винищувач	2-3	3	5
Палубний штурмовик	3	5	7
Гелікоптер	0,5-1	1 - 1,5	2-3
Крилата ракета	0,1 -0,4	0,5 - 0,8	1-2
Безпілотний літальний апарат	0,01-0,1	0,1 -0,3	0,3 - 0,5
Процес одержання радіолокаційної інформації у загальному випадку єдиний. При теоретичному аналізі його зручно розділити
на наступні етапи: виявлення цілей, вимірювання траєкторних і сигнальних параметрів, розрізнення і розпізнавання цілей.
Виявлення цілей - процес прийняття рішення про наявність або відсутність цілі у ділянці простору шляхом прийому і статис-
тичної обробки сумарного значення радіолокаційних сигналів 80) і шуму (завад) п(1), тобто
у(0 = 8(і) + п(і).	(3.28)
У результаті процесу виявлення повинно бути видане рішення А1 * про наявність цілі або А0* про її відсутність на ділянці про-
стору, що переглядається радіолокатором. За рахунок наявності перешкод і флуктуацій прийнятого сигналу кожне з цих рішень
може бути прийняте при двох умовах, що взаємно виключаються: А1 - “ціль є”; А0 - “цілі немає”, які при прийнятті рішення неві-
домі.
Таким чином, при виявленні цілі можливі чотири ситуації суміщення випадкових подій “рішення” і “умови”: А1*А1 - прави-
льне виявлення; А0* А1 - пропускання цілі; А1 * А0 - хибна тривога; А0*А0 - правильне невиявлення.
Можливості виникнення цих подій характеризуються наступними ймовірностями: Р(А1*А1) - імовірністю правильного вияв-
лення; Р(А0*А1) - імовірністю пропускання цілі; Р(А1*А0) - імовірністю хибної тривоги; Р(А0*А0) - імовірністю правильного
невиявлення.
Сума цих ймовірностей дорівнює одиниці, тобто
Р(А1*А1) + Р(Ао*А1) + Р(А1*Ао) + Р(Ао‘Ао)=1.	(3.29)
Кожну імовірність суміщення ПОДІЙ можна уявити у ВИГЛЯДІ добутку Імовірності умови Р(А|і) на умовну імовірність рішення
Р(Аі7Ак),дек=0Д;і=0Д;
Р(Аі*Ак) = Р(Ак) Р(Аі7Ак).	(3.30)
Імовірності наявності або відсутності цілі Р(А]) і Р(Ао) називаються додослідними (апріорними) і вони звичайно заздалегідь
невідомі. Умовні імовірності для кожного радіолокатора є цілком визначеними і можуть бути оцінені експериментально або розра-
54
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
хунковим шляхом. Тому при проектуванні та випробуваннях РЛС переходять до умовних ймовірностей прийняття рішень, що
служать якісними показниками виявлення.
За умови наявності цілі якісними показниками виявлення є:
умовна імовірність правильного виявлення
О = РСАГ/АО = РСА/АО/РСА,);	(3.31)
умовна імовірність пропускання цілі
О* = РСАо’/АО = Р(А0*А1)/Р(А1).	(3.32)
Оскільки відповідні одній умові А! рішення А/ і Ао* взаємовиключні, то О+О* = 1.
За умови відсутності цілі якісними показниками виявлення є
умовна імовірність хибної тривоги
Р = Р(А17а0) = Р(А/Ао)/Р(Ао);	(3.33)
умовна імовірність правильного невиявлення
Р* = Р(Ао7Ао) = Р (Ао*Ао)/Р(Ао),	(3.34)
причому Р + Р*= 1.
Основними якісними показниками радіолокаційного виявлення є умовні імовірності правильного виявлення О і хибної
тривоги Г.
Статистичний характер виявлення сигналів визначається значеннями щільності розподілу завади Рп та суміші сигналу і завади
Рот які мають вигляд:
1 —
Рп(у) = -А-е2’!,	(3.35)
72іГСТ
(У-5)2
Рсп(у) = ~4=-е 2-2 ,	(3.36)
де $ - математичне сподівання; о - середнє квадратичне відхилення.
Рис. 3.18. Графічне представлення імовірностей правильного виявлення і хибної тривоги
Якщо відома величина порогу приймального пристрою - у©:
о=?рсп(у)ау,	(3.37)
Уо
Р=°[Рп(у)ау.	(3.38)
Уо
Графічно значення В і Р зображені на рис. 3.18 (заштриховані ділянки).
Величина порогу у0 визначається у залежності від критерію оптимальності і завдання, що виконує виявлювач.
Критерії оптимальності виявлення - закономірні правила, на основі яких приймається рішення про наявність або відсутність
цілі в умовах дії завад
В теорії виявлення використовуються критерії: мінімуму середнього ризику, максимуму відношення правдоподібності, ідеаль-
ного спостерігача, Неймана-Пірсона, послідовного спостерігача та ін.
Критерії, що використовуються під час виявлення цілі, грунтуються на порівнянні з деяким порогом у© відношення правдоподі-
бності /(у). Якщо /(у) > у о, приймається рішення про наявність цілі, якщо /(у) < у о, то констатується відсутність цілі.
Найбільш узагальненим критерієм оптимальності системи виявлення є критерій мінімуму середнього ризику (критерій
Байєса), який може бути зведений до так званого вагового критерію
О - /0 Р = птах,	(3.39)
де 4 - ваговий множник, що визначає величину порога виявлювача, при якому забезпечується максимальне значення співвід-
ношення /(у).
З критерію мінімуму середнього ризику випливає критерій максимуму відношення правдоподібності
р / Ч (82~2У8)
/(У) = -^7Т = е 2°2 •	(3.40)
Р3(У)
55
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Залежність відношення правдоподібності від величини сигналу у показана на рис. 3.19, де значення /(у) > /о, що еквівалентно
значенню у >у0.
Рис. 3.19. Залежність відношення правдоподібності від величини сумарного сигналу
Якщо необхідно величину порога вибирати безпосередньо за заданим рівнем Р, то використовують критерій Неймана-
Пірсона, який максимізує імовірність правильного виявлення □ при заданій імовірності хибної тривоги Р.
Згідно з критерієм ідеального спостерігача пороговий рівень встановлюється таким чином, щоб імовірність загальної помил-
ки була мінімальною, або, інакше, імовірність правильного рішення максимальною. Цей критерій в основному використовується у
радіозв’язку.
У критерії послідовного спостерігача (критерії Вальда) проводиться безперервний аналіз відношення правдоподібності і
’	1 - О . •• О „	.	.
зрівняння його з двома порогами у0 =------ і у о = —• Якщо відношення правдоподібності менше у0, то приймається рі-
1-Е	Р
шення про наявність тільки шуму. Якщо ж відношення правдоподібності більше у о , то приймається рішення про наявність сигна-
лу. У тому випадку, коли відношення правдоподібності знаходиться між нижнім рівнем у о і верхнім рівнем у0 , то даних для
прийняття рішення не достатньо, і випробування продовжується. Така процедура повторюється до тих пір, поки не буде прийняте
остаточне рішення.
Параметр виявлення д (відношення сигнал/шум) - безрозмірне відношення енергії* Е корисного сигналу до спектральної
щільності N0 шуму (завад):
Виявлення детермінованого сигналу (сигналу з повністю відомими параметрами).
Алгоритм оптимального виявлення має вигляд:
т \
г=[у(і)8(і)ді у0 ,	(3.42)
0
де у(і) - прийнятий сигнал; 8(1) - сигнал, що очікується.
Права частина формули називається кореляційним інтегралом. Рішення кореляційного інтеграла забезпечується побудовою
Рис. 3.20. Структурні схеми кореляційного (а) і фільтрового (б) оптимальних виявлювачів
детермінованого сигналу
Кореляційний інтеграл також може бути сформованим за допомогою лінійного фільтра (рис. 3.20, б). Дійсно, якщо Ь(1) - імпу-
льсна характеристика (відклик фільтра на дію короткого імпульсу - дельта-функції) фільтра, на вхід якого надходить процес у(і), то
результат х (Т) на виході фільтра визначається інтегралом згортки:
х (Т) = У у(і)Ь(Т - і) ді .	(3.43)
0
Якщо Ь(Т -1) = 8(1), то величина г(Т) співпадає з кореляційним інтегралом г. З цього випливає, що імпульсна характеристика
фільтра, на виході якого формується значення кореляційного інтеграла, у момент закінчення спостереження Т має вигляд:
ЬуФ(0 = 8(Т - і).	(3.44)
Такий фільтр називається узгодженим, тому що його імпульсна характеристика узгоджена з сигналом, що виявляється. Імпу-
льсна характеристика узгодженого фільтра є “дзеркальним відображенням” форми сигналу. Оскільки узгоджений фільтр (УФ) є
складовою частиною оптимального виявлювача (рис. 3.20, б) і мінімізує відношення сигнал/шум на виході, його також називають
оптимальним, якщо обробка корисного сигналу здійснюється на фоні білого шуму.
56
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Фізична суть оптимальної операції* виявлення є в тому, що перемноження величини сигналу, який приймається, у(і) на величи-
ну сигнал, який очікується, з(і) забезпечує придушення перешкод що не співпадають з сигналом, який очікується, за часом і
частотою.
Виявлення радіосигналу з випадковою початковою фазою. Кореляційний інтеграл має вигляд
т
X = (у(і)8(ф,0(ІІ = X! СО8ф +г2 8ІПф = г0 СО8(ф-V) ,	(3.45)
о
Т	Т	Г~2-----2
де Ф - випадкова початкова фаза; = [у(і)8і(і)с1і і х2 = (уСО^СО^ - його квадратурні складові; х0 =\2і +х2 ;
0	0
С08 V=х/ад 8ІП V=х/2о; 8і(і) = А(і) со8[а\)1+ф(і)]; 8г(1) = А(1) 8Іп[(ОоІ+ф(0]; А(і) - амплітудна модуляція сигналу; ф(і) - фазова моду-
ляція сигналу; ©о - частота сигналу.
Алгоритм оптимального виявлення вигляду х0 у 0 може бути реалізований у вигляді кореляційної схеми з двома квадралу-
Рис. 3.21. Структурні схеми кореляційного (а) і фільтрового (б) оптимальних виявлювачів
сигналів з випадковою початковою фазою
Наявність двох каналів обумовлено незнанням фази сигналу. Якщо корисний сигнал має зсув фази відносно опорного коливан-
ня в одному із каналів на 90 град то приросту напруги на виході інтегратора у цьому каналі не буде. Але в іншому каналі відповід-
ний приріст буде максимальним.
Схема оптимального виявлювача може бути представлена також у фільтровому варіанті (рис. 3.21, б). Дійсно, величина хо, яку
повинен сформувати виявлювач, є огинаюча коливання Хо соз (ф - V). Огинаюча х</0 коливання х(1) на виході узгодженого фільтра
(з імпульсною характеристикою И(і) = з(ф, Т - і)) виділяється амплітудним детектором (АД), при цьому результат детектування на
момент часу і=Т повинен подавалися на пороговий пристрій.
Виявлення радіосигналу з випадковою початковою фазою і амплітудою.
Структурні схеми оптимального виявлювача сигналу з випадковою початковою фазою і амплітудою співпадають зі схемами
оптимального виявлювача сигналу з випадковою початковою фазою (рис. 3.21).
Показники якості виявлення розглянутих виявлювачів можна визначити за допомогою кривих виявлення (рис. 3.22).
Рис. 3.22. Криві виявлення для детермінованого сигналу - суцільні, для сигналу з випадковою початковою
фазою - штрихові та для сигналу з випадковою амплітудою і початковою фазою - точкові
57
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Виявлення радіолокаційних сигналів з постійним рівнем хибної тривоги.
Зміна інтенсивності і функції розподілення імовірності вхідної суміші сигналу з завадою (робота в умовах наявності відбитків
від місцевих предметів) суттєво зменшує ефективність виявлення класичних пристроїв виявлення (зміна інтенсивності завади на
2 дБ призводить до зміни імовірності хибної тривоги в системах з фіксованим порогом на два порядки). Тому отримали розпов-
сюдження спеціальні алгоритми стабілізації імовірності хибної тривоги (пристрої СІХТ). В пристроях СІХТ для формування рівня
порогу використовують метод “ковзного вікна”. Одномірні “вікна” формують в частотній або часовій областях, або за циклами
огляду. Двомірні вікна формуються у площинах дальність-швидкість, дальність-азимут.
Формування порогу виявлення (Сп) в пристроях СІХТ заключаєгься в оцінці потужності завади (2) і помноженні її на порого-
вий коефіцієнт (порогову константу) Т, що залежить від імовірності хибної тривоги та довжини “вікна”
Сп=Т-2,	(3.46)
Способи формування вирішуючих правил (3.46) визначаються апріорною інформацією про заваду.
Отримали розповсюдження наступні моделі завад у межах “вікна”: модель 1 - однорідна і стаціонарна завада у межах “вікна”;
модель 2 - неоднорідна за потужністю завада у межах “вікна” (зміна потужності завади стрибком); модель 3 - однорідна завада з
цілями, що заважають, у межах “вікна”.
У залежності від використання моделі розглядають 4 класи пристроїв СІХТ: з усередненням потужності по елементах
“вікна”; з використанням різної логіки на елементах “вікна”; на основі порядкових статистик; адаптивні до параметрів нере-
леєвських розподілень амплітуд завад.
Пристрої з усередненням потужності по елементах “вікна” розраховані на використання моделі 1 завади, де невідомими
вважають параметри апріорно заданого, як правило, гаусівського розподілення завади. Стабілізація рівня хибної тривоги зводиться
до визначення оцінки потужності завади і встановлення відповідного порога виявлення. До складу структурної схеми такого при-
строю СІХТ (рис. 3.23) входять: лінійний або квадратичний детектор (Д) на вході пристрою; лінія затримки (ЛЗ); суматор, на виході
Рис. 3.23. Структурна схема пристрою СІХТ з усередненням потужності по елементах “вікна”
Пристрої СІХТ з усередненням потужності по елементах “вікна” використовують оцінку потужності завади у вигляді
1 N
/ =	(3.47)
N і=і
Однак модель 1 завади, для якої розроблені пристрої першого класу, часто неадекватні реальній пасивній заваді. При цьому
вибірка завади у межах “вікна” стає не тільки нестаціонарною відносно параметрів розподілення, але і неоднорідною, коли різні
елементи вибірки можуть належати до різних розподілень. При роботі з такими завадами пристрої з усередненням потужності по
елементах “вікна” мають неприпустимо великі втрати і не забезпечують постійного рівня хибних тривог. Використання моделі 2 у
вигляді стрибка потужності завади призводить до різких змін рівня хибної тривоги та імовірності правильного виявлення. Модель З
завади призводить в пристроях з усередненням потужності по елементах “вікна” до ефекту маскування цілі в елементі “вікна”, який
аналізується, ціллю, що заважає.
Серед пристроїв СІХТ з використанням різної логіки на елементах “вікна” виділяють: пристрої СІХТ з вибором “більшого
із”; пристрої СІХТ з вибором “меншого із”; пристрої СІХТ на змішаних логіках.
Пристрої СІХТ з вибором максимальної амплітуди у “вікні” використовують оцінку потужності завади у вигляді
Х = тах{Х1,... ,Хп},	(3.48)
де {X,} - завадова вибірка у “вікні”, і = 1,..., п.
Пристрої СІХТ з вибором максимальної амплітуди у ‘"вікні” мають втрати по відношенню сигнал/завада на 2,2 дБ більше, ніж
пристрої з усередненням потужності по елементах “вікна” при використанні моделі завади 1. Крім того, в пристрої СІХТ з вибором
максимальної амплітуди у “вікні” спостерігається ефект маскування виявленої цілі крайкою завади (модель 2) і цілями, що заважа-
ють (модель 3).
Пристрій СІХТ з вибором “більшого із” (рис. 3.24) використовує оцінку потужності завади у вигляді:
[( 1 А М < і А N 1
2 = тахЛ— £Хі, — £Хі к N = 214.	(3.49)
<М;і=м+і
Такий пристрій поступається пристрою з усередненням потужності по елементах “вікна” по втратах 0,1 ... 0,3 дБ при викори-
станні моделі 1 завади, але стабілізує заданий рівень хибної тривоги при використанні моделей 2 і 3 завади. Ефект маскування цілі,
яка виявляється, крайкою завади і цілями, що заважають, пристрій СІХТ з вибором “більшого із” не усуває.
Пристрій СІХТ з вибором “меншого із” (рис. 3.25) використовує оцінку потужності завади у вигляді:
[( 1 А М ( і А N 1
7 = тіп< — ЕХ,, — ЕХД N = 214.	(3.50)
іаМ;і=і ІМ;і=м+і ]
58
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Рис. 3.24. Структурна схема пристрою СІХТ з вибором “більшого із”
Такий пристрій виключає ефект маскування цілі для моделей 2,3, коли цілі, що заважають, зібрані в одному з “напіввікон” Це
пов’язано з логікою “меншого із”, яка усуває заважаючи цілі і крайку завади, як аномальні викиди. Однак якщо цілі, що заважають,
з’являються одночасно в обох “напіввікнах”, то ефект маскування не усувається. Коли стрибок потужності завади займає більшу
частину “вікна”, спостерігається завищення рівня хибної тривоги.
Рис. 3.25. Структурна схема пристрою СІХТ з вибором “меншого із”
Рис. 3.26. Структурна схема пристрою СІХТ на змішаних логіках
Пристрій СІХТ, що використовує порядкові статистики для формування рівня порога (рис. 3.27) використовує значення
(вибірку амплітуди сигналу) К-ої порядкової статистики Х^ (процентіль) у якості дисперсії фону завади, по якій виставляється
необхідне значення порога.
Критерій виявлення пристрою СІХТ на порядкових статистиках має вигляд
¥>Т-Х(К)=ип>	(3.51)
де ¥ - аналізоване значення, що піддається порівнянню з порогом; Т - порогова константа, що залежить від імовірності хибної
тривоги; Х(ю - значення К-ої порядкової статистики, причому К = 0,5И +1, N для забезпечення ефективного функціонування в
умовах впливу нестаціонарних завад; N - розмір “ковзного вікна”.
Рис. 3.27. Структурна схема пристрою СІХТ на порядкових статистиках
Ранг К вибирають з компромісу між можливістю забезпечення заданого рівня хибних тривог, втратами у відношенні сиг-
нал/завада і ефектом маскування цілі у елементі, що аналізується, крайкою завади і цілями, що заважають. Наприклад, при К > N/2
59
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
пристрій СІХТ на порядкових статистиках стабілізує рівень хибних тривог в моделі 1 завади, однак спостерігається маскування цілі
крайкою завади в моделі 2. Останнє пов’язане з встановленням в пристрої завищеного значення порога при влученні крайки завади
на елемент ‘^вікна”, який відповідає процентілю.
Пристрої СІХТ на порядкових статистиках стабілізують рівень хибних тривог для всіх моделей 1,2,3 завади і мають малі втра-
ти у відношенні сигнал/завада. Слабка чутливість таких пристроїв до нестаціонарних завад у “вікні” дозволяє збільшити довжину
“вікна” 14, що, в свою чергу, призводить до подальшого зменшення втрату відношенні сигнал/завада.
При побудові пристроїв адаптивних до параметрів нерелеєвських розподілень амплітуд завад приймають заваду
стаціонарною у “вікні”, з невідомою потужністю, якщо приймається модель 1, але при цьому враховується, що розподіл амплітуд
цієї завади являється нерелеєвським. Найчастіше застосовуються моделі вейбулівського і логарифмічного нормального роз-
поділення амплітуд завад. Модель вейбулівського розподілення завад у “вікні” описує широкий клас розподілень від експо-
ненціального до релеєвського. Оскільки апріорне розподілення амплітуд завад у “вікні” невизначено, то пристрої СІХТ можуть
бути побудовані на непараметричній статистиці. Однак використання непараметричних алгоритмів в пристроях СІХТ при невели-
ких “вікнах” (14 < 15) призводить до значних втрат у відношенні сигнал/завада. Структурна схема вейбулівського пристрою СІХТ
представлена на рис. 3.28. Вейбулівські пристрої СІХТ будуть стабілізувати імовірність хибної тривоги і для завад з логарифмічно
нормальним розподілом, але порогова константа Т при цьому повинна бути іншою.
Рис. 3.28. Структурна схема вейбулівського пристрою СІХТ
Методи виявлення малопомітних повітряних цілей.
Для більшості прикладних локаційних завдань актуального значення набуває задача виявлення малопомітних (малоконтраст-
них, малорозмірних, та виконаних з використанням спеціальних технологій, які забезпечують зниження помітності) цілей. Першо-
чергова увага при цьому акцентується на проблемі підвищення дальності виявлення таких цілей.
Методи збільшення енергетичного потенціалу РЛС базуються на підвищення потужності передавача і коефіцієнта спрямо-
ваної дй’ антени. Але це неминуче призводить до збільшення енергетичних витрат і до проблем маскування і маневреності РЛС.
Методи підвищення якості роботи приймальних пристроїв РЛС базуються насамперед на аналізі тонкої структури сигна-
лів з використанням нових методів цифрової обробки на ЕОМ, таких, наприклад, як, понадшвидкісні великі інтегральні схеми. Для
виконання окремих операцій з обробки сигналів створені пристрої з зарядовим зв’язком, а також з використанням поверхневих
акустичних хвиль. Але підвищення якості роботи приймальних пристроїв РЛС потребує великих часових і обчислювальних витрат,
ускладнюються схемні рішення та системи обробки сигналів.
Метод інверсного синтезування апертури використовується для збільшення часу когерентного накопичення ехо-сигналів, за
рахунок чого підвищується дальність виявлення. В ньому застосовуються алгоритми, протилежні тим, що використовуються в
режимах синтезування апертури РЛС і дозволяють отримувати детальні зображення наземних об’єктів на базі аналізу доплерівсь-
ких зсувів частоти сигналу. Відмінною ознакою цього методу є те, що накопичення сигналу проводиться за рахунок руху цілі, а не
антени РЛС, як при звичайному синтезуванні апертури. Недоліком даного методу вважається необхідність наявності попередніх
даних про дальність до цілі та швидкість її руху. Помилки у визначенні цих параметрів призводять до погіршення характеристик
точності РЛС у режимі роботи з використанням методу інверсного синтезування апертури.
Метод, що базується на виборі оптимального діапазону робочих частот РЛС. В основу цього методу покладена залежність
ЕПР літального апарата від частоти сигналу, що опромінює ціль. Розрахунки показують, що дальність виявлення малопомітного
літального апарата в діапазоні 1-2ІТцв 1,75 разів більше, ніжу діапазоні 2-4 ГТц, та в 2,2 разів більше, ніжу діапазоні 4-8 ГГц.
Якщо у системах ППО використовувати РЛС різноманітних діапазонів, то створити ефективне радіопоглинаюче покриття для
літального апарата буде практично неможливо, тому що існуючі (здебільшого феритові) радіопоглинаючі матеріали відносно вузь-
космугові, розраховані на невеликий діапазон частот.
Загоризонтний метод виявлення базується на ефекті послідовного багатократного відбиття від іоносфери і поверхні Землі
коротких (приблизно 10 - 100 м - декаметровий діапазон хвиль) радіохвиль від цілей, що знаходяться на шляху їх поширення або
збурень, що вони викликають. Відстань від точки випромінювання хвилі до району її відбиття від поверхні Землі (однострибкова
РЛС) або між двома сусідніми відбиттями від поверхні Землі (двохстрибкова РЛС) називають дальністю стрибка. У залежності від
значення кута, під яким випромінюється хвиля, та її довжини ця дальність змінюється у межах 800 - 4 000 км. Приймальний при-
60
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
сірій загоризонтних РЛС може знаходитись у районі розташування передавача (РЛС нахильно-зворотнього зондування) або на
трасі поширення зондуючого сигналу за декілька тисяч кілометрів від передавача (РЛС прямого зондування).
До недоліків загоризонтних РЛС відносять: впливовість на них природничих та штучних завад, неможливість виявлення цілей,
що знаходяться ближче 800 км, тому, що існує “мертва” зона; низьку розрізнювальну здатність; залежність їх характеристик від
стану іоносфери.
Формування та обробки нових складних радіолокаційних сигналів. Застосування зондуючих сигналів, що узгоджені за
формою цілі, дозволяє значно підсилити ехо-сигнали. Цей метод відповідає методу узгодженого фільтрування, що використовуєть-
ся у сучасних РЛС. Формування зондуючих сигналів здійснюється на підставі імпульсної характеристики цілі, що залежить від її
конфігурації, просторового положення та динаміки руху. На практиці для узгодження сигналів з ціллю потрібні імпульси наносе-
кундної довжини. До таких імпульсів можна віднести несинусоїдальні сигнали, важливою властивістю яких є надщирокосмуго-
вість. Розрахунки показують, що феромагнітні матеріали слабко поглинають енергію радіолокаційних несинусоїдальних сигналів.
Метод використання багаточасготних сигналів. Ціль у цьому випадку опромінюється одночасно декількома безперервними
сигналами на різних частотах. Приймання та обробка ехо-сигналів здійснюється за допомогою багатоканального приймального
пристрою, в кожному з каналів якого формуються пари сигналів на близьких частотах, а потім здійснюється їх перемноження та
інтегрування для доплерівського фільтрування. Перевагою багаточастотної радіолокації є можливість вибору набору частот, що
забезпечують максимальну дальність виявлення. Як і в попередньому методі, визначальним параметром є конфігурація цілі.
Методи, що базуються на ефекті “нелінійної радіолокації”. Цей ефект полягає в тому, що об'єкти техніки при опроміненні
не тільки відбивають падаючі хвилі, але і генерують зворотне випромінювання на гармоніках. Але цей ефект можна спостерігали на
гранично малих дальностях. Тому він отримав розповсюдження лише при вирішенні завдань пошуку підслуховуючих пристроїв.
Розглянуті методи приводять до підвищення складності як засобів генерації, так і обробки сигналів. Крім того, збільшується час
на обробку таких сигналів.
Багатопозиційна радіолокаційна система (БІТРЛС) - це система, що включає до свого складу декілька рознесених у
просторі позицій, що передають, приймають або приймають-передають, на яких проводиться спільна обробка одержуваної
інформації про радіолокаційні цілі (рис. 329).
Рис. 3.29. Принцип дії активних багатопозиційних РЛС
Дальність до цілі відносно приймальної позиції визначається за формулою
т2с2 + 4Бст 8Іп2 — + 4Б2 8Іп2 —
Об.п =-------------------------------.	(3.52)
2тс + 4Б8Іп2 —
2
де т - час затримки сигналів від цілі відносно приймальної позиції; с - швидкість світла; Б - база між позиціями, на яких
знаходяться передавач і приймач; у - просторовий кут пеленгу на ціль відносно позиції, на якій знаходиться перед авач.
Методи визначення дальності у пасивних багатопозиційних РЛС
1. Тріангуляційний метод - метод пеленгування цілей з д вох і більше рознесених приймальних пунктів (рис. 3.30), один з яких
розташований у точці О, а інші у точках А і В.
Рис. 3.30. Тріангуляційний метод визначення дальності
61
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Дальність до цілі визначається за формулою
СО8 Є (СО8 Р - 8ІП Р СІ£ 0і ) ’
де Б - база між точками О і А, м; є, р, Рі - кут місця і азимути цілі, що вимірюються відносно точок О і А.
X Кутомірно-різницево-дальномірний метод - метод, що базується на вимірюванні кутових напрямків на ціль і різниці
дальностей між ціллю і точкою О, ціллю і точкою А (див. рис. 3.30).
Дальність до цілі визначається за формулою
2(Бсо5 РСО8 є-ДОа) ’
де ДГ)а- різниця у визначенні дальностей до цілі між точками О і А, м.
3. Різницево-далмюмірний метод - метод, що базується на вимірюванні різниці дальностей між ціллю і точками О і А (рис.
Рис. 3.31. Різницево-дальномірний метод визначення дальності
Дальність до цілі визначається за формулою
р 2Б2-ДРа~ДРв
2(ДРа+ДРв) ’
(3.55)
де Б - база між точками О і А, м; ДЛа, ДОВ - різниця дальностей до цілі між пунктами, що розташовані в точках О і А, м.
Для методів 2 і 3 визначення різниці дальностей ДОа і ДОВ здійснюється за допомогою розміщення на пункті О спеціального
корелятора, що враховує час затримки т* під час розрахунку значення бази (Б) між пунктами, тобто ДО = т3с - Б.
Основними перевагами БПРЛС у порівнянні з однопозиційними є можливість високоточного визначення просторового
положення цілей і збільшення обсягу сигнальної інформації' про цілі (за рахунок можливості одночасного спостереження цілей із
різноманітних напрямків), а також підвищена завадозахищеність і живучість таких систем (за рахунок складності постановки
ефективних завад відразу декільком РЛС, рознесеним у просторі).
До недоліків БПРЛС відноситься трудність спільного керування рознесеними позиціями, складність передачі великої кількості
даних по лініях зв’язку в пункт (або декілька пунктів) спільної обробки, складність синхронізації сигналів, підвищені вимоги до
співюстування позицій і можливостей апаратури обробки сигналів, а також високі вимоги до продуктивності обчислювальних
засобів.
Також зроблена спроба використовувати для збільшення дальності виявлення специфічні для малопомітних (малорозмірних)
цілей ознаки.
Методи виявлення малопомітних цілей. Характерною ознакою цих методів є зміна об’єкта локації. Таким об’єктом вважа-
ється не сам фізичний об’єкт, а ті збурення, які виникають у навколишньому середовищі при його проходженні через це середови-
ще. До них можливо віднести: збудження геомагнітного поля Землі, тепловий контраст, інтенсивні конвекційні потоки, суттєві
зміни структури та хімічного складу навколишнього середовища. Виявлення та ідентифікація цих ознак дозволяють значно підви-
щити імовірність виявлення малопомітних цілей.
Для забезпечення пошуку і виявлення таких цілей можуть використовуватися, як активні, так і пасивні засоби.
Як показала практика, використання вимірювань збудження геомагнітного поля Землі для вирішення задачі виявлення мало-
помітних об’єктів є дуже малоефективним у зв’язку з надзвичайно високим рівнем хибних тривог та рядом інших недоліків.
Найбільш інформативними ознаками виявлення і розпізнавання об’єктів є аномалії щільності повітря у вигляді суттєвої зміни
концентрації і складу компонент сліду.
Аналіз результатів зондування супутнього сліду повітряної цілі, утвореного елементами відпрацьованого палива, дозволяє з ви-
сокою достовірністю установити факт прольоту досліджуваної області простору літальним апаратом. Розміри сліду залежать від
типу аеродинамічного об’єкта і особливостей конструкції його двигуна Крім того, слід кожного об’єкта має специфічну просторо-
ву структуру і хімічний склад, який утворюється з продуктів горіння авіаційних або ракетних палив, а також характеризується на-
явністю інтенсивних турбулентних та повітряних потоків. Таким чином, в залежності від типу двигуна, висоти і режиму його поль-
оту у визначених межах будуть змінюватися склад компонентів сліду, концентрація частинок та їх просторовий розподіл, що, у
свою чергу, може служити додатковою інформаційною ознакою селекції і розпізнавання цілей. Фіксація змін цих параметрів у
зондуємому об’ємі простору відносно звичайного повітря буде свідчити про наявність там повітряної цілі.
Оптико-електронні методи використовують для отримання і передачі інформації оптичний діапазон спектра електромагніт-
них коливань, а для перетворення інформації - різноманітні електронні пристрої.
Основні оптико-електронні методи - лазерний, інфрачервоний 04), телевізійний (ТВ).
62
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
А
Лазерний метод (метод активної локації) використовує результати лазерних вимірювань оптично-атмосферних характеристик
сліду аеродинамічної цілі, склад параметри і стан якого суттєво відрізняються від характеристик навколишнього середовища.
Найбільш інформативними ознаками виявлення і розпізнавання цілей є аномалії щільності повітря у вигляді суттєвої зміни концен-
трації і складу компонент сліду, а також наявність інтенсивних турбулентних потоків, обумовлених рухом об’єкта у щільних шарах
атмосфери.
Аналіз параметрів сліду, як об’єкта локації, показує, що він представляє собою протяжну ціль, деяким чином орієнтовану у про-
сторі відносно напрямку польоту.
Фіксація змін цих параметрів в об’ємі простору, що зондується лазерним локатором, відносно звичайного повітря буде свідчити
про наявність там повітряної цілі. Значним недоліком методу є те, що при його реалізації’ важко забезпечити потрібні пошукові
можливості засобів виявлення.
Гранична дальність дії активних оптико-електронних систем:
Рвип^пр^ц^пер^пр^ср
*	^3. О у
4лДо)Рпор
де Рвт - потужність, що випромінюється, Вт, 8пр - еквівалентна (ефективна) площа апертури антени, що приймає, м2; оц - ефек-
тивна площа розсіювання цілі, м2; Асо - кут розходження зондуючого сигналу, ср; Рпор- гранична чутливість приймального при-
строю; іпф, ірр, іф - коефіцієнти пропускання передавального, приймального тракту і атмосфери відповідно.
Інфрачервоний метод базується на фіксації теплового випромінювання ПО у польоті в ІЧ діапазоні. Теплове випромінювання
виникає внаслідок аеродинамічного нагріву конструкції, роботи реактивного двигуна і дії’ сонячної радіації’.
Розподіл інтенсивності випромінювання	(Вт/см3) для абсолютно чорного тіла визначається за законом Планка
^•т = ’ (3’57)
е*т -1
де С] = 3,74 10’12 Вт/см2, Сг = 1,4 см К - константи; X - довжина хвилі; Т - абсолютна температура нагрітого тіла, К.
Інтенсивність випромінювання реальних тіл
(3.58)
де є - спектральний коефіцієнт випромінювання (є ~ 0,7 для сплаву з нікелю в області максимального випромінювання).
Залежність 1 від довжини хвилі показана на рис. 3.32, а.
Індикатриса випромінювання - геометричне місце точок у просторі, що характеризує рівні випромінювання однакової
інтенсивності.
Вертикальний переріз індикатриси теплового випромінювання ПО з реактивним двигуном показаний на рис. 3.32, б.
Рис. 3.32. Інтенсивність (а) та індикатриси (б) теплового випромінювання цілей
ВідстаньЖ
Дальність виявлення пасивними ІЧ системами
Е)ІЧ= Р^е8Ц5"РТ"РТ^)	(359)
V 4яРпор
де 8ц - площа проекції’ цілі; 8^, т^, іф,	5чт, є - визначені у формулах (3.56), (3.57), (3.58).
Телевізійний метод включає перетворення оптичного зображення в електричний сигнал; передачу електричного сигналу по
каналах зв’язку; прийом, обробку електричного сигналу і перетворення його на оптичне зображення або реєстрацію будь-яким
іншим методом.
Дальність виявлення телевізійними системами
О < /Вх8цГи8,,РЛ^ТпРТсР	/36Л\
™	4"Р„р	’	(3'60)
63
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
де Вх - спектральна щільність випромінювання поверхні цілі	за рахунок освітлення її сонцем, (Вх= 10’2 Вт/(см2мкм ср));
гц - коефіцієнт відбиття цілі, Гц=ОД т 0,8; ДХ - смуга пропускання оптичного фільтра (мкм).
Контурно-текстурні методи виявлення об’єктів на зображенні зводяться до розподілу зображення на текстурні області,
оточені контурами, так, щоб ці контури, по можливості, відповідали контурам об’єктів на зображенні. Контурна і текстурна інфор-
мації* потім обробляються окремо.
Текстура описує просторові властивості ділянок зображень земної поверхні з локально-однорідними статистичними характери-
стиками. Області, підлягаючі виділенню, повинні характеризуватися на першому кроці деякою характерною ознакою. Для зобра-
жень характерними є ознаки, які можуть бути виявлені на основі виділення просторових частот і визначення статистичних характе-
ристик рівнів інтенсивності.
Дисперсійний метод виявлення об’єктів на текстурних оптичних і радіолокаційних зображеннях (метод Г-статистики)
полягає у наступному.
2	2
Розглядаються дві множини {Сп} і {СЦ, що складаються з N і М випадкових чисел, і с ] ,	~ вибіркові дисперсії, де
2	— 1	— 2	2	—
= (М -1) Е (Сп - С) , аналогічно визначається а2 • Тут С - вибіркове середнє. Якщо ці множини мають однакову дис-
п=1
персію, то відношення їх вибіркових дисперсій
о»?
г0=4-	<3-61)
наближається до одиниці. Критерій, заснований на дисперсійному відношенні, зветься Г-критерій.
Наявність об’єкта на зображенні визначається таким способом. Нехай на зображенні є тільки фон або знаходиться накладений
на фон об’єкт, що необхідно виявити. Зображення ділиться на ділянки з кінцевим числом елементів розрізнення. Потім визначаємо
відношення вибіркової дисперсії сигналу на ділянці, що перевіряється, до дисперсії ділянки з явно відсутнім зображенням об’єкта.
За рахунок того, що сигнал від об’єкта додається до фону, збільшується загальна дисперсія флуктуацій зображення. Визначаючи Г-
статистику згідно з виразом (3.61) на всіх ділянках, можна виділити деталі об’єкта. Коли значення Г-статистики наближається до
одиниці, то вважається, що на даній ділянці є присутнім тільки фон. Таким способом перевіряються всі ділянки вихідного зобра-
ження.
Аналіз проведених випробувань такого методу показує, що чим більшу площу займає об’єкт на ділянці, що обробляється, тим
більше його Г-статисіика і тем легше його виявити. Але як тільки розміри об’єкта починають наближатися до розмірів ділянки, Г-
статистика наближається до одиниці.
Методи фракгального виявлення малопомітних об’єктів базуються на принципі використання фрактальних властивостей
поверхонь та (або) середовищ, на фоні яких або у яких спостерігають об’єкт. Відомо, що незалежно від природи чи методу побудо-
ви у всіх фракталів є декілька важливих загальних властивостей: ступінь складності їх структури може бути описаний деяким ха-
рактеристичним числом - фракгальною (дробною) розмірністю О6 а частини фрактальних структур, у деякому визначеному змісті
подібні всій структурі в цілому. Методи фракгального виявлення відрізняються тим, що в них використовується ця, до цього часу
не затіяна (що у значній мірі зменшувало інформативність існуючих моделей фонів) інформація про властивості деякої структурної
подібності (у ряді випадків самоподібності) природних середовищ. При цьому, мова йде про виявлення об’єктів, зображення яких
має відмінні риси у вигляді їх нефрактальності або відмінних за їх фракгальними властивостями, в оброблюваних оптичних або
радіолокаційних зображеннях, одержуваних у результаті радіолокаційного, лазерного зондування, а також під час оптико-
електронних, радіометричних та інших спостережень чи отриманих будь-яким іншим шляхом. Зміна фракгальної розмірності є
достатньою умовою для ухвалення рішення про наявність об’єкта іншої природи відносно фону.
Застосування, у якості критерію виявлення, факту зміни фракгальної розмірності потребує наявності інформації* про фракгальну
розмірність вихідного зображення, отриманого для випадку відсутності об’єкта. Якщо ця умова виконується, то для виявлення
об’єкта достатньо виміряти фракгальну розмірність отриманого зображення і порівняти з відомою. При відмінності цих розмірнос-
тей можна прийняти рішення про наявність у структурі нового об’єкта, що має інші фрактальні характеристики.
Проте на практиці, як правило, необхідно виявляти об’єкти у зображеннях, для яких фрактальна розмірність апріорі не відома.
Для рішення такого типу задач, виходячи з властивостей фракталів, використовують декілька підходів.
Більшість зображень природних ландшафтів є фракгальними в різноманітних діапазонах просторових масштабів. При зміні ма-
сштабу зображення аналізованої ділянки підстильної поверхні його фрактальна розмірність при відсутності нефрактальних об’єктів
повинна зберігатися. При їхній наявності лінійні розміри звичайного геометричного об’єкта будуть змінювались пропорційно зміні
масштабу, тобто заповнювання простору в зображенні також буде змінюватися. Тому поява на контрольованому зображенні деяко-
го штучного об’єкта змінить розмір фракгальної розмірності в цілому. Таким чином, маючи зображення підстилаючої поверхні і
проводячи аналіз шляхом порівняння у загальному випадку його окремих частин (їх фрактальних розмірностей) між собою і з зо-
браженням у цілому, або, зокрема, однієї і тієї ж частини зображення в різноманітних масштабах, можна розпізнати тип поверхні і
виявити нефракгальні об’єкти або об’єкти, з іншими, стосовно фонових, фракгальними характеристиками на ньому (або в ньому).
Проте, при виявленні об’єктів не завжди є зображення структури, що спостерігається, в різноманітних масштабах, і для аналізу
частіше усього доступне одне зображення. Для одержання інших зображень необхідно генерувати їх із даного зображення, напри-
клад, шляхом зміни масштабу вихідного зображення. Кожній точці нового зображення присвоюється деяке значення, що представ-
ляє собою порівнювану з визначеним порогом лінійну комбінацію значень сусідніх точок вихідного зображення. Масштабуючи
таким чином зображення, одержують ряд зображень, для яких обчислюють розмірності. При відсутності об’єкта фрактальна розмі-
рність всіх отриманих зображень буде незмінною. При наявності об’єкта фрактальна розмірність буде змінюватися від зображення
до зображення, що дозволяє зробити висновок про його наявність.
64
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Виходячи з того, що частини фрактальних структур у визначеному змісті подібні всій структурі в цілому, можна використову-
вати інший метод фракгального виявлення без генерації допоміжних зображень. Його сутність полягає в наступному. Виходячи із
зазначеної властивості фрактальних структур, фракгальна розмірність усього зображення і будь-якої його ділянки (за умови, що
масштабування не проводиться і лінійні розміри об’єкта більше розрізнювальної здатності апаратури, що реєструє) повинні бути
однаковими з точністю до деякого є . Виявлення здійснюється шляхом порівняння частин із цілим.
Для природних фрактальних поверхонь припущення про властивість самоподібності буде справедливе тільки при ряді обме-
жень. Наведемо деякі з них.
По-перше, для фрактальних природних структур розмірність усього зображення і його ділянки буде змінюватися випадковим
чином. Виходячи з того, що помилки вимірів вносяться різноманітними незалежними чинниками, можна припустити, що розкид
значень фрактальної розмірності розподіляється за нормальним законом. На рис. 3.33 наведена гістограма розподілу значень фрак-
тальної розмірності. Дані для побудови гістограми отримані шляхом вимірювання фрактальної розмірності різноманітних ділянок
п'ятдесяти зображень морської поверхні з фракгального розмірністю « 1,3 ± є . Перевірка даної гіпотези (про нормальний
2	2
закон розподілу значень фрактальної розмірності) за критерієм % склала значення 0,5 - 0,6 / Пред , що дозволяє зробити висно-
вок про те, що висунута гіпотеза є правдоподібною.
По-друге, при роботі з реальними зображеннями при виборі розміру ділянки необхідно враховували той факт, що зменшували
розмір ділянки зображення до безконечності недоцільно. Принцип самоподібності для природних поверхонь дотримується тільки в
тому випадку, якщо площа ділянки більше деякої критичної площі 8 (розміру самоподібності). Для різноманітних природних
структур розмір самоподібності різний (наприклад для морської поверхні він складає 8 ~ 100 м2). Дана умова визначає нижню
межу розмірів ділянки.
Рис. 3.33. Гістограма розподілу значень фрактальної розмірності
По-третє, при роботі з реальними зображеннями необхідно враховували характеристики апаратури спостереження, тому що
при виборі зображення невеликих розмірів можлива ситуація, коли воно займе тільки один елемент розрізнення. У цьому випадку
інформація про самоподібність буде загублена.
Правило вибору розміру ділянки зображення. Вибір опорного (“загравного”) елемента. Залежність розміру фрактальної
розмірності ділянки морської поверхні від її площі 80 (у відсотках від площі вихідного зображення) показана на рис. 3.34.
Рис. 3.34. Залежність розміру фрактальної розмірності ділянки морської поверхні від її площі
З рис. 3.34 випливає, що значення фрактальної розмірності збільшується при зменшенні площі ділянки 80 до 3 % від вихідного
зображення. Ріст значень фрактальної розмірності обумовлений обмеженими можливостями апаратного розрізнення засобів спо-
стереження, що призводить до втрати інформації про самоподібність.
65
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Розмір опорного (“загравного”) елемента варто вибирати так, щоб його площа 8 о У залежності від площі вихідного зображен-
ня 8 складала:
[(о, 01-0,05)8 якщо0,018>5;
8о = к	„	(3.62)
0 |8	якщо 0,018 <8.
Для виявлення об'єктів на фоні підстилаючої (морської) поверхні вхідне зображення р(х, у) розбивається на N областей, що
не перетинаються, і в кожній області вибирається опорний елемент з площею, що визначається за формулою (3.62). Після цього,
для кожного опорного елемента визначаються N значень фрактальної розмірності , ...,	. Фракгальна розмірність під-
стилаючої поверхні для випадку відсутності об’єкта визначається згідно виразу:
(3.63)
N і
Потім визначається фракгальна розмірність усього зображення в цілому і знаходиться величина зміни фрактальної роз-
мірності у вигляді:
АО = |ОГоЬ-Ог|,	(3.64)
що порівнюється з порогом. При перевищенні порога приймається рішення про наявність об’єкта, а в противному разі - про йо-
го відсутність.
Структурна схема фракгального виявлювача показанана рис. 3.35.
Розмір порога прийняття рішення залежить від необхідних показників якості виявлення, (імовірності правильного виявлення
О (з) та імовірності хибної тривоги Р).
Показники якості при фракгальному виявленні об’єктів на фоні підстилаючої (морської) поверхні
Прийняття рішення по одному зображенню носить випадковий характер через неминучу наявність завад і випадкового харак-
теру параметрів оброблюваного зображення.
Генеральна сукупність усіх можливих значень фрактальної розмірності описується відповідними щільностями імовірності.
Нехай на зображенні знаходиться тільки підстилаюча (наприклад, морська) поверхня з деякою розмірністю. У результаті обро-
бки зображення проводиться вимір його фрактальної розмірності (вираз (3.63))	.
Як було показано вище, розподіл значення фрактальної розмірності “загравних” елементів підпорядковується нормальному за-
кону розподілу з рівними математичними сподіваннями Ш] = т2 = ... = т і рівними дисперсіями су і = су2 = ... = су .
Ні
Рис. 3.35. Фракгальний виявлювач з використанням опорних (“затравних”) елементів
Розподіл результуючої фрактальної розмірності підстилаючої (морської) поверхні для випадку відсутності об’єкта також буде
підпорядкований нормальному закону розподілу з параметрами
1	?	1	7
о2= — Ін,2.	(3.65)
N і	М2 і
З виразів (3.65) видно, що математичне сподівання результуючої фрактальної розмірності не змінюється, а дисперсія зменшу-
ється в N разів. Щільність імовірності р(О(-) буде мати вигляд:
р(Ог) = -г=_ ехР
(Рг-Р|і)2>
2п2	.
(3.66)
Поява у просторі спостережень нового об’єкта, нефракгального або з іншими фракгальними характеристиками, призводить до
зміни фрактальної розмірності.
Проведемо аналіз зміни розміру фрактальної розмірності в залежності від розміру об’єкта, що з’явився.
Нехай є зображення підстилаючої (морської) поверхні з геометричними розмірами р на р точок і фракгальною роз-
мірністю .
66
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Припустимо, що на зображенні є присутньою тільки підстилаюча (наприклад, морська) поверхня. Для визначення фрактальної
розмірності, зображення підстилаючої поверхні покривається клітинками різних розмірів Є] і є2 (метод покриття). Вирішуючи
систему рівнянь вигляду
Ь8К(є1)=Ь8С-Ог Ьвб!
Ь8К(є2) = Ь8С-Ог Ь8є2 ’
де К(Є1),Н(є2) - кількість клітинок покриття, що містять нерівності підстилаючої поверхні (зони хвиль морської поверхні,
що падають); С -деяка константа, визначають фракгальну розмірність:
Ь8^(еі)/к(Є2)]
°г" 4к/є.1 '	<3 ’
Величина фрактальної розмірності зміниться, якщо на зображенні підстилаючої (морської) поверхні з’являться об’єкт, що має
нефракіальні властивості і геометричну площу §оь. Вводиться безрозмірна величина з
8 _ $оЬ
(3.69)
де = р • р = р2 - площа зображення підстильної (морської) поверхні
У цьому випадку при обчисленні фрактальної розмірності кількість клітинок покриття, що містять нерівності підстилаючої по-
верхні (зони хвиль морської поверхні, що падають), зміниться на величину
к2« —
Є2
(3.70)
^ГоЬ =
(3.71)
ДЛЯ розмірів КЛІТИН покриття Єї І Є2 відповідно.
Шляхом підстановки (3.70) у (3.68) визначається фракгальна розмірність при наявності об’єкта
н(єі)+и;
н(є2)+14,2
Ьвієг/Єі]
У результаті появи на зображенні підстилаючої (морської) поверхні нефрактального об’єкта розмір фрактальної розмірності
зміниться на величину ДО (3.64). В результаті підстановки у вираз (3.64) значення (3.71) і (3.68) визначається зміна фрактальної
розмірності для випадку появи на зображенні нефрактального об’єкта
ар.сі^Н—
&К'2К(єі)+К
У виразі (3.72) константи С і К розраховують за формулами
С = 1/Ье[є2 /є,], К = к(є2)н(є1).	(3.72)
Таким чином, узагальнений математичний вираз для величини фрактальної розмірності при появі на зображенні нефракгально-
го об’єкта можна представити у вигляді:
(3.72)
°£оь(8) = О? + кЬе(1 + пз).
(3.74)
У цьому виразі величина $ описується формулою (3.69) і змінюється на інтервалі [0; 1], величина В {• - фракгальна розмірність
при відсутності об’єкта. Коефіцієнт к визначається як різниця топологічної розмірності нефрактального об’єкта Оу (простір, в
якому існує фрактал) і фрактальної розмірності підстилаючої (морської) поверхні В^ (к = Вт -В^). Коефіцієнт п враховує
швидкість зміни фрактальної розмірності у залежності від стану підстилаючої (морської) поверхні (нерівність поверхні, хвилюван-
ня моря). Наприклад, для спокійної морської поверхні коефіцієнт п « 9.
На рис. 3.36 показаний графік зміни величини фрактальної розмірності (В^оЬ ) від площі нефрактального об’єкта (8оЬ). Крива
1 отримана при аналізі зображень спокійної морської поверхні з бінарним (чорно-білим) квантуванням. Фракгальна розмірність
змінюється від початкового значення В^ «1,3 до розмірності нефрактального об’єкта, що збігається з топологічною розмірністю
простору Вт = 2, в якому існує фрактал. Поки розмір нефрактального об’єкта не перевищить розміру клітини покриття
(80ь < 81)’ фракгальна розмірність не зміниться, при подальшому рості площі нефрактального об’єкта розмірність стрибком пе-
рейде до нового значення, і деякий час буде залишатися незмінною. Тому графік зміни фрактальної розмірності представляє собою
східчасту функцію, що має деякий тренд до зміни. Розмір сходинки визначається дискретністю заповнення фракгального зобра-
ження нефрактальним об’єктом. Криві 2 і 3 на рис. 3.36 розраховані за формулою (3.74) при появі на зображенні нефрактального і
фракгального об’єкта з розмірністю В^ =1,75 відповідно.
Умовна щільність імовірності для випадку появи на зображенні підстилаючої (морської) поверхні нефрактального об’єкта за-
лежить від його (нефрактального об’єкта) площі. Тому площу об’єкта, як правило, вважають довільною, але з фіксованим розміром.
У зв’язку з тим, що площа об’єкта є величиною детермінованою, то фракгальна розмірність для випадку присутності об’єкта
пов’язана лінійною залежністю з фракгальною розмірністю для випадку відсутності об’єкта.
67
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Рис. 3.36. Залежність величини фракгальної розмірності від площі нефрактального об’єкта
З теорії імовірності відомо, що якщо величина X підпорядкована нормальному закону розподілу, то величина ¥ = аХ + Ь та-
кож підпорядкована нормальному закону розподілу з параметрами
ту =атх +Ь, Су = |а|сх »	(3.75)
де т і о - математичне сподівання і середнє квадратичне відхилення нормального закону розподілу.
Тоді, виходячи з (3.75), умовна щільність імовірності фракгальної розмірності для випадку присутності на зображенні нефрак-
тального об’єкта розподілена за нормальним законом
р(°г І8) = -/=--- ехР
у2тісоЬ
(рг-ргоь)2>
2соЬ2 ,
(3-76)
з параметрами
°ҐОЬ = Ог + Щ(1 + П8), стоЬ = О.
Це відповідає зсуву кривої щільності імовірності на величину кЬ§(1 + пз). Графіки щільності імовірності для випадку відсут-
ності (суцільна лінія) і наявності (пунктирна лінія) об’єкта при В » 1,3 ; к = 0,7; п = 9; 8 = 0,2 наведені на рис. 3.37.
Рис. 3.37. Щільності імовірності фракгальної розмірності для випадку відсутності і наявності об’єкта
Для кількісної оцінки показників якості використовують дві умовні імовірності: хибної тривоги ї7 і правильного виявлення
р(5).
Умовна імовірність хибної тривоги визначається виразом
г= ”р(рг)арг,
о»
де Вф - поріг виявлення.
Після підстановки виразу (3.66) в (3.77), визначається умовна імовірність хибноїтривоги
р = 1_фҐ2ог2г\
а
(3.77)
(3.78)
68
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
де Ф(х) - інтеграл імовірностей, що визначається формулою
ф(х)=-у^= [ ехр
у/2ті -оо
11'
2
7

Задаючись умовною імовірністю хибної тривоги Р і визначаючи поріг В о із (3.77) знаходять умовну імовірність правильного
виявлення 0(з)
О(з)= “р(Ог|8)(Юг.	(3.79)
Оо
Після підстановки (3.76) в (3.79) отримуємо
р(5)=1-фґР»-Р^М*“Г|.	(3.80)
За допомогою виразу 3.80 побудовано сімейство кривих виявлення для випадку появи нефрактального об’єкта (рис. 3.38, а) і
фракгального об’єкта (рис. 3.38, б).
З наведених графіків видно, що для досягнення імовірності правильного виявлення В (з) = 0,9 необхідно, щоб площа нефрак-
тального об’єкта складала 0,16 - 0,38 від площі вихідного зображення при різних значеннях умовної імовірності хибної тривоги.
Якщо на зображенні підстилаючої (морської) поверхні з’являється фракгальний об’єкт з фракгальною розмірністю
^ГоЬ = 1,75, ті ж показники якості досягаються, якщо його площа складає 0,26 - 0,73 від площі вихідного зображення.
Таким чином, зміна фрактальної розмірності є достатньою умовою для прийняття рішення про наявність об’єкта іншої,
відносно фону, природи.
а)	б)
Рис. 3.38. Криві виявлення для випадку появи нефрактального (а) і фракгального (б) об’єкта
3.3. Методи огляду простору та вимірювання траєкторних і сигнальних параметрів повітряних
об’єктів
Методи огляду простору
Огляд повітряного простору здійснюється з метою виявлення ПО і може проводитися за напрямком (кутовими координатами),
дальністю і швидкістю.
Огляд простору за напрямком дозволяє виявити і визначити кутові координати ПО. Для огляду можуть застосовуватися радіо-
локаційні і оптичні засоби.
Метод кругового огляду забезпечує огляд верхньої напівсфери повітряного простору. Для цього використовують радіолока-
тор, антена якого переміщується за азимутом на 360° (рис. 3.39, а).
Частота обертання антени повинна бути такою, щоб була можливість отримання заданої кількості відбитих від ПО імпульсів
або накопичення необхідного для виявлення рівня енергії сигналу у кінцевому пристрою виявлення.
Час огляду визначається за формулою
Тогл.кр= —.	(3.81)
де соА - кутова частота оберту антени.
69
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Рис. 3.39. Можливі методи огляду простору: круговий (а); рядковий (б); лінійний пилкоподібний (в);
спіральний (гвинтовий) (г)
Для одночасного визначення азимута і кута місця ПО може застосовуватися віялоподібний промінь. Роздільна здатність і точ-
ність визначення кутових координат ПО залежать від ширини діаграми спрямованості антени у вертикальній і горизонтальній
площинах. В радіолокаторах з ФАР переміщення променя антени здійснюється електронним способом за рахунок перестроювання
фазообертачів.
До методів огляду простору у вузькому секторі відносять рядковий, лінійний пилкоподібного сканування і спіральний.
При застосуванні рядкового методу огляд простору здійснюється вузькою (голкоподібною) діаграмою спрямованості, що
здійснює зворотньо-поступальний рух у двох взаємно перпендикулярних площинах у заданому секторі (рис. 3.39, б). Діаграму
спрямованості перемішують хитанням (обертанням) антени радіолокатора або електронним способом за жорсткою програмою,
коли кожна ділянка простору переглядається на протязі незмінного відрізку часу незалежно від результату виявлення.
Час огляду визначається за формулою
в°Бв°в
<3 82)
де 0°,	- ширина сектора у вертикальній і горизонтальній площинах відповідно; Од - ширина діаграми спрямованості ан-
тени; (о п - кутова швидкість діаграми спрямованості.
Рядковий метод з використанням ФАР забезпечує огляд простору як за жорстко визначеною, так і за гнучкою програмою.
Під час реалізації рядкового огляду простору з використанням ФАР час огляду визначається за формулою
0°є0°в
ТСТр=4г-(Тс.п+Тперестр),	(3.83)
де Тсп - час стояння діаграми спрямованості (час локації одного напрямку);	- час перестроювання фазообертачів.
Під час застосування лінійного пилкоподібного сканування огляд простору у заданому секторі здійснюється однією або дво-
ма взаємно перпендикулярними діаграмами спрямованості ножеподібної форми (рис. 3.39, в). Цей метод дозволяє визначити відно-
сні координати всіх ПО, що знаходяться у секторі сканування.
Під час застосування спірального методу огляду діаграма спрямованості антени здійснює рух за спіраллю. Метод використо-
вується для пошуку і наведення діаграми спрямованості антени для супроводження ПО за напрямком (рис. 3.33, г).
Огляд простору в вузькому секторі може виконуватися за допомогою оптичних засобів.
Огляд простору за дальністю виконується з метою виявлення і визначення дальності до ПО в радіолокаторі з безперервним
випромінюванням фазокодоманіпульованих сигналів. Огляд простору, наприклад, можна забезпечити за рахунок послідовної зміни
часової затримки опорного кодованого сигналу. Якщо ПО знаходиться на деякій дальності, опорний і відбитий сигнали, що співпа-
дають за структурою і моментом часу, створюють сигнал виявлення. Час огляду по дальності залежить від структури і тривалості
фазокодоманіпульованого сигналу, швидкості зміни затримки опорного сигналу, заданого рівня сигналу виявлення.
Огляд простору за швидкістю забезпечує розрізнення ПО, що летять з різними швидкостями.
70
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
До основи огляду по швидкості покладений ефект Доплера, що проявляється у прирощенні (зменшенні) частот сигналів, відби-
тих від ПО, що рухаються, при їх наближенні (віддаленні). При цьому величина прирощення (зменшення) частоти Доплера визна-
чається за формулою
2У
рд =	,	(3.84)
А
де X-довжина хвилі передавача РЛС; Уг-радіальна складова швидкості ПО.
До основи побудови великої кількості систем пошуку за швидкістю (частотою) покладений спектральний метод При цьому
може застосовуватися послідовний, паралельний або комбінований метод огляду за частотою.
Під час застосування послідовного методу пошуку приймальний пристрій радіолокатора одночасно пропускає тільки невели-
кий спектр частот Допплера, що визначається смугою пропускання фільтру.
Пошук по частоті може виконуватися шляхом послідовного вимірювання резонансної частоти вузькосмугового фільтра (рис.
3.40, а) і перестроювання частоти гетеродина у діапазоні доплерівських частот (рис. 3.40, б). Пристрій реєстрації сигналів буде по-
слідовно відображали сигнали, що відбиті від 1,2,3,..., п-го ПО.
б)
Рис. 3.40. Послідовний пошук по швидкості: з перестроюванням фільтра (а); з перестроюванням
гетеродина (б)
Час огляду при послідовному пошуці визначається за формулою
т _ 2Рдмакс т
1ПОСЛ “	* г 1 спост >
(3.85)
де АГф - смуга пропускання вузькосмугового фільтра;	- максимальне значення частоти Доплера, яке можливе у випадку,
що розглядається; Т^ост- час спостереження, тобто інтервал часу на протязі якого спектр сигналу повинен існували на вході вузько-
смугового фільтра.
Метод паралельного пошуку. Визначення частот Доплера у відбитому сигналі здійснюється набором вузькосмугових фільт-
рів, кожний з яких настроєний на перетворювальний по частоті спектр сигналу визначеного ПО, і увесь набір перекриває діапазон
частот Допплера, який розглядається.
При паралельному методі кількість фільтрів, що забезпечують огляд, визначається з виразу
2Рдмакс
Пф=_х?г
(3.86)
Позитивним у цьому методі є малий час огляду і більш повне використання енергії спектрів сигналів; недоліком - необхідність
використання значної кількості вузькосмугових фільтрів.
Зменшення кількості фільтрів і отримання визначеного часу огляду досягається при реалізації комбінованого методу огляду.
Час пошуку при реалізації* комбінованого методу
Ткомб = т^спост»	(3.87)
де т - число переключень частоти гетеродина.
Число вузькосмугових фільтрів зменшується в т разів у порівнянні з паралельним методом пошуку.
Методи вимірювання траєкторних і сигнальних параметрів повітряних об’єктів.
Основними траєкторними параметрами в радіолокації є дальність до цілі К, азимут Р, кут місця е і радіальна швидкість цілі
Уп (швидкість по лінії візування РЛС - ціль).
В основу вимірювання координат радіолокаційними методами покладена постійність швидкості і прямолінійність поширення
радіохвиль в однорідному середовищі (швидкість поширення радіохвиль у вільному просторі с=3*108м/с).
71
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Методи вимірювання дальності до повітряних об’єктів радіолокаційними засобами.
Якщо приймальна і передавальна антени рознесені в просторі (рознесена радіолокаційна система), то час запізнювання відби-
того сигналу щодо зондуючого визначається співвідношенням
де В.|, К-2 - відповідно відстані від ПО до пунктів радіолокаційної системи, з якого передають і у якому приймають.
Якщо антени приймача і передавача суміщені (суміщена радіолокаційна система, тобто К.| = К2 = К), то час запізнювання відби-
того сигналу щодо зондуючого Ц і дальність до ПО (Кпо) визначається із формул:
2КПО	Цс
ц=—— ;	Кпо = -Т--	(3.89)
с	2
Час Із може бути виміряний за запізненням відбитого від ПО імпульсу, величиною зміни частоти передавача, величиною зміни
фази радіолокаційного сигналу. У зв’язку з цим розрізняють три методи вимірювання дальності: імпульсний (часовий), частотний і
фазовий.
Імпульсний (часовий) метод виміру дальності заснований на фіксації часу запізнювання між випроміненим і прийшлим сиг-
налом і визначенні дальності за формулою (3.89) (рис. 3.41, а).
Рис. 3.41. Методи вимірювання дальності: часовий (імпульсний) (а); частотний (б); фазовий (в)
При імпульсному методі роздільна здатність РЛС по дальності:
ст*
ДК =	,	(3.90)
де т- - тривалість імпульсу передавача.
Діапазон однозначного визначення дальності:
КПОодн.=~>	(3.91)
де Тп - період повторення імпульсів передавача.
Мінімальна дальність до ПО, що вимірюється імпульсною РЛС:
„	С(Т:+ІВ)
КпОміи =	2	>	<3-92)
де і, - час відновлення чутливості приймача.
Позитивним такого методу є можливість вимірювання дальності і розрізнення по дальності багатьох ПО, порівняна простота
реалізації, недоліками - неможливість вимірювання малих дальностей, необхідність великої імпульсної потужності випромінюван-
ня.
Частотний метод вимірювання дальності заснований на використанні безперервних коливань, частота яких певним чином
змінюється у часі. Передавач випромінює електромагнітні хвилі з частотою, яка змінюється за лінійним законом (рис. 3.41, б). За
час проходження електромагнітних хвиль до ПО і назад до приймача РЛС частота передавача зміниться на величину
2К п0
=Пп-----— >	(3.93)
с
де Цп - швидкість зміни частоти електромагнітних коливань, що випромінюються.
Прийняті сигнали від ПО і високочастотні коливання передавача поступають на змішувач приймача, де утворюється різницева
(Рр) частота (частота биття)
Нр=Г„	(3.94)
С1 м
де ДРМ - девіація частоти високочастотних коливань, що випромінюються; Тм - період повторення модулюючої частоти пере-
давача.
Дальність до ПО
72
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Роздільна здатність по дальності
ДЯ>
ДРфТм
4ДРМ
де ДРф - ширина смуги пропускання фільтра приймача.
Діапазон однозначного вимірювання дальності
В-ПОодн	•
Мінімальна дальність до ПО, що визначається РЛС:
о . > 1 С
ПОм,н 4 АРМ
(3.96)
(3.97)
(3.98)
Позитивним такого методу є можливість вимірювання малих дальностей, мала імпульсна потужність випромінювання; недолі-
ком -складність одночасного вимірювання дальності багатьох ПО.
Фазовий метод вимірювання дальності базується на визначенні величини зміни фази модулюючого коливання прийнятого
ехо-сигналу щодо сигналу, що випромінюється (рис. 3.41, в). За час запізнювання сигналу фаза цих коливань зміниться на величину
Дф = 2 л Рм із,	(3.99)
де Рм - частота модуляції високочастотних коливань.
Дальність до ПО визначається за формулою
Кпо=т-^Дф-	(3100)
4лРм
Діапазон од нозначного вимірювання дальності
кпо™=^	(3101)
Позитивним такого методу є висока точність вимірювання дальності; недоліками - неоднозначність вимірювання дальності,
відсутність розрізнювальної спроможності.
Вимірювання дальності до повітряних об’єктів оптичними засобами.
Вимірювання дальності до ПО в оптичному діапазоні хвиль здійснюється оптичними вимірювачами дальності. Дальність ви-
значається за часом затримки відбитого від ПО сигналу, що випромінюється генератором вимірювача дальності. Для цього коли-
вання, що випромінюються генератором, модулюються за амплітудою або фазою. У відповідності з цим розрізнюють три методи
вимірювання дальності: імпульсний, фазовий, фазово-імпульсний.
При застосування імпульсного методу ПО опромінюється імпульсами малої тривалості. Узагальнений гіпотетичний лазерний
дальномір складається з випромінювача (лазера), формуючої оптичної системи (ФОС), приймальної оптичної системи (ПОС), фо-
топриймального пристрою (ФПП), вимірювача часових інтервалів (ВЧІ), пристрою реєстрації (ПР) (рис. 3.42). Наведення дально-
міра на об’єкт може виконуватися за зовнішнім цілевказанням або за допомогою системи наведення (візирного пристрою), який
може входити до складу лазерного дальноміра.
Рис. 3.42. Структурна схема імпульсного лазерного дальноміра
У визначені моменти часу випромінювач генерує короткочасні імпульси, основна частка енергії яких надходить до ФОС і
спрямовується до ПО. Мала частка енергії імпульсу відводиться до блока вимірювання часових інтервалів, фіксуючи момент ви-
промінювання зондуючого імпульсу. Відбитий від ПО сигнал проходить приймальну оптичну систему і надходить у ФПП. Після
чого прийнятий сигнал надходить до блока вимірювання часу запізнювання, фіксуючи момент свого надходження. Прямий і відби-
тий сигнали можуть бути подані на пристрій реєстрації, який має шкалу відліку дальності.
Під час застосування фазового методу випромінювач генерує безперервний сигнал, що промодульваний за амплітудою за си-
нусоїдальним законом. Прямий і відбитий сигнали подаються на блок вимірювання різності фаз Дф, промодульованих таким чином
коливань.
Під час застосування фазово-імпульсного методу коливання, що випромінюються дальноміром, модулюються за амплітудою
і фазою, що дозволяє вимірювати дальність і швидкість ПО:
КП0 = аДф,	(3.102)
де а- коефіцієнт пропорційності.
73
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Методи вимірювання кутових координат.
Вимірювання кутових координат цілей (азимута і кута місця) грунтується на здатності антенних систем РЛС концентрувати ви-
промінювання в якомусь одному напрямку і забезпечувати спрямоване приймання відбитих від цілі сигналів. Визначення напрямку
на ціль називається пеленгуванням цілі.
Розрізнюють наступні методи визначення кутових координат (рис. 3.43): максимуму, рівносигнальних зон (інтегральної і мит-
тєвої рівносигнальної зони).
Метод максимуму - метод, при якому напрямок на ПО визначається за напрямком максимуму діаграми спрямованості анте-
ни, що відповідає моменту приймання максимального сигналу від ПО (рис. 3.43, а).
Метод рівносигнальних зон (РСЗ) - метод, при якому напрямок на ПО визначається по рівності амплітуд (фаз) відбитих від
ПО сигналів, що приймаються антеною, яка формує дві (чотири) діаграми спрямованості, що перехрещуються. Розрізнюють мето-
ди з амплітудною сумарно-різницевою обробкою сигналів і фазовий метод. Метод з амплітудною обробкою сигналів може бути з
миттєвою (рис. 3.43, б) і інтегральною (рис. 3.43, в) РСЗ.
Метод інтегральної РСЗ - метод, при якому рівносигнальна зона створюється шляхом переключення або обертання (розгор-
тання) діаграми спрямованості антени (рис. 3.43, в). У пристроях з переключенням діаграми спрямованості сигнали від ПО при-
ймаються при положеннях І і II діаграми спрямованості. Якщо ПО не знаходиться на рівносигнальному напрямку (РСН), то сигна-
ли будуть мати різні амплітуди.
Оператор або система супроводження повертає антену так, щоб амплітуди сигналів иі і и2 були рівні. Час переключення діаграм
спрямованостей повинен бути таким, при якому ПО не виходить із зони виявлення РЛС.
Метод миттєвої РСЗ з амплітудною сумарно-різницевою обробкою сигналів. При цьому методі напрямок на ПО визнача-
ється за рівністю сигналів, що приймаються антеною, яка формує чотири (по дві у кожній площині) діаграми спрямованості, що
перехрещуються (рис. 3.44, а).
Порівняння амплітуд сигналів здійснюється на один і той же момент часу, у зв’язку з цим метод має назву миттєвих РСЗ. У ви-
падку відхилення ПО від РСН на кут Д0 виникає різниця амплітуд сигналів (Ди), що приймаються
Ди = її! - и2 = 2 Ц) К(<р0) Км Д0 зіп со01,	(3.103)
де Ц) - амплітуда сигналу при находженні ПО на РСН; Щфо) - коефіцієнт підсилення антени; К*. - крутизна пеленгаційної ха-
рактеристики антени;	циклічна частота сигналу.
Різниця амплітуд сигналів (Ди), що приймаються, використовується для формування сигналів управління у системі управління
положенням антени. Антена повертається у напрямку зменшення величини ДО, у результаті чого ПО знаходиться на РСН.
Рис. 3.43. Методи визначення кутових координат ПО: максимуму (а); миттєвої рівносигнальної зони
(б); інтегральної рівносигнальної зони (при конічному скануванні променем антени) (в)
Рис. 3.44. Методи миттєвих рівносигнальних зон: з амплітудною сумарно-різницевою обробкою
сигналів (а); з фазовою обробкою сигналів (б)
74
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Сумарний сигнал Щ + и2 не несе інформації про відхилення ПО від РСН і використовується у пристроях для вимірювання
дальності і швидкості ПО.
Метод миттєвих РСЗ з фазовою обробкою сигналів - метод, при якому напрямок на ПО визначається по рівності фаз
сигналів, що приймаються двома антенами, які розміщені на деякій базі б (рис. 3.44, б). При відхиленні ПО від РСН різниця фаз
сигналів иь и2:
2тт(1	. л 2тссі
Дф =-----8іп ДО «-----ДО,	(3.104)
X	X
де X - робоча довжина хвилі РЛС.
Для вимірювання різниці фаз застосовуються хвилевідні кільцеві мости, фазові детектори та ін. Напруга, про-
порційна величині ДО, використовується для управління положенням антен при автоматичному супроводженні ПО
за напрямком.
Позитивним методу є висока точність вимірювання; недоліки - неоднозначність визначення величини ДО, за-
лежність точності вимірювання від стану хвилевідного тракту РЛС.
Методи вимірювання радіальної складової швидкості повітряних об’єктів.
Вимірювання радіальної швидкості грунтується на ефекті Доплера, сутність якого основується на тому, що у випадку взаємно-
го переміщення джерела і приймача електромагнітних коливань частоти цих коливань відрізняються на величину, пропорційну
швидкості взаємного переміщення джерела і приймача випромінювання. При цьому частота випромінених і прийнятих електрома-
гнітних коливань пов’язана з радіальною швидкістю цілі таким співвідношенням:
Гпр=£0——>	(3105)
"Р °і + уг/с
де Ср - частота електромагнітних коливань (у точці прийому), від битих від рухомої цілі; - частота сигналу, що випромінюєть-
ся; У/с- відношення радіальної швидкості цілі до швидкості світла.
Вираз (3.105) можна записали у вигляді
Гпр = Го-Рд,	(3.106)
де Рд - доплерівська поправка частоти (частота Доплера);
(	1-У /с^
(ЗІО7)
При Уг« с дріб у формулі (3.107) можна розкласти в ряд. Якщо обмежитись першими членами цього ряду, отримаємо
2У	2У
Р	=	0.108)
с	Хо
X)-довжина хвилі сигналу, що випромінюється.
Ця формула справедлива для активної радіолокації, коли доплерівська поправка частоти визначається ефектом подвійного пе-
ретворення: при опроміненні (ПО розглядається як приймач електромагнітних коливань, що рухається) і при випромінюванні (ПО
розглядається як д жерело електромагнітних коливань, що рухаємся). При пасивній радіолокації, коли перетворення частоти відбу-
вається тільки при випромінюванні, формула (3.107) набуває вигляду
Рд=^.	(3.109)
Таким чином, вимірювання радіальної швидкості полягає у вимірюванні частоти Доплера, після чого вона може бути об-
числена для активної радіолокації за формулою
РпХ0
(3.110)
а для пасивної радіолокації за формулою
^=ГДХО.	(3.111)
Знак доплерівського зсуву частоти вказує напрямок прямування цілі: при наближенні цілі частота прийнятого сигналу зростає
(Рд < 0), а при віддаленні цілі - частота зменшується (Рд > 0) (див. вираз 3.106). При імпульсній роботі РЛС розглянута вище зміна
частоти (яка може також трактувались як зміна масштабу часу) в однаковій мірі відноситься до тривалості і періоду проходження
імпульсів (тобто ефект Доплера спостерігається і для частоти проходження імпульсів).
Метод вимірювання висоти повітряних об’єктів.
З урахуванням сферичної форми Землі висота ПО над її поверхнею у залежності від д альності Кцо визначається за формулою
К.
Н « К.8ІПЄ + —,	(3.112)
2Ке
де є-кут місця цілі; Ке~ 8 500 км-ефективний радіус Землі.
75
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
3.4. Методи розпізнавання і селекції повітряних об’єктів
Методи розпізнавання повітряних об’єктів
Розпізнавання об’єктів- визначення типу і державної належності повітряно-космічних об’єктів. Здійснюється шляхом аналізу
даних про параметри руху і поведінки у польоті, характер випромінювань, місце і час пуску та інших даних (конфігурація, розмір і
т.ін.), отриманих від РЛС різного призначення й інших засобів контролю повітряно-космічного простору.
Система державного радіолокаційного розпізнавання (ДРЛР) базується на принципах радіолокації з активним запитом та
відповіддю.
Радіолокаційне розпізнавання - одержання радіолокаційних характеристик різноманітних ПО, вибір інформативних і стійких
ознак та ухвалення рішення про приналежність цих ПО до того або іншого класу (типу) (віднесення радіолокаційної цілі, що спо-
стерігається, до одного із заздалегідь визначених класів або типів цілей).
Класи ПО утворюються в результаті об’єднання ПО різних типів за будь-якою ознакою.
До ознак при радіолокаційному розпізнаванні, зокрема координатних ознак (висота, швидкість, траєкторія польоту), відносять
так звані радіолокаційні сигнатури. Вони містять просторову, часову, спектральну і поляризаційну структури відбитих сигналів,
тобто будь-які характеристики відбитих сигналів, що не пов’язані безпосередньо з координатами об’єктів локації'. Особливу групу
складають вторинні ознаки (параметри руху об’єкта відносно центра мас, розміри цілі, конфігурація, характер поверхні, що відби-
ває, характеристики реактивного двигуна, вид випромінювання бортових систем та ін).
Первинні ознаки (сигнатури) використовують в основному при рішенні задач ідентифікації об’єкта відомого типу шляхом
порівняння з еталонами.
Вторинні ознаки використовують в основному при визначенні призначення (класу) ПО. Кінцеве рішення про склад робочого
словника ознак системи радіолокаційного розпізнавання не може бути прийнято без класифікації об’єктів, тобто розподілу їх на
класи (алфавіт класів).
Рішення задачі розпізнавання містить наступні етапи:
1.	Аналіз шляхів використання інформації розпізнавання і вибір алфавіту класів ПО і ситуацій, що необхідно розрізнити.
2.	Виділення ознак розпізнавання (словника ознак) і при необхідності уточнення алфавіту класів з урахуванням реальних мож-
ливостей РЛС з отримання інформації про цілі.
3.	Вибір алгоритмів прийняття рішень, що забезпечують максимальну достовірність розпізнавання в умовах обмежень часу
розпізнавання і інформаційних можливостей РЛС.
Інформація, необхідна для розпізнавання, міститься в параметрах прийнятого від об’єкта радіосигналу. Системи, що розпізна-
ють, приймають рішення про клас (тип) об’єкта на підставі виділення з прийнятих радіосигналів деяких ознак і порівняння їх з
еталонними значеннями, що отримуються в процесі навчання. Кожна система, що розпізнає, використовує обмежений набір ознак,
який називається робочим словником ознак. Уся сукупність ознак може бути розділена на траєкторні (координатні) і сигнальні.
Сукупність розпізнаваних класів ПО називається алфавітом розпізнаваних класів. Вибір алфавіту розпізнаваних класів і ви-
бір робочого словника ознак є взаємозалежними задачами. Розширення алфавіту розпізнаваних класів, як правило, призводить до
розширення робочого словника ознак. Рішення задачі вибору алфавіту розпізнаваних класів і робочого словника ознак тому здійс-
нюється на основі критерію “ефективність-вартість’’.
Траєкторні ознаки враховують параметри руху ПО: швидкість, висоту, різні прискорення, особливості виконання маневру, осо-
бливості побудови строїв групових ПО. Для балістичних об’єктів можуть обчислюватися координати точок старту і падіння. З
усього набору перерахованих параметрів в оглядових трикоординатних РЛС можливе вимірювання тільки висоти і швидкості цілі.
На рис. 3.45 наведені приклади дозволених значень висоти і швидкості деяких типів ПО.
Використання траєкторних ознак звичайно не вимагає великих апаратурних і обчислювальних витрат, однак вимагає порівняно
тривалого контакту з об’єктом. На підставі аналізу траєкторної інформації сукупність ПО може бути розділена, наприклад, на чоти-
ри класи: аеродинамічні об’єкти, що включають літаки, БПЛА, деякі типи авіаційних ракет; балістичні об’єкти; малошвидкісні
маловисотні об’єкти (гелікоптери); малошвидкісні висотні об’єкти (малорозмірні кулі, автоматичні дрейфуючі аероста-
ти).Сигнальні ознаки розрізняють для активної радіолокації і пасивної радіолокації (первинної і вторинної).
Сигнальні ознаки для пасивної однопозиційної локації містяться в параметрах випромінюваних об’єктом сигналів. Розпі-
знавання за цими ознаками є різновидом радіотехнічної розвідки. Використання таких ознак дозволяє приймати рішення з висо-
ким ступенем вірогідності. Алфавіт розпізнаваних класів ПО складається з груп ПО, що несуть однакове радіоелектронне облад-
нання. Ефективність сигнальних ознак пасивної локації різко знижується при дотриманні противником заходів для приховання
випромінювань бортових РЕЗ. Крім того, виникають труднощі з ототожненням інформації радіотехнічної розвідки з координатною
інформацією активної радіолокації.
Сигнальні ознаки при пасивній (вторинній) локації містяться у відповідних сигналах, випромінюваних аеродинамічними
цілями у відповідь на запитальні сигнали з наземних радіолокаційних запитувачів в системах управління повітряним рухом і радіо-
локаційного розпізнавання. У міжнародній системі управління повітряним рухом КВ8 у відповідних сигналах міститься інформація
про номер виконуваного рейса для комерційних літаків. У деяких випадках є можливість визначення типу повітряних суден війсь-
кового призначення. У вітчизняній системі управління повітряним рухом міститься інформація про бортовий номер літака. Це до-
зволяє однозначно визначати тип комерційних повітряних суден. Однак під час ведення бойових дій бортові відповідачі системи
управління повітряним рухом можуть бути вимкнуті, що відразу зводить нанівець усі достоїнства вторинної локації для розпізна-
вання. Крім того, не всі аеродинамічні об’єкти обладнані такими відповідачами. Деякі типи аеродинамічних ПО принципово не
можуть бути обладнані відповідачами (різні ракети, БПЛА і т.ін.).
76
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Рис. 3.45. Дозволені значення висоти і швидкості деяких типів повітряних ПО
Сигнальна інформація для розпізнавання при активній (первинній) локації міститься в параметрах відбитого ехо-сигналу. Та-
кими параметрами є амплітуда, фаза, частота, час запізнювання і поляризація. Значення цих параметрів визначаються геометрич-
ними характеристиками ПО, матеріалом, з якого вони виготовлені, законом руху, параметрами приймально-передавальної апарату-
ри й умовами поширення радіохвиль. Вплив на параметри ехо-сигналів приймально-передавальної апаратури, умов поширення
радіохвиль і руху ПО може бути оцінено і якимось чином усунуто до проведення радіолокаційного розпізнавання. У цьому випадку
параметри відбитих сигналів цілком визначаються формою і матеріалом виготовлення ПО, що створює передумови їх
розпізнавання. Розрізняють сигнальні ознаки розпізнавання при вузькосмуговому і широкосмуговому зондуванні.
Сигнальні ознаки вузькосмугового зондування: ефективна поверхня розсіювання об’єкта (ЕПР); поляризаційні ознаки; спектр
роторної (турбінної або пропелерної) модуляції; потужність відбитого сигналу.
Ефективна поверхня розсіювання об’єкта складним чином залежить від форми і матеріалу об’єкта, його ракурсу, довжини
хвилі та поляризації зондуючого сигналу. Це призводить до того, що при вузькосмуговому зондуванні ЕПР може змінювалися в
дуже широких межах (у сантиметровому діапазоні до ЗО дБ при зміні орієнтації цілі на кут менше одного градуса).
Значення ЄПР у д ецибелах можуть бути оцінені з рівняння дальності радіолокації за формулою
( 2Л
о[дБ] = 10і8 2- +4018(Яц[м])-1018(и[м2])+А,
(3.113)
де —оцінка усередненого енергетичного відношення сигнал/шум; Яц[м] - оцінка дальності; Д -виправлення на поточ-
2і Е6(є,р){А(є,Р)[м2]}	. „„„
ні умови; ІІ[м ] =--Ї-—_ потенціал РЛС.
(4л)2 N0
Тут: Е - енергія зондуючого сигналу (з урахуванням втрат у середовищі і системі обробки); N 0 - спектральна щільність по-
тужності шуму; С(є,Р) і А(є,Р) [м2] - коефіцієнт підсилення передавальної й ефективна площа приймальної антен (у м2), які
залежать від кутів відхилення діаграми спрямованості щодо нормалі до апертури.
Чинники, що ускладнюють використання ЕПР, як ознаки розпізнавання: залежність усереднених ЄПР від вибору сек-
тора тілесних або ракурсних кутів усереднення; відмінність вимірюваних значень ЕПР від усереднених при малому часі усереднен-
ня; залежність результатів вимірювань ЕПР від нестабільності потенціалу РЛС; залежність результатів вимірювань ЕПР від впливу
землі на результуючу діаграму спрямованості антени; можливості протилокаційної імітації і маскування ЕПР.
Залежність усереднених параметрів ЕПР від ракурсу може бути зменшена шляхом оцінювання цих параметрів у відносно
великих тілесних кутах. Оцінка ракурсу цілі може бути отримана на підставі траєкторних даних. Для зменшення залежності вимі-
рювань ЕПР від потенціалу РЛС необхідно забезпечувати його фактичний контроль. Перераховані факти роблять практично мож-
ливими тільки приблизні оцінки ЕПР. Вважається, що для реальних РЛС (нелабораторних і полігонних) помилки вимірювання
ЕПР складають величину не менш 2,5 - 3 дБ.
Поляризаційні ознаки
Електромагнітні хвилі різних поляризацій по-різному розсіюються об’єктами. Поляризаційні властивості ПО виражаються по-
ляризаційною матрицею розсіювання (ПМР).
77
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Елементи ПМР ау = ^о~е](Рі-і - ефективна площа цілі (а) і зміна фази сигналу (ф) при розсіянні для і-ої поляризації прийма-
льної антени та рої поляризації перед авальної (і, ] = 1,2).
Вимірювання всіх елементів ПМР припускає як зондування, так і прийом на двох ортогональних поляризаціях. При однопо-
зиційному прийомі ПМР характеризується п’ятьма незалежними параметрами:
д/а11 ’ >/а22 » 7а12 =7а21 > ДФ1 = Ф22 “Ф11> ДФ2 = Ф12 “Ф11 •
Поляризаційна матриця, яка визначена в одному поляризаційному базисі, може бути перерахована в інший поляризаційний
базис шляхом лінійного перетворення. Поляризаційний базис, у якому елементи аІ2 = а2і = 0, називається власним поляризацій-
ним базисом. Діагональні елементи ПМР у власному поляризаційному базисі називаються власними значеннями а। = Хі,
а 22 = ^2 • Власний поляризаційний базис визначає дві ортогональні поляризації (власні поляризації об’єкта) хвилі, при яких пере-
хресний компонент у відбитій хвилі відсутній. Важливою властивістю власних значень матриці розсіювання є їх інваріантність до
обертання поляризаційного базису. Якщо = ^2 , то об’єкт за своїми властивостями відноситься до поляризаційно-ізотропних
об’єктів. Якщо ^2 = 0, то об’єкт називається виродженим об’єктом. Прикладом поляризаційно-ізотропного об’єкта є провідна
сфера. ПМР сфери незалежно від обраного поляризаційного базису має вигляд
(3.114)
Прикладом поляризаційно-виродженого об’єкта є напівхвильовий вібратор, ПМР якого у власному поляризаційному базисі має
вигляд
(З.П5)
При однопозиційній локації поляризаційно-ізотропні об’єкти розсіюють хвилі, не змінюючи їх поляризації. Поляризаційно-
вироджені об’єкти змінюють поляризацію відбитих ними хвиль. Таким чином, аналіз елементів ПМР ПО дозволяє судити про їх
геометричні характеристики і вирішувати завдання радіолокаційного розпізнавання.
Для одночасного вимірювання ПМР необхідні в загальному випадку двоканальні передавальні й приймальні пристрої. Елемен-
ти поляризаційної матриці розсіювання можуть бути вимірювані послідовно в часі при зміні поляризації випромінюваних і прийня-
тих сигналів. Час вимірювання повинен бути досить малим, тому що радіолокаційні характеристики об’єкта змінюються в часі за
рахунок зміни його орієнтації, розвороту повітряних гвинтів і т.ін. На точності вимірювання параметрів поляризаційної матриці
розсіювання може позначитися погана розв’язка приймальних трактів, що обробляють ортогонально-поляризовані компоненти
ехо-сигналів, вплив відбитків від землі та ін.
Спектр роторної (турбінної або пропелерної) модуляції.
Обертання лопаток повітряних гвинтів вертольотів і гвинтових літаків, а також лопаток компресорів (турбін) турбореактивних
літаків призводить до характерної роторної модуляції відбитого сигналу. До модуляції такого виду приводять і вібрації корпусу
літального апарата, обумовлені роботою двигунів. Роторна модуляція часто називається “пропелерною” або “турбінною”. Спектр
роторної модуляції складається з складових на частотах кМЕ, к = ± 1,2,..., де N - кількість лопаток, Е - швидкість обертання
ротора двигуна. Таким чином, чим менше лопаток і швидкість обертання, тим більш щільний спектр. Роторна модуляція ехо-
сигналу є однією із сигнальних ознак, що дозволяє вирішувати задачу радіолокаційного розпізнавання класів ПО.
Особливості використання ознаки роторної модуляції: спостереження роторної модуляції від більшості турбореактивних
ПО можливо в локаторах з довжиною хвилі, що не перевищує 10 - 15 см. Спостереження роторної модуляції* від гвинтових ПО
можливо в будь-яких РЛС, аж до метрових. Спостереження роторної модуляції від турбореактивних двигунів крилатих ракет мож-
ливо в локаторах з довжиною хвилі не більше 1 - 2 см; рівень складових роторної модуляції в середньому на 15 дБ менше
“планерної” складової; при ракурсах спостереження, що близькі до бортових, роторна модуляція від турбореактивних ПО не спо-
стерігається через затінення лопаток компресора (турбіни) корпусом двигунів; швидкість обертання роторів турбореактивних дви-
гунів (на відміну від турбогвинтових) може змінюватися в широких межах; роторна модуляція від турбореактивних ПО створюєть-
ся декількома ступенями компресора (турбіни), що призводить до появи комбінаційних складових у спектрі відбитого сигналу.
Зазначені особливості ускладнюють рішення задачі розпізнавання повітряних ПО за ознакою роторної модуляції. Найбільш
зручне використання ознаки роторної модуляції в доплерівських РЛС із тривалим контактом з об’єктом. В імпульсних оглядових
РЛС, як правило, частота повторення недостатня для однозначного представлення спектра роторної модуляції. На рис. 3.46 наведе-
ні приклади спектрів роторної модуляції, отримані методом математичного моделювання від турбореактивного літака Ту-16
(рис. 3.46, а), турбогвинтового літака Ан-26 (рис. 3.46, б) і вертольота АН-64 (рис. 3.46, в).
Однією з найбільш інформативних ознак розпізнавання є радіолокаційний дальнісний портрет (у зарубіжній літературі гап§е
ртоШе). Дальнісний портрет представляє огинаючу відбитого ехо-сигналу, якщо роздільна здатність по дальності менше геомет-
ричного розміру цілі. Для цього необхідні зондуючі сигнали із шириною спектра більше 40 МГц. Реалізація таких сигналів можли-
ва за рахунок використання внутрішньоімпульсної модуляції* (ЛЧМ, ФМ сигналів), або при використанні багаточастотних сигналів
(коли здійснюється перестроювання несучої частоти окремих вузькосмугових сигналів від імпульсу до імпульсу).
На рис. 3.47 наведені приклади дапьнісних портретів ПО різних типів, отримані методом моделювання для ЛЧМ сигналу із
шириною спектра 100 МГц (розділювальна здатність 1,5 м), рис. 3.47, а - бомбардувальника, рис. 3.47, б - винищувача і рис. 3.47, в
- крилатої ракети.
78
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
в)
Рис. 3.46. Спектри роторної модуляції: від турбореактивного літака Ту-16 (а); від турбогвинтового літака
Ан-26 (б); від гелікоптера АН-64 (в)
Рішення про належність цілі, що спостерігається, до одного з класів здійснюється шляхом порівняння визначеної ознаки
розпізнавання з еталонними, що зберігаються в пам’яті системи розпізнавання. Еталонні значення ознак формуються при навчанні
системи розпізнавання. Навчання може проводитися шляхом обльоту РЛС із системою розпізнавання літаками заздалегідь уста-
новлених типів або шляхом моделювання (фізичного і математичного). Структурна схема радіолокаційної системи розпізнавання
наведена на рис. 3.48.
Імовірність розпізнавання Р^ Якщо необхідно вирішити завдання розпізнавання двох виявлених ПО за К ознаками, кожна
з яких вимірюється п разів, то імовірність розпізнавання
Р = —
грозп 2
2(7]
(3.116)
де ті, т2 - математичне сподівання величини ознаки першої і другої цілі відповідно; О) - середня квадратична помилка в оцінці
ознаки; п - число вимірювань ознаки; К - число ознак; Ф(») - інтеграл імовірностей.
Залежність імовірності розпізнавання об’єкта від кількості ознак показана на рис. 3.49. Існує оптимальна кількість конкретних
ознак, що забезпечує максимальне значення імовірності розпізнавання.
Методи розпізнавання радіовипромінювань та їх джерел
Одним з найважливіших етапів обробки сигналів та інформації засобами (на постах) радіо- і радіотехнічної розвідки (РРТР) є
розпізнавання радіосигналів, їх джерел і об’єктів, функціонування яких вони забезпечують.
Розпізнавання образів - процес прийняття рішень про найбільш істотні властивості деякого об’єкта на підставі непрямих да-
них, тобто на підставі спостереження інших властивостей, які називають ознаками. У РРТР розпізнавання образів представляє со-
бою віднесення об’єкта, що спостерігається, до одного з взаємовиключних класів.
79
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
О 2	4	6 в 10 1 2 1 4 1 6 18 20 22 24 26 28 ЗО 32 34 36 38 40 42 44 46
а)
в)
Рис. 3.47. Дальнісні портрети ПО різних типів: бомбардувальника (а); винищувача (б); крилатої ракети (в)
80
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Рис. 3.48. Структурна схема радіолокаційної системи розпізнавання
Ознаками звичайно бувають фізичні, логічні й інші властивості об’єктів, які можна формалізувати або значення яких можна
виміряти.
У радіотехнічній розвідці у якості ознак розпізнавання застосовуються несуча частота, тривалість і період проходження
імпульсів, тривалість і ширина спектра сигналів, тривалість і період проходження пачок імпульсів, поляризація сигналів, особли-
вості структури огинаючої (тонкої структури) сигналу, напрямок (пеленг) на джерело розвідувальних відомостей (ДРВ),
місцеположення ДРВ, періодичність роботи, тип ДРВ, щільність розміщення ДРВ на місцевості, віддалення ДРВ від лінії зіткнення
військ (ЛЗВ) та інші технічні й оперативно-тактичні параметри радіовипромінювань, їх джерел і об’єктів, яким вони належать.
У радіорозвідці ознаками розпізнавання є несуча частота, ширина спектра сигналу, вид модуляції, глибина модуляції, вид
передачі (рід роботи), швидкість передачі, середня тривалість елементарної посилки, середня тривалість паузи, тривалість і період
проходження елементів сигналів з адаптивного (АПРЧ) або програмного (ППРЧ) перетворювача робочої частоти, тривалість
повідомлення, особливості тонкої структури сигналу, суть переданих повідомлень, інтенсивність радіообміну, тип ДРВ, напрямок
на ДРВ, координати ДРВ, віддалення ДРВ від лінії зіткнення військ, віддалення головної радіостанції від ЛЗВ, віддалення підлеглих
радіостанцій від ЛЗВ, віддалення вузла зв’язку (ВЗ) від ЛЗВ, віддалення ВЗ від об'єктів, з якими встановлений зв’язок, середня дис-
танція зв’язку в радіомережі, площа радіомережі, кількість кореспондентів у радіомережі, кількість радіомереж (радіонапрямків) на
ВЗ, тип головної радіостанції у радіомережі (радіонапрямку), типи підлеглих радіостанцій у радіомережі (радіонапрямку), напрямок
зв’язку від головної радіостанції й інші властивості радіовипромінювань і їх джерел.
Образ - множина об’єктів (предметів, явищ), об’єднаних деякими загальними властивостями в загальний клас (рис. 3.50).
Об’єкт розпізнавання є представником свого класу. Наприклад, класом може бути множина передач частотної телеграфії
(ЧТ), а об’єктом - одна з них (із заданим розносом частот і швидкістю передачі) або реалізація сигналу ЧТ. При розпізнаванні видів
передач класами можуть бути передачі амплітудної телеграфії (АТ), ЧТ, відносної фазової телеграфії (ВФТ) та ін.
Об’єкт, що
розпізнається 8чт
Об’єкт, що
розпізнається 8ІП
Образ 8,
Образ
Рис. 3.50. Образи, що розпізнаються, які задані в просторі ознак 8
81
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Сукупність визначених значень ознак, що утворюють клас, дає його опис, названий еталонним описом образу. Під еталоном
потрібно розуміти типового представника класу або зразок з усередненими значеннями параметрів.
Прийняття рішення проводиться шляхом порівняння вибірок ознак (параметрів) з еталонами образів. Вибірка представляє со-
бою множину незалежних реалізацій (спостережень) ознак.
Якщо еталонний опис образів є невідомим, то виникає необхідність навчання системи розпізнавання. Навчання може проводи-
тися “з вчителем” (власно навчання) або “без вчителя” (самонавчання). Вихідними даними для навчання служать навчальні вибір-
ки. При навчанні навчальна вибірка представляє собою кінцеву множину реалізацій ознак, для кожної з яких зазначене правильне
рішення. При самонавчанні навчальна вибірка не містить вказівок на правильні рішення. Система, що навчається, самостійно ви-
значає кількісний, якісний склад образів і виробляє еталонні описи образів. Окремим випадком самонавчання є кластерний аналіз,
який представляє собою розбивку вибірки на підмножини близьких за своїми властивостями об’єктів. Можливі також комбіновані
методи навчання, при яких частина процесу навчання протікає “без вчителя”, а інша частина - “з вчителем”. Наприклад, “без вчи-
теля” виявляються об’єкти розпізнавання, що спостерігаються, і формуються їх еталонні описи, а потім “вчитель” (оператор поста)
групує об’єкти в образи.
У залежності від ступеня автоматизації засобу РРТР розпізнавання може здійснюватися оператором, або системою розпізна-
вання (СР) в автоматизованому (за участю оператора) або автоматичному (без участі оператора) режимах. Узагальнена структурна
схема СР показана на рис. 3.51.
Вхід
Вихід
Рис. 3.51. Структурна схема системи розпізнавання
При розпізнаванні радіовипромінювань та їх джерел спочатку підсистемою виділення ознак (ПВО) виділяються (виміряються)
ознаки. Вибірки ознак порівнюються в підсистемі прийняття рішення (ППР) з еталонними значеннями ознак, що надходять з
підсистеми навчання й еталонів (ПНЕ). У ППР реалізується задана вирішальна функція (правило прийняття рішення), що розби-
ває вибірковий простір на непересічні області, які відповідають образам, що розпізнаються (рис. 3.52). При надходженні вибірки в
ППР формується однозначне рішення щодо того, який з образів спостерігається. Підсистема ПНЕ призначена для реалізації ре-
жимів навчання, самонавчання і збереження еталонних описів. Реєстрація і відображення прийнятого рішення виробляється в блоці
індикації (БІ).
Рис. 3.52. Образи, що розпізнаються, які задані в просторі вибірок X
Розроблена велика кількість різноманітних вирішальних функцій, які базуються на різних критеріях ефективності - геометрич-
них, логічних, структурних (лінгвістичних), статистичних та ін. Стосовно до розпізнавання радіовипромінювань у засобах РРТР
найбільш науково обґрунтовані на даний час статистичні методи розпізнавання образів. Це пояснюється тим, що прийом і обробка
сигналів у засобах РРТР здійснюється в умовах завад. Виміряні значення ознак є випадковими величинами, що підпорядковуються
певним законам розподілу ймовірностей. Тому процес розпізнавання образів у засобі РРТР має характер, спільний із процесами
виявлення радіосигналів та вимірювання їх параметрів і на нього природно поширюються добре апробовані методи перевірки ста-
тистичних гіпотез. Випадковість вибіркових значень ознак призводить до їх розсіювання навколо об’єктів розпізнавання (рис. 3.52).
При реалізації статистичних методів розпізнавання радіовипромінювань звичайно застосовуються критерії Байєса (Б) (мінімуму
середнього ризику), максимуму апостеріорної імовірності (МАІ) і максимальної правдоподібності (МП). Синтезовані відповідно до
них вирішальні функції засновані на обчисленні відношень функцій правдоподібності (відношень правдоподібності) вибірок х,
що спостерігаються, і порівняння їх з порогом. Під функцією правдоподібності вибірки розуміється умовна щільність ймовірності
№(х|Ц) вибіркових значень х за умови, що спостерігається образ Ц, Ц = {Цп}, і є {1,2,..., Ь}, п є {1,2,..., V,}, де Ь - кількість об-
разів, що розпізнаються; V,- кількість об’єктів розпізнавання, що входять до складу і-го образу.
82
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
У найпростішому випадку образи представляють собою окремі об’єкти розпізнавання иІ5 кожен з яких задається в метриці кож-
ної ознаки хр] є {1,2,..., 3}, одним еталонним значенням 8^. При розпізнаванні двох таких образів Ц і Ц відношення правдопо-
дібності /(х) має вигляд
/(х) = ^(хІи^/^хІЦі) = 5У(х|8<|)/5¥(х|8і) .	(3.117)
Для різних критеріїв оптимальності правила ухвалення рішення реалізують методи перевірки простих статистичних гіпотез
ГЧ
8: /(х) > с,	(3.118)
Гі
де Уф- рішення на користь гіпотез Нч і Ні про спостереження образів Ц і иі? відповідно, що відрізняються тільки значеннями
порога с:
сБ =	• Рі , сМА1=РЬ, СМП=1,	(3.119)
пчі-пчч рч рч
де Піч > П,і > 0, Пці > Пцц > 0 - елементи матриці втрат, перший індекс відповідає висунутим гіпотезам, другий індекс -
прийнятим рішенням; рч і р, - апріорні ймовірності спостереження відповідних образів, рч + р = 1.
Якість прийнятих рішень прогнозується умовними ймовірностями помилок першого роду
а = Р(уч|Ні)=р{хєХА|иі}= [^(х|8і)<іх	(3.120)
хч
і другого роду
Р = Р(уі|нч)=р(хєХі|ич}= ( 3¥(х|8ч)дх ,	(3.121)
Хі
де Хі, Хц - області прийняття відповідних рішень вибіркового простору.
Якщо розпізнається більше двох образів (багатоальтернативне розпізнавання), то відношення правдоподібності визначаєгь-
сяу вигляді (х) = XV(х 18, )/\¥(х 18|) , і є {1,2,..., Ц. Байєсовське правило прийняття рішення має вигляд:
Ь	Рі
§Б : І(Пи -Піц)-Н17і(х) > П1ч -Пп ,	(3.122)
і=2	Рі
ь
1 = 1, 2, ..., Ь, 1#ч, 4 = 2, 3, ..., Ь , Х| =Х- І) Хч ,
4=2
де Щ > 0 - елементи матриці втрат П розміром Ь х Ь; уч - рішення прийняти гіпотези Нч; р - апріорні імовірності спостережен-
ій
ня образів Ц; £ Рі = 1.
і=1
До області Хф цє {2,3,..., 3}, відносяться точки вибіркового простору X, що задовольняють системі нерівностей (3.122). Об-
Ь
ласгь X! визначається з умови Х| = X - СІ Хц .
4=2
При застосуванні критерію максимуму апостеріорної імовірності приймається рішення уч, ц=2,3,..., Ь, якщо
Уч
Змаі-Рч /ч(х)= тах Рі/і(х), (р^Мх)>\ , і = 2, 3,... ,Ь,	(3.123)
2<і^Ь
і рішення уі, якщо (р/рі)/і(х) < 1, V і є {2,3,..., Ц.
Правило прийняття максимально правдоподібного рішення має аналогічний вигляд:
Уч	Гі
Змп :^(х)= тах 4(х)> /іі(х)> 1, і = 2, 3, ... ,Ь, /і(х)<1, V і є {2, 3,..., Ц. (3.124)
2<і<Ь
На практиці РРТР наведені випадки зустрічаються порівняно рідко. Частіше, як було показано вище, образ складається з декі-
лькох об’єктів розпізнавання. Кожному об’єкту в метриці кожної ознаки може відповідати один або декілька інтервалів еталонних
значень і (або) одне або декілька дискретних еталонних значень ознаки. Для рішення такого класу задач застосовуються методи
перевірки складних статистичних гіпотез. Вводиться “складний еталонний опис” образів у вигляді 3-мірних спільних апріорних
умовних щільностей імовірності змішаного типу еталонних векторів § незалежних ознак 8,, ] є {1,2,..., 3}, для кожного з Ь образів
Ц, іє {1,2,... ,Ц:
З Ку
ХУі (8) = У^(5|и і ) = П X ІцГРі]г\¥цГ (8, 8*цГ , 8’’
)=1[_г=1
уг ) + <2^ УСІ Р усі	І 8 усі ) ’
(3.125)
83
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
ЕРііг+ ІРуа = 1> 2ІугРі]г+ ІїудРуд = Ь V і є {1,2, ... ,Ь}, V) є {1,2, ... ,3},
Г=1	<1=1	Г=1	<1=1
де з’др з"^) - визначені при навчанні алгоритму апріорні щільності розподілу ознаки з, на кожному з Ку еталонних інтерва-
лів [з’^ з,,дГ], г є {1,2,..., Ку}; 5 (зрЗу^) - функції Дірака, як щільності імовірності математичних очікувань зуа кожного з Оу можли-
вих дискретних еталонних значень ознаки ^,(1 є {1,2,..., Оу}; руг і р^- апріорні умовні ймовірності спостереження г-го інтервалу
або (1-го значення при спостереженні образа ІЗ, у метриці ознаки 2^; є [0,1] - коефіцієнти, що характеризують відносний ступінь
інформативності (або важливості) г-го інтервалу або 6-го значення ознаки з, при розпізнаванні образа Ц.
Для прикладу на рис. 3.53 наведені геометричні моделі двох образів ІЗ, і заданих у метриці однієї ознаки з,. Образ з, заданий
одним еталонним інтервалом і трьома дискретними еталонними значеннями ознаки (рис. 3.53, а). Образ зч заданий трьома інтерва-
лами й одним дискретним еталонним значенням (рис. 3.53, б). У межах інтервалів ознаки розподілені за рівномірним законом. На
рис. 3.53, в показана результуюча сукупність еталонних описів образів, на рис. 3.53, г - апостеріорні щільності імовірності ознаки
при спостереженні образів (з гауссівським розподілом оцінок ознаки).
Статистичні алгоритми прийняття рішень при складних еталонних описах образів також грунтуються на статистиках
відношень правдоподібності. При використанні критеріїв Байєса і максимуму апостеріорної імовірності відношення правдо-
подібності мають вигляд:
[ \У(х|з)\у, (з)(І8
Лі(х) = -^-------і----------,	(3.126)
[ \¥(х|8)\¥](8)(І8
5|
де 8, - області простору ознак, що відповідають образам 11;.
Об’єкти, що розпізнаються, які входять до образу V,
Р...б(ч,-Ч.)
=\У(8.|и.)
Рис. 3.53. Еталонні описи образа Ц (а), образа 1)ч (б), апріорний розподіл ознаки З] (в) та апостеріорні щільності
імовірності ознаки з, при спостереженні об’єктів образів, що розпізнаються (г)
84
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Правила прийняття рішень виходять з (3.122), (3.123) заміною Цх) на Л/х). При застосуванні критерію максимальної правдопо-
дібності перевіряються статистики відношень правдоподібності
тах \¥(х | з)
.. , . зє8і
Е:(х) =----1-------,
тах \¥(х |з)
$є8]
З (кй
8і = іі
]=1 ^г=1	6=1
і = 2, 3, ... ,Ь,	(3.127)

6=1
де 817 - г-і інтервали еталонних значень і-го образа в метриці ознаки 8^ - 6-і еталонні значення і-го образа в метриці ]-ої озна-
ки. Рішення приймаються відповідно до (3.124).
Якість прийнятих рішень прогнозується оцінюванням повних умовних імовірностей прийняття помилкових рішень уч при спо-
стереженні образа Ц
р{уч|иі}=р{хєхч|8є8і}= [ V/ і (з) [\У(х І з є 8, )СІХ<І8 ,	(3.128)
Хч
і повної імовірності помилки правила ухвалення рішення
Ь	Е Е
Рпом = ЇРпом.і =ХХРі(^і(8)[\У(х|8є8і)(1хсІ8,	(3.129)
і=1	і=1ч=1 8, Хч
Ч#і
де Рпош - апріорна імовірність помилки розпізнавання і-го образа
Якщо, наприклад, розпізнаються два образи Ц і кожний з яких у метриці єдиної ознаки 8 заданий одним інтервалом еталон-
них значень з апріорними розподілами XV, ч (з, 8*, 8*ч ), то правило прийняття рішення, оптимальне за критерієм
максимальної правдоподібності, має вигляд:
&МАІ
РЧ |^(х І з) XV ч (з, 8^ ,8'^ )(І8 Гч
Рі [\У(х | в) XV і (в, 8*і ,8"і )дз <
«і	Гі
(3.130)
У більшості практично важливих випадків ознаку 8 на інтервалах [з'^, 8"^ можна вважати розподіленою рівномірно, а функції
правдоподібності \У(х|з) можна моделювати гауссівськими розподілами (типу шума) із середніми квадратичними відхиленнями
0,(8) при 8 Є Ц І Оч(8) при 8 є Ц. У цьому випадку
8”ч	1 РЧ(8"і 8’і)і МЄХр- . .	4	*•, <М8) Я • А ( V і =  ——   ——	(х-з)2 2оч2(з)	•(із гч 	 > 1
ОМАІ* ^Х^Ху —	и	[ (х-з)И [ 2Оі2(8)]	1 , (ІЗ Гі
(3.131)
8”і>8,і, 8”ч > 8’ч .
Якщо дисперсія ознаки не залежить від його поточного значення 8, то [(^(з)]2 = а^2, V 8 є [з'цр У цьому випадку алгоритм
спрощується:
$МАЬ Л(х) =
?Ч
> 1,
(3.132)
Ті
„ 1 г-‘-
де р(г) = -у - (е 2 61 - функція Лапласа.
72л _оо
Якість алгоритмів (3.131), (3.132) оцінюється повними імовірностями помилок першого а і другого Р роду:
8п_т_8\<
1 8 4
аз, Р = І
8 Ч 8 Ч 5’ч
1
а = і-—।
8"і-8’і 8’і
(3.133)
де 8п=аі£[Л(х)=1] - поріг, що розділяє образи в метриці ознаки 8.
Методи селекції цілей
Селекція повітряно-космічних цілей - виділення космічних і авіаційно-космічних апаратів, головних частин балістичних ра-
кет, крилатих ракет, літаків і т.ін. у повітряному і космічному просторі на фоні хибних цілей, штучних або природничих завад. Для
селекції застосовуються радіолокаційні, радіотехнічні, оптичні, оптико-електронні, акустичні, теплолокаційні та інші спеціальні
засоби.
85
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Захист від пасивних завад грунтується на різниці швидкостей цілей і відбивачів, що заважають, швидкість яких не перевищує
швидкості вітру. Тому захист від пасивних завад називається швидкісною селекцією або селекцією рухомих цілей (СРЦ). Суть
швидкісної селекції особливо наочна при використанні монохроматичного зондуючого сигналу.
На рис. 3.54 наведені сумарний спектр сигналу, відбитого від пасивної завади, і шуму приймача N(0, а також зміщений на час-
тоту Доплера Ед спектр сигналу, відбитого від цілі 8((). З рисунку випливає, що знайти навіть слабкий сигнал цілі на фоні потужної
пасивної завади можна за рахунок частотної режекцїї останньої за допомогою фільтрів, що придушують коливання в діапазоні час-
тот завади.
Рис. 3.54. Сумарний спектр сигналу, відбитого від пасивної завади, і шуму приймача N(0
та спектр сигналу, відбитого від цілі 8(Г)
В імпульсних РЛС спектр відбитих сигналів має гребінкову структуру (рис. 3.55).
Гребені спектрів відстоять один від одного на частоту повторення зондуючих імпульсів Гп. У цьому випадку потрібен фільтр
придушення завади з гребінковою структурою АЧХ. Найпростішим фільтром з такою АЧХ є схема черезперіодного віднімання
(ЧПВ). Амплітудно-частотна характеристика схеми ЧПВ визначається виразом
Така АЧХ має провали з періодом Еп. Схема ЧПВ і її амплітудно-частотна характеристика наведені на рис. 3.56, а і б відповідно.
Ширина гребенів придушення може бути збільшена при послідовному включенні схем ЧПВ.
Рис. 3.56. Схема ЧПВ (а) та її амплітудно-частотна характеристика (б)
При аналоговій обробці сигналів необхідна для роботи ЧПВ затримка на період зондування Т може забезпечуватися за допомо-
гою потенціалоскопів або ультразвукових ліній затримки. При цифровій обробці, крім схем ЧПВ, можуть реалізовуватися і більш
складні режекторні фільтри.
86
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Характерною рисою СРЦ в імпульсних РЛС є наявність так званих сліпих швидкостей цілі. Сліпі швидкості відповідають час-
тотам Доплера відбитих сигналів, кратним частоті повторення зондуючих імпульсів і визначаються виразом
Уг=кХРА	(3.135)
де к = 1,2,...; X-довжина хвилі РЛС.
Спектр сигналу, відбитого від цілі, що летить на сліпій швидкості, не має відмінностей від спектра пасивної завади. У результаті
сигнал цілі буде придушуватися системою СРЦ. Для скорочення кількості сліпих швидкостей застосовують вобуляцію (зміну)
періоду повторення зондуючих імпульсів у межах пачки відбитих сигналів.
Найпростіші схеми ЧПВ забезпечують придушення завад від місцевих предметів, що не мають доплерівського зсуву частоти.
Коливання завад, що відбиваються від хмар дипольних відбивачів, зміщені на частоту Доплера, обумовлену швидкістю вітру. Ви-
користання в цьому випадку схем ЧПВ малоефективно. Для захисту від таких завад використовують адаптивні кореляційні ав-
токомпенсатори пасивних завад. Такі пристрої забезпечують автоматичне настроювання смуги режекщї на частоту завади. Осно-
вним недоліком автокомпенсаторів є погане придушення крайок протяжної завади, пов’язане з часом адаптації. Тому на практиці
часто використовують комбіновані системи СРЦ, що використовують як^схеми ЧПВ, так і автокомпенсатори пасивних завад
Порад з міжперіодною обробкою сигналів, для захисту від пасивних завад також застосовують міжогладову обробку. Міжог-
лядова обробка дозволяє виділяти і придушувати малорухомі об’єкти типу “ангелів”.
Необхідною умовою роботи систем СРЦ є когерентність оброблюваних сигналів. Розрізняють РЛС із дійсною когерентністю,
еквівалентною внутрішньою когерентністю та еквівалентною зовнішньою когерентністю. Дійсна когерентність досягається при
використанні для формування і обробки сигналів високостабільних пристроїв. При еквівалентній внутрішній когерентності,
випадкова фаза випромінюваного сигналу запам’ятовується за допомогою когерентного гетеродина і враховується при подальшій
обробці. При еквівалентній зовнішній когерентності запам’ятовування випадкових початкових фаз зондуючих сигналів здійс-
нюється за коливаннями, прийнятими від протяжної пасивної завади.
Методи селекції рухомих цілей (СРЦ): когерентний метод безперервного випромінювання (використовується в РЛС із безпе-
рервними зондуючими сигналами); когерентно-імпульсний метод малої шпаруватості (9 < 10) (використовується в імпульсних
РЛС); когерентно-імпульсний метод великої шпаруватості ((? > 10) (використовується в імпульсних РЛС).
Шпаруватість р- відношення періоду повторення імпульсів Ті до тривалості імпульсу т-.
Когерентно-імпульсний метод використовує ефект Доплера. Головний недолік - наявність так званих “сліпих швидкостей”,
при яких дана схема не може відрізнити рухому ціль від нерухомої.
Фрактальна селекція рухомих цілей (ФСРЦ).
Пошук нетрадиційних шляхів вирішення задачі селекції рухомих цілей привів до використання фракгальної теорії стосовно до
рішення задач СРЦ.
Під час переміщення над фрактальною поверхнею або у фрактальному середовищі об’єкт (літак, корабель і т.ін.) ви-
кликає зміни в атмосфері (інверсійний слід, турбулентні завихрення і т.ін.). Ці збурення при фрактальному аналізі резуль-
татів спостереження виявляються у вигляді змін фракгальної розмірності середовища, у якому проводиться спостережен-
ня. Необхідно зауважити, що самий об’єкт може бути непомітним у жодному з діапазонів електромагнітних хвиль, його
розміри можуть бути малі для виявлення, але збурення, внесені ними, достатніми для досягнення цієї мети при застосу-
ванні фрактальних методів.
Стосовно до проблем СРЦ може бути застосований такий алгоритм. Отримане зображення розбивається на ділянки, розміри
яких залежать від лінійних розмірів об’єкта, що необхідно виявити, і точності виявлення. У кожній ділянці визначається фрактальна
розмірність (наприклад методом покриття). В результаті такої обробки одержується розподіл значень фракгальної розмірності в
межах усього зображення.
Кожній парі координат (х, у), відповідній центрам таких ділянок вихідного зображення, ставиться у відповідність
фрактальна розмірність О|(х,у). Аналізований розподіл фрактальних розмірностей представляє собою скалярне поле.
Відомо, що градієнтом скалярного поля II(г) називають вектор (що позначається £гас! О ), який визначається для
кожної точки поля співвідношенням (для двомірного випадку):
Вгади = 7і~’ + '|і~Ь	(3.136)
дх ду
З властивостей скалярного поля відомо, що визначення градієнту (£га<і II) не залежить від вибору системи координат. На-
прямок вектора градієнта вказує на найбільший ріст скалярного розміру (у випадку, що розглядається, фракгальної розмірності), а
його модуль (§гасі О ) показує темп росту. У точках, для яких £гасЮ = 0, фрактальна розмірність має максимум (або мінімум).
Таким чином, визначаючи градієнт у будь-якій точці поля (за формулою (3.136)), можна одержати напрямок зростання фракга-
льних розмірностей, і, відповідно, зростання збурень, що спричинили за собою зміни фракгальної розмірності. При цьому модуль
градієнта показує швидкість росту збурень. Знаходячи координати зображень, для яких ^тасЮ = 0 , одержуємо координати облас-
ті з найбільшими збуреннями (за умови, що градієнт у сусідніх точках вказує на цей напрямок). Очевидно, що координати найбіль-
шого збурення є координатами об’єкта, що вносить ці збурення.
Якщо подібну обробку проводити від кадру до кадру і знаходити нові координати центру збурень, то можна оціниш швидкість
і напрямок переміщення об’єкта, а також вирішити задачу розпізнавання об’єкта.
87
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
3.5.	Загальні принципи побудови РЛС
За здатністю визначати координати виявлених цілей РЛС підрозділяються на двохкоординатні, трьохкоординатні і РЛС визна-
чення висоти польоту повітряних цілей (радіолокаційні висотовимірювачі).
Двохкоординатна РЛС - виявляє і визначає дальність і азимут цілі.
Трьохкоординатна РЛС - виявляє і визначає дальність, азимут і кут місця (висоту).
Радіолокаційні висотовимірювачі - визначають висоту цілей і працюють разом із двохкоординатними РЛС у складі радіоло-
каційних постів (центрів) управління і оповіщення ППО.
За типом випромінювання РЛС розділяються на: РЛС з імпульсним випромінюванням (імпульсні РЛС) і РЛС з безперервним
випромінюванням.
Імпульсна РЛС - випромінює в напрямку на ціль зондуючі сигнали у вигляді послідовності високочастотних радіоімпульсів
тривалістю Ті з періодом повторення (слідування) Тп (частотою повторення £п = 1/ТП).
РЛС з безперервним випромінюванням - випромінює безперервне коливання.
Радіолокаційні сигнали.
Всі основні характеристики РЛС, що пов’язані зі структурою сигналів, що випромінюються, узагальнюються функцією неви-
значеності цих сигналів, яка характеризує можливості РЛС з розрізнення ПО, точність і однозначність вимірювання їх координат.
Функція невизначеності (ФН) сигналів, що випромінюються - двомірна автокореляційна функція р((, і) сигналів, що одно-
часно представляє їх структуру як у часовій, так і в частотній області (рис. 3.57):
Е
[8(І)8(І - Т)е-’2ЛП(ІІ
(3.137)
Чим вужчий (гостріший) рельєф функції невизначеності у відповідному напрямку, тим вища точність і роздільна здатність за
дальністю або швидкістю. Розріз ФН по осі частот є спектр одиночного імпульсу, а розріз по осі часу - його кореляційна функція.
Рис. 3.57. Двомірна автокореляційна
функція радіолокаційного сигналу
Рис. 3.58. Простий (гладкий) сигнал: структура (а);
розріз двомірної автокореляційної функції (б), (в)
Як правило в РЛС ППО використовуються два типи радіоімпульсів: без внутрішньоімпульсної модуляції (гладкі) і з внутріш-
ньоімпульсною модуляцією.
В гладких радіоімпульсах частота високочастотного заповнення (несуча частота Го) постійна в межах одного імпульсу
(рис. 3.58, а). Розріз двомірної автокореляційної функції прямокутного імпульсного сигналу у вигляді еліпсу показаний на рис. 3.58,
б) і в). Умовно можна прийняти, що розділення за дальністю і за швидкістю двох або більше ПО не може бути виконане, якщо від-
биті від них сигнали потрапляють у середину еліпсу.
Ширина спектра такого радіоімпульсу ЛГ обернено пропорційна його тривалості Ті і добуток ширини спектра на тривалість ім-
пульсу (база сигналу) дорівнює одиниці, тобто Літ, = 1 (рис. 3.58, б, в). Такі сигнали називаються простими (або вузькосмугови-
ми) і використовуються в основному для виявлення цілей.
Недоліком таких сигналів є те, що збільшення дальності дії РЛС вимагає збільшення (для підвищення енергії), а це погіршує
розділювальну здатність за дальністю. Крім того, такі сигнали не забезпечують (без прийняття спеціальних заходів) розрізнення ПО
за швидкістю.
Принцип невизначеності в радіолокації (справедливий для простих сигналів) - полягає у тому, що має місце деяка невизна-
ченість в одночасному визначенні дальності і швидкості, тобто виграш у розділювальній здатності і точності за дальністю досяга-
ється за рахунок погіршення цих характеристик за швидкістю і навпаки. Якщо змінювати параметри сигналу, можна лише пере-
розподілити цю невизначеність, тобто змінити форму еліпсу, не змінивши його площину.
Складні сигнали - сигнали, що випромінюються РЛС, добуток тривалості імпульсу на ширину спектра яких значно більше
одиниці, тобто Літ,» 1. Це досягається за рахунок введення внутрішньоімпульсної модуляції частоти (частотно-модульовані сиг-
нали) або фази (фазомодульовані сигнали).
88
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Позитивним цих сигналів є те, що при великій тривалості і;, яка вибрана для забезпечення великої д альності виявлення, можна
забезпечити необхідну розділювальну здатність за дальністю шляхом “стиску” сигналу на виході виявлювача на величину, що ви-
значається коефіцієнтом стиску Кет
Складні сигнали широко використовують в сучасних РЛС ППО для високоточного вимірювання траєкторних і сигнальних па-
раметрів цілей.
Лінійно-частотно-модульовані (ЛЧМ) сигнали - сигнали, частота яких у межах тривалості імпульсу змінюється за лінійним
законом від Гйн до Сеє (рис. 3.59, а, б), тобто
£(О = £о+Д^—,	(3.138)
де - початкова частота; А£ =	- девіація частоти, що визначає ширину спектра ЛЧМ сигналу.
Аналітичний вираз сигналу
, .	. (	лАЕ 2
8(І) = 8О81П 0)0І +---І
I	ТІ
Коефіцієнт стиску сигналу
Кст = тіА£.	(3.140)
Відповідно, енергія сигналу, що випромінюється, (Дж) з імпульсною потужністю Рі
Е = РіТі.	(3.141)
Тривалість сигналу на виході оптимального приймача
На рис. 3.59, в наведений переріз функції ЛЧМ сигналу (горизонтальною площиною), межа якої на осі часу визначає величину
сигналу “стиску” т^.
(3.139)
Рис. 3.59. ЛЧМ сигнал: структура (а); закон змінювання частоти (б); переріз двомірної автокореляційної функ-
ції (функція (діаграма) невизначеності) (в)
Фазоюдоманіпул ьовані (ФКМ) сигнали-сигнали, фаза яких усередині імпульсу дискретно змінюється на 180 град, у визна-
ченій послідовності (за визначеним кодом) (рис. 3.60, а, б).
ФКМ сигнал складається з N прямокутних дискретів тривалістю тда які об’єднані в один сигнал з тривалістю ті, і має аналпич-
ний вираз
N-1	„
8(0= Е (-1)КС08 0)І,	(3.143)
К=0
де числа К= 1,2,... ,N-1 створюють послідовність нулів і одиниць, яка визначає порядок зміни фази; о-несуча частота сиг-
налу.
Переріз функції невизначеності ФКМ сигналу зображений на рис. 3.60, в. При цьому для ФКМ сигналу справедливі рівності
Ті = Ьїтд; тд=1/А£; тіА£=К = Кст,	(3.144)
де АГ-ширина спектра сигнала.
В результаті оптимальної обробки на виході фільтра створюється вихідний сигнал, тривалістю	=тд (рис. 3.60, в).
Фаза ФКМ сигналу може змінюватися стрибком або ф = 0 (код 0), або ф = п (код 1). Але максимальне значення
2Е
Чмакс = — досягається, якщо застосовується максимальний код і фаза змінюється від нуля до фо
N
/N-0
Фо = я-атссоя —— .	(3.145)
І N + 1 /
89
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
І
а)
б)
в)
Рис. 3.60. ФКМ сигнал: структура (а); закон зміни частоти (б); перетин двомірної автокореляційної функції (в)
Послідовність (пачка) імпульсів - основний вид зондування простору в імпульсній радіолокації. Періодична модуляція імпу-
льсів частотою посилок Рп змінює структуру спектра і вид кореляційної функції (рис. 3.61, де т- - тривалість окремого імпульсу;
Тто - тривалість пачки імпульсів; Тп - період посилки імпульсів, Тп = 1/РП).
Достоїнством цих сигналів є незалежність точності вимірювання часу і частоти один від одного. Помилка вимірювання часу за-
тримки визначається, як і у простих сигналів, тривалістю імпульсу, а точність вимірювання частоти залежить від загальної тривало-
Рис. 3.61. Послідовність імпульсів: структура (а); часове представлення (б); спектральне представлення (в)
Імпульсні РЛС.
Узагальнена структурна схема імпульсної РЛС, що працює на одну антену, яка приймає і передає, показана на рис. 3.62.
Передавальна система (передавач) генерує потужні радіоімпульси, які надходять на антенну систему через антенний пере-
микач.
Антенний перемикач підключає до антени передавач у режимі передачі і приймач - в режимі приймання. Він же здійснює за-
хист приймача від потужності передавача.
Відбитий від об’єкта сигнал приймається антеною, що у ряді випадків помішується під радіопрозоре укриття (РПУ). Радіопро-
зоре укриття представляє собою конструкцію з матеріалу з малим поглинанням сигналів, що не завдджає поширенню радіохвиль,
але захищає антену РЛС від впливу атмосферних явищ (снігу, дошу, вітру та ін.).
Приймальна система (приймач) посилює, перетворює за частотою і здійснює детектування вхідного сигналу. У багатьох су-
часних імпульсних РЛС ППО вже в кінцевих каскадах приймача аналоговий сигнал перетворюється на цифрову форму і його по-
дальша обробка здійснюється в цифровому вигляді.
Пристрій первинної обробки сигналів проводить первинний витяг інформації про траєкторні і сигнальні параметри об’єктів
із відбитих імпульсів.
Центральна ЕОМ служить для завершальної обробки радіолокаційної інформації та автоматизації процесу роботи РЛС.
Пристрій первинної обробки та ЕОМ у сукупності утворюють систему обробки інформації (СОІ). Обчислювальні засоби
РЛС можуть здійснювати як первинну, так і вторинну обробку радіолокаційної інформації.
90
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Рис. 3.62. Структурна схема імпульсної РЛС
Первинна обробка - виявлення ехо-сигналу і витяг із нього координатної і сигнальної інформації в одиничному вимірі (при
одному зондуванні).
Вторинна обробка - визначення параметрів прямування об’єкта в результаті аналізу ехо-сигналів, отриманих за декілька тактів
зондування. У процесі вторинної обробки виконуються операції' згладжування значень параметрів ехо-сигналів, отриманих в оди-
ничних вимірах, їх екстраполяції у наступних тактах зондування і т.ін. Це дає можливість здійснювати побудову траєкторій пряму-
вання цілей.
Розподілена схема обробки даних - раціональний розподіл функцій між локальними і центральною ЕОМ (задачі з первинної
обробки інформації покладаються на різноманітні спеціальні обчислювачі (локальні ЕОМ), що представляють собою міні- і мікро-
ЕОМ (спецобчислювачі), на центральну ЕОМ в основному покладається задача з вторинної обробки радіолокаційної інформації).
Пристрій управління РЛС розподіляє інформацію управління по окремих пристроях станції у вигляді відповідних команд. За
цими командами відбувається вибір відповідного режиму роботи, типу зондуючого сигналу, із набору наявних у РЛС, частоти про-
ходження імпульсів і т.ін.
Система управління антеною забезпечує або вибір положення поверхні антени, що фокусує, для дзеркальних систем, або
електронне сканування діаграми спрямованості у фазованих антенних решітках, або те і інше разом в антенних решітках, що меха-
нічно переміщуються за буд ь-якою коорд инатою, наприклад за азимутом.
Синхронізатор генерує високостабільну послідовність опорних (тактових) імпульсів, до яких прив’язується у часі робота всіх
інших пристроїв РЛС.
Отримана РЛС інформація передається в цифровому вигляді безпосередньо з ЕОМ по каналах зв’язку (наприклад, для цілевка-
зання засобам поразки повітряних або космічних цілей) або передається на систему відображення і реєстрації радіолокаційної інфо-
рмації.
Система відображення і реєстрації радіолокаційної інформації може містити візуальні індикаторні пристрої (наприклад на
основі електронно-променевих трубок, електролюмінісцентних приладів, рідких кристалів та ін.) і пристрої реєстрації інформації на
спеціальних стрічках, магнітних дисках та ін. Останнім часом у РЛС ППО усе ширше використовуються найсучасні методи реєст-
рації' і відображення інформації, у тому числі з використанням дисплеїв і відеомагнітофонів.
Імпульсні РЛС можна розподілити на два основних типи: некогерентно-імпульсні (які частіше називають просто імпульсними)
і когерентно-імпульсні (які частіше називають імпульсно-допплерівськими).
Некогерентно-імпульсні РЛС. Поняття точної когерентності застосовується до гармонійних синусоподібних коливань
вигляду
и(і) = ио 8Іп(оЯ + ф).	(3.146)
Два або більше гармонійних коливань називаються когерентними на інтервалі Ть якщо різниця фаз між ними на всьому цьому
інтервалі залишається постійною (Дф = фі - фг=сопзі).
Недоліком некогеренгно-імпульсних РЛС є те, що вони не дозволяють визначати доплерівську швидкість цілі.
Когерентно-імпульсні РЛС. Основною відмінністю є те, що одночасно з випромінюванням передавачем зондуючого сигналу
у приймачі виробляється когерентний (опорний) сигнал місцевого гетеродина. При цьому під когерентністю розуміється зберігання
фази зондуючого сигналу в опорному. Когерентний зв’язок передавача і місцевого гетеродина приймача забезпечується за допомо-
гою загального високочастотного генератора незатухаючих коливань. В приймачі є комплект фільтрів доплерівських частот, за
допомогою яких проводиться вимірювання швидкості цілі.
РЛС з безперервним випромінюванням
Структурна схема найпростішої РЛС з безперервним випромінюванням із частотною модуляцією показана на рис. 3.63. РЛС із
безперервним випромінюванням містить практично ті ж системи і пристрої, що й імпульсна станція. Основною відмінністю є те,
що частина приймальної станції має самостійну антену, встановлену так, щоб виключити можливість потраплення на неї прямого
випромінювання передавальної антени. У той же час, антени, які працюють на передачу і прийом, пов’язані спеціальним фідером
(лінією передачі електромагнітних коливань), по якому на вхід приймальної системи надходить частина енергії сигналу, що випро-
мінюється. ’
91
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Сигнал передавача на частоті Гге промодульований частотним модулятором, випромінюється через передавальну антенну сис-
тему у напрямку на об’єкт. Відбитий від об’єкта сигнал на частоті через приймальну антенну систему надходить на вхід прийма-
ча Одночасно сюди надходить частина енергії зондуючого сигналу на частоті ГГ1. У змішувачі приймача відбувається порівняння
частот випроміненого і відбитого сигналів і на пристрій первинної обробки видається перетворений сигнал. Його частота дорівнює
різниці цих частот Гк = |ГП - Ц Якщо частота передавача змінюється за лінійним законом (рис. 3.64), зміна частоти відбитого сигналу
До користувачів радіолокаційної інформації
Рис. 3.63. Структурна схема РЛС з безперервним випромінюванням
Рис. 3.64. Пояснення принципу вимірювання дальності в РЛС з безперервним ЛЧМ сигналом
Якщо крутість прямої АС позначити уи =	то з трикутника АВС отримаємо:
= Ік 18 <Рк = Ік Ук = 2укК/с,	(3.147)
ЗВІДКІЛЯ
К = (с/£к)/(2їк).	(3.148)
Різниця частот випроміненого і відбитого сигналів, а також швидкість зміни частоти зондуючого сигналу однозначно визнача-
ють дальність до цілі.
Достоїнством РЛС з безперервним випромінюванням є: мала імпульсна потужність випромінювання; можливість однозначно-
го вимірювання швидкості; можливість вимірювати дуже малі дальності. Недоліки: необхідність мати дві рознесені антени; склад-
ність і громіздкість частотних аналізаторів спектра; високі вимоги до лінійності зміни частоти для забезпечення однозначності від-
ліку. Ці недоліки визначили значно більш широке застосування в РЛС ППО імпульсного методу радіолокації в порівнянні з безпе-
рервним.
Багатофункціональні РЛС
Багатофункціональні РЛС (БФРЛС) - радіолокаційні станції з електричним скануванням діаграми спрямованості (ДС), що
забезпечують виконання функцій пошуку і супроводження цілі так, якби ці функції’ виконувалися двома РЛС, одна з яких оптимі-
зована на вирішення завдань виявлення (пошуку) цілей, а інша - на вирішення завдань їх супроводження. Можливість практично
миттєво спрямовувати одну або декілька діаграм спрямованості в будь-яку точку контрольованого простору дозволяє водночас
здійснювати пошук і супроводження декількох цілей, передачу даних, наведення ракет і виконувати інші операції’. Обов’язковою
складовою таких РЛС є підсистема (блок) управління, у якості якого може використовуватися ЕОМ, яка виконує функції управлін-
ня скануванням ДС, часом опромінення цілі і випромінюваною потужністю сигналу. Управління здійснюється адаптивно з ураху-
ванням обстановки, призначення РЛС і потреб системи, що обслуговується.
Характерною особливістю БФРЛС є виконання декількох функцій, таких як пошук цілі в зоні відповідальності, активне (інди-
відуальне) супроводження важливих з точки зору системи цілей, передача даних, наведення активних засобів (винищувачів, ракет).
Особливістю роботи БФРЛС є також те, що під час перекидання ДС з одного напрямку на інший електромагнітна енергія не
випромінюється, що підвищує скритність в роботі і більш раціональне використання енергетики РЛС.
Основні функціональні режими БФРЛС: режим пошуку (виявлення) цілі в зоні огляду; режим активного супроводження
декількох повітряних цілей.
92
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Класичним типом БФРЛС є система з нерухомою антенною решіткою (АР), що дозволяє здійснювати електричне сканування
діаграмою спрямованості антени по двох координатах: азимуту - Р і куту місця - є. Для огляду всієї напівсфери (360° по Р)
об’єднуються декілька (4 - 5) плоских АР. При цьому повністю усуваються обмеження, пов’язані з обертанням антени, і
з’являються необмежені можливості по темпах огляду простору і супроводження цілі в складній завадо-цільовій обстановці. Однак
розміри, складність і вартість таких систем над звичайно високі.
Можливості цифрової обчислювальної техніки і систем оптимального управління дозволяють сьогодні створювати змішані за
принципами побудови БФРЛС, що сумішують режим обертання антени й електричного сканування ДС. Така РЛС отримала назву
обертальна радіолокаційна станція (система) з електронним скануванням або просто обертальна БФРЛС. В ній використовується
єдина плоска АР, що забезпечує електронне сканування ДС по азимуту і куту місця при одночасному обертанні АР по азимуту за
допомогою механічного приводу. В такій “змішаній” радіолокаційній системі можуть бути застосовані всі засоби багато-
функціональної роботи з розподілом ресурсів, що і в БФРЛС з нерухомою АР.
Застосування цифрових засобів формування ДС АР на прийом дозволяє істотно поширити арсенал способів і алгоритмів об-
робки інформації та управління і забезпечиш таким чином підвищення ефективності БФРЛС в цілому. Однак, при оцифровуванні
сигналів, що приймаються, на виході кожного рецептора (випромінювача) АР для формування ДС і обробки сигналів (особливо
просторової обробки) погрібні будуть обчислювальні засоби надзвичайно високої швидкодії. Тому при цифровому формуванні
діаграми спрямованості АР на прийом часто вдаються до об’єднання приймальних елементів решітки в підрешітки (модулі), всере-
дині яких об’єднання сигналів, що приймаються, (формування ДС модулів) здійснюється аналоговими приладами, після чого
вихідні сигнали підрешіток перетворюються на цифрову форму і вся подальша обробка сигналів виконується в цифровому вигляді.
Кількість випромінювачів, що об’єднуються в підрешітки, встановлюється при конкретному проектуванні та у відповідності з на-
явними обчислювальними ресурсами. Відзначимо, що чим крупніші модулі цифрової приймальної решітки, тим складнішим є
управління її функціонуванням і тим більшими є втрати в ефективності управління у порівнянні з АР з оцифровкою вихідних сиг-
налів кожного випромінювача.
Структурна схема багатофункціональної РЛС з модульною АР і цифровим формуванням діаграми спрямованості на прийом
може бути представлена у вигляді, зображеному на рис. 3.65.
До складу схеми входять наступні основні підсистеми:
1.	Підсистема формування і управління однопелюстковою діаграмою спрямованості АР на передачу. До складу цієї підсистеми
входять блоки формування і розподілу зондуючих сигналів, процесор управління головною пелюсткою діаграми спрямованості
антени, вузли управління підрешіток і система керованих фазообертачів на вході кожного випромінювача.
2.	Підсистема формування підрешіток, підсилення, гетероданування і цифрового перетворення анналів на виході модулів АР.
До складу підсистеми входять суматори, приймальні модулі, що включають підсилення на НВЧ, перетворення частоти, підсилення
на проміжній частоті, фазове детектування і цифрове перетворення квадратурних складових сигналів підрешіток, що приймаються.
3.	Підсистема цифрового формування і управління діаграми спрямованості АР на прийом, виконана у вигляді окремого цифро-
вого блока. Ця підсистема пов’язана безпосередньо і по каналу зворотного зв’язку з блоком адаптивної просторової обробки сиг-
налів, що включається при впливі активних шумових завад.
4.	Підсистема цифрової обробки радіолокаційних сигналів, що приймаються, і даних, включаючи адаптивне управління як сис-
темою обробки, так і видаванням інформації споживачам. Ця підсистема реалізується за допомогою ряду потужних
спеціалізованих і універсальних цифрових обчислювальних систем (процесорів).
3.6.	Тактико-технічні характеристики РЛС ППО
Тактичні характеристики РЛС ППО: сектор відповідальності РЛС (зона огляду); роздільна здатність за дальністю, кутами,
швидкістю; точність визначення дальності, кутових координат, швидкості і т.ін.; пропускна здатність; завадостійкість; надійність;
мобільність.
Сектор відповідальності (зона огляду) РЛС, у межах якого станція здатна вирішувати покладені на неї задачі, обмежена в про-
сторі максимальними і мінімальними дальностями дії, азимутами і кутами місця.
Максимальна дальність дії при фіксованій ЕПР цілі визначається енергетичними можливостями радіолокатора, мінімальна
- розмірами “мертвої зони”, у межах якої неможливо виявлення і визначення координат цілей. Для імпульсних РЛС, що пра-
цюють на одну приймально-передавальну антену, основними причинами виникнення “мертвої зони” є неможливість прийому
відбитих сигналів під час випромінювання сигналу передавачем. Сектор відповідальності по кутах визначається можливостями
антенної системи РЛС з огляду простору.
Роздільна здатність РЛС характеризує можливість роздільного радіолокаційного спостереження близько розташованих цілей
і роздільного вимірювання параметрів кожної цілі при відсутності взаємних завад.
Роздільна здатність по координатах характеризується елементарним об’ємом. Розміри останнього по дальності Ж і кутових ко-
ординатах 5р, 5є (рис. 3.66) встановлюються так, що наявність цілі в сусідньому елементарному об’ємі практично не погіршує пока-
зників якості виявлення і вимірювання координат цілі, що розташована в центрі виділеного об’єму. Виділений таким способом
елементарний об’єм називають роздільним об’ємом, а при імпульсному опроміненні цілі - імпульсним об’ємом
У = К25К5р5є.	(3.149)
Роздільна здатність РЛС за дальністю
8К = ^>,	(3.150)
93

Рис. 3.65. Структурна схема багатофункціональної РЛС з модульною АР і цифровим формуванням ДС на прийом
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
де с - швидкість розповсюдження електромагнітних коливань; т,, Дт - тривалість і величина розширення від-
битого сигналу відповідно; Ке, — коефіцієнт стиску сигналу на виході оптимального приймача (для імпульсних сиг-
налів без внутрішньоімпульсної модуляції Кст = 1).
(3.151)
Роздільна здатність РЛС по кутових коорд инатах (азимуту і куту місця)
50 = 0Р; 5є = 0Б,
де 0р, 0Е- ширина діаграми спрямованості в азимутальній і кутомісцевій площині відповідно.
Роздільна здатність РЛС по висоті - мінімальна різниця висот двох цілей, які знаходяться на однаковій дальності і на одному
азимуті:
зн=-^5-
СО8Є
(3.152)
для ТВ систем
(3.153)
(3.154)
(3.155)
(3.156)
де є-поточне значення кута місця.
Роздільна здатність оптико-електронних засобів (ОЕЗ) за дальністю (тільки для активних систем). Значення роздільної
здатності за дальністю визначається величиною тривалості сигналу який враховується під час оцінки
Рф ^сер Ь V Ті,
де Пар - серед ня кількість фотонів у сигналі; И=6,62 10'34 Дж с - постійна Планка; V - частота випромінювання.
Роздільна здатність оптико-електронних засобів по кутових координатах 50:
для активних систем	50А=Опері
для пасивних ІЧ систем	50н =
О
а®ТВ =Т"^П’
О
де ©пф-кут розбіжності променя генератора; О-кут поля зору передавальної трубки; Ь-ширина мішені передавальної трубки;
(іц-діаметр променя, що розгортається (плями).
Роздільна здатність телевізійних оптико-електронних засобів визначається як кількість переходів від чорного до білого або
обернено, що можуть бути передані (відображені) телевізійними ОЕЗ. Одиниця вимірювання розрізнення в цьому випадку назива-
ється ТВ-лінією. Розрізнення за вертикаллю у всіх телевізійних ОЕЗ однакове тому що обмежено телевізійним стандартом (здебі-
льшого 625 рядків телевізійної розгортки). На розрізнення по горизонталі насамперед впливає кількість елементів ПЗЗ-матриці.
Точність визначення дальності К, азимуту 0, куту місця є, доплерівської швидкості Уг звичайно характеризується серед-
ньою квадратичною помилкою о, яка визначається як корінь із дисперсії помилки вимірювання цього параметра О. Потенційна
(мінімально можлива) СКП визначення д аного параметра о™ може бути представлена у вигляді
К
амін — /~Г
7?
де К -деякий коефіцієнт, що залежить від параметрів зондуючого сигналу і самої станції; ц2 - відношення сигнал/шум за поту-
жністю.
При вимірюванні дальності, кутових координат і радіальної швидкості цілі коефіцієнт Кю Кр, К* КУг визначаються за форму-
лами:
(3.157)
(3.158)
V _ С V _ V — 1	_ ^0
2Иеф	еф	2теф
де ГЦ - ефективна ширина спектра радіолокаційного сигналу; €еф - ефективна довжина апертури (розкриву) антени, нормована
до довжини хвилі; т^ф-ефективна тривалість сигналу.
Точність вимірювання дальності при заданому відношенні сигнал/шум тим вище, чим ширше спектр радіолокаційного сигна-
лу; точність вимірювання кутової координати - чим більше апертура антени (при фіксованій довжині хвилі); точність вимірювання
швидкості - чим більше тривалість радіолокаційного сигналу.
Конкретні значення параметрів Пф т^ф залежать від виду зондуючого сигналу, а	- від параметрів антени.
При фіксованих параметрах РЛС потенційна точність вимірювання параметрів цілі тим вище, чим більше відношення сиг-
нал/шум на вході приймача станції.
95
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Пропускна здатність РЛС - інтенсивність потоку цілей, що обслуговуються (кількість цілей, що обслуговуються за одиницю
часу) з показниками якості, не нижче заданих. При цьому під обслуговуванням розуміється повний комплекс операцій, що викону-
ється РЛС відповідно до її функціонального призначення (виявлення, супроводження, розпізнавання).
Завадостійкість - здатність радіолокаційної станції виконувати свої функції під час впливу зовнішніх завад. За джерелом ви-
никнення завади можна розділити на природні і штучні (організовані).
Природні завади у всьому НВЧ-діапазоні обумовлені наявністю шумів атмосфери, Сонця, Галактики, а в сантиметровому і,
особливо, міліметровому діапазонах додатково істотну роль відіграють метеоутворення - хмари, град, краплі дощу, сніжинки.
Штучні завади ставляться супротивною стороною з метою ускладнити або зробити цілком неможливою роботу РЛС ППО.
Вони поділяються на активні і пасивні.
Активні завади створюються за допомогою спеціальних генераторів сигналів. Ці сигнали представляють собою радіовипромі-
нювання різноманітної структури, що перекривають робочу смугу частот РЛС.
Пасивні завади створюються за допомогою спеціальних (частіше усього дипольних) відбивачів.
Надійність РЛС - здатність виконувати свої тактичні функції і зберігати значення параметрів при заданих умовах експлуатації
Кількісно надійність частіше усього оцінюється або середнім часом безвідмовної роботи РЛС, або імовірністю безвідмовної роботи
протягом визначеного часу.
Мобільність - здатність РЛС змінювати свою дислокацію на місцевості. Звичайно мобільність характеризується часом розгор-
тання і згортання на позиції.
Технічні характеристики: потенціал РЛС; робоча довжина хвилі або несуча частота сигналу; потужність випромінювання
(імпульсна і середня); чутливість і смуга пропускання приймача; ширина ДС антени і рівень бічних пелюстків; коефіцієнт спрямо-
ваної дії антени.
Потенціал - характеризує енергетичні можливості станції. Потенціал РЛС пов’язаний з максимальною дальністю дії Клд. РЛС.
Щільність потоку потужності випромінених РЛС електромагнітних коливань рц у місці розташування об’єкта дорівнює
РрЛС _ РвипрСп
4лЯ2 4лК2
(3.159)
де Ррлс - потужність електромагнітних коливань, що випромінюються РЛС у напрямку цілі; К. - дальність до об’єкта; Р^ - по-
тужність, що випромінюється; Сп - коефіцієнт підсилення передавальної антени.
Щільність потоку потужності, відбитої об’єктом і такої, що утворюється в місці розташування РЛС ррлс дорівнює
Рц _ Рцац
4лК2 4лК2
(3.160)
де рц - потужність електромагнітних хвиль, які відбиваються ціллю в напрямку РЛС; оц - ефективна площа розсіювання.
Потужність відбитого сигналу, що надходить на вхід приймача РЛС Рф визначається за формулою
Рпр = Ррлс^еф.пр»	(3.161)
де	- ефективна площа приймальної антени.
Основне рівняння радіолокації:
п _ Рвипр^п^еф.пр^ц
пр= (^к4
Відношення сигнал/шум:
2 _ Рпр _ Рвипр^п^еф.пр^цЛ
4 ~ рш "	(4л)2РшК4
(3.162)
(3.163)
де Рш-потужність шуму; 0 < г| < 1 - множник втрат, що враховує енергетичні втрати сигналів при поширенні через середовище
поширення, неідеальності трактів обробки сигналів та ін.
Потенціал РЛС:
п=РВипр Оп5ефпрП
Рш (4л)2
Якщо в РЛС одна приймально-передавальна антена, тобто 6П =	= С, 8^ = 8^ = 8^ , то з урахуванням того, що
4л8еф
11 =-----
п=Рвшф^фП = Рвип16^А1
Рш 4лХ Рш (4л)
Максимальна дальність дії при заданих параметрах ц2 і оц пропорційна кореню четвертого ступеня з потенціалу РЛС:
І По..
Кмакс=4-^-,	(3.166)
ї Ч
тобто щоб збільшити максимальну дальність дії РЛС при роботі з об’єктом із однією і тією ж ЕПР, наприклад, у два
рази, необхідно збільшити її потенціал у шістнадцять разів.
96
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Робоча довжина хвилі (несуча частота сигналу). Довжина хвилі Л, що поширюється у вільному просторі, і його частота £
пов’язані за формулою
Х = р	(3.167)
де с = З 108 м/с - швидкість світла у вакуумі.
Миттєва активна потужність Р(і) - усереднене за період То поточне значення потужності (Вт) коливань, що випромінюють-
ся, р(і) = и(1) і(0 (и(0 та і(і) - миттєві значення напруги і струму, які усереднені за період високої частоти То):
1 То
Р(0 = —	(3.168)
!0 0
Найбільше значення миттєвої потужності називається піковим, тобто Р^С) = РГ1К-
Імпульсна потужність - потужність, що усереднюється за час тривалості імпульсу тї:
р, =—?Р(оаі<рпік.	(з.іб9)
ті о
Для імпульсів прямокутної форми значення імпульсної і пікової потужностей співпадають, тобто Р, = Рак.
Середня потужність - потужність, що усереднюється за період слідування імпульсів Тп:
Е Р
р“-=^=о’	(3|7<,)
де 9=ТУт- - шпаруватість імпульсів.
Енергія імпульсу Е^Дж:
Еі=	.	(3.171)
0
Чутливість приймача (Рі^^щ) - мінімальне значення середньої потужності (Вт) сигналу на вході приймача, при якому забез-
печується відношення потужності сигналу до потужності шуму, що дорівнює 1:
Рп,мін = КШТ0ДГпр,	(3.172)
де К = 1,38 10’23 Дж/К - постійна Больцмана; Ш - коефіцієнт шуму приймача; То - температура; Д£ф - смуга пропускання при-
ймального пристрою, Гц.
На практиці використовують поняття порогової (граничної) чутливості, тобто чутливості, при якій забезпечується приймання
та виявлення відбитих сигналів із заданою імовірністю:
Рпор “ Рпр.мін Я,	(3.173)
де ц - погрібне для виявлення відношення сигнал/шум.
Ширина діаграми спрямованості антени і рівень бічних пелюстків.
Діаграма спрямованості антени має багатопелюстковий характер. Центральний і найбільший пелюсток називається головним
пелюстком ДС антени, інші - бічними пелюстками. Бічні пелюстки - заважають, вони знижують властивості спрямованості
антени, ведуть до енергетичних втрат, створюють можливість помилкового пеленгування.
Ширина ДС - ширина головного пелюстка на деякому обумовленому рівні (частіше усього рівні половинної потужності).
Ширина ДС дзеркальних антен у площинах азимуту Ор і куту місця рад:
Єр = к-^, ЄЕ=К.-^~,	(3.174)
де К - коефіцієнт пропорційності (К ~ 0,88); Ц, Ц - розміри антени у площинах азимуту і купгу місця.
Ширина ДС фазованої антенної решітки у відповідній площині:
0 = К—-—,	(3.175)
Ьсоаа
де а - кут між нормаллю до площини решітки і положенням ДС на даний момент часу.
Коефіцієнт спрямованої дй* антени - відношення інтенсивності випромінювання в напрямку головного максимуму випромі-
нювання до середнього значення інтенсивності випромінювання в усіх напрямках Р£
О(Р>є) = Імак£._	(3.176)
РХ
Він показує виграш за потужністю, що утворюється в напрямку головного максимуму випромінювання в порівнянні з іншими
напрямками. Виграш досягається за рахунок концентрації електромагнітної енергії в даному напрямку і ослаблення випромінюван-
ня в інших напрямках.
Коефіцієнт підсилення Со враховує втрати в реальній антені.
4л8Є(Ь
С() “ "2 ’ §еФ = Кп^геом »	(3.177)
А,2
ДО	$геом - ефективна і геометрична площини антени від повідно; К„ - коефіцієнт використання площі антени (для різних ти-
пів антен Кп=0,5 0,7).
97
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Зв’язок коефіцієнта підсилення з діаграмою спрямованості
4л 40000 25000
ереЕ * " е°ро; ” е;е; ’
(3.178)
де Ор, 0Е - ширина діаграми спрямованості за половинною потужністю, рад; 0Р°, 0Е° - ширина діаграми спрямованості за поло-
винною потужністю, град; Кп = 0,6.
3.7. Основні пристрої радіолокаційних систем
Антенні пристрої
Радіолокаційні антени призначені для випромінювання в напрямку на ціль і прийому відбитих (випромінених) електромагні-
тних коливань.
Важлива функція антен полягає у формуванні випромінювання з визначеними характеристиками, головним чином із заданою
діаграмою спрямованості. Діаграма спрямованості антени (ДСА) - залежність від напрямку напруженості поля або потужності,
випромінюваної передавальною антеною, чи електрорушійною силою, або струмів, які індукуються у приймальній антені в процесі
поглинання падаючих на неї електромагнітних хвиль. Таким чином, ДСА характеризується кутовим розподілом амплітуди поля
випромінювання чи кутовим розподілом щільності потоку потужності випромінювання антени в дальній зоні (діаграма спрямова-
ності за потужністю). Обидві ці діаграми спрямованості в складних антенах мають пелюсткову структуру, обумовлену інтерферен-
цією хвиль, які випромінюються і розсіюються різними елементами антени. Якщо синфазно складаються поля всіх елементів, то
відповідний їм максимум називають головним. Діаграму спрямованості зображують у вигляді об’ємної, рельєфної картини, конту-
рної карти з лініями однакових рівнів або за допомогою окремих плоских перерізів, частіше двох ортогональних перерізів, що про-
ходять через напрямок головного максимуму і вектори Е та Н (вектори напруженості електричного і магнітного полів). Внаслідок
того основна частина потужності, яка випромінюється чи приймається антеною, локалізується в головній пелюстці, спрямованість
випромінювання антени характеризують шириною головної пелюстки на рівні половинної потужності Д0ОЗ чи нульовому рівні
Д0О~ 2Д0о,5 . Величина Д0О^ визначає кутову розрізнювальну спроможність антени і може бути приблизно оцінена за формулою (у
радіанах): Д0ОЗ ~ Х/Ь, (X - довжина хвилі, Ь - лінійний розмір антени). Це співвідношення збігається з критерієм Релея, який вико-
ристовують в оптиці для оцінки розрізнювальної спроможності оптичних систем.
Класифікація антен: за характером розташування випромінювачів - антени з безперервно розподіленими випромінювачами і
антенні решітки; за діапазоном, що використовується - антени довгих, середніх, коротких хвиль, антени УКХ і антени оптичного
діапазону.
Антени з безперервно розподіленими випромінювачами і антенні решітки можна розподілити на лінійні, поверхневі та
об’ємні у відповідності до того, як розташовані безперервні або дискретні випромінювачі: вздовж лінії, на ділянці поверхні або у
деякому об’ємі. До поверхневих безперервно розподілених випромінювачів відносять апертурні антени (рупори, дзеркала, лінзи), у
яких випромінювання електромагнітних хвиль здійснюється через деякий отвір, що називається апертурою або розкривом антени.
Антени довгих, середніх і коротких хвиль представляють собою системи тонких проводів, які перетворюють струми високої
частоти на енергію електромагнітних хвиль і формують діаграму спрямованості. Відношення лінійного розміру антени Ь до дов-
жини хвилі X менше або дорівнює одиниці (для антен довгих та середніх хвиль — « 1, для антен коротких хвиль — ~ 1).
X	X
Антени УКХ (діапазон довжини хвиль X = 1 мм ... 10 м) мають такі особливості: їх розмір значно більше довжини хвилі X, тоб-
Ь
то — » 1, це дозволяє забезпечити високу спрямованість антени; замість лінійних струмів, що протікають по тонких проводах,
X
широко використовуються поверхневі струми, що протікають по металевій поверхні; перетворення струмів високої частоти на
радіохвилі і формування діаграми спрямованості виконується різними елементами. Класифікація антен УКХ наведена на рис. 3.67.
			Антени УКХ	
1	1					і	 			“і
Дротові		Акустичного типу	Оптичного типу	і		і	 	Щілинні	 Поверхневих хвиль
				
Спіральні		Хвилеводні	Дзеркальні	
*- Вібраторні		Рупорні	Лінзові	
1
Решітки поперечного випромінювання		Решітки осьового випромінювання
Рис. 3.67. Класифікація антен УКХ
98
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Дротові антени.
Спіральні антени можуть бути циліндричною спіраллю з рефлектором, конічними зі змінним кутом намотування, плоскі і т.ін.
Якщо довжина витка спіралі приблизно дорівнює довжині хвилі, то максимум випромінювання спрямований вздовж осі. Спіральні
антени збуджують у напрямку осі спіралі поле кругової поляризації.
У вібраторних антен основним елементом найбільш часто є симетричний вібратор довжиною близько Х/2 (рис. 3.68, а).
Рис. 3.68. Вібраторні антени: симетричний вібратор (а); вібраторна решітка з поперечним
випромінюванням (б); вібраторна решітка з осьовим випромінюванням (в)
Рад вібраторів, які однаково орієнтовані і розміщені на деякій відстані один від одного, створюють вібраторні решітки.
В решітках поперечного випромінювання (рис. 3.68, б-антена типу “синфазне полотно”) максимум випромінювання спря-
мований по нормалі до площини решітки або відхилений від нормалі на деякий кут. Для того, щоб випромінювання було зосере-
джено в один бік, у таких антенах використовують рефлектор (металевий лист або сітка), який встановлюють на відстані приблизно
чверті довжини хвилі від решітки.
В решітках з осьовим випромінюванням (рис. 3.68, в - директорка антена) вібратори збуджуються хвилею, що біжить. Мак-
симум випромінювання спрямований вздовж лінії розташування вібраторів. У цій системі збуджується тільки один “активний віб-
ратор”, поле якого збуджує інші “пасивні” вібратори. Необхідні фази струмів у вібраторах забезпечуються вибором довжини вібра-
торів і відстані між ними.
Достоїнством решітки з осьовим випромінюванням є простота конструкції та формування вузької діаграми спрямованості од-
ночасно в двох взаємно перпендикулярних площинах шляхом збільшення тільки одного лінійного розміру - довжини антени, в
решітках з поперечним випромінюванням для цього необхідно збільшувати обидва розміри полотна. Недоліком решітки з осьовим
випромінюванням (у порівнянні з решітками з поперечним випромінюванням) - великий рівень бічних пелюсток.
Антени акустичного типу
Простим хвилеводним випромінювачем є відкритий кінець прямокутного або круглого хвилеводу (рис. 3.69, а, б). Спрямова-
ність випромінювання такої антени невелика. Крім того, вона погано узгоджена з вільним простором.
а)	б)	в)	г)
Рис. 3.69. Антени акустичного та щілинного типу: прямокутний хвилевід (а); круглий хвилевід (б);
пірамідальний рупор (в); щілинна (дифракційна) антена (г)
Для підвищення спрямованості і покращання узгодження на відкритому кінці хвилеводу розміщують рупор (рис. 3.69, в). Ру-
порні антени прості і широкосмугові. Такі антени широко використовуються як самостійні антени та у якості елементів більш скла-
дних антен. Але в рупорних антенах важко отримати вузьку діаграму спрямованості.
Щілинні антени (рис. 3.69, г) представляють собою систему щілин (як правило напівхвильових), що прорізані на поверхні
хвилеводу, коаксіального кабелю або об’ємного резонатора. За спрямованими властивостями щілинні антени багато у чому анало-
гічні вібраторним антенам.
Достоїнством щілинних антен є простота і відсутність частин, що виступають за межі поверхні, на якій прорізані щілини. Недо-
ліком щілинних антен є їх вузькосмуговість.
Антени оптичного типу.
Дзеркальними антенами називаються антени, що формують ДС шляхом розсіювання електромагнітних хвиль, що падають
на металеве дзеркало (рефлектор) визначеної конфігурації. Джерелом електромагнітної енергії хвиль служить будь-яка слабкосп-
рямована антена, яка називається опромінювачем. За кількістю дзеркал вони можуть бути одно- і багатодзеркальними. За конфі-
гурацією розрізняють параболічні, сферичні, конічні, циліндричні та інші антени.
Параболічна дзеркальна антена. Дзеркало такої антени представляє собою параболоїд обертання, у фокусі якого розміщений
опромінювач (рис. 3.70).
99
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Сферична хвиля, що виходить із фокуса Е і потрапляє на дзеркало, перетвориться після відбиття на плоску хвилю, що поширю-
ється в напрямку осі параболоїда Спрямовані властивості параболічної антени залежать від відношення радіуса розкриву дзеркала
ро до параметра, що утворює дзеркало параболи р = 2іф (Гф - фокусна відстань). Для параболоїдів обертання частіше усього викорис-
товуються вібраторні, хвилеводно-рупорні і спіральні опромінювані.
Рис. 3.70. Формування поля у параболічній
дзеркальній антені
Рис. 3.71. Формування поля
у дводзеркальній антені
Дводзеркальні антени в порівнянні з однодзеркальними мають великі можливості у формуванні діаграм спрямованості з не-
обхідними характеристиками. Дводзеркальна антена (рис. 3.71) складається з опромінювана, що опромінює поверхню малого дзер-
кала, названого контррефлекгором, від поверхні якого хвиля відбивається і спрямовується на поверхню великого (основного) дзер-
кала або рефлектора У дводзеркальних антенах можна максимально зменшити довжину хвилеводного тракту, шляхом встанов-
лення опромінювана поблизу вершини великого дзеркала
У РЛС ППО більш широке поширення одержали антени Кассегрена з опуклими малими дзеркалами (див. рис. 3.71). У таких
антенах велике дзеркало має параболічну, а мале - гіперболічну форму і звернено опуклою стороною до великого дзеркала Фазо-
вий центр опромінювана розташований у фокусі Р| гіперболічного відбивача; фокус Р2 контррефлекгора сполучений із фокусом
параболічного дзеркала Сферична хвиля опромінювана перетвориться малим дзеркалом на сферичну ж хвилю, але з центром у Р2,
що у свою чергу перетвориться великим дзеркалом на плоску хвилю, яка створює в розкриві антени синфазне поле.
Достоїнством дзеркальних антен є достатньо великий коефіцієнт підсилення, простота конструкції та експлуатації’, відносно не-
висока вартість. Головний недолік - дзеркальні антени можуть здійснювати огляд повітряного простору тільки за рахунок механіч-
ного повороту дзеркальної системи (механічне сканування) або переміщення якогось елемента антени, наприклад опромінювала
(електромеханічне сканування).
Лінзові антени (рис. 3.72) можуть бути виконані з діелектриків з малими втратами. Але діелектричні лінзи великих розмірів
мають велику масу та високу вартість. Тому замість реальних діелектриків застосовують штучні діелектрики, що представляють
собою решітки з металевих частинок, які запресовані в діелектрик з коефіцієнтом заломлення, близьким до одиниці. Лінзи з штуч-
ного діелектрика дешевші і мають меншу масу.
Рис. 3.72. Лінзова антена
Рис. 3.73. Лінза, що прискорює
На відміну від оптики у радіодіапазоні використовуються не тільки сповільнюючі лінзи з коефіцієнтом заломлення більше оди-
ниці, але і прискорюючі лінзи, наприклад, металевопластичні (рис. 3.73). Якщо вектор Е паралельний пластинам, то фазова швид-
кість в лінзі більше швидкості світла, що відповідає коефіцієнту заломлення, який менше одиниці.
Достоїнством лінзових антен у порівнянні з дзеркальними є: відсутність елементів, які закривають розкрив, що випромінює;
зниження рівня бічного випромінювання; широкі можливості формування потрібної діаграми спрямованості шляхом зміни профі-
лю двох поверхонь, величини коефіцієнта заломлення і закону його розподілу у середині лінзи; можливість створення антен для
коливання променя у широкому секторі. Загальним недоліком усіх типів лінзових антен, що використовуються у радіодіапазоні, є
велика маса і складність конструкції.
100
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Антени поверхневих хвиль (рис. 3.74). Основним елементом в цих антенах є сповільнююча структура, яка формує поверхне-
ву хвилю. Хвиля, що випромінюється рупором, поступово трансформується у поверхневу. Це сприяє збільшенню спрямованості
системи у порівнянні зі спрямованістю рупору.
Металевий стрижень
Діелектричний шар
Періодична структура
Діелектричний шар
Металеві диски
Металева пластина
Рис. 3.74. Сповільнюючі структури антен поверхневих хвиль: гладка (а), (в); періодична (б), (г)
Можливі різні варіанти конструктивної реалізації антен поверхневих хвиль, які розрізняються типом сповільнюючої структури
(гладка- рис. 3.74, а), в), періодична- рис. 3.74, б), г) та її геометрією (плоска- рис. 3.74, в), г), стержнева- рис. 3.74, а), б).
Достоїнством антен поверхневих хвиль є широкосмуговість (антени з гладкими сповільнюючими структурами), малі розміри
по висоті (плоскі антени), можливості створення різних діаграм спрямованості шляхом змінювання параметрів сповільнюючої
структури. Недоліки антен поверхневих хвиль є суттєві втрати та обмеження з потужності, особливо антени з періодичними
сповільнюючими структурами.
Фазовані антенні решітки (ФАР) представляють собою антенні решітки (сукупність найпростіших слабкоспрямованих ви-
промінювачів, розташованих певним чином відносно один одного), кожний випромінювач яких збуджується роздільно сигналами з
керованою амплітудою і фазою.
Роздільне електричне керування кожним випромінювачем ФАР дає можливість практично миттєво змінювали просторове по-
ложення діаграми спрямованості антени, тобто здійснювати електричне (або, частіше говорять, електронне) сканування.
Принцип формування ДС лінійної решітки, що складається з N випромінювачів, розташованих уздовж осі 02 з однаковим кро-
ком сі, пояснюється на рис. 3.75.
Рис. 3.75. Формування ДС лінійної антенної решітки
Діаграма спрямованості лінійної антенної решітки формується в залежності від амплітудно-фазового розподілу (АФР) сигналів,
що живлять А(Хп), параметрів самої решітки (кроку д і кількості елементів М) і напрямку випромінювання 6. Множник такої решіт-
ки можна записати у вигляді
'с»ст'в>-	1 А(г„,	(3.179)
п — О
де А(тп) - амплітуда сигналу живлення; \|/(Хп) - фаза сигналу живлення; сі - крок решітки; 0в - кут між напрямком випроміню-
вання і нормаллю до решітки; к = 2лА-хвильове число; п - кількість випромінювачів (п = 0, N -1).
Електричне сканування в антенних решітках. Напрямок максимуму випромінювання радіохвиль:
0
м
= агсвіп
(3.180)
де ^-різниця фаз сигналів живлення між двома сусідніми випромінювачами; т = 0,1,2,....
Управління напрямком максимуму ДС антенної решітки в просторі можна здійснити шляхом змінювання частоти сигналу (до-
вжини хвилі X) або різницею фаз сигналів живлення в елементах решітки.
Діаграма спрямованості антенної решітки має не один, а декілька головних максимумів (пелюстків). Тому при проектуванні ан-
тенних решіток застосовують спеціальні заходи щодо подавлення побічних (дифракційних) максимумів: зменшення відстані між
сусідніми випромінювачами; використання спрямованих властивостей окремого випромінювача; використання нееквідісгантних
решіток.
Класифікація ФАР: за способом сканування; за способом живлення випромінювачів; за розташуванням елементів у просторі;
за розташуванням елементів у самій решітці.
101
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Частотний спосіб сканування - сигнали живлення на випромінювачі антенної решітки подаються від генератора змінної час-
тоти або від генератора постійної частоти через систему сповільнюючих структур. Основною характеристикою частотного способу
сканування є куточастотна чутливість, що показує, як змінюється положення максимуму ДС при заданому перестроюванні частоти.
Фазовий спосіб - сканування, яке грунтується на створенні керованих фазових зсувів сигналів живлення між випромінювача-
ми антенної решітки. Фазові зсуви створюються за допомогою фазообертачів, ліній затримки й інших елементів, які зсувають фазу.
У якості основних керуючих елементів при формуванні необхідного фазового розподілу у ФАР застосовуються феритові і на-
півпровідникові фазообертачі. У феритових фазообертачах використовується ефект змінювання фази сигналу, який проходить че-
рез ферит, в залежності від магнітної проникності фериту, що змінюється під дією керуючого магнітного поля. У напівпровіднико-
вих фазообертачах, основними з яких є фазообертачі на р-і-п-діодах, для керування фазою сигналу використовується ефект зміню-
вання параметрів напівпровідникового елемента під дією прикладеної напруги.
Безперервний спосіб керування фазою сигналів - розмір внесеного фазообертачем фазового зсуву пропорційний розміру
керуючого струму. Цей спосіб дозволяє здійснити плавне керування ДС антенної решітки, проте відрізняється низькою стабільніс-
тю (під час роботи розмір керуючого струму і відповідно розмір фазового зсуву можуть змінюватися під впливом різноманітних
чинників, наприклад температури) і неекономічністю (у керуючому ланцюзі увесь час протікає електричний струм). Для реалізації
цього способу керування необхідно мати складний пристрій, що виробляє керуючі сигнали.
Дискретний спосіб - керуючий сигнал змінюється стрибкоподібно. При цьому для керування фазовим зсувом використову-
ється ряд дискретних точок безперервної характеристики фазообертача. При цьому спрощується пристрій, що виробляє керуючі
сигнали, проте залишаються такі недоліки, як неекономічність і нестабільність характеристик фазообертачів.
Комутаційний спосіб - для його реалізації використовуються комутаційні фазообертачі, фаза електромагнітних коливань на
виходах яких приймає визначені фіксовані значення. Комутаційний спосіб забезпечує високу стабільність характеристик, тому що
фазообертачі працюють у режимі, при якому використовуються тільки дві крайні області їхніх характеристик, що відповідають
режиму вмикання і вимикання фазообертачів. Він відрізняється високою економічністю, тому що споживання енергії відбувається
тільки в момент переключення фазообертачів.
Дискретні і комутаційні фазообертачі характеризуються розрядом р. Кількість фіксованих значень фази N пов’язана з розрядні-
стю фазообертача р співвідношенням N = 2Р, при цьому фаза сигналу живлення змінюється стрибком на величину
Д\|/ = 2л/2р.	(3.181)
Наприклад, чотирьохрозрядний фазообертач забезпечує одержання 16-ти фіксованих значень фази з дискретністю Д\|/ = я/8.
Послідовна схема вмикання фазообертачів при керуванні фазовим зсувом (рис. 3.76, а) - кожний фазообертач змінює фазу
на одну і ту ж величину від 0 до 360° (наприклад на 1°, як показано на рис. 3.76, а). Достоїнством у схемі є простота керування.
Проте в цієї схеми є істотні недоліки: низька надійність (вихід із ладу одного фазообертача призводить до відключення усіх фазоо-
бертачів, що стоять за ним), мала потужність, що пропускається (уся потужність проходить через перший фазообертач), накопи-
чення фазових помилок (помилки, внесені кожним фазообертачем, підсумовуються).
а)	б)
Рис. 3.76. Схеми включення фазообертачів: послідовна (а); паралельна (б)
Паралельна схема - фазообертачі включаються у відрізки фідерів, що підводять живлення до кожного випромінювача окремо
(рис. 3.76, б). Для забезпечення лінійного закону зміни фази уздовж антенної решітки необхідно, щоб кожний фазообертач управ-
лявся за своїм законом. Це істотно ускладнює схему керування фазообертачами, тому в сучасних РЛС із ФАР для керування фазоо-
бертачами використовуються ЕОМ.
Антенні решітки з фідерним живленням - електромагнітні коливання підводяться до кожного випромінювача за допомогою
фідера, що живить. Якщо в каналі живлення такої решітки є генератор або підсилювач, то така ФАР називається активною. Струк-
турна схема типового модуля активної приймально-передавальної решітки зображена на рис. 3.77.
Антенні решітки з просторовим (оптичним) живленням (рис. 3.78).
Прохідні (рефракційні) ФАР - випромінювачі мають приймально-передавальні елементи, між якими розташовані фазообертачі
(рис. 3.78, а). Опромінювач, що знаходиться позаду полотнини антенної решітки, випромінює сигнали, що передаються на прийма-
льні елементи випромінювачів не по фідерах, а через вільний простір. Фазові зсуви в прийняті сигнали вводяться за допомогою
керованих електронно-обчислювальними машинами фазообертачів. Після цього отримані сигнали випромінюються в напрямку на
об’єкт, за допомогою передавальних елементів.
Відбивні (рефлекторні) ФАР - опромінювач знаходиться попереду полотнини антенної решітки (рис. 3.78, б). Така конструкція
більш компактна і зручна в експлуатації у порівнянні з прохідною ФАР, проте розміщення опромінювана в полі відбитої від полот-
нини антени хвилі призводить до так названого “затінення” розкриву антени, що зменшує коефіцієнт її підсилення і створює інші
небажані ефекти.
102
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Рис. 3.77. Структурна схема приймально-передавального модуля суміщеної антенної решітки
Фронт
хвилі
Рис. 3.78. ФАР з оптичним живлення: прохідна (а); відбивна (б)
Фазовані антенні решітки не дають можливість формувати одночасно декілька незалежних діаграм спрямованості на одному
загальному розкриві антени за рахунок використання визначених законів збудження випромінювачів. Цей принцип формування
ДС реалізується в багатопроменевих ФАР, що складаються з власне антенної решітки і так названої схеми діаграмостворення.
Основними видами схем діаграмостворення є послідовна і паралельна (матрична).
Одномірні ФАР - випромінювачі у просторі розташовуються прямолінійно, дугою або кільцем.
Двомірні ФАР - плоскі, циліндричні, сферичні або конічні.
Тривимірні ФАР - об’ємні.
У антенних системах РЛС ППО використовують плоскі антенні решітки, у яких керування напрямком максимуму ДС здійсню-
ється в двох площинах - азимутальній і кутомісцевій.
Еквідистантні ФАР - з постійним кроком решітки сі у межах всієї апертури антени.
Нееквідисгантні ФАР - параметр сі змінний, причому він звичайно збільшується при віддаленні випромінювачів від центра
решітки (розрідження решітки до країв).
Передавальні пристрої
Передавальні пристрої -однокаскадні або багатокаскадні пристрої, що забезпечують генерування і формування високочасто-
тних сигналів із заданими значеннями форми і вихідної потужності.
Основні характеристики передавальних пристроїв: потужність, стабільність частоти, діапазон робочих частот, коефіцієнт
корисної дії, габарити, маса, механічна міцність, вібростійкість та ін.
Спрощена структурна схем однокаскадного і багатокаскадного передавального пристрою показана на рис. 3.79.
Генератор надвисокочастотних електромагнітних коливань (НВЧ-генератор) генерує коливання, що надходять на форму-
ючий пристрій, де формуються сигнали необхідної структури. Отримані сигнали посилюються спочатку попередніми підсилюва-
чами потужності, а потім кінцевим підсилювачем потужності, за рахунок чого забезпечується необхідне значення імпульсної поту-
жності сигналу.
Основу передавальних пристроїв РЛС ППО складають генераторні і підсилювальні НВЧ-пристрої двох типів: електровакуумні
і напівпровідникові.
Електровакуумні НВЧ-пристрої розділені на пристроїтипів О і М.
103
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Рис. 3.79. Структурна схема передавального пристрою (однокаскадний має один попередній підсилювач по-
тужності, багатокаскадний - декілька)
Пристроїтипу О - перетворення кінетичної енергії’ електронів на енергію електромагнітного поля відбувається в результаті га-
льмування електронів цим полем. Магнітне поле або не використовується зовсім, або застосовується тільки для фокусування елект-
ронного потоку і принципового значення для процесу енергообміну не має. До пристроїв типу О відносять клістрони і лампи біжу-
чої хвилі (ЛБХ).
Пристрої типу М - пристрої, у яких відбувається перетворення потенційної енергії електронів на енергію електромагнітного
поля. Постійне магнітне поле у таких пристроях перпендикулярно до постійного електричного поля, що прискорює електрони. До
пристроїв типу М відносять магнетрони, магнетронні підсилювачі та амплітрони.
Магнетрон - двоелектродний електровакуумний прилад з електромагнітним керуванням, що є генератором електромагнітних
коливань у діапазоні від метрових до міліметрових хвиль.
Принцип роботи магнетрона. Початкові електромагнітні коливання в резонаторах магнетрона виникають у результаті флук-
туацій електронного потоку. Коливання підтримуються за рахунок енергії джерела постійної напруги анод - катод, що за допомо-
гою електронного потоку передається полю хвилі. Таку спрямовану передачу енергії’ можна здійснити, якщо електронний потік
взаємодіє зі змінним електричним полем визначеної фази. Для цього електронний потік повинен бути згрупований у згустки, час
проходження котрих поблизу щілини резонатора збігався б з часом існування там поля в потрібній фазі.
Прямування електронів від катода до анода в магнетроні відбувається не у всіх азимутальних напрямках рівномірно. Потоки
електронів створюються лише в деяких областях простору взаємодії, відзначених пунктиром на рис. 3.80, створюючи при цьому
так названі електронні спиці. Електрони в спицях переміщуються до анода по складних петлеподібних траєкторіях, тому що харак-
тер їх прямування визначається сумарним впливом постійного магнітного поля і постійного і змінного електричних полів. При
цьому спиці обертаються в просторі взаємодії зі швидкістю, що забезпечує збіг моментів проходження електронами області прос-
тору взаємодії поблизу щілин резонаторів й існування в цій області потрібної фази поля. Інакше кажучи, обертання спиць синхроні-
зується зі зміною фази високочастотних коливань. При такому складному характері прямування в спиці на шляху від катода до
анода електрони на кожному витку втрачають частину своєї потенційної енергії’, що передається електромагнітному полю, забезпе-
чуючи підтримку його коливань. Електрони, що віддали свою енергію електромагнітному полю, ідуть на анод, а спиці поповню-
ються новими електронами, емітованими катодом.
Для генерування НВЧ-коливань також застосовуються удосконалені багаторезонаторні магнетрони: коаксіальні і обернені
коаксіальні. Такі магнетрони дозволяють збільшити потужність електромагнітних коливань, що генеруються, і підвищити стабі-
льність частоти.
Для посилення електромагнітних коливань у попередніх і кінцевих каскадах посилення використовуються, як правило, кліст-
рони і лампи біжучої хвилі. Ці ж прилади в принципі можуть працювати й у режимі генерування НВЧ-коливань.
Рис. 3.80. Розташування електронних спиць у багаторезонаторному магнетроні
104
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Клістрони - електронні НВЧ-припади, що містять один або декілька об’ємних резонаторів, робота яких грунтується на зміню-
ванні швидкості (швидкісної модуляції) електронного потоку. Клістрони застосовуються для підсилення, генерування і множення
частоти НВЧ-коливань. Коливальні системи клістронів вузькосмугові і перебудова клістронних підсилювачів та генераторів у не-
обхідному діапазоні частот проводиться, як правило, механічно (зміною геометричних розмірів об’ємних резонаторів).
Пристрій дворезонаторного підсилювального клістрона показаний на рис. 3.81.
Принцип роботи дворезонаторного підсилювального клістрона. Електрони, що випускаються катодом, рухаються під дією
поля прискорювального електрода, на який подається позитивна напруга ІЗо- Далі електронний потік рухається через сітки вхідного
і вихідного резонаторів до колектора (анода), на який подана висока позитивна напруга. Якщо у вхідний резонатор подаються НВЧ-
коливання, то між його сітками виникає змінне електричне поле, що діє на електронний потік і змінює (модулює) його швидкість.
Промодульований за швидкістю електронний потік проходить через вихідний резонатор і створює в ньому посилені електромагні-
тні коливання. Підсилення досягається за рахунок енергії’ джерела постійної напруги П*, яке створює прискорююче поле. Електро-
нний потік одержує в цьому полі велику енергію і завдяки тому, що у вхідному резонаторі відбувається модуляція за швидкістю і
сформовані згустки електронів потрапляють у вихідний резонатор, коли електричне поле в ньому гальмуюче, вони віддають части-
ну своєї’ енергії’ вихідному резонатору.
Рис. 3.81. Дворезонаторний клістрон
Лампа біжучої хвилі - НВЧ-пристрій, у якому використовується тривала взаємодія електронного потоку з полем електро-
магнітної біжучоїхвилі. Пристрій підсилювача на ЛБХ показаний нарис. 3.82.
Управляючий
електрод
Катод
Вхідна Вхід
коаксіальна
лінія
Перший
анод
Жти
Другий Діелектричний
Другий Діелектричний
анод стержень
Вихід
Металевий Фокусуюча
котушка
олектор
Пристрої узгодження
лампи зі входом та
іоглинаючий
пристрій
Діелектричний
стержень
Спіраль
Вихідна
коаксиальна
лінія
виходом
Скляна
колба
-- V
Рис. 3.82. Підсилювач на ЛБХ типу О
Принцип дії лампи біжучої хвилі Електромагнітні коливання, що підлягають підсиленню, надходять на вхід лампи і далі по-
ширюються уздовж сповільнюючої системи. Швидкість поширення електромагнітної хвилі уздовж згорнутого в спіраль проводу
дорівнює швидкості світла. Ця швидкість називається груповою. Швидкість поширення електромагнітної хвилі уздовж осі спіралі
називається фазовою. Ця швидкість менше групової швидкості в лЦ/Д разів, де Д —діаметр і крок спіралі відповідно. Парамет-
ри спіралі Ос і Д вибирають такими, щоб забезпечити потрібне сповільнення і тим самим збільшити час взаємодії електронного
потоку й електромагнітної хвилі. Для одержання ефективної взаємодії пучка електронів із хвилею погрібно забезпечити рівність
фазової швидкості хвилі і швидкості електронів. Електрони при вході в спіраль у залежності від фази НВЧ електромагнітного поля
105
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
гальмуються або прискорюються цим полем. У результаті різниці швидкостей електронів вони групуються в згустки. При прави-
льно обраних швидкостях прямування електронів і хвилі, згустки створюються в тій частині біжучої хвилі, де електрони гальму-
ються і передають свою кінетичну енергію хвилі. Амплітуда хвилі при цьому збільшується. Таким чином, у результаті взаємодії
згустків електронів із гальмуючим полем електромагнітної біжучої хвилі досягається ефект її посилення.
Підсилювач на ЛБХ типу М (магнетронний підсилювач) - електронний НВЧ-пристрій, у якому підсилення електромагніт-
ної хвилі здійснюється за рахунок її тривалої взаємодії з електронним потоком, що рухається у схрещених електричному і магніт-
ному полях. Побудова магнетронного підсилювача показана на рис. 3.83.
Принцип дії магнетронного підсилювача
Високочастотний сигнал підводиться на вхід сповільнюючої системи. У магнетронних підсилювачах звичайно використову-
ються сповільнюючі системи у вигляді гребінки або сходового типу. Прямування електромагнітної хвилі уздовж сповільнюючої
системи супроводжується утворенням поблизу її поверхні неоднорідного електричного поля. Електричне поле створюється за ра-
хунок різниці потенціалів між сповільнюючою системою, на яку подається позитивна щодо катода напруга Ид, і холодним катодом
(негативним електродом). Постійне магнітне поле створюється зовнішньою магнітною системою. Вектор В магнітної індукції пер-
пендикулярний вектору Е електричного поля. Під впливом поперечної складової цього поля електрони в потоці формуються в згу-
стки, а вплив вздовжньої складової призводить до поступового зсуву електронів у процесі прямування від негативного електрода до
сповільнюючої системи. У результаті такого прямування електрони втрачають потенційну енергію, віддаючи її полю хвилі. За ра-
хунок цього досягається ефект посилення електромагнітних коливань.
Додатковий
анод
Система,
Вхід що заземлює
Поглинаючий
пристрій Вихід Колектор
Електрони
Пое
Катод
Холодний
катод
Рис. 3.83. Підсилювач на ЛХБ типу М (магнетронний підсилювач) з плоскими катодами

6 +
У реальних приладах система електродів магнетронного підсилювача має кільцеподібну форму (рис. 3.84). Це дозволяє змен-
шити габаритні розміри приладу і спрощує вимоги до конструкції магнітної системи. Як видно з рис. 3.84, у магнетронному підси-
лювачі сповільнююча система і електронний потік не замкнуті.
Амплітрон - підсилювач типу М, що відрізняється сполученням незамкнутої сповільнюючої системи із замкнутим у кільце
електронним потоком. У порівнянні з магнетронним підсилювачем амплітрон має більшу широкосмуговість.
Рис. 3.84. Підсилювач на ЛБХ типу М з кільцеподібними електродами
Електровакуумні НВЧ-пристрої- магнетрони, клістрони, ЛБХ та ін. дозволяють реалізувати в сантиметровому і дециметрово-
му діапазонах дуже великі імпульсні потужності (до декількох десятків мегаватів). Основними недоліками електровакуумних НВЧ-
пристроїв є громіздкість, складність в експлуатації і недостатня надійність.
106
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Напівпровідникові НВЧ-присгрої-транзистори, лавино-прольотні діоди (ЛПД) і діоди Ганна Напівпровідникові генератори
відносяться до генераторів з електричним керуванням електронним потоком. Напівпровідниковий прилад у таких генераторах ви-
конує роль ключового елемента, що підключає у визначений момент часу коливальну систему до джерела живлення, у результаті
чого відбувається поповнення енергії коливальної системи.
Основним недоліком транзисторних генераторів є сильна залежність основних характеристик від частоти, тобто їх погіршен-
ня при переході до НВЧ-діапазону. Область застосування обмежується частотою приблизно 20 ГГц.
У генераторах на ЛПД - для генерування електромагнітних коливань використовується ефект, сутність якого складається в
тому, що при лавинній іонізації в напівпровідниках виникає плазма твердого тіла, що є ефективним джерелом коливань сантимет-
рового і міліметрового діапазонів хвиль. У динамічному режимі ЛПД має негативний опір, аналогічний негативному опору тунель-
ного діода, обумовленому специфічним видом його вольт-амперної характеристики (рис. 3.85).
Як видно з рис. 3.85, характеристика має АБ ділянку, що знижується, для якої характерний негативний опір змінному струму.
За допомогою негативного опору можна позбутися від втрат в контурі і одержати генерування незатухаючих коливань.
Генератори на діодах Ганна використовують ефект, який полягає в тому, що якщо до бруска, наприклад, арсениду галія
(рис. 3.86) прикласти достатньо сильне постійне електричне поле, то в ньому виникають періодичні коливання струму. Виникнення
коливань також пов’язано з появою негативного опору.
Рис. 3.86. Схема отримання коливань струму з використанням ефекту Ганна
Частотні і енергетичні можливості основних НВЧ-пристроїв наведені в табл. 3.14.
Основні характеристики генераторних НВЧ-пристроїв
Таблиця 3.14
Найменування пристрою	Режим роботи	Діапазон частот, ГГц	Коефіцієнт кори- сної дії, %	Максимальна по- тужність, кВт
Багаторезонаторні магнет- рони	Імпульсний безперервний	0,3 - 90	30-70	104 102
Клістрони	Імпульсний безперервний	5-300	5-15	10 1
Транзистори	Імпульсний безперервний	0,3-20	25-80	ІО'1 10’2
ЛПД	Імпульсний безперервний	4-100	3-18	10'1 5 10’3
Діоди Ганна	Імпульсний безперервний	2-60	2-12	5 10’3 0,3 10’3
107
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Приймальні пристрої
Приймальні пристрої призначені для прийому відбитих (випромінених) сигналів, їх підсилення, перетворення за частотою і
представлення у вигляді, зручному для подальшої обробки.
Основні електричні характеристики приймальних пристроїв:
чутливість - здатність приймача забезпечувати нормальний прийом слабких сигналів. Чутливість оцінюється мінімальною ве-
личиною сигналу (напруги ІІ0 або потужності Ро) на вході приймача, що необхідна для одержання нормальної вихідної потужності
приймальної системи при заданому перевищенні сигналу над власними шумами або зовнішніми завадами;
вибірність - здатність виділяти корисний сигнал із сукупності коливань із різноманітними несучими частотами, що тісно пов'я-
зана зі смугою пропускання приймальної системи;
діапазон робочих частот - інтервали частот, у межах яких повинен забезпечуватися нормальний прийом сигналів;
динамічний діапазон - відношення максимального вхідного сигналу (напруги 15м або потужності Рм), прийом якого відбува-
ється ще з припустимими спотвореннями, до чутливості приймача, виражене в децибелах:
15 Р
До = 2018—*- = Ю1£—;	(3.182)
ио
завадостійкість - здатність забезпечувати достовірний прийом корисної інформації при впливі різноманітних завад, у тому чи-
слі й організованих.
Структурна схема приймального пристрою показана на рис. 3.87.
Рис. 3.87. Структурна схема приймального пристрою супергетеродинного типу
Основними елементами приймального пристрою є підсилювач радіочастоти (ПРЧ), змішувач (ЗМ), оптимальний фільтр (ОФ),
підсилювач проміжної частоти (ППЧ), детектор (Д), аналого-цифровий перетворювач (АЦП), гетеродин (Г), система автоматично-
го підстроювання частоти (АПЧ) і система автоматичного регулювання посилення (АРП).
Підсилювачі радіочастоти - каскади приймального пристрою, у яких посилення сигналу відбувається на його несучій частоті.
Підсилювач радіочастоти виконує три основні функції: знижує коефіцієнт шуму приймальної системи для підвищення її чутли-
вості, підсилює корисний прийнятий сигнал і забезпечує частотну вибірність.
Основними типами підсилювачів радіочастоти, що використовуються в РЛС ППО, є підсилювачі на ЛБХ, параметричні
напівпровідникові підсилювачі, підсилювачі на тунельних діодах і квантові парамагнітні підсилювачі.
Підсилювачі радіочастоти на ЛБХ. Принцип їх дії практично не відрізняється від підсилювачів потужності на ЛБХ, які вико-
ристовуються у передавачах. Основні недоліки: громіздкість, складність в експлуатації, недостатня надійність. Крім того, ко-
ефіцієнт шуму ЛБХ досить швидко зростає зі збільшенням робочої частоти вхідного сигналу.
Параметричний напівпровідниковий підсилювач - пристрій, у якого посилення сигналу відбувається за рахунок енергії'
джерела високочастотних електромагнітних коливань, що вводяться до коливальної системи шляхом примусової періодичної зміни
одного або декількох параметрів реактивних елементів цієї системи. Звичайно реактивним елементом є нелінійна ємність. На прак-
тиці використовують ємність напівпровідникового діода, до якого прикладена напруга, що замикає.
Підсилювач на тунельних діодах - ефект посилення досягається за рахунок внесення в коливальний контур негативної
провідності (див. рис. 3.85).
Квантовий парамагнітний підсилювач (КПП) - квантовий підсилювач, принцип дії якого грунтується на збільшенні енергії
електромагнітних коливань за рахунок індукованого випромінювання, яка виникає при парамагнітному резонансі речовини, що
знаходиться в активному стані.
Принцип дії квантового парамагнітного підсилювача базується на властивості парамагнетизму деяких матеріалів (наприклад,
парамагнітних солей з іонами хрому, нікелю, заліза і гадолинія), що і є активною речовиною. Взаємодія індукованого ви-
промінювання активної речовини з електромагнітною біжучою хвилею дозволяє домогтися її посилення, при цьому підсилені ко-
ливання зберігають частоту, поляризацію і напрямок поширення коливань на вході. Основним недоліком КПП є складність систе-
ми охолодження, для якої необхідно мати криогенні установки, що споживають велику потужність і мають великі габаритні
розміри. Шумові і підсилювальні характеристики основних типів підсилювачів радіочастоти наведені в табл. 3.15.
Перетворювач частоти складається зі змішувача (нелінійного елемента або лінійного елемента з деяким змінним параметром)
і гетеродина (малопотужного генератора). За допомогою перетворювача спектр прийнятого сигналу змішується в область більш
низької проміжної частоти. Це дає можливість одержувати достатнє посилення сигналу і необхідну форму частотної характеристи-
ки приймача.
108
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Характеристики основних типів ПРЧ
Таблиця 3.15
Тип підсилювача	Коефіцієнт шуму, дБ	Коефіцієнт підсилення за потужністю, дБ
Підсилювач на ЛХБ	Більше 2	10-60
Підсилювач на тунельних діодах	2-5	15-17
Параметричний напівпровідниковий підсилювач	1,2-2	15-20
Квантовий парамагнітний підсилювач	1,03- 1,04	15-25
У якості змішувачів використовуються напівпровідникові змішувальні діоди. Конструктивно змішувач на базі напівпровідни-
кового діода складається зі змішувальної камери у вигляді відрізка хвилеводу, до якого підводяться коливання сигналів від підси-
лювача радіочастоти і гетеродина, і змішувального діода, який розміщується в цій камері.
Як гетеродини застосовуються генератори безперервних НВЧ-коливань, що мають у своєму складі відбивні клістрони або на-
півпровідникові генератори на транзисторах, лавино-пролітних діодах і діодах Ганна
Оптимальний фільтр. Фільтри служать основним засобом, за допомогою якого в радіолокаційних приймачах здійснюється
розподіл корисних сигналів і завад.
Зміна форми сигналів після проходження ОФ при обробці широкосмугових сигналів призводить до ефекту їх стиску. На
рис. 3.88 зображені ЛЧМ-сигнал і його спектр на вході ОФ і обгинаюча стиснутого радіоімпульсу на виході.
Як вцдно з рис. 3.88, тривалість стиснутого ЛЧМ-сигналу тст обернено пропорційна ширині його спектра Ц, тобто чим більша
смуга сигналу, тим сильніше він стискується по тривалості після оптимальної фільтрації. Ефект стиску складних сигналів дозволяє
істотно покращити розрізнювальну спроможність по дальності без зменшення тривалості зондуючого сигналу, тобто без погіршен-
ня енергетичних можливостей РЛС при огляді простору. Якщо два зміщених широкосмугових радіоімпульси, що перекриваються,
впливають на ОФ (рис. 3.89), то кожний із них відповідно до принципу суперпозиції в лінійних системах стискується незалежно
один від одного і нерозрізненні до оптимальної фільтрації сигнали після неї можуть бути легко розділені за дальністю.
Обгинаюча стиснутого радіоімпульсу
ЛЧМ-сигнал
тст=1/Пі
Рис. 3.88. Стиск складних сигналів після оптимальної фільтрації
Рис. 3.89. Розділення складних сигналів після оптимальної фільтрації
Ді
—>
Обгинаючі стиснутих
радіоімпульсів
Підсилювач проміжної частоти призначений для посилення перетвореного сигналу до величини, що забезпечує нормальну
роботу кінцевих каскадів приймача, і в першу чергу детектора У підсилювачах проміжної частоти РЛС ППО застосовуються під-
силювальні каскади на транзисторах і інтегральних схемах (ІС).
Детектори - пристрої, вихідна напруга яких змінюється за законом модуляції сигналу, що підводиться.
Амплітудний детектор перетворює радіоімпульси у відеоімпульси, що повторюють по своїй формі обгинаючу сигналів, що
детекіуються. Отримані після перетворення відеоімпульси несуть інформацію про дальність до цілі і щодо деяких сигнальних па-
раметрів (наприклад, ЕПР цілі).
Фазовий детектор формує сигнали, що характеризують відхилення положення цілі від РСН, тобто несуть інформацію про ку-
тові координати цілі.
109
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Аналого-цифровий перетворювач перетворює аналогові сигнали в цифровий код шляхом квантування їх за часом і за рівнем.
Типовий АЦП включає до свого складу: імпульсний елемент, що здійснює квантування вхідної величини за часом; пристрій
квантування за рівнем; кодуючий пристрій, який формує цифровий код даного сигналу.
Принцип процесу квантування аналогового сигналу за часом і рівнем пояснюється на рис. 3.90.
Рис. 3.90. Процес квантування аналогового сигналу: 1 - аналоговий сигнал; 2 - вихідний сигнал
Відліки аналогового сигналу и(і) проводяться в дискретні моменти часу, при цьому на інтервалі дискретизації Т вихідний сиг-
нал приймає фіксоване значення. Крок квантування за часом (період дискретності Т) залежить від частотних характеристик сигна-
лу. Для вибору Т користуються теоремою Котельникова, що зв’язує повноту представлення сигналу и(і) у часовій області з його
представленням у частотній області (спектром сигналу 8(со)). Відповідно до теореми Котельникова функція и(і) із максимальною
частотою спектра цілком визначається послідовністю значень, що відстоять за часом на Т = л/со^. Крок квантування за рівнем А
визначається кількістю розрядів пристрою квантування за рівнем і дорівнює ціні одиниці молодшого розряду. Максимальне зна-
чення систематичної помилки ідеального пристрою, що квантує, дорівнює А/2, середнє значення - нулю, а середнє квадратичне -
А і >/12 . Реальні пристрої, що квантують, вносять додаткові помилки, обумовлені недостатньо відпрацьованими електричними і
механічними параметрами окремих елементів.
Для забезпечення нормальної роботи приймальних систем РЛС у них використовуються автоматичне підстроювання частоти й
автоматичне регулювання підсилення. Підстроювання частоти можливе як за рахунок зміни частоти передавача, так і за рахунок
зміни частоти гетеродина, проте за конструктивними і експлуатаційними розуміннями у сучасних РЛС ППО частоту звичайно
підстроюють шляхом впливу на гетеродин. Автоматичне регулювання посилення запобігає перевантаженню приймача потужними
сигналами і завадами.
Для виділення сигналів, відбитих від об’єктів, що рухаються, із усієї сукупності сигналів, що надходять у приймальну систему,
у сучасних РЛС ППО використовуються пристрої селекції рухомих цілей (СРЦ). Ці пристрої дозволяють виділяти корисні ехо-
сигнали від реальних цілей, характерною рисою яких є велика швидкість прямування відносно джерел пасивних завад (як природ-
них, наприклад місцевих предметів, так і організованих, наприклад, дипольних відбивачів). Місцеві предмети нерухомі, а хмари
дипольних відбивачів, що перемішуються повітряними потоками, мають меншу швидкість прямування відносно корисних цілей.
Обчислювальні системи
Обчислювальні системи РЛС ППО будуються на базі цифрових електронно-обчислювальних машин (ЕОМ). Структурна схема
ЕОМ показана на рис. 3.91.
Процесор-основна частина ЕОМ, що здійснює перетворення й обробку інформації відповідно до програмно-реалізованих ал-
горитмів.
Багатопроцесорні обчислювальні системи - виконують декілька незалежних програм або декілька незалежних гілок однієї’
програми.
Рис. 3.91. Структурна схема ЕОМ
110
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
3.8. Цифрова обробка радіолокаційної інформації
Нові обчислювальні засоби сприяли розробці нових способів і алгоритмів обробки радіолокаційної інформації, в тому числі й
спеціально орієнтованих для реалізації на цифровій обчислювальній техніці. Намітився поступовий перехід до РЛС з цифровими
антенними решітками (ЦАР) - цифрових РЛС, в яких отримані сигнали оцифровуються безпосередньо на виході кожного
антенного елемента. Спрощену структурну схему приймальної частини такої РЛС представлено на рис. 3.92.
Управління
Рис. 3.92. Структурна схема приймальної частини цифрової РЛС
В такій РЛС сукупність 2п + 1 антенних елементів а^..., ао,..., а„ з діаграмами спрямованості утворюють систему аналогових
рецепторів, що перетворюють електромагнітне поле на вході антенної решітки (АР) на радіосигнали на несучій частоті настройки
приймальних модулів (ПМ). Приймальні модулі вирішують задачі підсилення, перетворення частоти і фільтрування радіосигналів
незалежно в кожному елементарному каналі прийому. Відносно інформаційних параметрів сигналів (амплітуда, частота, фаза)
канал ПМ є лінійною ланкою. Вихідні сигнали ПМ перетворюються на цифрову форму безпосеред ньо (на проміжній частоті) або в
квадратурних каналах з використанням фазового детектування. Оцифровані сигнали паралельно надходять на вхід
спеціалізованого процесора (спеціалізованої ЕОМ), що вирішує всі задачі обробки інформації, отриманої за допомогою системи
рецепторів, об’єднаних в антенну решітку.
Переваги цифрових РЛС: відсутні втрати, що вносяться фазообертачами; з’являються необмежені можливості застосування
спеціальних цифрових методів обробки сигналів, що приймаються, і радіолокаційних даних; з’являється можливість формування
множини незалежно керованих діаграм спрямованості антени.
В загальному випадку цифрові РЛС представляють собою обчислювальну систему реального часу, що включає сукупність
спеціалізованих обчислювальних засобів і спеціалізованого програмного забезпечення, об’єднаних операційною системою реаль-
ного часу, і призначену для реалізації комплексного алгоритму функціонування системи. Комплексний алгоритм системи включає
вирішення задач дискретизації та квантування сигналів, що приймаються, просторового фільтрування сигналів, режекції пасивних
завад, когерентного і некогерентного накопичування сигналів, виявлення, оцінки координат, розпізнання і супровод ження об’єктів
радіолокації, а також ряд інших операцій.
Адаптивна антенна решітка
В умовах різноманітної і випадковим чином змінюваної зовнішньої обстановки, обумовленої дією активних завад, для забезпе-
чення необхідної ефективності цифрових РЛС з виявлення і супроводження повітряних об’єктів все більш широке застосування
отримують адаптивні антенні решітки.
Адаптивними називаються АР, в яких максимальна за заданим критерієм ефективність функціонування при змінюваних
зовнішніх умовах забезпечується безперервним (в реальному масштабі часу) регулюванням форми її діаграми спрямованості на
основі аналізу зовнішнього середовища і умов функціонування РЛС.
Необхідні апостеріорні дані про стан зовнішнього середовища (завадової обстановки) одержуються в цьому випадку на основі
спеціальної навчальної вибірки вхідних сигналів на інтервалі [0, (о] навчання. Якщо в процесі навчання спостерігається тільки
вибірка сигналів завад, на придушення яких розраховується система, то така вибірка називається кваліфікованою. У противному
разі, коли навчальна вибірка містить окрім завад і корисні сигнали, вона називається некваліфікованою. В обох випадках
оцінювання невідомих параметрів завад здійснюється методом максимальної правдоподібності. Звичайно, в другому випадку, че-
рез “засміченість” навчальної вибірки, ці оцінки будуть менш точними, що відіб’ється на збільшенні часу протікання процесу адап-
тації системи.
111
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМОЗБРОЄННЯППО
Структурна схема лінійної адаптивної антенної решітки, в якій формування ДС здійснюється в цифровому вигляді, зображена
на рис. 3.93. Основним її елементом є цифровий адаптивний фільтр, призначений для формування коефіцієнтів \МЬ ..., \УМ, з якими
зважуються сигнали АР, заздалегідь перетворені в цифрову форму в аналого-цифрових приймальних модулях (АЦМ).
В цьому фільтрі принципове значення для адаптації АР має відомий опорний сигнал Хо(і), з яким порівнюється вихідний сигнал
решітки ЦД). Утворюваний при цьому сигнал помилки є(і) = Хд(і) - 0^(1) використовується в адаптивному фільтрі для об-
числень і підстроювання комплексних вагових коефіцієнтів \Мт (т = 1,2,..., М) у відповідності з прийнятим критерієм огггималь-
ності. При цьому будь-який прийнятий сигнал, не представлений в Хц(О, сприймається як сигнал завади, і система зворотного
зв’язку регулює вагові коефіцієнти так, щоб усунути його з вихідного сигналу. В результаті, в напрямку приходу цього сигналу
встановлюється нуль діаграми спрямованості АР. Якщо ж сигнал, що приймається, представлений в Х^І), система зворотного
зв’язку зберігає його у вихідному сигналі з такою ж амплітудою і фазою, як і у Хо(1). Отже, за допомогою опорного сигналу Хо(()
можна розрізняти корисний і завадовий сигнали і забезпечити формування ДС з АР з провалами в напрямках джерел завад.
Рис. 3.93. Структурна схема лінійної адаптивної цифрової антенної решітки
Реалізація такого варіанті побудови адаптивної цифрової АР проблематична, по-перше, через відсутність регулярного засобу
формування опорного сигналу Хо((), а по-друге, через надзвичайну складність обчислень.
На практиці використовується підхід до розробки адаптивної ЦАР, в якому для адаптації використовується тільки частина еле-
ментів АР (при безмодульній або навіть модульній побудові решітки). Такі решітки отримали назву частково адаптивних. Спроще-
на структурна схема лінійної ЦАР з виділеним основним каналом і використанням для адаптації М з N елементів антенної решітки
наведена на рис. 3.94.
1 2 3 4	М
Рис. 3.94. Схема лінійної частково адаптивної АР з виділеним основним каналом
В цій схемі діаграма спрямованості антени основного каналу має високий коефіцієнт спрямованої дії (КСД) і призначена для
прийому корисних сигналів. Діаграми спрямованості допоміжних (компенсаційних) каналів перекриваються і мають малі КСД
112
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
відповідні наближено середньому рівню бокових пелюсток основної антени. На виході сигнали компенсаційних каналів з ураху-
ванням вагових коефіцієнтів підсумовують з сигналами основного каналу, що відповідає формуванню результуючої ДС з провала-
ми в напрямках на джерела завад.
Цифрові погоджені фільтри (ЦПФ) для згортки сигналів в часовій області
Через те, що радіолокаційні сигнали, що приймаються, перед дискретизацією перетворюються на дві квадратурні складові, ре-
алізація ЦПФ повинна здійснюватися в двох квадратурних каналах. Комплексна обгинаюча вхідного сигналу має вигляд
О[к] = ис[к]-]ц5[к].	(3.183)
де Цс[к] і иДс] - квадратурні складові вхідного сигналу в дискретні моменти часу к^.
Комплексна обгинаюча спряженої імпульсної характеристики ЦПФ має вигляд
Н*[к] = Ьс[к] + іМк].	(3.184)
Сигнал на виході ЦПФ з точністю до постійного множника визначається за формулою
Х[к] = дс[к] + К5[к] = "х^сЕк -1]- )и5[к - 1]Хьс[пх -1] + ]Ь5[п5 -1]).	(3.185)
1=1
Після заміни (пх - 1) = і:
ВД = Е(ЬС[І] + )Мі]Хис[к-(пх -і)]-Х[к(пх -і)]).	(3.186)
І = 1
Квадратурні складові вихідного сигналу ЦПФ:
<5с[к1= ЇЬс[і]ис[к-(пх -і)] + ЇЬс[і]и5[к - (пх - і)] = дсс[к] + <;55[к] >	(3-187)
і=1	і=І
д5[к]= ХЬ5[і]ис[к-(пх -і)]-ЕЬс[і]и8[к-(пх -і)] = ?К[Ц-(;в[к].	(3.188)
і=1	і=1
Подальша конкретизація алгоритмів ЦПФ визначається виглядом сигналів, що згортаються.
Структурна схема цифрового погодженого фільтра наведена на рис. 3.95.
Рис. 3.95. Структурна схема цифрового погодженого фільтра
Цифровий погоджений фільтр для згортки сигналів в частотній області
У відповідності з теорією дискретного представлення безперервних функцій, обмежених за часом або частотою, функція и(1),
яка представлена послідовністю відліків {ц(і)} (і= 0, 1,2,..., п - 1), може бути відображена в частотну область за допомогою дис-
кретного перетворення Фур’є (ДПФ), яке для кожного к=0,1,2,..., п -1 має вигляд
Ри[к] = Е*и[і]е"]2лік 1 п = е' и[і]^*к , де \УП = е’-|'2л 1 п,	(3.189)
і=0	і=0
і, навпаки, будь-яка функція, що представлена обмеженим дискретним спектром {Ри[к]} (к = 0, 1, 2, ... , п - 1), може бути
відновлена в часовій області за допомогою зворотного ДПФ (ЗДПФ) за формулою
1 п-1	-і /	1 п-1	..
и[і] = - Е Ги[к]е-)2лік/п = - Е ГЛкЖ •	(3.190)
п к=0	Пі=о
Згортка послідовностей в частотній області зводиться до множення результатів їх ДПФ. Для цього необхідно заздалегідь
здійснити два прямих перетворення Фур’є - для послідовності, що згортається, і послідовності відліків імпульсної характеристики
згортаючого фільтра Якщо після згортки необхідно знову перейти в часову область, потрібно буде здійснити ЗДПФ послідовності
складових згортки.
Для комплексних функцій (сигналів) алгоритм операції “ДПФ - згортка - ЗДПФ”:
113
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
п-1	..
1.	Р|1[к]= І Ь[і]\У’к , к = 0,1,2,... ,п-1,	(3.191)
і = 0
де Ь[і] - послідовність відліків комплексної імпульсної характеристики згортаючого фільтра.
2.	РиМ=і:'и[іЖк ,	(3.192)
і=0
де и[і] - послідовність комплексних вибірок вхідної (згортуваної) функції.
3.	Р2[к] = Рь[к]-Ри[к], к = 0,1,..., Ь + п-1.	(3.193)
і Ь+п-1
4.	2[і] = ---- . і=0,1,...,Е + п-1.	(3.194)
Ь + п к=0
Принциповою особливістю алгоритму, який розглядається, є режим групової обробки, коли аналізу підлягає масив вхідних да-
них довжиною Ь > п. Результат згортки має довжину Ь + п - 1.
При вирішенні задачі погодженого фільтрування радіосигналів імпульсна характеристика ПФ незмінна (принаймні для зон-
дуючих сигналів одного типу). Тому її ДПФ здійснюється заздалегідь і записується в ЗП відповідного обчислювача. В процесі
згортки необхідно здійснювати одне пряме і одне зворотнє ДПФ.
Істотно зменшити кількість операцій при згортці в частотній області можна, застосувавши спеціальні алгоритми ДПФ, що от-
римали назву алгоритмів швидкого перетворення Фур’є (III ПФ).
Принцип побудови алгоритму ШПФ з проріджуванням у часі.
Нехай послідовність {^[і]}, що підлягає ШПФ, має довжину М, що відповідає цілому степені числа 2, тобто М = 2ІП. Ця вхідна
послідовність може бути розкладена на дві частини за правилом
и Е [і] = и[2і],и0 [і] = и[2і + 1], і = 0,1, 2,..., М/2 .
Послідовність иЕ[і] містить елементи вхідної послідовності з парними номерами, а послідовність цД] - з непарними. Довжина
кожної послідовності М/2. Отримані в результаті розкладу послідовності знову розкладаються на дві частини до тих пір, доки не
буде отримане М/2 двоточкових послідовностей. Число кроків розкладу т = 1о§2М.
(2уть алгоритму ШПФ з проріджуванням в часі полягає в тому, що ДПФ послідовності довжиною 1 > 2 обчислюється шляхом
комбінації результатів ДПФ двох послідовностей довжиною 1/2. У відповідності з цим в процесі реалізації алгоритму ШПФ М-
точкової послідовності спочатку здійснюється М/2 ДПФ двоточкових послідовностей, після цього отримані перетворення
об'єднуються з метою отримання М/4 чотирьохточкових, після цього М/8 восьмиточкових і далі до тих пір, доки після т кроків не
буде отримане перетворення довжиною М. Обчислення перетворень здійснюється за формулами
Е[к] = ЕЕ[к]+\У^Е0[к], к = 0,1, ....М/2-1,
Е[к + М/2]= ЕЕ[к]-^Г0[к],
М/2-1	..	М/2-1	.,
деРЕ[к]= £ иЕ[і]^м/2 ; Г0[к] = Е иоН^М/2 -ДПФ парної і непарної послідовності.
і = 0	і=0
Для графічного представлення алгоритму ШПФ використовуються направлені графи, в яких застосовують наступні позначен-
ня: крапка (кружок) означає операцію додавання-віднімання, причому сума з'являється в верхній вихідній гілці, а різниця - в нижній
вихідній гілці, стрілка на гілці - операцію множення на константу, записану над стрілкою (за відсутності стрілки константа
дорівнює одиниці). Спрямований граф для восьмигочкового ШПФ з проріджуванням в часі по основі 2 представлений на рис. 3.96.
Рис. 3.96. Спрямований граф 8-точкового ШПФ
Порядок задавання вхідних даних на цьому графі отриманий за допомогою процедури подвійної інверсії чисел
0, 1,..., 7. Це спрощує зображення графа і дозволяє отримати вхідну послідовність в природному порядку (Ро, Рі, Р?>
Р3 - в верхніх вихідних гілках, Р4, Р5, Р6, Р7 - в нижніх вихідних гілках). Як видно з рисунку, восьмиточкове ШПФ
здійснюється за три етапи.
114
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
На 1-му здійснюється 4 двоточкових ДПФ, причому при обчисленні враховується, що \¥2 = - 1- Тому операції множення
відсутні та у відповідності з (3.177)
Г[0] = Ре[0] + Ро[0] ,	Р[1] = Ре[0]-Ро[0].
На 2-му етапі дві пари двоточкових ШПФ об’єднуються в 2 чотирьохточкових за формулами (3.195), а на 3-му етапі за цими же
формулами отримані 2 чотирьохточкових - у восьмиточкове. В загальному випадку кількість етапів т = Іо&М. На кожному етапі,
окрім 1-го, виконується М/2 комплексних множень і М комплексних додавань. Тому для обчислення М-точкового ШПФ потрібно
М/2І0&М комплексних множень і МІо&М комплексних додавань.
Структурна схема відповідного обчислювального пристрою реалізації погодженого фільтрування радіосигналів в частотній об-
ласті з урахуванням застосування алгоритму ШПФ представлена на рис. 3.97. Необхідно зазначити, що на вхід процесора прямого
ШПФ одночасно надходять дві квадратурні складові, що разом утворюють комплексний сигнал, що підлягає перетворенню ШПФ
- комплексне множення - ЗШПФ. Тому вхідний ПЗ, вихідний ПЗ і всі проміжні регістри повинні мали подвійну довжину розрядної
сітки.
Рис. 3.97. Структурна схема погодженого фільтра в частотній області
Для погодженого фільтрування сигналів в частотній області з застосуванням ШПФ необхідно виконати одне пряме ШПФ, одне
зворотнє ШПФ і перемноження двох М-точкових комплексних чисел.
Швидкість згортки можна значно збільшити, застосувавши поточну структуру алгоритму ШПФ. В цьому випадку процесор
ШПФ містить (М/2)ІО£2М арифметичних пристроїв, які працюють паралельно. Кожен арифметичний пристрій виконує операції
перетворення на одному з етапів ШПФ. При цьому гранично може бути отримане скорочення часу обчислень в ІО&М/2 разів. Для
поточної організації ШПФ буде потрібна додаткова пам’ять у вигляді міжкаскадних регістрів затримки.
Для скорочення часу згортки окрім ШПФ можуть бути також застосовані інші швидкі способи ортогональних перетворень,
зокрема перетворення Уолша-Адамарататеоретико-числові перетворення.
Реалізація багатоканальної фільтрової схеми в часовій області складна. Тому представляє інтерес реалізація багатоканальної
схеми накопичувана в частотній області на основі дискретного перетворення Фур’є. Особливістю ДПФ є наявність специфічних
викривлень спектральних характеристик, зумовлених обмеженістю об’єму вибірки вхідного сигналу N. В результаті кожному ко-
ефіцієнту ДПФ може бути поставлений у відповідність смуговий фільтр з центральною частотою Рк = к/МТ, (к = 0,1,2,..., N - 1).
Смуга пропускання кожного фільтра порядку ЇМ Ескіз головних пелюсток АЧХ аналізатора спектра на основі ДПФ при N = 8
показаний на рис. 3.98.
Рис. 3.98. Ескіз головних пелюсток АЧХ 8-канального ДПФ
Розглянуті властивості ДПФ дозволяють використати відповідні багатоканальні фільтри для накопичування когерентних сиг-
налів роздільно в кожному з п створених частотних каналів. В цьому випадку виявлення і оцінка доплерівської частоти сигналу
виконується за номером каналу ДПФ, в якому накопичений сигнал перевищив поріг виявлення. Якщо цей поріг перевищений в
декількох частотних каналах, виконується усереднення або вагове об’єднання відповідних частот.
При великих N для обчислення коефіцієнтів ДПФ застосовуються алгоритми швидкого перетворення Фур’є, що в багатьох
випадках дозволяє вирішувати поставлену задачу в реальному масштабі часу.
АЧХ елементарних фільтрів ДПФ мають високий рівень бокових пелюсток (РБП) (рівень потужності першого бокового пелю-
стка порядку - 13 дБ) і перекриваються. Наявність бокових пелюсток призводить до погіршення селективності фільтрової схеми.
Для послаблення впливу бокових пелюсток використовуються вагові фу нкції (вікна), на які треба помножити послідовність вибірок
сигналів на вході фільтра ДПФ (ШПФ), або, що еквівалентно, згладжували спектральні відліки на виході фільтра ДПФ. Операції
ДПФ і згладжування даних за допомогою вагових функцій можна виконувати в довільному порядку, що визначається
міркуваннями зручності реалізації.
При зважуванні на вході д искретне перетворення Фур’є має вигляд
115
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
N-1
РиЛк]= І^[і]и[і]ехрН2лік/^,	(3.196)
І = 1
де XV [і] = XV [іТ], (і=0,1,- 1) - коефіцієнти вагової функції.
В табл. 3.16 наводяться математичні вирази і основні характеристики декількох різновидів вагових функцій, що знайшли засто-
сування при вирішенні задач цифрової обробки сигналів.
Застосування вікон зі спадаючими до країв вагами призводить до істотного зниження бокових пелюсток елементарних фільтрів
ДПФ у порівнянні з ДПФ без зважування (з прямокутною ваговою функцією), але водночас відбувається розширення основного
пелюстка АЧХ, що, з одного боку, поширює смугу режекції завад в області нуля доплерівської частоти, але, з іншого боку, призво-
дить до погіршення роздільної здатності фільтра за доплерівською частотою.
Таблиця 3.16
Характеристики основних вагових функцій
Назва функції	Математичний вираз	Макс. РБП (ДБ)	Відносна ши- рина головної пелюстки	Максимальні втрати пере- творення (дБ)
Хеннінга	\У[І] = 0,5[1 -СО8(2ЛІ /14)], і = 0,1,N -1	-32	1,44	3,18
Хемінга	\У[і] = 0,54 -0,46со8(2лі /14), і = 0,1,..., N -1	-43	1,30	3,10
Блекмана	\У[і] = 0,42 - 0,5 со8(2лі /14) + 0,08 соз(4лі /14), і = 0,1,...,14-і	-58	1,68	3,47
Блекмана- Харріса (чотирьох- членна)	\У[і] = 0,35875 - 0,48829 со8(2лі /14) + + 0,14128 со8(4лі /14) - 0,01168 со8(6лі /14), і =0,1,...,N-1	-92	1,90	3,85
Кайзера-Бесселя	\У[І] = 1О ла-^1-(2і/14-1)2 , 0<|і|<14/2,а = 2,5 10[-]- модифікована функція Бесселя 1-го роду нульово- го порядку	-69	1,74	3,56
Іншим джерелом втрат при накопичуванні фільтром ДПФ зі зважуванням є паразитна амплітудна модуляція спектра при обро-
бці пачок сигналів, доплерівська частота яких не співпадає з базовими тонами, кратними частоті 1/МТ. Втрати через паразитну амп-
літудну модуляцію складають 1... 2 дБ для вікон з плавно спадаючими до країв ваговими коефіцієнтами.
3.9. Етапи процесу обробки радіолокаційної інформації
Первинна обробка радіолокаційної інформації
Під первинною обробкою розуміється перетворення радіолокаційних сигналів, що надходять з виходу приймального при-
строю РЛС за один огляд простору. В процесі первинної обробки вирішуються задачі виявлення цілі та вимірювання її координат.
Виявлення об’єкта. Оптимальний метод виявлення корисних сигналів на фоні завад (шумів) складний у реалізації, тому на
практиці частіше використовуються спрощені методи. Один із найбільш простих методів, що застосується в імпульсних РЛС, грун-
тується на аналізі щільності прийнятих імпульсних сигналів. Виявлення об’єкта здійснюється шляхом отримання і виявлення пачки
ехо-сигналів, відбитих від нього. Початок пачки визначається за критерієм 1 із т, а кінець - при фіксації* к пропускань (логіка вияв-
лення “1/т- к”). Більш докладно основні методи виявлення повітряних об’єктів (цілей) розглянуті вище.
Вимірювання координат об’єкта.
Вимірювання дальності базується на визначенні інтервалу часу від моменту посилки зондуючого сигналу до моменту прийому
відбитого сигналу приймачем РЛС.
Вимірювання азимута об’єкта в імпульсних РЛС зводиться до розрахунку азимута середини пачки відбитих сигналів, одержу-
ваних при огляді простору в горизонтальній площині (аналогічно здійснюється вимірювання і кута місця об’єкта). Більш докладно
основні методи виміру координат об’єктів розглянуті вище.
Вторинна обробка радіолокаційної інформації
В РЛС в режимі пошуку і супроводження з періодичним оглядом зони відповідальності в підсистему обробки радіолокаційних
даних з виходу підсистеми сигнальної обробки (первинної обробки) видаються у вигляді числових кодів координати миттєвого
положення виявлених істинних і “хибних” (зумовлених завадами) відміток. Координати відмітки приблизно представляють коор-
динати об’єкта в момент його локації. Однак, за одиночною відміткою ще не можна прийняти рішення про його виявлення, тим
більш не можна за нею визначати параметри траєкторії його руху (напрямок руху, швидкість та ін.). Для цього необхідно проаналі-
зувати і зв’язати дані, отримані за декілька зондувань об’єкта, рознесених в часі. Таким чином, рішення задач вторинної обробки
116
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
базується на принципі пооглядового зв’язку оцінок, отриманих по кожному об’єкту. Так, при прямолінійному і рівномірному пря-
муванні траєкторія об’єкта буде прямою. Тому в черговому циклі огляду простору об’єкт (і відповідно відмітка від нього на екрані
індикатора РЛС) з’явиться не в довільній точці, а в деякій області, віддаленій за напрямком прямування об’єкта на відстань, обумо-
влену періодом огляду радіолокаційної станції і швидкістю прямування об’єкта.
Основні операції алгоритму вторинної обробки: стробування; розрахунок параметрів прямування об’єкта;
екстраполяція координат об’єкта; звіряння.
Процес вторинної обробки інформації від кожного об’єкта звичайно реалізується в два етапи: виявлення
траєкторії і періодичне поновлення параметрів траєкторії виявленого об’єкта, що називається супроводженням
траєкторії об’єкта, або для стислості, супроводженням об’єкта.
Реалізація цього процесу за даними двокоординатної РЛС з рівномірним оглядом в прямокутній системі координат
ілюструється на рис. 3.99.
Стробування. Нехай в деякій точці зони огляду зафіксовано одиночну відмітку Оо, не придатну для підтвердження жодної з
вже існуючих (супроводжуваних) траєкторій. Ця відмітка приймається за початкову точку траєкторії нового об’єкта Якщо апріорі
відомі (задані) складові по осях X, ¥ мінімальної і максимальної У^^ швидкості руху підлягаючих супроводженню
об’єктів, то область 8Ь в якій слід шукати відмітку, що належить цьому об’єкту (цілі) в наступному огляді, можна представити у
вигляді простору між двома прямокутниками, розміри сторін яких дорівнюють: внутрішнього - 2УХ ^НТО і 2Уу а зовнішнього -
2УХШМТО і 2УумжсТо, де То - період огляду зони пошуку. Операція формування області 8| називається стробуванням, а сама ця об-
ласть називається стробом первинного захоплення. Форма стробу може бути різноманітною. Оптимальною формою стробу при
роботі в прямокутній системі координат є еліпсоїд.
Строб первинного захоплення формується після одержання кожної оцінки (можливо і помилкової), що не ставиться до вже су-
проводжуваних об’єктів. Його розмір розраховується з умови прямування об’єкта з максимальною гаданою швидкістю в довільно-
му напрямку. Розмір наступних стробів при автозахопленні і всіх стробів при автосупроводженні розраховується відповідно для
кожної гаданої і для кожної виявленої траєкторії з урахуванням обмірюваних у попередніх огляд ах координат і розрахованих по
них параметрів прямування об’єкта
В строб первинного захоплення може потрапити не одна, а декілька відміток. Кожну з них потрібно вважати як одне з можли-
вих продовжень можливої траєкторії. По двох відмітках вже можна обчислити швидкість і напрямок руху об’єкта за кожною з
можливих “зав’язаних” траєкторій, а після цього розрахувати можливе положення відмітки на наступний (третій) огляд (рис. 3.99).
Операції розрахунку початкових значень параметрів (швидкості, напрямку руху) і екстраполяції положення відмітки на наступний
огляд реалізуються спеціальними алгоритмами фільтрування і екстраполяції.
Розрахунок параметрів прямування об’єкта. Параметри визначаються на підставі інформації про координати об’єкта за п
оглядів радіолокаційної станції. Оскільки вимірювання координат здійснюється з помилками, то для підвищення якості інформації
виникає необхідність у згладжуванні (інтерполяції) параметрів прямування, що може здійснюватися методом найменших квадра-
тів, методом середньозважених або експоненційним методом.
Екстраполяція координат об’єкта. У загальному випадку під екстраполяцією прийнято розуміти поширення результатів од-
ній’ частини явища, отриманих із спостереження, на іншу його частину. При екстраполяції координат установлюється (визначаєть-
ся) закон руху об’єкта в інтервалі часу за п оглядів простору, що поширюється за межі інтервалу спостереження, наприклад на п + т
оглядів. Звичайно приймається гіпотеза про прямолінійне і рівномірне прямування об’єкта. Для зменшення помилок екстрапольо-
вані координати розраховують методом згладжування.
Навколо екстрапольованих відміток, які на рис. 3.99 позначені трикутниками, утворюються строби, розміри яких визначаються
тепер можливими помилками екстраполяції і вимірювання координат відміток. Якщо в будь-який строб 82 в третьому огляді по-
трапила нова відмітка, то вважається, що вона належить траєкторії, що виявляється. З урахуванням значень координат цієї відмітки
уточнюються параметри траєкторії, що виявляється, і будуються нові строби. Після реалізації встановленого критерію за кількістю
відміток т, які потрапили в п послідовно створених стробів, приймається рішення про виявлення траєкторії^ і вона передається
на супроводження. На рис. 3.99 рішення про виявлення траєкторії приймається за трьома відмітками, що слідують одна за одною
(критерій “3 з 3-х”).
Супроводження траєкторії об’єкта полягає в послідовній від вимірювання до вимірювання “прив’язці” до неї нових відміток і
уточненні їх параметрів. При автоматичному супроводженні траєкторії, що називається автосупроводженням, виконуються
117
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
наступні операції: уточнення параметрів траєкторії після прив’язки до неї нової відмітки; екстраполяція параметрів на час наступно-
го сеансу вимірювання; стробування зони можливого положення нової відмітки для продовження траєкторії; відбір нових відміток
в строб супроводжуваної траєкторії.
Звіряння. При потраплянні в строб супроводження декількох відміток вирішується задача відбору для продовження траєкторії
однієї' з них, або за кожною відміткою, що потрапила в строб, будується своє продовження, як це показане на рис. 3.99. Якщо в
строб супроводжуваної траєкторії’ не відібрано жодної відмітки, для її продовження може бути використана екстрапольована
“точка”. При повторенні пропусків відміток, наприклад к разів поспіль, автосупроводження траєкторії припиняється, тобто траєк-
торія знімається з супроводження. Щільність імовірності появи оцінки від супроводжуваної цілі збільшується з наближенням до
екстрапольованої точки (центра стробу). Селекція цілей здійснюється з використанням методів мінімальних еліптичних і мінімаль-
них лінійних відхилень.
Третинна обробка радіолокаційної інформації
До основних операцій третинної обробки відносяться: приведення інформації до єдиного початку відліку, ототожнення повід-
омлень, формування узагальнених повідомлень.
Приведення інформації’до єдиного початку відліку в просторі здійснюється виконанням операції’ перетворення координат, а до
єдиного початку відліку в часі - виконанням операції’ екстраполяції координат на момент часу обробки. Найбільш простими є фор-
мули перетворення для прямокутної системи координат. Для екстраполяції' координат застосовуються ті ж методи, що і при вто-
ринній обробці.
Ототожнення повідомлень. У процесі ототожнення вирішується задача добору повідомлень, що ставляться до одного об’єкта,
але надійшли від різних джерел радіолокаційної інформації’. Цей процес звичайно включає грубе і точне ототожнення.
Грубе ототожнення зводиться до оцінки різниці однойменних координат і параметрів прямування об’єктів, зазначених у по-
відомленнях. Два повідомлення відносяться до одного об’єкта, якщо різниці всіх зазначених у них координат і параметрів не пере-
вищують відповідних припустимих значень. У результаті грубого ототожнення утворяться групи попередньо ототожнених повід-
омлень по кожному об’єкту.
Точне ототожнення здійснюється на підставі аналізу додаткових ознак, що характеризують індивідуальність кожного об’єкта.
При точному ототожненні можуть застосовуватися логічні правила: 1 - 4.
Правило 1. Якщо в групу попередньо ототожнених повідомлень увійшли повідомлення від різних джерел, то ці повідомлення
відносяться до різних об’єктів і їх ототожнити не можна (група сформована помилково).
Правило 2. Якщо в групу ввійшло по одному повідомленню від кожного джерела, то ці повідомлення відносяться до одного
об’єкта (група ототожнених повідомлень сформована правильно).
Правило 3. Якщо в групі утримується однакова кількість повідомлень від кожного джерела радіолокаційної інформації’, то за-
гальне число об’єктів у групі дорівнює кількості повідомлень будь-якого з джерел.
Правило 4. Якщо в групу ввійшла неоднакова кількість повідомлень від різних джерел, то в групі стільки об’єктів, скільки по-
відомлень надійшло від джерела, що видало найбільшу їх кількість.
У випадках застосування правила 3 або 4 здійснюється наступний аналіз повідомлень із використанням методу максимальної
правдоподібності, методу найменших квадратів та ін.
Формування узагальнених повідомлень зводиться до осереднення значень координат і параметрів кожного об’єкта, отрима-
них у повідомленнях від різноманітних джерел. Осереднення може здійснюватися з використанням методів середньозважених
значень, кращого відбору по достовірності джерел і кращого відбору за часом надходження інформації.
3.10. Оптична локація
Оптична локація - сукупність методів виявлення і вимірювання координат віддалених об’єктів, а також розпізнавання їх фор-
ми за допомогою електромагнітних хвиль оптичного діапазону - від ультрафіолетового (УФ) до далекого інфрачервоного (ІЧ).
В оптичній локації’ використовуються ті ж принципи визначення координат, що й у радіолокації: вимірювання відстаней з
декількох опорних точок чи вимірювання відстаней і пеленга (азимута) з однієї точки.
Сукупність даних про об’єкти, що отримується шляхом прийому та аналізу електромагнітних хвиль оптичного діапазону, нази-
вають оптичною інформацією. Оптичну інформацію можна розділити на координатну і некоординатну. Під координатною інфо-
рмацією розуміють відомості про місце розташування об’єкта в будь-який момент часу спостереження і про характер зміни місця
розташування (дальність, кутові координати, похідні координат, траєкторні параметри і т.ін.). Під некоординатною інформацією
розуміють сукупність відомостей про відбивні характеристики об’єкта (що залежать від матеріалу його поверхні, розмірів, форми й
інших параметрів), його зображення, параметри обертального руху навколо центра мас та ін. Ці параметри досить повно характери-
зують індивідуальні особливості об’єкта. Координатна інформація може представлятися в різних системах координат. Початок
координат може бути прив’язаний до точки стояння оптичного локаційного засобу, до центра Землі чи до інших точок. При аналізі
некоординатної інформації’ звичайно не цікавляться абсолютними координатами об’єкта і для зручності вводять систему коорди-
нат, прив’язану до об’єкта.
Одержання локаційної інформації’ здійснюється в процесі прийому й обробки оптичних локаційних сигналів, що формуються в
результаті вторинного чи власного випромінювання об’єктів і є носіями інформації. У залежності від характеру випромінювання
об’єктів розрізняють активну, напівакгивну і пасивну оптичну локацію.
Активна оптична локація грунтується на використанні ефекту вторинного випромінювання (відбиття, розсіювання) оптич-
них хвиль. Вона може проводитися з використанням джерел некогерентних (наприклад, прожектори, які випромінюють у видимо-
му і інфрачервоному (ІЧ) діапазонах хвиль) і когерентних (лазерних) оптичних сигналів.
118
РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМ ОЗБРОЄННЯ ППО
Напівактивна оптична локація - використовує явище вторинного випромінювання (відбиття) цілями оптичних хвиль від
природного джерела інтенсивного первинного випромінювання. Найчастіше таким д жерелом є Сонце. Засоби напівакгивної оп-
тичної локації з використанням перевідбитого ціллю випромінювання від сторонніх, тобто таких, які не входять до складу оптично-
го локатора джерел, називають оптико-електронними засобами.
Часто, зневажаючи ефектом вторинного випромінювання цілей при сонячному ггідсвітленні, оптико-електронні засоби відно-
сять до засобів пасивної оптичної локації. На цей час оптико-електронні засоби (ОЕЗ), розглядаються у більш широкому розумінні,
як засоби, що використовують для одержання інформації оптичний діапазон спектра електромагнітних хвиль (ЕМХ), а для пере-
творення інформації - різноманітні електронні пристрої.
Пасивна оптична локація передбачає використання власного оптичного випромінювання нагрітих ділянок поверхні цілі чи
іонізованих утворень навколо неї. Засоби пасивної оптичної локації зазвичай працюють у ближньому ІЧ-діапазоні. До подібних
засобів відносяться ІЧ-пеленгатори, тепловізори, теплові головки самонаведення, пасивні прилади нічного бачення та ін.
Виходячи з того, що в оптичній локації часто розрізняються окремі елементи об’єктів, то для урахування просторового розподі-
лу енергії розсіяного випромінювання їх поділяють на три групи: такі, що спостерігаються як “точкові”; об’єкти кінцевих розмірів,
менших поля зору оптичного локаційного засобу; протяжні об’єкти.
Розсіювання об’єктами оптичних хвиль має ряд особливостей у порівнянні з розсіюванням радіохвиль. В оптичному діапазоні
розміри об’єктів локації, як правило, значно перевищують довжину хвилі. При цьому розміри мікронерівностей поверхні об’єкта
сумірні з довжиною хвилі, тобто значно менше розмірів поверхні, що опромінюється. Мікронерівності на поверхні об’єкта
з’являються в результаті технологічної обробки матеріалу покриття, у процесі якої на нього діють різні випадкові чинники, тому,
навіть при незмінній технології обробки поверхонь об’єкти мають лише тотожну форму, а картина мікронерівностей у кожному
конкретному випадку своя. У зв’язку з цим характер вторинного випромінювання сильно залежить не тільки від властивостей ма-
теріалу поверхні, але й від її обробки.
Для опису характеру вторинного випромінювання можна використовувати поняття дзеркального, дифузійного і змішаного
(дзеркально-дифузійного) відбиття. Без урахування властивостей матеріалу поверхні, що розсіює і за умови, що на межі поверхні
відбиття світла відбувається за законами геометричної оптики, дзеркальне відбиття має місце, якщо поверхня, що відбиває, має
мікронерівності, розміри яких значно менше довжини хвилі падаючого випромінювання, а дифузійне відбиття - якщо розміри мік-
ронерівностей більше довжини хвилі. В інших випадках говорять про змішане відбиття. Відповідно до цього вводиться поняття
дзеркального і дифузійного коефіцієнтів відбиття, рівних відношенню відбитої потужності до потужності, що падає на поверхню.
Дзеркально і дифузійно відбиті компоненти поля відрізняються по ширині діаграми вторинного випромінювання, тому вони порів-
няно просто розділяються. Це дозволяє експериментально визначати коефіцієнти відбиття для різних матеріалів. У залежності від
об’єкта локації оптична хвиля може поширюватися у середовищі, із якого він складається, з малими поглинанням і розсіюванням (у
прозорому оптичному середовищі), розсіюватися при невеликому питомому поглинанні на неоднорідностях матеріалу (частках
домішок) чи сильно поглинатися. На межі поділу двох середовищ з різними показниками заломлення завжди відбувається часткове
відбиття оптичних хвиль. Отже, розсіяне об’єктом випромінювання є, як правило, двоскладовим. Воно складається із частин, які
виникають як за рахунок внутрішнього (об’ємного) розсіювання в матеріалі поверхні, так і за рахунок відбиття від геометричної
поверхні об’єкта. Для прозорого оптичного середовища характерна перевага поверхневої складової розсіяного випромінювання.
Взагалі коефіцієнт відбиття об’єкта залежить від показників заломлення та поглинання, від поляризації падаючої хвилі і куга падін-
ня. Якщо локаційна задача розглядається в скалярній постановці, при якій не враховується поляризація падаючої і відбитої хвиль, то
поняття дзеркального і дифузійного характеру відбиття дозволяють досить адекватно представляти умови локації.
Урахування поляризації необхідно перш за все при вирішенні задач розпізнавання об’єктів, селекції об’єктів на фоні хибних ці-
лей, підвищення надійності роботи оптико-електронних засобів при наявності завад і ін. Вид поляризації’ є основною характеристи-
кою, що визначає поляризаційну структуру хвилі. Можна виділити три основних види поляризації: проста, складна, випадкова До
простого виду поляризації відносяться еліптична і її окрем�