Загоризонтная радиолокация в метровом (УКВ) диапазоне радиоволн

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Загоризонтная радиолокация в метровом (УКВ) диапазоне радиоволн

В. А. Алебастров

Аннотация

В работе представлены результаты экспериментально-теоретических исследований, подтвердившие возможность загоризонтного обнаружения низколетящих аэродинамических целей в метровом диапазоне радиоволн.

Ключевые слова: загоризонтное обнаружение, метровый диапазон

OVER-THE-HORIZON RADAR IN THE METER (VHF) RANGE OF RADIO WAVES

V.A. Alebastrov1, V.A. Borsoev2, V. V. Borsoeva3, E.I. Shustov4.

1Research institute of Long-Range Radio Communication (NIIDAR), Moscow, Russia.

2Non -commercial educational institute for supplementary professional training «Iinstitute of air navigation», Moscow Russia.

Введение

В докладе кратко представлены результаты экспериментальных работ выполненных в 1991 г. в СССР (НИИДАР) подтвердивших возможность загоризонтной радиолокации в метровом диапазоне радиоволн (УКВ).

Основанием для постановки этих работ послужили результаты экспериментально-теоретических исследований по загоризонтному распространению ультракоротких радиоволн, проведенных в США, Канаде и СССР начиная с 1950 г. прошлого столетия.

Как продолжение в СССР (НИИДАР) проведены экспериментальные работы в 1991 г., которые доказали практическую возможность загоризонтного обнаружения низколетящих целей на дальностях до 1000 км.

На взгляд авторов полученные результаты представляют не сколько академический, но в большей степени практический интерес, позволяя расширить информационные возможности существующих и разрабатываемых РЛС метрового диапазона радиоволн (по дальности до 1000 км и по классу обнаруживаемых целей в том числе низколетящих гиперзвуковых баллистических и аэродинамических).

Предыстория вопроса

Толчком к началу исследований загоризонтного распространения радиоволн метрового диапазона (УКВ) явилось обнаружение регулярного приема сигналов коротковолнового передатчика КВ диапазона в зоне молчания в экспериментах, проведенных в США в 1930-х годах [1].

В 1950-х годах в США совместно с Канадой проведены обширные экспериментальные и теоретические исследования, в которых подтверждено явление регулярного распространения УКВ на трассе 1000 км и более.

Установлено, что ответственным механизмом этого явления является рассеяние радиоволн на мелкомасштабных неоднородностях электронной концентрации в нижней ионосфере (90км-110км), порождаемых турбулентностью атмосферы и диффузионным распадом плазменных следов ненасыщенных метеоров (б ? 1014 эл/м).

С использованием радиометрических и ракетных измерений получены данные о различных масштабах неоднородностей от самых мелких до макротурбулентных.

Теоретически установлено, что мелкие неоднородности ответственны за рассеяние КВ и УКВ радиоволн.

При рассеянии радиоволн на мелкомасштабных неоднородностях, основная часть радиоволн распространяется в первоначальном направлении, часть излучаемой мощности рассеивается под различными углами, при этом чем меньше угол рассеяния, тем больше мощность рассеянного сигнала. Переуплотнённые метеорные следы (б ? 1015 эл/м), ответственные за зеркальное отражение радиоволн здесь и далее не рассматриваются.

Рассеяние на мелкомасштабных неоднородностях нашло практическое применение в реализации радиотелеграфной радиосвязи. По результатам эксплуатации радиотелеграфной связи установлено, что данный вид радиосвязи обеспечивает надежность связи ? 95% для среднеширотных трасс и не менее ? 90% для трасс, пересекающих приполярные области. Определен оптимальный диапазон радиочастот 30мГц ч 35 мГц (л = 8 ч 10 м).

Кратко о сигналах обратного рассеивания радиоволн (СОР) от мелкомасштабных неоднородностей нижней ионосферы

В 80-х годах в НИИДАР (СССР) проведены масштабные измерения характеристик обратного рассеяния радиоволн на неоднородностях нижней ионосферы (СОР). Применительно к РЛС декаметрового и метрового диапазонов сигналы СОР являются так называемой «пассивной» помехой (в отличие от атмосферных и галактических помех).

Получены круглосуточные данные измерений мощности СОР при средней и высокой солнечной активностях для трех сезонов : зима, лето, равноденствие.

Установлено, что эффективный поперечник обратного рассеяния (ЭПР) сигналов (СОР) практически не зависит от частоты в диапазоне (15-30) мГц и составляет величину порядка (6 - 10) дБ/м2 для частот 30 мГц и 15 мГц соответственно.

Эксперименты по загоризонтальному обнаружению низколетящей цели в метровом диапазоне радиоволн (УКВ)

Проведена серия экспериментов 10 сеансов (ночью и днем) на ЗГРЛС 5Н32 (г. Комсомольск на Амуре) [2].

В качестве эталонной цели использован самолет Ан-26 (с хорошо известной ЭПР), совершающий полет по трассе г. Комсомольск-на-Амуре - г. Петропавловск - Камчатский на высоте 5 тысяч метров.

Зона прямой видимости с учетом диаграмм направленности РЛС 5Н32 на частоте f = 30 мГц составила величину ? 200 км.

Наблюдения проведены на частоте f = 30 мГц в условиях, когда МПЧ Е и МПЧ F2 меньше 30мГц для исключения отражения от регулярных слоев ионосферы «Е» и «F2».

Во всех сеансах наблюдения цель устойчиво сопровождалась на загоризонтных дальностях не менее 700 км.

Схема засветки цели при рассеянии радиоволн на высоте h =100 км приведена на рисунке 1.

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Рис.1. Схема засветки цели при рассеянии радиоволн на высоте 100 км.

радиолокация радиоволна аэродинамический

Заключение

Экспериментально подтверждена возможность загоризонтного обнаружения низколетящих целей на загоризонтных дальностях в метровом (УКВ) диапазоне радиоволн

Литература

Г.М. Тептин, Ю.М. Стенин, Неоднородная структура нижней ионосферы и распространение радиоволн. Издательство Казанского университета, 1989 г.

В.А. Алебастров, В.А. Борсоев, Э.И. Шустов. Развитие отечественной загоризонтной радиолокации. Издательство «Новое время», 2016, 248 стр.

Размещено на Allbest.ru