Наземно-космическая система обнаружения "дуплет-1"
Техническим результатом полезной модели является создания наземно-космической радиолокационной системы управления воздушным движением, конструкция которой позволяет улучшить обнаруженческую способность для обеспечения возможности непрерывной проводки летательных аппаратов над всей территорией страны. Данный технический результат достигается тем, что наземно-космическая система обнаружения, содержащая космический аппарат (КА) с геостационарной орбитой, включающий два СВЧ-генератора с разной длинной волны и генератор запросных сигналов, соединенные по входам с выходом блока управления КА, по выходам - с зеркальной антенной КА, а также содержащая разнесенные приемные устройства пассивных систем обнаружения наземного, морского и воздушного базирования, синхронизируемые сигналами СВЧ-генератора и соединенные через космическую линию связи, станцию обработки радиосигналов и станцию управления космическим аппаратом с входом блока управления режимами работы КА, согласно полезной модели она дополнительно содержит наземную станцию управления средствами воздушно-космического распознавания, соединенную по входу со вторым выходом станции обработки радиосигналов, а по выходу - с огневыми средствами противовоздушной обороны, ракеты и снаряды которых снабжены пассивными системами обнаружения.
Полезная модель относится к области радиолокации, конкретно к системам разнесенной радиолокации.
Известна наземно-космическая система обнаружения (RU №36147, кл. G 01 S 13/06, 2003), содержащая космический аппарат (КА) с геостационарной орбитой, включающий блок управления режимами работы КА, два СВЧ-генератора и генератор запросных сигналов, соединенные по входам с выходом блока управления КА, а также содержащая разнесенные приемные устройства пассивных систем обнаружения наземного, морского и воздушного базирования, синхронизируемые сигналами СВЧ-генератора и соединенные через космическую линию связи, станцию обработки радиосигналов и станцию управления космическим аппаратом с входом блока управления режимами работы КА. При этом в качестве разнесенных приемных устройств она содержит штатные, встроенные автоматические или полуавтоматические приемные устройства, наземного, воздушного, водного или космического базирования, а именно: в составе существующих штатных радиолокационных систем управления воздушным движением; радиолокационных систем обнаружения; радиосредств опознавания воздушных объектов в национальных и международном диапазонах электромагнитных волн; средств целеуказания ЗРК, а также в составе радиолокационных и радиоприемных средств, установленных на борту авиационных средств перехвата воздушных целей.
Недостатком известной системы является недостаточная обнаруженческая способность, обусловленная наличием «провалов» в радиолокационном поле над территорией страны из-за ограниченных размеров зон обнаружения пассивных систем и недостатка последних для создания сплошного радиолокационного поля над всей территорией страны.
В основу настоящей полезной модели поставлена задача создания наземно-космической радиолокационной системы управления воздушным
движением, конструкция которой позволяет улучшить обнаруженческую способность для обеспечения возможности непрерывной проводки летательных аппаратов над всей территорией страны.
Решение поставленной задачи достигается тем, что наземно-космическая система обнаружения, содержащая космический аппарат (КА) с геостационарной орбитой, включающий два СВЧ-генератора с разной длинной волны и генератор запросных сигналов, соединенные по входам с выходом блока управления КА, по выходам - с зеркальной антенной КА, а также содержащая разнесенные приемные устройства пассивных систем обнаружения наземного, морского и воздушного базирования, синхронизируемые сигналами СВЧ-генератора и соединенные через космическую линию связи, станцию обработки радиосигналов и станцию управления космическим аппаратом с входом блока управления режимами работы КА, согласно полезной модели она дополнительно содержит наземную станцию управления средствами воздушно-космического распознавания, соединенную по входу со вторым выходом станции обработки радиосигналов, а по выходу - с огневыми средствами противовоздушной обороны, ракеты и снаряды которых снабжены пассивными системами обнаружения.
При этом в качестве приемных устройств она содержит штатные, встроенные автоматические или полуавтоматические приемные устройства наземного, воздушного, водного или космического базирования. Штатные приемные устройства с диапазоном волн, не соответствующих диапазону волн космического передатчика, оборудованы дополнительными приемными устройствами для приема отраженных сигналов в диапазоне космического передатчика. Космический передатчик снабжен одной общей или несколькими антенными системами, передающими устройствами, работающими в нескольких диапазонах электромагнитных волн и передающим устройством запросных сигналов.
Наземная станция управления средствами воздушно-космического распознавания также содержит последовательно соединенные блок шифраторов, приемопередающее устройство и модемную линию связи. Огневые средства противовоздушной обороны содержат авиационный и зенитно-ракетный комплексы, оснащенные ракетами и/или снарядами с пассивными системами обнаружения, наведения и распознавания. Пассивная система обнаружения, установленная на снаряде и/или ракете, содержит последовательно соединенные ФАР, приемник опорных и переотраженных от цели сигналов КА, вычислитель, сигнальный выход которого соединен через шифратор и радиомодем с выходной радиоантенной, а управляющий выход с управляющим входом ФАР. Пассивная система наведения, установленная на снаряде и/или ракете, содержит последовательно соединенные равносигнальную антенну, приемное устройство, аналого-цифровой преобразователь, цифровой дискриминатор и пороховой двигатель с форсунками управления полетом. Пассивная система распознавания воздушных объектов, установленная на снаряде и/или ракете, содержит последовательно соединенные оптическую систему, видеокамеру с цифровым выходом, цифровой дискриминатор, радиомодем и радиоантенну.
Введение наземной станции управления средствами воздушно-космического распознавания с модемной линией связи, соединенной по входу со вторым выходом станции обработки радиосигналов, а по выходу - с огневыми средствами противовоздушной обороны, ракеты и снаряды которых снабжены пассивными системами обнаружения, позволяет помимо штатных средств целеуказания, переоборудованных для целей пассивного обнаружения воздушных объектов, использовать для этих целей ракеты и снаряды огневых комплексов во время их полета вне зоны видимости штатных средств целеуказания. Это в свою очередь позволяет закрыть «мертвые зоны» в радиолокационном поле и обеспечить проводку воздушных судов по всей видимой с геостационарного спутника территории страны. Снабжение ракет и снарядов пассивными системами распознавания и
наведения позволяет дополнительно обеспечить устойчивость обнаружения воздушных объектов в условиях противодействия.
В целом указанные преимущества позволяют достичь технический результат, заключающийся в улучшении обнаруженческой способности известной наземно-космической системы.
Полезная модель поясняется чертежами, где: на фиг.1 представлена функциональная схема наземно-космической радиолокационной системы, на фиг.2 - рисунок, поясняющий конструкцию снаряда с пассивными системами обнаружения, наведения и распознавания, на фиг.3 - пример функциональной схемы снаряда.
Наземно-космическая система обнаружения содержит космический аппарат 1 (КА) с геостационарной орбитой, разнесенные приемные устройства 2 пассивных систем обнаружения 3, 4, 5 соответственно наземного, морского и воздушного базирования, синхронизируемые сигналами космического аппарата 1. Выходы систем 3÷5 соединены через космическую линию 6 связи со станцией 7 обработки радиосигналов. Первый выход станции 7 соединен через станцию 8 управления с космическим аппаратом 1, а второй выход через наземную станцию 9 управления средствами воздушно-космического распознавания - с огневыми средствами 10 противовоздушной обороны (ПВО), ракеты (снаряды) 11, которых снабжены соответствующими пассивными системами 2.
Космический аппарат 1 содержит зеркальную антенну 12, соединенную СВЧ-генераторами 13, 14 с длинами волн 
1 и 1»1. соответственно, а также с генератором 15 запросных сигналов. Входы генераторов 13÷14 через блок 16 управления и бортовой приемник 17 соединен с выходом антенны 12. Огневые средства 10 ПВО включают авиационные 18 и наземные 19 средства перехвата, оснащенные ракетами (снарядами) 11 с пассивными средствами 2. Авиационные средства 18, включающие самолеты 20 с ракетами «воздух-воздух», установленных на их борту снабжены приемными устройствами 2 зондирующих и
переотраженных от воздушного объекта 21 сигналов космического аппарата 1. Пассивная система 5 обнаружения, установленная на ракете (снаряде) 11, содержит последовательно соединенные фазированную антенную решетку 22, приемник 23 опорных и переотраженных от цели сигналов КА, вычислитель 24, сигнальный выход которого соединен через шифратор 25 и радиомодем 26 с выходной радиоантенной 27, а управляющий выход вычислителя 24 с управляющим входом фазированной антенной решетки 22. Пассивная система наведения, установленная на снаряде (ракете) 11, содержит последовательно соединенные равносигнальную приемную антенну 28, приемное устройство 29, аналого-цифровой преобразователь 30, цифровой дискриминатор 31, блок управления 32 и пороховой двигатель 33 с форсунками 34 управления полетом. Пассивная система 5 распознавания воздушных объектов, установленная на ракете (снаряде) 11, содержит последовательно соединенные оптическую систему 35, видеокамеру 36 с цифровым выходом, цифровой дискриминатор 37, соединенный со вторым входом блока 25. Пассивные системы 3 и 4 в качестве приемных устройств 2 содержат штатные, встроенные автоматические или полуавтоматические приемные устройства наземного, воздушного или водного базирования. Штатные приемные устройства с диапазоном волн, не соответствующих диапазону волн космического передатчика, оборудованы дополнительными приемными устройствами 2 для приема отраженных сигналов в диапазоне частот космического аппарата 1. Наземная станция 9 управления средствами воздушно-космического распознавания выполнена по стандартной схеме и содержит последовательно соединенные блок шифраторов, приемопередающее устройство и модемную линию связи.
Космическая линия связи 6 выполнена в виде системы приемопередающих устройств, установленных на приемных устройствах 2, центральной станции 7 и на искусственных спутниках Земли (спутниковые ретрансляторы - на фигуре не показаны).
Система работает следующим образом. Генератор 13 с длинной волны 2, генерирует короткие зондирующие радиоимпульсы, облучающие воздушное пространство Земли в широком угловом секторе обзора. Указанные радиоимпульсы принимаются разнесенными приемными устройствами 2 пассивных систем наземного или морского базирования и используются для синхронного открытия их усилительных трактов на требуемое время приема отраженных сигналов от воздушных объектов 21 между зондирующими сигналами. В случае появления в зоне обнаружения приемных устройств 2 отраженных сигналов, последними измеряется дальность и угловое направление на воздушный объект 21. Измеренные параметры воздушного объекта 21 с приемников 2 через космическую линию связи 6 передаются на центральную станцию 7 обработки радиосигналов. На станции 7 производится отождествление сигналов от воздушных объектов 21 и обработка траекторией информации и выработка сигналов управления режимами работы генераторов 13 и 14 космического аппарата 1. Команды управления со станции 7 через станцию 8 управления передаются на космический аппарат 1. При этом включается СВЧ-генератор 14 космического аппарата 1 и излучение последнего переходит в режим узкой диаграммы направленности, которая направляется в область местонахождения обнаруженного воздушного объекта 21 и посылает на него запросный сигнал опознавания. В случае получения ответного сигнала приемным устройством 2, последний передает координаты ответного сигнала через космическую линию связи 6 на центральную станцию 7 обработки радиолокационных сигналов. При этом центральная станция 7 через станцию управления 8 снимает космическому передатчику целеуказание по данному воздушному объекту 21 и выдает ему координаты другого воздушного объекта для опроса последнего. В дальнейшем процесс обнаружения и опознавания воздушных объектов 21 в зоне видимости разнесенных приемников 2 повторяется.
Перед выходом воздушного объекта 21 из зон видимости приемников 2 пассивных систем наземного 3 и морского 4 базирования станция 7 вырабатывает соответствующие сигналы подготовки взлета самолетов 20 и пуска ракет (снарядов) 11, которые через станцию 9 управления передаются на соответствующие огневые средства 10. Одновременно на эти средства передаются траекторные данные воздушного объекта 21 и рациональные направления вылета самолетов 20, а также рациональные направления пуска ракет (снарядов) 11, приемники 2 которых своими зонами обнаружения закрывают непросматриваемые с Земли участки воздушного пространства («мертвые зоны» радиолокационного поля). При обнаружении приемником 2 снаряда 11 воздушного объекта 21 включается соответствующая пассивная система самонаведения, и активный снаряд 11 движется по направлению к объекту 21. При подлете снаряда 11 к воздушному объекту 21 включается видеокамера 36 и цифровым дискриминатором 37 снаряда 11 производится ее отождествление с образами, заложенными в память дискриминатора 37. Результаты опознавания и визуальное изображение объекта 21 со снаряда 11 передаются через линию связи 6 на станцию 7 для принятия решения.
Данная полезная модель не ограничивается вышеприведенным примером его осуществления. В рамках данной полезной модели возможно и иное конструктивное решение системы. Линии связи между центральной станцией 7 и разнесенными приемниками 2 могут быть дополнительно выполнены с использованием ретрансляторов. СВЧ генераторы 13 и 14 могут быть установлены на одном или нескольких космических аппаратах (спутниках). В этом случае при входе очередного спутника в зону ответственности системы производится запуск его генераторов 13 и 14 в режим генерации импульсов станцией 8 управления. Выключение генераторов 13 и 14 производится аналогичным порядком при выходе спутника из зоны ответственности системы.
Полезная модель разработана на уровне технического предложения.
1. Наземно-космическая система обнаружения, содержащая космический аппарат с геостационарной орбитой, включающий два СВЧ-генератора и генератор запросных сигналов, соединенные по входам с выходом блока управления космического аппарата, по выходам - с зеркальной антенной космического аппарата, а также содержащая разнесенные приемные устройства пассивных систем обнаружения наземного, морского и воздушного базирования, синхронизируемые сигналами СВЧ-генератора и соединенные через космическую линию связи, станцию обработки радиосигналов и станцию управления космическим аппаратом с входом блока управления режимами работы космического аппарата, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит наземную станцию управления средствами воздушно-космического распознавания, соединенную по входу со вторым выходом станции обработки радиосигналов, а по выходу - с огневыми средствами противовоздушной обороны, ракеты и снаряды которых снабжены пассивными системами обнаружения.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что наземная станция управления средствами воздушно-космического распознавания содержит последовательно соединенные блок шифраторов, приемопередающее устройство и модемную линию связи.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что огневые средства противовоздушной обороны содержат авиационный и зенитно-ракетный комплексы, оснащенные ракетами и/или снарядами с пассивными системами обнаружения, наведения и распознавания.
4. Система по п.3, отличающаяся тем, что, пассивная система обнаружения, установленная на снаряде и/или ракете, содержит последовательно соединенные фазированная антенная решетка, приемник опорных и переотраженных от цели сигналов космического аппарата, вычислитель, сигнальный выход которого соединен через шифратор и радиомодем с выходной радиоантенной, а управляющий выход с управляющим входом фазированной антенной решетки.
5. Система по п.3, отличающаяся тем, что, пассивная система наведения, установленная на снаряде и/или ракете, содержит последовательно соединенные равносигнальную антенну, приемное устройство, аналого-цифровой преобразователь, цифровой дискриминатор и пороховой двигатель с форсунками управления полетом.
6. Система по п.3, отличающаяся тем, что, пассивная система распознавания воздушных объектов, установленная на снаряде и/или ракете, содержит последовательно соединенные оптическую систему, видеокамеру с цифровым выходом, цифровой дискриминатор, радиомодем и радиоантенну.
