v32
Активный участник
- Сообщения
- 3.354
- Адрес
- г. Киров обл.
Поправка: 252 - это количество страниц. Сам файл занимает менее 10 мегабайтKaa написал(а):
БРЭО F-22 и F-35: бортовые РЛС и их возможности. Мифы и реальность.
Реалист
Активный участник
- Сообщения
- 2.646
- Адрес
- Подмосковье
Breeze написал(а):
Вариант первый
--- Значит такова монография --- ммм... как бы это сказать, не сильно обижая аффтара... --- фф топпку такой источник
(кстати, по первой фразе из приведённого фрагмента гугля легко находит и саму книжицу --- "Stealth Warplanes" by Doug Richardson, currently (2001) the Editor of "Janes Missiles & Rockets" --- над данными из которой Вы вроде как буквально совсем недавно потешались в одной из параллельных веток ). Книжка, кстати, 2001 года --- не слишком ли современная для раскрытия секретов чудо-Раптора? Ведь если 2001 год издания, писалась она поди вообще в каком-нибудь 199* мохнатом году . А ещё в ней есть про С-37 и МиГ-1.42/1.44 .Однако, учитывая менталитет буржуев (врут напрямую и грубо они крайне редко, а вот сказать полуправду, или правду, но повёрнутую несколько оригинальным способом задом наперёд (в выгодном для себя, любимых, свете, разумеется) --- это они запросто и весьма охотно (что выработано у них на уровне подсознания, по всей видимости, многолетней эволюцией западного стиля ведения бизнеса под зорким оком западной судебной системы
)) возможны ещё три варианта понимания сего научного трактата:1) Речь там в самом деле о пассивной р/локации. То бишь о способности с дистанции 160 км различать излучения, исходящие из двух (или более) разных источников излучения (например, излучения от двух разных БРЛС), находящихся одна от другой на расстоянии 30 см
. Что тут можно сказать? --- Написал бы мистер Ричардсон и 5 см --- да только БРЛС с такими размерами не бывает, чтоб их так близко одна к другой можно было подтащить --- поскольку способность различать источники сигнала (даже однотипные) один от другого в пассивном режиме от свойств антенны в общем-то не зависит (ну или, скажем так, почти не зависит --- в первом приближении), как и от их взаимного расположения в пространстве --- она зависит лишь от методов обработки принятых сигналов и от свойств самих сигналов --- а потому, будь у этих N источников сигнала даже антенна передающая общая, всё равно эти N источников излучения между собой различить можно --- даже пользуясь приёмной антенной типа "гвоздь" или "лыжная палка" (если у них достаточно мощности, а у приёмника --- чутья).2) Возможно, аффтаром монографии подразумевалась всего лишь возможность APG-77 обнаруживать с дистанции в 160 км цели с ЭПР в 30 см2. В самом деле, если дальность обнаружения цели в 1м2 у неё составляет что-то в р-не 210...230 км (вроде бы столько было заявлено?), то цель с ЭПР в 30 см2 она как раз и будет видеть с расстояния 155...170 км --- т.е. в среднем порядка тех самых 160 км
. Однако, следует заметить, ЭПР и размеры цели --- это, как говорят в Одессе, две большие разницы --- одно с другим не имеет ничего общего, кроме единиц измерения, и Вы это прекрасно понимаете .3) Уже говорилось, что возможно речь всего лишь о разрешении по дальности. Хотя бы просто потому, что разрешение по азимуту (как и по углу места) меряется в угловых единицах (градусы, минуты, секунды, радианы, миллирадианы и т.д. и т.п.) а вовсе не метры --- потому что в линейных размерах оно зависит от дальности в прямой пропорции. А также потому, что не раз приводились картинки, отснятые с помощью APG-81 (да и APG-77 где-то проскакивали) --- десятками см разрешения там и близко не пахнет даже при весьма малых дистанциях и выгодных ракурсах обзора поверхности --- в самом лучшем для врагов случае это разрешение в единицы метров
.В общем, не стоит гадать на кофейной гуще --- теория р/локации и АФУ едина что в США, что в Израиле или РФ --- и книжек по ней существует в инете достаточное количество --- вот от них и пляшите (и не нравятся русскоязычные источники --- no problem, берите англоязычные или любые другие
), тогда Ваши оценки станут реалистичнее. Со своей стороны постараюсь как-нибудь выкроить немножко времени и привести некоторые подсчёты. Пока что могу не вдаваясь в подробности назвать конечные результаты некоторых прикидок --- например, коэффициент усиления антенны в APG-77 в случае идеального согласования излучателей составляет около 42 дБ. При этом порядка 1520 модулей работают на формирование основного лепестка ДН заданноё ширины (1,58 градуса по уровню 0,5 мощности), остальные 400...480 нужны для снижения УБЛ. Снижение величины усиления этой антенны по краям (т.е. при отклонении луча на +/-60 градусов) --- в идеальном случае (т.е. предельное теоретическое значение) --- 3 дБ (т.е. в 2 раза по мощности), в неидеальном будет немножко побольше (не намного).
Ну а Вам, дядя Миша, пока что вопрос --- расскажите-ка, как при ширине луча в 1,58 градуса можно достигнуть разрешающей способности по азимуту в 1,07*10Е-4 градуса
( arcsin(0,3/160000) )
Реалист написал(а):
а какое разрешение Вы достигаете, если используете карманный фонарик с шириной луча в 10 градусов?
если серьезно - можно получить более высокое разрешение, если двигать лучом на эти самые 1,07*10Е-4 градуса и анализировать информацию с умом, техника наверное постарше меня будет
Реалист
Активный участник
- Сообщения
- 2.646
- Адрес
- Подмосковье
Мой глаз --- биологический эквивалент АФАР, имеющей миллионы модулей (да ещё работающих в многочастотном режиме)(сетчатка!), оснащённой в дополнение к этому линзой с переменными характеристиками, имеющей хитрую систему управления (хрусталик и глазные мышцы!). Разрешение моего глаза формируется именно этой "антенной". А фонарик --- всего лишь источник подсветки, и может иметь вообще ненаправленный лучAndy написал(а):а какое разрешение Вы достигаете, если используете карманный фонарик с шириной луча в 10 градусов?
(например, лампочка на потолке , или рассеянный в атмосфере солнечный свет ). Так что Ваш пример мимо . Для таких чудес нужно иметь крутизну скатов основного лепестка ДН порядка 3*10Е4 дБ на градус. Реальная крутизна скатов реальных ДН хуже на несколько порядков.Andy написал(а):если серьезно - можно получить более высокое разрешение, если двигать лучом на эти самые 1,07*10Е-4 градуса и анализировать информацию с умом, техника наверное постарше меня будет
Метод упомянутого Вами синтезирования остронаправленного луча, конечно, известен давно, и успешно применяется на практике, но всему есть свои физические пределы --- чудес не бывает
. Ведь в расчёте тяговооружённости ЛА мы не уповаем на чудо или нечистую силу, а используем физические формулы --- так и тут, всё то же самое --- не полетит самолёт массой в 10 тонн на одном килограмме керосина .
Mowgli
Активный участник
- Сообщения
- 180
Уважаемый Реалист, вопрос действительно очень интересный, мне встретились вот такие вещи:Реалист написал(а):...расскажите-ка, как при ширине луча в 1,58 градуса можно достигнуть разрешающей способности по азимуту в 1,07*10Е-4 градуса
"Лучами, сформированными плоским зеркалом одной ФАР, просматривается воздушное пространство в пределах четверти полусферы при их дискретном перемещении с интервалами около 0,9-1,35°, то есть примерно 0.9 ширины диаграммы направленности. Длительность скачкообразного движения луча из одного положения в другое примерно 10 мкс."
Следовательно, ширина ДН здесь ~1°-1.5°. Смотрим, что пишут дальше:
"...ошибка сопровождения воздушной цели (движущейся со скоростью М=1 и перегрузкой 1g) по угловым координатам составляет всего 2-4 проц. типовой ошибки сопровождения РЛС с механическим вращением антенны и находится в пределах 0,02-0,04 ширины диаграммы направленности луча ФАР."
То есть: фактически точность РЛС составляет 0.02-0.04 ширины диаграммы направленности, значит - 1.8'-2.7' (угловых минут).
Ещё один пример, большая РЛС системы предупреждения о ракетном нападении "Дон-2н":
"Такие технические возможности позволяют обнаруживать малоразмерные головные части баллистических ракет на больших дальностях (до 3700 км, способна обнаруживать цели на рубеже Северного и Баренцева морей со временем предупреждения ок. 8-9 минут), сопровождать их с большой точностью (по дальности 10 метров, по угловым координатам 0,6 угловых минут)..."
Даже если здесь ширина диаграммы направленности 0.5°, то точность всё равно в 50-60 раз выше.
А существуют ли способы добиться ещё большей разрешающей способности и точности не используя синтезированную апертуру самолётной РЛС?
А вот просто интересно:
http://www.cnews.ru/news/line/index.sht ... /30/209688
В Японии создан ультракомпактный радар с синтезированной апертурой
Реалист
Активный участник
- Сообщения
- 2.646
- Адрес
- Подмосковье
Да, примерно что-то где-то как-то именно в этом духе. Например, для той же APG-77 при ширине луча 1,58 градуса имеем на дистанции 160 км "укладывающийся в ширину луча" участок в 4,4 км ( = sin(1,58град.)*160км). Помножив полученную величину на 0,02, получаем 88 метров --- вот это вполне реальная цифиря для такой дистанции. Если же аналогичного класса локатор в том же режиме смотрит на землю сверху вниз, например, с крутого пикирования (допустим, с высоты 20 км (вроде как считается оптимальной высотой применения Раптора) ) --- то получаем величину в 8 раз точнее --- 11 метров. С представлявшимися ранее картинками (снятыми именно с вертикали или где-то близко к тому) это уже где-то как-то довольно близко хотя бы по порядку величиныMowgli написал(а):
--- ну а учитывая продвинутость янки в вопросах обработки сигналов, можем дать им фору, заменив коэффициентик 0,02 на, скажем, 0,007 --- в итоге получим разрешение в 3 м (локатор смотрит сверху вниз, с дистанции 20 км) --- что с теми картинками согласуется вообще идеально. Хотя, скорей всего, коэффициентик таки всё же там 0,02, а более высокое, чем 11м, разрешение получено там в режиме SAR --- т.е. когда при движении ЛА в пространстве синтезируется "виртуальная" решётка больших размеров. Правда, стоит заметить, что это возможно только при просмотре поверхности, находящейся непосредственно под ЛА (или не сильно удалённой --- скажем, отклонение луча вниз --- в пределах сектора -45...-60 градусов), а не удалённой от него на дистанцию, близкую к предельной --- согласно самому принципу SAR (даже термин такой используется применительно к режиму картографирования --- "подстилающая поверхность").Да, именно так --- и опять вполне реальные цифры.Mowgli написал(а):
Я полагаю, что только если использовать 2…3 разнесённые в пространстве антенны, при объединённых в единую быстродействующую сеть БРЛС. Вот в такой системе разрешение возрастает многократно и может в самом деле доходить до десятков сантиметров даже на весьма приличных дальностях.Mowgli написал(а):
Реалист
Активный участник
- Сообщения
- 2.646
- Адрес
- Подмосковье
Andy написал(а):В глазу ведь не фазовый сдвиг сигналов пересчитывается.
Дык хто ж его знаить???
Разве что Генеральный Конструктор Но не скажет --- на небесах наверно тоже секретность . А пока --- вроде как медицина доказала уже, что по нервным волокнам у нас электрические сигнальчики циркулирують? Так что может и фазовые сдвиги где-нибудь пересчитываются Реалист написал(а):
В этом проблемы я не вижу. Система решает системы линейных уравнений типа Ax=b, где А-матрица, определяемая хар-ками луча и ДН, а b - данные о интенсивности отраженного сигнала. Реальная крутизна скатов ДН просто результирует в соответствующие коэффициенты матрицы. Луч и ДН, собственно, могут иметь любую форму. Могут возникнуть проблемы если хар-ки луча плавают, но для этого можно применять статистические методы. Другие проблемы возникают про решении систем уравнений, для которого нужно время, которое мне трудно оценить. Однако, я думаю, раптор не зря набит до отказа процессорами PowerPC, в которых встроена поддержка векторных операций.
Добавлено спустя 2 минуты 36 секунд:
Реалист написал(а):
:grin: Юмор оценен :good:
Реалист
Активный участник
- Сообщения
- 2.646
- Адрес
- Подмосковье
Andy написал(а):
В корне неверно. Зависимость от крутизны скатов основного лепестка --- самая прямая. Это как фильтр, обрезающий все те сигналы, которые не позволяют системе работать, и выделяющий полезный сигнал (в случае ФАР --- фильтр пространственной селекции, выделяющий сигналы, приходящие из разных точек пространства). Только в случае синтезированного луча берётся пересечение характеристик нескольких "фильтров" (для сужения луча одновременно и по азимуту, и по углу места --- трёх). Чем результат пересечения получился более тонкий и более острый, тем лучше разрешающая способность и радиоконтрастность. Причём вещи взаимосвязанные --- через вероятностные характеристики. И, как и в любой высокочувствительной системе, информацию, которая потеряна на входе, восстановить невозможно уже ничем, никакой последующей обработкой --- только тут, помимо вопросов энергетики, ещё и пространственная селекция. Именно поэтому и стремятся наращивать число элементов АФАР, уменьшать приведённые ко входу шумы модулей, минимизировать все виды потерь. В противном случае ничего этого было бы не нужно --- хватило бы трёх-четырёх простых штыревых антеннок, немножко разнесённых в пространстве
, да и вопрос перехода с ПФАР на АФАР не стоял бы перед разработчиками .Рисуете ДН для одиночного луча. На неё накладываете аналогичную ДН --- так, чтобы пересечение этих двух графиков происходило по уровню -3…-4 дБ (можно и по меньшему --- но с соответствующей потерей дальности). Фигура, образованная пересечением графиков --- и есть результирующая "синтетическая" ДН. И её "острота" напрямую зависит от крутизны скатов исходной ДН, о чём наглядно будут свидетельствовать соответствующие картинки, если не поленитесь их нарисовать.
Плавают, естественно --- и в зависимости от положения луча, и в зависимости от температуры, и от частоты, и просто тепловые флюктуации сигнала (шумы), и статистический разброс параметров модулей, и старение элементов. Но всё это уже вторичные факторы, минимизируемые в процессе калибровки антенны. Основное ограничение --- см. выше --- это форма ДН (уже после всех калибровок, компенсаций и поправок). Ну а чисто вычислительные ресурсы, необходимые для просчёта всей этой кухни в динамике --- это мелочь на фоне чисто физических ограничений, упомянутых выше…Andy написал(а):
Реалист написал(а):
мне, как неспециалисту, придется Вам поверить наслово :study:
Реалист написал(а):
почему их должно быть три? Представьте - мы сканируем определенный угол, сдвигая луч на малюсенькие доли градуса, накапливаем информацию, и, зная характеристики ДН, решаем систему уравнений. При этом я не спорю, что у такой системы полно ограничений и хорошая ДН необходима антенне так же, как кислород - пилоту.
Реалист
Активный участник
- Сообщения
- 2.646
- Адрес
- Подмосковье
Ну, для большей наглядности подумайте над таким примером --- можно ли у фотоаппарата с матрицей из десяти килопикселей получить разрешающую способность такую же, как у аппарата с матрицей из десяти мегапикселей путём какой-либо математической обработки полученных данных?Andy написал(а):
Нечто в чём-то схожее и с антеннами --- в АФАР "крутизна" и "острота" основного лепестка ДН определяется в первую очередь количеством модулей, и чем лучше будет форма этого лепестка, тем лучше будет и "синтезированный" на его основе более острый луч. Что, в свою очередь, даст лучшую разрешающую способность.Andy написал(а):
Сама по себе одиночная ДН имеет очень скруглённую вершину. Ну представьте, например, для той же APG-77 на дальности 160 км --- уровень сигнала, пришедший из равноудалённых от ЛА двух точек, отстоящих одна от другой на 2 км (т.е. имеющих различные азимуты, но попадающих в пределы луча антенны), различается не более чем в 2 раза. Это в условиях шумов уже на уровне порога различения (скажем, с вероятностью процентов 50). А если расстояние между ними не 2 км, а 200 м? Сигналы при этом никак не отличаются ни по времени запаздывания (т.к. равноудалены от ЛА), ни по амплитуде (с точностью до десятых долей дБ совпадают). Единственный способ их различить один от другого --- сделать более узкую ДН --- такую, чтобы один сигнал был по уровню больше другого хотя бы на 1…3 дБ. А сделать её такой можно, сформировав её по пересечению двух лучей. Но это в одной плоскости (либо только азимута, либо только угла места). А чтоб и там, и там --- нужно брать пару лучей в одной плоскости и пару в другой. Что является избыточным (чисто из геометрии) --- вполне достаточно трёх (наверно, уместна аналогия с тем, что положение точки в пространстве задаётся однозначно тремя взаимоортогональными координатами). Что обычно и делается. Ну а качание луча при таком методе --- по половине ДН в одну-другую сторону (с тремя лучами --- несколько сложнее, но с таким же размахом колебаний). Плюс на это накладывается ещё и "обычное" сканирование луча с малым шагом (в половину величины "синтезированной" разрешающей способности). Т.е. достаточно сложное движение луча. Вот такая кухня, если несколько упрощённо…
Реалист написал(а):
я тут сижу и раздумываю, каким образом это должно быть реализовано. Соответствует включению трех фильтров (антенн) последовательно. После антенны все сигналы сливаются в один канал, т.е. пространственная информация теряется. Реалист, пролейте свет на мою темную душу
Реалист
Активный участник
- Сообщения
- 2.646
- Адрес
- Подмосковье
Andy написал(а):я тут сижу и раздумываю, каким образом это должно быть реализовано. Соответствует включению трех фильтров (антенн) последовательно. После антенны все сигналы сливаются в один канал, т.е. пространственная информация теряется. Реалист, пролейте свет на мою темную душу
Качание луча, хитрым образом засинхронизированное с выдачей зондирующего сигнала, что в результате формирует ДН, равную пересечению трёх ДН по уровню -3...-4 дБ --- намного более острую, чем "одиночная" ДН. Хитрость тут ещё и в том, что отклик на выходе приёмного устройства максимален только тогда, когда правильно приняты все импульсы из зондирующей последовательности. Если хотя бы один импульс "потерялся", отклик во много раз меньше. Вот тут как раз и работает "хитрая синхронизация".
Реалист
Активный участник
- Сообщения
- 2.646
- Адрес
- Подмосковье
Вот Вам на закуску простой и наглядный двухмерный пример.Andy написал(а):
..........1..............2...........
..A------------B.................
................C------------D...
Допустим, передаём пачку импульсов мы в направлении "1". При этом на дальности в X км у нас уровнем мощности от 1 до 0,5 от номинала облучается участок А---В (столько, сколько соответствует ширине ДН по уровню 0,5). А при переходе на приём мы резко перекидываем луч в положение "2". При этом ширине ДН по уровню 0,5 мощности на расстоянии в тех же Х км соответствует приём сигналов из участка C---D. Но облучали-то мы перед этим не весь его, а лишь небольшую его часть --- ту, что соответствует пересечению двух ДН, т.е. участку C-B. Вот именно из этого участка пространства мы и будем в данном случае принимать сигналы с наибольшей энергетикой --- т.е. итоговая наша ДН сузилась до ширины участка С-B. Ширина которого, следует заметить, может быть получена существенно меньшая, чем ширина участков А---В и C---D --- т.е. чем исходная ширина ДН. Собственно, чего мы и добивались качанием луча. Это --- принцип, ну а далее уже следуют всевозможные тонкости... Ну а численные результаты подобных фокусов привёл нам недавно камрад Маугли (причём сдаётся мне, что он есть не кто иной, как реинкарнация нашего хорошо известного всем дяди Миши
)