군사 검토

선상에 레이다

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선상에 레이다



오늘 항공 레이더 없이는 상상할 수 없습니다. BRLS (Airborne Radar Station)는 현대 항공기 전자 장비의 가장 중요한 요소 중 하나입니다. 전문가들에 따르면, 가까운 미래에 레이더 시스템은 목표물을 탐지, 추적 및 통제하는 주요한 수단으로 남을 것입니다 оружия.

우리는 기내에서 레이더의 작동에 관한 가장 일반적인 질문에 답하고 첫 번째 레이더가 어떻게 만들어 졌는지, 그리고 유망한 레이더 스테이션이 어떻게 그들을 놀라게하는지 알려줍니다.

1. 최초의 레이더가 언제 등장 했습니까?

항공기에 레이더를 사용한다는 아이디어는 지상 기반 레이더가 처음 등장한 지 수 년 후에 나왔습니다. 우리나라에서는 지상국 Redut가 첫 번째 레이더 기지의 원형이되었습니다.

주요 문제 중 하나는 비행기에 장비를 배치하는 것인데, 500 kg 정도 무게가 나가는 전원 및 케이블이있는 스테이션 세트입니다. 그 당시의 단일 좌석 전투기에 그러한 장비를 설치하는 것은 비현실적 이었기 때문에 이중 Pe-2에 역을 배치하기로 결정했습니다.



Gneiss-2이라 불리는 최초의 국내 항공기 레이더는 1942 해에 사용되었습니다. 2 년 안에 230 Gneiss-2 방송국이 출시되었습니다. 그리고 승리 한 1945 해에는 KRET의 일부인 Phazotron-NIIR이 Gneiss-5 항공기 레이더의 연 생산을 시작했습니다. 목표 감지 범위가 7km에 도달했습니다.

해외에서는 첫 번째 AI Mark I 레이더 인 영국인이 좀 더 일찍 1939에 근무했습니다. 무거운 무게 때문에 Bristol Beaufighter 무거운 전투기 요격기에 설치되었습니다. 1940에서 새 모델 인 "AI Mark IV"가 서비스를 시작했습니다. 최대 5,5 km의 거리에서 표적 탐지를 제공했습니다.

2. 탑재 레이더 란 무엇입니까?


구조적으로, 레이더 스테이션은 항공기의 기수 부분에 위치하는 여러 착탈식 장치 (송신기, 안테나 시스템, 수신기, 데이터 프로세서, 프로그래머블 신호 프로세서, 콘솔 및 컨트롤 및 디스플레이)로 구성됩니다.

오늘날, 거의 모든 항공 탑재 레이더 안테나 시스템은 평면 슬릿 안테나 어레이, Cassegrain 안테나, 수동 또는 능동 위상 배열 안테나입니다.



현대의 레이더 시스템은 서로 다른 주파수 범위에서 작동하며 수 km의 거리에서 1 평방 미터의 EPR (유효 분산 영역)으로 공기 표적을 탐지 할 수 있으며 통과 도중 수십 개의 목표를 지원합니다.

표적 탐지 이외에, 오늘날의 레이다 라디오는 전파 보정, 비행 임무 및 표적 지정을 제공하여 최대 1 미터의 해상도로 지구 표면을 매핑하고 보조 작업을 해결합니다 : 지형을 따라 자신의 속도, 고도, 드리프트 각도 등을 측정합니다 .

3. 공중 레이더는 어떻게 작동합니까?


오늘날 현대 전투기는 펄스 도플러 레이더를 사용합니다. 제목 자체는 그러한 레이더 방송국의 작동 원리를 설명한다.

레이더 스테이션은 연속적으로 작동하지 않지만 주기적으로 충격을가합니다. 오늘날의 로케이터에서 충동을 보내는 데는 수십만 분의 1 초 밖에 걸리지 않으며, 펄스 사이의 일시 중지는 수십 분의 1 초 정도 걸립니다.

전파의 장애물을 만났을 때, 전파는 모든 방향으로 흩어져 레이더 스테이션으로 되돌아옵니다. 동시에 레이더 송신기는 자동으로 꺼지고 라디오 수신기가 작동하기 시작합니다.

펄스 레이더의 주요 문제점 중 하나는 고정 된 물체에서 반사되는 신호를 없애는 것입니다. 예를 들어, 항공기 레이더의 경우 문제는 지구 표면에서의 반사가 비행기 아래에있는 모든 물체를 가린다는 것입니다. 이 간섭은 도플러 효과를 사용하여 제거되며, 이에 따라 접근하는 물체에서 반사 된 물결의 주파수가 증가하고 나가는 물체의 주파수가 감소합니다.

4. 레이더의 특성상 X, K, Ka, Ku의 범위는 무엇입니까?


오늘날 항공 탑재 레이더가 작동하는 파장의 범위는 매우 넓습니다. 레이더 스테이션의 특성상 범위는 라틴 문자로 표시됩니다 (예 : X, K, Ka 또는 Ku).

예를 들어, Su-35 전투기에 장착 된 수동 위상 배열 안테나를 장착 한 Irbis 레이더는 X- 대역에서 작동합니다. 동시에, Irbis 공기 표적의 탐지 범위는 400km에 이른다.



X- 밴드는 레이더에 널리 사용됩니다. 8에서 전자기 스펙트럼의 12 GHz까지 확장됩니다. 즉 3,75에서 2,5까지의 파장입니다. 제 2 차 세계 대전 중 범위가 분류되어 X- 밴드라는 이름이있는 버전이 있습니다.

이름에 라틴 문자 K가있는 범위의 모든 이름은 독일어 단어 kurz ( "short")에서 덜 신비한 기원을 갖습니다. 이 범위는 1,67에서 1,13까지의 파장에 해당합니다. 위와 아래의 영어 단어와 결합하여 K- 밴드의 "위"와 "아래"에있는 Ka와 Ku 밴드가 이름을 얻었습니다.

Ka 대역 레이더는 근거리에서 작동하고 초 고해상도 측정을 수행 할 수 있습니다. 이러한 레이더는 종종 공항에서 항공 교통을 제어하는 ​​데 사용되며, 항공기까지의 거리를 결정하는 매우 짧은 펄스 (길이가 수 나노초)를 사용합니다.

종종 Ka 대역은 헬리콥터 레이더에 사용됩니다. 알려진 바와 같이 헬리콥터에 배치하기 위해서는 레이더 안테나가 작아야합니다. 이러한 사실과 수용 가능한 해상도의 필요성을 감안할 때 밀리미터 파장 범위가 적용됩니다. 예를 들어, Ka-52 "악어"전투 헬리콥터는 8 밀리미터 카 밴드 (Ka-band)에서 작동하는 "석궁"레이더 단지를 갖추고 있습니다. KRET가 개발 한이 레이더는 악어에게 엄청난 기회를 제공합니다.



따라서 각 범위에는 장점이 있으며 배치 및 작업 조건에 따라 레이더 스테이션은 다른 주파수 범위에서 작동합니다. 예를 들어, 검토의 앞 부분에서 높은 해상도를 얻는 것은 Ka 대역을 실현하고 레이더의 범위를 늘리면 X 대역이 가능해진다.

5. PAR이란 무엇입니까?


분명히, 신호를 수신하고 방출하기 위해서는 모든 레이더에 안테나가 필요합니다. 평면에 맞추기 위해 특수 평면 안테나 시스템을 발명했으며 수신기와 송신기는 안테나 뒤에 배치했습니다. 레이더가있는 다른 대상을 보려면 안테나를 움직여야합니다. 레이더 안테나는 충분히 방대하기 때문에 천천히 움직입니다. 동시에, 기존의 안테나를 가진 레이더는 "시야"에서 하나의 목표만을 유지하기 때문에 여러 대상의 동시 공격은 문제가됩니다.

현대 전자 공학은 레이더에서 이러한 기계 스캔을 포기하도록 허용했습니다. 그것은 다음과 같이 배열된다 : 편평한 (직사각형 또는 원형) 안테나는 세포로 분할된다. 각 셀에는 특정 각도에서 셀에 들어오는 전자파의 위상을 변경할 수있는 위상 시프터 (phase shifter)라는 특별한 장치가 있습니다. 셀로부터의 처리 된 신호는 수신기에 도달한다. 이것은 단계적 안테나 어레이 (PAA)의 작업을 설명하는 방법입니다.

더 정확히 말하자면, 하나의 수신기와 하나의 송신기가있는 많은 위상 이동 장치를 갖춘 유사한 안테나 어레이를 수동 헤드 램프라고합니다. 그건 그렇고, 수동 단계 배열에서 레이더를 갖춘 세계 최초의 전투기는 러시아의 MiG-31입니다. 그것들은 계측 공학 연구소가 개발 한 레이더 "Barrier"에 설치되었습니다. Tikhomirov.



6. AFAR 란 무엇입니까?


액티브 위상 배열 안테나 (AFAR)는 수동적 인 개발의 다음 단계입니다. 이러한 안테나에서 어레이의 각 셀은 자체 트랜시버를 포함합니다. 그들의 수는 천 개를 초과 할 수도 있습니다. 즉, 기존의 위치 탐지기가 별도의 안테나, 수신기, 송신기 인 경우 AFAR에서 송신기와 안테나가있는 수신기는 안테나 슬롯, 위상 변환기, 송신기 및 수신기를 각각 포함하는 모듈로 "분산"됩니다.

이전에는 예를 들어 송신기가 고장난 경우 비행기가 "맹인"상태가되었습니다. 하나 또는 두 개의 세포, 심지어 12 개가 AFAR에서 영향을 받으면 나머지는 계속 작동합니다. 이것은 AFAR의 핵심 이점입니다. 수천 개의 수신기와 송신기 덕분에 안테나의 신뢰성과 감도가 향상되었으며 한 번에 여러 주파수에서 작동 할 수도 있습니다.



그러나 가장 중요한 것은 AFAR의 구조는 레이더가 여러 문제를 동시에 해결할 수있게 해준다. 예를 들어 수십 개의 표적을 제공 할뿐만 아니라 우주 검토와 병행하여 적의 레이더를 방해하고 표면을지도하며 고해상도지도를 얻는 것은 간섭으로부터 자신을 방어하는 데 매우 효과적입니다.

그건 그렇고, AFAR와 함께 러시아 최초의 항공기 레이더는 Fazotron-NIIR 회사의 KRET 기업에서 창안되었습니다.

7. 제 5 세대 전투기 PAK FA에는 어떤 레이더가 있을까요?


KRET의 유망한 개발 중에는 비행기의 소위 "스마트"기체뿐만 아니라 항공기의 동체에 맞출 수있는 등각 AFAR가 있습니다. PAK FA를 포함한 차세대 전투기에서는 항공기 주변에서 일어나는 일에 대해 완전한 정보를 조종사에게 제공하여 통일 된 수신 전송 로케이터처럼 될 것입니다.

PAK FA 레이더 시스템은 코 구역의 투시 X- 밴드 AFAR, 두 개의 사이드 뷰 레이더 및 플랩을 따라 L- 밴드 AFAR로 구성됩니다.

현재 KRET는 PAK FA를위한 라디오 포톤 레이더 (radiophotonic radar)의 개발을 위해 노력하고있다. 우려는 2018 이전에 미래의 레이더 스테이션 모델을 만들려고한다.

광자 기술은 레이더의 기능을 확장시켜 무게를 두 배 이상 줄이고 해상도 용량을 10 배로 향상시킵니다. 라디오 광학 위상 배열 안테나를 가진 레이더는 500 킬로미터 이상의 거리에 위치한 항공기의 일종의 "X 선 사진"을 만들 수 있으며 세부적인 3 차원 이미지를 제공합니다. 이 기술을 사용하면 물체를 들여다보고 어떤 장비가 있는지, 얼마나 많은 사람들이 있는지, 심지어 얼굴을 볼 수 있습니다.
원본 출처 :
http://rostec.ru/research/tecnology/4517745
17 댓글
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  1. 내연 기관
    내연 기관 27 2 월 2016 06 : 54
    +3
    레이더의 진화 속도는 놀랍습니다. 그리고 우리 디자이너들이 지구 전체를 앞서가게되어 기쁩니다.
    1. 메라 ​​조타
      메라 ​​조타 27 2 월 2016 09 : 37
      -1
      제품 견적 : ICE
      그리고 우리 디자이너들이 지구 전체를 앞서가게되어 기쁩니다.

      당신의 결론은 무엇입니까?
      1. aiw
        aiw 27 2 월 2016 20 : 14
        0
        헤드 라이트가 장착 된 최초의 생산 항공기는 누구입니까? 전자전을 발명 한 사람은 누구이며, 현재 전자전 개발의 리더는 누구입니까? 글쎄, 라디오 포토닉스는 물론 최첨단입니다 ....
      2. 로시 야닌
        로시 야닌 27 2 월 2016 23 : 43
        0
        MO와 해군을위한 최신의 독특한 기술을 생산합니다.
  2. 댓글이 삭제되었습니다.
  3. 아 프리 카 네즈
    아 프리 카 네즈 27 2 월 2016 07 : 27
    +3
    이 기술을 사용하면 물체를 들여다보고 어떤 장비가 있는지, 얼마나 많은 사람들이 있는지, 심지어 얼굴을 볼 수 있습니다.
    당신이 이것에 대해 읽을 때, 그는 미래를 들여다 보았고 매우 기쁘게 생각합니다. 좋은 이제 6 세대 항공기가 어떻게 될지 상상하기가 어렵습니다 (레이더를 의미 함). 말 그대로 : 기다리다 보면,이 순간까지 살아남는 것만 남아 있습니다.
  4. 아론 자위
    아론 자위 27 2 월 2016 09 : 18
    + 16
    멋진 기사. 그러한 공공 교육 프로그램은 필수입니다. 그리고 나서 포럼 참가자 중 일부가 이것을 씁니다 ... 의뢰
  5. Fitter65
    Fitter65 27 2 월 2016 09 : 32
    +4
    이중 Pe-2에 배치하기로 결정했습니다.
    Pe-2는 3 인승으로 승무원은 조종사, 전방 조종석의 네비게이터, 후방에 위치한 무선 사수로 구성되어 있었지만 Pe-2를 기반으로 제작되었지만 무거운 Pe-3 전투기는 그다지 다르지 않았습니다. 여기에 Pe-3에 첫 번째 레이더가 설치되었으며 Pe-20이 그 특성에 만족하지 못하기 때문에 나중에 A-XNUMX에 레이더를 설치하기 시작했습니다. 그리고 기사를 좋아했습니다 ...
  6. 댓글이 삭제되었습니다.
  7. 산 사수
    산 사수 27 2 월 2016 09 : 39
    +2
    AFAR 안테나는 일종의 마법에 불과하며, 무선 광학 안테나는 일반적으로 이해의 한계에 있습니다. 좋은 소식은 우리의 방사 물리학이 세계적 수준에 있으며 아직 제품 품질에서 "파트너"가되지 않는다는 것입니다. PAK FA에서는 측면 스캔 안테나 (그들이 말하는 것처럼)가 피부에 내장되어 있으며 항공기는 일반적으로 원형보기를 가지고 있습니다. 슈퍼 기동성과 최신 무기와 결합하여 일반적으로 비행기가 아니라 "드래곤 천둥"입니다. 헤 게몬에게 인사드립니다.
  8. gregor6549
    gregor6549 27 2 월 2016 13 : 17
    0
    제품 견적 : afrikanez
    이 기술을 사용하면 물체를 들여다보고 어떤 장비가 있는지, 얼마나 많은 사람들이 있는지, 심지어 얼굴을 볼 수 있습니다.

    예를 들어 일반적으로 전파 전자 기기와 레이더를 가장하는 척하는 사람이 그런 헛소리를 어떻게 할 수 있습니까?
    1. aiw
      aiw 27 2 월 2016 20 : 16
      +1
      따라서 저자는 고해상도를 제공하는 것에 대해 설명하고 싶었습니다.
  9. 초코
    초코 27 2 월 2016 13 : 43
    +2
    예를 들어 탱크를 보면 내부는 아릴이지만 레이더 이미지와 인물 사진은 현실입니다. 눈에 보이는 물체를 인식하는 데 사용할 수 있습니다.
    1. gregor6549
      gregor6549 27 2 월 2016 14 : 28
      0
      네, 실험 30에서 현실이 실현되었습니다. 그러나 문제는 파장에 달려있다. 별개의 p / l 이미지를 얻으려면 밀리미터 파 대역이 필요하며 항공기 시스템에 허용되는 범위의이 범위는 좋지 않습니다. 따라서 현대 항공기 레이더는 주로 센티미터 범위입니다. 그리고이 범위에서 실시간으로 높은 수준의 해상도를 갖는 p / l 이미지를 얻는 문제의 해결은 매우 문제가됩니다.
      1. 초코
        초코 27 2 월 2016 15 : 25
        +3
        파장이 아니라 안테나 배열의 조리개에 있습니다. 레이더의 해상도를 결정하는 것은 조리개와 파장의 비율입니다. 동일한 지스타와 같은 지형의 레이더 정찰 시스템에서 조리개 합성이 측면 스캔 레이더에 사용되는 것은 우연이 아닙니다.
        1. gregor6549
          gregor6549 27 2 월 2016 15 : 37
          +2
          모든 것이 정확합니다. 합성 개구가있는 측면도의 R / L 시스템의 경우, 지형의 상세한 p / l / 이미지를 얻는 것이 가능하고 오랜 시간 동안 구현되었습니다. 그러나 우리는 항공기 레이더 전투기와 유사한 항공기에 대해 이야기하고 있습니다. 레이더 안테나의 구멍은 전방 동체의 단면적 즉, 매우 작고 센 디미터가 아무리 멋지더라도 이러한 레이더에 사용되는 파도의 범위는 매우 작습니다. 그런 레이더의 p / l / 이미지는 우리가 이야기하고있는 것이고, 누가 필요하며 누가 공중전에서 그들을 처리 할 것인가입니다. 그들은 비행기를 조종하는 동안 자동 추적 / 자동 잠금에 대한 다른 목표를 설정하고 목표물을 찾고 그 상태를 결정할 시간이 있습니다.
          1. 초코
            초코 27 2 월 2016 16 : 55
            +2
            현대 항공기는 전투뿐만 아니라 정찰, 내비게이션, 지형 매핑까지 레이더가 필요합니다. 결국 레이더가 컨 포멀이라면 (그리고 XNUMX 세대에서 우리에게 약속 할 것입니다) 조리개 합성을 통해 해당 영역의 상세보기에 대해 이러한 기능을 구현하지 않겠습니까?
          2. 날카로운
            날카로운 27 2 월 2016 23 : 49
            +1
            내가 이해하는 한, 조종사는 후속 조치에 대한 권장 사항과 함께 온보드 지적 시스템에 의해 요약 된 정보를받습니다. 이것은 더 이상 비밀이 아니며 이전 세대의 항공기에서 오랫동안 사용되었습니다. 비행 중에 수집 된보다 자세한 정보는 조종사에게 적절한 권장 사항을 생성하고 목표와 순위를 결정하는 데 도움이됩니다. 그리고 누가 충돌 전, 도중 및 후에 적에 대한 충분한 정보가 있다고 누가 말했습니까? hi
  10. xam0
    xam0 28 2 월 2016 00 : 37
    +1
    레이더 스테이션의 역사, 현재 및 미래 개발에 적합한 다소 짧지 만 유익한 기사에 대한 기사 작성자에게 감사드립니다.
    나는 그들에게 특별하지는 않지만, 평범한 것들 뒤에 무엇이 숨겨져 있는지 항상 궁금했습니다. 현대 항공기의 레이더 특성은 다른 유형을 구별합니다. 이제 많은 것이 명확 해지고 레이더의 많은 현대적 특성은 단순히 인상적입니다. 앞으로 우리 비행기에 최첨단 장비를 장착하여 적보다 한 발짝 앞서 나가기를 바랍니다. 다시 감사합니다!
    1. gregor6549
      gregor6549 28 2 월 2016 10 : 16
      0
      그리고 저는 원하고 있습니다 만, 가혹한 현실은 레이더 스테이션 측면에서 볼 때, 우리는 일반적으로 서구보다 기술 아이디어, 대개는 그 구현에 앞선다는 것입니다. 그리고 무엇보다도, 요소 기반의 개발과 생산에서 일정한 지연으로 인해. 그리고 그것 없이는 가장 아름다운 아이디어를 실현할 수 없습니다. 물론 불가능한 트릭으로 인해 국내 설계자는 전체 치수를 제외하고 웨스턴 대응 레이더의 기본 성능 특성을 제공 할 수 있었지만 연료 보유량을 줄이고 탄약 재고를 줄임으로써 지불해야했습니다. 그리고 접지 시스템에서 요소 기본 문제가 해결 된 경우 간단히 말해서 (예를 들어, 한 쌍의 3 개의 추가 모바일 유닛을 시스템에 도입하면, 예를 들어, 트레일러에 전투기를 부착 할 수 없습니다.