Режим отслеживания с одновременным сканированием ( TWS ) — это режим работы радара , в котором радар выделяет часть своей мощности на отслеживание цели или целей (до сорока с современным радаром), в то время как часть своей мощности выделяется на сканирование. [1] Он похож на режим поиска с одновременным сканированием (RWS), поиска на большом расстоянии (LRS), режима воздушного боя (ACM), поиска с определением скорости и дальности (VSR) и комбинированного режима радара (CRM), но функционирует по-другому. В режиме отслеживания с одновременным сканированием радар имеет возможность захватывать и блокировать/отслеживать несколько целей, одновременно обеспечивая обзор окружающего воздушного пространства, что, в свою очередь, помогает пилоту и/или оператору поддерживать лучшую ситуационную осведомленность . [2]
Ранние бортовые радиолокационные системы обычно работали исключительно как системы слежения, при этом выделенный оператор радара вручную «настраивал» систему для обнаружения целей в относительно узком поле зрения перед самолетом. Зону поиска можно было перемещать с помощью различных методов, как правило, с помощью фазового сдвига или переключения лепестков на низкочастотных системах, для которых требовались большие антенны, или путем перемещения антенны радара на микроволновых радиолокаторах. Бои начинались с того, что наземные диспетчеры направляли самолет в общую область цели с помощью голосовых команд пилоту, и как только самолет попадал в зону действия, его собственный радар захватывал цель для конечного захода на посадку, когда оператор радара давал голосовые команды пилоту. Не было никакого реального различия между поиском цели и ее отслеживанием.
Наземные радары, такие как SCR-584, автоматизировали этот процесс на ранней стадии своей эволюции. В режиме поиска SCR-584 вращал свою антенну на 360 градусов, и любые возвраты наносились на индикатор положения в плане (PPI). Это давало операторам указание на любые цели в пределах его диапазона обнаружения ~25 миль и их направление относительно радарного фургона. Когда один из возвратов считался интересным, радар переключался в режим отслеживания и «захватывался». С этого момента он автоматически удерживал свою антенну направленной на цель, выдавая точную информацию о направлении, высоте и дальности на дисплей B-Scope . Нагрузка на оператора значительно снижалась.
Достижения в области электроники означали, что это был лишь вопрос времени, когда автоматизированные радары, такие как SCR-584, можно будет уменьшить в размерах и весе настолько, чтобы поместить в самолет. Они начали появляться в конце 1950-х годов и оставались распространенными до 1980-х годов.
Введение полуактивных радиолокационных самонаводящихся ракет сделало концепцию захвата особенно важной. Эти ракеты используют собственный радар запускающего самолета для «окрашивания» цели радиолокационным сигналом, ракета слушает сигнал, отраженный от цели, чтобы навестись на нее. Для этого требуется, чтобы радар был захвачен, чтобы обеспечить устойчивый сигнал наведения. Недостаток заключается в том, что как только радар настроен на отслеживание одной цели, оператор теряет информацию о любых других целях. Это проблема, которую призвано решить отслеживание во время сканирования.
В традиционных радиолокационных системах дисплей является чисто электрическим; сигналы с антенны радара усиливаются и отправляются непосредственно на осциллограф для отображения. Существует однозначное соответствие между «вспышками» на дисплее и радиосигналом, принимаемым с антенны. Когда антенна не направлена в определенном направлении, сигнал от любых целей в этом направлении просто исчезает. Чтобы улучшить способность оператора читать дисплей, осциллографы обычно использовали медленно выцветающий фосфор как грубую форму «памяти».
Радары с отслеживанием во время сканирования стали возможны с введением двух новых технологий: радаров с фазированной решеткой и устройств компьютерной памяти. Антенны с фазированной решеткой стали практичными с введением настраиваемых мощных когерентных радиочастотных генераторов в 1960-х годах. Слегка сдвигая фазу между серией антенн, полученный аддитивный сигнал можно направлять и фокусировать электронным способом. Гораздо более важным для развития TWS было развитие цифровых компьютеров и связанных с ними запоминающих устройств, что позволило запоминать данные радара от сканирования к сканированию.
Радары TWS отключают дисплей от антенны, отправляя сигналы на компьютер вместо дисплея. Компьютер интерпретирует сигнал и создает «файл трека» для всего, что обычно вызывало бы всплеск. В следующий раз, когда радар возвращается в эту область, любые возвраты коррелируются с исходной записью, и файл трека обновляется или отбрасывается по мере необходимости. Вторая система непрерывно считывает данные в файлах трека из памяти и отображает их на радаре в виде серии аннотированных значков. В отличие от режима прямого слежения, радары TWS должны решать дополнительную проблему распознавания того, определяет ли каждая дискриминация/обнаружение цели новую цель или принадлежит уже отслеживаемым целям. [3]
При известном местоположении целей, даже когда антенна радара не направлена на них, радары TWS могут вернуться в ту же область неба при следующем сканировании и направить дополнительную энергию в сторону цели. Таким образом, несмотря на то, что радар не постоянно рисует цель, как это было бы при традиционном захвате, в этом направлении посылается достаточно энергии, чтобы позволить ракете отслеживать ее. Фазированная антенная решетка помогает здесь, позволяя сигналу быть сфокусированным на цели, когда антенна находится в этом направлении, без необходимости направлять ее непосредственно на цель. Это означает, что цель может быть окрашена в течение более длительного периода времени, когда антенна находится в том же общем направлении. Усовершенствованные радары с фазированной решеткой делают это еще проще, позволяя сигналу постоянно направляться на цель.
Однако первый в истории действующий радар слежения за целью не был ни пассивным радаром с электронным сканированием , ни активным радаром с электронным сканированием . На самом деле это был советский радар наведения, обнаружения и сопровождения ракет, известный как Б-200 [4] , впервые разработанный в 1953 году КБ-1 (сегодня известное как НПО «Алмаз» ), как часть многоканальной стационарной зенитной ракетной системы, обозначенной как С-25 ( Система-25 , первоначальное название Беркут - Золотой орел , на английском языке) или SA-1 Guild (по обозначению НАТО ), которая была предназначена исключительно для защиты от возможного массированного воздушного налета на Москву и особенно Кремль со стороны дальних стратегических бомбардировщиков ВВС США [5] (особенно таких, как B-47 и позднее B-52 , способных совершать стратосферные полеты, что делало их полностью неуязвимыми для обычных зенитных орудий).
Поскольку С-25 также проектировалась как первая в истории многоканальная ракетная система (первая, способная поражать несколько целей одновременно — до двадцати целей одной батареей, каждая из которых имела до трех ракет), [6] ей требовался соответствующий радар, способный выполнить такую сложную задачу, что в конечном итоге привело к созданию В-200 как самого первого радара управления огнем , предназначенного для многократного наведения ракет на несколько различных воздушных целей, что обеспечивалось именно его способностью к синхронному наведению.
Вместо использования более поздних фазированных антенных решеток и многопроцессорных цифровых компьютеров (оба еще не существовали в то время), способность TWS в B-200 была фактически достигнута альтернативным методом, то есть так называемым подходом «грубого использования силы» (B-200 отличался массивной и очень громоздкой электроникой [7], включающей множество аналоговых компьютеров вместе с собственным источником питания в виде тяжелых генераторов , регуляторов, стабилизаторов и вентиляторов, все из которых были размещены внутри относительно большого бетонного бункера). СССР создал 56 таких радиолокационных станций между 1954 и 1956 годами (столько же, сколько было станций ракет С-25) в двух больших концентрических кольцах вокруг Москвы, которые представляли собой две линии противовоздушной обороны, каждая из которых имела несколько станций С-25 (34 из них были расположены на внешнем и оставшиеся 22 на внутреннем кольце). [8]
B-200 был 3D , UHF , S/E-диапазонным радаром, который имел инструментальную дальность обнаружения 150 км и способность отслеживать до 30 различных целей одновременно (по 20 из них он также мог запускать ракеты S-25), при этом продолжая сканировать новые цели. [9] Это был первый радар в мире, способный на такие функции, которые будут впервые превзойдены, хотя и полвека спустя, современной российской системой S-400 (чья РЛС управления огнем 92Н2 может поражать до 80 различных целей одновременно, каждая двумя ракетами). B-200 также отличался очень уникальным и передовым дизайном для своего времени, а также необычным режимом работы; Состоящая из двух симметричных антенн (одна предназначалась для азимутального, а другая для вертикального наблюдения), каждая из которых имела два шестиугольных ромбовидных диска (каждый высотой до 10 метров), оба из которых вращались вокруг своих осей (как пропеллер или ветряная мельница ) во взаимно противоположных направлениях и со скоростью до 50 оборотов в минуту, что позволяло им сканировать цели. [10] B-200 вместе с S-25 служили главной линией обороны Москвы от возможных воздушных налетов в течение почти 30 лет (1955-1982), пока позже не были превзойдены самоходной ракетной системой дальнего радиуса действия S-300 [11] (ныне S-400), в основном из-за полной неподвижности всей системы S-25.
Несмотря на то, что B-200 не относится к категории современных РЛС с фазированной антенной решеткой, он, тем не менее, считается первым в истории современным радаром управления огнем (предназначенным для наведения ракет), поскольку большинство современных радаров этого типа обладают возможностями TWS.
С западной стороны первым действующим радаром TWS был морской радар Королевского флота (RN) Type 984 , который впервые появился на три года позже советского наземного радара B-200 (в 1956 году), и было изготовлено всего три таких радара (для трех авианосцев Королевского флота - HMS Eagle , Hermes и Victorious ). Кроме того, Type 984 не был радаром управления огнем и, таким образом, не был предназначен для наведения ракет, а был радаром, предназначенным для наземного перехвата , а также радаром раннего предупреждения , из-за чего также требовалась возможность TWS. Это был первый западный радар, который обладал способностью поражать самолеты по нескольким воздушным целям, одновременно сканируя новые. Type 984 также был первым в истории морским радаром TWS.
В Соединенных Штатах первоначальной системой радиолокационного слежения была система полуавтоматического наземного наблюдения (SAGE), разработанная для ВВС США в 1958 году. SAGE требовала огромных компьютеров для разработки и поддержания траекторий для десятков самолетов. Ранние бортовые радары TWS обычно отслеживали только одну цель во время сканирования. Первоначальным бортовым комплексом TWS был Hughes Aircraft AN/ASG-18 XF -108 Rapier , который мог отслеживать одну цель. Westinghouse AN/APQ-81 для F6D Missileer был более продвинутым, отслеживая до восьми целей, но требовал своего оператора.
Только с появлением цифровых компьютеров , и особенно микропроцессоров , TWS в бортовых приложениях стали практичными. Развитие TWS в целом следовало за развитием микропроцессоров, которые в конечном итоге их приводили в действие; AN/AWG-9 истребителя F-14 Tomcat использовал Intel 8080 и мог отслеживать 24 цели.
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )