Аналіз стійкості автосупроводження високоманеврених повітряних об'єктів радіотехнічними слідкуючими системами багатоканальної РЛС

Abstract

Багатоканальні радіолокаційні станції (РЛС) з фазованими антенними решітками (ФАР) широко застосовуються для супроводження повітряних об’єктів. Використання ФАР у комбінації з цифровою обчислювальною технікою дозволяє керувати діаграмою спрямованості (ДС) РЛС і супроводжувати декілька цілей в режимі розподілу часу. Супроводження повітряних цілей в багатоканальній РЛС забезпечується підсистемами визначення дальності, радіальної швидкості та кутових координат, в більшості випадків, без адаптації до характеристик зовнішніх впливів. Так, при супроводженні високоманеврених повітряних цілей, до яких відносяться, в першу чергу, винищувачі 5-го і так званого 4++-го поколінь, відбувається суттєве зниження точності і стійкості супроводження відносно ділянки відсутності маневрування, яка буває досить тривалою. У разі налаштування алгоритмів слідкуючих систем на низьку інтенсивність або відсутність маневрування, надто суттєве зростання помилки супроводження літального апарату на ділянці здійснення маневру призведе до зриву автосупроводження за рахунок значної динамічної складової помилки. В даній публікації проведено аналіз точності автосупроводження маневруючих цілей підсистемами дальності, радіальної швидкості та кутових координат з фіксованими параметрами у разі, коли налаштування параметрів алгоритмів слідкуючих систем співпадають з характеристиками зовнішніх впливів. Досліджено вплив параметрів моделі спостережень, стохастичної моделі руху цілі з експоненціально корельованими значеннями прискорення цілі, а також періоду вимірювання координат на потенційну точність автосупроводження радіотехнічними слідкуючими системи багатоканальної РЛС. Для оцінки стійкості автосупроводження запропоновано використання еквівалентного розміру апертури дискримінаційної характеристики. Проведено оцінку впливу параметрів стохастичної моделі руху цілі, моделі спостережень та періоду вимірювання координат на стійкість автосупроводження за дальністю, радіальною швидкістю та кутовими координатами. Виявлено, що “слабким місцем” є система автосупроводження за радіальною швидкістю. В результаті проведених досліджень з’являється можливість подальшої оцінки доцільності адаптації до маневрених характеристик цілей та надання рекомендацій щодо вибору періоду вимірювання координат.

Multichannel tracking radars with phased antenna arrays are widely used to track air targets. The use of a phased array in combination with digital computing technology allows to control the radar radiation pattern and track several targets in the time distribution mode. Air target tracking in a multichannel radar is provided by subsystems for measuring range, radial velocity and angular coordinates, in most cases, without adaptation to the external influence characteristics. When tracking supermaneuverable air targets, such as 5th and so-called 4++ generation fighters, there is a decrease in the accuracy and stability of tracking relative to the area without maneuver. If the tracking system algorithms are tuned to a low intensity of maneuvering or its absence, a significant increase in the error of tracking the aircraft in the maneuvering section will lead to disruption of auto tracking due to a significant dynamic component of the error. The stability of auto-tracking of maneuvering targets by subsystems of range, radial velocity, and angular coordinates with fixed parameters for the case when the setting of the parameters of the tracking system algorithms coincide with the characteristics of the external influe nce is analyzes in the paper. The influence of the observation model parameters, the stochastic model of the target movement with exponentially correlated values of the target acceleration, and the measurement period of the target coordinates on the potent ial tracking accuracy by radio technical tracking systems of the multichannel radar is investigated. To assess the stability of auto-tracking, it is proposed to use the equivalent aperture size of the discriminating characteristic. The influence of the parameters of the target movement stochastic model, the observation model, and the measurement period of the target coordinates on the stability of auto-tracking in terms of range, radial velocity, and angular coordinates is estimated. It is shown that the "weak link" is the radial velocity tracking system. As a result of the research carried out, it becomes possible to further assess the feasibility of adapting the auto-tracking systems to the target maneuvering characteristics and to develop recommendations for choosing the measurement period of the target coordinates.