В.И. Порсев1, С.А. Топчиев2

1 АО «ВНИИРТ» (Москва, Россия)

2 ПАО «Радиофизика» (Москва, Россия)

1 Porsevvaleriy1944@gmail.com

Постановка проблемы. Многофункциональная радиолокационная станция (РЛС) с фазированной антенной решеткой (ФАР) может одновременно выполнять несколько различных функций с высокой эффективностью при одновременном обслуживании большого числа целей. К основным задачам, решаемым многофункциональной РЛС, относятся поиск и обнаружение целей на требуемых рубежах за ограниченный интервал времени. При реализации основных радиолокационных функций МРЛС наращивание энергетического потенциала имеет определенные пределы, поэтому возникает проблема оптимального распределения ограниченного энергетического ресурса в процедуре поиска и обнаружения целей многофункциональной РЛС с ФАР. Эффективность поиска зависит от способа его реализации. Наиболее перспективным, с точки зрения рационального распределения энергии, является учет априорной информации о положении целей в пространстве и адаптивный поиск, базирующийся на информации, формируемой в процессе функционирования самой РЛС.

Цель. Получить преобразованное применительно к многофункциональной РЛС с ФАР в режиме обзора основное уравнение радиолокации для расчета основных характеристик и рассмотреть применение прогрессивных процедур оптимизации пространственного распределения энергии для обзора.

Результаты. Для многофункциональной РЛС с ФАР получено соотношение, определяющее зависимость дальности обнаружения цели не только от параметров РЛС (средней мощности передатчика и эффективной площади антенны на прием) и размера сектора поиска, но и от доли общей энергии, расходуемой на обзор заданного сектора поиска за конечный интервал времени (цикл обзора) с учетом временны́х затрат на сопровождение целей. Показано, что применение оптимального распределения энергетического ресурса по сравнению с равномерным дает выигрыш по затрачиваемой энергии в процедуре поиска целей за счет использования информации априорного распределения целей в зоне поиска, а также за счет использования адаптивных процедур обнаружения с оптимизацией поиска целей по информации, формируемой самой РЛС (адаптивной двухэтапной процедуры обнаружения, усовершенствованной двухэтапной процедуры обзора зоны поиска, способа адаптивного обзора зоны действия РЛС).

Практическая значимость. Представленные результаты могут быть использованы для анализа и расчета основных характеристик многофункциональной РЛС с ФАР, а также при разработке алгоритмов распределения энергетических ресурсов при поиске и обнаружении целей.

Порсев В.И., Топчиев С.А. Оптимизация распределения энергетического ресурса многофункциональной РЛС с ФАР при поиске целей // Радиотехника. 2025. Т. 89. № 10. С. 5-16. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202510-01

1. Кузьмин С.З. Цифровая радиолокация. К.: Изд-во КВЩ. 2000. 428 с.
2. Перов В.П. Оптимальное распределение энергии при многократном обследовании заданной области // Известия Академии наук. Энергетика и автоматика. 1962. № 6. С. 82-95.
3. Кузнецов И.Н.  Вопросы радиолокационного поиска // Радиотехника и электроника. 1964. Т. 9. № 2. С. 187-200.
4. Кобзарев Ю.Б., Башаринов А.Е. Об эффективности алгоритмов поиска, основанных на методе пробных шагов, управляемой длительности // Радиотехника и электроника. 1961. Т. 6. № 9. С. 1414-1419.
5. Бакут П.А., Жулина Ю.В., Иванчук Н.А. Обнаружение движущихся объектов / Под ред. П.А. Бакута. М.: Советское радио. 1980. 227 с.
6. Кузьмин С.З. Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации. М.: Радио и связь. 1986. 352 с.
7. Шишов Ю.А., Ворошилов В.А. Многоканальная радиолокация с временным разделением каналов.  М.: Радио и связь. 1987. 144 с.
8. Муранов А.С. Оптимальное распределение энергоресурса при обнаружении сигналов в условиях коррелированных помех // Известия вузов. Сер. Радиоэлектроника. 1989. Т. 32. № 4. С. 74-79.
9. Симаранов С.Ю. Адаптивное управление параметрами режима сопровождения в многоканальных информационных системах // Техническая кибернетика. 1989. № 2. С. 121-124.
10. Смирнов О.Л., Кадубенко С.В., Коваленко А.Н., Филоненко С.Е. Критерий качества управления энергетическими ресурсами многофункциональной РЛС в режиме сопровождения // Сб. науч. трудов ХВУ. Х. 1996. Вып. 2.4.3. С. 56-59.
11. Пискунов С.Н., Смирнов О.Л., Решетник В.М., Титова Е.В. Оптимальное распределение энергоресурсов многофункциональной РЛС между функциональными режимами // Автоматизированные системы управления и приборы автоматики. Х.: ХГТУРЭ. 1998. Вып. 107. С. 42-45.
12. Пискунов С.Н., Решетник В.М., Филоненко С.Е., Титова Е.В. Оптимизация процесса управления наблюдениями при обнаружении воздушных целей в многофункциональной радиолокационной станции // Радиоэлектроника и информатика. Х.: ХГТУРЭ. 1998. № 1. С. 82-84.
13. Геращенко С.В., Кузнецов И.В. Адаптивное распределение энергетического ресурса многофункциональной радиолокационной станции при регулярном поиске целей в условиях стационарной помеховой обстановки // Материалы ХХХ ВНК ВУ ПВО. Тверь: ВУ ПВО. 2001.
14. Золотарев М.М., Прусаков А.В., Толкачев А.А., Топчиев С.А., Фарбер В.Е. Вопросы создания информационной структуры многофункциональных РЛС с ФАР // Радиотехника. Т. 70. 2006. № 4. С. 16-23.
15. Геращенко С.В., Прядко А.Н., Шевчук В.И. Метод оптимизации распределения энергетического ресурса РЛС с ФАР при поиске и обнаружении целей в условиях нестационарной помеховой обстановки // Радиотехника. 2008. Т. 72. № 7. С. 81-84.
16. Порсев В.И., Топчиев С.А. Адаптивная двухэтапная процедура обнаружения целей // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 3. С. 5-16. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202303-01.
17. Порсев В.И., Топчиев С.А., Левитан Б.А., Зайцев В.Е. Пропускная способность РЛС с фазированной антенной решеткой // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 4. С. 34-44. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202404-03.
18. Справочник по радиолокации: Пер. с англ. / Под ред. М. Сколника. Т. 1. М.: Советское радио. 1976. 456 с.
19. Ильин В.А., Поздняк Э.Г. Основы математического анализа. М.: Физматлит. 2005. 648 с.
20. Патент № 2701377 (РФ). Способ адаптивного обзора зоны действия импульсной радиолокационной станции с фазированной антенной решеткой. / Вавилов М.В. Опубл. 26.09.2019. Бюл. № 27.