Радар с параболической антенной

Радиолокационная станция (РЛС), рада́р (англ. radar от radio detection and ranging - радиообнаружение и измерение дальности) - система для обнаружения воздушных, морских и наземных объектов, а также для определения их дальности, скорости и геометрических параметров. Использует метод радиолокации , основанный на излучении радиоволн и регистрации их отражений от объектов. Английский термин появился в 1941 году как звуковая аббревиатура (англ. RADAR) , впоследствии перейдя в разряд самостоятельного слова .

История

В ходе операции «Брюневаль» , проведённой английскими коммандос в феврале 1942 на побережье Франции в провинции Приморская Сена (Верхняя Нормандия), тайна немецких радаров была раскрыта. Для глушения радаров союзники применили передатчики, излучающие помеху в определённой полосе частот при средней частоте 560 мегагерц. Сначала такими передатчиками оснащали бомбардировщики . Когда немецкие летчики научились вести истребители на сигналы помех, словно на радиомаяки, вдоль южного побережья Англии расположили громадные американские передатчики «Туба» (Project Tuba ), разработанные в радиолаборатории Гарвардского университета . От их мощных сигналов истребители немцев «слепли» в Европе, а бомбардировщики союзников, избавившись от преследователей, спокойно летели к дому через Ла-Манш.

В СССР

В Советском Союзе осознание необходимости средств обнаружения авиации, свободных от недостатков звукового и оптического наблюдения, привело к разворачиванию исследований в области радиолокации. Идея, предложенная молодым артиллеристом Павлом Ощепковым , получила одобрение высшего командования: наркома обороны СССР К. Е. Ворошилова и его заместителя - М. Н. Тухачевского .

В 1946 году американские специалисты - Реймонд и Хачертон написали: «Советские учёные успешно разработали теорию радара за несколько лет до того, как радар был изобретён в Англии» .

Большое внимание в системе ПВО уделяется решению проблемы своевременного обнаружения низколетящих воздушных целей (англ. ) .

Классификация

По сфере применения различают:

• военные РЛС;
• гражданские РЛС.

По назначению:

• РЛС обнаружения;
• РЛС управления и слежения;
• панорамные РЛС;
• РЛС бокового обзора;
• РЛС следования рельефу местности (terrain-following radar)
• метеорологические РЛС;
• РЛС целеуказания;
• РЛС обзора обстановки.

По характеру носителя:

• береговые РЛС;
• морские РЛС;
• бортовые РЛС;
• мобильные РЛС.

По характеру принимаемого сигнала:

По методу действия:

• надгоризонтный радиолокатор;

По диапазону волн:

• метровые;
• дециметровые;
• сантиметровые;
• миллиметровые.

Первичный радиолокатор

Первичный (с пассивным ответом) радиолокатор, в основном, служит для обнаружения целей, облучая их электромагнитной волной и затем принимая отражения (эхо) от цели. Поскольку скорость электромагнитных волн постоянна (скорость света), становится возможным определить расстояние до цели, основываясь на измерении различных параметров при распространении сигнала.

В основе устройства радиолокационной станции лежат три компонента: передатчик , антенна и приёмник .

Передатчик (передающее устройство) является источником электромагнитного сигнала. Он может представлять собой мощный импульсный генератор . Для импульсных РЛС сантиметрового диапазона - обычно магнетрон или импульсный генератор, работающий по схеме: задающий генератор - мощный усилитель, использующий в качестве генератора чаще всего лампу бегущей волны (ЛБВ), а для РЛС метрового диапазона часто используют триодную лампу. РЛС, которые используют магнетроны, некогерентны или псевдо-когерентны, в отличие от РЛС на основе ЛБВ. В зависимости от способа измерения дальности, передатчик работает либо в импульсном режиме, формируя повторяющиеся короткие мощные электромагнитные импульсы, либо излучает непрерывный электромагнитный сигнал.

Антенна выполняет излучение сигнала передатчика в заданном направлении и приём отражённого от цели сигнала. В зависимости от реализации приём отражённого сигнала может осуществляться либо той же самой антенной, либо другой, которая иногда может располагаться на значительном расстоянии от передающей. В случае, если передача и приём совмещены в одной антенне, эти два действия выполняются поочерёдно, а чтобы мощный сигнал передатчика не просачивался в приёмник, перед приёмником размещают специальное устройство, закрывающее вход приёмника в момент излучения зондирующего сигнала.

Приёмник (приёмное устройство) выполняет усиление и обработку принятого сигнала. В самом простом случае результирующий сигнал подаётся на лучевую трубку (экран), которая показывает изображение, синхронизированное с движением антенны.

Различные РЛС основаны на различных методах измерения параметров отражённого сигнала.

Частотный метод

Частотный метод измерения дальности основан на использовании частотной модуляции излучаемых непрерывных сигналов. В классической реализации данного метода (ЛЧМ) за полупериод частота меняется по линейному закону от f1 до f2. Из-за запаздывания при распространении сигнала разница частот излучаемого и принимаемого сигналов прямо пропорциональна времени распространения. Измеряя ее и зная параметры излучаемого сигнала, можно опреелить дальность до цели.

Достоинства:

• позволяет измерять очень малые дальности;
• используется маломощный передатчик.

Недостатки:

• необходимо использование двух антенн;
• ухудшение чувствительности приёмника вследствие просачивания через антенну в приемный тракт излучения передатчика, подверженного случайным изменениям;
• высокие требования к линейности изменения частоты.

Фазовый метод

Фазовый (когерентный) метод радиолокации основан на выделении и анализе разности фаз отправленного и отражённого сигналов, которая возникает из-за эффекта Доплера , когда сигнал отражается от движущегося объекта. При этом передающее устройство может работать как непрерывно, так и в импульсном режиме. Основным преимуществом данного метода является то, что он «позволяет наблюдать только движущиеся объекты, а это исключает помехи от неподвижных предметов, расположенных между приёмной аппаратурой и целью или за ней» .

Так как при этом используются ультракороткие волны, то однозначный диапазон измерения дальности составляет порядка единиц метра. Поэтому на практике используют более сложные схемы, в которых присутствует две и больше частот.

Достоинства:

• маломощное излучение, так как генерируются незатухающие колебания;
• точность не зависит от доплеровского сдвига частоты отражения;
• достаточно простое устройство.

Недостатки:

• отсутствие разрешения по дальности;
• ухудшение чувствительности приёмника вследствие проникновения через антенну в приёмный тракт излучения передатчика, подверженного случайным изменениям.

Импульсный метод

Современные радары сопровождения построены как импульсные радары. Импульсный радар передаёт излучающий сигнал только в течение очень краткого времени, коротким импульсом (обычно приблизительно микросекунда), после чего переходит в режим приёма и слушает эхо, отражённое от цели, в то время как излучённый импульс распространяется в пространстве.

Поскольку импульс уходит далеко от радара с постоянной скоростью, между временем, прошедшим с момента посылки импульса до момента получения эхо-ответа, и расстоянием до цели - прямая зависимость. Следующий импульс можно послать только через некоторое время, а именно после того, как импульс придёт обратно (это зависит от дальности обнаружения радара, мощности передатчика, усиления антенны, чувствительности приёмника). Если импульс посылать раньше, то эхо предыдущего импульса от отдалённой цели может быть спутано с эхом второго импульса от близкой цели. Промежуток времени между импульсами называют интервалом повторения импульса (англ. Pulse Repetition Interval, PRI ), обратная к нему величина - важный параметр, который называют частотой повторения импульса (ЧПИ, англ. Pulse Repetition Frequency, PRF ). Радары низкой частоты дальнего обзора обычно имеют интервал повторения в несколько сотен импульсов в секунду. Частота повторения импульсов является одним из отличительных признаков, по которым возможно дистанционное определение модели РЛС.

Достоинства импульсного метода измерения дальности:

• возможность построения РЛС с одной антенной;
• простота индикаторного устройства;
• удобство измерения дальности нескольких целей;
• простота излучаемых импульсов, длящихся очень малое время, и принимаемых сигналов.

Недостатки:

• необходимость использования больших импульсных мощностей передатчика;
• невозможность измерения малых дальностей;
• большая мёртвая зона.

Устранение пассивных помех

Одной из основных проблем импульсных РЛС является избавление от сигнала, отражающегося от неподвижных объектов: земной поверхности, высоких холмов и т. п. Если, к примеру, самолёт находится на фоне высокого холма, отражённый сигнал от этого холма полностью перекроет сигнал от самолёта. Для наземных РЛС эта проблема проявляется при работе с низколетящими объектами. Для бортовых импульсных РЛС она выражается в том, что отражение от земной поверхности затеняет все объекты, лежащие ниже самолёта с радиолокатором.

Методы устранения помех используют, так или иначе, эффект Доплера (частота волны, отражённой от приближающегося объекта, увеличивается, от уходящего объекта - уменьшается).

Самый простой радар, который может обнаружить цель в помехах - радар с селекцией движущихся целей (СДЦ) - импульсный радар, который сравнивает отражения более чем от двух или больше интервалов повторения импульса. Любая цель, которая движется относительно радара, производит изменение в параметре сигнала (стадия в последовательном СДЦ), тогда как помехи остаются неизменными. Устранение помех происходит путём вычитания отражений из двух последовательных интервалов. На практике устранение помех может быть осуществлено в специальных устройствах - черезпериодных компенсаторах или алгоритмами в программном обеспечении.

Неустранимым недостатком СДЦ, работающих с постоянной ЧПИ, является невозможность обнаружения целей со специфическими круговыми скоростями (целей, которые производят изменения фаз точно в 360 градусов). Скорость, при которой цель становится невидимой для радиолокатора, зависит от рабочей частоты станции и от ЧПИ. Для устранения недостатка современные СДЦ излучают несколько импульсов с различными ЧПИ. ЧПИ подбираются такими образом, чтобы число «невидимых» скоростей было минимальным.

Импульсно-доплеровские РЛС , в отличие от РЛС с СДЦ, используют другой, более сложный способ избавления от помех. Принятый сигнал, содержащий информацию о целях и помехах, передаётся на вход блока фильтров Доплера. Каждый из фильтров пропускает сигнал определённой частоты. На выходе из фильтров вычисляются производные от сигналов. Способ помогает находить цели с заданными скоростями, может быть реализован аппаратно или программно, не позволяет (без модификаций) определить расстояния до целей. Для определения расстояний до целей можно разделить интервал повторения импульса на отрезки (называемые отрезками дальности) и подавать сигнал на вход блока фильтров Доплера в течение данного отрезка дальности. Вычислить расстояние удаётся только при многократных повторениях импульсов на разных частотах (цель появляется на различных отрезках дальности при разных ЧПИ).

Важное свойство импульсно-доплеровских РЛС - когерентность сигнала, фазовая зависимость отправленных и полученных (отражённых) сигналов.

Импульсно-доплеровские РЛС, в отличие от РЛС с СДЦ, успешнее обнаруживают низколетящие цели. На современных истребителях эти РЛС используются для воздушного перехвата и управления огнём (радары AN/APG-63, 65, 66, 67 и 70). Современные реализации в основном программные: сигнал оцифровывается и отдаётся на обработку отдельному процессору . Часто цифровой сигнал преобразуется в форму, удобную для других алгоритмов, с помощью быстрого преобразования Фурье . Использование программной реализации по сравнению с аппаратной имеет ряд преимуществ:

• возможность выбора алгоритмов из числа доступных;
• возможность изменения параметров алгоритмов;
• возможность добавления/изменения алгоритмов (путём смены прошивки).

Перечисленные достоинства наряду с возможностью хранения данных в ПЗУ) позволяют, в случае необходимости, быстро приспособиться к технике глушения противника.

Устранение активных помех

Наиболее эффективным методом борьбы с активными помехами является использование в РЛС цифровой антенной решётки , позволяющей формировать провалы в диаграмме направленности в направлениях на постановщики помех. . .

Вторичный радиолокатор

Вторичная радиолокация используется в авиации для опознавания. Основная особенность - использование активного ответчика на самолётах.

Принцип действия вторичного радиолокатора несколько отличается от принципа первичного радиолокатора. В основе устройства Вторичной радиолокационной станции лежат компоненты: передатчик , антенна , генераторы азимутальных меток, приёмник , сигнальный процессор , индикатор и самолётный ответчик с антенной .

Передатчик служит для формирования импульсов запроса в антенне на частоте 1030 МГц.

Антенна служит для излучения импульсов запроса и приёма отражённого сигнала. По стандартам ICAO для вторичной радиолокации антенна излучает на частоте 1030 МГц и принимает на частоте 1090 МГц.

Генераторы азимутальных меток служат для генерации азимутальных меток (англ. Azimuth Change Pulse, ACP ) и метки Севера (англ. Azimuth Reference Pulse, ARP ). За один оборот антенны РЛС генерируется 4096 малых азимутальных меток (для старых систем) или 16384 улучшенных малых азимутальных меток (англ. Improved Azimuth Change pulse, IACP - для новых систем), а также одна метка Севера. Метка севера приходит с генератора азимутальных меток при таком положении антенны, когда она направлена на Север, а малые азимутальные метки служат для отсчёта угла разворота антенны.

Приёмник служит для приёма импульсов на частоте 1090 МГц.

Сигнальный процессор служит для обработки принятых сигналов.

Индикатор служит для отображения обработанной информации.

Самолётный ответчик с антенной служит для передачи содержащего дополнительную информацию импульсного радиосигнала обратно в сторону РЛС по запросу.

Принцип действия вторичного радиолокатора заключается в использовании энергии самолётного ответчика для определения положения воздушного судна. РЛС облучает окружающее пространства запросными импульсами P1 и P3, а также импульсом подавления P2 на частоте 1030 МГц. Оборудованные ответчиками воздушные суда, находящиеся в зоне действия луча запроса, при получении запросных импульсов, если действует условие P1,P3>P2, отвечают запросившей РЛС серией кодированных импульсов на частоте 1090 МГц, в которых содержится дополнительная информация о номере борта, высоте и так далее. Ответ самолётного ответчика зависит от режима запроса РЛС, а режим запроса определяется интервалом времени между запросными импульсами P1 и P3, например, в режиме запроса А (mode A) интервал времени между запросными импульсами станции P1 и P3 равен 8 микросекундам и при получении такого запроса ответчик воздушного судна кодирует в импульсах ответа свой номер борта.

В режиме запроса C (mode C) интервал времени между запросными импульсами станции равен 21 микросекунде и при получении такого запроса ответчик воздушного судна кодирует в импульсах ответа свою высоту. Также РЛС может посылать запрос в смешанном режиме, например, Режим А, Режим С, Режим А, Режим С. Азимут воздушного судна определяется углом поворота антенны, который, в свою очередь, определяется путём подсчёта малых азимутальных меток .

Дальность определяется по задержке пришедшего ответа. Если воздушное судно находится в зоне действия боковых лепестков, а не основного луча, или находится сзади антенны, то ответчик воздушного судна при получении запроса от РЛС получит на своём входе условие, что импульсы P1,P3

Принятый от ответчика сигнал обрабатывается приёмником РЛС, затем поступает на сигнальный процессор, который проводит обработку сигналов и выдачу информации конечному потребителю и (или) на контрольный индикатор.

Плюсы вторичной РЛС:

• более высокая точность;
• дополнительная информация о воздушном судне (номер борта, высота);
• малая по сравнению с первичными РЛС мощность излучения;
• большая дальность обнаружения.

Диапазоны РЛС

Обозначение / ITU	Этимология	Частоты	Длина волны	Примечания
HF	англ. high frequency	3-30 МГц	10-100 м	Радары береговой охраны, «загоризонтные» РЛС
P	англ. previous	< 300 МГц	> 1 м	Использовался в первых радарах
VHF	англ. very high frequency	50-330 МГц	0,9-6 м	Обнаружение на больших дальностях, исследования Земли
UHF	англ. ultra high frequency	300-1000 МГц	0,3-1 м	Обнаружение на больших дальностях (например, артиллерийского обстрела), исследования лесов, поверхности Земли
L	англ. Long	1-2 ГГц	15-30 см	наблюдение и контроль над воздушным движением
S	англ. Short	2-4 ГГц	7,5-15 см	управление воздушным движением, метеорология, морские радары
C	англ. Compromise	4-8 ГГц	3,75-7,5 см	метеорология, спутниковое вещание, промежуточный диапазон между X и S
X		8-12 ГГц	2,5-3,75 см	управление оружием, наведение ракет, морские радары, погода, картографирование среднего разрешения; в США диапазон 10,525 ГГц ± 25 МГц используется в РЛС аэропортов
K u	англ. under K	12-18 ГГц	1,67-2,5 см	картографирование высокого разрешения, спутниковая альтиметрия
K	нем. kurz - «короткий»	18-27 ГГц	1,11-1,67 см	использование ограничено из-за сильного поглощения водяным паром, поэтому используются диапазоны K u и K a . Диапазон K используется для обнаружения облаков, в полицейских дорожных радарах (24,150 ± 0,100 ГГц).
K a	англ. above K	27-40 ГГц	0,75-1,11 см	Картографирование, управление воздушным движением на коротких дистанциях, специальные радары, управляющие дорожными фотокамерами (34,300 ± 0,100 ГГц)
mm		40-300 ГГц	1-7,5 мм	миллиметровые волны, делятся на два следующих диапазона
V		40-75 ГГц	4,0-7,5 мм	медицинские аппараты КВЧ , применяемые для физиотерапии
W		75-110 ГГц	2,7-4,0 мм	сенсоры в экспериментальных автоматических транспортных средствах, высокоточные исследования погодных явлений

Обозначения диапазонов частот, принятые в ВС США и НАТО с г.

Обозначение	Частоты, МГц	Длина волны, см	Примеры
A	< 100-250	120 - >300	Радары раннего обнаружения и управления воздушным движением, напр. РЛС 1Л13 «НЕБО-СВ»
B	250 - 500	60 - 120
C	500 −1 000	30 - 60
D	1 000 - 2 000	15 - 30
E	2 000 - 3 000	10 - 15
F	3 000 - 4 000	7.5 - 10
G	4 000 - 6 000	5 - 7.5
H	6 000 - 8 000	3.75 - 5.00
I	8 000 - 10 000	3.00 - 3.75	Бортовые многофункциональные РЛС (БРЛС)
J	10 000 - 20 000	1.50 - 3.00	РЛС наведения и подсвета цели (РПН), напр. 30Н6, 9С32
K	20 000 - 40 000	0.75 - 1.50
L	40 000 - 60 000	0.50 - 0.75
M	60 000-100 000	0.30 - 0.50

См. также

	Радиолокационная станция на Викискладе
	Радиолокационная станция в Викиновостях

• Трёхкоординатная РЛС

Примечания

1. radio detection and ranging (неопр.) . TheFreeDictionary.com. Дата обращения 30 декабря 2015.
2. Translation Bureau. Radar definition (неопр.) . Public Works and Government Services Canada (2013). Дата обращения 8 ноября 2013.
3. McGraw-Hill dictionary of scientific and technical terms / Daniel N. Lapedes, editor in chief. Lapedes, Daniel N. New York ; Montreal: McGraw-Hill, 1976. , 1634, A26 p.
4. , с. 13.
5. Angela Hind. "Briefcase "that changed the world"" (неопр.) . BBC News (5 февраля 2007).
6. Jamming Enemies Radar His Objective (англ.) . Millennium Project, University of Michigan
7. Научно-образовательный сайт «Наука Молодая» - «Экспериментус круцис» профессора Ощепкова
8. Справочник по радиоэлектронным системам / под ред. Б. В. Кривицкого. - М. : Энергия, 1979. - Т. 2. - С. 75-206. - 368 с.
9. , с. 15-17.

Подполковник М. Балинин, кандидат технических наук;
старший лейтенант А. Даландин

В США для создания сплошного радиолокационного поля обнаружения воздушных целей (ОВЦ) над Североамериканским континентом и в приграничных районах активно используются радиолокационные станции (РЛС) противовоздушной обороны (ПВО) дальнего обнаружения. Обеспечение решения этой задачи возложено на американо-канадское командование воздушно-космической обороны Североамериканского континента (НОРАД). В его состав входят около 120 наземных постов, оснащенных РЛС ПВО, в том числе более 70 дальнего обнаружения (ДО), обеспечивающих круглосуточный контроль воздушного пространства на высоте до 30 км.

Наземные РЛС ДО выполнены в стационарном и транспортабельном (мобильном) вариантах. По состоянию на конец 2015 года в системе НОРАД для дальнего обнаружения используются стационарные РЛС AN/FPS-117, AN/TPS-77, ARSR-4 и мобильные транспортабельные станции AN/TPS--70, -75 и -78. Дальнейшими планами предусмотрено оснащение ВС США новыми станциями ПВО - 3DELLR и многофункциональной AN/TPS-80, а также модернизация и продление срока эксплуатации существующих РЛС.

Наиболее многочисленными РЛС ПВО дальнего ОВЦ в США и Канаде являются AN/FPS-117 и ARSR-4. Развернутые по периметру континентальной части Соединенных Штатов (ARSR-4), в северных районах США и Канады (AN/FPS-117), они обеспечивают защиту важных военных, административных объектов и элементов инфраструктуры США и Канады от воздушных ударов.

Посты на севере канадской границы включены в состав Северной системы предупреждения (NWS - North American Northern Warning System) НОРАД. В промежутках между РЛС дальнего обнаружения развернуты станции обнаружения низколетящих целей AN/FPS-124, что позволяет создать сплошную зону обнаружения, в том числе крылатых ракет, на всех эшелонах высот.

Станция AN/FPS-117 является стационарной трехкоординатной РЛС ПВО дальнего обнаружения. Она разработана специалистами компании "Локхид-Мартин" на базе станции AN/TPS-59, находящейся на вооружении морской пехоты США.

Радиолокаторы семейства AN/FPS-117 отличают увеличенная мощность излучения, различные линейные размеры ФАР, а также расширенные возможности по обнаружению тактических и оперативно-тактических ракет.

Посты ПВО, оснащенные станцией AN/FPS-117, с середины 1980-х годов работают в круглосуточном режиме. Они размещены по периметру континентальной части США, на севере Канады, Гавайях и в Пуэрто-Рико. Эти посты обеспечивают автоматическое обнаружение и сопровождение воздушных целей на дальности до 470 км. Из-за затрудненного доступа к аппаратуре станций, развернутых в труднодоступных северных районах, они выполнены в малообслуживаемом варианте с дистанционным управлением и контролем.

В рамках программы EPRP (Essential Parts Replacement Program) по усовершенствованию аппаратуры и программного обеспечения постов ПВО предусмотрено в 2015 году завершить модернизацию всех 29 станций AN/FPS-117 (15 -на Аляске, 11 - в Канаде, по одной - на Гавайских о-вах, в Пуэрто-Рико и штате Юта). Это позволит продлить срок их эксплуатации до 2025 года, а также расширить их возможности по обнаружению ВЦ. Контрактом на сумму более 46 млн долларов, заключенным с компанией "Локхид-Мартин", предусмотрена замена генераторов частоты и стабилизаторов напряжения, блоков питания элементов системы дистанционного управления, средств отображения воздушной обстановки, датчиков температуры и влажности, а также других аппаратных блоков и узлов станций. Наряду с этим намечена замена радиолокационных запросчиков системы государственного опознавания "свой - чужой" новыми. Модернизированные РЛС будут иметь высокий уровень надежности и увеличенное время наработки на отказ.

В США также ведутся работы по дальнейшей модернизации радиолокатора AN/TPS-59, на базе которого создана станция AN/FPS-117, в направлении улучшения ее возможностей в интересах противоракетной обороны. Так, в 2014 году компания "Локхид-Мартин" заключила контракт с ВС США на сумму 35,7 млн долларов на производство и поставку к середине 2017 года экспедиционным подразделениям морской пехоты нескольких комплектов усовершенствованного варианта - AN/TPS-59A(V)3.

Станция AN/TPS-77 является модернизированным мобильным (транспортабельным) вариантом РЛС AN/FPS-117. В отличие от нее эта станция оснащена фазированной антенной решеткой (ФАР) меньшей площади (27,1 м 2), имеет сниженную среднюю потребляемую мощность (3,6 кВт) и увеличенный темп обзора пространства (до 12 об/мин). Две такие станции развернуты в 2008 году в горной части штата Аляска для создания сплошной зоны обнаружения над его территорией. Из-за суровых условий климата они тоже выполнены в мало-обслуживаемом варианте. Станции AN/TPS-77 различных версий состоят на вооружении Австралии, Бразилии, Дании, Латвии, Эстонии, Республики Кореи и ряда других стран.

Мобильный вариант РЛС AN/TPS-77 MRR отличается от базового (AN/TPS-77) вдвое меньшей площадью апертуры ФАР (12,9 м 2), большей скоростью ее вращения (15 об/мин) и меньшей дальностью обнаружения (185 км).

В начале 1990-х годов, когда развернутые станции дальнего обнаружения обеспечили радиолокационное прикрытие с воздуха северных границ США и Канады, возникла необходимость обеспечить ПВО по периметру континента. Для этого в период с 1992 по 1995 год было развернуто 44 РЛС ARSR-4 (по военной классификации - AN/FPS-130) производства американской компании "Нортроп-Грумман".

Станция ARSR-4 предназначена для дальнего (до 450 км) обнаружения до 800 ВЦ, включая крылатые ракеты, а также для определения их координат на малых и предельно малых высотах. Все станции размещены на опорах ферменной конструкции с антенной под радиопрозрачным куполом (диаметр 18 м) для защиты от ветра и осадков. Антенна в виде усеченного параболического отражателя со смещенным облучателем обеспечивает обзор за счет электронного сканирования луча диаграммы направленности по углу места и круговой - механическим вращением опорно-поворотного устройства по азимуту.

Таблица 1 Основные ТТХ американских РЛС дальнего обнаружения ВЦ
Характеристики	AN/TPS-59(V)3	AN/FPS-117	AN/TPS-77	AN/TPS-77 MRR	ARSR-4
Дальность обнаружения ВЦ, км	До 740	470	470	463	450
Количество одновременно сопровождаемых ВЦ	500	800	100	100	800
Диапазон частот, МГц			1215-1400
Зона обзора, град: по азимуту	360	360	360	360	360
по углу места	От -2 до +20	От -6 до +20	От -6 до +20	От -0 до +30	7-30
Разрешающая способность: по дальности, м	60	50	50	50	232
по азимуту, град	3,4	0,18	0,25	0,25	1,5

Станции двойного (военного и гражданского) подчинения ARSR-4 осуществляют двусторонний обмен и передачу данных в интересах командования НОРАД и единой системы наблюдения за воздушным пространством ПВО -УВД JSS (JSS - Joint Surveillance System). Их эксплуатацией и обслуживанием занимается Федеральное управление гражданской авиации США (FAA - Federal Aviation Administration).

Текущими планами предусмотрено использование станций ARSR-4 в сети ПВО/УВД до 2025 года.

В ближайшие годы предполагается начать переоснащение ВС страны двумя новыми РЛС ПВО дальнего обнаружения ВЦ - 3DELLR и AN/TPS-80.

В ВВС США основным наземным мобильным средством дальнего радиолокационного обнаружения (ДРЛО) являются станции управления действиями тактической авиации (УТА) AN/TPS-75. По заявлению американских специалистов, за 30 лет эксплуатации эти мобильные РЛС показали высокую эффективность при обнаружении и идентификации ВЦ различных классов. Высокая мобильность и быстрота развертывания на неподготовленных позициях позволяет регулярно привлекать их к различным мероприятиям по обеспечению безопасности воздушного пространства. За последние года станции активно задействовались после терактов 11 сентября 2001 года, в период подготовки и проведения Зимних Олимпийских игр в Солт-Лейк-Сити и саммита глав государств "большой восьмерки" (G8) в Канаде.

Станции AN/TPS-70, -75 и -78, находящиеся на вооружении эскадрилий УТА (ACS-Air Control Squadron), способны решать задачи ОВЦ (до 440 км), определения их координат и одновременного сопровождения до 1000 целей. Возможно их развертывание также в стационарном варианте на опорах ферменной конструкции высотой до 30 м. Аппаратура станции обеспечивает выдачу целеуказаний зенитным ракетным комплексам "Пэтриот" модификации ПАК-3, а также работу в составе единой сети постов.

Станции семейства AN/TPS-70 различаются линейными размерами плоских щелевых ФАР, количеством и параметрами формируемых лучей диаграммы направленности, темпом обзора пространства, а также фиксированными наборами основных значений параметров излучения - длительностью и периодами повторений импульсов.

В перспективе все станции УТА заменит перспективная РЛС ПВО нового поколения - 3DELRR (Three-Dimensional Expeditionary Long-Range Radar) компании "Рейтеон". До конца 2018 года по контракту запланирована поставка в ВВС США первых трех из 35 станций на сумму 1,3 млрд долларов. Стоимость проектирования, разработки и создания первых трех образцов составит 70 млн долларов.

Необходимость замены устаревших станций AN/TPS-75, по мнению американских экспертов, вызвана их недостаточными возможностями по обнаружению современных малоразмерных и высокоманевренных аэродинамических целей с малой эффективной площадью рассеяния (ЭПР), в том числе выполненных с использованием технологии "стелт", а также их низкая надежность (малое время наработки на отказ) и сложность проведения ремонта.

Трехкоординатная РЛС 3DELRR предназначена для обнаружения, идентификации и сопровождения баллистических и аэродинамических целей на дальности до. 450 км, а также для управления действиями тактической авиации и воздушным движением. Она, как и РЛС ЗРК "Пэтриот", должна работать в диапазоне частот 4-6 ГГц (C-band), который, по мнению специалистов компании "Рейтеон", наименее загружен по сравнению с диапазоном 2-4 ГГц (S-band) и будет создавать меньше проблем по электромагнитной совместимости у потенциальных зарубежных покупателей.

Основное преимущество новой РЛС - использование современной элементной базы на основе нитрида галлия (GaN) при изготовлении приемопередающих модулей (ППМ) АФАР. Это позволяет существенно повысить возможности по обнаружению целей и скорость обработки данных о них, при меньших размерах антенны и потребляемой мощности по сравнению с ППМ на основе арсенида галлия.

С 2003 года ведутся работы по созданию РЛС AN/TPS-80G/ATOR (Ground/ Air Task Oriented Radar) для экспедиционных формирований морской пехоты США в рамках проекта MRRS (Multi-Role Radar System). Она призвана стать ключевым информационным компонентом ПВО для морского десанта в прибрежной зоне на территории противника. Согласно разработанному командованием МП перечню требований к новой РЛС она должна обеспечивать защиту наземной группировки от авиационных, ракетных и артиллерийских ударов. При этом радиолокационный комплекс (GWLR - Ground Weapons Locating Radar) за счет использования современной АФАР и специального ПО сможет решать задачи контрбатарейной борьбы, в том числе при одновременной работе нескольких станций в составе единой сети.

Новая многофункциональная транспортабельная станция AN/TPS-80 предназначена для обнаружения, распознавания, классификации и определения координат ВЦ, в том числе малоразмерных (крылатых ракет, БЛА), огневых позиций стреляющей артиллерии противника и решения задач УВД. При этом подсистема контрбатарейной борьбы (КББ) должна обеспечивать обнаружение, засечку и определение координат батарей ракетных систем залпового огня, минометных и артиллерийских позиций противника на дальности до 70 км, выявлять места падения боеприпасов и корректировать огонь своей артиллерии с передачей данных по каналам связи современной АСУ огнем полевой артиллерии AFATDS (Advanced Field Artillery Tactical Data System).

Новая трехкоординатная станция является импульсно-допплеровской, оснащена АФАР и работает в 10-см диапазоне длин волн. Она заменит находящиеся на вооружении морской пехоты пять РЛС различного назначения: AN/UPS-3, AN/MPQ-62 и AN/TPS-63 (ПВО); AN/TPQ-46 - КББ; AN/TPS-73 - управления воздушным движением. По экспертным оценкам, по дальности обнаружения и целеуказания одной станции G/ATOR полностью перекроет все указанные станции при развертывании в одном районе.

С 2010 года проводятся заводские и полевые испытания комплекса. Первая партия из четырех РЛС AN/TPS-80 будет поставлена до 2016 года морской пехоте США компанией "Нортроп-Грумман" по контракту на сумму 207 млн долларов. При этом его условиями предусмотрены возможное увеличение объема заказа и суммы до 2 млрд, а также дальнейшее техническое обслуживание РЛС, поддержка программного обеспечения и подготовка специалистов данного профиля.

Таким образом, в США проводятся работы по модернизации существующих и замене устаревших наземных средств радиолокационной разведки воздушных целей новыми РЛС* Особое внимание уделяется следующим вопросам: многофункциональности, обеспечению высоких показателей по дальности обнаружения, мобильности, скрытности работы, помехозащищенности, надежности и ремонтопригодности в полевых условиях. Их решение достигается благодаря использованию современной элементной базы, модульности конструкции. В целом принятие на вооружение новых РЛС позволит повысить эффективность противовоздушной и противоракетной обороны на территории США и удаленных ТВД.

Станции «Воронеж» предназначены для обнаружения и сопровождения баллистических и крылатых ракет и других аэродинамических объектов.
В Интернете и печати можно встретить неправильное название данных станций – загоризонтная или загоризонтальная РЛС.

С 1 декабря прошлого года вошли в состав сил Воздушно-Космической Обороны РФ.
Главная особенность РЛС «Воронеж» - высокая заводская готовность.
Первой разработали и поставили в строй радиолокационную станцию метрового диапазона «Воронеж-М». Следующей разработкой была радиолокационная станция «Воронеж-ДМ». Третья модель данных РЛС – «Воронеж-ВП».
Первые шаги по созданию радиолокационных станций с ВЗГ были предприняты в 1986 году при создании РЛС ДО «Селенга».
ВЗГ обеспечивает срок монтирования данных радиолокационных станций не более 18-24 месяцев.
Станции состоят из 23-х единиц комплектов аппаратуры.

«Воронеж» использует аппаратные и конструктивные решения, которые позволяют из набора готовых заводских узлов собрать систему с характеристиками, соответствующими оперативно-тактическим требованиям места установки. Программно и технологически решаются все вопросы по управлению энергоресурсами. Встроенный контроль и высокотехнологичная управляющая система снижают издержки по обслуживанию.
Обслуживающий персонал размещают в унифицированных контейнерах, которые имеют систему обеспечения температурных характеристик.
Конструкторы проработали номенклатуру шкафов – «Воронеж» имеет 12 типов шкафов, из которых шкафы с приемо-передающим, энергопитающим оборудованием и системой управления АФУ – серийные. Не серийных шкафов на РЛС ДО «Воронеж» 22 единицы, их разместили в 3-х контейнерах, в которых также установлено оборудование контроля температурных характеристик.
Приемо-передающее оборудование в РЛС ДО СПРН «Воронеж» размещено в крупных антенных комплексах ВЗГ. Они являются готовыми для транспортировки и монтажа единицами.
Установка данных комплексов происходит на опорных сооружениях быстрой сборки. Это приводит к быстрому построению активного антенного полотна. Данная блочно-комплексная сборка уменьшает потери в трактах приема-передачи, снижает температуру и, в общем, дает высокий показатель КПД антенного устройства. К тому же данная компоновка дает возможность модернизации. Излучатели располагаются на торце каждого контейнера.
Антенна РЛС ДО СПРН «Воронеж» использует способ создания подрешеток на прием, который уменьшает объемы использованной аппаратуры, не понижая характеристик ДН. Способ реализован на взаимном перекрытии подрешеток и использовании в них специальных амплитудных распределений.
Каскады транзисторного выполнения передающих усилителей в АФУ взаимодействуют по типу «с горячим коллектором». Это позволяет охладить передающее оборудование «забортным» воздухом, поступающим через вентиляционное оборудование, которое является частью техаппаратуры. Данная «живая» вентиляция позволила отказаться от габаритных систем термостабилизации и охлаждения.
«Горячий» воздушный контур охлаждения распределен по всем антенным боксам при помощи объединенной системы воздуховодов.
Температурные показатели на концевиках воздуховодов установленных модулей в среднем не более 45 градусов. При низких температурах, зимой, контур замыкают, и теплый воздух идет на обогревание антенных боксов. Теплый воздух в контуре разбавляется с внешним холодным воздухом для поддержания определенной температуры.

Аппаратура приемных каналов имеет не только оцифровку сигналов, но и встроенные процессоры для начальной цифровой обработки и проверочного контроля приемных трактов. Такой подход экономит вычислительные средства «Воронеж» и каналы для передачи информации, и уменьшает потери обрабатываемых сигналов, используя цифровые методы стабилизации неидентичности используемых каналов ФАР.
Цифровая обработка сигналов происходит на несущей выходной частоте со следующим выделением квадратурных элементов, что позволило качественно снизить потери обрабатываемой информации.

Вычислительное оборудование, используемое для первично-вторичных обработок, выполнено на компьютере типа «сервер», с открытой архитектурой информационной обработки в масштабе реального времени. Компьютер унифицирован по всему типу перспективной тематике. Имеет два типа процессорных ячеек и 2 шины: шина «VME» и пользовательская шина. Конструктивный бокс компьютера – «Евромеханика». Производительность решения – до ста миллиардов операций в секунду. Компьютер имеет неограниченные возможности модернизации и наращивания. Занимаемая площадь – половина стандартного шкафа оборудования «Воронеж». Расходует 1.5 КВт/ч. Обслуживание не предусмотрено. Гарантийная наработка 80 тысяч часов.
Функциональное и техническое управление выполнено как периферийные сопроцессоры, которые встраиваются в техаппаратуру, объединены с центральным сопроцессором высокоскоростным интерфейсом. Это позволило снизить объемные габариты аппаратуры, увеличило надежность потока информации и функционального контроля.

В РЛС ДО СПРН «Воронеж» применяют программную регулировку потенциала в секторе ответственности за дальность, углы и время, режим экономии потребляемых ресурсов.
Программная регулировка данными режимами дает возможность быстро изменять энергопотребление радиолокационной станции в обычном, боевом и готовности к боевому применению режимах, выравнивать потребление энергоресурсов в рабочем секторе радиолокационной станции.
При установке головной РЛС ДО СПРН «Воронеж-ДМ» возле города Армавир, для ее энергообеспечения протянули линию электропередач общей длиной более восьми километров, построили коммуникации и дороги.
На месте установки РЛС поставили контрольно-пропускной пункт, установили БВМ, сооружения для забора воды, электроподстанции, пожарную часть, подземное убежище. В помещениях провели современную отделку. Для личного состава РЛС создали вполне комфортные условия для проживания и выполнения боевых задач. Для отдыха и физической подготовки имеются тренировочная башня, площадка для волейбола и стометровка для тренировок личного состава пожарного депо. Вся территория освещена и обнесена ограждениями по периметру. Высажены саженцы деревьев и кустарников.
Со времени начала строительства, середина 2006 года, был произведен комплекс работ по 58 единицам строительных объектов. Завершение строительства – 2009 год. Подрядчик – УСС №7 Спецстроя РФ.

Основные характеристики РЛС «Воронеж»:
- мощность потребления: «ДМ» - 0.7 МВт, «ВП» - до 10 МВт;
- дальность обнаружения: «ДМ» 2500-6000 километров, «ВП» - 6 тысяч километров;
- отработка целей: «ДМ» до 500 единиц.

Модификации серии «Воронеж»:
- РЛС СПРН «Воронеж-М» построена в 2006 году, обозначение 77Я6. Является малопотенциальной станцией метрового диапазона;
- РЛС СПРН «Воронеж-ДМ» построена в 2011 году, обозначение 77Я6-ДМ. Является среднепотенциальной станцией дециметрового диапазона;
- РЛС СПРН «Воронеж-ВП» планируется достроить в 2012 году, обозначение 77Я6-ВП. Является высокопотенциальной широкополосной станцией возможно миллиметрового диапазона.

Экономические показатели строительства станций:
- Армавирская «Воронеж-ДМ» - 2.85 миллиарда рублей;
- Пионерская «Воронеж-ДМ» - 4.4 миллиарда рублей;

Месторасположение станций «Воронеж»:
- «Воронеж-М» расположена в Ленинградской области, с 2009 года стоит на боевом дежурстве, обеспечивает контроль территории от Шпицбергена до Марокко;
- головная «Воронеж-ДМ» 2-х модульного исполнения, расположена в Краснодарском крае, с 2009 года стоит на боевом дежурстве, обеспечивает контроль территории от Северной Африки до Южной Европы;
- 1-я серийная «Воронеж-ДМ», расположена в Калининградской области, с 2011 года стоит на боевом дежурстве, обеспечивает контроль территории западного направления, дублирует радиолокационную станцию в Барановичах;
- «Воронеж-ВП», расположена в Иркутской области, в 2012 года заступит на боевое дежурство, строится, обеспечит контроль территории юго-восточного направления, планируется установить модуль антенны на южное направление (2014 год).

Планируемое строительство станций «Воронеж»:
- «Воронеж-ВП» близ Печоры в 2015 году;
- «Воронеж-ВП» в Мурманской области, в 2017 году;
- «Воронеж-ВП» в Азербайджане, в 2017 году, заступление на боевое дежурство 2019 год.

Система предупреждения о ракетном нападении (СПРН) относится к стратегической обороне наравне с системами противоракетной обороны, контроля космического пространства и противокосмической обороны. В настоящее время входят в состав Войск воздушно-космической обороны в качестве следующих структурных единиц — дивизии противоракетной обороны (в составе Командования противовоздушной и противоракетной обороны), Главного центра предупреждения о ракетном нападении и Главного центра разведки космической обстановки (в составе Космического командования).

СПРН России состоит из :
— первого (космического) эшелона — группировки космических аппаратов, предназначенных для обнаружения стартов баллистических ракет из любого места планеты;
— второго эшелона, состоящего из сети наземных РЛС дальнего (до 6000 км) обнаружения, включая РЛС ПРО Москвы.

КОСМИЧЕСКИЙ ЭШЕЛОН

Находящиеся на космической орбите спутники системы предупреждения непрерывно ведут наблюдение за земной поверхностью, с помощью инфракрасной матрицы с низкой чувствительностью фиксируют запуск каждой МБР по излучаемому факелу и немедленно передают информацию в КП СПРН.

В настоящее время достоверных данных о составе российской спутниковой группировке СПРН в открытых источниках нет.

По состоянию на 23 октября 2007 года, орбитальная группировка СПРН состояла из трёх спутников. На геостационарной орбите находился один УС-КМО (Космос-2379 выведен на орбиту 24.08.2001 года) и два УС-КС на высокоэллиптической орбите (Космос-2422 выведен на орбиту 21.07.2006 года, Космос-2430 выведен на орбиту 23.10.2007 года).
27 июня 2008 года был запущен Космос-2440. 30 марта 2012 года на орбиту был выведен ещё один спутник этой серии Космос-2479.

Российские спутники СПРН считаются весьма устаревшими и не в полной мере соответствуют современным требованиям. Еще в 2005 году высокопоставленные военные не стеснялись критиковать как сами спутники этого типа, так и систему в целом. Тогдашний заместитель командующего космическими войсками по вооружению генерал Олег Громов, выступая в Совете федерации, заявил: «Мы даже не можем восстановить на орбите минимально необходимый состав аппаратов системы предупреждения о ракетном нападении за счет проведения запусков безнадежно устаревших спутников 71Х6 и 73Д6 ».

НАЗЕМНЫЙ ЭШЕЛОН

Сейчас на вооружении Российской Федерации находится ряд станций СПРН, которые управляются со штаба в Солнечногорске. Также существует два КП в Калужской области, недалеко от посёлка Рогово и недалеко от Комсомольске-на-Амуре на берегу озера Хумми.

Спутниковый снимок Google Earth: основной КП СПРН в Калужской области

Установленные здесь в радиопрозрачных куполах 300-тонные антенны непрерывно отслеживают группировку военных спутников на высокоэллиптических и геостационарных орбитах.

Спутниковый снимок Google Earth: запасной КП СПРН близ Комсомольска

На КП СПРН ведётся непрерывная обработка информации, получаемая с космических аппаратов и наземных станций, с последующей передачей её в штаб в Солнечногорске.

Вид на запасной КП СПРН со стороны озера Хумми

Непосредственно на территории России размещались три РЛС: «Днепр-Даугава» в городе Оленегорске, «Днепр-Днестр-М» в Мишелевке и станция «Дарьял» в Печоре. На Украине остались «Днепры» в Севастополе и Мукачеве, от эксплуатации которых Россия отказалась из-за слишком высокой стоимости аренды и технического устаревания РЛС.

Так же принято решение отказаться от эксплуатации в Азербайджане. Здесь камнем преткновения стали попытки шантажа со стороны Азербайджана и многократное увеличение стоимости аренды. Это решение российской стороны вызвало шок в Азербайджане. Для бюджета этой страны арендная плата была не малым подспорьем. Работа по обеспечению деятельности РЛС была единственным источником дохода для многих местных жителей.

Спутниковый снимок Google Earth: Габалинская РЛС в Азербайджане

Прямо противоположна позиция республики Беларусь, РЛС «Волга» предоставлена РФ на 25 лет безвозмездной эксплуатации. Кроме того, действует узел «Окно» в Таджикистане (часть комплекса «Нурек»).

Заметным добавлением СПРН в конце 90 годов явилось строительство и принятие на вооружение (1989 г.) РЛС «Дон-2Н» в подмосковном г. Пушкино, заменившая станции типа «Дунай».

РЛС «Дон-2Н»

Являясь станцией противоракетной обороны, она одновременно активно используется в системе предупреждения о ракетном нападении. Станция представляет собой усеченную правильную пирамиду, на всех четырех боковых сторонах которой размещены круглые ФАР диаметром 16 м для сопровождения целей и противоракет и квадратные (10,4 х 10,4 м) ФАР для передачи команд наведения на борт противоракет.

При отражении ударов баллистических ракет РЛС способна вести боевую работу в автономном режиме вне зависимости от внешней обстановки, а в условиях мирного времени — в режиме малой излучаемой мощности для обнаружения объектов в космосе.

Спутниковый снимок Google Earth: РЛС ПРО Москвы «Дон-2Н»

Наземным компонентом Системы предупреждения о ракетном нападении (СПРН) являются РЛС контролирующие космическое пространство. РЛС обнаружения типа «Дарьял» - надгоризонтная РЛС системы предупреждения о ракетном нападении (СПРН). Разработка велась с 1970-х годов, в 1984 году станция сдана в эксплуатацию.

РЛС «Дарьял»

Спутниковый снимок Google Earth: РЛС «Дарьял»

На смену станциям типа «Дарьял» должно прийти новое поколение , которые возводятся за год-полтора (ранее требовалось от 5 до 10 лет).

Новейшие российские РЛС семейства «Воронеж» способны обнаруживать баллистические, космические и аэродинамические объекты. Существуют варианты, работающие в диапазоне метровых и дециметровых волн. Основой РЛС является фазированная антенная решётка, быстровозводимый модуль для личного состава и несколько контейнеров с радиоэлектронным оборудованием, что позволяет быстро и с небольшими затратами модернизировать станцию в процессе эксплуатации.

ФАР РЛС «Воронеж»

Принятие РЛС «Воронеж» на вооружение позволяет не только существенно расширить возможности ракетно-космической обороны, но и сосредоточить наземную группировку системы предупреждения о ракетном нападении на территории Российской Федерации.

Спутниковый снимок Google Earth: РЛС Воронеж-М, п. Лехтуси Ленинградской области (объект 4524, в/ч 73845)

Высокая степень заводской готовности и модульный принцип построения РЛС «Воронеж» позволили отказаться от многоэтажных сооружений и возводить её в течение 12-18 месяцев (РЛС предыдущего поколения вступали в строй через 5-9 лет). Вся аппаратура станции в контейнерном исполнении с предприятий-изготовителей доставляется в места последующей сборки на заранее забетонированной площадке.

При монтаже станции «Воронеж» используется 23-30 единиц технологической аппаратуры (РЛС «Дарьял» - более 4000), потребляет она 0,7 МВт электроэнергии («Днепр» - 2 МВт, «Дарьял» в Азербайджане - 50 МВт), а количество обслуживающего её персонала не более 15 человек.

Для прикрытия потенциально опасных в плане ракетного нападения районов всего планируется поставить на боевое дежурство 12 РЛС этого типа. Новые радиолокационные станции будут работать как в метровом, так и в дециметровом диапазоне, что расширит возможности российской системы предупреждения о ракетном нападении. Минобороны РФ намерено полностью заменить в рамках госпрограммы вооружения до 2020 года все советские РЛС дальнего обнаружения пусков ракет.

Для слежения за объектами в космосе предназначены корабли измерительного комплекса (КИК) проекта 1914.

КИК «Маршал Крылов»

Изначально планировалась постройка 3 кораблей, но в состав флота вошли только два - КИК «Маршал Неделин» и КИК «Маршал Крылов» (построен по изменённому проекту 1914.1). Третий корабль, «Маршал Бирюзов», был разобран на стапеле. Корабли активно использовались, как для обеспечения испытаний МБР, так и для сопровождения космических объектов.

КИК «Маршал Неделин» в 1998 году был выведен из состава флота и разобран на металл. КИК «Маршал Крылов» в настоящее время находится в составе флота и используется по прямому назначению, базируясь на Камчатке в п. Вилючинск.

Спутниковый снимок Google Earth: КИК «Маршал Крылов» в Вилючинске

С появлением военных спутников способных выполнять множество ролей, возникла потребность в системах их обнаружения и контроля. Такие сложные системы были необходимы для идентификации иностранных спутников, а также обеспечения точных орбитальных параметрических данных для использования систем вооружения ПКО. Для этого служат системы «Окно» и «Крона».

Система «Окно» является полностью автоматизированной оптической станцией слежения. Оптические телескопы сканируют ночное небо, в то время как компьютерные системы анализируют результаты и отфильтровывают звезды на основе анализа и сравнения скоростей, светимости и траекторий. Затем вычисляется, отслеживаются и регистрируются параметры орбит спутников.

«Окно» может обнаруживать и отслеживать спутники на орбите Земли на высотах от 2.000 до 40.000 км. Это совместно с радиолокационными системами увеличило возможности наблюдения за космическим пространством. РЛС типа «Днестр» были не в состоянии отслеживать спутники, находящиеся на высоких геостационарных орбитах.

Развитие системы «Oкно» началось в конце 1960-х годов. К концу 1971 года прототипы оптических систем, предназначенных для использования в комплексе «Окно» были опробованы в обсерватории в Армении. Предварительные проектные работы были завершены в 1976 году. Строительство системы «Окно» вблизи города Нурек (Таджикистан) в районе кишлака Ходжарки началась в 1980 году.

К середине 1992 года монтаж электронных систем и части оптических датчиков была завершена. К сожалению, гражданская война в Таджикистане прервала эти работы. Они возобновились в 1994 году. Система прошла эксплуатационные испытания в конце 1999 года и была поставлена на боевое дежурство в июле 2002 года.

Основной объект системы «Окно» состоит из десяти телескопов, охваченными большими раскладными куполами. Телескопы делятся на две станции, с комплексом обнаружения, содержащего шесть телескопов. Каждая станция имеет собственный центр управления. Также присутствует одиннадцатый купол меньшего размера. В открытых источниках его роль не раскрывается. Возможно, он содержит какую-то измерительную аппаратуру, используемую для оценки атмосферных условий до активации системы.

Спутниковый снимок Google Earth: элементы комплекса «Окно» вблизи города Нурек, Таджикистан

Предусматривалось строительство четырех комплексов «Окно» в различных местах по всему СССР и в дружественных странах, таких как Куба. На практике комплекс «Окно» был реализован только в Нуреке. Так же существовали планы постройки вспомогательных комплексов «Окно-С» на Украине и восточной части России. В конце концов, работа началась только на восточном «Окно-С», который должен быть расположен в Приморском крае.

Спутниковый снимок Google Earth: элементы комплекса «Окно-С» в Приморье

«Окно-С» является системой высотного оптического наблюдения. Комплекс «Окно-С» предназначен для мониторинга на высоте между 30.000 и 40.000 километров, что позволяет обнаруживать и наблюдать геостационарные спутники, которые расположены по более широкой площади. Работа на комплексе «Окно-С» началось в начале 1980-х годов. Неизвестно, была ли эта система завершена, и доведена до боевой готовности.

Система «Крона» состоит из радара дальнего обнаружения, и оптической системы слежения. Она предназначена для идентификации и отслеживания спутников. Система «Крона» способна классифицировать спутников по типу. Система «Крона» состоит из трех основных компонентов :
— дециметровая РЛС с фазированной антенной решеткой для идентификации целей;
— РЛС сантиметрового диапазона с параболической антенной для целевой классификации;
— оптическая система, сочетающая оптический телескоп с лазерной системой.

Система «Крона» имеет дальность действия 3200 км и может обнаруживать цели на орбите на высоте до 40.000 километров.

Развитие системы «Крона» началось в 1974 году, когда было установлено, что нынешние системы пространственного слежения не могли точно определить тип отслеживаемого спутника.

Радиолокационная система сантиметрового диапазона предназначена для точной ориентации и наведения оптико-лазерной системы. Лазерная система была разработана, чтобы обеспечить освещение для оптической системы, которая производит захват изображения отслеживаемых спутников в ночное время или в ясную погоду.

Место расположения для объекта «Крона» в Карачаево-Черкесии выбранос учётом благоприятных метеорологических факторов и низкой запылённостью атмосферы в этом районе.

Строительство объекта «Крона» началось в 1979 году рядом со станицей Сторожевая на юго-западе России. Объект первоначально планировалось разместить совместно с обсерваторией в станице Зеленчукской, но опасения по поводу создания взаимных помех при столь близком размещении объектов, привели к переселению комплекса «Крона» в район станицы Сторожевая.

Возведение капитальных сооружений для комплекса «Крона» в этом районе было завершено в 1984 году, но заводские и государственные испытания затянулись до 1992 года. До распада СССР в составе комплекса «Крона» планировалось использовать , вооруженные ракетами 79М6 «Контакт» (с кинетической боевой частью) для уничтожения вражеских спутников на орбите. После развала СССР три истребителя МиГ-31Д достались Казахстану.

Спутниковый снимок Google Earth: РЛС сантиметрового диапазона и оптико-лазерная часть комплекса «Крона»

Государственные приемо-сдаточных испытания были завершены к январю 1994 года. Из-за финансовых трудностей система была сдана в опытную эксплуатацию только в ноябре 1999 года. По состоянию на 2003 год работы по оптико-лазерной системе не были полностью завершены из-за финансовых трудностей, но в 2007 году было объявлено, что «Крона» поставлена на боевое дежурство.

Спутниковый снимок Google Earth: дециметровая РЛС с фазированной антенной решеткой комплекса «Крона»

Изначально во времена СССР планировалось построить три комплекса «Крона». Второй комплекс «Крона» должен был быть расположен рядом с комплексом «Окно» в Таджикистане. Третий комплекс начали строить недалеко от Находки на Дальнем Востоке. Из-за распада СССР работы на втором и третьем комплексам были приостановлены. Позже работы в районе Находки были возобновлены, эта система достраивалась в упрощённом варианте.

Систему в районе Находки иногда называют «Крона-N», она представлена только дециметровой РЛС с фазированной антенной решеткой. Работа по строительству комплекса «Крона» в Таджикистане не возобновлялась.

Радиолокационные станции системы предупреждения о ракетном нападении, комплексы «Окно» и «Крона» позволяют нашей стране вести оперативный контроль космического пространства, вовремя выявлять и парировать возможные угрозы, и дать своевременный адекватный ответ в случае возможной агрессии. Эти системы служат для выполнения различных военных и гражданских миссий, в том числе для сбора информации о «космическом мусоре» и расчёта безопасных орбит действующих космических аппаратов.

Функционирование систем космического мониторинга «Окно» и «Крона» играет важную роль в области национальной обороны и международном освоении космического пространства.

В самый разгар новогодних каникул пресс-служба Министерства обороны сообщила о том, что в начавшемся году три РЛС дальнего обнаружения «Воронеж» будут приняты на вооружение. Они добавятся к четырем находящимся на боевом дежурстве станциям этого типа. К 2020 году предполагается заменить все РЛС предыдущих поколений новыми разработками.

РЛС «Воронеж» являются станциями нового поколения, на которых базируется Система предупреждения о ракетном нападении (СПНР). Также в СПНР входит космический сегмент, который начал разворачиваться в прошлом году. В ноябре был запущен первый спутник 14Ф142 «Тундра», отслеживающий старты МБР по факелу работающих ракетных двигателей.

Вначале были «египетские пирамиды»

Идея создания СПНР как составной части системы противоракетной обороны возникла в начале 50-х годов, когда ни у нас, ни у США еще не было межконтинентальных баллистических ракет. Работы по созданию РЛС дальнего обнаружения начались после принятия в 1954 году решения Правительства СССР о разработке системы противоракетной обороны Москвы. Главным конструктором РЛС был назначен директор Радиотехнического института АН СССР (РТИ) Александр Львович Минц. Вскоре к созданию РЛС для СПНР подключился и НИИ Дальней радиосвязи (НИИДАР). В настоящий момент в России решением данной задачи занимаются эти два института, объединенные в Концерн «РТИ Системы».

В связи с тем, что создание глобальных радаров, способных обнаруживать летящие ракеты на расстоянии в три и более тысяч километров, было абсолютно новой задачей для радиотехников, то разработка первых дальних РЛС продолжалась почти десять лет. И на этом пути была даже существенно доработана классическая теория. В частности, новосибирский инженер Николай Иванович Кабанов открыл эффект, названный его именем. Эффект Кабанова позволил создавать загоризонтные РЛС, которые принимают радиоволны метрового диапазона отраженные не только от ионосферы, но и от земной поверхности.

Первые РСЛ были надгоризонтными, то есть отслеживали объекты в пределах прямой радиовидимости. Это были грандиозные сооружения, на строительство которых уходило от 5 до 10 лет. Лишь в конце 60-х годов были поставлены на боевое дежурство две РЛС «Днестр». Вскоре появилась новая модификация — «Днепр». Усилиями двух институтов в советский период были разработаны и введены в строй такие РЛС как «Дунай», «Дуга», «Даугава», «Волга», «Дон-2Н», «Дарьял».

Грандиозность дальних РЛС первого и второго поколений иллюстрирует станция кругового обзора «Дон-2Н», поставленная на боевое дежурство в подмосковном Софрине в 1996 году. На ее строительство пошло 30 тыс. тонн металла, 50 тыс. тонн бетона, 20 тыс. километров кабеля, было проложено более 100 километров охлаждающего водопровода. Геометрически станция представляет собой усеченную пирамиду со стороной основания в 144 метра и высотой в 35 метров. Излучаемая импульсная мощность антенн составляет 250 МВт.

Станция работает в сантиметровом диапазоне. Она способна определить головную часть МБР на расстоянии 3700 км с погрешностью по дальности в 10 м.

В 1994 году во время совместных российско-американских экспериментов по отслеживанию малоразмерных космических объектов с космического корабля «Шаттл» были выпущены металлические шары диаметром 5, 10 и 15 сантиметров. Американская РЛС обнаружила лишь два последних шара. «Дон-2Н» засек и отследил траекторию 5-сантиметрового на расстоянии в 1500 км.

«Дон-2Н» — это «штучная» станция, работающая в системе ПРО Москвы. Наиболее мощная советская разработка серийной дальней РЛС — «Дарьял». Две такие станции были приняты на вооружение в середине 80-х годов — в республике Коми и в Азербайджане. Приемная антенна представляет собой активную фазированную решетку размером 100×100 метров, размеры передающей антенны — 40×40 метров. Станция, работающая в метровом диапазоне, способна обнаруживать и одновременно сопровождать около 100 целей размером с футбольный мяч на расстоянии до 6000 км. Импульсная мощность передающей антенны — 380 МВт.

Было запланировано строительство еще восьми станций, однако все проекты были свернуты по причине прекращения финансирования.

Сеть советских РЛС СПНР, позволяющая следить практически за всей планетой, сильно пострадала в результате распада СССР. Получившие независимость республики вынудили Россию демонтировать расположенные на своей территории станции. От «братских» обязательств не отказалась, пожалуй, одна Беларусь. Пришлось строить новые станции, что является очень недешевым удовольствием. Стоимость одной РЛС дальнего обнаружения достигает нескольких миллиардов рублей.

Новое поколение РЛС

На смену советским дальним РЛС приходят станции третьего поколения семейства «Воронеж», разработанные РТИ и НИИДАР. Это станции высокой заводской готовности — на их установку требуется год — полтора, вместо 5 — 10 лет. Этого удалось достичь за счет использования ограниченного количества модулей заводской сборки в контейнерном исполнении, которые монтируются на бетонной площадке, имеющей размеры футбольного поля. Из блочных модулей также собираются жилые и служебные помещения гарнизона.

Значительно ниже энергопотребление. Если «Дарьял» потребляет мощность, равную 50 МВт, то два типа новых РЛС — по 0,7 МВт, а высокопотенциальная модификация — 10 МВт. Это благотворно сказывается не только на стоимости эксплуатации, но и на менее громоздкой системе охлаждения, использующей дистиллированную воду.

Соответственно, новые станции значительно дешевле — 1,5 млрд. рублей против 10 — 20 млрд.

Снижение габаритов и энергопотребления при выдерживании высоких технических и эксплуатационных характеристик достигнуто за счет миниатюризации оборудования, а так же за счет использования мощной вычислительной техники, оптимизирующей работу станций и позволяющей добиться более высокой разрешающей способности при снижении энергозатрат.

В семейство входят:

— «Воронеж-М» метрового диапазона. Разработка РТИ им. Минца;

— «Воронеж-ДМ» дециметрового диапазона. Разработка НИИДАР;

— «Воронеж-ВП» — высокопотенциальная РЛС. Разработка РТИ им. Минца. Частотные характеристики не раскрываются, но в ряде источников высказывается предположение о миллиметровом диапазоне.

Станции обладают различными радиотехническими характеристиками, предопределенными используемыми схемами и принципами управления излучаемых сигналов. О погрешности определения дальности объекта не сообщается. Но, разумеется, она не хуже, чем у «Дарьяла», то есть не больше 5 метров. При этом за счет имеющейся возможности изменять сигнал станции способны «подстраиваться» к целям для лучшей их идентификации и сопровождения. Одновременно сопровождаются до 500 целей.

РЛС семейства «Воронеж» за счет высокой степени унификации узлов могут модернизироваться с целью повышения их возможностей по дальности и точности определения целей.

Дальность действия составляет от 4500 км до 6000 км. Высота обнаруживаемых объектов — до 4000 км. То есть «Воронеж» работает как баллистическими и аэродинамическими летательными аппаратами, так и со спутниками.

В настоящий момент на боевом дежурстве находятся 4 станции:

— «Воронеж-М» (Лехтуси Ленинградской области) контролирует воздушное пространство от побережья Марокко до Шпицбергена. Планируется модернизация, благодаря чему можно будет контролировать восточное побережье США;

— «Воронеж-ДМ» (Армавир Краснодарского края) контролирует воздушное пространство от Южной Европы до северного побережья Африки;

— «Воронеж-ДМ» (Пионерский, Калининградская область) контролирует воздушное пространство над всей Европой, включая Великобританию;

— «Воронеж-ВП» (Мишлёвка, Иркутская область) контролирует воздушное пространство от западного побережья США до Индии.

3 станции, находящиеся на опытной эксплуатации, в этом году будут поставлены на боевое дежурство:

— «Воронеж-ДМ» (Енисейск, Красноярский край);

— «Воронеж-ДМ» (Барнаул, Алтайский край);

— «Воронеж-М» (Орск, Оренбургская область).

В настоящий момент строятся две РЛС — в Республике Коми и в Амурской области. Строительство еще одной — в Мурманской — запланировано на следующий год.

Американские радары

США начали создавать РЛС дальнего обнаружения практически параллельно с Советским Союзом. В конце 60-х годов они установили три радара первого поколения AN/FPS-49 на Аляске, в Гренландии и в Великобритании на своей базе Файлингдейлс. Это была разработка талантливого ученого-радиотехника Дэвида Бартона . Он пошел своим оригинальным путем, создав, в отличие от советских конструкторов, не «египетскую пирамиду», а три «мяча для гольфа» диаметром в 40 метров каждый. Внутри стеклопластиковых сфер располагались параболические антенны диаметром 25 метров. Круговой обзор обеспечивался за счет вращения антенн вокруг вертикальной оси.

РЛС AN/FPS-49 устраивала американцев 40 лет. После чего ее заменили на AN/FPS-126, в которой использовалась активная фазированная антенная решетка, установленная на трех сторонах усеченного тетраэдра. Дальность обнаружения цели составила 4500 км.

В новом веке началась замена на новейшую разработку — AN/FPS-132. Это также тетраэдр высотой 40 метров. Три антенных плоскости работают в дециметровом диапазоне. При этом пиковая мощность излучающей антенны — 2,5 МВт. Дальность обнаружения и сопровождения нескольких сотен объектов — 5500 км.

Впоследствии к трем базам, оснащенным РЛС дальнего обнаружения, начали добавляться новые. Сейчас новейший радар AN/FPS-132 работает в Калифорнии. Предыдущие модели — от AN/FPS-115 до AN/FPS-129 — установлены в Северной Дакоте, Массачусетсе, в Норвегии, на Тайване и Маршалловых островах. Станция дальнего обнаружения запланирована в Катаре.