Миг-31К

Центральной частью СУВ «Заслон» перехватчика стала новая БРЛС, антенна которой была выполнена в виде пассивной фазированной антенной решетки (ФАР) с электронным сканирование луча по азимуту и углу места. Помимо нового типа антенны, применялись и новые методы выделения целей – теперь БРЛС работала в режиме квазинепрерывного излучения с частотой повторения импульсов до 200 кГц, и доплеровский принцип селекции целей. В режиме КНИ каждый последующий пакет когерентен предыдущему, в результате чего повышаются энергетические параметры принятого сигнала, за счёт накопления электромагнитной энергии от нескольких пакетов зондирующих сигналов – это позволило повысить дальность обнаружения. Выделение цели за счёт доплеровского смещения частоты отраженного сигнала потребовало существенно повысить быстродействие БЦВМ, так как решение о наличии сигнала цели производилось на основе дискретного преобразования Фурье по выборке порядка N=1000-4000 чисел (зависит от частоты повторения и спектра принимаемых сигналов). Фактически, можно говорить о разбиении принятого сигнала на N узкополосных фильтров, в каждом из которых происходит накопление энергии когерентных импульсов, и при превышении порогового значение фиксируется факт обнаружение цели.

Процедура дискретного преобразования Фурье считается оптимальным алгоритмом выделения полезного сигнала с неизвестной заранее доплеровской частотой и начальной фазой, но требует огромной вычислительной мощности, в связи с чем оптимальный алгоритм несколько упрощался с целью снизить нагрузку на БЦВМ.
Новизна работ и большой объём инноваций делали доводку системы непростой задачей, для ускорения внедрения был создан комплекс полунатурного моделирования – в радиобезэховой камере перед антенной БРЛС на расстоянии 20-25 метров ставился имитатор цели, и в этой камере отрабатывались все составляющие части БРЛС в режиме имитации всех типов задач. На конечном этапе работ, БРЛС (получившая индекс 8Б) поднялась в воздух в 1975 году на борту летающей лаборатории (пероборудованный Ту-104). Первый полёт на борту МиГ-31 – годом позже, и по завершению всех опытных работ и гос.испытаний в 1981 году СУВ «Заслон» в составе истребителя МиГ-31 принята на вооружение.

Возможность безинерционного переброса луча позволила реализовать обстрел сразу четырёх целей ракетами с полуактивной РЛ ГСН – мгновенное перемещение луча от цели к цели давало достаточный энергетический уровень отраженного сигнала для надёжного захвата.
Рассмотрим принципы работы БРЛС с режимом КНИ чуть более подробно. Первое, что бросается в глаза – кажущаяся невозможность определения дальности до цели. На БРЛС импульсного типа дальность определялась по времени запаздывания зондирующего импульса, и излучение следующего происходило только спустя время, необходимое сигналу на возвращение с максимальной дистанции работы радара. В новой БРЛС излучение сигналов происходит практически постоянно, и однозначно определить время запаздывания конкретного импульса невозможно. Для определения дальности в режиме КНИ было разработано несколько методов :
а) Режим линейно-частотной модуляции. Излучение зондирующих импульсов по обнаруженной цели происходит не на одной частоте, а на плавно меняющейся во времени (даже в одном зондирующем импульсе) – это даёт дополнительное доплеровское смещение сигнала от цели, по которому и вычисляется дальность. Метод хорош практически мгновенным определением дальности, но точность его невелика, погрешность достигает 1,5 километров при измерении на максимальной дальности. Вдобавок падает спектральная мощность сигнала, снижающая дальность измерения координат, относительно дальности обнаружения.
б) второй метод требует излучения пакетов зондирующих сигналов на двух (или трёх) различных частотах и с разной (но близкой) периодичностью. При этом существует некий интервал времени (значительно больший, чем период повторения для каждой из частот), когда излучение всех зондирующих импульсов происходит одновременно. Соответственно, для определения дальности считают запаздывание только тех импульсов, которые были приняты одновременно на всех частотах. Точность этого метода равна точности обычного импульсного детектора дальности, но требует значительной мощности излучателя, так как спектральная мощность падает, а с ней и дистанция обнаружения.
в) И третий способ – метод вобуляции частоты повторения зондирующих импульсов. В режиме определения дальности БРЛС излучает импульсы через различные интервалы. Принимаемые последовательности импульсов сравниваются с посылаемыми на основе метода распознавания образов. Точность определения дальности не отличается от предыдущего случая, и отсутствует падение спектральной мощности, за счёт облучения на одной частоте. Но метод требует значительной вычислительной мощности БЦВМ и большого объёма ОЗУ.