Общая характеристика условий функционирования робототехнических комплексов военного назначения для различных вариантов их использования

Сформулированная тема охватывает довольно широкий перечень различных по целевому предназначению и использованию РТК ВН. При этом существенными факторами, определяющими параметры РТК, являются их место в боевых порядках войск, решаемые задачи, их транспортная база и многие другие факторы. В силу специфики сформированной задачи остановимся на наиболее общих чертах РТК, присущих любому комплексу, вне зависимости от его целевого предназначения и использования. Анализируемые условия функционирования радиоканалов управления и передачи данных РТК будут определяться не только внешними факторами их функционирования, но и принятыми техническими решениями, предлагаемыми Заказчиком РТК и реализуемыми промышленностью [1,2].

Возможные условия функционирования РТК ВН определены их целевым предназначением и предполагаемым размещением в боевых порядках войск. По своему предназначению РТК могут быть разведывательными, обзорными, ретрансляционными и ударно-боевыми. Они могут использоваться также в качестве элементов управления войсками и оружием во многих областях военного дела.

К разведывательным РТК следует отнести комплексы, осуществляющие: радиационно- химическую разведку, электронную разведку, визуальную разведку и другие виды разведки.

Ретрансляционные РТК могут использоваться для увеличения дальности связи в боевых порядках войск, осуществления связи с отдельными подразделениями или должностными лицами (ДЛ), находящимися на удалениях, превышающих дальности связи радиосредств.

Обзорные и ударно-боевые РТК могут использоваться для визуального обзора заданных территорий, в качестве оружия непосредственно поражающего заданные цели, как боевая единица, так и в групповом составе. Кроме того, РТК могут использоваться в качестве элемента системы управления оружием для его наведения на заданные объекты поражения, корректировки стрельбы артиллерийских и ракетных средств вооруженной борьбы, а также для получения объективных данных о эффективности использования различных средств поражения целей.

Как следует из описания возможного целевого использования РТК, последние могут находится в боевых порядках войск противоборствующей стороны, в боевых порядках своих войск на различных удалениях от линии соприкосновения войск (ЛСВ), в воздухе и на земле. Все отмеченные варианты нахождения расположения РТК будут характеризоваться различными условиями среды их функционирования, например, наземные ударные РТК будут находиться в боевых порядках войск первого эшелона, воздушные РТК могут находиться в любом месте построения боевых порядков войск. Для управления пространственными координатами РТК и получения от него требуемой информации требуются как каналы управления РТК и каналы навигации, так и каналы сброса на наземный пункт управления различной информации. Такие каналы, в основном, реализуются при помощи радиосвязи, что предопределяет влияние на эти каналы линий связи наземных радиосредств и средств РЭБ как своей группировки войск, так и противоборствующей стороны.

Например, если РТК находятся в боевых порядках войск первого эшелона, то на его каналы будут воздействовать все средства связи сетей связи тактического звена управления. Количество радиосредств, приходящихся на единицу площади для боевых порядков батальонов войск первого эшелона, имеет максимальное значение, которое уменьшается при удалении РТК в глубину построения боевых порядков войск. Кроме того, будет наблюдаться изменение диапазонов рабочих частот наземных радиосредств в зависимости от их удаления от линии соприкосновения войск (ЛСВ).

На отмеченные каналы воздушных РТК будут оказывать влияние все радиоэлектронные средства (РЭС), принадлежащие зоне покрытия («освещенной зоны» поверхности земли), параметры которой определены характеристиками используемых на РТК антенных устройств: чем шире диаграмма направленного действия (ДНД) антенных устройств РТК, тем большее воздействие на его каналы мешающих радиосредств. С другой стороны, широкие ДНД антенных устройств допускают большую свободу выбора маршрута полета РТК. Заметим, что для воздушных РТК будут характерны, так называемые, «мертвые» зоны, из которых невозможно осуществление как приема радиосигналов с земной поверхности и передачи информации на наземный центр управления, так и управление РТК. Это характерно для УКВ-СВЧ диапазонов частот радиоволн. «Мертвые» зоны обусловлены особенностями распространения радиоволн отмеченных диапазонов. Они определены углом Брюстера, который учитывает условия возникновения этих зон, когда угол падения радиоволны в точку отражения от поверхности земли достигает значения 90 градусов.

Мощность сигнала Р на входе радиоприемного устройства, находящегося на воздушном РТК, определяется отношением

Р

P1η1G1η2G2λ2V2F1(θ,ϕ)F2(θ,ϕ)

16π2r2

(1.1)

где Р 1 – выходная мощность радиопередающего устройства, η 1 – потери антенно-фидерного тракта радиопередатчика, G 1 – коэффициент усиления передающей антенны, η 2 – потери антенно-фидерного тракта приема, G 2 – коэффициент усиления приемной антенны, λ – рабочая частота радиопередающего устройства,

F 1 ( θ , ϕ ), F 2 ( θ , ϕ ) – функции направленности радиопередающих и радиоприемных устройств, соответственно.

На открытых трассах множитель ослабления сигнала на трассе определяется интерференционной формулой [2]:

| V | = (1 + D ²| Ф |² cos ² θ + 2 D | Ф | cos (2 π / λ Δ r ))^1/2                               (1.2)

Разность хода прямого и отраженного от земной поверхности лучей Δ r приближенно может быть определена по формуле Введенского:

2h1'h2'

Δ r =    r ,                                             (1.3)

[(1 2 ' '                '        ' 3 1/2

+ 2 r h ₁ h ₂) /( a_э { h ₁ + h ₂) )]

где D – коэффициент расходимости D =

Ф – коэффициент отражения радиосигнала от поверхности земли,

θ = h1' h2' / r – угол скольжения (угол падения радиоволны в точку отражения от поверхности земли), h1',2 ≅ h1,2 - Δh – приведенные высоты антенн.

Анализ выражения интерференционной формулы оказывает, что при значениях θ близких к 90º, значения |V| стремится к нулю (появляется «мертвая» зона), поскольку слагаемое 2D|Ф|cos(2π/λΔr) стремиться к «-1»

Для вертикально поляризованной волны:

ε`~ sinθ - ε~` - cos2θ

Ф_в = ^{r            r}

εr~ sinθ + εr~` - cos2 θ

(1.4)

для горизонтально поляризованной волны:

Ф г

sinθ - εr~`

sinθ + εr~`

- cos 2 θ

- cos² θ

(1.5)

где ε ^~r = ε r – i 60 λ o σ – комплексная диэлектрическая проницаемость земли, в качестве параметров поверхности земли выступают σ – проводимость и ее диэлектрическая проницаемость ε r . Следовательно на открытых трассах, множитель ослабления для области интерференции определяет:

• -    протяженность интервала связи;

• -    высоты подъема антенн;

• -    электрические параметры почвы в точке отражения радиоволны от поверхности земли.

Выбор воздушного эшелона РТК должен быть согласован относительно эшелонов полета других воздушных средств, например, вертолетов и самолетов.

В результате проведенного выше анализа можно сделать следующие выводы:

• 1.    На условия функционирования РТК ВН влияет их целевое предназначение и расположение в боевых порядках войск.

• 2.    Особенностью эксплуатации РТК является наличие каналов управления, каналов сброса информации и навигации, которые подвержены нежелательному воздействию РЭС, расположенных в районе его функционирования.

• 3.    Условия функционирования РТК определяются помеховой обстановкой всех радиоэлектронных средств, расположенных как в боевых порядках своих войск, так и в боевых порядках войск противоборствующей стороны, местоположением РТК относительно линии соприкосновения войск и его целевым предназначением.

• 4.    Для более детального анализа условий функционирования радиоканалов управления и передачи данных потребуется задание целевого предназначения РТК ВН и его места в боевых порядках войск.