Радиоэлектронные системы и комплексы¶
Радиоэлектронные системы и комплексы — обобщённое название технических средств, в которых обработка информации, передача сигналов, управление, измерение или противодействие осуществляются с использованием электромагнитных колебаний и радиоэлектронной аппаратуры. К этому классу относят радиолокационные, радионавигационные, связные, телекоммуникационные, радиоизмерительные, пеленгационные и радиоэлектронные системы управления, а также комплексы радиоэлектронной борьбы. Термин объединяет как отдельные устройства, так и сложные многофункциональные изделия, включающие антенно-фидерные тракты, приёмопередающие модули, вычислительные средства и программное обеспечение.
¶Общая характеристика
Радиоэлектронная система (РЭС) представляет собой совокупность функционально связанных радиоэлектронных устройств, объединённых общей задачей и алгоритмом работы. Комплекс, в отличие от системы, обычно включает несколько систем, а также средства обеспечения: электропитания, охлаждения, контроля, защиты информации. Основу любой РЭС составляют:
- антенные устройства и фидерные тракты, обеспечивающие излучение и приём радиоволн;
- радиопередающие и радиоприёмные тракты;
- устройства обработки сигналов — аналоговые, цифровые, программные;
- вычислительные и управляющие модули;
- системы отображения и интерфейсы оператора;
- средства электропитания и защиты.
Ключевые характеристики РЭС — диапазон рабочих частот, дальность действия, разрешающая способность, точность, помехозащищённость, вероятность обнаружения или распознавания, энергопотребление и массогабаритные показатели.
¶Классификация
По назначению выделяют несколько основных групп.
| Класс | Назначение | Примеры |
|---|---|---|
| Радиолокационные | Обнаружение и измерение координат объектов | Обзорные и сопроводительные РЛС |
| Радионавигационные | Определение местоположения и параметров движения | Спутниковые и наземные системы |
| Радиосвязные | Передача информации по радиоканалу | Тропосферные, спутниковые, КВ-станции |
| Радиоэлектронной борьбы | Разведка и подавление радиоэлектронных средств | Станции помех, комплексы РЭБ |
| Радиоизмерительные | Измерение параметров сигналов и цепей | Анализаторы спектра, генераторы |
| Управления и телеметрии | Передача команд и контроль состояния | Комплексы управления объектами |
По диапазону частот различают системы КВ, УКВ, СВЧ и оптико-электронные; по степени подвижности — стационарные, мобильные, бортовые (авиационные, космические, корабельные); по принципу обработки — аналоговые, цифровые и программно-определяемые (SDR).
¶Принципы построения
Современные РЭС строятся по модульному принципу, что упрощает модернизацию и унификацию. Широко применяется цифровая обработка сигналов, позволяющая реализовать функции фильтрации, сжатия, распознавания и формирования диаграмм направленности программными средствами. Активно используются фазированные антенные решётки (ФАР), обеспечивающие электронное сканирование луча без механического перемещения антенны, а также активные фазированные решётки (АФАР) с приёмопередающими модулями в каждом элементе.
Важное направление — интеграция нескольких функций в одном комплексе: совмещение радиолокации, связи и радиоэлектронного подавления на общей аппаратной платформе. Это снижает массу, энергопотребление и стоимость изделия.
¶Применение
РЭС применяются практически во всех сферах:
- в обороне и безопасности — радиолокационные станции, комплексы радиоэлектронной борьбы, системы предупреждения о ракетном нападении, средства связи и управления;
- в гражданской авиации и навигации — бортовые радиолокаторы, радиомаяки, спутниковые навигационные приёмники;
- в телекоммуникациях — базовые станции сотовой связи, радиорелейные линии, спутниковые терминалы;
- в науке и промышленности — радиоастрономия, дистанционное зондирование Земли, неразрушающий контроль, радиометрия;
- в быту — приёмники, маршрутизаторы Wi-Fi, системы радиочастотной идентификации (RFID).
¶История развития
Развитие радиоэлектроники началось с опытов по передаче радиоволн в конце XIX века и создания первых радиоприёмников. В начале XX века появились радиосвязь и радиопеленгация; в годы Второй мировой войны импульсная радиолокация стала массовой. Во второй половине XX века возникли полупроводниковая элементная база, интегральные схемы и цифровая обработка сигналов, что позволило создавать компактные многофункциональные комплексы. С конца XX века развиваются программно-определяемые системы и активные фазированные решётки.
В России разработкой и производством радиоэлектронных средств занимаются предприятия радиоэлектронной промышленности, научно-исследовательские институты и конструкторские бюро; отрасль входит в число приоритетных направлений технологического развития.
¶Технические и эксплуатационные требования
К современным РЭС предъявляются требования по:
- помехозащищённости и устойчивости к радиоэлектронному подавлению;
- электромагнитной совместимости — способности работать без взаимных помех с другими средствами;
- скрытности работы, включая снижение мощности излучения и применение сложных сигналов;
- надёжности, ремонтопригодности и унификации элементной базы;
- информационной безопасности каналов управления и передачи данных.
¶Перспективы
Основные направления развития — дальнейшая цифровизация и программная реализация функций, применение элементов на широкозонных полупроводниках (нитрид галлия, карбид кремния), переход к распределённым и сетецентрическим комплексам, интеграция с беспилотными и космическими платформами, использование методов машинного обучения для обработки сигналов и распознавания объектов.
Источники: учебные и справочные издания по радиотехнике и радиоэлектронике, отраслевые обзоры радиоэлектронной промышленности, материалы по радиолокации и радиоэлектронной борьбе.