Оптический контроль воздушного пространства на предмет появления беспилотных летательных аппаратов делится на 2 вида:
- активное обнаружение;
- пассивное обнаружение.
Пассивное оптическое обнаружение осуществляется с помощью приемников оптического диапазона с объективами различного усиления. Общая характеристика возможностей пассивного оптического обнаружителя представлена в таблице.
Параметр | Значения |
Ориентировочный радиус действия для малых БПЛА | До 2…5 км в условиях хорошей видимости,
До 1…2 км в условиях плохой видимости и ночью |
Используемые области спектра | Видимый. Обнаружение контура при дневном освещении.
Ближний инфракрасный. Обнаружение контура БПЛА при плохой освещенности. Дальний инфракрасный. Обнаружение нагретых элементов конструкции (двигателя, радиоэлектронных нагрузок) и выхлопа двигателя внутреннего сгорания в ночных условиях и в тумане. Всепогодный режим работы предусматривает наличие приемных устройств на все указанные области. |
Определяемые параметры для целеуказания | Азимут и угол места – в пределах радиуса действия.
Примерная конфигурация цели – в пределах 1/2 радиуса действия. Внешний вид цели – в пределах 1/4 радиуса действия. Для определения дальности и радиальной скорости методом триангуляции необходим второй приемник. |
Угол обзора | Определяется углом обзора объектива. |
В основу пассивной системы обзора воздушного пространства (обнаружения малоразмерных движущихся объектов) может быть положен принцип обнаружения малоразмерных движущихся воздушных объектов, использованный в интегрированных радиоэлектронных системах защиты пилотируемых летательных аппаратов от управляемых ракет с оптическими головками самонаведения.
Задача обнаружения малоразмерных объектов решается путем определения номера элементарного приемника (ячейки матрицы), величина сигнала в которой на протяжении нескольких отсчетов, в соответствии с выбранным правилом, отличается от величин сигналов соседних ячеек.
У БПЛА целесообразно использовать вызванное ими нарушение закономерности излучения фона в спектральном диапазоне 0,3…0,4 мкм, характеризуемое величиной и знаком энергетического контраста излучений цели и фона.
При высотах полета менее 500 м, энергетический контраст излучений БПЛА и фона в спектральном диапазоне 0,3…0,4 мкм принимает отрицательные значения, так как на малых высотах интенсивность облучения восходящим потоком излучения нижней поверхности планера БПЛА значительно меньше фона дневного неба, характеризуемого нисходящим потоком излучения.
В ночных условиях, при недостаточной энергетической яркости излучения фона в спектральном диапазоне 0,3…0,4 мкм, а также в дневных условиях, способствующих возникновению устойчивого положительного, обусловленного достаточной разницей температур между нагретыми элементами БПЛА (двигателя, аккумуляторной батареи, подшипников) и приземным слоем атмосферы, в качестве спектрального рабочего диапазона целесообразно использовать длинноволновую область инфракрасного диапазона 8…13 мкм.
В качестве оптоэлектронного датчика (датчиков) панорамных систем обзора пространства могут быть использованы:
- панорамные системы на основе широкоугольных и сверхширокоугольных объективов;
- сканирующие панорамные системы (система радарного типа);
- панорамные системы с полными или круговыми объективами типа «рыбий глаз»;
- панорамные системы на основе зеркально-линзовых панорамных объективов PAL (Panoramic Annular Lens – панорамные кольцевые линзы);
- панорамные системы с дискретным (фасеточным) угловым полем.
При этом существенную роль в выборе датчика (датчиков) имеют такие характеристики, как:
- степень дискретизации поля зрения, определяющая как точность определения координаты (направление на малоразмерный объект), так и дальность обнаружения малоразмерной воздушной цели (чем меньше дискрета – тем больше дальность обнаружения);
- отсутствие явных демаскирующих признаков в работе (например, вращающихся частей).
Этим требованиям в большей степени отвечают панорамные системы с полными или круговыми объективами типа «рыбий глаз» и панорамные системы с дискретным (фасеточным) угловым полем зрения.
Активный оптический контроль
При активном оптическом обнаружении осуществляется подсветка области пространства лучём лазера невидимой области спектра. Развертка луча лазера в пространстве осуществляется электронно-оптическим модулятором. Общая характеристика возможностей активного оптического обнаружителя представлена в таблице.
Параметр | Значения |
Ориентировочный радиус действия для малых БПЛА | До 5…15 км в условиях хорошей видимости.
До 1…5 км в условиях плохой видимости. Ночью дальность больше. |
Используемые области спектра | Ближний инфракрасный. Имеются лазеры различного уровня мощности и множество приемников.
Ближний ультрафиолетовый. Нет помех в сумерки и темное время суток. В приемнике не обязательно нужна матрица. Хорошо отражается от полимерной обшивки БПЛА. |
Определяемые параметры для целеуказания | Азимут и угол места – в пределах радиуса действия.
Примерная конфигурация цели – в пределах 0,5 радиуса действия. Внешний вид цели – в пределах 0,25 радиуса действия. Дальность и радиальная скорость (импульсный и фазовый методы, триангуляция). |
Угол обзора | Определяется углом обзора объектива и электронно-оптического модулятора лазера. |