GJB 6180-2007
Методы динамических измерений радиолокационного сечения воздушных целей (Англоязычная версия)
- Стандартный №
- GJB 6180-2007
- язык
- Китайский, Доступно на английском
- Дата публикации
- 2007
- Разместил
- Military Standard of the People's Republic of China-General Armament Department
- состояние
- 2021-09
- быть заменен
- GJB 6180A-2021
- Последняя версия
- GJB 6180A-2021
- сфера применения
-
Обзор стандарта и техническая база
GJB6180-2007, «Динамический метод испытаний эффективной площади рассеяния воздушных целей», является ключевой технической спецификацией в системе военных стандартов Китая для измерения радиолокационных характеристик целей в полете. Этот стандарт, выпущенный и введённый в действие 27 декабря 2007 года, был утверждён Главным управлением вооружений Народно-освободительной армии Китая и совместно разработан Китайским лётно-испытательным центром и Исследовательским центром по стандартизации Департамента электронной информационной инфраструктуры Главного управления вооружений.
Техническая база этого стандарта вытекает из развития современных авиационных технологий малозаметности и необходимости радиолокационного противодействия. С развитием технологий малозаметности самолётов традиционных статических измерений ЭПР больше недостаточно для оценки характеристик целей в реальных боевых условиях. Динамические измерения ЭПР могут достоверно отражать характеристики электромагнитного рассеяния цели в полете, предоставляя критически важную информационную поддержку для проектирования радиолокационных систем, идентификации целей и мер радиоэлектронного противодействия.
Анализ основных терминов и сокращений
В стандарте определены несколько ключевых терминов, среди которых основные концепции включают:
Термины Сокращения Определение Техническое значение ЭПР ЭПР 4π раз больше отношения плотности мощности, рассеянной целью на приемник в единице телесного угла, к плотности падающей мощности Основной параметр для измерения обнаруживаемости цели радаром Информация о временном пространственном положении TSPI Система измерения положения цели и связанной с ней информации во временной и пространственной областях Ключевые технологии для обеспечения пространственно-временной синхронизации данных измерений Отношение сигнал/помеха SCR Отношение мощности рассеянного эха цели после вычитания фона к мощности рассеянного фона Важный показатель, определяющий достоверность данных измерений Угол обзора - Угол между линией визирования радара и продольной осью цели Ключевой угол, описывающий относительное положение цели по отношению к радару
Принципы измерений и технические методы
Принцип измерения метода сравнения
Динамическое измерение ЭПР основано на уравнении радиолокации и использует метод относительного сравнения для получения целевого значения ЭПР. Стандарт подробно описывает уравнение радиолокации с одной станцией:
P_r = (P_t G^2 λ^2 σ) / ((4π)^3 R^4 L_t L_r L_a L_p)
Значение каждого параметра следующее: P_r — принятая мощность, P_t — передаваемая мощность, G — коэффициент усиления антенны, λ — длина волны радиолокатора, σ — целевая ЭПР, R — расстояние, а ряд L — различные коэффициенты потерь.
Требования к системе калибровки
Стандарт выдвигает строгие требования к системе калибровки, включая:
Элементы калибровки Технические требования Пределы неопределенности Точки реализации Источник СВЧ-сигнала Точность в 3-10 раз выше, чем при измерении мощности эхо-сигнала - Регулярная метрологическая поверка ЭПР эталонного органа Минимальная ЭПР больше -60 дБсм ≤1 дБ Используйте полый металлический шарик или Сфера Люнеберга Шероховатость поверхности Среднеквадратическая ошибка ≤λ/80 - Строгий контроль процесса Комплексная калибровка Комплексное влияние помех окружающей среды и т. д. ≤1 дБ Калибровка до и после полета
Состав и технические характеристики измерительной системы
Полная динамическая измерительная система ЭПР состоит из нескольких подсистем. Технические требования к каждой подсистеме следующие:
Измерительный радар ЭПР Основные требования
Измерительный радар должен иметь возможности трехканального слежения по азимуту, углу места и дальности, используя систему передачи-приема импульсов «один к одному». Ключевые технические характеристики включают высокую частоту повторения выборок, широкий линейный динамический диапазон, работу с несколькими поляризациями, низкие характеристики боковых лепестков и комплексную самокалибровку в полете.
Система сбора и регистрации данных
Наземная система сбора данных имеет погрешность ≤1%, в то время как бортовая система сбора данных должна соответствовать определенным системным требованиям. Система должна собирать амплитуду, фазу, дальность, азимут, угол места и синхронизацию сигналов каждого радиолокационного эхо-импульса в режиме реального времени.
Целевая система измерения TSPI/параметров положения
Неопределенность положения составляет <5 м, а неопределенность измерения угла положения составляет <0,2°. Она может измерять и выводить данные о пространственном положении цели, курсе, тангаже и угле крена в режиме реального времени.
Система синхронизации
Неопределенность измерения времени составляет менее 100 нс, что обеспечивает единую временную привязку для всей измерительной системы.
Процедуры измерений и методы полета
Стандартизированный процесс измерений
Стандарт определяет полный процесс организации измерений: демонстрация плана испытаний → подготовка схемы испытаний → реализация процесса испытаний → обработка данных → сводка испытаний → обзор испытаний → хранение данных. Каждое звено имеет четкие технические требования и точки контроля качества.
Методы измерения полета
В ответ на различные типы требований к оценке характеристик цели стандарт рекомендует различные методы полета:
Методы полета Применимые сценарии Технические характеристики Эффективность сбора данных Полет боком Измерение характеристик боковой ЭПР Поддержание постоянного расстояния и угла Высокий Полет по кругу Характеристики всенаправленной ЭПР Постоянно изменяющийся угол обзора Средняя Полет лепестка сливы Точное измерение под определенными углами Точное управление заданной траекторией Низкая Пикирование к станции и отход от станции Каудальная ЭПР Быстрые изменения угла Средняя
Обработка данных и статистический анализ
Этапы обработки данных
После быстрого осмотра, проверки рациональности и декодирования калибровочной кривой необработанные данные обрабатываются для создания файлов данных о времени угла визирования цели и файлов данных о времени ЭПР. Статистика ЭПР цели рассчитывается на основе диапазона углов визирования, и анализируется неопределенность измерений.
Метод статистического анализа
Стандарт рекомендует использовать метод ранжирования для определения медианного значения. Результаты одинаковы как в дБм², так и в м². Также указаны методы расчета для значений ЭПР с вероятностью 5% и 95% для предоставления статистических справочных данных для различных сценариев применения.
Формат вывода данных
Выходные данные должны соответствовать формату GJB3830. Распространенные форматы вывода включают: целевое значение ЭПРσ, кривую зависимости среднего значения от угла обзора по азимуту; кривую угла обзора по тангажу; и кривую угла крена. Рекомендуются прямоугольные координаты, где абсцисса выражена в градусах, а ордината — в м² или дБм², причем предпочтительным является дБм².
Система оценки неопределенности
Анализ источников неопределенности
В Приложении B к стандарту подробно описан метод оценки неопределенности измерений. К основным источникам неопределенности относятся: неопределенность данных калибровки, стабильность системы, нелинейность системы, потери при передаче и приеме, неплоская волновая засветка, помехи от фоновых отражений, потери поляризации, дисбаланс I/Q, неопределенность дальности, отклонение цели от отклика центра луча и атмосферные потери при передаче.
Метод количественной оценки неопределенности
При использовании метода анализа дерева ошибок стандартная неопределенность класса А оценивается с помощью статистических расчетов, в то время как стандартная неопределенность класса В оценивается на основе априорного анализа функции распределения плотности вероятности цели. Для динамических данных ЭПР, соответствующих релеевскому или логнормальному распределению, стандарт предоставляет конкретные формулы расчета и процедуры оценки.
Техническое развитие и рекомендации по внедрению
Стандартные технические характеристики
По сравнению с более ранними связанными стандартами, GJB6180-2007 представляет собой значительный технологический прогресс в следующих областях: комплексная система теории динамических измерений, методы систематической оценки неопределенности, стандартизированные процедуры обработки данных, многомерное решение для измерений в полете и строгие требования к калибровке.
Ключевые технические моменты для внедрения
В практических приложениях основное внимание следует уделять поддержанию точности системы калибровки, точному управлению траекторией полета, многосистемной синхронизации времени, точному вычитанию фоновых помех, точной коррекции потерь при передаче в атмосфере и мониторингу качества данных в реальном времени.
Перспективы будущего развития
С развитием радиолокационных и стелс-технологий технология динамических измерений ЭПР будет развиваться в сторону более высокой точности, более широких частотных диапазонов и адаптивности к более сложным условиям. Многостанционные измерения, широкополосные измерения и измерения поляризационных характеристик станут важными дополнениями и направлениями развития.
Анализ случая применения
На примере динамических испытаний ЭПР одного истребителя весь процесс испытаний был реализован в соответствии со стандартом GJB6180-2007: сначала была проведена лабораторная калибровка для установления базового уровня, затем система была откалибрована в полевых условиях с использованием стандартной сферы. Затем был получен полный спектр данных ЭПР в соответствии с планом полета «лепесток сливы». Наконец, статистические характеристики ЭПР цели были определены с помощью скользящего усреднения и статистического анализа. Результаты испытаний показывают, что технические методы, предусмотренные этим стандартом, позволяют эффективно оценивать характеристики рассеяния радиолокационных станций истребителя в различных условиях полета, обеспечивая надежную поддержку данных для оптимизации характеристик скрытности.
GJB 6180-2007 Ссылочный документ
- GJB 1301-1991 Разработка и реализация программы живучести самолетов
- GJB 3830 Требования к формату данных о сечении рассеяния радиолокатора цели
- GJB 4238 Характеристики военных целей и терминология характеристик окружающей среды
- GJB 5252 Требования к хранению данных о целевых и экологических характеристиках
GJB 6180-2007 История
- 2021 GJB 6180A-2021 Метод динамического контроля характеристик электромагнитного рассеяния воздушных целей
- 2007 GJB 6180-2007 Методы динамических измерений радиолокационного сечения воздушных целей
