Радиолокация: обнаружение и распознавание. Средства постановки помех и помехозащиты РЛС (стр. 2 из 3)

Для эффективного применения ПП надо обеспечить отношение п/ш ≥ 30.. 80 дБ, тогда для обеспечения п/ш = 45 дБ необходимо обеспечить ЭПРпп: S_0п = 600 м². Необходимое для этого число диполей будет составлять Nд = S_0п / S₀ = 600/1,53 = 392 дип/мин.

3.2 Расчет параметров средств создания помех уводящих по дальности

Принцип создания уводящей по дальности помехи:

а) сигнал подавляемой РЛС принимается, усиливается с минимальной задержкой и излучается, создавая для РЛС мощный сигнал подсвета;

б) большая мощность сигнала помехи приводит к уменьшению усиления приемника РЛС вследствие действия АРУ, при этом происходит подавление в приемнике РЛС истинного (отраженного) сигнала от цели и захват стробом дальности сигнала помехи;

в) временное положение сигнала помехи формируется с последовательно возрастающей задержкой или опережением от импульса к импульсу относительно истинного сигнала цели до положения, соответствующего нескольким длительностям строба дальности РЛС. Закон увода может иметь различные формы, но если одновременно реализуется уводящая по скорости помеха, то производная по времени функция закона формирования уводящей по дальности помехи должна соответствовать функции закона формирования уводящей по скорости помехи во все соответствующие моменты времени. Максимальное ускорение по дальности не должно превышать возможности системы сопровождения по дальности подавляемого радиолокатора;

г) после достижения требуемой величины увода строба дальности передатчик помех выключается или излучается мощный шумовой импульс на рабочей частоте РЛС для обеспечения в РЛС срыва сопровождения по дальности;

д) РЛС переходит в режим повторного поиска по дальности. Если это возможно, то истинная цель захватывается радиолокатором на сопровождение по дальности;

е) процесс излучения помехи при необходимости повторяется.

Необходимость в системе запоминания частоты сигналов обусловлена тем, что при создании уводящих помех по дальности импульсным РЛС длительность создания помехи на частоте РЛС превосходит длительность зондирующего импульса РЛС, поступающего на вход системы РЭП, и излучение помехи происходит в основном тогда, когда на входе системы РЭII сигнал РЛС отсутствует. Запоминающие устройства также используются для обеспечения высокого уровня развязки между приемом и передачей, давая возможность передавать запомненный сигнал так, чтобы передача и прием никогда не совпадали во времени.

В системах РЭП используются различные типы запоминающих устройств: рециркуляторы радиоимпульсов; потенциалоскопы, работающие на ПЧ; настраиваемые по частоте генераторы гармонических колебаний или источники шума; линии задержки; запоминающие устройства рециркуляторного типа и взаимодействующие пространственно-разнесенные ретрансляторы, в работе которых используется задержка при распространении в окружающем пространстве. При реализации увода строба дальности сигнал помехи излучается в моменты времени после приема радиолокационного импульса, длительность которого может составлять доли микросекунды, поэтому в станции помех необходимо устройство для запоминания частоты этого импульса на довольно длительный период, обеспечивающий требуемое рассогласование строба дальности РЛС с отраженным от цели сигналом. Один из методов запоминания частоты в этом случае основан на использовании рециркулятора импульсов, обеспечивающего высокое быстродействие при обработке сигналов от импульса к импульсу, широкую мгновенную полосу и высокую пропускную способность. На рис. 7 представлена схема передатчика уводящих помех по дальности с рециркулятором с автоподстройкой фазы.

Рис. 7 - Структурная схема передатчика уводящих помех по дальности с рециркулятором с автоподстройкой фазы

Входной радиоимпульс усиливается в усилителе №1 и через коммутатор поступает на рециркулятор, который формирует расширенный по длительности радиоимпульс, состоящий из состыкованных выборок входного радиоимпульса. Из этого радиоимпульса в оконечном СВЧ-импульсном усилителе №З формируется уводящий по дальности помеховый радиоимпульс. Синхронизация передатчика помех осуществляется от продетектированного входного радиоимпульса логическим устройством, формирующим видеоимпульсы, управляющие работой коммутатора, и видеоимпульс с программируемой задержкой. Рециркулятор работает следующим образом. Входной радиоимпульс поступает на усилитель №2 и на один вход фазового детектора, а задержанный сигнал - на другой вход фазового детектора. В результате амплитуды сигналов на выходах фазового детектора функционально зависят от фаз между входным и задержанным сигналом. Выход ЛЭ соединяется с фазовращателем, который осуществляет сдвиг фазы задержанного сигнала на 0, 90, 180 и 270° с распределением сигналов на входы четырехпозиционного переключателя. Этот переключатель управляется логическим устройством, которое управляется постоянными напряжениями, пропорциональными входным амплитудам фазового детектора. При этом переключатель устанавливается в положение, обеспечивающее подстройку набега фазы в рециркуляторе, чтобы указанное фазовое рассогласование было не более 45°. Входные напряжения детекторов фазового детектора образуют в зависимости от разности фаз входного и незадержанного сигналов определенную комбинацию. Логическая схема согласно комбинации напряжений устанавливается в нужное положение.

На точность запоминания фазы и частоты оказывают влияние также положение и длительность передаваемого импульса уводящей по дальности помехи по отношению к моменту поступления и длительности входного импульса соответственно. Если нормированная длительность входного радиоимпульса рециркулятора равна длительности радиолокационного радиоимпульса, и задержка переднего фронта излучаемого импульса помехи в цикле увода кратна целому числу длительностей входного импульса, то воспроизведение спектра сигнала РЛС помехой будет достаточно точным. При всех других значениях длительности излучаемого импульса и временной задержки его переднего фронта в процессе увода искажения спектра усилятся. В свою очередь, в передатчике помех воздействие неблагоприятных эффектов из-за расширения спектра сигнала помехи может быть снижено в результате преднамеренного циклического изменения набега фазы в рециркуляторе, так чтобы уменьшение амплитуды спектральных составляющих помехи не было сосредоточено на дискретных частотах. При этом энергетические потери сигнала помехи в приемнике РЛС будут предсказуемы и будут более приемлемые величины средних потерь на всех частотах рабочего диапазона[6, стр.162].

4. Расчет параметров средств помехозащиты

4.1 Средства защиты от пассивных помех

Подавление пассивных помех может быть реализовано путем режекции в спектре принимаемого сигнала составляющих, кратных частоте повторения зондирующего сигнала. Для этого используются режекторные гребенчатые фильтры, реализуемые в виде алгоритмов или устройств череспериодной компенсации (ЧПК).

Структура простейшего однозвенного фильтра ЧПК приведена на рис.8

Его АЧХ описывается выражением

К(f)=2×êsin(p×f×T_П)÷.

Считается, что подавление помех является эффективным если они подавлены до уровня шумов т.е. в нашем случае при k_ПП³45,28 дБ. Для удовлетворения этого требования используют фильтры ЧПК n-ого порядка с АЧХ

К(f)=2ⁿ×êsin(p×f×T_П)÷ⁿ.

Обычно относительная ширина спектра флюктуаций помехи Δf^.Тп = 0,02..0,25. На рис. 8 показано как будет изменяться зависимость Кпп(Δf^.Тп) при различных порядках фильтра:

Рис. 8

Примем Δf^.Тп = 0,1

Зависимость коэффициента подавления пассивной помехи от порядка фильтра

Порядок фильтра	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Кпп, дБ	14,6	26,25	35,81	42,24	44,63	45,15	45,25	45,27	45,28

Рис. 9

По графику зависимости коэффициента подавления пассивной помехи от порядка фильтра рис. 9 определяем требуемый порядок фильтра n = 4 при котором k_ПП³42,24 дБ, при условии что оставшиеся 3,04 дБ подавятся в накопителе при когерентном накоплении.

Используя пакет программ «Стрела 2.0» определим коэффициенты фильтра и его спектральные характеристики. На рис. 10 представлены основные параметры фильтра и входного процесса.

Рис. 10 - Параметры фильтра и входного процесса

На рис. 11 представлены результаты расчета фильтра.

Рис. 11

Основным недостатком такого ЧПК является наличие «слепых» скоростей, то есть ситуации, когда сигналы, отраженные от движущихся целей, попадают в полосы режекции.

Обычные РГФ с алгоритмами ЧПВ (ЧПК) не позволяют выделить на фоне пассивных помех сигналы, отраженные от малоскоростных целей и особенно от целей, движущихся в тангенциальном относительно радиолокатора направлении, так как при небольших доплеровских сдвигах частоты спектральные составляющие этих сигналов попадают в области режекции АЧХ РГФ. Основным способом селекции полезного сигнала в рассматриваемом случае является увеличение времени запоминания в устройствах вычитания до значения, при котором заметно проявляется движение цели. Чаще всего время запоминания выбирают равным периоду сканирования луча антенны (периоду обзора или так называемому времени кадра). Соответствующие устройства носят название устройств кадрового вычитания достоинством их является чувствительность к движению целей со слепыми скоростями, т.е. свойство обнаруживать цели, движущиеся с тангенциальными скоростями. Однако меньший коэффициент кадровой корреляции по сравнению с междупериодным приводит к уменьшению коэффициента подавления таких устройств. Поэтому кадровые устройства используют как вторую ступень вычитания совместно с одним из устройств ЧПК (ЧПВ)[1, стр.176].