Максимов М. В. - Защита от радиопомех, страница 16

(2.3.4) Здесь оР« « — половина ширины энергетического спектра па уровне 0,56« для того же радиосигнала, что и в формуле (2.3.3). В связи со сравнительно малым значением ог помехи, создаваемые дипольными отражателями, воспроизводятся приемно-индикаторными устройствами подавляемых станций как очень узкополосный шумовой сигнал, чем и определяются маскирующие свойства таких помех. Современные воздушные цели движутся, как правило, с большими скоростями, вследствие чего появляются значительные допплеровские смещения частоты отраженного зт ими сигнала. Различия спектров, свойственные помеховым и рабочим сигналам, позволяют отфильтровывать помехи и тем самым существенно снизить их эффективность.

Это обстоятельство широко используется в импульсных РЛС с системами селекции движущихся целей, а также при использовании непрерывных зондирующих сигналов и импульсов с большой частотой повторения. Вместе с тем, создаваемые дипольными отражателями помехи при традиционных методах ях применения являются эффективным средством прикрытия высокоскоростных целей (например, самолетов) от наблюдения импульсными радиолокационными системами, не имеющими специальных схем защиты от подобных помех. Необходимые для подавления таких РЛС плотности отражателей (темпы сбрасывания пачек отражателей) оказываются относительно невысокими.

Что же касается РЛС с непрерывными и квази- непрерывными (при большой частоте следования импульсов) зондирующими сигналами, то их, по-видимому, нужно считать хорошо защищенными от воздействия Помех рассматриваемого класса. 5. Полосы дипольных отражатвлвй Пассивные помехи, создаваемые дипольными отражателями, могут иметь своим назначением воспрещение обнаружения цели, например, самолета или группы самолетов. Именно так формулируется задача на подавление импульсных РЛС дальнего обнаружения и целеуказания. Такая же задача часто возникает и при противодействии импульсным радиолокационным системам сопровождения целей по направлению и дальности. Помехи ставятся, как правило, периодическим сбрасыванием пачек дипольных отражателей с самолета или какого-либо другого летательного аппарата — постановщика помех.

Если пачки сбрасываются достаточно часто, формируемые ими облака сливаются друг с другом, в результате чего образуются довольно широкие и протяженные области пространства, внутри которых хаотически «разбросаны» дипольные отражатели. Такие области пространства называются полосами пассивных помех (полосами дппольных отражателей).

Сигналы РЛС, отражаясь от облучаемой полосы, засвечивают экран индикатора РЛС в тех его точках, которые ссютветствуют координатам полосы отража- зз телей. Таким образом иа экране создаются засвеченные «коридорым Яркость засветки «коридора» зависит от мощности отраженного диполями сигнала, которая, в свою очередь, при прочих равных условиях пропорциональна количеству диполей, одновременно отражающих зондирующий сигнал РЛС.

Когда эта яркость достаточно велика, то на ее фоне бывает затруднительно или невозможно выделить отметку, создаваемую целью, например, самолетом, идущим в полосе днпольных отражателей или над этой полосой. Если выходное устройство станции представляет собой ие визуальный индикатор, а какой-либо автомат, то и этот автомат ие в состоянии выделить сигнал цели из шумоподобиого сигнала, порождаемого отражениями от полосы диполей. Степень помехозащищенности РЛС в отношении помех, создаваемых дипольными отражателями, может быть различна и количественно оценивается коэффициентом подавления к,„. Так как при полете самолета в полосе дипольных отражателей помеховый и полезный сигналы поступают на вход станции с одной и той жедальности, то мощности помехи Р, и сигнала Р, пропорциональны оч и охд, где 3„— эффективная площадь рассеяния цели, а Зх х — суммарная ЭПР тех диполей, которые одновременно облучаются зондирующим сигналом подавляемой станции, т.

е. тех диполей, которые попадают в «импульсный объем» РЛС. Последний характеризуется объемом той области пространства, в которой распределена энергия одного излученного станцией зоядирующего импульса. В силу сказанного РЛС оказывается подавленной при 'охх = кяох5ч. Величина «импульсного объема» зависит от длительности т„рабочего импульса РЛС, ширины основноголепесгка диаграммы направленности антенны О и и О„в угломестной и азимутальной плоскостях, расстояния г до зондируемой точки пространства и оказывается равной )у„» вЂ” — (1/2) ст„г'Оа»О»и. Важной характеристикой полосы дипольных страдателей является ширина маскируемой области 1.„, т.

е. области пространства, внутри которой выполняется соотно. шение (2,3,5) и, следовате.чьно, цель маскируется поме- зэ хами. Применительно к полосам диполей, поставленным для подавления РЛС дальнего обнаружения и целераспределения, наиболее интересной представляется характеристика «разлета» диполей в направлении, перпендикулярном оси полосы. Это объясняется тем, что из-за «разлета» в вертикальном направлении ди поли обычно не выходят из импульсного объема, так как диаграммы направленности антенн этих РЛС в угломестной плоскости, как правило, широкие.

При достаточно выеоких темпах сбрасывания, когда облака, создаваемые отдельнымн пачками диполей сливаются друг с другом, разлет диполей в направлении оси полосы не изменяет их средних концентраций, поскольку поток диполей из одного облака в другое компенсируется встречным по. током диполей из второго облака в первое. Разлет же отра.

жателей в направлении, перпендикулярном оси полосы, ведет к изменению ширины полосы и концентрации диполей в различных ее точках. Ширина маскируемой области 7., зависит не только от ширины полосы и абсолютного значения плотности отражателей, но и от длительности рабочего импульса РЛС, ширины основного лепестка диаграммы направленности ее антенной системы, положения полосы н РЛС и вели. чины ЭПР прикрываемой цели. Определим 7.„, полагая, что ширина /, полосы дипольных отражателей удовлетворяет неравенству (, )) гй„, во всем рабочем диапазоне значений г.

Пусть полоса отражателей поставлена постановщиком, летящим со скоростью о, при темпе сбрасывания 1, (темп сбрасывания измеряется временным интервалом между сбрасыванием двух следующих друг за другом пачек). Выберем систему координат Охуг таким образом, чтобы ось Оу совпадала с серединой полосы, а ось Ог была направлена вверх. Будем считать, что РЛС излучает импульсы длительностью т„и в угломестной плоскости имеет достаточно широкую диаграмму направленности, вследствие чего на всех рассматриваемых дальностях вся полоса диполей попадает внутрь этой диаграммы. Смещая РЛС параллельно оси Ох, определим количество диполей, попадающих в пределы импульсного объема станции при различных значениях координаты х (ясь основного лепестка все время остается параллельной осиполосы). Учитывая, что количество пачек диполей„сброшенных на участке пути постановщика длиной 0,5 с т„ (длина импульсного объема), равно л„!2оа~», и интегрируя 90 по импульсному объему РЛС, получаем количество диполей а«аз«» 9-~:тЕ>, 9»а ~а 3 ~ 40 ааааа« попадающих в этот объем, Здесь ΄— коэффициент турбулентной диффузии по оси Ох, которая в общем случае не совпадает с направлением скорости ветра, а Ма — количество диполей в одной пачке.

Поэтому при пользовании таблицами коэффициентовтурбулентной диффузии вместо истинной скорости ветра о, следует учитывать величину о, соз (), где р — угол между вектором скорости ветра и осью Ох. Пренебрегая изменением концентрации диполей вдоль относительно небольшой «ширины» импульсного объема, вместо (2.3.6) можно записать следующее приближенное равенство: )Уиа = " «йаа ехр ( х / 4Ох Г) (2,3.7) 4»и !и р к0х 4 Последнее выражение, как и (2.3.6), не учитывает влияния спутных струй постановщика помех и поэтому может быть использовано лишь при достаточно больших значениях времени б Оно показывает, что число диполей в импульсном объеме станции зависит от координаты х, характеризующей положение этого объема относительно середины полосы отражателей и времени й При заданных х и г число отражателей в импульсном объеме пропорционально количеству пачек, сброшенных на участке пути длиной 0,5 с т„, и «ширине» гй„импульсного объема.

Стечением времени ширина полосы отражателей возрастает, а плотность полосы в областях, прилегающих к ее оси, монотонно падает. Выше уже указывалось, что для прикрытия помехами цели, находящейся в полосе диполей, необходимо выполнение соотношения (2.3.5), которое с учетом (2.3.7) принимает вид 44з ЧЛ~«ати / «» гй„ехр ~ — ) ) к„»Я«. (2.3.8) 4»п ~ УкВ« ~ 40х з / Если цель имеет относительно небольшие размеры и всегда 'помещается» в импульсном объеме РЛС, то можно 9! определить эффективную ширину маскируемой области, т. е. ширину той части полосы помех, в пределах которой выполняется неравеяство (2.3.8).

Принимая знак равенства между правой и левой частями последнего выражения и решая получившееся таким образом уравнение относительно х = 0,5 (.„получаем <6 44З ПМпота (2.3.9) 4«под Зц )х д~-'х «пп «и! График, приведенный на рис, 2.20, иллюстрирует зависимость |,и от й Дифференцируя выражение (2.3.9) по аргументу 0„1 и приравнивая нулю значение получившейся производной, можно определить величину (0,1)ц соответствующую максимальному значению ширины маскируемой области Т.,„. Сама величина Ь,ц определяется путем подстановки ((2„0ц в (2.3.9) и оказывается равной хэазмз Чяпстп Впц (2.3,10) 1/2ед "под оц пп»п Отсюда следует, что максимальное значение ширины маскируемой области пропорционально количеству пачек диполей, сбрасываемых па участке ст„/2, эффективной повеРхности РассеЯниЯ РазвеРнУвшейсЯ пачки Мз „<1)У и дальности до прикрываемой цели.

Эта ширина обратно пропорциональна ЭПР цели и коэффициенту подавления РЛС. Она не зависит от коэффициентов турбулентной диффузии атмосферы, которыми определяется время, необходимое для того, чтобы ширина маскируемой области достигла своего максимального значения. При Р„( ) (0„1)ц разлет диполей в направлении, перпендикулярном оси полосы, продолжается. Вследствие этого продолжает уменьшаться плотность отражателей в областях, пространственно прилегающих к оси полосы помех, и ширина маскируемой области уменьшается, Спу- Рпс. 2.20.