Якушенков Ю.Г., Луканцев В.Н., Колосов М.П. Методы борьбы с помехами в оптико-электронных приборах (1981), страница 11

Считается, что нссканирующие инфракрасные системы обеспечивают потенциально более быстрое оповещение, чем доплеровские РЛС. Сканирующие инфракрасные системы оповещения представляют собой более сложные приборы, в задачу которых входит не только обнаружение атаки противником, но часто и определение основных параметров ОЭП противника.

Типичным примером аппаратуры оповещения считают компактное устройство, устанавливаемое либо в контейнере, либо в нижней части фюзеляжа защищаемого летательного аппарата и прикрытое обтекателем (диаметр обтекателя около 100 мм 1104, 117)). В состав устройства оповещения входит логическое устройство для выделения на фоне помех сигнала, соответствующего атаке противника снарядом (ракетой) с оптико-электронной головкой самонаведения, индикатор, размещаемый в кабине пилота и указывающий направление на снаряд противника. Аппаратура оповещения вв может работать в нескольких спектральных диапазонах и осуществляет обзор пространства по направлениям «вперед», «назад», «вправо», «влево», «вниз». Для определения параметров ОЭП противника (или объекта разведки) имеется источник электромагнитного излучения.

Отраженное от оптической системы ОЭП излучение принимается аппаратурой оповещения, и логическое устройство определяет тип и параметры помех, которые наиболее эффективно могут дезориентировать противника. Так, по наличию или отсутствию отражения иа разных длинах волн можно определить оптический спектральный диапазон работы ОЭП, закон модуляции отраженного сигнала может дать представление о характеристиках растра, скорости затвора фотокамер и т. д. Организованные оптические помехи за рубежом подразделяют на модулированные оптические помехи, ложные оптические цели, лазерные помехи 172, 74, 116 — 118]. Под модулированными помехами понимают искусственные оптические источники излучения, у которых принудительно по определенному закону изменяется амплитуда излучения. При этом, как правило, источник излучения модулированной помехи совмещен с защищаемым объектом.

Как и среди помех радиотехническим средствам, выделяют мерцающие оптические помехи„представляющие два или несколько отдельных модулированных источников излучения, разнесенных в пределах площади излучения защищаемого объекта. Причем законы модуляции излучения источников связаны между собой определенной зависимостью. Ложной оптической целью называют источник оптического излучения, параметры которого максимально совпадают с параметрами излучения защищаемого объекта. Этот источник размещается за пределами защищаемого объекта.

Как правило, ложные цели перемещаются относительно защищаемого с их помощью объекта. При этом их разделяют на выстреливаемые, выбрасываемые (парашютнруемые) и буксируемые. Лазерные помехи из-за особенностей их физической реализации и природы воздействия на ОЭП выделяют в отдельную группу, хотя они могут быть созданы в виде как отдельной ложной цели, так и модулированного лазерного излучения. Лазерные помехи разделяют на поражающие, засветочные и кодированные, подразделяемые, в свою очередь, на имитирующие (ложные цели) и маскирующие (1!О, 114, 1161.

эт Заъ МОДУЛИРОВАННЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ПОМЕХИ При создании модулированной помехи излучающая площадь защищаемого объекта, как правило, больше, чем излучающая плошадь источника модулированной помехи, поэтому можно применить принцип суперпозицни. Тогда сигнал (поток) на входе оптического анализатора ОЭП противника без учета пропускания атмосферы будет равен ч' (т) = 4зж П) + ф.

" (г) где Ф„(() — сигнал от объекта; Ԅ— амплитуда сигналаа от помехи; х(1) — модулирующая функция помехи. При отсутствии модулированной помехи сигнал на выходе оптического анализатора ОЭП противника можно представить в виде = .(1) (), где <р(1) — модулирующая функция анализатора ОЭП„ несущая в себе информацию о координатах объекта. При наличии модулированной помехи сигнал на выходе и. = Ф.

(~М (() + ф" ((М И) Соответственно если второй член последнего уравнения изменяется во времени по параметру, в котором заключена информация о координатах объекта, то будет происходить искажение информации об истинных координатах объекта, Механизм влияния модулированной помехи на работу анализатора ОЭП рассмотрим на примере ОЭП, использующего в качестве анализатора изображений растр Бибермана — Эсти 171 (рис, 3.2). Подробное объяснение процесса выделения координат визируемого объекта в плоскости анализа ОЭП с таким растром приведено в ряде работ 17, 41, 49). В процессе формирования сигналов о координатах объекта в ОЭП сравниваются фазы опорного сигнала, синхронного с частотой вращения растра, и сигнала огибающей частоты, выделенного после фильтрации и детектирования сигнала несущей частоты, получаемого путем прерывания (обтюрации) излучения от объекта (1), сфокусированного в плоскости растра (2) при его вращении.

При наличии изображения от объекта в плоскости растра на его выходе формируется два типа сигналов. (эпюра 5): 1) сигнал переменной частоты, когда изо- 58 бражение объекта пересекается секторной частью растра (3), причем частота модуляции 1(Гц1 =ппг/60, где п — частота вращения, мни-', т — число прозрачных (непрозрачных) секторов растра; 2) постоянные сигналы, когда изображение пересекается концентрической частью растра (4).

После детектирования и фильтрации сигнала, полученного на выходе растра, из него формируется сигнал огибающей частоты (эпюра б), несущий информацию о координатах объекта. Рис. ЗД. Сигналы в ОЭП с растром Бибермана — Эсти Положим, что для защиты объекта от воздействия ОЭП противника используется модулированная оптическая помеха.

Для простоты рассмотрим наиболее неблагоприятный случай, когда амплитуда излучения сигнала объекта меньше амплитуды излучения модулированной помехи в рабочем диапазоне ОЭП противника. Пусть частота модуляции растром излучения объекта равна (или близка) частоте сигнала модулированной помехи, а фаза сигнала помехи такова, что при пересечении непрозрачными секторами растра амплитуда излучения помехи максимальная, а при пересечении прозрачными секторами — минимальная или равна нулю. Следовательно, секторная часть растра будет формировать сигнал на выходе растра только при модуляции потока от объекта.

Когда через концентрическую часть растра проходят изображения объекта и совмещенной с ним модулированной помехи, на выходе растра будет постоянный сигнал от объекта и переменный от модулированной помехи (зпюра 7). После детектирования и 59 филь~рации такого сигнала будет сформирован сигнал огибающей частоты (эпюра 8), фаза которого смещена на !80' по сравнению с фазой сигнала огибающей частоты (эпюра 6), сформированного ОЭП при наличии только одного объекта.

Таким образом, на выходе ОЭП от одного и того же объекта, имеющего одни и те же координаты, но в одном случае без модулированной помехи, а в другом с модулированной помехой, в процессе сравнения фаз сигналов огибающей частоты (эпюры б и 8) с фазой опорного сигнала (эпюра 9) будут сформированы разные сигналы о координатах объекта. В первом случае эти сигналы истинные, а во вторбм — ложные, обусловленные модулированными помехами на объекте. За рубежом в качестве медулированной помехипредлагают использовать мощную цезиевую лампу с электронной схемой управления, черное тело с механическим прерывателем его излучения, газовая форсунка, работающая, например, на сжатом продане и снабженная зеркальной. отражательной еистемой, создающей обширный ореол [54, 70, 104, 1161.

При создании модулированной помехи основной задачей является повышение эффективности использования мощности излучателя, что определяется, в первую очередь, способом модуляции излучения. Для модуляции излучения цезиевых ламп требуется электронная аппаратура, а для модуляции излучения источника в виде черного тела — механические прерыватели в виде вращающихся растров.

Для прерывания пучков большого сечения, создаваемых мощными источниками излучения, нужны громоздкие устройства, что не позволяет получить высокую частоту модуляции, уменьшает надежность модулятора из-за больших центробежных сил, возникающих при его вращении. При этом существенная часть энергии излучателя поглощается неподвижным экраном и подвижным вращающимся диском, что снижает эффективность источника излучения.

В 1541 описано устройство (рис. З.З), в котором, по утверждению авторов, достигается 100а/а-ная синусоидальпая модуляция сигналов источника излучения и минимум поглощения его тепловой энергии, а центробежные силы малы при высокой прочности модулятора, что позволяет достигать высоких частот модуляции при сравнительно неболыпой мощности привода. 60 Модулирующнй диск устройства включает в себя четное число затворных лопаток (2), имеющих форму секторов, радиально монтируемых на неподвижной центральной направляющей (3), связанной кинематически (например, через редуктор, что на рис. 3.3 не показано) с приводом (1). Затворные лопатки, развернутые относительно друг друга на 180', попарно жестко црикреплены к своим валам (4), перпендикулярным продольной оси направляющей.

Валы образуют радиальный ряд, подобный спицам колеса, и закреплены в цапфах (Б) на несущей неподвижной круговой подшипнпковой опоре (6), концентричной с осью цаправля!ошей. Ось каждого вала проходит через одно из отверстий наг у правляющей, а в центре направляющей (если нет ,~1 лл обходим о) могут быть установлены соответствующие подшипники. Отверстия, через которые пропущены валы, смещсны,вдоль оси направляющей относительно друг ч ж ° и! друга на расстояние, которое позволяет валам Л вращаться адновременно, не мешая друг другу' рис. З.З, Механическое моиули- КонцЫ валов заканчива- рукиисс устройство с зитворимми ются шестернями,, обра- лоииткими зующими зубчатую передачу (7), которая синхронно вращает затворные лопатки от общего привода, имеющего возможность изменять скорость вращения.

В процессе вращения затворы, прилегающие друг к другу, будут вращаться в противоположных направлениях. Допустим, что источник излучает энергию в направлении устройства модуляции. При одном полном обороте каждой затворной лопатки источник излучения поочередно нагревает каждую из ее сторон, причем циклы регулярно повторяются в соответствии с частотой вращения. Излучение не пропускается при положении, показанном на рис. 3.3, н пропускается практически полностью, когда затворные лопатки поворачиваются в положение, прн котором их поверхности параллельны пучку лучей, идущих от источника. аь Так как стороны затворов нагреваются поочередно, .за время их поворота на 180' возможно поочередное охлаждение каждой стороны, что позволяет использовать устройство для модуляции сигнала большой мощности. В 170] дана конструкция источника модулированной помехи, в которой отсутствует специальное модулирующее устройство. Источник излучения (рис.