Лепин В.Н. Помехозащита РЭСУ летательными аппаратами и оружием (2017), страница 12

Расчет зависимости мощности сигнала Р„мощности шумовой помехи, а также мощности внутреннего шума приемника Р от дальности до цели Д и их сравнение позволяют определить 1. Радиолокационные систены и их поиехоустойчивость максимальную дальность обнаружения цели на фоне помех н внутреннего шума (Рл >Р„) нли (Р, >Р ). Пример таких зависимостей дан на рис. 1.11. Р, яБЛиВт о д Рисуиои 1,11 ГРафики эависииости иощности сигнала и поиех отдельности Мощность сигнала, помехи и шумов выражена в децибелах к милливатту.

По оси абсцисс выбран логарифмический масштаб. Порог обнаружения (превышение мощности сигнала Р, над мощностью внутреннего шума приемника Р или мощностью помехи Р„выбран равным 17 дБ). При отсутствии шумовых помех при действии внутреннего шума приемника дальность обнаружения цели с вероятностью правильного обнаружения 0,5 и ложной тревоги 10 равна Д.„,к„. При действии шумовой помехи и отсутствии мер помехозащиты дальность обнаружения цели на фоне помехи равна Д т.е, значительно меньше Д .„,. При использовании в РЛС про- странственных частотных и других методов подавления помехи дальность обнаружения цели при действии помех Д,л„„может быть увеличена в десятки раз. 67 1.

Радиолокационные системы и их поиехоустойчивоссв 1.5.3. Дальность обнаружении цели РЛС с СЧИ при действии совмеаценной с целью шумовой помехи Мощность основной (максимальной) гармонической составляющей сигнала Р отраженного от цели, при СЧП, с учетом сжатия ФКМ-сигнала, может быть определена следующим образом: г Р— Ри~ПРД~ПРМ'~ Си' говвсксж (1.32) (4тг) Д~Д~ где К вЂ” коэффициент сжатия радиоимпульсов; аг,в — общие потери мощности сигнала на передачу и прием при СЧП.

Мощность шумовой помехи в данном режиме может быть определена как мощность помехи на выходе согласованного фильтра промежуточной частоты с полосой ЬР', уменьшенная в число раз, равное числу п~ узкополосных доплеровских фильтров, расположенных в полосе фильтрации Ьре с учетом полосы режекции ЬР г р и Хпч~ПР й агПРМ (4 )'Дгл, (1.33) где ф~е — полоса узкополосного доплеровского фильтра. Мощность внутренних шумов приемника кто к ~Ъ (1.35) где тӄ— спектральная плотность мощности помехи (прицельной или заградительной); ф' — полоса УПЧ приемника; агпрм— потери при СЧП на прием.

Число доплеровскнх фильтров пь определяется выражением ЬР— ЬР' ф Рчж (1.34) Фде 1. Радиолокационные систены и их поиехоустодчиеоаь Для обнаружения целей на максимальной дальности в данном режиме необходимо обеспечить подавление помехи при обработке на 30...40 дБ. При действии шумовой помехи из вынесенной точки (не совмещенной с целью) эффективность действия помехи на РЛС снижается за счет низкого уровня боковых лепестков диаграммы направленности современной антенны (щелевой антенной решетки или ФАР). Дальность обнаружения цели при этом значительно увеличивается по сравнению с ситуацией, когда цель и постановщик помехи совмещены. Например, при действии постановщика по второму боковому лепестку (2б дБ) дальность обнаружения цели при действии шумовой помехи увеличивается в 3 раза по сравнению с ситуацией, когда цель и постановщик совмещены.

1.б. Иетододы повышения помехоустойчивости и скрытности Проблема повышения помехоустойчивости радиолокационных систем является чрезвычайно актуальной. На сегодняшний день она может быть успешно решена благодаря успехам в области теории оптимального приема сигналов, в частности, теории оптимального обнаружения, теории оптимальной оценивания параметров сигнала. В первую очередь, в современных радиолокационных системах повышение помехоустойчивости достигается за счет оптимизации алгоритмов обработки смеси сигналов и помех. Разработка оптимальной структуры приемного канала и оптимальных алгоритмов обработки сигналов при действии широкополосных шумовых помех является обязательной задачей для конструктора любой радиолокационной системы.

Одновременно любая бортовая радиолокационная система должна быть защищена от воздействия наиболее вероятных и наиболее опасных преднамеренных узкополосных помех. Это достигается за счет применения специальных методов, устройств и алгоритмов защиты. Первый подход дает оптимальные методы обнаружения сигнала и оценивания параметров при действии помех, а 1, Радиолокационные систеиы и их лоиехаустойчивось второй, в основном, квазиоптимальные и эмпирические методы повышения помехоустойчивости радиолокационных систем.

В основе многих методов повышения помехоустойчивости лежит увеличение избыточности информации. Например, за счет применения дополнительного (компенсационного) канала, комплексирования радиолокационных и нерадиолокационных устройств. В каждой из двух основных групп можно выделить несколько методов обеспечения помехоустойчивости, основанных на использовании различий сигналов от цели (полезных сигналов) и помех по одному или нескольким параметрам: пространственным, поляризационным, частотным, временным, энергетическим (амплитудным), а также их различным комбинациям.

Эти методы часто так и называют: пространственные, поляризационные, частотные, временные, амплитудные, комбинированные. Причем указанные методы защиты могут быть реализованы, например, при первичной обработке сигнала, т.е. на несущей частоте, или при вторичной, например на частоте модуляции. Пространственные методы обеспечения помехоустойчивости радиолокационных систем ° Режекция помех (формирование нуля на помеху). ° Компенсация помех по боковым лепесткам.

и Бланкирование помех по боковым лепесткам. ° Угловое стробирование. ° Применение антенн с узкими диаграммами направленности игольчатого типа и низким уровнем боковых лепестков и др. Поляризационные методы повьииения помехоустойчивости ° Применение антенн с низким угловым кроссполяризационной диаграммы направленности. ° Применение различных поляризационных фильтров для подавления помех, отличающихся от полезного сигнала параметрами поляризации. Тем самым достигается режекция поляризационной помехи.

Кроме того, известны устройства поляризационной защиты компенсационного типа. ?О 1, Радиолокационные систеиы и их поиехоуспойчивопь Частотные методы обеспечения помехоустойчивости Устройства режекции помехи, отличающейся от полезного сигнала по частоте (несущей, доплеровской и др.). Устройства компенсации помех. Фильтровые системы. Устройства узкополосной доплеровской фильтрации и др. Временньке методьч обеспечения помехоустойчивости ° Методы подавления помехи в приемном тракте за счет различий полезного сигнала и помехи по длительности импульсов, по времени задержки и периоду повторения импульсов.

° Перечисленные устройства часто называют селекторами по длительности, по времени задержки и периоду повторения соответственно. Амплитудные методы обеспечения помехоустойчивости, основанные на использовании различий полезного сигнала и помехи по амплитуде, реализуются в виде различного вида ограничителей, селекторов импульсов по уровню, накопителей полезного сигнала в виде сумматоров (интеграторов) и др. Комбинированные методы обеспечения помехоустойчивости предполагают применение различных комбинаций указанных ранее методов: частотно-временной, пространственно-частотный и др.

Метод подавления помехи в приемном канале, основанный на различиях в структуре полезного сигнала и помехи, например при использовании специальных кодов Баркера или ЛЧМ- модуляции в структуре сигнала может быть обеспечено эффективное подавление различных помех. Особую группу методов защиты радиолокационных систем от помех составляют методы предотвращения перегрузки приемного тракта и системы обработки сигналов. Они реализуются в современных системах в виде устройств автоматической регулировки усиления приемника, усилителей промежуточной частоты с логарифмической амплитудной характеристикой, систем стабилизации вероятности ложной тревоги и др.

71 1. Радиолокационные сис|еиы и их поиехоустойчивось Один из эффективных методов повышения помехоустойчивости — комплексирование радиолокационных и нерадиолокационных устройств (обнаружителей, следящих измерителей угловых координат дальности, скорости сближения и др.). К нерадиолокационным относятся лазерные, инфракрасные, инерциальные и другие системы извлечения информации. Их работа основана на использовании электромагнитных волн другого диапазона, либо вообще на других физических принципах. За счет комплексирования радиолокационных и нерадиолокационных устройств может быть достигнуто существенное повышение помехоустойчивости радиолокационных систем и их эффективное функционирование в условиях РЭП. Для повышения помехоустойчивости могут применяться методы функциональной обработки полезных сигналов и помех, позволяющие увеличить разрешающую способность РЛС по угловым координатам.

Отдельную группу методов обеспечения помехоустойчивости радиолокационных систем составляют методы использования помехового сигнала (наведение на помеху), методы пассивной радиолокации и методы перевода следящих систем на некоторое время (в до 10 с) в режим «память» с оценкой необходимых параметров на основе алгоритмов экстраполяции. Многие перечисленные методы обеспечения помехоустойчивости могут быть реализованы как адаптивные. Так, например, пространственный метод защиты РЛС от помех, реализованный за счет адаптивный ФАР может обеспечить эффективную работу в условиях изменяющейся во времени помеховой обстановки. Скрытность радиолокационных систем, как важнейшая составная часть помехозащищенности, достигается в современных системах за счет различных методов.

Все они обеспечивают противодействие разведке противником излучаемых радиолокационной системой сигналов, тем самым затрудняя ему создание эффективных радиопомех. К основным методам повышения скрытности можно отнести следующие: пространственный, частотный, структурный, временной, амплитудный и др. 72 1, Радиолокационные систеиы и их поиехоустойчиеось Пространственный метод повышения скрытности обеспечивается, например, сужением диаграммы направленности и снижением уровня боковых лепестков антенных систем, применением режимов многопозиционной и пассивной радиолокации. Частотный метод обеспечения высокой скрытности может быть реализован в виде быстрой перестройки несущей частоты или многочастотного излучения зондирующего сигнала несколькими передатчиками.

Структурный метод повышения скрытности основан на использовании шумоподобных или квазислучайных сигналов, например в виде М-последовательностей, и других сложных сигналов. Обнаружение сложных сигналов представляет собой сложную задачу для противника. При этом операция сжатия сигналов в РЛС обеспечивает подавление большинства видов помех. Временной метод повышения скрытности основан на уменьшении длительности и частоты повторения излучаемых сигналов, применения чередующихся режимов активной и пассивной радиолокации, режимов «память». Сокращение времени излучения достигается при комплексировании радиолокационных и инерциальных систем.