Лепин В.Н. Помехозащита РЭСУ летательными аппаратами и оружием (2017), страница 14

Обнаружение выполняется над ЛСГ, отнесенными к широкополосным и действующим по главному лепестку (ШПГЛ), заключается в следующем. 1. Во всей спектральной группе исключаются два-три сигнала максимальной амплитуды (ограиичение сигнала с целью исключения влияния больших значений на порог обнаружения). 2. По оставшимся сигналам вычисляется адаптивный порог обнаружения.

Если ЛСГ достаточно большая (больше 32-х элементов), то адаптивный порог обнаружения вычисляется скользящим окном из 16-ти элементов в каждом канале задержки. 3. Сравниваются все амплитуды ЛСГ суммарного канала с вычисленным адаптивным порогом и обнаруженные сигналы квалифицируются как сигналы цели и в зависимости от амплитуд сигналов в компенсационном канале относятся либо к ЦГЛ, либо к ЦБЛ, а также к ВИГЛ и ВИБЛ, если наблюдается периодическая структура.

Если принято решение, что присутствуют сигналы ВИГЛ, то выдается (формируется) информация об угловых координат этих источников с учетом разностных каналов и усреднения по всем фильтрам и стробам. Если принято решение о встречном излучении по боковым лепесткам (ВИБЛ), то переходят к третьему этапу обнаружения.

4. Если после второго этапа обнаружения принято решение, что присутствуют сигналы целей (ЦГЛ) или не принято решение об обнаружении (нет превышений адаптивного порога), то процесс обнаружения завершается и выдается информация о дальности, доплеровской частоте и двух угловых координатах цели с учетом разностных каналов или никакая информация не выдается. ув 1. Радиолокационные систеиы и их поиехоустойчивость Экнап 3. Обнаружение выполняется для ЛСГ, которые отнесены к помехам, действующим по боковым лепесткам антенны (ШПБЛ или ВИБЛ), и заключается в следующем. 1. Выполняется расчет парциальных коэффициентов компенсации К как отношение амплитуд компенсационного канала к суммарному во всей ЛСГ.

2. Рассчитанные парциальные коэффициенты компенсации подвергаются процедуре группировки с целью определения принадлежности ШПБЛ и ВИБЛ к одному или нескольким источникам. Процедура группировки выполняется путем кластерного анапнза и возможна ситуация, когда одна спектральная группа порождена несколькими источниками помех. 3. Если принято решение, что ЛСГ порождена одним источником, то производится когерентная компенсация этого излучения.

4. После когерентной компенсации в каждой ЛСГ выполняются 1-4 шаги второго этапа обнаружения. Таким образом, после формирования и анализа ЛСГ производится обнаружение широкополосных или узкополосных по частоте помех. При этом на каждом интервале когерентной обработки сигналов формируется информация об обнаруженной цели (задержка относительно импульса передатчика, доплеровская частота в диапазоне частот повторения импульсов и угловые координаты относительно РСН антенны), находящейся в главном луче антенны, в том числе при компенсации одного источника помех, не совмещенного с целью, а также угловые координаты источника помех, находящегося в главном луче. Однако идентификация сигналоподобных помех, таких как уводящие по дальности и (или) частоте, многократные по дальности и частоте и т.п., требуют дополнительного анштиза.

Наиболее легко идентифицируются помехи, уводящие по дальности или частоте. Для их идентификации используют оценку скорости сближения в канале сопровождения по дальности и доплеровской частоте. Если скорость сближения одинаковая, принимается решение об обнаружении цели„в противном случае — помеха. Например, этим алгоритмом идентифицируются сигналы, отраженные от движущихся конструкций цели, в частности, от 1. Радиолокационные систеиы и их поиекоустойчивость турбин реактивного самолета, когда сигналы, отраженные от корпуса цели и вращающихся конструкций, наблюдаются в одном стробе дальности, но имеют различную доплеровскую частоту. Более сложно идентифицируются уводящие помехи, сопряженные по дальности и скорости. Для решения этой задачи можно использовать резкую смену частоты повторения импульсов или угломерные каналы РЛС.

Предположим, что РЛС сопровождает источник уводящей помехи по дальности путем плавного изменения частоты повторения импульсов с целью появления отраженного сигнала в центре зоны открытия приемника и по угловым координатам обычным моноимпульсным методом, когда измеряется угловое положение цели и угловая скорость линии визирования.

Метод 1. Идентификация основана на том факте, что истинная дальность до цели получена с учетом начальных условий в момент захвата цели на сопровождение и противнику она не известна, следовательно, он может уводить сигнал только относительно нулевых или других начальных дальностей. Пусть при сопровождении сигнала по дальности, в какой-то момент времени изменили частоту повторения таким образом, чтобы образовалась ошибка измерения дальности на период, то при точном знании дальности до цели будем обнаруживать цель в известном стробе, а если дальность до цели ложная, то этот строб будет случайным.

Метод 2. Идентификация уводящей помехи, сопряженной по дальности и скорости, использующей угломерный канал РЛС основана на том, что при уводе цели по дальности и скорости имитируется боковая перегрузка цели (изменение продольной перегрузки и ускорения самолета за счет тяги двигателя не превышает 1... 1,5д из-за тяговооруженности, близкой к 1).

При наличии боковой перегрузки в угломерном канале должна увеличиваться угловая скорость линии визирования, пропорциональная величине перегрузки. Следовательно, если сигнал уводится по дальности и частоте 1цель, как будто, движется с боковым ускорением), а угловая скорость не увеличивается, то принимается решение о наличии помехи, 80 ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОМЕХОВЫХ СИГНАЛОВ 2.1. Математические мололи помех различного вила Прием радиолокационного сигнала всегда происходит на фоне случайных колебаний — помех, поэтому выделение полезной информации подчиняется законам математической статистики. При решении задач синтеза устройств обнаружения полезного сигнала и фильтрации его параметров, а также при анализе процессов обработки сигнала на фоне помех зачастую необходимо заменить реальные колебания некоторой математической моделью.

Удобной идеализацией реальных помех являются марковские случайные процессы с гауссовским законом распределения. Пусть имеется реализация пространственно-временной помехи в виде напряженности электромагнитного поля л(сх) в координатах время г е [О,Т] и линейная апертура к и [О,Ц (рис. 2.1). Разобьем интервал О„Т на К элементов по ЛТ, а О,Š— на Е элементов по йХ. В результате разбиений получим КхЕ дискретов, в пределах которых изменяется величина ( (1 < 1< КЕ) .

При этом выборки (отсчеты) пространственно-временной помехи характеризуются случайным вектор-столбцом и='(л,'1, В1 2. Пространственно-вреиенные характеристики паиеховых сигналов Рисунок 2.1 Реализации поиехи размерностью Кс,, а каждый элемент этой выборки п; распреде- лен по нормальному закону Р(п,) = ехр— ( (пт —,) 1 ~~2пт~, ) 2ст~ (2.1) где о; — дисперсия элемента выборки помехи; по — его математиг ческое ожидание, чаще всего равное нулю (по = О) . Элементы выборки в общем случае зависят друг от друга и характеризуются коэффициентом корреляции А;, = М(птп,(о)сг,~.

(2.2) Значения к, изменяются в пределах от +1 до — 1. Если к, < 1, то величины п, и п частично связаны положительным или отрицательным коэффициентом пропорциональности, Для независимых (некоррелированных) выборок к, = 0(г ы 2') . Следует заметить, что взаимный коэффициент корреляции к„всегда равен +1. 82 2, Простраиствеиио-вреиеииые характеристики поиеховых сигиалав К = Ц = )й, о;сг !. (2.3) Корреляционная матрица помех всегда симметрична в силу коммутативности (пер еместительности) закона умножения п,н, = п,нг, поэтому ее транспонирование (замена строк столбца- ми) не изменяет матрицу К' = К .

Для получения совместного закона распределения всех случайных величин необходимо найти определитель (детерминант) матрицы и обратную матрицу К ': Р(п) =(2хг) ~ !КГЦ ехр( — п'К 'п). (2.4) Под обратной матрицей К ' понимаем такую матрицу, которая, будучи умноженная на исходную, дает в произведении единичную матрицу 1. Так называют матрицу, у которой единичные диагональные и нулевые недиагональные элементы. При переходе к непрерывным координатам корреляционный момент преобразуется к корреляционной функции Йгг хг Ъхг) ™~Фс х1)Фг хг)~.

(2.5) Для получения нормального закона распределения непрерывного наблюдения гтгг Р(,н) = ~~ — ехр — ~ Ц~н(сох~)22 (спх1,кг,хг) х оооо хо(гг, хг ) сц,с)ггохсссхг ~ (2.б) необходимо найти обратнокорреляционную функцию 22 '(.) пу- тем решения интегрального уравнения 83 Произведение й,-о;о = Я, называют центрированным корреляционным моментом или ковариацией. Совокупность корреляционных моментов образует прямоугольную корреляционную матрицу помех 2. Пространственно-вреиенные характеристики лоиехавых сигналов та ~ ~22!!!~г~х!эх)22 'тг г2>х~х2)а!с(х оо = б(г„г,, х„.х,), (2.7) 22(Г„Гз,х„ха) = !с(г,Р). (2.8) Наряду с корреляционной функцией для описания стационарных помех используют пространственно-временную спектральную плотность, которая характеризует распределение мотцности помехи по частотам: пространственным (угловым) в, и временным атт: 5(ят„от,) = ~ ляг,р)ехрт,— >от!г — )и„р) дар.

(2.9) Напомним, что временная чистота — скорость изменения фазы во времени, а пространственная частота — скорость изменения фазы по апертуре антенны (линии в пространстве). Таким образом, помеху можно представить случайным электромагнитным полем с гауссовской плотностью распределения и описать ее статистиче- ские характеристики корреляционной матрицей или функцией, а для ста- ционарной помехи еще и спектральной плотностью иощност.

где б(.) — многомерная дельта-функция. Особое место среди помех различного рода занимают стационарные помехи. Случайный процесс называют стационарным, если его корреляционная функция не зависит от положения начала отсчета и определяется только разностью аргументов г! !2~ Р х! х2 2. Пространственно-временные характерисгики помеховых сигналов 2.2. Корреляционные функции и спектральные характеристики естественных помех и мешающих отражений 22(, ) ~~о б(.) 2 (2.10) где Мо — спектральная плотность мощности (интенсивность) по- мехи. При использовании приемных решеток можно считать шумы в каналах независимыми и моделировать помеху корреляционной функцией вида 12( ) ~~о б( )б где б, — символ Кронекера: бн =1 и б, =О.

Для апертурных приемных антенн вводят пространственно- временной белый шум, корреляционная функция которого описывается многомерной дельта-функцией 22(г,р) = — б(г) б(р). 2 (2.11) Естественные помехи, вызванные отражением сигнала от поверхности земли представляют собой узкополосное электро- Естественные помехи имеют весьма многообразный характер и описать их все достаточно сложно.

Однако для радиолокационного наблюдения можно ограничиться только внутренними помехами. К ним относятся шум приемника и помеха, возникающая за счет отражений сигнала от земной (морской) поверхности. Шум приемника обусловлен, главным образом, тепловым движением молекул и атомов в антенне и высокочастотных каскадах приемника.