Лепин В.Н. Помехозащита РЭСУ летательными аппаратами и оружием (2017), страница 3

Помимо радиолокационных подсистем и датчиков в ИВС применяются оптико-электронные подсистемы, а также автономные датчики параметров собственного движения летательного аппарата. В зависимости от режииа функционирования РЭСУ та или иная подсистема ИВС может быть ведущей ~основной) или резервной.

В большинстве РЭСУ основной подсистемой является РЛС, имеющая большую дальность действия в любых метеоусловиях. Защита радиолокационных систем от помех представляет собой комплекс мероприятий организационного и технического характера по обеспечению эффективного функционирования этих систем в условиях ведения противником радиоэлектронной борьбы и взаимного влияния своих радиолокационных систем. Первая группа мер известна как защита от РЭП, а вторая — как электромагнитная совместимость.

тз Введение Под помехами в технике понимают обширную область явлений разной физической природы искусственного и естественного происхождения (мешающих воздействий), препятствующих нормальному функционированию технических устройств и систем с показателями эффективности не ниже заданных. Радиопомехи— это электромагнитные излучения различного происхождения, мещающие работе РЭСУ. Защита РЛС и РГС различного назначения от радиопомех представляет собой одну из важнейших проблем как при их разработке, так и при боевом применении.

Помехозащищенность Радиолокационной системы часто определяют как способность системы успешно (эффективно) функционировать в условиях естественных и преднамеренных помех и одновременно противодействовать разведке ее радиосигналов противником. Первое свойство характеризует помехоустойчивость (ПУ), а второе — скрытность (С) радиолокационных систем. Необходимость изучения методов, устройств и алгоритмов, обеспечивающих высокую помехозащищенность авиационных радиолокационных систем обусловлена требованием более осмысленного подхода к эксплуатации и созданию новых радиолокационных систем.

История развития авиации и, в частности„ авиационных радиолокационных систем и систем радиопротиводействия свидетельствует, что еще во второй мировой войне английская и американская бомбардировочная авиация успешно решала свои боевые задачи за счет подавления радиолокационных средств ПВО фашистской Германии с помощью активных и пассивных помех. Применение помех и недостаточная помехозаипищенность РЛС существенно снижали эффективность систем ПВО. 1953 г, в США была принята специальная программа ЩКС) опережающего развития средств РЭП по сравнению с развитием средств поражения.

Одновременно особое внимание стало уделяться методам обеспечения скрытности и помехоустойчивости радиолокационных систем различного назначения. В войнах во Вьетнаме и на Ближнем Востоке авиация, сухопутные войска и военно-морские силы широко применяли 14 Введение активные и пассивные помехи радиолокационным системам, в том числе бортовым РЛС и РГС, а также ложные радиолокационные цели. При этом одновременно широко применялись н технические средства защиты РЛС и РГС от помех. С тех пор в этой области радиоэлектроники развернулась и продолжается радиоэлектронная борьба.

Успехи в развитии методов и средств создания помех немедленно подталкивают развитие методов и средств защиты от помех, н наоборот. Так, работы по исследованию методов компенсации помех в США начались в 1956 г. в связи с необходимостью обеспечения помехозащищенности системы ПВО «БАОЕ». Первые компенсаторы были одноканальными и осуществляли компенсацию одной помехи на видеочастоте. Однако уже в 1957 г.

разработан компенсатор помех на промежуточной частоте, учитывающий амплитудные и фазовые соотношения помеховых колебаний и обеспечивающий более эффективную защиту от помех. В дальнейшем с появлением новых видов помех и изменением их характера, например многоточечных помех, появились многоканальные компенсаторы. Первой в СССР работой по проблеме помехозащиты была книга Н.Д. Папалекси «Радиопомехи и борьба с ними» (1942 г.). Классическое исследование проблемы помехоустойчивости проведено в 1946 г. академиком В.А. Котельниковым в работе «Теория потенциальной помехоустойчивости». Компактное и доступное для инженеров изложение теории помехоустойчивости дано в монографии А.А.

Харкевича «Борьба с помехами» (1963 г.). Серьезное обобщение результатов многочисленных исследований по защите от помех с единых позиций было сделано в книге «Защита от радиопомех» под ред. М.В. Максимова (1976 г.). Методы и средства защиты от организованных помех в этой работе анализируются в соответствии с конкретными различиями полезных сигналов и помех. Прн этом дается достаточно полное описание большого числа помех различного вида и методов защиты от них.

Целью данной монографии является описание методов и алгоритмов получения информации о наличии, координатах и параметрах движения наземных и воздушных целей за счет опти- 15 Введение мальвой и практически реализуемой обработки отраженного сигнала на фоне помех различного вида, а также методов оценки нх эффективности.

Глава 1 Посвящена анализу принципов работы радиолокационной системы и воздействия на нее помех. Рассмотрены критерии и показатели эффективности систем помехоустойчивости и общие методы построения средств обеспечения помехоустойчивости. Глава 2 Рассматривает математические модели помех и их статистические характеристики, а также дальности действия РЛС, средств радиолокационной разведки и создания помех. Глава 3, 4 Посвящены теоретическим основам обеспечения помехоустойчивости радиолокационных систем. В них рассматриваются вопросы синтеза оптимальной радиолокационной системы обнаружения сигналов и оценивания нх параметров на фоне коррелированных помех, приведены методы и алгоритмы идентификации помех и измерения угловых координат их источников.

Глава 5 — 8 Посвящены описанию различных методов, устройств и алгоритмов, обеспечивающих помехоустойчивость радиолокационных систем. Здесь излагаются пространственные и поляризационные, частотные н временные, амплитудные и другие методы обеспечения помехоустойчивости. Характеристика каждого метода включает описание самой идеи метода, вариантов его реализации, а также оценку эффективности.

Глава 9 Рассматриваются вопросы обеспечения электромагнитной совместимости и скрытности работы РЛС. РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ИХ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ 1.1. Радиолокационная система и ее основные режимы работы Радиолокаиионные системы в виде бортовых РЛС (БРЛС) и радиолокационных головок самонаведения (РГС) входят в состав радиоэлектронных систем управления (РЭСУ) практически всех самолетов, вертолетов и ракет. Они представляют собой основное средство для получения информации и наземных, надводных, подводных и воздушных объектах (целях).

Для современных летательных аппаратов военного назначения характерно включение бортовых РЛС в состав обзорно- прицельного или прицельно-навигационного комплексов, применяемых на различных этапах выполнения боевой задачи. Главная роль, отводимая бортовой РЛС в таких комплексах, объясняется меньшей зависимостью ее эффективности от метеоусловий, наличия дыма н т.п., свойственной оптико-электронным системам, и большой дальностью действия.

Объединение в единый комплекс информационных подсистем и датчиков, функционально связанных через вычислительную систему (БЦВМ), существенно расширяет боевые возможности комплекса и, в частности, обеспечивает его высокую помехозащищенность. 17 1. Радиолокационные системы и их помехоустойчивось Обобщенная схема бортовой радиолокационной системы показана на рис.

1.1. ~ БЦВМ г ! Система управления вооружением Рисунок 1.1 Схеиа РЛС Состав типовой радиолокационной системы ° Антенное устройство с элементами управления диаграммой направленности и антенным переключателем. ° Синхронизатор. ° Задающий генератор и передатчик.

° Аналоговый приемник. ° Аналогово-цифровой преобразователь (АЦП). ° БЦВМ, включающая процессор обработки сигналов и процессор обработки данных; система индикации и управления. РЛС, как правило, сопряжена с инерциальной (навигационной) системой (ИНС) и системой управления вооружением (СУВ). Антенное устройство обеспечивает формирование основной диаграммы направленности требуемой формы и ее перемещение в пространстве по заданному закону, а также диаграммы направленности компенсационного канала.

Синхронизатор оп- 18 1. Радиолокационные сипены и их лоиехаустойчиеость ределяет (задает) временной режим работы РЛС в целом и его отдельных составных частей спередатчика, приемника и др.). Антенный переключатель служит для подключения антенной системы к передатчику во время излучения зондирующего сигнала и к приемнику по окончании излучения. Аналоговый приемник осуществляет предварительное усиление на СВЧ, преобразование частоты до промежуточной, синхронное детектирование сигналов, формирование и усиление синфазной и квадратурной составляющих. АЦП выполняет преобразование сигналов в цифровую форму. Задающий генератор формирует непрерывные высокочастотные сигналы стабильной частоты малой мощности для последующего их усиления и импульсной модуляции в передатчике, а также сигналы линейной частотной и фазовой модуляции.

Передатчик обеспечивает формирование мощных радиолокационных зондирующих сигналов с ВЧП, СЧП и НЧП импульсов, а также генерирования непрерывных (прерывистых) высокочастотных сигналов подсвета целей для РГС УР класса воздух-воздух. Процессор обработки ралиолокационных сигналов обеспечивает решение задач первичной обработки сигналов, в частности, узкополосной доплеровской фильтрации и сжатия сигналов, пороговой их обработки и амплитудного детектирования, определения первичных отсчетов дальности до цели, скорости сближения с ней и др. Процессор обработки данных осуществляет управление режимами РЛС, формой и положением диаграммы направленности антенной системы, реализует алгоритмы оценивания (фильтрации) координат и параметров движения целей в различных режимах работы, формирует данные для системы индикации и т.д.