Тема 1 (Лекции в электронном виде), страница 3

Рис. 3

случаев триангуляционные системы оснащают тремя пеленгаторами, расположенными в трех точках, не лежащих на одной прямой.

Координаты объекта разведки можно вычислить и на основе измерений не азимутов j_аз1 и j_аз2, а функций от них, например – направляющих косинусов соsj_аз1 и соs j_аз2. При этом алгоритм вычислений проще и скорость обработки информации выше.

Для определения пространственного местоположения источника ЭМИ в точках приема измеряют, либо два угла азимута j_аз1, j_аз2 и один угол места j_ум1 (j_ум2), либо два угла места j_ум1, j_ум2 и один угол азимута j_аз1 (j_аз2) (рис. 4).

Рис. 4

Дальность от одного из пеленгаторов до источника ЭМИ по измеренным углам и известной величине d базы определяется выражением:

.

Достоинство метода – простота технической реализации. Поэтому он широко применяется в системах РТР.

Существенный недостаток – ложные обнаружения несуществующих источников при увеличении количества источников ЭМИ в зоне действия пеленгаторов. Как видно из рис. 5, наряду с определением координат трех истинных источников И1, И2, И3 дополнительно обнаруживаются шесть ложных источников ЛИ1- ЛИ6.

Исключить ложные обнаружения можно путем получения избыточной информации о пеленгуемых источниках – увеличением количества

Рис. 5

разнесенных радиопеленгаторов или опознаванием принадлежности получаемой информации к определенному источнику. Опознавание может быть проведено при сравнении сигналов по несущей частоте, периоду следования и длительности импульсов. Может использоваться взаимно-корреляционная обработка сигналов, принимаемых в разнесенных точках пространства.

1. Разностно-дальномерный способ определения местоположения ис­точников ЭМИ.

Разностно-дальномерный способ основан на измерении разности дальностей от источника ЭМИ до пунктов приема, разнесенных в пространстве. Местоположение источника ЭМИ находится по точке пересечения двух гипербол на плоскости (трех гиперболоидов в пространстве). На рис. 6 одна гипербола характеризует разность дальностей D1, D2 от источника ЭМИ до точек 1 и 2, а другая – разность дальностей D2, D3 от источника до точек 2 и 3.

Рис. 6

В качестве примера 3-х точечной разностно-дальномерной системы определения местоположения РЭС рассмотрим систему (рис. 7), которая включает:

Рис. 7

- три самолета-разведчика (С1,С2,С3), осуществляющих посредством станций РТР поиск сигналов РЭС и ретрансляцию их;

- два наземных поста наблюдения (НП1, НП2), где принимаются ретранслированные сигналы, а также непрерывно и точно измеряются расстояния D11, D12, D13 и D21, D22, D23 до самолетов с помощью запросчиков дальномерной навигационной системы;

- командный пункт (КП).

Принцип определения местоположения РЭС в такой системе основан на измерении разности времен распространения сигналов РЭС до самолетов. Эта разность вычисляется на основе данных о временах прихода ретранслированных сигналов РЭС на наземные посты и расстояниях от них до самолетов. Так, например, если на посту НП1 в моменты t₁ и t₂ приняты сигналы РЭС, ретранслированные самолетами С1 и С2, то справедливо равенство

или

.

Из этого равенства легко найти разность времени распространения сигналов РЭС до самолетов С1 и С2

,

которая однозначно определяет разность DD₁ расстояний от самолетов С1 и С2 до РЭС

Аналогичным путем можно вычислить разность D₂ расстояний от РЭС до самолетов С2 и С3, которая определяет вторую гиперболу, проходящую через РЭС. Точка пересечения этих двух гипербол определяет местоположение РЭС на горизонтальной плоскости.

Обработка данных разведки и определение положения РЭС производятся на КП, куда поступает информация с НП.

Достоинства метода:

- высокая точность определения местоположения РЭС (ошибка составляет десятки метров);

- возможность ведения разведки вне пределов досягаемости активных средств ПВО противника (самолеты-ретрансляторы могут находиться на больших расстояниях от разведываемых РЭС).

Недостатки:

- большое количество привлекаемых средств;

- высокие требования к характеристикам аппаратуры по точности и быстродействию.

1. Поисковые способы определения несущей частоты сигналов.

Поисковый способ определения f_С заключается в последовательном по времени просмотре диапазона Df_Р. Механизм реализации способа показан на рис. 1, где Df_ПРМ – ширина полосы пропускания приемника станции РТР; Т_ПРМ – период перестройки частоты приемника; t_{ПРМ f} – время перестройки приемника на величину Df_ПРМ (время, в течение которого разведываемый сигнал может наблюдаться на выходе приемника).

Рис. 1

Очевидно, что с увеличением времени t_{ПРМ f} = Т_ПРМ Df_ПРМ /Df_Р, детальность анализа сигнала и, соответственно, достоверность определения его частоты возрастают. Однако расширение полосы Df_ПРМ приемника ухудшает его разрешающую способность по частоте и точность ее определения, а увеличение периода Т_ПРМ уменьшает число циклов поиска за время разведки.

В зависимости от соотношения параметров Df_ПРМ , Df_Р и Т_ПРМ возможны гарантированный (медленный или быстрый) и вероятностный (со средней скоростью) поиски по частоте.

Медленный поиск характеризуется следующими требованиями к параметрам:

- время t_{ПРМ f} перестройки приемника должно быть не менее

t_{ПРМ f} N Т_П,

где N – минимально необходимое число входных импульсов для измерения несущей частоты (зависит от принципа построения выходного устройства разведывательного приемника и может составлять от 1 до 10); Т_П – период повторения входных импульсных сигналов;

- период Т_ПРМ перестройки частоты не должен превышать времени t_ОБЛ облучения станции РТР сигналами обзорной РЛС

Т_ПРМ < t_ОБЛ =q_0,5С Т_С /2 ,

т.е.

t_ОБЛ (Df_ПРМ /Df_Р) t_{ПРМ f} N Т_П.

Обычно ширина полосы приемников при таком поиске Df_ПРМ = (0,01…0,1)Df_Р.

Недостатки:

- сравнительно малый диапазон Df_Р разведки;

- низкая вероятность разведки в динамичной радиоэлектронной обстановке, особенно при поиске по направлению.

Быстрый поиск обеспечивает перестройку приемника по всему диапазону частот за время, не большее длительности t_и одного импульса разведываемых сигналов, т.е. Т_ПРМ <t_и. При этом вероятность пропуска сигнала равна нулю, а вероятность определения его частоты за период Т_П близка к единице. Это важное достоинство, особенно при перестройке несущей частоты сигнала РЭС от импульса к импульсу.

Вместе с тем, при быстрой перестройке разведывательного приемника возникают искажения его выходного сигнала (из-за инерционности резонансной системы УПЧ), для устранения которых необходимо расширять полосу пропускания приемника, что, в свою очередь, ведет к снижению чувствительности приема и увеличению ошибок измерения частоты.

Этот недостаток устраняется путем включения в приемник специальных фильтров сжатия. Например, при использовании современных фильтров с полосой в сотни МГц спектр сантиметровых и дециметровых излучений определяется за время около 1мкс с разрешающей способностью около 1МГц.

Вероятностный поиск (со средней скоростью) осуществляется при

N Т_П (Df_Р /Df_ПРМ) > Т_ПРМ > t_и.

Если принять, что разведывательный приемник перестраивается по линейному закону (рис.1) и несущая частота разведываемых сигналов с равной вероятностью может находиться в любой части рабочего диапазона, то вероятность приема одного импульсного сигнала за один период перестройки приемника можно определить как W₁ = Df_ПРМ /Df_Р, а вероятность разведки частоты за n циклов перестройки равна W_n = 1- (1- W₁)ⁿ.

Реализация поискового способа осуществляется посредством перестраиваемых по частоте супергетеродинных приемников (рис.2) или панорамных одноканальных приемников прямого усиления.

Рис. 2

1. Беспоисковые способы определения несущей частоты сигналов.

Беспоисковый способ определения f_С состоит в одновременном приеме разведываемых сигналов во всем рабочем диапазоне Df_Р. При этом достигается минимальное время разведки с вероятностью близкой к 1.

Реализация беспоисковых способов может быть на основе многоканальных и матричных приемников, а также функциональных измерителей частоты (интерференционного, корреляционного, частотных дискриминаторов и др.).

Многоканальный приемник характеризуется наличием n каналов приема в разных поддиапазонах, совокупность которых перекрывает заданный диапазон Df_Р частот разведки. При этом используется набор одноканальных приемников, у которых полосы пропускания примыкают друг к другу (рис.3).

Структурная схема многоканального приемника представлена на рис. 4. Отдельный канал многоканального приемника прямого усиления

включает полосовой фильтр (ПФ), амплитудный детектор (АД), усилитель низкой частоты (УНЧ) и индикатор (И). В схеме может быть общее устройство регистрации и анализа (РА), к которому подводятся сигналы от всех каналов.

Рис. 3

Рис. 4

Если полосы пропускания всех каналов одинаковы

Df_{ПРМ 1} = Df_{ПРМ 2} =…=Df_{ПРМ n} = Df_ПРМ,

то число каналов n= Df_Р /Df_ПРМ. Точность измерения и разрешающая способность по частоте определяются шириной Df_ПРМ полосы пропускания одного канала. Если сигнал принят i-тым каналом, то частота принятого сигнала принимается равной среднему значению частоты в пределах Df_{ПРМ i} При этом максимальная ошибка Df_max измерения частоты сигнала равна

Df_max = 0,5Df_ПРМ.

Разрешающая способность по частоте принимается равной полосе пропускания одного канала.

Если разведываемый диапазон частот достаточно широк, целесообразно применять каналы с различной полосой пропускания, расширяющейся по мере увеличения частоты настройки канала (рис. 5)

Df_{ПРМ 1} <Df_{ПРМ 2} <Df_{ПРМ 3}… <Df_{ПРМ п}.