ОТТ_СКРП_Л5-6_2019_0 (Лекция №5-6 "Радиоэлектронная разведка" (2019)), страница 2

2 ГГц); приемники РТР - до 30 ГГц и выше перестраиваются со скоростью 20...30 частотных каналов в секунду при полосе каждого канала в пределах от 50...500 Гц до50 ... 1000 кГц.19Рисунок 5 – Просмотр рабочего частотногодиапазона Т П - период поиска; fР - частотный диапазонразведки; fПР - полоса пропускания приемника (ширинаРисунок 4 – Структурная схема полосы пропускания статической характеристики копоискового (сканирующего) приём- лебательного контура на уровне 0,707); fН - несущаяника РЭРчастота непрерывного сигнала Особенности обнаружения разведываемых сигналов: для непрерывного сигнала – достоверность обнаружения зависит от временинакопления сигнала в полосе пропускания приемника ( fпр / ( fР / Т П )  fпр /  ,dfгде  ) вероятность обнаружения близка к 1;dtдля импульсного сигнала – процесс обнаружения – случайный характер.20'3.1.1 Медленный поиск (время перестройки приемника Т ПРна ширину его полосы fПР )'пропускания ) Т ПР> ТИ ,(1)где Т И - период следования импульсов:Рисунок 6 – Частотно-временная диаграмма(медленный поиск) приёмника РЭР необходимость компромисса между высокая вероятность обнаружения иточность измерения частоты сигналовбез их пропуска (при возможности измерения частоты по одному импульсу); малая скорость разведки диапазона ипропускная способность; вероятность пропуска кратковременныхи непериодических сигналов;fР , Т П , и точностью определения частоты fмакс  0,5 fПР  0,5(0,01...0,1)fР ;(2) необходимость расширения полосы пропускания  снижение чувствительности, разрешающей способности; время гарантированного обнаружения определяется периодом перестройки Т П .213.1.2 Быстрый поиск: период поиска во всем частотном диапазоне разведки fР меньше длительности сигнала, т.е.

Т П <  И :(3)Рисунок 7 – Частотно-временная диаграмма(быстрый поиск) приёмника РЭРНедостатки:снижение чувствительности приемника;ухудшение точности и разрешающейспособности по частоте, вероятностиобнаружения, их зависимость от качестваот длительности переходных процессов;ограничение скорости перестройки иувеличение времени разведки;искажение параметров разведываемого сигнала (форма, длительность). При аппроксимации формы импульса и частотной характеристики приемника прямоугольными функциями: fПР  1  .(4) Длительность импульса/отклика при заданной скорости перестройки  и полосе пропускания    откл  fПР  fПР   fПР   .(5) каждой скорости перестройки соответствует своя оптимальная полоса.22 Резонансные устройства определяет динамическая частотная характеристика - зависимость отношения выходного напряжения к входному от расстройки относительнособственной резонансной частоты системы при фиксированной скорости перестройки. Динамическая характеристика зависит от параметров резонансной системы (ширины статической полосы пропускания) и от скорости перестройки (скорости изменения частоты внешнего сигнала).Особенности динамической характеристики от отношения ширины полосы пропускания fПР к скорости перестройки  : при увеличении скорости перестройкимаксимум характеристики сдвигается всторону изменения частоты, а величинавыходного напряжения уменьшается; ширина полосы пропускания на уровне0,707 также увеличиваетсяпри возрастании скорости перестройки;Рисунок 8 – Семейство динамических характеристик колебательного контура: наблюдаются дополнительные максимумычастотных характеристик.  f / ПР Для уменьшения динамического эффекта необходимо при неизменной скорости перестройки γ увеличивать полосу пропускания резонансной системы.23 Особенности станций с быстрым поиском: высокая скорость перестройки (сотни и тысячи МГц в мкс); возможность «сжатия импульсов» (используется тот же принцип увеличения разрешающей способности, что и в широкополосных РЛС с кодированием); снижение точности, чувствительности и разрешающей способности, вероятности обнаружения, их зависимость от качества от длительности переходных процессов. значительное усложнения оборудования.24'3.1.3 Поиск со средней скоростью  И < Т ПР< kТ И :(6)частичное попадание импульсов полосу пропускания приемника;отсутствие гарантированного обнаружения работы РЛС в течение одного периода перестройки приемника (снижение вероятности обнаружения). С   И - длительность импульсов;Т С  Т И - период следования импульсов;Т П - период поиска; - время перестройки приемника на велиТ ПРчину, равную полосе пропускания. - временной интервал, достаточный длядостоверного обнаружения импульса; поток импульсов готовности (период пере ) пристройки Т П и время перестройки Т ПРемника обслужить поток сигналов; поток импульсов: разведываемого устройРисунок 9 – Частотно-временная диаграмства с длительностью  С   И и периодомма поиска со средней скоростьюследования Т С  Т И . Обнаружение происходит в моменты «зацепления» потоков с определение частоты.25Средняя частота следования импульсов случайного потока:F(  )   2 С  Т ПРTИTП.(7)Математическое ожидание потока импульсов совпадения: ( )  СТ ПР С  Т ПР.(8)Вероятность «зацепления» независимых потоков импульсов на длительность δ в течение одного периода следования импульсов:F(  )   2 С  Т ПРTИ.(9)При времени перестройки приемника со скоростью γfпр fпр Т ПРТП ,fр(10)вероятности обнаружения импульсов за время перестройки приемникаС Pобн (Т ) fпрТ П  2fрTИ, при  С , =0 TПРВероятность обнаружения сигнала за времяtP  TCfпр Т ПPобн (Т ) fр TИ. fпр Т П P  1  exp  . f T рИ (11)(12)263.2 Беспоисковый способы определения частоты разведка ведется одновременно во всех участках рабочего диапазона частот; приемные устройства обеспечивают одновременный прием в широком диапазоне рабочих частот без перестройки гетеродинов или фильтров; время разведки частоты сокращается, так как все составляющие спектра принимаемого сигнала выявляются одновременно и практически мгновенно.Беспоисковые способы и устройства определения частоты: частотные различители (преобразование отклонения частоты от заданного значения внапряжение, пропорциональное этому отклонению, например, частотные дискриминаторы); корреляционные различители; интерференционные различители (зависимость сдвига фаз от длины пути и частоты); селективные приемники (одноканальные, многоканальные).273.2.1 Одноканальный широкополосный приемник Особенности: возможность полностью воспроизводитьинформацию, заключенную в принимаемомсигнале; низкая чувствительность;Рисунок 10 - Одноканальный широко низкая точность измерения частоты;полосный приемник точность определяется примерно половиСостав: антенна, кристаллический деной ширины полосы пропускания антеннытектор, видеоусилитель, инили входного фильтра;дикатор. применяются лишь для обнаружения самого факта облучения.283.2.2 Двухканальный приемник (дискриминаторный метод) Сигналы с выходов обоих каналов поступают на различныегруппы отклоняющих пластиносциллографа. Угол отклонения линии развертРисунок 11 - Двухканальный широкополосный прики на экране индикатора являетемникся однозначной функцией измеСостав: антенна, резонансный фильтр в каждом каряемой частоты.нале (настроены на самую низкую и во на самую вы-  .сокую частоту разведываемого диапазона), кристаллические детекторы, видеоусилители, индикатор. U Вых  u1  u1  k ( f0  fC ) , где k - крутизна дискриминационной характеристики; Точность измерения частоты: 1% в широком диапазоне частот. Достоинства: простота, возможность перекрытия большого диапазона. Недостатки: точность уменьшается при увеличении диапазона разведки; обеспечиваетоднозначные измерения в пределах одной октавы - диапазона, для которого отношениеверхней и нижней частот равно 2); невозможность одновременного измерения частотыдвух и более источников.293.2.3 Корреляционный приемник (метод)Рисунок 12 – Функциональная схема корреляционного измерит еля частотыaccos  з ,2uвых  kгде к — коэффициент пропорциональности, ас - амплитуда входного сигнала;напряжение на выходе перемножителя (усредненное ФНЧ) пропорционально значениюАКФ входного процесса для аргумента    з .задержка входного разведываемого сигнала на  з эквивалентна сдвигу его фазы на(13)   з и зависит от частоты сигнала ω, а также от его мощности а2/2.Зависимость от частоты используется измерителем, а зависимость отмощности компенсируется сигналом с выхода квадратичного детектора(нормировка).

Однозначность измерения – в пределах одной октавы.303.2.4 Интерференционные методы (например, волновод с ответвлением): зависимость сдвига фазы ЭМВ от длины пути (волновода) и частоты L,Ф(14)где  Ф - фазовая скорость распространения ЭМВ в фидерной линии.Lu1  kU0 cos   (t  )  0  (15)ФL  LL  Lu1  kU0 cos   (t )  0  ;(16)ФuВА L uuu2  u1  u2  2kU0 cos  (17)Вх .

u cos t  0  ; 2 Ф LuLLuгде;(18)УВУУ002 ФФВых . L (19);Рисунок 13 – Функциональная uВых .2  2кU0 cos   2 Ф u1  U0 cos t ; (4)1112вых 2вых1схема интерференционногоизмерителя частоты на фрагменте волновода с ответвителем LuВых .2 K cos  uВых .1 2 Ф.(20)31 Достоинства интерференционных измерителей: предельно малое время разведки; сравнительно широкий разведываемый диапазон; малый объем аппаратуры. Недостатки интерференционных измерителей: относительно низкая чувствительность приемных устройств; снижение точности и разрешающей способности при расширении диапазона разведки в одном устройстве; сравнительно небольшой диапазон однозначного измерения (в пределах одной октавы - диапазона, для которого отношение верхней и нижней частот равно 2). необходимость усложнения аппаратуры для определения частоты нескольких одновременно действующих сигналов.323.2.5 Многоканальный приемникРисунок 12 - Многоканальный приемник прямогоусиленияРисунок 13 - Многоканальный приемниксупергетеродинного типадиапазон разведываемых частот разделяется системой фильтров на ряд поддиапазонов, полосы прозрачности фильтров примыкают друг к другу; ширина полосы прозрачности Δf каждого фильтра выбирается из условия получениязаданной точности определения частоты δf: Δf = 2 δf; число фильтров m зависит от заданной точности определения частоты δf и диапазонаразведываемых частот Δfр; число каналов m = Δfр/2δf (число каналов достигает нескольких десятков);33Рисунок 14 – Частоные характеристикивходных фильтров: а) одноканального; б)двухканального; в) многоканального многоканальные приемники позволяют раздельно наблюдать (разрешать по частоте)сигналы РЭС, если разнос их рабочих частот не меньше Δf; широкое использование полупроводниковых приборов, интегральных микросхем припостроении многоканальных приемниковуказывает на перспективность рассмотренного направления. Максимальная ошибка определения частоты:f f2;(21) Время разведки не может быть меньше времени установления переходных процессов в2...3каждом фильтре: T .(22)f при одинаковой РС по частоте f время анализа многоканального приемника примерно в Nраз меньше времени обзора сканирующего одноканального приемника; плата за увеличение оперативности - пропорциональное (тоже в N) усложнение аппаратуры.34 Недостаток: техническая сложность сохранения постоянной относительной ошибки измерения частоты в большом диапазоне разведки (нужно применять фильтры с переменнойполосой пропускания, т.

е. с одинаковой для всех частот добротностью).353.2.6 Матричный многоканальный приемникРисунок 15 – Структурная схема матричного многоканального приемникаМатричные приемник соединяет преимущества сканирующих и многоканальных:содержит набор элементарных ячеек, состоящих из фильтров  ij , индикаторов Иij , гетеродинов Г ij исмесителей; ячейки располагаются по m строкам i 1 : m и n столбцам j 1 : n ;Для обнаружения сигнала и указания его частоты служат индикаторы И ij . Срабатывание индикатораозначает обнаружение сигнала на частоте соответствующего фильтра  ij , в его полосе.36Принцип работы матричного приёмникафильтры первого столбца 11 , 12 , …, 1m разбивают разведываемый диапазон частот fР на m равных полос:все сигналы с выходов этих фильтров гетеродинируются на одну и ту же промежуточнуючастоту fПр1 ;входной диапазон шириной fР сворачивается в m раз более узкую полосуfР;fПр1mвторой столбец трансформирует процесс из полосы fПр1 в полосу fПр2 :fР;2mmв последнем n-м столбце сигнал наблюдается в полосе фильтра fПрn :fПр2(24)fПр1fР.(25)nmmМатричный приемник обеспечивает разрешение по частоте f  f m n при использовании m·n фильтров (многоканальный приемник для такого же разрешения требует mn > m·nфильтров).fПрnfПр1(23)373.3 Запоминание и измерение частоты Цель - возможность создания активных помех. Способы: ручной (оператор: большое время реакции, низкая оперативность); автоматический. Количественные характеристики различных способов и устройств запоминаниячастоты: время настройки; время запоминания (памяти); точность настройки; точность удержания частоты; диапазон запоминания; разрешающая способность (способность одновременной настройки на несколькочастот).38 Методы запоминания частоты: метод АПЧ по отклонению (с помощью автоподстройки генератора); метод АПЧ по экстремуму (путем автоматической подстройки генератора по экстремуму сигнала); многоканальный способ.3.3.1 Запоминание несущей частоты методом АПЧ по отклонению при возникновении рассогласования между частотой сигнала и частотой генератора помех управляющее воздействие сводит его к нулю; частота генератора помех поддерживается близкой к частоте несущей подавляемого РЭС.Недостатки: требует значительной развязки приемной и передающей антенн; малая ширина диапазона запоминания, ограничиваемая возможностями схем электронной и механической подстройки частоты; недостаточная разрешающая способность (схема запоминает только одну частоту).393.3.2 Запоминание несущей частоты методом АПЧ по экстремумуДостоинства: относительная простота получения экстремума сигнала с помощью элементов, обладающих частотной избирательностью (фильтры, резонансные контуры ит.