Osnovi_teorii(прост учебник) (1021136), страница 67
Текст из файла (страница 67)
Критерии защищенности РЛСот пассивных помехПовышение защищенности РЛС от ПП является одной из актуальных проблем теории и практики радиолокации. Как отмечалось в параграфе 4.2, помехозащищенность РЛС в условиях отражений от местных предметов обычно оценивается коэффициентом подавления мешающих отражений Кпп (4.8) или коэффициентом подпомеховой видимости Кпв (4.9).КПП = РППвх / РППвых ;К пв =РПП вх РПП вых РПП вх ⋅ Рс.вых:== К ПП ⋅ К пс .Рс.вх Рс.вых РПП вых ⋅ Рс.вхДостаточно часто Кпв определяют как отношение мощности помехик мощности полезного сигнала на входе приемника РЛС, при которомобеспечивается обнаружение сигнала на выходе устройства обработки сзаданной вероятностью правильного обнаружения Р0 при фиксированнойвероятности ложной тревоги Рл:302Глава 6. Методы повышения защищенности РЛС от пассивных помехК пв =РПП вх=Рс.вх2σ ППвх2σ с.вх.P = P0 , F = PлНа практике помехозащищенность РЛС от ПП оценивают также линейной плотностью ДО (числом пачек ДО Nпач, сбрасываемых на каждые100 м пути), при которой обеспечиваются заданные характеристики обнаружения цели с указанной ЭПР σц.Эти характеристики связаны друг с другом прямо пропорциональнойзависимостью.
Так, при радиальной ориентации полосы отражателей отношение мощности помехи к мощности сигнала на входе приемника РЛСможет быть определено по формулеσ 2ПП вх2σ с.вх=σ пач N пачсτи2 ,100σ ц(6.3)где σпач – ЭПР стандартной пачки отражателей; τи – длительность импульсана выходе СФ.Если левую часть выражения (6.3) задать равной Кпв РЛС, то можнополучить выражение для расчета допустимой линейной плотности отражателей Nпач.доп:200σцN пач.доп = К пв.сτиσпачКпв существующих обзорных РЛС равен 15–25 дБ (30–300) раз.
Тогда приσпач = 50 м2, σц = 1 м2, τи = 1 мкс допустимая плотность отражателейNпач.доп = (0,4…4) пач/100 м.Если полоса отражателей имеет тангенциальную ориентацию, тоσ 2ПП вх2σс.вхоткуда N пач = К пв=σпач ДΔβ л,100σц100σц.Д Δβ0,5σпачПри ширине главного луча ДНА ∆β0,5 = 1º, дальности до цели, прикрываемой ПП Д = 100 км, получим Nпач.доп = (0,4…4) пач/100 м. Средствапостановки ПП способны создавать помеху на значительном интервалемаршрута полета с плотностью Nпач = (1…2) пач/100 м, а в зоне огневыхсредств – до (10…12) пач/100 м. Отсюда следует, что защищенность РЛСсуществующего парка от ПП не всегда удовлетворяет необходимым требованиям.303Раздел II.
Подсистема радиолокационных средств радиолокационной системы6.3. Пути повышения защищенности РЛСот маскирующих пассивных помехТрудность выделения сигналов на фоне ПП обусловлена тем, чтопомеха, как и полезный сигнал, представляет собой отражения ЗС. Поэтому основная проблема разработки эффективных систем защиты связанас выбором параметра или группы параметров, в пределах которых сигнали ПП обладают наибольшими отличиями. При выборе параметров учитывают пространственно-временные (углоскоростные), скоростные, поляризационные, траекторные и амплитудные (энергетические) отличия.В настоящее время основное внимание уделяется скоростным (частотным) и пространственно-временным отличиям сигнала от ПП.
Другиеметоды в этом смысле обладают меньшими возможностями и могут использоваться как дополнительные. В частности, различия в протяженности и амплитуде сигнала и ПП могут быть использованы для подавления помехии выделения сигнала лишь в тех частных случаях, когда цель находится внеоблака отражателей. Для выделения сигнала на фоне помехи, когда междуними нет пространственных различий, чаще всего применяют метод скоростной селекции (селекции по частоте Доплера, или эффекту движения цели).Этот метод называют методом СДЦ.
Для обнаружения сигнала на фоне отражений от метеообразований в некоторых РЛС в качестве дополнительногометода защиты применяют поляризационную селекцию. В целом сложнаязадача повышения защищенности перспективных РЛС от ПП до уровня требуемой может быть решена лишь с помощью комплекса мероприятий, предусматриваемых при их проектировании и обеспечивающих: 1) уменьшениемощности помехи на входе приемника; 2) сужение спектра флюктуаций помехи; 3) оптимизацию системы обработки сигналов на фоне ПП.1. Уменьшение мощности помехи на входе приемника. МощностьПП, воздействующей на вход приемника, равна сумме мощностей отраженийот совокупности отражателей данного разрешаемого объема. Естественно,чем меньше разрешаемый объем, тем меньше будет мощность ПП.
При этомпредполагается, что размеры цели меньше разрешаемого объема и мощностьполезного сигнала остается постоянной. Поэтому повышение разрешающейспособности РЛС по дальности и угловым координатам является действенной мерой повышения их защищенности от ПП.
Если возможности повышения разрешающей способности обзорных РЛС по азимуту уже практическиисчерпаны, то по дальности и углу места еще достаточно велики.Для обеспечения высокой разрешающей способности по дальностив РЛС малой дальности действия целесообразно применять короткие«гладкие» импульсы, так как они не дают побочных максимумов на выходе СФ и проще в формировании и обработке. В РЛС с большой дально304Глава 6.
Методы повышения защищенности РЛС от пассивных помехстью действия, где требуется большая энергия ЗС, обеспечить которую прикоротких импульсах затруднительно, применяются длинные широкополосные сигналы с разрешающей способностью по дальности порядка десятка метров. Другой действенной мерой по уменьшению мощности ПП(отражений от местных предметов) на входе тракта обработки является отрыв ДНА от линии горизонта.2. Сужение спектра флюктуаций мощности помехи.
Энергетический спектр ПП при когерентном периодическом ЗС, как и спектр полезного сигнала, имеет гребенчатую структуру (рис. 6.1) с интервалом междугребнями, равным частоте следования зондирующих импульсов Fп. Минимально возможная ширина отдельных гребней спектра помехи определяется длительностью пачки: ∆fпр min = 1 / NTп.Реально же ширина гребней спектра оказывается бóльшей. Это обусловлено следующими причинами: а) взаимным хаотическим перемещением отражателей в импульсном объеме под действием ветра, что приводит кмежпериодному случайному изменению амплитуды и фазы помехи и, следовательно, расширению ее спектра; б) амплитудными и фазовыми флюктуациями помехи, вызванными обновлением части отражателей от периодак периоду следования ЗС при вращении антенны; в) нестабильностями параметров РЛС (несущей частоты, амплитуды, длительности и периода следования ЗС, частоты местного и когерентного гетеродинов приемника, коэффициента усиления приемника, параметров системы межпериодной обработки пачки и др.), вызывающими дополнительные амплитудные и фазовыефлюктуации помехи.
Последнее, в свою очередь, существенно затрудняетвыделение слабых сигналов на фоне интенсивной ПП методом частотной(скоростной) селекции.N (f)N0 + NППаN0Кпод (f)FпfбfРис. 6.1. Характеристика ПП и канала обработки: а – суммарный спектр ППи внутреннего шума; б – АЧХ фильтра подавления ПП305Раздел II.
Подсистема радиолокационных средств радиолокационной системыВ самом деле, поскольку в основе СДЦ лежит явление деформацииструктуры сигнала при отражении от движущейся цели, постольку для импульсной последовательности при ее движении от РЛС характерны следующие объективно обусловленные явления: а) увеличение длительностивсего импульса и периода высокочастотных колебаний; б) растяжение промежутка между двумя соседними импульсами в 1 + 2 υr / с раз, где vr – радиальная скорость цели. Промежуток между импульсами увеличивается на2vΔT = r Tп . Численно изменение промежутка между импульсами за счетсскоростной деформации сигнала невелико.
Например, для vr = 150 м/c,с = 3×108 м/с получим Tп = 10–9 с, т. е. растяжение соседних импульсов относительно друг друга за счет скоростной деформации имеет величину, соизмеримую с периодом колебаний высокой частоты. Это значит, что деформацию сигнала можно заметить лишь по изменению фазы колебанийвысокой частоты. Соответственно выделить такое изменение можно с помощью ФД, на которые подается принятый сигнал и опорное высокостабильное колебание.В теории скоростной селекции сигналов на фоне ПП различают следующие методы обеспечения когерентности опорных колебаний:А. Внутренняя истинная когерентность. Колебания создаются высокостабильными задающими генераторами, которые используются дляформирования как ЗС, так и опорного колебания на промежуточной частоте (ПЧ) для ФД приемного устройства.Б.
Внутренняя эквивалентная когерентность. Формируется импульсная последовательность на несущей частоте со случайными начальными фазами. Начальная фаза каждого ЗС запоминается с помощью когерентногогетеродина на время прихода отраженных сигналов до следующего зондирования. Напряжение когерентного гетеродина, как и в предыдущем случае,используется в качестве опорного напряжения для ФД.В. Внешняя когерентность (метод помехового гетеродина). Опорноеколебание формируется посредством принятого ЭС (отраженного от помехи),случайная начальная фаза которого навязывается когерентному гетеродину.Это напряжение также используется в качестве опорного напряжения дляФД. В современных и перспективных РЛС применяется преимущественнометод истинной когерентности. Рассмотрим этот метод более подробно.Для реализации в РЛС принципа истинной когерентности передающиеустройства в ней строят по схеме с независимым возбуждением.
Такие передающие устройства включают в себя маломощный низкочастотный возбудитель, несколько каскадов умножителей частоты и усилитель мощности. Вариант структурной схемы передающего устройства и когерентно-импульснойаппаратуры (КИА) РЛС с истинной когерентностью представлен на рис.
6.2.306Глава 6. Методы повышения защищенности РЛС от пассивных помехРадиопередающее устройствоГетеродин 2fгУмножительГетеродин 1частотыfПЧСМЗСfг + fПЧУсилительмощностиЭСfс = fг + fПЧФормировательРИfс ± FДсИЗСинхронизаторφ = 90ºАПМШУСМfПЧ ± FДсНа внешниесистемыФДУПЧФД±2π FДс t + 90ºКвадратурныйканалК антенне±2π FДс tФНЧФНЧАЦПАЦП СинфазныйканалНа цифровыедоплеровские фильтрыРис. 6.2. Схема передающего устройства и КИА РЛС с истинной когерентностью:формирователь РИ – формирователь радиоимпульсов на ПЧ с заданным закономчастотной или фазовой модуляции; АП – антенный переключатель; МШУ – малошумящий усилитель; СМ – смеситель сигналов; ФНЧ – фильтр нижних частот;АЦП – аналого-цифровой преобразователь; ИЗ – импульсы запускаСтабильность частоты таких РЛС определяется стабильностью возбудителя, а она может быть обеспечена на несколько порядков выше, чему однокаскадного передатчика (автогенератора).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
