Кондратенков Г.С. Радиовидение (2005) (1151787), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Для РСА землеобзора характерны широкие полосы частот зондируюшего сигнала (100...500 МГц), определяемые требуемым разрешением по дальности (1,5...0,3) м. Поэтому даже потенциальная чувствительность не превышает — 100...— ! 10 дБВт при работе по сигналам РСА. В настоящее время в качестве приемных устройств используют детекторные (энергетические) и супергетеродинные приемники. Супергетеродинные приемники обеспечивают чувствительность, близкую к потенциальной. При этом для просмотра всего диапазона частот (1...10 ГГц) используют быструю перестройку приемника (1...4 ГГц/с) при одновременной полосе анализа 2...10 МГц.
Последовательный просмотр диапазона частот приводит к пропуску сигналов и ошибкам измерения частоты. При быстрой перестройке несушей частоты сигнала РСА (от импульса к импульсу) последовательный анализ диапазона частот приводит к недопустимым ошибкам. Поэтому перспективные системы НРТР строятся по многоканальной схеме с мгновенным измерением частоты (МИЧ), когда весь диапазон частот разбивается на прилегающие друг к другу полосы шириной 5...10 МГц. Анализ и запоминание несущей частоты и модуляции сигнала осуществляются цифровым процессором с высоким быстродействием (10~...10'~ операций/с).
Отношение сигнал/шум на выходе каждого канала определяет эффективность решения задач обнаружения и оценки параметров принимаемых сигналов. Обычно при обнаружении сигнала задаются вероятности правильного обнаружения Р„, = 0,5...0,7 и ложной тревоги Р„=!0~...!О ' в каждом стробируемом элементе сигнала, что требует величины отношения сигнал/шум 13... 15 дБ.
С учетом всех шумов и потерь рабочая чувствительность, т.е. минимально необходимая мощность разведываемого сигнала на входе приемника НРТР, изменяется в широких пределах и зависит как от типа 282 Хараюиерисиеки РС4 ыилеобзора приемного устройства, так и от параметров сигнала. Так, при диапазоне частот 4 ГГц (8... 12 ГГц) многоканальный по частоте приемник с полосами фильтров !О МГц имеет рабочую чувствительность — 80...— 90 дБВт. При расширении полосы фильтра до 100 МГц, что характерно для РСА, чувствительность снижается в 5...10 раз. Величина мощности сигнала РСА на входе приемника зависит от коэффициента усиления антенны системы НРТР.
Обеспечение одновременного обнаружения и точного определения координат РСА требует применения многоканальных (многолучевых) антенн и многоканальных по частоте приемников. Это приводит к высокой сложности системы НРТР. Поэтому задачи обнаружения и определения направления прихода сигнала часто выполняют в два этапа. На первом этапе с помощью всенаправленной антенны (несколько лучей) производят обнаружение и измерение несущей частоты сигнала с помощью многоканального по частоте приемника. На втором этапе определяется направление прихода и параметры обнаруженного сигнала с помощью высоконаправленной (многолучевой) антенны.
На основе результатов измерений сигнала и базы данных распознается тип РЛС. Важнейшей характеристикой системы НРТР и комплекса РЭБ в целом является время реакции на появление сигнала РСА и его изменение. Это время определяется запаздыванием, обусловленным выполнением алгоритмов обнаружения, измерения параметров сигналов и распознавания типа РЛС, а также временем формирования помехи.
На вход приемника станции НРТР одновременно приходит большое количество сигналов (до 106...10 импульсов/с), которые необходимо обнаружить, определить параметры и распознать источник излучения. Возможности решения этих задач характеризуются пропускной способностью. Пропускная способность НРТР зависит от многоканальности приемника и производительности процессора. Основные направления повы~иения скрытностн роботы РСА. 1.
Снижение импульсной мощности излучения, требуемой для обнаружения цели, за счет: ° длительного когерентного накопления сигнала при синтезировании апертуры и некогерентного накопления выходных сигналов; ° использования зондирующих сигналов с внутриимпульсной модуляцией большой длительности и согласованной обработки (сжатие по дальности) в приемном устройстве; ° регулировки импульсной мощности в зависимости от дальности до цели таким образом, чтобы отношение сигнал/шум оставалось постоянным (не превышало требуемого); ° использования частоты повторения импульсов исходя из однозначности по дальности, что обеспечивает максимально возможное 283 Глава 7 количество накапливаемых импульсов при требуемом времени синтезирования. У современных РСА произведение коэффициента сжатия на число когерентно накапливаемых импульсов при синтезировании апертуры достигает 10'.
Пропорционально уменьшается импульсная мощность РСА, требуемая для обнаружения цели, и соответственно уменьшается вероятность обнаружения сигналов РСА станцией НРТР. Кроме того, использование в РСА широкополосных сигналов до 100...500 МГц снижает рабочую чувствительность приемника НРТР по сравнению с приемом сигналов полосой 2...10 МГц в 10...250 раз. 2. Обеспечение максимальной непредсказуемости для противника характеристик РСА. Для уменьшения возможности когерентного и некогерентного накопления сигналов приемником НРТР изменяется: ° время начала излучения (прерывность работы); ° несущая частота различных диапазонов волн; ° поляризация излучаемой и принимаемой волн; ° вид внутриимпульсной модуляции и модуляции пачек импульсов; ° методы обзора зоны, в том числе с использованием многолучевых антенн; ° пространственное положение приемной часги РСА относительно передающей при двухпозиционной работе. В силу неопределенности характеристик РСА для эффективного приема сигналов требуется использование многоканального по многим параметрам приемного устройства НРТР, что приводит к большой сложности систем НРТР.
3. Квазислучайное изменение характеристик зондирующего сигнала: ° начальной фазы каждого импульса; а несущей частоты различных когерентных пачек сигналов; ° внутриимпульсной модуляции; ° частоты повторения импульсов. Эти изменения учитываются при обработке сигнала (компенсируются) РСА, а для противника они являются случайными, превращая зондирующий сигнал в шумоподобный, что значительно снижает возможности его обнаружения. 4. Адаптивное изменение характеристик РСА в зависимости от помехо-целевой обстановки: ° работа в свободном от помех «частотном окне»; а выбор несущей частоты и времени излучения, близких к параметрам РЭС противника.
5. Минимизация уровня излучения в направлении на станцию НРТР путем регулирования уровня боковых лепестков ДН антенны РСА. Хароктеристики РСА землеобзоро Энергетические показатели скрытности рабаты РСА. Под скрытностью работы РСА понимаются условия, при которых сигналы РСА не могут быть обнаружены станцией НРТР. Полагаем наихудший (для РСА) вариант, когда станция НРТР расположена в районе цели и ее антенна направлена точно на РСА. Приемник НРТР построен по многоканальной схеме и обеспечивает обнаружение сигналов РСА без пропусков за время, в течение которого сигналы РСА имеют постоянные параметры.
При рабочей чувствительности Р и коэффициенте усиления антенны 0„станция НРТР имеет чувствительность по полю (минимальную обнаруживаемую плотность потока мошности сигнала): Рр 4кРр П = — Р= — "„ )~зС р (7.28) где 8 — эффективная площадь антенны станции НРТР; Х вЂ” длина волны РСА. 1 Так при Р =-90дБВт, 6 =100, р.=3,5см П =10 ' Вт/м'.
Для обеспечения скрытности работы плотность потока мощности излучения РСА в районе станции НРТР должна быть меньше чувствительности Пр Р„О <П 4лК~ (7.29) 4 Р ~з( ~) р (7.30) ~шрж бс Х2 ' р В то же время, требуемая для обнаружения цели мощность излучения определяется параметрами РСА и ЭПР цели и зависит от расстояния между РСА и целью в четвертой степени. Так, при приеме одного импульса без внутриимпульсной модуляции отношение сигнал/шум будет равно у (7.31) (4я) К~1сТГ М1.„ где о„— ЭПР цели; 1сТ= 4 10 ~'Вт/Гц; à — фактор шума приемника РСА; М вЂ” полоса частот приемника, определяемая требуемой разре- 288 где Є— импульсная мошность излучения РСА. С учетом (7.28) получаем, что мощность излучения РСА, при которой сигнал не обнаруживается во всем диапазоне дальностей, должна уменьшаться пропорционально квадрату расстояния между РСА и станцией НРТР: Глава 7 СЖ (7.32) В результате синтезирования апертуры происходит когерентное накопление 1Ч„=Г„Т, импульсов, где Ä— частота повторения импульсов, Т, — время синтезирования.
Кроме того, для уменьшения спекл-шумов в РСА получают и некогерентно (по мощности) суммируют Х„= 3...4 кадра изображения цели. Так как отношение сигнал/шум в каждом кадре РЛИ достаточно большое, то некогерентное суммирование эквивалентно когерентному, т.е. увеличивает выходное отношение сигнал/шум в Х„раз. В результате отношение сигнал/шум увеличивается в 1с,. И„И„раз: Р„ОХ'п„1с Г„Т,Х„ (4п)зК4$сТГ МБ„ (7.33) Будем полагать, что РСА имеет одинаковое разрешение по дально- сти Ьг и азимуту б4: б =Ь(,Ь = —,М= —, с ХК 2М 2УТ, где У вЂ” скорость носителя РСА.
Частота повторения выбирается максимальной, исходя из требования однозначности по дальности: Г„= с/2К . (7.35) Подставляя в (7.33) значения Г„, Т, и М из (7.34) и (7.35), получаем значение требуемой мощности излучения Р для обеспечения заданного отношения сигнал/шум о 4 2(4Я)' 1сТГш~~"и ч ч Сг)з =К Ч Н СЖ Н (7.3б) 286 шающей способностью по дальности; ܄— потери мощности сигнала в тракте РСА.
Для увеличения дальности действия РСА используют зондирующие сигналы достаточно большой длительности т„, а для сохранения при этом требуемого разрешения по дальности (полосы частот М) применяют внутриимпульсную модуляцию с последующей согласованной обработкой (сжатием импульсов) в приемнике. В соответствии с законом сохранения энергии Р„т„= Р, т, мощность сжатого импульса тоже увеличивается в й (коэффициент сжатия) раз: Характеристики РСА зеиаеобзора На рис.
7.13 иллюстративно К.'р К Рис. 7.13. Зависимость мощности излучения РСА и чувствительности станции РТР от дальности (7.37) скр Полагая рабочую чувствительность станции НРТР Р, = — 90 дБВт и коэф- фициент усиления антенны 6 =100, длину волны 2с=Зсм, о„=10м, 1с, =10', 1ч„=4, 1сТГ =10 '~, с1 =1О, Ч=200м/с, потери 1.„=10дБ, получаем максимальную дальность скрытной работы РСА, равную 85 км. Характеристики скрытности зависят от положения станции НРТР относительно РСА и цели.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
