Кондратенков Г.С. Радиовидение (2005) (1151787), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Наряду с повышением скрытности работы, для обеспечения работоспособности РСА в условиях воздействия мощных шумовых помех используется пространственное подавление сигналов САП. В этом случае в ДН антенны РСА формируется провал («ноль ДН») в направлении САП. При провале — 30 дБ мошность помехи на входе РСА соответственно снижается в !000 раз. Эффективным способом повышения помехозашишенности РСА является переход в двухпозиционный режим работы, когда между передающей и приемной позициями имеется достаточно большое угловое расстояние. Характеристики РСА землеобзора Скрытность работы РСА характеризует степень защищенности излучаемых сигналов РСА от обнаружения и измерения их параметров системой РТР противника.
Основными направлениями повышения скрытности работы РСА являются: а снижение импульсной мощности излучения, требуемой для обнаружения цели; ° обеспечение максимальной непредсказуемости для противника характеристик РСА; а квазислучайное изменение характеристик зондирующего сигнала; ° адаптивное изменение характеристик РСА в зависимости от помехоцелевой обстановки; ° минимизация уровня излучения в направлении на станцию НРТР путем регулирования уровня боковых лепестков ДН антенны РСА. Помехоустойчивость характеризует эффективность функционирования РСА в условиях воздействия заданных помех.
Выделяют трн вида преднамеренных помехи: маскирующие, имитирующие и деструктивные. Наиболее опасными для РСА являются прицельные по часппе и направлению активные маскирующие помехи, пассивные имитирующие помехи, создаваемые сигналами надувных макетов целей, уголковых отрюкателей и облаками дипольных отражагслей, и структуры, снижающие ЭПР целей (технология СТЕЛС, поглощающие покрытия).
Эффективным способом повышения помехозащищенности РСА является переход в двухпозиционный режим работы. 293 ГЛАВА 8 Режимы работы РСА землеобзора 8.1. Поляризационный режим При работе РСА информация об объекте заключена в функции отражения, которая наблюдается в виде отраженной от объекта электромагнитной волны (ЭМВ) в зоне приемной антенны РСА. Функция отражения определяется не только свойствами объекта, но и условиями ее формирования, т.е. системой сигналов в процессе облучения объекта. Чем большее число сигналов и их параметров используется в процессе формирования функции отражения и в процессе наблюдения отраженного сигнала (оценки функции отражения), тем более полную информацию об объекте можно получить с помощью РСА.
Отраженная от объекта ЭМВ как переносчик информации содержит большое число параметров, в каждом из которых закодированы свойства объекта. Элементарная составляющая сложной ЭМ — гармоническая волна — содержит девять параметров: напряженность поля, частоту, начальную фазу, составляющие вектора поляризации и координатные параметры (направление распространения). Зондирующий сигнал РСА формирует сложное электромагнитное поле облучения объекга, что определяет сложный многомерный характер функции отражения.
Основные наиравления развшпия РСА связаны с использованием при радиолокационном наблюдении максимального количества параметров ЭМВ. При этом наряду с расширением числа сигналов — несколько частот, большой ансамбль частот модуляции, множество позиций (направлений облучения и приема) — максимально используют информацию каждого элементарного сигнала. Прежде всего это обусловлено необходимостью решения задач распознавания объектов. Привлечение дополнительной информации о поляризационных характеристиках функции отражения значительно повышает эффективность распознавания объекта.
Наиболее полно поляризационные характеристики объекта выявляются при измерении поляризационной матрицы рассеяния (ПМР) Бн ехр (ур„~ 512 ехр ~ур,2~ ~ К2~ ехр(щ2~~ 322 ехр(я 294 Резкимы работы РСА землеобзоро ~ни ~нч поляризационным матрицам рассеяния Я=~ в линейном по~чн 'зчч ляризационном базисе Г1 О1 ПМР сферы и трехгранного уголкового отражателя Ь, =~ '~о 1~ имеет равные диагональные элементы и характеризует цели с нечетным числом переотражений. 1 сов 2а — яп 2а 2 ПМР двухгранного уго,зкового отражателя Б 1 яп 2а 2 яп а 2 сов а — яп2а 2 являются функцией угла ориентации диноля Я„= 1 — яп 2а 2 яп а Элементы ПМР представляют собой комплексные безразмерные числа и являются характеристикой функции отражения стабильной цели, так как ПМР определяет амплитуду и фазу отраженной волны для каждой поляризации при заданных параметрах облучаюшей волны.
Комплексный характер элементов ПМР указывает на учет фазовых набегов, обусловленных рассеянием ортогонально поляризованных компонент зондирующего сигнала. Для однопозиционной РЛС Я„= 821. В этом случае ПМР является симметричной и имеет шесть информативных параметров. Связь свойств объекта с поляризационными характеристиками функции отражения носит сложный характер„и теоретический анализ возможен в большинстве случаев только для объектов простых геометрических форм. Поляризационные характеристики функции отражения чувствительны к таким свойствам объекта как: ° геометрическая форма объекта; ° ориентация неоднородностей структуры объекта; ° наличие анизотропных отражателей; ° структура шероховатостей поверхности объекта (СКО высот); ° диэлектрическая постоянная материала объекта.
В ряде случаев ПМР сложного объекта может быть представлена как совокупность ПМР отражателей простых типов — сферы, двухгранного уголкового отражателя, спирали — с определенными соотношениями между амплитудами и фазами элементарных отражателей. Распознавать типы таких элементарных отражателей можно по их Режимы работы РСА зеиаеобзора Так, для кругового поляризационного базиса сфера наблюдается только на кроссовой поляризации, двухгранный уголковый отражатель— только на основных поляризациях.
При отражении от спирали сигнал будет иметь ортогональную поляризацию, причем для спирали правого врашения отраженный сигнал будет иметь поляризацию левого вращения, и наоборот. Сигналы, отраженные от объектов с различными деполяризуюшими свойствами, даже если они находятся в одном элементе разрешения, могут быть полносп ю разделены в системе обработки поляриметрической РЛС при их представлении в различных поляризационных базисах. Так, формирование изображения по элементам ПМР, измеренной в линейном базисе, позволяет выделить объекты с преобладанием в составе отраженного сигнала поляризационных составляюших на основной или кроссовой поляризации, которые зависят от формы и ориентации объекта в пространстве.
Однако изображение, полученное при измерении ПМР в линейном базисе, недостаточно полно отражает механизм деполяризации сигнала элементарными отражателями в составе сложной цели. Более полно этот механизм описывается при представлении ПМР объекта в круговом поляризационном базисе. В спнтииетровом дипззазоне волн зависимости поляризационных характеристик от свойств сложных объектов носят статистический характер.
Наиболее часто используются оценки дисперсии и корреляционного коэффициента 7 для различных поляризаций: ~~БггБвв ~~ Уггвв которые зависят от диэлектрической постоянной и СКО высот поверхности. Аналогичный коэффициент для круговой поляризации зависит только от шероховатости поверхности. Дисперсия сигнала зависит от ориентации структур объекта. Рассматривается также поляризационная энтропия сигналов. При наличии интерферометра на различных поляризациях определяют коэффициент интерферометрической когерентности, который зависит от пространственной когерентности сигнала объекта.
Поляриметрическая интерферометрия позволяет выявлять вертикальные структуры внутри объема объекта. Так как спекл-шум РЛИ на разных поляризациях обычно некоррелирован, для его снижения используют некогерентное сложение РЛИ, полученных при разных поляризациях. С увеличением длины волны РСА (дециметры, метры) поляризационные характеристики становятся более стабильными и предсказуе- 297 Глава 8 щем случае имеет вид Я = , то ." и .'2 — это измерения, которые могут быть получены при ППП при зондировании на первой и второй поляризациях соответственно. Известные устройства измерения ПМР позволяют производить оценку матрицы рассеяния по одному волновому пакету излучаемого поля.
Это достигается выбором ортогональных сигналов з,(г) и з (~), для которых выполняются условия (~,(1)~~(с)) = (з~(г)з, ($)) = О. С~г~алы з,(с) и я,(г) могут быль разнесены по несущей частоте сигнала или по времени (измерители с временным разделением ортогональных компо- 2ЭЗ мыми. Они определяются ориентацией объекта, его внутренней структурой и резонансными эффектами отражения. При наличии банка данных поляризационных матриц объектов оптимальной обработкой при решении задачи обнаружения — распознавания является свертка матрицы принимаемых сигналов с опорной матрицей сигналов обнаруживаемой цели (согласованная обработка).
Поляризационная матрица рассеяния измеряется при реализации полного поляризационного зондирования (ППЗ) пространства. ППЗ включает: облучение объекта последовательно или одновременно сигналом с двумя видами ортогональных поляризаций (горизонтальная и вертикальная,левое и правое вращение); полный поляризационный прием (ППП) — одновременный прием двух ортогональных поляризаций. ПМР можно рассматривать как многомерный сигнал, который при оптимальной обработке существенно расширяет возможности РСА по обнаружению целей.
Повышение информативности при использовании матрицы рассеяния достигается за счет: использования некоординатной информации — многомерных векторных сигналов, соответствующих решаемой задаче; совместной обработки элементов многомерного сигнала — поляризационной матрицы рассеяния; учета при обработке априорной информации о рассеивающих свойствах объектов заданных типов; учета при обработке адаптивно оцениваемых поляризационных параметров мешающих сигналов (определяемых, в свою очередь, пространственными, временными и частотными характеристиками). Полный попяризанионный прнеи можно рассматривать как частичное измерение ПМР, так как обеспечивается измерение половины матрицы рассеяния. Действительно, если ПМР, измеряемая при ППЗ в об- Режимн рпботм РСА землеобюра нент сигнала). Одновременное измерение на одной несущей частоте возможно также при ортогональной модуляции сигналов, когда взаимная корреляция стремится к нулю при увеличении базы сигналов.
Для реализации поляризационных методов бортовая РЛС с ППП и ППЗ должна включать дополнительные структурные элементы. Отметим, что в обоих случаях (параллельном и последовательном) имеет место увеличение объема аппаратуры, так как для одновременного приема сигналов на двух поляризациях (ППП) необходима реализация двух параллельных приемных каналов с возможностью измерения относительной фазы. Метод оперптиеного измерения ПМР при поляризационном зондировании (ППЗ) обычно выбирается исходя из массогабаритных ограничений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
