Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (1970) (1151796), страница 78
Текст из файла (страница 78)
Как шумовые, так и модулируемые шумом передатчики помех могут дополнительно перестраиваться (скользить по частоте). Получаемая при этом помеха называется скользящей. Скользящая помеха является явно нестационарным случайным процессом. Однако даже и нескользящая помеха в реальных условиях воздействия также неполностью сводится к стационарному процессу.
Так, например, характеристика направленности обзорного радиолокатора модулирует не только сигнал, но и помеху. Однако в ряде случаев нестационарность помехи не имеет решающего значения. Именно для таких случаев ниже будет приведен анализ условий обнаружения на фоне активных маскирующих помех.
ф?.4. Уравнение радиолокации, дальность действия и зоны видимости РЛС при воздействии маскирующих стационарных активных помех При достаточном динамическом диапазоне приемника условие обнаружения цели в маскирующих стационарных активных помехах типа белого шума имеет вид пр~~ (~ О+ ~~ и вх)> (1) где З„р — энергия принимаемого сигнала на входе приемника РЛС; ~ — коэффициент различимости при заданных показателях обнаружения* или измерения; й, = АТШ вЂ” спектральная плотность внутреннего шума приемника; У„ „„ — спектральная плотность маскирующей помехи на входе приемника. Если на вход приемника воздействуют колебания от нескольких постановщиков активных помех (1 = 1, 2, 3, ..., и), то ~ п~ ~п~ А~ (2) ~= ! и ~п~' ~1п1 Здесь: Р„,, Ь~„,.
— мощность шума и ширина его энергетического спектра; б,п — значение коэффициента усиления антенны в направлении на РЛС для 1-го постановщика помех; А; — эффективная площадь приемной антенны в направлении на 1-й постановщик помех; г„, — расстояние от РЛС до 1-го постановщика; у, — коэффициент, учитывающий различие поляризации помехи, приходящей от 1-го постановщика помех, и поляризации, оптимальной для приемной антенны (принимает значения от 1 до 0);я; — коэффициент, учитывающий возможное ухудшение качества помехи от 1-го постановщика за счет использования модуляции шумом (для 426 э 7,4 шумовой помехи а = 1).
Входящая в выражение (1) величина Э„„ определяется из ((3), ф 5.4). Если предельную дальность действия радиолокатора в помехах, как и ранее, обозначить г„кк„то, заменяя неравенство (1) равенством, приходим к уравнению радиолокации в присутствии помех (3) Иногда это уравнение называют уравнением противорадиолокации. Используя уравнение противорадиолокации, различают следующие режимы прикрытия сигнала от цели помехой: самонрикрытие, внешнее и коллективное прикрытие. Самоприкрытивм можно назвать случай, когда цель прикрывается передатчиком помех, размещенным на ее борту. Внешним прикрытием можно назвать случай, когда нешумящая цель прикрывается постановщиками помех, коллективным — когда помехи ставятся и с борта цели и с других постановщиков.
Замечая, что в случае самоприкрытия т = 1, г„, = г к„„ А~ — — А, и обозначая отношение максимальной дальности действия при наличии и отсутствии помех м'к' = у, выражение (3) ~ омане сводим к биквадратному уравнению д4 + и'/а' = 1. (4) Р Здесь а есть отношение дальности действия в помехах г„„к дальности без помех при условии, что дальность в помехах определяется в пренебрежении внутренним шумом приемника.
Для этого последнего случая из уравнения (3) получаем: Гмккс — ° ЗбоЬ/„ (5) 4пРп бп ~та Решение биквадратного уравнения (4) дается выражением у = 1 à — ~ ~ 1/а'+ 4 — 1/а'1 2 и графиком рис. 7,2, который позволяет найти поправку к решению (5), полученному в пренебрежении внутренним шумом. Однако в большинстве случаев поправка не вызывается необходимостью, так как а (( 1, у = а и г,„, = Гмскс, Для режима внешнего прикрытия характерно о т л и ч и е з н ач е н и й А; (р, в) от з н а ч е н и я А. Наиболее заметно это в том случае, когда антенна отвернута от постановщика помех и помеха действует и о б о к о в ы м л е и е с т к а м диаграммы ф 7.4 427 У' направленности. Если антенна в,в совершает обзор, например, по азимуту, то А (р,в) =А „., г"'(р — ~„ в), где ~, — направление оси ди- ОФ аграммы направленности. Пусть в,я цель находится на азимуте а источник помехи на азимуте р;, Йг в,в ~ в '*г и тогда соответствующие значения эффективной площади антенны Рис.
7.2. К расчету дальности действия при самоприкрытии по будут А = Амакс ~та (О, е) и А~' точной формуле Амакс ~ (~~ ~а, и). Подставляя эти выражения в (3) для каждого азимута, можно определить дальность действия, а значит, и установить зону видимости для данного угла в. Примерный вид зоны видимости в случае двух постановщиков помех показан на рис. 7.3, Наблюдается сокращение дальности действия по сравнению со случаем отсутствия помех, даже когда помеха действует по боковым лепесткам диаграммы направленности.
Наибольшее сокращение дальности действия имеет место в направлении на постановщик помех. В окрестностях направления на постановщик помех могут создаваться секторы эффективного подавления, Степень уменьшения дальности в каждом случае так же, как и ширина сектора подавления, зависит от параметров радиолокатора. Если аналогичным образом исследовать зависимость дальности от е, то можно убедиться, что не только уменьшается дальность действия, но и снижается потолок обнаружения и поднимается нижняя кромка зоны видимости. Приведенное рассмотрение касалось РЛС с достаточно боль- шим динамическим диапазоном приемного тракта, например с 428 5 7.4 Рис, 7.3. Зоны видимости РЛС в отсутствие (1) и при воздействии помех с двух направлений (2) Рис.
7.4. Вид экрана индикатора кругового обзора при воздействии помех с двух направле- ний л автоматической регулировкой усиления по уровню помехи, Если это не соблюдается, то наряду с потерей возможности обнаруживать цель на больших дальностях будет теряться возможность обнаружения цели и на малых дальностях, поскольку уровень помехи может превышать уровень ограничения в тракте приемника. Для случая, изображенного на рис. 7,3, при отсутствии автоматической регулировки усиления и недостаточном динамическом диапазоне приемника на индикаторе будет наблюдаться картина, показанная на рис.
7.4. $ 7.5. Возможные принципы защиты от маскирующих активных помех Меры защиты от маскирующих активных помех могут быть достаточно эффективными только в том случае, если не происходит подавления сигнала за счет недостаточного динамического диапазона приемника. При этом может быть принят ряд мер, связанных, например, с использованием частотной, пространственной, поляризационной селекции и т. д. Как видно из выражений (1) и (3), увеличению дальности действия в помехах будут содействовать все меры, увеличивающие левую и уменьшающие правую часть этих выражений.
Так, например, увеличение энергии зондирующего сигнала позволяет 4 увеличить дальность действия в помехах пропорционально ~IЭ в режиме внешнего прикрытия и )ГЭ вЂ” в режиме самоприкрытия. Увеличение коэффициента усиления передающей антенны в направлении на цель позволяет увеличить дальность действия в 4 помехах также пропорционально у'6 в режиме внешнего прикрытия и 1/ 6 в режиме самоприкрытия. Уменьшение поляризационного коэффициента 7 в отдельных случаях может снизить воздействие помехи по сравнению с воздействием сигнала. Уменьшение коэффициента различимости также способствует решению этой задачи.
В целом, дальность действия в режиме самоприкрытия оказывается обратно пропорциональной ф' у и )Г~. Наконец, уменьшение относительного уровня боковых лепестков диаграммы направленности А'/А (или даже образование провалов в главном лепестке в направлении на источники помех) позволяет увеличить дальность действия в режиме 4 внешнего прикрытия пропорпионвльно р А'1А. Перейдем к несколько более подробному рассмотрению перечисленных выше возможностей.
Увеличение энергии зондирующего сигнала может осуществляться путем повышения мощности и увеличения длительности сигнала. Энергия зондирующего сигнала $7.5 429 будет рационально использоваться при приеме только в случае приближения обработки принимаемых колебаний к оптимальной (в противном случае возрастает величина ~ в правой части равенства). Увеличение коэффициента усиления антенны в направлении на цель, создавая концентрацию полезной энергии, может в то же время замедлить обзор пространства, если такая концентрация будет в равной мере обеспечиваться для всех направлений. Как уже указывалось в ~ 5.5, в настоящее время развиваются методы управляемого обзора с последовательным анализом, когда время, в течение которого антенна направлена на цель, зависит от условий обнаружения и, в частности, от помеховой обстановки.
Особенно широкие возможности для использования программного автоматически управляемого обзора открываются при применении передающих антенн с электронным управлением луча в виде фазированных решеток. В ~ 5.5 приводились опубликованные в литературе данные моделирования, согласно которым выигрыш при использовании последовательного анализа в случае неодинакового воздействия помех с разных направлений особенно велик (5 — 22 дб).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
