Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (1970) (1151796), страница 80
Текст из файла (страница 80)
Длина узкополосных резонансных вибраторов выбирается примерно равной половине длины волны подавляемой РЛС. Ширина лент в зависимости от их длины может быть в пределах от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров, а диаметр волокна — от десятков до сотен микрон при толщине металлического покрытия порядка единиц микрон. Обычно дипольные отражатели собираются в пачки в таком количестве, чтобы каждая пачка по своим отражающим свойствам имитировала реальную цель (о„= о„). Число отражателей в пачке п зависит от диапазона волн, в котором работает подавляемая РЛС, и может быть определено в соответствии с [(5) и (6), ~ 2.5): а = оп/0,177.2.
1б' Рис. 7.9. Пояснение к расчету количества пачек в объеме У Основной недостаток таких пачек — узкий диапазон перекрываемых частот (5 — 10е~о от резонансной). Полосу частот можно расширить, если пачки комплектовать из вибраторов различной длины или увеличивать длину и поперечные размеры диполей.
Пачки могут помещаться между специальными лентами, которые наматываются на барабаны, расположенные в кассетах. Ими могут снаряжаться противорадиолокационные патроны. В последнее время появились сообщения о разработке за рубежом аппаратуры создания пассивных помех с нарезкой дипольных отражателей на борту самолета в зависимости от разведанного диапазона частот подавляемой РЛС. Для маскировки воздушных целей дипольные отражатели сбрасываются в окружающее пространство при помощи автоматов и бомб (в заднюю полусферу) или выстреливаются при помощи пушек и ракет ( в переднюю и заднюю полусферы). При этом могут создаваться как сплпиные полосы (облака) пассивных отражателей, так и разрывные. Облако отражателей характеризуется своей плотностью, Плотность пассивных отражателей, определяемая количеством пачек на единицу пути, при полете на или от РЛС находится по формуле т,= (1) оц ~сбр где г — число автоматов сбрасывания отражателей; о„ вЂ” скорость постановщика помех; ~,б — время между сбросом пачек диполей.
Зная плотность диполей, легко подсчитать количество пачек в одном импульсном объеме та„= т,Лг, где Лг — разрешающая способность по дальности подавляемой РЛС. Если пассивными помехами маскируется объем ~ пространства, в котором строй разнесенных по азимуту и углу места само- 436 э 7.6 летов проходит расстояние Р (рис. 7.9), то количество пачек, сбрасываемых в этот объем, определяется выражением Е Н т =т,— — —, (2) Лг ~Л~ ~Ье где Я, Е, Н вЂ” размеры маскируемого объема Р; Аг, гЛ~, гЛв— размеры импульсного объема РЛС на расстоянии г от станции. Для маскировки целей необходимо, чтобы средняя эффективная поверхность диполей, занимающих импульсный объем РЛС, превышала среднюю эффективную поверхность целей, находящихся в этом объеме.
Пренебрегая взаимной экранировкой дипольных отражателей, а также их деформацией и разрушением при сбрасывании, можно определить среднюю эффективную поверхность облака диполей, занимающих импульсный объем, по формуле о„, = 0,17У птл, = а„тд, Условие подавления РЛС, не защищенной от пассивных помех, можно записать в виде опп ~ о'ц~~ ~ а для защищенной РЛС опп «оцуп в ~~ (4) где К„, — коэффициент подпомеховой видимости аппаратуры защиты 8 7.18), а ~ — коэффициент различимости. ф 7.7.
Основные отличия сигналов целей и маскирующих пассивных помех Отраженные от целей сигналы и маскирующие пассивные помехи имеют определенные отличия, связанные с различиями целей и отражателей, создающих пассивную помеху, К числу этих различий можно отнести: 1. Распределенный характер мешающих отражателей и близкий к сосредоточенному — блестящих элементов цели. Поэтому, повышая разрешающую способность по координатам и сокращая при этом размеры разрешаемого объема (во всяком случае, до размеров, превышающих размеры самолета), можно добиться улучшения наблюдаемости сигнала на фоне пассивных помех. 2. Отличия в поляризации отраженных сигналов наблюдаются, если пассивная помеха создается, например, гидрометеорами (дождь, тучи), состоящими из мелких капель, имеющих форму шара. Если гидрометеоры облучаются колебаниями с круговой поляризацией, то они отражают колебания также с круговой поляризацией, но с обратным (если смотреть в направлении распространения волны) вращением плоскости поляризации.
Если при- Ф 7.7 4ЪЧ емная антенна не воспринимает колебания с такой поляризацией, она тем не менее может принимать колебания от целей, обладаю- щих несимметрией структуры Я 2.15). 3. Различия в скорости перемещения мешающих отражателей и цели. Скорость перемещения наземных мешающих отражателей относительно наземной радиолокационной станции равна нулю, в то время как представляющие практический интерес цели пере- мещаются с достаточно большой скоростью. Если пассивная помеха создается противорадиолокационными отражателями, то эти отражатели, будучи сброшены о самолета, быстро теряют первоначальную скорость, приобретая скорость, близкую к скорости ветра.
Поскольку скорость ветра не постоян- на по высоте, в соответствии с высотным перепадом (градиентом) этой скорости имеет место разброс скоростей противорадиолока- ционных отражателей. Тем не менее, различия в радиальных скоростях целей и отра- жателей имеются и могут быть использованы для селекции по ско- рости. Селекцию по скорости (иначе по эффекту движения цели) называют селекцией движди(ихся целей (СДЦ). В основе СДЦ лежит явление деформации структуры сигнала при отражении от движущейся цели (см. ~ 2.9). Это явление ил- люстрируется на рис. 2.16 для простейшего одиночного радио- импульса и на рис. 7.10 для последовательности коротких ра- диоимпульсов. На рис.
2.16, например, показан график движения цели и графики распространения начала и конца импульса. Можно .убедиться„ что при движении цели от радиолокатора происходит увеличение длительности всего импульса и периода высокочастот- ных колебаний в + ' = (1 + — ') раз (см. ~ 2.9). Для импульсс — уг ной последовательности (рис. 7.10) происходит растяжение также и промежутка между двумя соседними импульсами в указанное число раз, так что этот промежуток получает приращение ЛТ = 2с, = — 'Т.
На рис. 7.11, а показано соответствующее изменение спект- ра для случая рис. 2.16, а на рис. 7.11, б — для случая рис. 7.10 (в предположении, что все радиоимпульсы этого рисунка пред- ставляют вырезку из одной синусоиды, а последовательность им- пульсов периодическая). В каждом из указанных случаев растяс+ сг жению по оси времени в ' раз соответствует сжатие оси час — с,. с+с, стот при движении цели также в — раз.
Если ширина спектс — сс ра, как это показано на рис.?.11, а, мала по сравнению с несущей, то деформация амплитудно-частотного спектра сводится к смеще- 2"г нию его на некоторую допплеровскую частоту Р = — ". Подобл= Л" ный же эффект показан на рис. 7.11, б для гребенчатого спектра периодической последовательности радиоимпульсов, Численно из- 438 ~ г.? иэана иогр Рис, 7.10. Пояснение трансформации периодической последовательности радиоимпульсов, отражен- ных движущейся блестящей точкой й(У~ф1У'Ы оо 'л У1л- —, У - — УГ 1 уГ+ —, У +— 1 1 о т„о л о о А т„' о Ю/ Рис.
7.11. Трансформация спектров одиночного радио- импульса 1а) и периодической последовательности радио- импульсов (б) менение промежутка между импульсами за счет скоростной деформации сигнала невелико. Например, для Т = 10 †' сек, о, = = 150 мосек и с = 3 10' мlсек оно составляет 10 — ' сек, т.
е. величину одного порядка с периодом колебаний высокой частоты. Это значит, что деформацию сигнала можно заметить лишь по изменению фазы колебаний высокой частоты. Чтобы использовать эту возможность, предъявляются достаточно жесткие требования к фазовой структуре высокочастотных колебаний, иначе — к их когерентн ости. Различают несколько видов обеспечения когерентности колебаний. 1. Истинная внутренняя когерентность достигается тем, что колебания создаются стабильным задающим генератором, после которого стоит усилитель мощности с устойчивой фазовой характеристикой.
2. Эквивалентная внутренняя когерентность достигается тем, что генератор с самовозбуждением вырабатывает последовательность импульсов постоянной несущей частоты со случайными начальными фазами. Начальная фаза каждого зондирующего импульса запоминается на время приема отраженных сигналов до следующего зондирования. Путем соответствующей обработки принимаемого колебания эта фаза исключается и принимаемые колебания оказываются практически такими же, каки в случае истинной когерентности. 3. Внешняя когерентность достигается тем, что информация о случайной начальной фазе зондирующего импульса извлекается из приходящих от пассивных отражателей колебаний. Принципы технической реализации эквивалентной внутренней и внешней когерентности подробнее развиваются далее.
Пока это не будет оговорено особо, будем полагать в дальнейшем, что имеет место истинная внутренняя когерентность. Если вторичные излучатели, имеющие разные скорости, разрешаются по дальности и угловым координатам, то независимо от вида когерентности, задача селекции по скорости состоит в выявлении временных (фазовых) или спектральных различий для различных участков пространства.
Например, для сигнала рис. 7.10 следует определить, имеется или отсутствует смещение спектра на допплеровскую частоту, соответствующую радиальной скорости цели Р„„. Значительно сложнее задача селекции движущихся целей в том случае, когда цель и мешаюи1ие отражатели находятся в одном злементарном разрешаемом объеме. В этом случае необходимо улучшить условия обнаружения сигнала от цели на фоне пассивной помехи за счет имеющих место временных и спектральных отличий.
Последнее достигается путем режекции (подавления) колебаний помехи и накопления сигнала, 440 Сигнал яамгха лртяая еааая7аха птеля Рис. 7.12. Пояснение принципа режекции помехи Принцип режекции колебаний помехи состоит в том, что обеспечиваются условия ее подавления, например, спектральные составляющие помехи вырезаются ( рис. 7.12). Накопление сигнала состоит в том, что спектральные составляющие сигнала обрабатываются с целью наилучшего выделения сигнала на фоне шумов и пассивной помехи. Поскольку требования режекции и накопления могут оказаться противоречивыми, для уяснения их оптимального соотношения при селекции движущихся целей может быть использована формула оптимальной фильтрации сигнала на фоне небелого шума, которая излагается в следующем параграфе. $ 7.8, Формула оптимальной фильтрации сигнала на фоне стационарного небелого шума и ее приложение Как известно (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
