Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (с содержанием) (1151797), страница 76
Текст из файла (страница 76)
По характеру воздействия помехи делятся на маскирующие и имитирующие. Маскирующие помехи создают фон, на котором трудно выделить сигнал, прикрываемый помехой; наряду с этим они обычно подавляют сигнал в нелинейных элементах приемника. Имитирующие помехи создают эффект ложных целей, затрудняя получение информации об истинных целях. Каждая из трех указанных выше разновидностей помех — естественная, взаимная и искусственная помеха — может быть в свою очередь маскирующей нли имитирующей.
Рассмотрение помех и принципов защиты от них целесообразно начать с маскирующих помех. Будут рассмотрены маскирующие активные и пассивные помехи (естественные, взаимные и искусственные) и возможные принципы защиты от них. Затем подобное рассмотрение кратко проводится для имитирующих помех. По внутриприемным (й 3.5) и модулирующим (2 2.10, 2.! 3, 3.21, 4.!О, 6.18) помехам материал дополняться не будет. А. АКТИВНЫЕ МАСКИРУЮЩИЕ ПОМЕХИ И ПРИНЦИПЫ ЗАЩИТЫ ОТ НИХ й 7.2. Естественные и взаимные маскирующие активные помехи и принципы защиты от них Как уже отмечалось, к естественным маскирующим активным помехам можно отнести помехи дискретных источников (Солнца, Луны, радиозвезд и т.
д.), которые создают шумы наряду с распределенными в атмосфере и космосе источниками излучений (см. 2 5.8). Практически влияние на работу радиолокационных станций СВЧ диапазона могут оказывать Солнце и в меньшей степени Луна. Плотность потока мощности Солнца (см. рис. 5.32, б) на длине волны 10см оказывается порядка (1Π— 'е — !Π— ")вт!м' гц, где ббльшее число соответствует повышенной солнечной активности. Эта плотность превышает плотность излучения абсолютно черного тела при температуре6000 К в 1Π— !000 раз. На длине волны 1 м плотность потока мощности будет (10 — 'з — !Π— ") вт!м' гц. В последнее время очень важную роль начинают играть взаимные помехи. По мере стремительного увеличения числа используемых радиоэлектронных средств резко возрастает опасность их взаимных влияний.
Чтобы устранить эти влияния, практикуется плановое распределение рабочих частот между различными радиоэлектронными средствами как на основе международных соглашений, так и на основе внутренних регламентаций в пределах каждой страны, каждой отрасли народного хозяйства и военного дела. Тем не менее, при отсутствии должных мер защиты 422 $7.2 от взаимных помех наблюдается взаимное влияние радиоэлектронных средств даже с различными рабочими частотами.
Последнее имеет место при наличии внеполасных и побочных излучений радиоэлектронных средств. Внеполссными называются излучения в окрестности номинальной рабочей частоты, выходящие за пределы отведенной полосы частот. К побочным относятся излучения на гармониках, субгармониках, а также комбинационных частотах (в случае использования возбудителя с преобразованием частоты). Наряду с внеполосными и побочными излучениями причиной взаимных помех являются побочные каналы приема в супергетеродниных приемных устройствах. Известно, что при воздействии на смеситель приходящих колебаний частоты 7' и колебаний гетеродина частоты 7„, на выходе смесителя образуются колебания ряда комбинационных частот 1п7' ~ т1,'1 Если какая-либо из этих частот совпадает с промежуточной, на которую настроены последующие каскады приемника, она усиливается и образуется побочный канал приема.
В реальных условиях, когда ~„)) ~„, побочные каналы приема образуются на частотах входных колебаний Г„„= — (т~„~ 7'„р). Харак- 1 л теристики направленности приемных и передающих антенн для внеполосных излучений, побочных излучений и каналов приема обычно отличаются от характеристик направленности для основных каналов излучения и приема, в первую очередь, значительно ббльшим уровнем боковых лепестков. Во многих случаях может создаться достаточно сложная обстановка. Действительно, в одном и томже районе передатчики радиоэлектронных средств создают основные, внеполосные и побочные излучения, а приемные устройства этих средств наряду с основными имеют побочные каналы приема. Если основной или побочный канал приема случайно совпадает с основным или побочным каналом излучения и интенсивность излучаемого колебания достаточно велика, может иметь место взаимная помеха, в частности маскирующая.
Тзк, например, частотно-модулированн1яе и амплитудно-модулированные непрерывные колебания линий связи могут создавать маскирующую помеху импульсным радиолокационным приемникам. Узкополосным допплеровским приемникам маскирующую помеху могут создавать не только линии связи, но даже радиосредства, излучающие импульсы, так как последние растягиваются в узкополосных контурах. Совокупность мер, направленных на исключение взаимных помех, обеспечивает электромагнитную совместимость. Наряду с правильным распределением частот и другими организационными мероприятиями электромагнитная совместимость достигается за счет фильтрации побочных излучений в передающих устройствах, гетеродинных колебаний в приемных трактах, за счет правиль- $7.2 42з ного использования условий распространения, особенностей местности, выбора режимов работы радиоэлектронных средств.
Сказанное здесь относительно взаимных маскирующих помех .во многом относится и к взаимным имитирующим помехам, которые ,рассматриваются далее в Э 7.19 — 7.21. $7.3. Искусственные маскирующие активные помехи, особенности их воздействия и способы создания В качестве искусственных маскирующих активных помех может быть использовано излучение шумовых колебаний. Шумовые колебания могут преднамеренно создаваться как генераторами с независимым возбуждением, так и генераторами с самовозбуждением, что более экономично, например специальными магнетронами, работающими в шумящем режиме. При достаточно большом динамическом диапазоне приемника шумовые колебания создают эффект, аналогичный резкому увеличению внутреннего шума, что затрудняет обнаружение и измерение параметров радиолокационного сигнала при больших дальностях до цели.
Очень мощные искусственные активные помехи, как и взаимные, могут действовать в принципе и по побочным каналам приема. Если динамический диапазон приемника недостаточен и имеет место амплитудное ограничение (особенно в последних каскадах УПЧ, после сужения полосы пропускания), отношение сигнал-помеха после ограничителя еще более ухудшается.
Это поясняется на рис. 7.1, где показано прохождение через ограничитель немодулированной синусоидальной помехи вместе с импульсом 0акм Пемк мак ис. 7.), Влияние слабой (7) и ильной (2, 8) помехи на прохож- аение сигнала сигнала. Видно, что по мере увеличения интенсивности помехи может произойти полное подавление сигнала.
Аналогичный эффект имеет место и в случае воздействия шумовой помехи при недостаточном динамическом диапазоне приемника. Поэтому воздействие маскирующей помехи при малом динамическом диапазоне приемника особенно опасно. Но даже и при очень большом динамическом диапазоне приемника воздействие помехи, эквивалентное увеличению внутреннего шума, может значительно ухудшить нли полностью сорвать радиолокационное обнаружение или сопровождение. Лля упрощения аппаратуры создания помех наряду с генерацией шума используют генерацию колебаний, модулированных шумом по амплитуде или частоте.
Так, например, модулированное по частоте колебание где Ла(1) — случайная модулирующая функция, будет представлять собой частотно-модулированную шумом помеху, если изменение частоты Ла(1) происходит в соответствии с некоторым шумовым колебанием. К числу электронных приборов, позволяющих сравнительно просто осуществить частотную модуляцию, относятся лампы обратной волны. Подавая на лампу обратной волны через видеоусилитель шумовое колебание от генератора шума (например, на тиратроне в магнитном поле), можно получить частотно-модулированное колебание вида (1).
Современные лампы обратной волны допускают частотную девиацию, начиная от единиц до сотен мегагерц, что позволяет создавать помехи в сравнительно широком и узком спектре частот, называемые соответственно заградительными и прицельными. С принципиальной точки зрения модулированная шумом помеха не полностью эквивалентна внутреннему шуму приемника, особенно, если она генерируется в широкой полосе частот. У шума с равномерным спектром практически не коррелнрованы мгновенные значения напряжения через интервал порядка 1/ЛГ, где А~в полоса частот.
Между тем, для модулированной шумом помехи некоррелированными будут значения, разделенные интервалом 1/ЛР„,, где ЛР„,„— ширина спектра модулирующих колебаний. Тем не менее, при воздействии на приемник с полосой, меньшей ЬЕ,„и девиации частоты, помеха, модулированная по частоте шумом, создает практически такой же эффект, как н шумовая помеха.
В этом случае за время переходного процесса в узкополосном приемнике накладывается ряд независимых воздействий, соответствующих попаданию мгновенной частоты в полосу пропускания приемника. Статистика суммы налагающихся мгновенных значений $7.3 42Ь в каждый момент времени приближается при этом к гауссовой, закон распределения амплитуды становится релеевским, корреляционные связи оказываются такими же, как и для шума, прошедшего через узкополосную колебательную систему. Как шумовые, так и модулируемые шумом передатчики помех могут дополнительно перестраиваться (скользить по частоте).
Получаемая при этом помеха называется скользяи(ей. 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. 5 7А. 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 Эпр~~ т (й р+ Л и вх) (1) где Э„р — энергия принимаемого сигнала на входе приемника РЛС; р — коэффициент различимости при заданных показателях обнаружения нли измерения; Ф, = 'яТШ 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, 2, 3, ..., гп), то Ры бы Л,' (2) 1 4п к~~, Ь(ы Здесь: Р„, Ь|„, — мощность шума и ширина его энергетического спектра; б„, — значение коэффициента усиления антенны в направлении на РЛС для ~'-го постановщика помех; А~ — эффективная площадь приемной антенны в направлении на (-й постановщик помех; г„,.
— расстояние от РЛС до 1сго постановщика; у, — коэффициент, учитывающий различие поляризации помехи, приходящей от ~'-го постановщика помех, и поляризации, оптимальной для приемной антенны (принимает значения от 1 до 0); а, — коэффициент, учитывающий возможное ухудшение качества помехи от 1-го постановщика за счет использования модуляции шумом (для 42б й тл шумовой помехи а = 1).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
