Лепин В.Н. Помехозащита РЭСУ летательными аппаратами и оружием (2017) (1186260), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Пространственные и попяризационные методы обеспечения памехоустойчиаости ~тХ, а)пЬО— ехр) "х — — 9лп — '1 ехр) и х "Ч А — '~' 2 г(х,г) =— гА„ >т'о хехр1(в +в )б (5.8) где >9 — угловое положение цели; д = — Т. — отношение по~оп пп> о меха/внутренний шум по мощности; Ьд = 0„— д„. Используя тот факт, что импульсная характеристика оптимального фильтра «зеркальнв> весовой функции, на основе Фурье-преобразования от импульсной характеристики, можно получить АЧХ пространственно-временной (частотной) системы обработки в виде НЯв)=Н(д,в)= — П. х 2А„ >то яЬ >гТ, >гЬ а)п(д - д„) —— ашЛд — я)п(д — д„)— Л Ч Л и я>'. (в-в„) —— а1п(в-аа-в )Т(2 х (в — во — в ) Т~2 А — (В-В„)-'- Л " Л (5.9) Н(д, в) = Н Я) Н(в), где д, в — текущие значения угла и частоты, Анализ выражения (5.9) показывает, что оптимальная пространственная обработка смеси сигнала и помехи заключается в следующем: ° формирование двух лучей ДНА, один из которых ориентирован своим максимумом на источник сигнала, т.е.
цель, а другой — на источник помехи (1-е и 2-е слагаемые в квадратных скобках выражения (5.9)); 206 б, Пространственные и поляриаационные нетоды обеспечения понехоустойчивости ° вычитание сигналов, принятых по второму лучу и взятых с определенным весом, из сигналов, принятых по первому лучу. После оптимальной пространственной обработки осуществляется оптимальная частотная обработка с помощью фильтра, настроенного на частоту сигнала от цели (сомножитель после квадратной скобки в выражении (5.9)).
Условная схема оптимальной системы обработки смеси сигнала и помехи показана на рис. 5.3. «Вес», с которым вычитается помеха, определяется величиной отношения помехагшум д, и величиной разноса по пространству Лгу источника помехи и цели. Из выражения (5.9) следуют важные практические выводы: 1) при д, -+О, т.е. при выключении помехи полученный оптимальный алгоритм обработки переходит в известный алгоритм согласованной фильтрации (пространственной и частотной) сигналов от цели на фоне «белых» шумов; 2) при д -+ со, т.е. при действии мощной помехи, «вес», с которым вычитается помеха, стремится к единице, а при уменьшении мощности помехи «вес» снижается; пЬ 3) в том случае, когда М вЂ” = пп, где п = 1, 2,..., т.е.
Лп Лд = —, оптимальный алгоритм, определяемый выражением А Рисунок 5.3 Схема оптимального компенсатора 206 5. Пространственные и попяризацяонные ыетоды обеспечения паиехоустойчивостя (5.9), применять не требуется, так как нуль ДНА совпал с направлением на источник помехи; 4) с уменьшением разноса цели и источника помехи по пространству Лд «вес» помехи увеличивается; 5) при Лтр = 0 оптимальная пространственная обработка вырождается в известную согласованную фильтрацию, т.е, в отсутствие пространственных отличий сигнала и помехи или совмещении источника помехи с целью применение оптимального алгоритма защиты (5.9) нецелесообразно. 5.2. Зффективность оптимального алгоритма пространственной обработки у=в г; т д= ~вт(т)г(т)й; (5.10) 9= — )в (т)г (т)й.
2 При действии непрерывной шумовой помехи из вынесенной точки отношение сигнал! помеха+ шум при оптимальной обработке на основании (5.8), (5.10) может быть получено в виде 207 Основными показателями эффективности алгоритма оптимальной обработки сигнала, помехи и внутреннего шума являются отношение мощности сигнала к мощности помехи и шума на выходе пространственной системы обработки (параметр обнаружения) 9, а также коэффициент использования энергии К„, который был определен в 1.5. Основные формулы для отношения сигнал / помеха+ шум по мощности на выходе системы обработки сигналов и помех в дискретном, аналоговом и комплексном виде имеют вид: 5.
Пространстеенные и пояяризационные иетоды обеспечения поиехоустойчиеости Ч 81пдд .ЕЯ ' (5.11) где Чо — отношение сигнал/внУтРенний шУм пРиемника пРи от- сутствии помехи. Для системы обработки типа согласованный фильтр, т.е. без «нуля» в ДНА на помеху, отношение сигнал/помеха+ шум определяется также выражением (5.10). Учитывая, что вместо оптимальной весовой функции г(х) в этом случае используется опорная функция, характерная для согласованного фильтра и совпадающая с ожидаемым сигналом а(х), выражение для отношения сигнал/помеха ч- шум приобретает вид Чо Чсф г' (ет ЬдтсЕ~2 1 ЛдтгЕ,Я (5.12) Кччф = Чпф/Чо ~ Киаф = Чсф/Чо.
(5.13) (5.14) Подставляя (5.11), (5.12), в (5.13) и (5.14), получаем выражения для К ф и К„,ф в виде: Ч (ятпЬдтсЦ)с 1+ Ч ( ЛдтсЕ/Я (5.15) 1 (я(пЛдтгЕ/Л') ЛдтгЕ,т 1 (5.16) 208 Коэффициенты использования энергии полезного сигнала при его обнаружении (оценке параметров) для пространственной оптимальной и согласованной обработки определяются в таком случае выражениями: 5. Пространственные и полиризационные методы обеспечения поиехоустойчивосги Анализ выражений (5.15), (5.16) показывает, что с уменьшением разноса Лст цели и источника помехи по углу К„стремится к величине 1Л1+с) )«1, а с увеличением Аст К„-+1, те.
к максимальному значению. Преимущество системы пространственной обработки типа «оптнмальный фильтр» перед системой типа «согласованный фильтр» оценивается коэффициентом выигрыша К„который определяется формулой Кв Киоф/Кисф ' (5.17) При Лд-+ О К, -+1, т.е. оптимальная система выигрыша не дает, а при М = +Я/4Е К, -+ д„ы, т.е. к максимальному своему значению. 5.3. Обеспечение поиехо1сстойчивости радиолокационных систеи по боковыи лепесткаи ДНА При оптимальной пространственной обработке смеси сигнала и помехи из вынесенной точки необходимо иметь две ДНА, то есть два приемных сигнала, согласованных по пространству соответственно с сигналом от цели и с помехой. В результате дальнейшей обработки обеспечивается достаточно полная компенсация помехи.
Прн этом требования к ДНА основного и вспомогательного приемных каналов одинаковы, в частности, ширина диаграммы основного и ширина вспомогательного каналов должны совпадать. В тех случаях, когда создание второй узкой ДНА невозможно или слишком дорого, может быть использована ДНА вспомо- 209 5. Пространственные и поляризацианные иетояы обеспечения помехоустойчивости гательного канала, форма которой близка к всенаправленной и реализация которой значительно дешевле.
Компенсационная антенна обеспечивает защиту от помех, принимаемых по боковым лепесткам основной диаграммы направленности. Различают некогерентный и когерентный методы компенсации помех по боковым лепесткам. Первый реализуется на видео- частоте, второй — на промежуточной или высокой частоте. Кроме компенсационных методов зашиты от помех, принимаеиых по боковыи лепесткаи, широко применяются методы бланкирования приемника при обнаружении факта воздействия поиех по боковыи лепесткаи, различные методы снижения уровня боковых лепестков ДНА и другие. 5.3.1. Некогерентнакй кампенсатор намек но 6окоеым ленесткам Схема некогерентного компенсатора помех по боковым лепесткам для импульсной РЛС приведена на рис. 5.4. 1 Приемник ооиовнои Рисунок 5.4 Некогерентный конпенсатор помех 210 5.
Пространственные и поляризационные иетоды обеспечения поиехоустойчиаости В состав основного и компенсационного приемников входят идентичные усилители высокой частоты (УВЧ), смесители (СМ), усилители промежуточной частоты (УПЧ) и детекторы (Д). Компенсация помех, принимаемых по боковым лепесткам, достигается в вычитающем устройстве только при условии, что помеховые колебания (видеоимпульсы) на выходе детекторов появляются в одно и то же время, имеют одинаковую длительность и амплитуду. Для выполнения этого требования необходимо обеспечить полную идентичность всех одноименных элементов в основном и в компенсационном каналах.
Форма диаграмм направленности основного и компенсационного каналов показана на рис. 5.5: д— угол, отсчитываемый от направления максимума диаграммы основной антенны; до/2 — половина ширины главного лепестка диаграммы. Рисунок $.5 Диаграииа направленности антенны идеального коипенсатора помех Если амплитудно-частотные характеристики линейных частей основного и компенсационного приемников и детекторов идентичны, Р„,„„(д) = Г и(В) в пределах боковых лепестков и г'„,„„(д)=0 внутри основного лепестка, то достигается достаточно полная компенсация помех, принимаемых по боковым лепесткам, и прием полезного сигнала по основному лучу практически без ослабления. Реализовать форму диаграммы направленности компенсационной антенны, показанную на рис.
5.5, 211 л. Пропранстеениые и поляризационные иетоды обеспечения поиехоустойчивости достаточно сложно, поэтому на практике используют, например, рупорную компенсационную антенну с диаграммой Срис. 5.6). Прииенение такой компенсационной антенны ведет к ослаблению полезного сигнала от цели, находящейся в главном луче при компенсации помех по боковым лепесткам и, в конечном счете, приводит к снижению дальности действия радиолокационной системы.
Рисунок Б.В Диаграмма направленности антенны реального компенсатора Недостатком этого метода зыциты от помех, принимаемых по боковым лепесткам, является также уменьшение чувствительности радиолокационной системы ы в 2 раза за счет шумов компенсационного приемного канала, что также отрицательно сказывается на показателях системы. 5.3.2. Когерентные компенсаторы помех по боковым лепесткам Для реализации когерентного метода компенсации помех по боковым лепесткам радиолокационная система должна содержать два приемных канала: основной и компенсационный (вспомогательный или защитный).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
