Лепин В.Н. Помехозащита РЭСУ летательными аппаратами и оружием (2017) (1186260), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Частотные и временные методы обеспечения поиехоустоячивости О Дг', Л Рисунок 6.13 Фильтрация полезного сигнала в свободной зоне тудного взвешивания), запоминающее устройство ЗУ и алгоритм БПФ обеспечивают доплеровскую фильтрацию с помощью, например, 512 цифровых доплеровских фильтров. Амплитудное взвешивание отсчетов обеспечивает низкий уровень боковых лепестков АЧХ доплеровских фильтров.
В дальнейшем сигналы подаются на амплитудный детектор АД и обнаруживаются в пороговом устройстве ПУ с заданным уровнем ложных тревог. В случае использования средней частоты повторения н линейной частотной модуляции ЛЧМ-сигнал обрабатывается в соответствии со схемой, приведенной на рис. 6.14. Преобразованный в цифровую форму с помощью АЦП сигнал обрабатывается в нескольких каналах дальности, в каждом из которых имеется несколько доплеровских фильтров.
АЦП охвачен петлей цифровой АРУ, защищающей приемные тракты высокой и промежуточной частоты, а также сам АЦП от перегрузки за счет мощных помех. Рисунок 6.14 Обработка сигнала при использовании СЧП и ЛЧМ 266 б. Частотные и временные иетады обеспечения помехоустойчивости Рисунок 6,16 Спектр сигналов пассивных поиех и йЧХ системы обработки Спектр сигналов, пассивных помех и АЧХ элементов системы обработки, поясняющие механизм защиты от пассивных помех, показаны на рис. 6.15. Управляя частотой гетеродинов в системе подавления помех по главному лучу, можно совместить максимум спектра помехи с нулевой частотой (вывод помехи на нулевую частоту), Ее дальнейшее ослабление достигается за счет цифрового двукратного череспериодного вычитания (компенсации). Ослабление помех при этом составляет более 50 дБ.
После череспериодной компенсации помех выполняется сжатие ЛЧМ-импульсов, амплитудное взвешивание и узкополосная фильтрация в диапазоне, равном Р'„. При этом из обработки исключаются доплеровские фильтры, выделяющие сигналы наземных движущихся целей, которые при обнаружении воздушных целей являются помеховыми. б.4. Изменение рабочей частоты радиолокационных систеи Изменение несущей частоты г'„или частоты повторения импульсов Р„' является достаточно эффективным методом обеспечения помехоустойчивости радиолокационных систем. 267 6, Частотные и вреиенные методы обеспечения понехоустойчивости Способы изменения несущей частоты Способ 1. Использование двух приемопередающих каналов, работающих на различных частотах йм и т' .
Каналы работают попеременно, а переключение каналов осуществляется либо вручную оператором, либо автоматически по команде специальных анализаторов помех, фиксирующих наличие помехи в приемном канале. Способ 2. Заключается в непрерывном и относительно медленном изменении ~„' по какому-либо закону. Спттсаб 3. Отличается тем, что частота изменяется скачкообразно от одного значения к другому, но на каждой выбранной частоте работа ведется достаточно долго, например в течение большого числа периодов следования импульсов. Наилучшие результаты дает быстрая перестройка несущей частоты по случайному закону от импульса к импульсу.
При таком изменении обеспечивается: ° улучшение характеристик обнаружения целей; ° уменьшение ошибок измерения угловых координат целей; ° увеличение устойчивости радиолокационных систем к воздействию преднамеренных и взаимных помех, а также мешающих отражений от земной и морской поверхности. Улучшение основных показателей радиолокационных систем связано с усреднением значений ЭПО цели при быстром изменении несущей частоты зондирующих сигналов в достаточно широких пределах.
Как известно, мощность сигнала„отраженного от цели, претерпевает большие изменения в зависимости от направления, в котором находится радиолокационная система по отношению к этой цели. При этом за счет движения цели и ее случайных колебаний отраженный сигнал медленно флуктуирует в соответствии с диаграммой переизлучения. При изменении длины Я диаграмма переизлучения будет деформироваться вследствие изменения ширины ее лепестков. При определенном изменении длины волны форма диаграммы переизлучения изменится таким образом, что в направлении, характеризовавшемся ранее нулевым переизлучением, будет иметь 268 б, Частотные и временные методы обеспечения поиехаусгойчивости место максимум излучения.
Следовательно, за время облучения цели при указанном изменении несущей частоты значения ЭПО цели будут изменяться от нуля до максимума. При суммировании пачки отраженных сигналов результирующий эффект (энергия пачки) будет пропорционален среднему значению ЭПО цели. Данный эффект приводит к существенному улучшению характеристик обнаружения целей. Обнаружение флуктуирующей цели при быстром скачкообразном изменении частоты РЛС по своей эффективности приближается к идеальному случаю нефлуктуирующей цели. Применение перестройки частоты позволяет снизить необходимое для обнаружения отношение сигнал/шум, что соответствует увеличению дальности действия радиолокационной систеиы в условиях помех, Усреднение значений ЭПО цели приводит к существенному снижению ошибок углового сопровождения, связанных с флуктуацией амплитуды отраженных сигналов, а также флуктуациями положения ее эффективного центра отражения, Быстрая перестройка частоты РЛС по случайному закону может осуществляться в диапазоне, составляющем 3...5о4 от значения несущей частоты, а в перспективе — до 10...15о4.
При этом диапазон перестройки в десятки и сотни раз превышает полосу пропускания приемника. Создание эффективных заградительных и прицельных помех для подобных систем является сложной задачей. Изменение частоты в современных радиолокационных системах реализуется за счет использования набора переключаемых маломощных твердотельных задающих генераторов, последующего умножения частоты колебаний и усиления их по мощности, Многочастотные РЛС осуществляют передачу, прием и обработку двух и более радиосигналов с разными несущими частотами. Для этого в состав РЛС входят и передатчиков и приемников, соответствующая антенная система и многоканальная система обработки сигналов и данных. 269 б, частотные и впеменные методы обеспечения помехоустойчивости Существуют два различных варианта использования нескольких несущих частот в одной РЛС. Первый заключается в том, что на каждой частоте создается отдельная диаграмма направленности антенны, а второй предполагает, что в пределах одной диаграммы одновременно излучаются сигналы на нескольких частотах.
Характерная для первого варианта многолучевая диаграмма направленности показана на рис. б.1б. Отдельная точечная цель облучается при этом радиоволнами какой-либо одной частоты. Исключение составят лишь цели, находящиеся на пересечении двух соседних диаграмм. По сути, подобные РЛС представляют собой систему из независимых РЛС, работающих на разных частотах и ведущих наблюдение за различными областями пространства. Применение подобной многочастотной РЛС существенно улучшает показатели ее эффективности, Второй вариант реализации многочастотного излучения характеризуется тем, что каждая цель облучается зондирующими сигналами на нескольких частотах.
Боли значения потенциалов многочастотной и одночастотной РЛС одинаковы, то помехоустойчивость и дальность действия первой из них значительно выше. РЛС Рисунок 6.16 Иногопучевая ДН 270 б. Частотные и временные иетоды обеспечения помехоустойчивости Применение одновременного излучения зондирующих сигналов на нескольких частотах и суммирование выходных сигналов всех каналов позволяют получить результирующий сигнал с гораздо меньшими флуктуациями амплитуды, чем в случае одночастотной РЛС. уменьшение флуктуаций отраженных сигналов при прочих равных условиях дает выигрыш в дальности обнаружения целей и точности оценивания их координат. Для повышения помехоустойчивости многочастотной РЛС от активных шумовых помех могут применяться различные варианты совместной обработки выходных сигналов отдельных каналов.
В трехчастотной РЛС возможны следующие варианты: ° обнаружение сигнала от цели по факту превышения порога хотя бы в одном из трех каналов; ° обнаружение сигнала от цели по факту превышения порога хотя бы в двух из трех каналов; е обнаружение сигнала от цели по факту превышения порога одновременно в трех каналах. При заданных значениях вероятностей правильного обнаружения и ложной тревоги для одного канала (Рпы и Р, ) значения вероятностей Рпо и Р для трехканальной (и=3) системы при первом, втором и третьем вариантах обработки определяются следующими выражениями соответственно: Р =1-(1 — Р„„)з, Р =1 (1 Р )з-3Р при Рли «1, Рпо 1 (1 Рпо~) ~ Р 1 (1 Рз )3 3Р2 (6.21) прн Р„«1; Рпо =Р„„, (6.22) Рлт з лтг Помехоустойчивость третьего варианта РЛС наибольшая, так как противник вынужден подавлять РЛС по всем трем частотным каналам.
271 б. Частотные и временные методы обеспечения помехоустойчивости 6.5. Оптимальный алгоритм обнаружения сигнала при действии помехи, отличающейся временными параметрами К временным параметрам сигналов и помех относятся: временное положение нли время задержки г, „период повторения Т„ и длительность импульсов г„. Защита РЛС и РГС от помех, отличающихся от сигнала от цели каким-либо временным параметром, основана на использовании этого отличия помехи от сигнала.
Для отраженного от цели сигнала с гауссовской огибающей длительностью Т, и временным положением максимума (рис. б.17): (г-г„)'1 ь„(г) = А„ехп — гг ~" ~ехР)(пхдцт+Р~„), Т, (6.23) сигнала; у„— фаза сигнала, ответной имитирующей помехи, от- личающейся только временем задержки (г„м гц) с корреляцион- ной функцией га гп Рисунок 6,17 Вид сигнала и помехи 272 где А„— амплитуда сигнала от цели; птдц — доплеровская частота 6, Частотные и вреиенные иетоды обеспечения панехоустодчивасти В ( ) Аи2 !'1 и) !'2 и) и (6,24) нехр)а!дц(т! -т,), где А„= А„— амплитуда помехи, равная амплитуде имитируе- мого сигнала, а Ти = Т, — длительность помехи, равная длитель- ности сигнала, и внутреннего белого шума с корреляционной функцией ~ш(т! 22) Йт! т2) ~ !то интегральное уравнение для отыскания весовой функции опти- мальной системы обработки сигналов имеет вид г яи~ (т, т ) и (т ) стт = яи (т), о (6.25) где ҄— время наблюдения сигнала, а Я„(т,т!) =Я„(т,т!)+Я (т,т,).
Интегральное уравнение (6.25) в конечных пределах может быть решено только для разложимых ядер. При этом В„,„(т,т!) = А„ехр -тг " ехр)атдцтехр -тт ' " и Тит Ти хехр(- тат цт,) = А(т)В(т!). (6.26) тц А(т) ~ В(т )„(т!)ит ч о „(т) а (6.27) 273 В этом случае интегральное уравнение может быть представлено в виде 6.
Частотные и вреиеииые иеговы обеспечения паиехоупойчивосги тг, Обозначив ~В(г,)т(г,)Й, =С, домножив обе части интео грального уравнения на В(г) и интегрируя по г, имеем тд ц тд С ~АЯВЯЙЧ- — о ~ ВЯтЯЙ= ~В(г)в„ЯЙ. (б,28) тд С учетом ~ В(г)тЯЙ= С о т В(г)ви(г)Й (б.29) т 2 Мо — + А(г)В(г)Й Подставляя С в (б.28), получаем 2 2 т(г) = — ~в„(г) — СА(г)~ — — — ехр(~пг цг) х гчо Г(г-„) (-„) 11. где г „= ехр — гг + г — время корреляции гп) сигнала и помехи' т = ехр — 2гт " Й вЂ” время автокоррео и 274 ляции (корреляции) помехи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
