Лепин В.Н. Помехозащита РЭСУ летательными аппаратами и оружием (2017) (1186260), страница 51
Текст из файла (страница 51)
Вероятность попадания помех в систему обработки РЛС при условии, что параметры сигнала РЛС разведаны, зависит от того, насколько точно осуществлены настройка по частоте и наведение по направлению антенны станции помех. Она связана также с временем приема отраженного от цели сигнала РЛС, временем ее нахождения в зоне действия помех и быстродействием станции помех. С учетом сказанного можно записать (9.5) где Р„„„— вероятность настройки станции помех по частоте с такой точностью, чтобы помеховые сигналы попадали в полосу пропускания приемника подавляемой РЛС; Р— вероятность наведения антенны станции помех по направлению с точностью, необходимой для того, чтобы осуществлялся радиоконтакт с подавляемой РЛС; Р, — вероятность того, что помеховые сигналы попадают в приемное устройство подавляемой РЛС во время приема отраженного от цели сигнала.
Ошибки, возникающие при частотной настройке станции помех, обусловлены неточностью ф', установки частоты ф, станции помех на частоту ~„',, принимаемую за истинную частоту сигнала подавляемой РЛС по результатам выполненной разведки. 367 9, Методы обеспечения скрытности радиолокационных систем При этом значение ~'„, определено с некоторой ошибкой, учтенной в вероятности Рр. В связи с тем, что ошибки ф'„, обусловлены действием большого числа факторов, считаем закон распределения случайной величины тат", гауссовским с нулевым математическим ожиданием и дисперсией .0 . Величина Р „ при полосе пропускания хат'; высокочастотного приемника подавляемой РЛС и ширине спектра помехового сигнала ф„' определяется вероятностью того, что тя, отличается от частоты 1„, на Ю,5(ф„'+ф; ).
Поэтому од(от;+от' ) т~2лРяч о а 2Рм з~2ттРяч (9.6) тат'„' «- ф; В случаях, когда " оо»1, что всегда имеет место при з~2Р действии ретранслированных (Р„,м О) и заградительных по частоте помех (ф;»ф; ), вероятность Р, практически равна единице. Ошибки Лтх и Ьб' наведения по углу места и азимуту антенны станции помех зависят от точности ее системы управления. Однако при ширине ДНА, превышающей ошибки управления, Р ~ 1. Когда помехи являются прицельными по направлению, расчет Р можно выполнить, если известна двумерная плотность вероятностей распределения ошибок тн(Ьд., Лту ). Кроме того, необходимо знать допустимые значения ошибок Лб~ и Л61,.
На практике очень часто ошибки Лд„„и ЛИ могут считаться случайными некоррелированными величинами, распределенными по гауссовскому закону с нулевыми математическими ожиданиями. В таких условиях (9.7) (ЛВ~,АВ ) = ~ЬВ ) ~ЬВ ), й, Методы обеспечения скрытности радиолокационных систеи где втххО ) и тн(схВ ) — плотность вероятности для Щ„и ЛО со- ответственно. Тогда 0,5ай 0,5адх Р „= ~ ~ тн ЬВ '~н(Ь.В )йЬВх„йЬВ, (9.8) -0,5ьй -0,5ьдт где х1О1 и ٠— допустимые значения ошибок Щ„и ЛО соответственно.
Осуществив интегрирование при ~ лв'~ в(ЬО ) = ехр — — х ~2~Ю ~ 21)х„~ (9.9) и(схО )= ехр— (9.10) где В „и П вЂ” дисперсия ошибок хай и ЛО соответственно, по- лучим („еР ) ( ею„) (9.11) 369 На вероятность Р основное влияние оказывают продолжительность приема отраженного сигнала тр и время т, пребывания подавляемой РЛС в зоне действия средств помех, а также быстродействие станции помех. При этом под быстродействием понимается интервал времени то„между моментом начала приема станцией разведки сигналов подавляемой РЛС и создания помеховых сигналов.
Если подавляемая РЛС работает в течение времени й, т.е. тр = т„то помеха будет попадать в приемное устройство только при т, > те„. Современные станции помех имеют достаточно высокое быстродействие, составляющее доли микросекунд. Поэтому во многих практических случаях вероятность Р„, м 1. В качестве энергетического показателя скрытности может быть использован коэффициент скрытности а, РЛС, под кото- 9. 'методы обеспечения скрытности радиолокационных систем рым понимают отношение минимально возможного для успешного решения задач отношения сигнал/помеха д на выходе устройства обработки сигнала в РЛС к отношению сигнал/помеха др в станции разведки: (9.12) с"янп = 9~~ т9р В станции разведки наиболее часто обработка ситнала производится на фоне внутренних шумов приемника.
Поэтому в качестве отношения сигнал/помеха можно использовать также отношение сигнал/шум др. Чем меньше отношение др в станции разведки при заданном д, тем больше коэффициент скрытности а, и, следовательно, тем выше скрьпность РЛС. В качестве примера определим коэффициент скрьпности РЛС, использующей импульсные радиосигналы, фазоманипулироваиные псевдослучайной последовательностью. Считаем, что станция разведки расположена на воздушной цели, которую обнаруживает РЛС на удалении Д„. На выходе оптимальной системы обработки сигнала на фоне внутренних шумов приемника в РЛС отношение д определяется выражением 2Р,Б,Б,схнТ„ (9.13) (4тг)'Д Лтоа.
где 6„Я, и ст„— коэффициент усиления, площадь антенны и коэффициент потерь в РЛС соответственно; Р, — средняя мощность излучения РЛС; ҄— время накопления сигнала; Фо/2 — спектральная плотность шумов в приемнике РЛС; сх„— ЭПО цели. Минимально необходимое отношение 9 при заданных вероятностях ложной тревоги Р и правильного обнаружения Р„, определяется в соответствии с выражением (9.14) т/„, =2 — — 1 .
Считаем, что РЛС обеспечивает минимально необходимые характеристики обнаружения целей, то есть 9 = д„. 370 й. Методы обеспечения скрытности радиолокационных систем В приемнике станции разведки фазоманипулированный сигнал не может быть обработан оптимально и полоса пропускания приемника фдрм равна ширине спектра псевдослучайной последовательности гав„'„ а время анализа (обработки сигнала) Т = 1/ф„', . Тогда на выходе системы обработки станции разведки отношение сигнал/помеха др определяется выражением РЯа~артви % г 2гтД Лтора, где Я,р, а — площадь антенны и коэффициент потерь в станции разведки; Фпр/2 — спектральная плотность шумов в приемнике станции разведки.
Тогда, считая Фп=тчп„ и а„= а„п, из (9.12) с учетом (9.14) и (9.15) получаем ~асти 4гтХ Д (9.16) 9.2. Оптимальный метод обеспечения скрытности РЛС При разработке РЛС возникает необходимость формирования таких радиолокационных сигналов и алгоритмов нх обработки, при которых достигается наилучшая скрытность РЛС. При этом в качестве критерия оптимальности может использоваться максимум коэффициента скрытности РЛС а, .
371 где Д = Т„~~„, — качество (база) зондирующего сигнала. Из (9.16) следует, что чем больше качество псевдослучайного сигнала, тем выше скрытность РЛС. Используя основные показатели скрытности, можно проводить сравнение различных РЛС по скрытности работы, а также оценивать эффективность технических мероприятий по обеспечению скрьпности и степень приближения РЛС к оптимальной по скрьпности.
р. Методы обеспечения скрытнпсти радиолокационных систем 1(у) ~ Ь~~) ~„ р„(у) (9.17) где 1,(у) — отношение правдоподобия в станции разведки; у — вектор принимаемой реализации; х — вектор неизвестных параметров сигнала, включающий: несушую частоту сигнала, длительность импульса, период повторения импульсов, вид модуляции и т.п.; Ьр — порог обнаружения сигналов РЛС в станции разведки. 9.2.1. Оптимальное обнаружение неизвестного сигнала Обнаружение неизвестного сигнала производится станцией радиотехнической разведки.
Характеристики обнаружения такого сигнала определяют эффективность системы радиотехнической разведки и, как следствие, скрытность работы РЛС. Пусть на интервале О < т > Т наблюдается аддитивная смесь принимаемого сигнала х(т) и внутреннего шума приемника л(т), который считаем белым со спектральной плотностью Фп.' у(т) = х(т)+ л(т) . Принимаемый сигнал можно считать узкополосным (по отношению к величине несущей частоты) и описать его медленно меняющимися случайными амплитудой А(т) и начальной фазой (а(т): х(т) = А(т) соз[втет+ тр(т)) . (9.18) Комплексную огибающую сигнала разведки Аа(т) = А(т)ехрЦср(т)1 представим в виде ряда Каруэна — Лоэва [36) 372 Одной из основных операций, определяющей возможность создания и качество формируемых помех, является разведка т-х параметров сигнала подавляемой РЛС.
Процесс разведки должен содержать обнаружение сигнала с неизвестными параметрами и оценку зтих неизвестных параметров. Оптимальные алгоритмы решения данной задачи на фоне белых гауссовских ытумов (БГШ) известны и определяются в соответствии с обобщенным методом максимума отношения правдоподобия: 9. Метады обеспечения скрытнссти радиолокационных систеи ортогональных функций Ь»(т) = ехр()а»»т+1»п») со случайными коэффициентами ам: А»(т) = А(т)ехРЦрт(т)) = ~» аь»Ь»(т), (9.19) т У вЂ ""и Ь(т) + 1Ь(т,)й(т,т,)бт, = 'ч~ Ь, (т), 2 о »+1 (9.20) где Я(й й) — корреляционная функция помех. При отсутствии преднамеренных помех Я(й й) = О, импульс»» ная характеристика Ь(т) = — ~Ь»(т) представляет собой набор узкополосных фильтров и сумматор (энергетический приемник в течении времени Т), а алгоритм обнаружения имеет вид у(т)Ь»(т)с)т > Ье, где Ье — порог обнаружения, а Эффективность оптимального алгоритма определяется отношением сигнал/шум: 373 г где и = а»е'и» = ~А»(т)Ь»(т)й, о Интервал между в» = 2кф» определяется временем накопления Т (т»т»= 1/2), а шириной спектра принимаемого сигнала, который составляет весь диапазон работы разведываемых средств Лгелс, определяется число элементов разложения: ф' = Ьрр /ттт.
Следовательно, обнаружение неизвестного сигнала сводится к обнаружению суммы гармонических колебаний, каждое из которых имеет случайную амплитуду а», распределенную по закону Рэлея, и равномерную начальную фазу гр». В соответствии с теорией оптимального приема, импульсная характеристика оптимального фильтра должна удовлетворять уравнению Фредгольма: 9. Методы обеспечения скрытности радиолокационных систем т д= ~х(г)Ь (г)с(г = — ~~~ ~а ~ Т= — 'Т. хГо а, Дуо Отношение сигнал/шум пропорционально мощности принимаемого сигнала о;.
При некогерентном накоплении мощность сигнала увеличивается пропорционально х/Ф. При постоянной мощности излучения амплитуда каждой гармоники уменьшается пропорционально Х Следовательно, расширение полосы сигнала в Ф раз, снижает эффективность обнаружения в /Ю раз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
