Лепин В.Н. Помехозащита РЭСУ летательными аппаратами и оружием (2017) (1186260), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Упрощенная схема оптимальной по скрытности РЛС представлена на рис. 9.2. Рисунок 9,2 Упрощенная схема оптимальной по скрытности РПС Основным элементом скрытной РЛС является система формирования и излучения оптимальных зондирующих сигналов. Основной задачей системы являются генерация, усиление н излучение через антенную систему сигнала ла(х,т), дельта-коррелированного как по пространству, так и по времени, т.е.
ПВБГШ сигнала. Корреляционная функция такого сигнала имеет вид фр, г) = сПр, т), где 4р, г) — двумерная (пространственно-временная) дельта-функция. ПВБГШ может быть реализован в виде бесконечного по длительности сигнала, каждый временной отсчет которого является случайной величиной, статистически не связанной с другими отсчетами. Одновременно сигнал имеет бесконечную протяженность по пространству, то есп формируется антенной системой бесконечных размеров. При этом отсчеты по апертуре антенны также некоррелированы по пространству. Отраженный от цели ПВБГШ сигнал обрабатывается в системе обработки, а результаты обработки поступают в систему представления информации.
Данная РЛС обеспечивает наилучшую скрытность, однако практическая реализация данной схемы затруднительна. Это связано, главным образом, с невозможностью формирования беско- 379 9. Методы обеспечения скрытности радиолокационных систеи печных по пространству и времени сигналов. Кроме того, создание систем обработки сигналов с бесконечно широкой полосой пропускания в пространственной и временной области нереально, Для разработки скрытных РЛС необходимо использование квазиоптимальных и других методов обеспечения скрытности, имеющих меньшую эффективность, но более простых в реализации. 9,3. Квазиоптимальные методы обеспечения скрытности РЛС Для разработки квазиоптимальных методов обеспечения скрытности РЛС примем ряд допущений и ограничений.
Реальные приемные устройства имеют ограниченную ширину полосы пропускания, составляющую в современных РЛС сотни МГц. Очевидно, что ширина спектра зондирующих сигналов не должна быль меньше ширины полосы пропускания приемника. Следовательно, для практической реализации методов обеспечения скрьпности РЛС необходимо использовать вместо сигналов типа ПВБГШ шумоподобные пространственно-временные сигналы.
В пределах полосы пропускания приемника спектральная плотность шумоподобного сигнала должна быть равномерной. При этом корреляционная функция сигнала будет отличаться от дельта-функции наличием боковых лепестков и более широким главным лепестком. Квазиоптимальные методы обеспечения скрытности РЛС заключаются в использовании шумоподобных пространственно-временных зондирующих сигналов с шириной спектра (шириной пространственного спектра) не большей полосы пропускания приеиника (ширины диаграммы направленности антенны РЛС).
Одним из представителей шумоподобных сигналов является сигнал, манипулированный по фазе кодами М-последовательности. Двоичные псевдослучайные последовательности представ- зво 9. Методы обеспечения скрытности радиолокационных систем ляют собой набор Ф периодически повторяющихся символов, каждый из которых может принимать одно их двух значений: +1 или — 1. Общее количество символов хУ характеризует период бесконечной последовательности и определяется как Ф= 2"- 1, где и = 1, 2, 3,.... Число положительных единиц на одну единицу больше числа отрицательных. Генерирование М-последовательности производится по закономерным алгоритмам. Одно из корреляционных свойств случайной последовательности заключается в том, что при сдвиге последовательности на любое число разрядов относительно исходного число совпадений символов в среднем статистическом смысле равно числу несовпадений.
Установлено, что М-последовательности обладают этим свойством. Дпя них справедливо следующее свойство. Сумма по модулю два со своей копией, сдвинутой на целое число разрядов, является такой же М-последовательностью, но имеет другой сдвиг. Это свойство обусловило и структуру корреляционной функции М-последовательности, которая близка к корреляционной функции шума.
Но так как М-последовательности имеют неслучайную структуру и генерируются по закономерному алгоритму, то и называют такие сигналы псевдослучайными (шумоподобными). Шумоподобный радиосигнал формируется путем фазовой манипуляции гармонического колебания М-последовательностью. Примерный вид такого сигнала представлен на рис. 9.3. Рисунок 9,3 ФКМ-сигнал В течение длительности элементарного дискрета го значению двоичной последовательности +1 соответствует фаза — 0', а 881 9. Методы обеспечения скрытности радиолокационных систем значению — 1 — 180'. Полная длительность непериодичного шумоподобного сигнала г определяется выражением т =АГг,. При непрерывном следовании АГ„непериодичных шумоподобных сигналов образуется периодичный шумоподобный сигнал с перио- дОМ СЛЕдОВаНИя Т = АГГо И ПОЛНОЙ дЛИтЕЛЬНОСтЬЮ СИГНаЛа г =л1„Т Корреляционная функция такого шумоподобного сигнала имеет повторяющиеся через период следования Т главные лепестки шириной г, равной длительности одного дискрета ~.
Уровень боковых лепестков нормированной корреляционной функции не превышает величины 1гг~/Ф. Поэтому чем больше число дискрет ЛГ и меньше длительность дискрета ~ лля непериодичного шумоподобного сигнала, тем больше корреляционная функция приближается к дельта-функции. Аналогично, в качестве пространственного шумоподобного зондирующего сигнала может быть предложен сигнал, имеющий в дискретных пространственных точках пространственную фазу, определяемую кодами М- последовательности. При этом пространственный шумоподобный сигнал тем ближе к пространственному БГШ, чем больше число пространственных дискрет АГ„и чем меньше длина дискрета со. Пространственно-временные сигналы, модулированные кодами гтпоследовательности, обладают всеми основными свойствами случайных последовательностей и формируются по закономерным алгоритмам.
В качестве шумоподобных сигналов могут быть предложены и другие сигналы, промодулированные по различным параметрам случайными функциями. К таким сигналам могут быть отнесены: в сигналы с быстрой перестройкой несущей частоты от импульса к импульсу по случайному закону; ° сигналы с вобуляцией периода повторения импульсов по случайному закону; ° сигналы с модуляцией фазы по случайному закону в пределах импульса и от импульса к импульсу; 382 9. Методы обеспечения скрытности радиолокационных систеи ° сигналы с амплитудной и фазовой модуляцией по случайному закону в пределах импульса и от импульса к импульсу и др. Модуляция параметров сигнала случайными функциями приводит к расширению спектра сигнала и к приобретению случайных (квазислучайных) свойств.
Однако при их использовании возникают технические сложности, связанные с необходимостью формирования копии случайных зондирующих сигналов, потребной для дальнейшей оптимальной обработки отраженных сигналов. Для упрощения практической реализации вместо случайных функций могут быть использованы М-последовательности. Схема квазиоптимальной скрытной РЛС отличается от схемы оптимальной РЛС системой формирования зондирующих сигналов. В одном из вариантов квазиоптимальных скрытных РЛС она, например, обеспечивает формирование пространственно-временных шумоподобных сигналов, модулированных М-последовательностью.
Основным элементом формирователя таких сигналов является генератор сигнала с двоичной псевдослучайной манипуляцией фазы. Схема такого формирователя и входящего в его состав простейшего генератора при п = 2 представлены на рис. 9.4. Временные диаграммы соответствующих напряжений показаны на рис. 9.5. Г ! ! ! ! ! ! ! ! Рисунок 9,4 Генератор сигнала с двоичной иодуляцией фазы 383 9. Методы обеспечения скрыности радиолокационных систеи ня Рисунок 9,9 Временные диаграииы работы генератора сигнала В состав схемы формирователя входят: схема неравнозначности (нли сумматора по модулю два, показанного на рис.
9.4 пунктирной линией), выполненной на двух элементах И, элементах ИЛИ и НЕ; схема генератора одиночного импульса (ГОИ) длительностью го, дополнительная схема ИЛИ; схема линии задержки на время 2 ~ с отводом от средней точки; схема балансного модулятора (БМ) и схема генератора высокой частатьг (ГВЧ). Механизм формирования псевдослучайной последовательности с периодом Т = (2" — 1)го — — Зго и соответствующего ей фазоманипулнрованного сигнала иллюстрируется на временных диаграммах напряжений (рис. 9.5) в различных точках структурной схемы генератора (рис. 9.4). 9.
Методы обеспечения скрытности радиолокационных систен 9.4. Методы обеспечения скрытности, основанные на использовании энергетической избыточности РЛС Оптимальные и квазноптимальные методы повышения скрытности рассмотрены в предположении постоянства энергетического потенциала РЛС в определенной тактической ситуации.
При этом энергия зондирующего пространственно- временного сигнала выбирается такой, чтобы обеспечивалось обнаружение целей с заданными характеристиками. При изменении тактической ситуации, например при уменьшении дальности до цели, считается, что энергетический потенциал снижается для поддержания заданных характеристик обнаружения. Технические характеристики реальных РЛС, определяющие энергетический потенциал, выбираются исходя иэ наиболее жестких, с точки зрения обнаружения, условий. Поэтону, например, при уменьшении дальности до цели показатели эффективности обнаружения могут превышать заданные, что и приводит к энергетической избыточности РЛС. Это облегчает противнику проведение радиотехнической разведки.
Устранение энергетической избыточности РЛС обеспечивает повышение ее скрытности. В основе методов устранения энергетической избыточности РЛС (пространственные, частотные, временные, амплитудные и др.) лежит снижение отношения сигнал/помеха др в станции разведки при обеспечении необходимого отношения сигнал/помеха д„, в РЛС путем изменения энергетического потенциала РЛС в различных тактических ситуациях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
