Лепин В.Н. Помехозащита РЭСУ летательными аппаратами и оружием (2017) (1186260), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Другая помеха, нарушающая нормальную работу РЛС в режиме СНП, формируется станцией помех путем сокращения числа ретранслируемых импульсов пачки. Тем самым достигается смещение энергетического центра пачки влево и вправо по азимуту. В результате РЛС переходит на сопровождение помехи, которая выключается через некоторое время.
Для противодействия РЛС в режиме СНП могут применяться также и инверсные помехи, представляющие собой ответные последовательности импульсов инверсно промодулированные по амплитуде. Огибающая пачки выходного сигнала станции помех зеркально повторяет форму диаграммы направленности подав- 1, Радиолокационные систеиы и их понехоустойчивоств ляемой РЛС (минимум мощности помехи совпадает с максимумом диаграммы направленности антенны), Многие рассмотренные помехи применяются одновременно в комбинации с другими, так как это существенно повышает эффективность радиопротиводействия.
Так, например, уводящая по дальности импульсная помеха и прерывистая (амплитудно- модулированная помеха, воздействующая на АРУ), помеха типа ложные доплеровские частоты и узкополосная шумовая помеха на доплеровской частоте (ответный доплеровский шум); уводящая по скорости и дальности, уводящая по скорости, дальности и перенацеливающая канал углового сопровождения и др. Особый интерес в настоящее время представляют вопросы подавления и защиты от помех РЛС с релсимом синтезирования апертуры (РСА).
Известно, что для подавления таких РЛС могут применяться помехи шумовые широкополосные и узкополосные, имитирующие частотно-модулированные и др. Приведенная классификация помех не является полной. Развитие средств и методов радиолокации и радиоэлектронного подавления сопровождается непрерывным появлением новых типов помех и совершенствованием уже известных. 1.4. Воздействие помех на радиолокационные системы С технической точки зрения воздействие помех может проявляться в виде следующих явлений: ° искажение формы полезного сигнала н изменение его основных параметров; ° подавление полезного сигнала (уменьшение отношения сигнал/помеха) при прохождении сигналов и помех через нелинейные элементы; ° перегрузка приемника, его отдельных элементов (усилителей, преобразователей и др.),процессоров обработки сигналов и данных, индикатора.
41 1. Радиолокационные систеиы и их поиехоустойчивость С тактической точки зрения действие помех на радиолокационные системы может приводить к маскировке полезного сигнапа (цели) помехами или к имитации полезных сигналов за счет формирования ложных сигналов (ложных целей). С точки зрения теории передачи и преобразования сигналов действие помех ведет к линейным и нелинейным эффектам. Линейные эффекты, как правило, наблюдаются при малом уровне помех и состоят в том, что в приемные каналы добавляются мешающие (помеховые) колебания в виде независимых аддитивных составляющих. В этих случаях выходной эффект действия помех не зависит от действия сигнала, и может рассматриваться самостоятельно. Искажение формы полезного сигнала за счет щслнтивного сложения с помехой относится к линейным эффектам.
Остальные проявления воздействия помехи связаны с нелинейными эффектами. Нелинейные эффекты проявляются при большом уровне помех, когда сказывается„например, нелинейность амплитудных характеристик различных элементов приемника. 1.4.1. Искажение формы сигнала При приеме гармонического сигнала, отраженного от цели, вида а(т) = А, сов(ау+ р, ), (1.6) и немодулированной помехи вида л(г) =*сов(ау+ Рт„), (1.7) при условии, что А„» А, и оэ, » ю, — в,, в результате сложения полезного сигнала (см.
1.6) и помехи (см. 1.7) в приемнике образуется сигнал, амплитуда и фаза которого изменяются во времени. Используя комплексное представление сигнала и помехи, можно получить выражение для комплексной амплитуды результирующего сигнала и, определив модуль комплексной амплитуды результирующего колебания, получить выражение для квадрата амплитуды в виде 1. Радиолокационные системы и их помехоустойчивость Ае — — А, + Аи+2А,А„соеЯогс п4 )+(уга ухд)). 08) Рисунок 1,4 Искажение полезного сигнала Как следует из (1.8), амплитуда результирующего колебания изменяется по закону разностной частоты (и, — ах„), т.е. частоты биений. 1. Радиолокационные систены и их паиехаустойчивость Сложение колебаний полезного сигнала и помехи происходит с различной фазой.
В частном случае, когда ак„= ю,, в зависимости от начальных фаз р, и р,, амплитуда результирующего колебания изменяется от А, ч-А„до А, — А„. Если же ах„ыв,, то огибающая сигнала будет промодулирована разностной частотой. На рис. 1.4 показаны различные варианты взаимодействия помехи и сигнала и возникающих при этом искажений сигнала на выходе УПЧ и и детектора и Искажение формы сигнала, изменение его амплитуды отрицательно сказываются на эффективности работы систем обнаружения и автосопровождения цели по угловым координатам, дапьности, скорости сближения.
1.4.2. Перегрузка приемника Перегрузка — явление уменьшения практически до нуля модуля коэффициента передачи одного из элементов приемника при увеличении амплитуды входного сигнала до некоторого порогового уровня. Она может возникать в различных его элементах: УВЧ, УПЧ, детекторе, видеоусилителе, АЦП и др.
Типичная амплитудная характеристика УПЧ показана на рис. 1.5. На этом же рисунке показана зависимость коэффициента усиления К УПЧ от амплитуды входного сигнала. Участок характеристики, на котором проявляется явление перегрузки (насыщения), отмечен пунктиром. При малой амплитуде помехи рабочая точка на амплитудной характеристике УПЧ не выходит за прелелы линейного участка и, следовательно, перегрузка не происходит. Если же амплитуда помехи большая и рабочая точка выходит за пределы линейного участка в область насыщения, то в выходном сигнале УПЧ полезный сигнал будет отсутствовать. Это явление показано на рис.
1.5. Перегрузка, как правило, в первую очередь, возникает в выходных каскадах, где сигнал раньше достигает уровня насыщения. 1. Радиолокационные системы и их помехоустойчивось О,, гу й" О Рисунок 1.$ Подавление сигнала мощной помехой Важнейшей характеристикой приемника, которая определяет возможность его перегрузки, является динамический диапазон входных (выходных) сигналов (1.9) и„, где и„,„, и,„— максимальная и минимальная амплитуды входного сигнала, при которых рабочая точка не выходит за линейный участок амплитудной характеристики. Динамический диапазон современных ршхиолокационных приемников составляет 100 дБ и более. 1.4.3. Подавление сигнала в нелинейных элементах приемника При воздействии мощной гармонической помехи 1А„» А,) наблюдается подавление полезного сигнала в таких нелинейных элементах приемника как детекторы, логарифмические УПЧ и др.
45 1. Радиопокацианные систеиы и их поиехаустойчивость Рассмотрим подавление сигнала сильной гармонической помехой в некогерентном амплитудном детекторе, включенном после УПЧ. Амплитудная характеристика детектора может быть представлена в виде и„= Г(Ас), (1.10) 1г сс„= 1'1А„) + — [1'1А„) А„+ Г" 1А„) А~ ~ — ', (1.11) где Г' и à — первая и вторая производные функции Г. Отношение сигнал/помеха по напряжению на выходе детектора в этом случае равно г "лс .4с — =амт†г' «кп А (1.12) где А — коэффициент пропорциональности, равный Щ + 1А) г 4~ 1'(А„) 1'(А„) (1.13) Для идеального детектора обычно справедливо выражение (1.14) где сх = с'1А„) — постоянная передачи.
где и„— постоянная составляющая выходного напряжения детектора; Ах — амплитуда результирующего колебания 11.8). Если учесть, что А„>> А,, то выражение (1.8) для Ас может быть разложено в ряд и после подстановки его в выражение (1.10) и разложения напряжения и„в ряд Тейлора можно получить следующее выражение для постоянной составляющей выходного сигнала детектора: 1, Радиолокационные систеиы и их лонехоустойчивасть В этом случае /с = 1/'4 и отношение сигнал/помеха по напря- жению равно ттм 1 1: и 4 А~ (1.15) 47 Таким образом, если отношение сигнал/помеха по напрюкению на входе равно 0,5, то это соотношение на выходе детектора равно 0,06, т.е. подавление сигнала за счет помехи составляет около 10 дБ.
Из выражения (1.15) следует, что чем меньше отношение сигнал/помеха на входе, тем большее подавление сигнала происходит в детекторе. Аналогичные явления происходят и при воздействии на детектор совместно с сигналом значительных по уровню шумовых помех. При отношении сигнал/помеха на входе менее единицы линейный детектор ведет себя как квадратичный. Отношение сигнал/помеха по напряжению на выходе линейного детектора в этом случае примерно на 6...8 дБ меньше, чем на входе.
При некогерентном амплитудном детектировании сигнала и помехи подавление сигнала отсутствует только в случае, когда отношение сигнал/помеха по мощности на входе детектора много больше единицы. При слабом сигнале и мощной помехе детектирование происходит квадратично, даже если при отсутствии помехи сигнал дегектировался линейно. Синхронный детектор, являясь элементом, чувствительным к фазе сигнала, т.е. обладающим фазовой избирательностью, устраняет действие квадратурной составляющей помехи, уменьшает тем самым ее мощность на выходе детектора ~ в 2 раза.
Это означает, что отношение сигнал/помеха на выходе синхронного детектора в отличие от некогерентного детектора линейно зависит от соответствующего отношения на входе. Синхронный детектор является более помехоустойчивым элементом по сравнению с некогерентным амплитудным детектором даже при очень слабых сигналах. 1. Радиолокационные систеиы и их лоиехотстойчиеось Подавление сигнала при воздействии мощной помехи имеет место и в усилителях с нелинейной амплитудной характеристикой, к которым относятся широко применяемые логарифмические усилители.
1.4.4. Маскировка полезного сигнала помехами Основной эффект действия шумовых и хаотических импульсных помех, а также пассивных помех, состоит в маскировке полезного сигнала. Вследствие того, что шумовая помеха по своей структуре близка к внутренним шумам приемника, отличить полезный сигнал малого уровня на фоне помехи весьма трудно, а зачастую невозможно. Шумовой фон на экране индикатора определяется случайным характером выбросов напряжения шума. Так как приемник импульсной РЛС имеет полосу пропускания м (1...3) ампом = сн (1.1б) 1.4.5.
дзминсации полезного сигнала и внесение ложной информации Создаваемые специальным образом помехи могут иметь такие параметры (временные, частотные, пространственные и др.), которые практически совпадают с аналогичными параметрами полезного сигнала, отраженного от цели. Отличия ретранслнрованной помехи от сигнала могут быть минимальными. Например, где с„— длительность импульса, то шум на выходе приемника будет иметь полосу спектра того же порядка. Это означает, что длительность выбросов шума в среднем не отличается от длительности импульсов полезного сигнала. Указанное обстоятельство существенно усложняет обнаружение сигнала и его наблюдение на фоне помехи.
На индикаторах с яркостной отметкой шумовая помеха проявляется в виде зернистого засвеченного фона. 1. Радиолокационные системы и их поиехоустойчиаость отличие в положении на временной оси, то есть в задержке по времени, нли отличие помехового сигнала по доплеровской частоте и т.д. При этом все остальные параметры помехи (длительность импульса, период повторения и др.) совпадают с параметрами полезного сигнала. Тем самым достигается имитация сигнала от цели и внесение ложной информации в систему обработки сигналов и данных.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
