Перунов Ю.М., Фомичев К.И., Юдин Л.М. Радиоэлектронное подавление информационных каналов систем управления оружием (2003) (1186261), страница 67
Текст из файла (страница 67)
В ссютветствии с этим частотные составляюшие (й„- й,) не пройдут через УНЧ, ная система будет направлена в некотором ложном направлении относительно истин- ного направления на цель-поставшик помех. Условия статической компенсации действия помехи действием сигнала ошибки и, следовательно, ошибки измерения угловых координат цели, вьпванные действием по- мехи, могут быль найдены аналитически из условия равенства нулю результнруюшей глубины модуляции суммарного сигнала (полезного и помехи), находящегося в канале автосопровождения цели.
Проиллюстрируем описанную метолику лсатематически. В целях упрощения предположим, что имеет место сканирование РЛС только на прием (скрытое сканиро- вание) и полезный и помеховый сигналы имеют одинаковые несущие частоты. Тогда для установления режима полезный и помеховый сссгналы на входе приемной антенны могут быть представлены следующим образом: Е(С) = Е, соя сог, (95) Е,(с) = Е„[1 + т„соз (й„с — ср„)) соз св с, где Е, и Е, — амплитуды полезного (отраженного) и помехового сигналов; т„— коэф- фициент модуляции помехового сигнала; й„и ср„- угловая частота и фаза молулирую- щего сигнала помехи. Сканирующая приемная антенна осуществляет амплитудную модуляцию прини- маемой смеси сигнала и помехи, в результате чего на входе приемника напряжение сигнала принимает вил: На выходе фазового детектора после перемножения сигнала (9.9) на опорные сигналы и последующего усреднения в узкополосном фильтре получим сигналы ошибки по азимуту и углу места: ((1+а)т, ат„ с»» =с»тз1пй»» =к»»фЕ» ~ а1п»р»+ а1п ((йп Й»)1»р»~1 (9.10) н совй»г = И»фЕ- соз»р» + " сов ~(й»-й»)г»р»1 (9 11) ((1+ а)т, а т„ 2 2 где «ф — коэффициент передачи фильтра.
Если ~й „-й„~ > 2кЛг;, (частота помехи отличаемся от частоты сканирования более чем на полосу пропускания следующей системы ЬГ„), то (1+ а)т, 1»» = к»»фЕ» а)" 'р» 2 (1+ а)т, 17к„-ЫфЕ, ' соз»р,. 2 (9.13) Помеха в этом случае будет оказывать полезное действие, увеличивая мощность отраженного сигнала и тем самым "подсвечивая" цель. При ~й» -й,~ я 2яЛг;, первые слагаемые в полученных выражениях представляют полезные составляющие сигнала ошибки, обусловленные сканированием антенны, вторые — помеховые соглавляющие, обусловленные действием помехи. Можно видеть, что величина помеховой составляющей зависит от разности частот (й„— Й,) и достигает максимума при Й, = Й,.
В соответствии с этим представляют интерес два случая, когда й„= Й, — случай прицельной по частоте сканирования помехи и ~й„— й,~ < 2яАг„— случай расстроенной (в пределах полосы пропускания следяшей системы) помехи на частоте сканирования. В первом случае имеем ,1(1+а)т, ат„ б» =11' — — » яп»р + "яп»р (9.14) ,((1+а)т ат„ Е» -Г ' соа»р + — »соз»р, 2 2 (9.15) где Е1'=к)»фЕ,. Из (9.14) и (9.15) видно, что помеха рассматриваемого типа по своему действию эквивалентна некоторой фиктивной цели, не совмещенной в пространстве с истинной целью.
Иными словами, помеховый сигнал пороясдает ложную информацию, имитируя наличие второй цели (фиктивной), угловые координаты которой отличаются от координат истинной цели. 242 как и постоянная составляющая. В результате на выходе УНЧ с точностью до постоянного коэффициента получим 11,„= АЕ, 1т, (1 + а) соа (й,г - »р, ) + ат„соз (й „1 - »р» )~ . (9.9) Известно, что следящая система работает таким образом, чтобы сигнал ошибки на выходе фазового детектора уменьшался до нуля. Поэтому, приравнивая нулю выражение (9.14), можно найти условие равновесия системы и, следовательно, установившееся положение антенны по азимуту: (1+ а)т, ат„ — — --'- зш ~р, + —" яп <р„= 0 . 2 2 Отсюда (1+а)т, ат„ -'-вша, =- — "яви,. 2 2 Очевидно, равенство выполняется только при условии яп<р, =-ялмар„(1+а)т, ат„ откуда следует (р, = <р„+ 180', (9 ) ат„ т,= — ".
1+а (9.17) а т, =т,—. 1+а (9.18) Аналогичные условия можно получить, приравнивая нулю (9.15). Из (9Л8) следует, что в принципе даже при бесконечно большом значении мощности помехи нельзя получить коэффициент полезной модуляции гл, больше коэффициента модуляции помехового сигнала. Физически это объясняется тем, что в составе спектра помехового сигнала наряду с двумя боковыми составляющими, переносящими помеховую информацию, всегда имеется составляющая несущей частоты, передающая информацию об истинных координатах источника помеховых сигналов. Ранее была установлена связь между т, и углом отклонения антенны в виде т,= ц0.
Подставляя это в (9.18), находим т„, а 8= — ' —. р 1+а Величину и можно найти, если задана форма диаграммы направленное~и антенны РЛС, и тогда из (9.19), задаваясь величинами угловой ошибки и т„, можно определить требуемое превышение мощности помехи над мощностью полезного сигнала. Поскольку величина угловой ошибки при действии помехи прямопропорциональна т,„то при реализации помехи следует стремиться к максимальной глубине модуляции. С Таким образом, условие равновесия антенной системы при воздействии прицельной по частоте сканирования помехи возможно только тогда, когда фаза помеховой модуляции отличается на 180' от фазы огибающей сигнала ошибки. При этом РСН антенны отклоняется от направления на цель на величину, определяемую как этой точки зрения представляется целесообразным амплитудную модуляцию осущест- влять не по гармоническому закону, а по прямоугольному.
Таь, например, модуляция по закону "Меандр" позволяет получить эффективную модуляцию помехи примерно на 30 ".4 болыле, чем при модуляции по гармоническому закону, поскольку амплитуда первой гармоники фурье-преобразования сигнала меандровой формы в 4/л раза больше максимальной амплитуды сииусоидально-модулированного сигнала. Рассмотрим второй случай, когда ~й „-й,~ . 2я ЬР,, В этом случае, как следует из выражения (9.12), условие равновесия в азимуталь- ной плоскости пеленгации определяется выражением (1+а)т,, ат, ' тйп <р, — — — — 'з|п ((ь2„— Й,)г - «р„~ . Отсюда следует, что должно выполняться условие а1пср, -а1п((Ц, -ь2„)~ — ~р„1.
Фаза ~р'„= (й„— й,.)г — <р„является линейной функцией времени. Так как ~йк - 12,~ < 2кЛР„, а ЛЕ,,, имеет величину порядка герца, то эта функция будет медленно меняющейся. Поскольку величина фазы ~р'„определяет направление на фиктивную цель, ее изменение породит перемещение фиктивной пели в пространстве. Это, в свою очередь, приведет к смешению РСН, так как слепящая система автоматически будет отрабатывать условие баланса фаз <р'к = тр,. + 180'. Следовательно, ось РСН, отклонившись от направления на цель иа угол О, будет вращаться вокруг истинного направления на цель, образуя поверхность конуса.
Направление вращения будет определяться знаком разности частот. При этом следует учитывать характеристики передачи замкнутой следящей системы. В соответствии с этим (9.19) принимает вид 0„„„. ф(1о))- " е' (9.20) р(1+ а) где ф(та) — функция передачи замкнутой следящей системы; Ььз — разностная частота мелслу частотой модуляции помехи и частотой сканирования. Коэффициент передачи следящей системы при рассгройке частоты модуляции помехи обычно выше, чем при модуляции на частоте сканирования (Лй = О). Вследствие этого, при некоторой расстройке частоты модуляции помехи относительно частоты сканирования следует ожидать более высокой эффективности, чем в случае й„= ь2,, Увеличения эффективности в этом случае также следует ожилать за счет специфического движения РСН в пространстве.
Поскольку характеристики следящей системы, как правило, различны по азимуту и углу места н полоса пропускания следящей системы в угломестной плоскости обычно уже (система менее чувствительна), чем в азимутальной шюскости, траектория движения РСН в пространстве при действии помехи, модулированной расстроенной частотой сканирования, будет эллиптической, а не круговой. В результате движение РСН будет неравномерным и в некоторый момент вре- Е;, (1) = Е„(1+ и„соя И И) (1- и, соя йД соя еэ1, (9. 21) Соответственно отраженный от цели сигнал Е, И = Е„(1- и, соа й, г ) соз озг . Тогда результирующая огибающая отраженного от цели сигнала и помехи„модулированной скользящей частотой, с точностью до постоянного коэффициента может быть представлена, в виде Е И = Е, )~1 + а (1 е и, соя й (г) ф! — и, сов й,г ), (9.22) где Й(г) — закон изменения частоты помеховой модуляции. Если скольжение частоты модуляции происходит в пределах полосы пропускания усилителя сигнала ошибки (УНЧ), то на входе фазовых детекторов угломерной системы РЛС при Е, = 1 будем иметь 250 мени будут возникать более высокие линейные ускорения, чем при движении по круговой траектории.