Длина диполя создающего максимальное отражение зависит от толщины, если длина волны изменяется на 20%, а длина диполя сохраняется той же, то ЭПР уменьшается в 2 раза.
Ориентация диполей очень важна, но так как она случайна, то . ЭПР помехи равна 1000 м2. Следовательно требуется диполей.
Кроме простых диполей применяют широкодиапозонные металлизированные ленты, создающие отражение в более широком диапазоне частот.
Активные шумовые помехи.
Максимальная дальность действия радиолокатора в условиях радиопротиводействия определяется как:
Р – мощность передатчика РЛС,
g – уровень боковых лепестков, отнесенный к уровню главного лепестка антенны,
t – время обзора сектора сканирования,
- угловой объем,
σ – ЭПР цели,
E/N0 – отношение энергии сигнала к мощности шума на единицу полосы, необходимое для надежного обнаружения,
Rj – дальность до источника помехи,
Bj – ширина спектра помехи,
Pj – мощность помехи,
Gj – коэффициент усиления по помехе.
По этой формуле можно построить зависимость максимальной дальности от ряда параметров, как самой РЛС, так и постоновщика помех.
Коэффициент усиления антенны РЛС при приеме полезного сигнала 350; помеха принимается в основном по боковым лепесткам, примем уровень первого бокового лепестка антенны РЛС= -25дБ по мощности, тогда коэффициент усиления антенны РЛС по помехе будет равен:
.
График зависимости дальности действия РЛС, от отношения мощностей РРЛС/РПАП, при расстоянии РЛС-ПАП 400 км
График зависимости дальности действия РЛС от расстояния РЛС-ПАП, при РПАП/РРЛС=70
График зависимости дальности действия РЛС от Кпер=, при РПАП/РРЛС=70, расстоянии РЛС-ПАП 400 км
Применение АШП значительно снижает дальность действия РЛС, но при несогласованности параметров подавляемой станции и помехи, эффективность помехи значительно уменьшается, что говорит о необходимости согласования параметров помехи и подавляемой РЛС. Данные о параметрах РЛС, которую надо подавить добываются разведкой или оцениваются в режиме реального времени. Таким образом для эффективного радиоэлектронного подавления необходима обратная связь, то есть измерение параметров подавляемого объекта, фиксации структуры сигнала и режима работы. Для осуществления такого контроля необходимо создавать паузы в работе излучателя помех, что позволяет повысить эффективность средств РЭП за счет большей точности согласования параметров подавляемой станции и параметров АШП. Структурная схема постановщика АШП приведена ниже:
Панорамный приемник осуществляет оценку параметров подавляемой РЛС и передает их на постановщик помех. Параметры излучения постановщика АШП должны корректироваться в соответствии с данными, полученными от панорамного приемника. Схема управления частотой обеспечивает перестройку постановщика АП в требуемом диапазоне частот. Такой алгоритм работы постановщика АШП позволит максимально повысить его эффективность.
Система помехопостановки будет использовать передатчик АШП с мощностью излучения 10 кВт. Передатчик с такой мощностью излучения можно реализовать на борту летательного аппарата, а его эффективность при хорошем согласовании параметров АШП и РЛС будет высока.
Помехи уводящей по дальности.
Для создания помехи выберем ретрансляторную схему, основанную на приеме, задержке, усилении и переизлучении принятого от РЛС сигнала. Задержка сигнала, принятого от РЛС необходима для формирования требуемых дальностей до ложных целей, так как информация о дальности до цели содержится в задержке отраженного сигнала относительно зондирующего. Переизлучение принятого зондирующего сигнала обеспечивает согласование помехи и РЛС.
Необходимо нарушать работу следящей системы по дальности. Для этого необходимо совместить сигнал помехи с полезным сигналом, а затем, плавно изменяя параметры помехи «увести» систему сопровождения за ложной целью. С точки зрения РЛС необходимо обеспечить работу АСД в условиях таких помех. При наличие помех каналам сопровождения по дальности происходит срыв селекции цели, срыв сопровождения, что переводит многоцелевую РЛС в одноцелевую. Как минимум действие помех приводит к погрешности в определении дальности. Структурная схема постановщика помехи представлена ниже:
Схема управления задержкой формирует требуемые дальности до ложных целей и обеспечивает согласованность помех по каналам дальности и скорости, что исключает (или усложняет) селекцию ложных целей путем сравнения этих каналов. Модулятор «добавляет» к информации о дальности ложную информацию о других параметрах цели, получаемых из огибающей РЛ сигнала, его частотной модуляции, мощности. Генератор формирует несущую частоту излучаемой помехи. Сумматор суммирует сигналы, формируемые различными каналами, для дальнейшего излучения одной антенной системой.
При действии помех большого уровня система АРУ уменьшает усиление, что приводит к потере реальных сигналов, но, в тоже время, чрезмерно высокий уровень помехи может служить, для системы селекции помех, признаком позволяющим отсеять помеху, поэтому мощность помехи на входе РЛС не должна превышать уровень сигнала более чем в 3..5 раз. Применение помехи с изменяющимся уровнем мощности увеличит вероятность захвата уводящей помехи системой АСД в случае неизвестной дальности РЛС-ПАП, или в случае неизвестного алгоритма селекции помех в РЛС.
Отношение мощности АП к мощности сигнала, отраженного от цели, на входе РЛС, описывается выражением:
Из этой формулы можно рассчитать мощность передатчика АП (РперАП), необходимую, для создания на входе приемника РЛС отношения РАП/Рс=3.
При расстояниях РЛС-цель 200 км и РЛС-ПАП 400 км, GАП=100, GРЛС=350, G=1.1, РперРЛС=450 кВт для формирования на входе РЛС отношения РАП/Рс=3 необходима мощность передатчика уводящей помехи РАП равная нескольким мВт. Суммарная мощность передатчика уводящей помехи не будет превышать нескольких Вт, что упрощает его реализацию. Зададим мощность передатчика уводящей помехи 2 Вт.
5. Расчет параметров средств помехозащиты
Для подавления пассивных помех, действующих на РЛС будет использован режекторный фильтр, а именно линейный режекторный фильтр с симметричными весовыми коэффициентами, который реализуем при помощи программы «Стрела».
Отношение шум/помеха на входе РЛС = -37,7дБ.
Режекторный фильтр должен подавлять помеху до уровня шумов, следовательно коэффициент подавления помехи должен составлять около 37,7дБ.
На первой закладке «Фильтр» выбираем:
Тип фильтра СС(КИХ)-фильтр ЧПК. Порядок фильтра задаем так, что бы число импульсов в пачке было не меньше, чем порядок фильтра +1.
На второй закладке «Входной процесс» выбираем:
Относительную ширину спектра сигнала: 0,01.
Относительную фазу сигнала: 0,2.
Вид помехи: с гауссовской формой спектра.
Относительную ширину спектра флуктуаций помехи: 0,1.
Относительную фазу помехи: 0,2.
Отношение с/(п+ш): -22,84 дБ.
Отношение ш/п: -37,7 дБ.
Количество импульсов в пачке 14.
Программа посчитала, что коэффициент подавления помехи равен 37,68 дБ, что приемлемо, так как далее будет использоваться накопление сигнала. Симметричность коэффициентов относительно центрального будет обеспечивать линейность ФЧХ фильтра.
АЧХ и ЛАЧХ приведены ниже:
Структурная схема цифрового режекторного фильтра, приведена ниже:
Для нормальной работы фильтра необходимо, чтобы на его вход поступало не менее N отсчетов, (где N порядок режекторного фильтра). Посредством остальных 14-6=8 отсчетов можно произвести когерентное накопление.
На антенну РЛС поступают активные помехи, полезный сигнал и шум, где они смешиваются, образуя входную реализацию. При взаимодействии АП и полезного сигнала происходит полное или частичное их совпадение во времени, перекрытие по частоте и различие в направлении прихода радиоволн.
Алгоритм обработки сигналов АП разделяют на два этапа: пространственный и временной. С помощью пространственного фильтра производится обработка сигнала в пространстве. Фильтр осуществляется соответствующим построением антенной системы. Далее идет временная обработка сигнала.
Один из алгоритмов пространственного подавления помех основан на использовании адаптивных ФАР (в канале обработке каждого элемента ФАР необходим весовой усилитель или аттенюатор и фазовращатель для настройки на заданное направление приема сигнала). ФАР позволяет производить электрическое управление сканирования луча, формировать несколько лучей, быстро перемещать луч ДН. Однако использование ФАР требует существенного усложнения антенной системы за счет введения дополнительных элементов, поэтому для системы помехозащиты выберем устройство подавления с деформацией ДН антенны, которое позволяет сформировать провал диаграммы направленности в направлении на источник помех (для этого требуется дополнительная антенна). Структурная схема устройства формирования провала ДН антенны приведена ниже:
Исходные ДН основной и компенсационной антенн f0(Q), f1(Q). Результирующая ДН антенной системы fΣ(Q)= f0(Q)+Wf1(Q). Если Q1 – угол прихода помехи, то для компенсации необходимо выполнение условия fΣ(Q1)=0, откуда W= - f0(Q1) /f1(Q1). Подставив W в формулу fΣ(Q), получим fΣ(Q)= f0(Q)-[f0(Q1) /f1(Q1)]f1(Q). Таким образом, в направлении на источник помехи образуется провал в ДН антенны. Если помехи действуют с различных направлений, то необходимо применение нескольких компенсирующих антенн. Структурная схема устройства пространственной обработки для подавления нескольких пространственных помех приведена ниже.
Во временной области возможно применение устройства компенсации помех с корреляционными обратными связями. Основная антенна принимает помеху, а компенсационная антенна принимает помеху от того же источника, отличающуюся по фазе. Используя сигналы этих каналов, можно сформировать компенсатор с корреляционными обратными связями, в котором компенсируется помеха. Такое устройство обеспечивает минимум среднего квадрата напряжения помехи на выходе фильтра. Коэффициенты фильтра должны вычисляться в режиме реального времени, для наиболее эффективного подавления помехи. Структурная схема фильтра приведена ниже.
Если порядок фильтра (N) равен 5, то 6 импульсов пачки потребуется на завершение переходного процесса, оставшиеся 8 импульсов можно использовать для накопления.
Если помеху не удается отфильтровать, то можно увеличить дальность действия РЛС за счет увеличения времени накопления сигнала (увеличения числа импульсов в принимаемой пачке). Но так как зависимость между дальностью действия РЛС и временем накопления «слабая» (R~), возможности увеличения дальности действия РЛС за счет увеличения числа импульсов пачке сильно ограничены. Для увеличения дальности действия в 2 раза необходимо увеличить число импульсов в 16 раз (при когерентном накоплении). Кроме того, возможно увеличение дальности действия РЛС за счет увеличения КНД антенны или увеличения мощности передатчика, но это сопряжено с большими трудностями (проще изготовить новую РЛС, чем увеличить мощность старой, увеличение КНД требует изготовления новой антенной системы) поэтому на практике не применяется.
Страницы: 1, 2, 3
