Радиолокационные системы и средства помехозащиты (стр. 3 из 4)
Расчет зон прикрытия помехами
По ТЗ необходимо рассчитать параметры постановщика активной шумовой помехи. Как говорилось ранее, для создания активной шумовой помехи необходимо воздействие мощного источника помехи, тогда на дальность действия РЛС действуют как внутренние шумы приемника, так и мощность помехи.
Максимальная дальность действия РЛС в условиях радиопротиводействия может быть записана в виде:
.РРЛС – мощность передатчика РЛС,
Т – время обзора сектора сканирования,
σ – ЭПР цели,
R2П – дальность до источника помехи,
fП – ширина спектра помехи, 
– уровень боковых лепестков, отнесенный к уровню главного лепестка антенны, 
- угловой объем,E/N0 – отношение энергии сигнала к мощности шума на единицу полосы, необходимое для надежного обнаружения,
PП – мощность помехи,
GП – коэффициент усиления антенны по помехе.
Проведем расчет коэффициента усиления антенны РЛС по помехе. Коэффициент усиления антенны РЛС при приеме полезного сигнала равен 600; помеха принимается в основном боковыми лепестками, примем уровень первого бокового лепестка антенны РЛС= -25дБ по мощности, тогда коэффициент усиления антенны РЛС по помехе будет равен:
=1,897.Рассмотрим следующие зависимости:
а) дальность действия РЛС от мощности передатчика (рис. 11).
Рисунок 11. График зависимости дальность действия РЛС от мощности передатчика.
Мощность передатчика РЛС, необходимая для обнаружения РРЛС=200кВт, из графика видно, что при такой мощности обеспечивается дальность действия РЛС – 200км. По ТЗ необходимо обеспечить 260км, для этого нужно увеличить РРЛС в 2,5 раза.
б) зоны прикрытия АП от мощности РЛС в условиях АП, при мощности АП равной 10кВт и расстоянием между РЛС – ПАП равным 260км (рис. 12).
Рисунок 12. График зависимости зоны прикрытия АП от мощности РЛС в условиях АП.
Из графиков видно, что применение АШП значительно снижает дальность действия РЛС. При мощности передатчика РЛС 200кВт, дальность действия РЛС равна 2,7км.
Отношение мощности АП к мощности сигнала, отраженного от цели, на входе РЛС можно записать в виде:
--
При дальности от РЛС до Ц 200 км, при расстоянии от РЛС до ПАП 260 км, GАП=100, GРЛС=600, G=1.897, РперРЛС=200 кВт для формирования на входе РЛС отношения РАП/Рс=3, получаем:
в) зависимость дальности действия РЛС, от отношения мощностей P=РРЛС/РПАП(рис. 13).
(м)Рисунок 13. График зависимости дальность действия РЛС от отношения мощностей P=РРЛС/РПАП.
Из графика следует, что даже при небольшом изменении РПАП, дальность действия РЛС значительно снижается. При Р=20, дпльность действия РЛС равна 2,7км.
г) дальности действия РЛС от расстояния РЛС-ПАП.
Рисунок 14. График зависимости дальность действия РЛС от расстояния РЛС-ПАП.
Пусть ПАП находится на удалении 260-500км, тогда, как видно из графика, дальность действия РЛС изменяется несущественно: в пределах 5км.
д) дальности действия РЛС от Кпер=
. 
Рисунок 15. График зависимости дальность действия РЛС от Кпер.
Из графика следует вывод, что с увеличение Кпер дальность действия РЛС уменьшается. Коэффициент перекрытия по частоте показывает на сколько спектр сигнала согласован со спектром помехи. Когда Кпер=1, то дальность действия РЛС всего 15 км.
Расчет параметров средств помехозащиты
1. Средства защиты от пассивных помех.
В основу борьбы с пассивными помехами положено использование операции режектирования ( операция обеления).
Отношение ш/п на входе РЛС составляет -39,33дБ.
Подавление в режекторном фильтре должно осуществляться до уровня шумов, - коэффициент подавления должен составлять около 39дБ.
Отношение с/(ш+п) на входе РЛС составляет -22,22дБ.
Для расчёта коэффициентов режекторного фильтра воспользуемся программой «Стрела 2.0» (рис. 16 – 18.):
Выбираем оптимальный СС-фильтр, т.к. получим уточненные коэффициенты фильтра. Порядок фильтра выбираем так, чтобы необходимое число импульсов в пачке было на единицу больше порядка фильтра. Посредством остальных 15-7=8 отсчетов можно произвести когерентное накопление. Эти накопленные импульсы могут пойти на улучшение отношения с/ш. Можно добиться увеличения отношения с/ш в N раз, где N=8.
Относительная фаза сигнала рассчитывается исходя из доплеровской частоты сигнала.
FD=
Гц. 
Относительная фаза помехи равна нулю, так как помеха создается отражением от земной поверхности.
Коэффициент подавления помехи получается равным 39дБ, что вполне удовлетворяет для дальнейшего накопления.
Коэффициенты цифрового режекторного фильтра:
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| Wi | 1 | -5,085387 | 11,51271 | -14,85135 | 11,51361 | -5,086176 | 1,000232 |
Так как коэффициенты цифрового режекторного фильтра симметричные, то структурную схему цифрового РжФ можно свернуть. Структурная схема примет следующий вид (рис. 19):
Рисунок 19. Структурную схему цифрового РжФ.
2. Средства защиты от активных помех.
Методы защиты РЛС от активных помех основываются на использовании различий в структуре полезных сигналов и помех: различия по несущей частоте, спектру, фазе, амплитуде, длительности, частоте повторения или комбинации импульсных посылок и др.
По ТЗ необходимо обеспечить защиту от активной шумовой помехи. Несмотря на общую высокую эффективность применения активной шумовой помехи, существует недостаток при их использовании. Недостаток заключается в том, что такие помехи легко обнаружить. А это ставит в уязвимое положение ПАП, а также позволяет применять различные меры борьбы с помехами. Например:
·Работа РЛС в короткие промежутки времени;
·Смена несущих частот, применение многочастотных РЛС;
·Использование сложных сигналов. При их использование значительно снижается импульсная мощность передатчика РЛС, т.е. Рс/Рш снижается.
·Использование длительного когерентного накопления сигнала.
Перестройка РЛС по диапазону является одним из самых радикальных методов защиты от активных помех любого вида и повышения помехоустойчивости РЛС. После изменения рабочей волны РЛС противник должен заново обнаружить ее работу, определить ее новую волну и перестроить передатчик помех. На это уходит определенное время, в течение которого РЛС может нормально работать. Однако перестройка РЛС может быть эффективным способом защиты от помех лишь тогда, когда время перехода с одной волны на другую мало, а диапазон перестройки широк. Медленная перестройка и в узком диапазоне не обеспечивает надежной защиты, особенно когда противник располагает широкодиапазонными и быстро перестраиваемыми передатчиками помех. Следует заметить, что перестройка РЛС является одним из основных средств защиты от наиболее эффективной шумовой помехи; и то лишь в том случае, если диапазон перестройки РЛС намного превосходит ширину спектра шумовой помехи.
В современных РЛС обеспечивается быстрая автоматическая перестройка в достаточно широком диапазоне частот. Особенно хорошие результаты при защите от прицельных и шумовых помех дает непрерывное изменение несущей частоты РЛС от импульса к импульсу. В перестраиваемых РЛС применяются широкополосные антенно-фидерные тракты и антенные переключатели, а передатчик и приемник содержатавтоматику механической или электрической перестройки в широком диапазоне и систему точной автоматической подстройки частоты (АПЧ).
Для борьбы с АП можно использовать компенсационный метод (применяют специальную компенсационную антенну и компенсационный канал, направленный на АП). (рис. 20.)
