Средства постановки помех и помехозащиты (стр. 2 из 3)
Подрыв боевой части происходит, если ЗУР приблизилась к цели на расстояние необходимое для гарантированного подрыва. Например, зенитно-ракетный комплекс С-300, поражает цель с помощью одной ЗУР с вероятностью 0.9 при попадании ракеты в зону радиусом 100 м от цели. Исходя из этих соображений, необходимо рассчитать порог срабатывания радиовзрывателя, установленного в ГСН. Расчет производиться исходя из основного уравнения радиолокации. Необходимая пороговая мощность на входе приемного устройства ГСН для срабатывания исполнительного устройства равна:
Эта пороговая мощность требуется для дальнейших расчетов, в частности, расчета необходимой мощности передатчика помех радиовзрывателю.
3. Расчёт параметров помехопостановщика (мощность передатчика помех, средств создания помех, параметров помех)
Аппаратура постановки помех для преждевременного срабатывания радиовзрывателя, как правило, устанавливается на вероятный объект атаки, в данном случае, истребитель-бомбардировщик. Это в свою очередь, накладывает массогабаритные ограничения на данную аппаратуру, что ограничивает возможную максимальную мощность выставляемой помехи.
Как уже упоминалось ранее для преждевременного подрыва необходимо, чтобы мощность сигнала на входе приемного устройства ГСН превысила пороговое значение
. Надо учитывать что самолет, являющийся целью находится в условиях априорной неопределённости по отношению к направлению пуска в него ЗУР, поэтому диаграмма направленности АС аппаратуры постановки помех должна быть достаточно широка. Зададимся коэффициентом усиления Gпап порядка 10.Исходя из этих условий можно рассчитать и построить зависимость необходимой мощности передатчика помех от расстояния между ракетой и целью на котором может произойти преждевременный подрыв Pпап(Rdetonate) (Рис.4).
На рисунке 4 хорошо видно, что для обеспечения подрыва на дальностях свыше 2.5 км на борту самолета необходимо иметь передатчик помех мощностью свыше 1 кВт.
С другой стороны (Рис.5), наибольшее расстояние, на котором самолет может быть уничтожен это приблизительно 100 м. При увеличении расстояния вероятность уничтожения быстро падает, можно с уверенностью сказать, что, начиная с 200-300 метров, она практически уменьшается до нуля. Отсюда видно, что, в принципе, на борту достаточно иметь передатчик мощностью, ориентировочно 150-300 Вт, что вполне удовлетворяет массогабаритным требованиям, и практически реализуемо.
Еще один очень важный момент заключается в том, что одновременно с превышением порога, сигнал должен попасть в тот скоростной канал приемного устройства, который соответствует пороговому значению частоты Доплера, или более низкому по частоте каналу. Это необходимо учитывать из-за того, что радиовзрыватель выдает команду на подрыв при выполнении этих двух условий (Рис.6).
Согласование моментов времени в данном случае очень затруднено. Применяют гораздо более надежный способ. На рисунке 7,а приведена схема устройства преобразования частоты, при котором начальный сдвиг частоты может быть равен нулю, но скорость перемещения спектральных линий остается высокой. В этом устройстве используются два фазовых модулятора, соединенных последовательно. В первом фазовая модуляция осуществляется положительным пилообразным сигналом со случайным изменением частоты в интервале от faдо fв (рис.7,б). Величины faи fв могут быть выбраны достаточно высокими (от 100 до 200 кГц).
У второго модулятора фазовая модуляция производится пилообразным сигналом фиксированной частоты (fa+ fв)/2, как показано на рисунке 7,в. Отрицательный наклон пилообразного напряжения этого сигнала сдвигает частоту в область низких частот, так что центральная частота спектра помехи по скорости теперь совместится с частотой входного РЛ сигнала ГСН.
Помеха от земной поверхности отличается тем, что её частота Доплера определяется только скоростью движения самой ракеты, например, для
4. Расчёт зон прикрытия помехами (пассивными и активными)
Зададимся мощностью передатчика Pпап = 150 Вт. По приведенным в пункте 3 графикам можно нарисовать примерную зону прикрытия самолета-цели активной помехой радиовзрывателю (Рис.8).
Видно, что максимальная дальность преждевременного подрыва составляет около 1.1 км. На рисунке также показана минимальная дальность подрыва, при которой самолет-цель гарантированно остается невредимым. Непосредственно зона прикрытия составляет кольцо шириной до 900 метров, так как ближе 200 метров говорить о каком либо прикрытии смысла не имеет, так как вероятность уничтожения начинает увеличиваться.
5. Расчёт параметров средств помехозащиты (алгоритма помехозащиты, структуры и параметров)
Как уже было сказано ранее, проектируемая РЛ головка самонаведения произведет подрыв боевой части ракеты при выполнении двух условий, превышения сигнала по амплитуде и нахождении этого сигнала в скоростном канале ниже по частоте Доплера, чем пороговый, или в самом пороговом канале.
На практике ракета сбивает цель, не точно попадая в нее, а взрываясь на некотором расстоянии ΔR. На рисунке 9 видно, что чем больше составляет этот промах ΔR, тем менее круто идет зависимость частоты Доплера от времени. Таким образом, возможны различные ситуации, в зависимости от направления сближения, ракеты с целью.
Борьба с помехой радиовзрывателю, использующей псевдослучайную модуляцию, выполняется программно. Применяется когерентное накопление на БПФ. Применяется система автоматического сопровождения по скорости (АСС). В целом, разработка такой системы является очень сложной задачей.
Система АСС берет на сопровождение цели, имеющие первоначально постоянную частоту Доплера, и ведет их, отслеживая изменение частоты. Таким образом, если, сигнал возникнет внезапно, в пороговом канале по скорости, то он будет принят за ложный. На рисунке 10 показано сигнал, не состоявший на автосопровождении, но выполнивший оба условия подрыва, был правильно квалифицирован как ложный.
Борьба с помехой от земной поверхности основана на том, что доплеровское смещение отраженного от подстилающей поверхности сигнала будет зависеть только от скорости ракеты относительно земли. Таким образом, сигнал этой помехи постоянно будет находиться в канале БПФ-фильтра, соответствующем скорости ракеты. В данном случае номер канала будет равен:
Алгоритм борьбы сводиться к вычислению номера канала скорости, на основании данных датчика скорости (Рис.11) и бланкирования данного канала процессором БПФ по команде с вычислительного устройства.
6. Анализ эффективности применения комплекса помех и средств помехозащиты
Анализ эффективности применения помех и комплекса помехозащиты представляет собой сложную математическую задачу, выходящую за рамки данной курсовой работы, решаемую с помощью методов математического моделирования.
Эффективность помехи радиовзрывателю, будет тем выше, чем точнее будут измерены параметры сигнала РЛ ГСН, и чем точнее помеха будет приближаться по своим характеристикам к реальному сигналу.
Надо отметить, что при мощности передатчика помех в 150 Вт, при уменьшении расстояния между ракетой и целью с 1.1 км, до 200 метров вероятность преждевременного срабатывания радиовзрывателя увеличивается. Так, например, если на расстоянии 1.1 км мощность помехи на входе РЛ ГСН находится на пороговом уровне (Рис.4,5), то уже на расстоянии в 450 метров эта мощность превышает его уже в пять раз. Сигнал такого уровня заставит сработать автоматическую регулировку усиления (АРУ) РЛ ГСН, что в свою очередь может подавить сигнал от реальной цели.
7. Оценка требований к программно-аппаратным ресурсам средств конфликтующих сторон
Обработка РЛИ в рассматриваемой РЛ головке самонаведения, как и обработка развединформации в устройстве постановки помех, должна осуществляться в режиме реального времени, это предполагает предъявление соответствующих требований к быстродействию устройств осуществляющих эту обработку.
Цифровая обработка РЛИ требует предварительного преобразования сигналов в цифровую форму с помощью АЦП. В таких устройствах производиться дискретизация по времени, с дискретом
