Средства постановки помех и помехозащиты радиолокационной станции (стр. 4 из 4)
3.2 Средства защиты от активных помех
3.2.1 Защита от заградительных и прицельных помех
Когда направления на источники сигнала и активной помехи не совпадают, можно скомпенсировать помеху, применив устройство с основной и дополнительной антеннами. Пусть основная антенна А0 принимает сигнал и помеху у0, а дополнительная компенсационная антенна А1 – только помеху у1 с некоторым сдвигом по фазе от у0. Раскладывая у1 на ортогональные составляющие и подбирая для них соответствующие весовые коэффициенты W0 и W1, можно скомпенсировать помеху, принимаемую антенной А0.
На основании этих соотношений можно синтезировать структуру квадратурного компенсатора с корреляционными обратными связями, структурная схема которого приведена на рис. 6.
В [2] показано, что минимум СКО помехи на выходе компенсатора обеспечивается при
W0= -r×s0×s1,
W1= -r0×s0×s10,
где s0 и s1 – СКО помех, принимаемых антеннами А0 и А1 соответственно, r - коэффициент корреляции помехи в первом квадратурном канале, верхний индекс “0” обозначает принадлежность параметра ко второму квадратурному каналу. При этом достигается коэффициент подавления активной шумовой помехи
КП=(1-ôr·ô2)-1,
где ôr·ô2=r2+(r0)2.
Рис. 6.
Оценим зависимость КП от ïr·ï.
| ïr·ï | 0 | 0,5 | 0,8 | 0,9 | 0,95 | 0,99 | 0,995 | 1 |
| КП | 1 | 1,33 | 2,78 | 5,26 | 10,25 | 50,25 | 100 | ¥ |
Как следует из таблицы, эффективное подавление происходит для помех с коэффициентом корреляции ïr·ï³0,99, то есть для сильно коррелированных помех.
3.2.2 Защита от уводящих помех
Защита РЛС от УП может быть реализована введением при обработке радиолокационной информации дальностного порогового, скоростного порогового и порогового по ускорению критериев, рассмотренных в пункте 2.2. Однако для их корректной работы необходимо обеспечение однозначного измерения скорости ЛА доплеровским способом. Поскольку максимальная однозначно измеряемая скорость
4,5 м/с,то применение пороговых алгоритмов не даст эффективного результата.
Менее эффективным способом защиты от УП является введение в РЛС режима сопровождения слабого сигнала, при котором при воздействии ответной помехи (первый этап в постановке УП) продолжается сопровождение менее мощного сигнала от цели.
4. Анализ эффективности применения комплекса помех и средств помехозащиты.
Эффективность действия помех будет оцениваться для случая расположения цели с указанными в задании параметрами на дальности R=50 км.
При воздействии только пассивных помех с рассчитанными в пункте 2.3. параметрами отношение сигнал/помеха на входе РЛС равно
qП = Е / nУП’×0,17×l2 = 2 / 1,3×106×0,17×0,032 = 0,01.
За счет применения фильтров ЧПК qП увеличится приблизительно на 40 дБ (в 100 раз) и составит qПП’=1. Вероятность правильного обнаружения
= 
.При воздействии только активных шумовых помех (например, прицельных) по боковым лепесткам отношение сигнал/помеха равно
= 
.Если коэффициент корреляции помехи, принимаемой антеннами автокомпенсатора, ôr·ô=0,995, то отношение сигнал/помеха увеличится в 50 раз и составит qАП’=0,5. Вероятность правильного обнаружения
= 
.Применение согласованных по дальности и скорости уводящих помех с высокой вероятностью будет приводить к захвату ложной цели.
При воздействии комплекса помех вероятность пропуска цели составит
`D = 1-D1×D2 = 1-0,644×0,43 = 0,763,
а также будет осуществляться перенацеливание на ложный объект.
5. Оценка требований к аппаратно-программным ресурсам средств конфликтующих сторон
В современных РЭС широко применяются следующие устройства - высокостабильные генераторы с электронным управлением, используемые как возбудители передатчиков помех и обеспечивающие перестройку по частоте за очень короткие интервалы времени; широкополосные высокочастотные компоненты: ЛБВ и ЛОВ, малошумящие усилители СВЧ, ВЧ-фильтры, быстродействующие переключатели; сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) для организации управления отдельными узлами и системами помехопостановщика. В связи с возможностью размещения постановщиков помех на подвижном носителе (обычно ЛА), перечисленные компоненты должны удовлетворять следующим противоречивым требованиям: иметь минимальные энергопотребление, массу и габариты, хорошую электромагнитную совместимость (ЭМС), сохранять работоспособность при воздействии вибрации и резких изменениях микроклиматических параметров, обладать высокой надежностью.
6. Выбор и технико-экономическое обоснование технологической базы для реализации проекта
Перед разработчиками средств радиоэлектронного подавления (РЭП) и средств защиты возникает актуальная проблема, связанная с выбором системы, которая при заданном значении эффективности имела бы наименьшую стоимость, т.е. возникает необходимость оценки средств РЭП и защиты по критерию "эффективность – стоимость".
Проведенная оценка требований к аппаратной части показывает, что конструкции средств РЭБ и РЭП включают в себя ряд обязательных узлов. К ним относятся элементы антенно-фидерного тракта, мощные усилители ВЧ и СВЧ диапазонов на основе ЛБВ и/или ЛОВ. Перечисленные компоненты в большинстве случаев имеют достаточно высокую стоимость, связанную с использованием дорогостоящих материалов, особенностями механической обработки, сборки и настройки.
Аппаратура обработки аналоговой и цифровой информации на ПАП и РЛС может быть реализована по следующим альтернативным концепциям.
1). Использование дискретных аналоговых элементов и цифровых и аналоговых микросхем со средней степенью интеграции. Достоинствами указанной элементной базы являются низкая стоимость, защищенность (при использовании металлических корпусов элементов) от воздействия электромагнитных излучений высокой мощности. Недостатком является высокое энергопотребление и большие массогабаритные параметры.
2). Использование программируемых логических (ПЛИС) и аналоговых (ПАИС) интегральных схем. Достоинствами данной элементной базы являются низкое энергопотребление и высокая компактность, а также возможность изменения рабочих алгоритмов при смене обстановки или выполняемой задачи. К недостаткам относится низкая устойчивость к воздействию мощных излучений.
7. Составление структурной схемы устройства и описание ее работы
Структурная схема постановщика помех
На постановщике помех размещаются передатчики заградительных, прицельных и уводящих помех, а также упаковки дипольных отражателей и устройство сброса. Управление работой средствами помехопостановки осуществляется с рабочего места оператора самолета-ПАП. Оператор исходя из сложившейся воздушной обстановки или указания с командного пункта включает одно или несколько средств создания помех.
Структурная схема устройства защиты РЛС от помех
Комплекс средств помехозащиты включает систему режекторных фильтров компенсации пассивных помех, квадратурный компенсатор с корреляционными обратными связями и устройство анализа наличия УП. Устройства защиты от пассивных и активных шумовых помех включаются оператором РЛС при обнаружении на экране индикатора кругового обзора информации, мешающей считыванию воздушной обстановки. В простой помеховой обстановке эти устройства отключают для исключения ослабления полезных сигналов.
Компенсация активных и пассивных помех осуществляется после переноса спектра принятого сигнала от цели на промежуточную частоту. Сначала компенсируется активная помеха (при условии ее присутствия в принятом сигнале), как наиболее опасная, а затем пассивная. Опасность активной помехи обусловлена тем, что при ее проникновении в каналы обработки радиолокационной информации полностью исключается возможность определения текущей воздушной обстановки оператором РЛС.
Заключение
Основным и универсальным средством противодействия радиолокационной разведке и радиоэлектронному наблюдению является постановка электромагнитных помех. Их применение ухудшает характеристики РЛС обнаружения и целеуказания, что повышает вероятность проникновения средств воздушного нападения на территорию противника с минимальными потерями. Однако, учитывая уровень технического развития средств защиты от помех, устанавливаемых на РЛС, для эффективного подавления средств радиоразведки необходимы колоссальные энергетические и материальные затраты на совершенствование средств РЭП, что подтверждают выполненные в работе расчеты. Главной проблемой в радиоэлектронном конфликте является поиск компромисса между минимизацией энергетических характеристик средств РЭП наряду с достижением наиболее полного подавления РЛС системы ПВО противника.
Список использованных источников
1. Перунов Ю.М., Фомичев К.И., Юдин Л.М. Радиоэлектронное подавление информационных каналов систем управления оружием / Под ред. Ю.М. Перунова. М.: Радиотехника, 2003. 416 с.: ил.
2. Бакулев П.А. Радиолокационные системы. Учебник для вузов. М.: Радиотехника, 2004. 320 с.: ил.
3. Основы системного проектирования радиолокационных систем и устройств: Методические указания по курсовому проектированию по дисциплине «Основы теории радиотехнических систем» / Рязан. гос. радиотехн. акад.; Сост.: В.И. Кошелев, В.А. Федоров, Н.Д. Шестаков. Рязань, 1995. 60 с.