Средства постановки помех и помехозащиты (стр. 2 из 3)
Эффективная ширина спектра сигнала:
Рассчитаем пороговое отношение сигнал/шум:
Рассчитаем мощность шума:
,где
- постоянная Больцмана, Кш-коэффициент шума приёмного устройства. Минимальная мощность сигнала необходимая для его обнаружения: 
. 
Рассчитаем среднюю мощность РЛС, исходя из обеспечения необходимой энергетической дальности, применив основное уравнение радиолокации (Рис.1):
Импульсная мощность РЛС:
, где Q-скважность зондирующего сигнала: 
Полученные энергетические характеристики излучения соответствуют реально допустимым и реализуемым на практике.
3. Расчёт параметров помехопостановщика (мощность передатчика помех, средств создания помех, параметров помех)
Основываясь на полученных выше основных характеристиках РЛС, можно перейти к расчету параметров помехопостановщика.
Характерной особенностью уводящей помехи является то, что она должна представлять собою точную копию сигнала. Именно это является залогом того, что система обработки РЛС примет сигнал помехи за сигнал отражённый от реальной цели. Это предполагает совпадение длительностей импульса помехи и сигнала
и периодов повторения Тп.Расчёт средней мощности излучения постановщика выполняется из условия согласования по мощности сигналов помехи и реального сигнала на входе приёмного устройства. Мощность сигнала помехи на входе РПрУ должна находиться в пределах 2·Pmin..4·Pmin для имитации ложной цели, находящейся на максимальной дальности. Возьмём расстояние от РЛС до постановщика помех RПАП=500 км. Учитывая свойства антенн метровых волн, большой коэффициент усиления антенны постановщика достигнуть нельзя, зададимся значением GПАП=5, оно примерно соответствует решётке продольного излучения состоящей из трёх полуволновых вибраторов, что вполне реализуемо в бортовом варианте. Надо также учесть, что постановщик работает по боковым лепесткам ДН АС РЛС. Типичный средний уровень боковых лепестков
, или в разах: 
Используя основное уравнение радиолокации, получаем:
Т.е. для имитации цели на мнимом расстоянии в 300 км, и при нахождении постановщика помех на 500 км от РЛС, передатчик постановщика помех должен создавать среднюю мощность в 5.5 мВт, для обеспечения согласованности энергетики помехи.
При имитации целей находящихся на расстоянии менее 300 км надо увеличивать мощность помехи пропорционально увеличению мощности сигнала на входе РЛС Pmin. Далее приведена зависимость мощности на входе Pmin от дальности до цели:
Та же зависимость, но уже в окрестностях 30 км, имеет вид:
Как видно из этих графиков минимальная мощность на входе РЛС, требуемая для обнаружения цели обратно пропорциональна корню четвёртой степени расстояния до цели. Соответственно, мощность передатчика уводящей помехи необходимо менять в зависимости от требуемой имитируемой дальности ложной цели.
4. Расчёт зон прикрытия помехами (пассивными и активными)
Как уже отмечалось ранее, передатчик помех несёт на себе воздушное судно, это может быть самолёт ДРЛО(E-3 «AWACS», A-50 «Шмель»), самолёт радиоэлектронной разведки(RC-135), также контейнер с оборудованием постановщика может вешаться под крылья более легкого бомбардировщика или истребителя. Размер аппаратуры, а соответственно и конкретное место размещения будет зависеть от требуемой мощности, а значит от расстояния между РЛС и постановщиком, а также от минимального, необходимого расстояния между РЛС и ложной целью. Как правило, на тяжёлые самолеты могут ставиться гораздо более мощные передатчики, это позволяет работать им с больших дистанций, оставаясь в глубоком тылу атакующих порядков истребительной и бомбардировочной авиации, лёгкие же действуют непосредственно «на острие».
На рис.3 показана зависимость требуемой мощности передатчика помех от расстояния до РЛС, при имитации цели находящейся на максимальной дальности(Rmax=300 км). Здесь хорошо видно, что если РПАП попадает в заштрихованную область, то сигнал на входе РЛС попадает в интервал 2·Pmin..4·Pmin, а значит, помеха обладает энергетическими свойствами сигнала реальной цели находящейся на соответствующей дальности.
На рис.4 изображена аналогичная зависимость, но уже для имитируемой дальности цели в 30 км.
Данные зависимости в целом характеризуют зоны прикрытия уводящими помехами. Допустим, если RПАП=750 км, то для прикрытия зоны видимости РЛС от 30 до 300 км, мощность передатчика помех надо менять в диапазоне приблизительно от 100 Вт до 10 мВт.
Необходимо отметить, что уводящая помеха должна обладать всеми динамическими свойствами реальной цели - она должна двигаться, для чего необходима жёсткая синхронизация изменения энергетических и временных параметров помехи.
Расчет зоны действия помехи от земной поверхности является очень сложной электродинамической задачей, в которой надо, прежде всего, учитывать форму ДН АС и конкретно положение боковых лепестков. В данной работе не стоит задача столь подробного исследования, поэтому можно ограничиться лишь приблизительными выкладками. Зададимся КНД АС в направлении боковых лепестков GПП=G·K= 60.82; ЭПР помехи ориентировочно 20000 м2. По основному уравнению радиолокации получаем, что мощность помехи от земной поверхности на входе РПрУ РЛС будет равна:
Это значение используется для расчета отношений ш/п и с/п+ш, с целью ввода этих данных в программу «Стрела 2.0».
5. Расчёт параметров средств помехозащиты (алгоритма помехозащиты, структуры и параметров).
Отношение ш/п на входе РЛС:
Подавление в режекторном фильтре должно осуществляться до уровня шума, следовательно, коэффициент подавления должен составлять около 49 дБ.
Отношение с/п+ш:
Для расчёта параметров режекторного фильтра воспользуемся пакетом «Стрела 2.0»:
Относительная фаза помехи равна нулю, так как земная поверхность неподвижна. Относительная ширина спектра флуктуаций помехи выбирается из интервала 0.02..0.25, зададимся величиной 0.1. Значения ш/п и с/п+ш установим ранее рассчитанные.
Коэффициент подавления оказывается при этом равным 48.71 дБ, что приемлемо, учитывая дальнейшее накопление.
Коэффициенты цифрового режекторного фильтра:
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| ai | 1 | -6 | 15 | -20 | 15 | -6 | 1 |
Симметричность коэффициента относительно центрального гарантирует линейность фазово-частотной характеристики фильтра.
Упрощённая структурная схема цифрового режекторного фильтра имеет вид (Рис.5):
Здесь применена схема, подвергшаяся упрощению вынесением за скобки одинаковых сомножителей, благодаря симметричности коэффициентов фильтра. Всё это позволяет сократить число умножителей, что упрощает аппаратную реализацию устройства.
Для работы фильтра необходимо чтобы на его входе присутствовало не менее Кф отсчетов, где Кф - порядок режекторного фильтра. Посредством остальных 42-7=35 отсчетов можно произвести когерентное накопление.
Борьба с уводящей по дальности помехой может быть реализована на этапе вторичной обработки радиолокационной информации. Как уже отмечалось ранее, рассчитанная РЛС дальнего обнаружения не обладает однозначным измерением по скорости. Алгоритм помехозащиты, в общем виде, можно представить в виде упрощенной структурной схемы, изображённой на рис.6.
Данный алгоритм реализуется программно в устройстве ВОИ и позволяет достаточно эффективно подавлять уводящую помеху. Принцип действия основан на сравнении пороговым устройством, скорости вычисленной по результатам траекторной обработки с пороговым значением Vпор, характерным для реально существующих самолётов (около 3 Мах). Скорость вычисляется по формуле: