АКТИВНЫЕ ПОМЕХИ РЛС И СИСТЕМАМ СВЯЗИ

Активными помехами называются радиосигналы и электрические сигналы, мешающие нормальной работе радиотехнических средств обнаружения и связи.

По своему происхождению активные помехи могут быть разделены на две группы: естественные и организованные (умышленные).

К естественным относятся космические радиоизлучения, собственные шумы приемников, сигналы других радиотехнических средств и т. п. Организованные помехи создаются умышленно с помощью средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ) и имеют целью помешать нормальной работе радиотехнических средств противника.

Активные помехи, как правило, не приводят к физическому уничтожению радиотехнических средств противника. Они призваны уменьшить количество получаемой информации или исказить ее.

В соответствии со структурой активной помехи на входе приемника РЛС можно различать большое количество видов активных помех. Наиболее универсальными помехами для РЛС являются: непрерывные шумовые, хаотические импульсные, детерминированные импульсные помехи.

Непрерывные шумовые помехи эффективно действуют на РЛС всех назначений, работающих в любых режимах и на всех частотах. Помехи этого вида позволяют маскировать полезные сигналы по дальности, по скорости и по угловым координатам. Активные помехи естественного происхождения имеют очень широкие спектры: ширину их спектра во многих случаях можно считать бесконечно большой. Искусственные активные помехи характеризуются ограниченной шириной DF_п спектра.

Хаотические импульсные помехи (ХИП) в самом общем виде представляют собой последовательность радиоимпульсов, частота заполнения, амплитуда, длительность и период следования которых являются величинами случайными. Искусственно создаваемые ХИП характеризуются постоянством амплитуды и частоты заполнения, случайным образом изменяются лишь длительность импульсов и интервал между ними.

Детерминированные импульсные помехи образуются как искусственным, так и естественным путем. Они представляют собой радиоимпульсы, синхронные с зондирующими сигналами импульсной РЛС, возникшие либо при отражении радиоволн от каких-нибудь объектов (элементов земной поверхности, дипольных отражателей), либо созданные передатчиками помех.

Воздействие помех ухудшает основные тактические показатели РЛС (дальность действия, точность, разрешающую способность, пропускную способность). При создании организованных помех считается, что помехи достигают своей цели, если имеет место заданное ухудшение показателей РЛС. Минимально необходимое значение отношения мощности помехи P_п к мощности сигнала Р_с на входе приемника, при котором достигается необходимый эффект подавления РЛС, называется коэффициентом подавления К_п:

. (109)

Указанное соотношение мощностей помехи и сигнала должно существовать в течение всей длительности сигнала. Для каждой конкретной ситуации значение коэффициента подавления может быть вычислено с помощью основного уравнения противорадиолокации. Основное уравнение противорадиолокации для случая воздействия помехи из зоны барражирования имеет вид

, (110)

где Р_п – мощность передатчика помех; D_п – дальность от РЛС до постановщика помех; G_п – коэффициент направленного действия передатчика помех; DF_п – ширина спектра помехового сигнала; g_п – коэффициент, учитывающий различие в поляризации антенны передатчика помех и подавляемой РЛС; s_ц – ЭПР прикрываемого самолета; D_c – дальность от РЛС до прикрываемого самолета; Р_с – мощность подавляемой РЛС; G_с – коэффициент направленного действия подавляемой РЛС; Df_пр – ширина полосы пропускания приемника РЛС; F²(Q, F) – функция, описывающая нормированную диаграмму направленности РЛС.

Если передатчик помех установлен на цели, то уравнение противорадиолокации называется уравнением противорадиолокации для помехи самоприкрытия и принимает вид

. (111)

Отсюда следует важный вывод: при уменьшении расстояния между РЛС и целью на некоторой критической дальности D_кр действие помехи становится неэффективными.

 

Основными путями повышения помехозащищенности отдельной радиолокационной станции являются: увеличение энергетического потенциала радиолокационной станции; расширение спектра зондирующих сигналов; применение методов селекции, основанных на различии значений параметров сигналов и помех; борьба с перегрузкой приемного тракта помехами; изменение оптимальным образом значений параметров и режимов работы РЛС при наличии помех (адаптация), использование источника помех для получения необходимой информации о цели.

Увеличение энергетического потенциала P_C G_C τ _C является одним из самых эффективных путей борьбы с активными помехами.

При наличии поляризационных различий сигналов и помех для повышения помехозащищенности РЛС может быть использована поляризационная селекция.

Частотная селекция может быть использована для борьбы с помехами при различии спектров сигнала и помехи.

При борьбе с шумовыми активными помехами весьма эффективной является перестройка РЛС по частоте от импульса к импульсу. Даже если в передатчике помех используются приборы, позволяющие практически мгновенно осуществлять настройку на частоту разведанного сигнала РЛС, то изменение частоты РЛС от импульса к импульсу резко снижает эффективность помехи. При указанном законе изменения частоты РЛС прицельные по частоте помехи (ширина спектра помехи сравнима с полосой пропускания приемника РЛС) закрывают от радиолокационного наблюдения пространство только за постановщиком помех; пространство же между РЛС и постановщиком помех прицельной по частоте помехой прикрыто быть не может. Из этого вытекает второе важное обстоятельство: нельзя скрыть дальность постановщика с помощью помех, создаваемых им самим.

При перестройке частоты РЛС от импульса к импульсу эффективны заградительные по частоте помехи; у заградительных помех ширина спектра должна быть не меньше полосы перестройки частоты РЛС. Однако это увеличение эффективности помехи достигается ценой значительного увеличения мощности передатчика помех.

Возможна селекция импульсных сигналов по частоте повторения. Она включает в себя линию задержки на период следования T_п = 1/F_п и схему совпадения. Подобные схемы эффективны при борьбе, например, с хаотическими импульсными помехами.

Для повышения помехоустойчивости может быть использована также селекция импульсов по длительности.

При различии амплитуд сигналов и помех может быть использована амплитудная селекция импульсов.

Для борьбы с помехами находит применение также селекция сигналов по времени их прихода.Так, например, в импульсных РЛС применяется стробирование приемника следящими импульсами дальномера. При этом приемник, все время запертый, отпирается только на время прихода сигналов сопровождаемой цели.

При попадании помех в приемный тракт РЛС очень опасной является перегрузка усилительных и преобразовательных каскадов, а также индикаторных приборов. Если помеха вызывает перегрузку какого-либо каскада, то даже при большом превышении по напряжению помехи сигналом выделить сигнал во многих случаях окажется невозможным. Для борьбы с перегрузками используются два пути. Это применение, во-первых, усилителей с логарифмической амплитудной характеристикой

(112)

где k и а – коэффициенты пропорциональности, и, во-вторых, различного рода быстродействующие автоматические регулировки усиления (БАРУ), мгновенная автоматическая регулировка усиления (МАРУ), временная автоматическая регулировка усиления (ВАРУ).

При борьбе с искусственно создаваемыми помехами большое значение имеет возможность изменять параметры РЛС во время работы, приспосабливаясь к конкретно существующим условиям. Так, например, в секторах сильного воздействия непрерывных шумовых помех имеет смысл уменьшить скорость обзора или даже остановить луч РЛС, что позволит существенно увеличить отношение сигнал/помеха и снизить тем самым эффективность помехи. В ряде ситуаций при воздействии помех целесообразно изменять вид излученного сигнала (например, расширить его спектр путем введения внутриимпульсной частотной модуляции), деформи­ровать диаграмму направленности антенны (например, для исключения проникновения помехи по боковым лепесткам) и т. д.

В отличие от помех радиолокационным системам, активные помехи радиолиниям управления и связи позволяют полностью решить задачу радиопротиводействия. Действительно, если в контуре наведения зенитной управляемой ракеты задействована радиолиния командного управления, то ее подавление ведет к полному срыву наведения, тогда как при создании помех РЛС имеется возможность определения по крайне мере угловых координат источника помехи. В этом случае возможно наведение ракеты на источник помехи.

Радиолиниям управления и связи могут создаваться помехи двух видов: шумовые и хаотические импульсные помехи (ХИП), имитационные помехи.

Первый вид помех предназначен для маскировки команд управления. Второй вид помех представляет собой помеховый сигнал, аналогичный полезному сигналу, но несущий ложную информацию. Иногда эти помехи называют диверсионными.

Общее уравнение радиопротиводействия для радиолиний связи и управления имеет вид:

, (113)

где P_c – мощность передающего устройства радиолинии; G_с – коэффициент направленного действия передающей антенны радиолинии; D_с – расстояние между передающим и приемным устройствами; Р_п – мощность передатчика помех; G_п – коэффициент направленного действия передатчика помех; D_п – дальность между передатчиком помех и приемным устройством; – нормированная диаграмма направленности антенны приемного устройства; – коэффициент, учитывающий различия в поляризации антенны передатчика помех и приемника радиолинии; – полоса пропускания приемника; – ширина спектра помехи.

Уравнение радиопротиводействия для линий связи и управления не изменится, если цель и постановщик помех совмещены в пространстве (т. е. передатчик помех работает на борту прикрываемого объекта на самоприкрытие).

Задачи

8.1. Коэффициент усиления антенны РЛС увеличили на 4 дБ. Определить, как изменится отношение мощности сигнала к мощности помехи на входе приемника РЛС?

8.2. Дальность от РЛС до цели с совмещенным передатчиком помех уменьшилась в 4 раза. Определить, как изменится отношение мощности сигнала к мощности помехи на входе приемника РЛС?

8.3. Потенциал радиолокационной станции возрос в 10 раз. Как изменится при этом минимальное расстояние между РЛС и целью, при котором еще осуществляется ее подавление?

8.4. При неизменных характеристиках антенн РЛС и системы РЭБ и мощностях излучения рабочая длина волны уменьшается в 2 раза. Определить, как изменится отношение мощности сигнала к мощности помехи на входе приёмника РЛС, если в обоих случаях используется оптимальная полоса пропускания приемника?

8.5. Как изменится отношение сигнал/помеха на входе приемника РЛС, если при прочих равных условиях длительность зондирующего импульса уменьшилась в 5 раз? Полоса пропускания приемника РЛС согласована с соответствующей длительностью импульса. Система РЭБ совмещена с целью и формирует заградительную широкополосную помеху с равномерной спектральной плотностью мощности.

8.6. Источник помех обеспечивает создание заградительной шумовой помехи с равномерной спектральной плотностью мощности в полосе частот 10 МГц. Во сколько раз изменится спектральная плотность мощности шумовой помехи и дальность действия передатчика помех, если помеху создавать в полосе 5 МГц при той же мощности передатчика?

8.7. Требуемый для нормальной работы РЛС коэффициент различимости равен 2. Самолет с совмещенным передатчиком помех находится на расстоянии 100 км от РЛС. При этом отношение сигнал/помеха на входе приемника равно 0, 5. Определить, на какой дальности будет обнаружен самолет?

8.8. Чему равно максимальное число накапливаемых при обнаружении цели импульсов, если луч РЛС остановлен, цель движется на РЛС со скоростью v_ц, частота повторения зондирующих импульсов F_п?

8.9. Определить дальность обнаружения самолета с передатчиком помех, если импульсная мощность передатчика РЛС 500 кВт, мощность передатчика помех 100 Вт, коэффициент усиления антенны РЛС 1000, коэффициент усиления антенны системы РЭБ 100, ЭПР цели 50 м², допустимое отношение мощности сигнала к мощности помехи равно 0, 5. Передатчик помех излучает прицельную по частоте помеху.

8.10. Определить дальность обнаружения самолета с ЭПР 10 м² РЛС со следующими характеристиками: импульсная мощность передатчика 100 кВт, коэффициент усиления антенны 4000, длительность импульса 0, 2 мкс. Самолет прикрывается заградительной шумовой помехой спектральной плотностью мощности 10 Вт/МГц. Коэффициент усиления антенны передатчика помех равен 5. Обнаружение происходит при соотношении сигнал/помеха не менее 2.

8.11. Будет ли наблюдаться цель с ЭПР 10 м², находящаяся на дальности 20 км на индикаторе РЛС, если она прикрывается заградительной помехой в полосе частот 1000 МГц? Мощность передатчика помех 1 кВт, коэффициент усиления антенны передатчика помех равен 1. Характеристики РЛС: мощность передатчика 500 кВт, коэффициент усиления антенны 1500, длительность зондирующего импульса 0, 5 мкс. Обнаружение цели происходит при соотношении сигнал/помеха не менее 2.

8.12. В направлении РЛС приближаются два самолета: В2 с ЭПР 0, 1 м² и F16 с ЭПР 6 м² под прикрытием помехи из зоны барражирования со следующими характеристиками: мощность передатчика помех 100 Вт, коэффициент усиления антенны 2, дальность до постановщика помех 100 км. Помеха вводится в приемник РЛС через боковой лепесток ДНА с уровнем минус 18 дБ от максимального. На какой дальности будут обнаружены цели, если обнаружение производится РЛС со следующими характеристиками: мощность передатчика 1000 кВт, коэффициент усиления антенны 5000, требуемый коэффициент различимости не менее 2.

8.13. Будет ли РЛС наблюдать самолет с ЭПР 5 м², находящийся на дальности 20 км, если он приближается под прикрытием заградительной помехи из зоны барражирования. Дальность до помехопостановщика составляет 100 км. Помеха вводится через первый боковой лепесток ДНА РЛС. Характеристики РЛС: мощность передатчика РЛС 70 кВт, коэффициент усиления антенны 2000, уровень первого бокового лепестка минус 15 дБ, длительность зондирующего импульса 0, 25 мкс, коэффициент подавления РЛС равен 2. Характеристики системы РЭБ: мощность передатчика помех 100 Вт, коэффициент усиления антенны 0, 5, полоса помехи 100 МГц.

8.14. Две РЛС кругового обзора, находящиеся на дальности 200 км друг от друга, имеют дальности обнаружения 160 км каждая по цели с ЭПР, равной 1 м². Определить зону невидимости самолета В2, имеющего ЭПР 0, 1 м² и ставящего помеху самоприкрытия, уменьшающую отношение сигнал/помеха на входе приемника РЛС в 3 раза.

8.15. В схеме защиты РЛС от несинхронных импульсных помех (НИП) время задержки импульсов увеличилось на время, равное половине длительности импульсов РЛС. Объяснить, какие изменения произойдут с импульсами на выходе данной схемы (см. рис. 31)?

Выход схемы защиты от НИП

Выход приемника

ЛЗ Тп

&

Рис. 31. Функциональная схема защиты

от несинхронных импульсных помех

 

8.16. В схеме защиты РЛС от несинхронных импульсных помех задержка импульсов увеличена на период повторения зондирующих импульсов. Что произойдет с отметкой от цели на индикаторе РЛС?

8.17. На выходе разведывательного приемника системы РЭБ принимаются сигналы двух РЛС, имеющих огибающие сигналов на видеочастоте, изображенные на рисунке 32. Какой РЛС необходимо поставить помеху в первую очередь и почему? Какой тип помехи целесообразно применить?

t

t

Рис. 32. Сигналы РЛС на видеочастоте на выходе

разведывательного приемника системы РЭБ

Рис. 33. Сигнал РЛС на выходе разведывательного приемника системы РЭБ

t

7 мкс

fн= 10 ГГц

 

8.18. Определить спект-ральную плотность мощности шумовой, прицельной по частоте помехи, если пере-датчик помех имеет мощность 50 Вт, а сигнал на выходе разведывательного приемника системы РЭБ имеет вид, изображенный на рисунке 33.

 

 

8.19. Какова должна быть мощность передатчика помех, чтобы вывести из строя входные цепи РЛС измерения скорости автотранспорта на дальности 200 м? Характеристики РЛС: максимально допустимая входная мощность сигнала 10^-4 Вт, коэффициент усиления антенны 3. Коэффициент усиления антенны системы помехопостановки равен 7.

8.20. Радиовзрыватель приводится в действие передатчиком мощностью 0, 1 Вт. Полоса пропускания приемника радиовзрывателя составляет 25 кГц. Требуемый коэффициент различимости равен 2. На какой дальности будет эффективно подавляться приемник радиовзрывателя, если сигнал передатчика передается с дальности 10 км, 200 м? Характеристики системы помехопостановки: полоса помехи 500 кГц, мощность передатчика помех 10 Вт.

8.21. Какой мощностью должен быть передатчик помех для подавления радиостанции «Свобода», имеющей мощность передатчика 100 кВт и вещающей с дальности 2000 км, чтобы заглушить ее сигнал в области радиусом 500 км? Коэффициент подавления должен быть не менее 3.

8.22. Как будет выглядеть экран индикатора кругового обзора РЛС при применении многократных ответных детерминированных импульсных помех?

8.23. Имеются две радиолокационные станции с идентичными техническими характеристиками. Их различие состоит в том, что коэффициент усиления приемника одной РЛС зафиксирован применительно к условиям обнаружения цели на максимальной дальности действия, а в приемнике другой применена временная автоматическая регулировка усиления (ВАРУ) с тем же максимальным усилением (система ВАРУ обеспечивает изменение коэффициента усиления приемника К_ус приблизительно пропорционально квадрату времени после излучения каждого зондирующего импульса РЛС: К_ус=аt²). В чем состоит различие эффекта воздействия на указанные РЛС непрерывных шумовых помех?

8.24. На импульсную РЛС воздействует многократная ответная помеха; в ответ на каждый облучающий импульс РЛС создается серия высокочастотных импульсов помехи, имеющих постоянную амплитуду, длительность, частоту повторения и несущую частоту. Каковы возможные пути защиты от такой помехи?

 

 

⇐ Предыдущая123456

Поделиться: