Теория и техника радиолокации и радионавигации (стр. 29 )

Выводы по главе:

1. Для измерения азимута α и угла места β фазовый радиопеленгатор должен иметь две пары антенн с взаимно перпендикулярными базами, расположенными в горизон­тальной плоскости. Если база первой пары совпадает с направлением север-юг, а второй - восток-запад, то угол α будет истин­ным азимутом.

2. Сравнение доплеровских и корреляционных измерителей показывает, что по точности они примерно равноценны. Однако при полете над водной поверхностью корреляционные измерители предпочтительнее, так как в отличие от ДИСС они сохраняют работоспособность и при спокойной поверхности. Это объясняется тем, что ДНА корреляционных измерителей направлены вертикально и отраженные сигналы при спокойной поверхности не только не пропадают, как в ДИСС с наклонным облучением поверхности, а даже возрастают.

Вопросы для самоконтроля:

Вопрос 1. В чем заключается корреляционный метод измерения путе­вой скорости и угла сноса?

Вопрос 2. Сравните преимущества и недостатки ДИСС с непрерывным и импульсным излучением

Вопрос 3. С какой целью объединяют отдельные навигационные измерители в единый навигационный комплекс?

Методические рекомендации.

Изучив материал главы, ответьте на вопросы. При возникновении трудностей обратитесь к материалам для закрепления знаний в конце пособия. Для углубленного изучения воспользуйтесь литературой:

основной: 1 – 6; дополнительной: 7 – 13 и повторите основные определения, приведенные в конце пособия.

Глава 10 . методы защиты от радиопомех

10.1. Методы защиты от пассивных помех

Пассивные помехи представляют собой радиосигналы, отраженные мешающими объектами при их облучении зондирующими сигналами РЛС. Их воздействие проявляется в подавлении и маскировке сигналов, отраженных от наблюдаемой цели. Интенсивность помех может существенно превышать не только уровень собственных шумов приемника, но и полезный сигнал цели, что затрудняет ее радиолокационное наблюдение, а иногда делает его вообще невозможным.

Методы борьбы с помехами основаны на различии характеристик сигналов, отраженных целью и мешающими отражателями, обусловленных их протяженностью и положением в пространстве, скоростью движения и отражающими свойствами. Для улучшения «заметности» сигнала на фоне пассивных помех необходимо прежде всего улучшить пространственную избирательность РЛС путем повышения разрешающей способности РЛС с целью приближения размера разрешаемого элемента (разрешаемого объема или площади) к размеру цели. При проектировании РЛС должна" решаться задача совместной оптимизации (по соответствующему критерию) и закона модуляции зондирующего и алгоритма обработки принимаемого сигналов. Так, для обеспечения должного качества обнаружения цели упомянутую пару сигнал - алгоритм обработки следует подбирать из условия максимизации вероятности правильного обнаружения при заданных вероятности ложной тревоги, энергии зондирующего сигнала, отражающих свойствах цели и характеристиках пассивных помех.

В ряде случаев такую оптимизацию задается свести к максимизации отношения сигнала к суммарной (пассивная помеха плюс флуктуационный шум) помехе на выходе линейного фильтра. При этом осуществляют оптимизацию пары сигнал - фильтр. Для наиболее простого случая сигнала, отраженного точечной целью, и помехи, создаваемой совокупностью сигналов большого числа мешающих точечных отражателей, смещенных случайно по времени задержки и частоте относительно сигнала, можно полагать, что для минимизации мощности помехи необходимо минимизировать частичный объем тела взаимной функции неопределенности в помеховой зоне на плоскости τ, F. Если же параметры зондирующего сигнала РЛС заданы и в приемнике применен оптимальный по отношению сигнал/шум фильтр, то для оптимизации обработки сигнала при наличии пассивной помехи необходимо ввести второй фильтр, подавляющий частотные составляющие спектра помехи, которые отличаются от сигнальных на значение разности их доплеровских смещений. Такая фильтрация, называемая селекцией движущейся цели (СДЦ), является эффективным средством улучшения радиолокационного наблюдения; она находит достаточно широкое применение в РЛС различного назначения. Методы и устройства СДЦ будут рассмотрены в последующих параграфах, здесь же кратко остановимся на поляризационной селекции сигнала и характеристиках приемного устройства, способствующих улучшению различимости сигнала на фоне пассивных помех.

Поляризационная селекция основана на различии поляризационных характеристик цели и мешающих отражателей. Различают собственную и нулевую поляризацию отражателя. При собственной поляризации отраженная волна имеет такую же поляризацию, как и облучающая, а при нулевой отраженная волна поляризована ортогональ­но облучающей. Так, для линейного вибратора собственной поляризацией является поляризация облучающей волны, параллельная оси вибратора, а поляризация волны, перпендикулярная оси вибратора, будет нулевой. Если поляризационные характеристики цели и мешающих отражателей заранее известны, то поляризацию облучающей волны нужно выбирать возможно ближе к собственной для цели и к нулевой для мешающих отражателей.

Для подавления мешающих отражений гидрометеоров (дождя, облаков, тумана) при радиолокационном наблюдении сосредоточенных объектов (например, самолетов) применяют круговую поляризацию, являющуюся нулевой для шарообразных капелек, поскольку при отражении от них направление вращения вектора поляризации меняется на обратное.

При проектировании РЛС для улучшения наблюдаемости цели на фоне пассивных помех необходимо предусмотреть также меры по уменьшению влияния возможных перегрузок в приемном тракте РЛС при приеме сильных сигналов от мешающих отражателей. В этом случае пригодны те же способы, которые применяют для защиты от активных помех.

Надлежащим выбором параметров зондирующего сигнала и характеристик приемника можно ослабить влияние пассивных помех, однако для более эффективной защиты от них во многих случаях следует использовать методы селекции полезного сигнала и, в частности, весьма эффективные доплеровские методы селекции движущейся цели.

10.2. Методы защиты от активных радиопомех

Как отмечалось, эффективность радиопомех (РП) зависит от количества информации, которой располагает ПП относительно сигналов подавляемой РТС. Поэтому основной задачей, решаемой на этапе проектирования РТС, является создание таких условий, при которых была бы затруднена разведка ее сигналов. Это свойство системы называют скрытностью действия. Наивысшая степень скрытности, называемая абсолютной, реализуется в том случае, когда противник не может обнаружить даже факта выхода системы в эфир. Скрытность действия достигается сокращением времени работы, применением узконаправленных антенн и сложных сигналов с большим значением базы. В тех случаях, когда факт излучения скрыть не удается, применяют меры, снижающие эффективность ситемы РП. К их числу относятся перестройка рабочей частоты и частоты повторения; построение угломеров на основе моноимпульсных систем, не подверженных действию помех, излучаемых ПП, совмещенным с целью; применение сложных сигналов. Возможно также излучение сигналов, направленных на дезинформацию СРР с целью скрыть истинную картину работы РЛС. При проектировании РТС военного назначения большое внимание уделяется вопросам повышения помехоустойчивости системы относительно активных помех. Особенностью таких вопросов является то, что реальная помеховая обстановка может динамично изменяться и априори неизвестна. В такой ситуации, учитывая, что помеха создается не природой (собственные шумы приемника, атмосферные помехи), а разумным существом — ПП, целесообразно ориентироваться на наихудший случай, связанный с созданием помех, максимально мешающих работе системы (в рамках ограничений, накладываемых на технические возможности ПП), и в этих условиях оптимизировать качество работы проектируемой РТС. Такое взаимоотношение РТС и ПП создает конфликтную ситуацию, в которой поведение каждой из сторон описывается в терминах теории игр.

Большинство технических методов защиты РТС от активных помех основано на различных способах селекции: пространственной, амплитудной, временной, частотной и поляризационной.

Пространственная селекция предполагает применение передающей и приемной антенн с узкими ДН и малым уровнем боковых лепестков, что затрудняет ведение разведки и создание помех постановщиком, размещенным в стороне от лоцируемого объекта.

Амплитудная селекция защищает приемное устройство от перегрузки помехой, попавшей на его вход, она обеспечивается применением различных типов автоматических регулировок усиления, а также усилителей с расширенным динамическим диапазоном.

Временная селекция достигается путем стробирования приемного устройства РТС на время действия полезного сигнала.

Частотная селекция основана на различии в расположении спектров сигнала и помехи на шкале частот. Для повышения эффективности частотной селекции применяется перестройка рабочей частоты РТС на основе анализа помеховой обстановки.

Поляризационная селекция использует различие в поляризационных характеристиках полезных и мешающих сигналов.

Эффективной мерой борьбы с активными помехами является вторичная обработка, позволяющая прогнозировать поведение цели на время потери контакта с ней за счет действия средств РП, а также комплексирование систем, работающих на основе различных физических принципов или в удаленных друг относительно друга частотных диапазонах.

В навигационных системах это комплексирование радионавигационного оборудования и автономных средств счисления; в локационных— совместное применение РЛС, лазерных и пассивных систем.

Выводы по главе:

1. При проектировании РЛС для улучшения наблюдаемости цели на фоне пассивных помех необходимо предусмотреть также меры по уменьшению влияния возможных перегрузок в приемном тракте РЛС при приеме сильных сигналов от мешающих отражателей. В этом случае пригодны те же способы, которые применяют для защиты от активных помех.

2. Эффективной мерой борьбы с активными помехами является вторичная обработка, позволяющая прогнозировать поведение цели на время потери контакта с ней за счет действия средств РП, а также комплексирование систем, работающих на основе различных физических принципов или в удаленных друг относительно друга частотных диапазонах.