5.6. Помехи радиолокационному наблюдению.

Наблюдение целей на экране ИКО осуществляется на фоне различных помех, возникающих от собственных шумов приемника, от морских волн и атмосферных осадков. Источниками помех могут являться судовые или внешние предметы, находящиеся на пути распространения радиоимпульсов, ложные сигналы от других работающих РЛС или переотраженные сигналы от близко расположенных объектов, а также дезориентирующие искусственные отражатели. Источниками помех даже иногда могут являться скопления птиц или насекомых. Так или иначе, любой вид помех может усложнить радиолокационное наблюдение. Рассмотрим наиболее характерные помехи и методы, способствующие снижению их влияния, предусмотренные режимами работы РЛС, а также некоторые рекомендации оператору, которые помогут ему вести радиолокационное наблюдение в условиях помех.

Помехи от поверхности моря

Эхосигналы от волн, покрывающие центральную часть экрана ИКО случайными засветками, известны под названием помех от поверхности моря. На отражение сигнала от морской поверхности влияют скорость и направление ветра у поверхности воды, его продолжительность, океанские течения, наличие загрязнений, например, таких как нефть, а также воздействие отдаленных штормов и, наконец, местные условия погоды При спокойном море отражение от поверхности воды близко к зеркальному и направлено в сторону от антенны РЛС. Спокойное море не создает помех радиолокационному наблюдению. Чем выше высота волн и чем выше установлена антенна над уровнем моря, тем большая зона вблизи центра экрана перекрывается этими помехами. При одной и той же крутизне волны с увеличением рас­стояния до нее условия отражения ухудшаются: большая часть энергии, отражаясь, уходит в сторону, противоположную РЛС. Поэтому даже при сильном волнении в результате отра­жающего действия морских волн эк­ран РЛС засвечивается на расстоянии не более 3 ... 5 миль.

На расстояниях 1 ... 2 мили неред­ко наблюдается сплошная засветка эк­рана вблизи центра.

Так как передние склоны волн да­ют лучшее отражение, чем задние, то засветка от волн имеет форму овала, вытянутого с наветренной стороны. Зыбь или отдельные волны дают за­светку в виде полос. Помехи от мор­ских волн в некоторых случаях могут полностью перекрывать эхосигналы от слабоотражающих ближних объектов.

Для подавления помех от поверхности моря в приемнике РЛС предусмотрена схема временной регулировки усиления (ВРУ), регулятор которой выведен на панель управления ИКО. В зарубежных РЛС этот регулятор имеет обозначение « A/C SEA». При максимальной амплитуде ВРУ вместе с помехами могут быть подавлены и слабые эхосигналы от целей, поэтому регулировка должна производиться осторожно. Правильной регулировкой считается такая, когда помехи разбиваются на мелкие точки и отметки от небольших целей становятся различимыми (см. рис.2.19).

Помехи от поверхности моря Произведена регулировка ВРУ:

в центре экрана помехи от поверхности моря подавлены

Рис. 2.19 Действие ВРУ.

В большинстве случаев производить регулировку необходимо таким образом, чтобы помехи исчезали с подветренной стороны, но оставались слегка видимыми с наветренной стороны.

Помехи от атмосферных осадков.

Ширина характеристики диаграммы направленности в вертикальной плоскости выбирается исходя из того, чтобы можно было видеть поверхностные цели даже при качке судна. Однако, из-за этого РЛС может принимать помехи от осадков.

Отражение от облаков, дождя и снега, града также может создавать сильную засветку экрана в пределах дальности действия РЛС. Такие помехи имеют вид отдельных пятен с более или ме­нее четкими границами и различной яр­костью. Засветку от облаков и осад­ков иногда можно принять за часть су­ши или остров, однако быстро меняю­щаяся ее форма и большая скорость перемещения указывают на то, что это помеха.

Осадки не только маскируют полез­ные объекты, находящиеся в их зоне, но и затеняют объекты, расположен­ные за этой зоной.

Для подавления помех от атмосферных осадков используется режим сокращения длительности видеоимпульса. С этой целью в схему детектора приемника включена дифференцирующая цепь с малой постоянной времени (МПВ), возможность регулировки которой обеспечивается регулятором с панели управления ИКО. В зарубежных РЛС эта регулировка обозначается как «A/C RAIN».

МПВ укорачивает видеоимпульсы на выходе приемника и протяженные помехи от осадков, как-бы, разбиваются на россыпь точек. Это позволяет лучше различать цели в полосе дождя или снегопада, а также уменьшает действие продолжительных импульсных помех. Пример действия функции МПВ приведен на рис. 2.20.

Функция МПВ выключена. Произведена регулировка МПВ

Рис. 2.20. Проявление помех от осадков.

При плавании в узкости, независимо от того, имеют­ся осадки или нет, включение МПВ дает более детальное изображение берега. При наблюдении на дальних шкалах необходимо выключать МПВ, так как в противном случае дистанция обнаружения объектов заметно умень­шается, а все изображение становит­ся менее ярким. В некоторых РЛС предусмотрена плавная оперативная регулировка постоянной времени диф­ференцирующей цепи или ее измене­ние при переключении шкал даль­ности.

Помехи от судовых и внешних предметов.

Источником помех являются также судовые или внешние предметы, находящиеся на пути распространения радиоволн. Эти предметы могут слу­жить причиной ухудшения или полно­го прекращения обнаружения полез­ных объектов. Если предмет непроницаем для ра­диоволн, то в зависимости от расстоя­ния между ним и антенной РЛС, а также от его размеров он может созда­вать или секторы уменьшенной даль­ности обнаружения, или мертвые сек­торы. Так как электромагнитная энер­гия излучается не одной точкой, а всей радиолокационной антенной, то опре­делить степень затенения при помощи геометрических построений невозмож­но. Практически, если угол от антен­ны на затеняющий предмет, находя­щийся на судне, не менее 2 ... 3°, то, как правило, появляется теневой сектор и объекты, попадающие в него, не обнаруживаются. Наиболее вероятны­ми предметами на судне, создающими теневые секторы, являются трубы, стрелы, краны, мачты и ко­лонки, расположенные на пути распространения радиолокационных волн, (см. рис.2.21).

Рис.2.21. Образование теневого сектора от мачты

Более удаленные мачты и ко­лонки могут не создавать теневых сек­торов, но объекты, попадающие в створ с ними, обнаруживаются слабее.

Части судна, имеющие значитель­ные горизонтальные размеры, но не перекрывающие всю ширину луча в вертикальной плоскости, могут созда­вать области затенения с определенной протяженностью по дальности. Такие области создаются, например, высоким полубаком.

Теневые секторы хорошо выделя­ются на экране РЛС при наличии вол­нения моря на фоне засветки от волн. Более точное представление о теневых секторах можно получить, следя по ра­диолокатору за небольшой шлюпкой, обходящей судно на расстоянии, рав­ном приблизительно 1 миле.

Полное или частичное затенение получается не только от частей собст­венного судна, но и от других судов или частей суши, заслоняющих полез­ные объекты.

Ложные эхосигналы.

Иногда, эхосигналы возникают на экране индикатора в местах, где цель отсутствует. Эти случаи можно распознать, если понятна причина их возникновения. Ниже рассмотрены типичные ложные эхосигналы.

Нали­чие на судне хорошо отражающих объектов может привести к появлению на экране радиолокатора ложного эхо-сигнала, расположенного на таком же расстоянии от центра экрана, как и истинный эхосигнал от наблюдаемого объекта, но в любом направлении, ча­ще всего близком к противоположно­му. Это объясняется следующим: ког­да антенна радиолокатора направлена на отражающий предмет, радиоволна, отразившись от него, проходит путь до наблюдаемого объекта и обратно, а после вторичного отражения от пред­мета попадает в антенну, создавая на экране ложный эхосигнал (рис. 2.22). Расстояния от центра экрана до истин­ного и ложного 2 эхосигналов равны, так как путь, пройденный волной меж­ду антенной и отражающим предме­том, мал (им можно пренебречь) по сравнению с длиной пути между этим предметом и наблюдаемым объектом.

Рис. 2.22. Ложные цели из-за наличия на судне отражающих конструкций

Направление, в котором появляется ложный эхосигнал, определяется на­правлением на отражающий предмет. Наиболее часто источником помех та­кого рода является судовая труба, соз­дающая отражение радиоволн по раз­личным направлениям. Такие ложные эхосигналы неустойчивы. При движе­нии судна они произвольно появляются и исчезают. Некоторое ослабление их можно получить, уменьшая усиление приемника.

Ложные эхосигналы появляются так­же в результате многократного отра­жения от близко расположенного объ­екта и собственного судна. В этом слу­чае помехи имеют характерный вид цепочки эхосигналов, расположенных с равными интервалами на одном на­правлении.

На экране ИКО можно наблюдать второе, третье или более кратные эхосигналы, расположенные на удвоенном, утроенном и т.д., по сравнению с фактическим, удалении от цели, как показано на рисунке 2.23. Многократное отражение эхосигналов можно уменьшить, а часто и вовсе устранить, затрубив усиление (чувствительность) приемника или правильно отрегулировав АРУ (A/C SEA)

Истинное эхо

Цель

Многократные

отражения

Собственное судно

Рис. 2.23. Многократные отражения

Причиной появления ложных эхо-сигналов может быть наличие боковых лепестков диаграммы направленности антенны (рис. 2.24, а, б). Ложный эхосигнал от данного объекта появляется на линии развертки, положение которой соответствует направлению глав­ного лепестка в тот момент, когда че­рез объект проходит боковой лепесток. От каждого бокового лепестка, прохо­дящего при вращении антенны через объект, можно получить ложный эхосигнал. В результате этого на экране радиолокатора появляется серия эхосигналов, расположенных по дуге. При большом усилении отдельные эхосигналы могут сливаться в сплошную ду­гу. Так как уровень боковых лепест­ков значительно меньше уровня глав­ного лепестка, то ложные эхосигналы появляются только от хорошо отража­ющих объектов на расстояниях, обыч­но не превышающих 1,5... 2 миль. Эффект от такого воздействия можно снизить путем незначительного уменьшения усиления или правильной установкой ВРУ (A/C SEA).

а)

Рис.2.24. Ложные цели от боковых лепестков антенны.

а) пространственное положение лепестков антенны и цели, б) изображение на экране ИКО.

При определенных условиях, на экране могут появиться эхосигналы от очень удаленных целей в виде ложных эхосигналов (эхосигналов от предыдущей посылки). Это происходит тогда, когда эхосигнал принимается на один цикл излучения позже, т.е. после излучения РЛС следующего импульса. Эти эхосигналы не по­являются на экране радиолокатора при первом ходе развертки, так как к моменту прихода отраженного сигнала она закончилась, а с посылкой радио­локатором следующего импульса нача­лось новое отклонение луча на экране индикатора. Поэтому появляется лож­ный эхосигнал на верном направлении, но на расстоянии от центра экрана, не соответствующем истинному положе­нию отражающего объекта. Вероят­ность появления таких сигналов тем больше, чем выше частота повторения и тем лучше условия распространения радиоволн.

Ложная дистанция

Эхосигнал от предыдущей посылки

Рис.2.25. Отметка сигнала от цели, находящейся за пределами выбранной

шкалы дальности.

Практически при частотах повторе­ния, принятых в судовых РЛС, и нор­мальных метеорологических условиях ложные эхосигналы от объектов, нахо­дящихся за пределами шкалы дально­сти, на втором и тем более последую­щих ходах развертки маловероятны.

При сверхрефракции удаленная бе­реговая черта может давать ложный контур, характерной особенностью ко­торого является большая или меньшая выпуклость, обращенная к центру эк­рана.

Для определения ложного эхосигнала от дальнего объекта следует пе­рейти на другую частоту повторения. Перемещение эхосигнала по дальности или его пропадание указывает на то, что это ложный эхосигнал, В некото­рых РЛС для этой цели используют специальный генератор с изменяющей­ся частотой повторения, в других РЛС частоту повторения изменяют при пе­реходе с одной шкалы дальности на другую.

Ложные эхосигналы очень часто появляются на экране в результате приема импульсов, излучаемых сосед­ними РЛС. Эти импульсы поступают в антенну как непосредственно, так и после отражения от различных частей судна.

Если неподалеку работает другая судовая РЛС в таком же частотном диапазоне, может возникнуть взаимная интерференция РЛС. На экране она представлена в виде множества ярких точек, рассыпанных беспорядочно, или в форме точечных линий, обычно изогнутых и напоминающих спицы, исходящих из центра экрана и простирающихся к краям изображения (см. рис.2.26).

Рис. 2.26. Один из вариантов отображения на экране помехи от соседней РЛС.

. Этот тип интерференции можно подавить с помощью схемы подавления интерференции. Схема подавления интерференции - разновидность схемы корреляции сигналов. Она сравнивает принятые в течение нескольких последовательных посылок сигналы и подавляет случайно встречающиеся сигналы. Имеется три уровня подавления интерференции, в зависимости от количества посылок, участвующих в корреляции.