6. Защита рлс от активных помех
Радиотехнические войска образуют многопозиционную систему, но каждая РЛС работает индивидуально, используя для получения радиолокационной информации только собственное излучение. Поэтому для каждой РЛС любые посторонние излучения, воздействующие на тракт приема радиолокационных сигналов, представляют собой активные помехи.
Источниками активных помех (АП) для РЛС РТВ могут быть:
авиационные станции помех, устанавливаемые на борту постановщиков активных помех (ПАП) - самолетов, вертолетов, беспилотных летательных аппаратов;
станции АП корабельного или наземного базирования;
малогабаритные забрасываемые передатчики помех одноразового использования;
другие РЭС, создающие так называемые взаимные помехи;
работающие электроэнергетические установки, линии электропередач, электрический транспорт и т.п., создающие промышленные (индустриальные) помехи;
природные (естественные) источники электромагнитных излучений;
области ядерных взрывов.
По характеру излучения активные помехи могут быть непрерывными (шумовыми) и импульсными (несинхронными и синхронными). По спектру активные помехи могут быть прицельными (создаются в узкой полосе частот) и заградительными (создаются в широкой полосе частот). По характеру воздействия на РЛС они могут быть маскирующими и имитирующими.
В качестве маскирующих обычно используются шумовые помехи. Их воздействие на РЛС эквивалентно увеличению уровня собственных шумов приемника, что приводит к снижению вероятности правильного обнаружения сигнала. Маскирующим эффектом обладают также несинхронные импульсные и многократные ответные импульсные помехи, когда на один зондирующий импульс передатчик помехи формирует серию ответных импульсов, среди которых может находиться сигнал от цели.
В качестве имитирующих применяются однократные активные импульсные помехи с переменной задержкой момента формирования для имитации движения цели. Имитирующие помехи оказывают существенное влияние на качество работы систем автоматического обнаружения и сопровождения целей.
6.1. Способы обеспечения защищенности рлс ртв от активных помех
Способы защиты РЛС от активных помех подразделяются на технические и организационные.
Технические способы реализуются в конструкции РЛС на стадии ее разработки и изготовления. Они обеспечивают увеличение энергии сигнала или уменьшение уровня помех.
Увеличение энергии принимаемого от цели сигнала (так называемая "силовая борьба") достигается:
увеличением мощности зондирующих импульсов;
применением сложных сигналов (ЛЧМ, ФКМ) большой длительности с последующим их сжатием;
увеличением частоты повторения импульсов;
уменьшением скорости вращения антенны.
В двух последних случаях увеличение энергии принимаемого сигнала обеспечивается за счет увеличения числа накапливаемых импульсов: в конструкции РЛС предусматривается синхронный накопитель импульсов.
В перспективе с применением фазированных антенных решеток (ФАР) повышение энергетического потенциала может быть достигнуто на основе использования гибких методов обзора пространства:
при сопровождении обнаруженных целей по угловым координатам луч устанавливается только в направлении на сопровождаемые цели, при этом приемник открывается строб-импульсами только в моменты прихода отраженных от сопровождаемой цели сигналов и накопление осуществляется до получения требуемого отношения “сигнал/шум”, обеспечивающего заданную точность измерения координат;
при поиске новых целей для обнаружения отраженного сигнала применяются не однопороговые критерии (в частности, критерий Неймана-Пирсона), предполагающие обработку (накопление) фиксированного количества импульсов, а двухпороговые, основанные на использовании метода последовательного анализа А.Вальда. С этой целью из принимаемой смеси сигнала и шума формируется логарифм отношения правдоподобия:
ln l(y) = ln(Wсп(y)/Wп(y)),
где y - напряжение на выходе приемника;
Wсп(y), Wп(y) - плотности распределения этого напряжения при наличии смеси сигнала и помехи и только помехи соответственно (рис.6.1).
При наличии сигнала в среднем Wсп(y) > Wп(y), поэтому логарифм отношения правдоподобия в среднем больше нуля. Наоборот, при отсутствии сигнала логарифм отношения правдоподобия в среднем меньше нуля. Поэтому с приемом каждого импульса при наличии сигнала сумма ln l(y) в среднем возрастает, а при отсутствии - в среднем уменьшается, причем быстрее, чем при наличии сигнала. Накопленное отношение правдоподобия сравнивается с двумя порогами - верхним l1 и нижним l2 (рис.6.2).
При выполнении условия ln l(y) > l1, принимается решение о наличии сигнала (решение "да"), при ln l(y) < l2 - об отсутствии сигнала (решение "нет").
Для устранения возможности затягивания времени на принятие решения в ситуации "не знаю" применяется усечение процедуры. Критерий последовательного наблюдения Вальда позволяет существенно сократить время на обзор тех участков зоны обнаружения, где цель отсутствует.
Уменьшение уровня шумовых помех достигается увеличением динамического диапазона приемника с помощью системы шумовой автоматической регулировки усиления (ШАРУ), обеспечивающей фиксацию вероятности ложных тревог.
При этом, однако, снижается и вероятность обнаружения сигнала по сравнению со случаем отсутствия помехи, так как с уменьшением коэффициента усиления приемника уменьшается и амплитуда принимаемого сигнала.
Наиболее эффективными способами защиты РЛС от воздействия активных помех являются различные методы селекции, использующие отличия в характеристиках полезного сигнала и помехи. В зависимости от того, какие именно отличия используются, различают следующие виды селекции (от лат. “selektio” - выбор, отбор) сигнала на фоне помехи: частотная, пространственная, поляризационная, временная.
Большинство современных РЛС РТВ характеризуются cледующими особенностями, позволяющими обеспечить защиту от активных помех:
1) имеют достаточно высокий энергетический потенциал;
2) обладают высокой разрешающей способностью по углу места;
3) имеют систему перестройки частоты (ручной и автоматический режимы работы);
4) имеют автокомпенсаторы шумовых помех (АКП) и аппаратуру подавления боковых ответов (ПБО) для защиты от ответных импульсных помех;
5) оснащены аппаратурой пеленгации ПАП.
Кроме того, при функционировании данных систем:
применяются сложные сигналы (ЛЧМ, НЧМ, ФКМ);
для защиты от активных помех, действующих по главному лепестку, используется поляризационная селекция.
Организационные мероприятия по обеспечению помехозащищенности РЛС состоят в правильном выборе расчетом станции стратегии поведения в сложной помеховой обстановке.
Прежде всего оператор должен уметь по изображению на экране ИКО оценивать вид помех, воздействующих на РЛС, и в соответствии с этим включать ту или иную систему защиты. Если все технические средства защиты уже использованы, а РЛС тем не менее подавлена помехами, целесообразно:
не выключать излучение, чтобы не давать противнику информацию о подавлении РЛС помехами и вынуждать его держать передатчики помех включенными и направленными именно на данную РЛС;
использовать помехи для пеленгации ПАП и определения их координат триангуляционным методом (от лат. “triangulum” - треугольник).