Глава 7 аппаратура защиты от помех

§ 1. Назначение, технические характеристики и состав аппаратуры

Аппаратура защиты от помех предназначена для подавления пассивных помех, создаваемых отражениями от местных предметов и дипольных отражателей. Кроме того, аппаратура компенсации используется для подавления несинхронных импульсных помех создаваемых соседними радиолокационными станциями.

Аппаратура обеспечивает компенсацию пассивных помех, перемещающихся под действием ветра со скоростью до 60 м/с.

Коэффициент подпомеховой видимости по напряжению равен 5. Он показывает, что при превышении сигнала помехи над сигналом цели в пять раз цель на фоне помехи на экране индикатора будет обнаруживаться.

Коэффициент подавления несинхронной импульсной помехи равен 10. Он показывает, что амплитуда несинхронной импульсной помехи на выходе компенсационного устройства уменьшается в 10 раз по сравнению с амплитудой на входе.

При включении аппаратуры защиты от помех уменьшается дальность обнаружения РЛС. Поэтому необходимо, чтобы через аппаратуру проходили отраженные сигналы в тех участках пространства, где имеются отражения от местных предметов и пассивных помех. Для этой цели имеется устройство стробирования, в котором вырабатываются строб - импульсы МЕСТНЫЕ и два строб – импульса ДИПОЛЬНЫЕ. С помощью строб – импульсов производится автоматическое переключение эхо – сигналов амплитудного и когерентного каналов и подача их на экраны индикаторов.

В состав аппаратуры защиты входят:

блок когерентного гетеродина (блок 37) ;

блок кварцевых гетеродинов (блок 38);

входной блок череспериодной компенсации — ЧПК (блок 31);

блок первого потенциалоскопа (блок 32);

выходной блок ЧПК (блок 33) ;

блок второго потенциалоскопа (блок 34) ;

блок спиральной развертки (блок 35);

блок стробов (блок 36); |

датчик азимутальных стробов (блок 58);

синусно-косинусный механизм (в блоке 143).

§ 2. Принцип подавления пассивных помех

Работа аппаратуры защиты от пассивных помех основана на использовании когерентно-импульсного метода селекции подвижных целей в сочетании с методом череспериодной компенсации.

Когерентно-импульсный метод основан на использовании изменения фазы сигналов (от периода к периоду), отраженных от движущихся объектов. Сущность метода заключается в следующем (рис. 7.1).

РЛС через определенные промежутки времени Т_п излучает в пространство мощные зондирующие импульсы, а в паузах между ними производит прием. В когерентном гетеродине вырабатываются непрерывные синусоидальные колебания, которые жестко связаны по частоте и фазе с колебаниями зондирующего импульса. Когерентность колебаний гетеродина с колебаниями передатчика обеспечивается тем, что с передатчика на когерентный гетеродин в каждом периоде повторения подается фазирующий импульс. В результате этого когерентному гетеродину навязывается фаза колебаний передатчика.

Когерентное напряжение и эхо-сигналы на промежуточной частоте поступают на фазовый детектор, где происходит их суммирование и детектирование. На выходе фазового детектора будут видеоимпульсы, амплитуда и полярность которых зависят от изменения фазы отраженного сигнала по отношению к фазе когерентного напряжения.

Если объект неподвижен, то время запаздывания отраженных сигналов в каждом периоде повторения РЛС будет постоянным. Фазовые соотношения между напряжениями когерентного гетеродина и эхо-сигнала в этом случае будут неизменными и на выходе фазового детектора будут выделяться видеоимпульсы с постоянной амплитудой и полярностью в каждом периоде повторения (импульсы № 1 и 3, рис. 7.1, д).

При движении цели непрерывно изменяется расстояние между РЛС и целью, следовательно, изменяется и время запаздывания отраженных сигналов в каждом периоде повторения РЛС. Это приводит к изменению фазовых соотношений между когерентным напряжением и напряжением эхо-сигнала. В этом случае на выходе фазового детектора выделяются видеоимпульсы, амплитуда и полярность которых будут изменяться от периода к периоду (импульсы № 2 и 4, рис. 7.1, д).

Изменение амплитуды видеоимпульсов на выходе фазового детектора зависит от радиальной составляющей скорости цели и определяется выражением

,

F_Д – частота Доплера, Гц,

V_r – радиальная составляющая скорости цели, м/с,

- длина рабочей волны РЛС, м.

Рис. 7.1 Графики напряжений когерентно-импульсного метода

а – импульсы фазирования; б – когерентное напряжение; в – эхо-сигналы;

г – регулирующее напряжение; д – напряжение детектора

Если цель за время периода повторения РЛС проходит расстояние, равное или кратное, то сдвиг по фазе отраженных сигналов в каждом периоде будет постоянным, а следовательно, будут постоянными видеоимпульсы на выходе фазового детектора. Такая скорость цели называется «слепой» и определяется выражением

где n – целые числа 1, 2, 3, …, n,

F_п – частота повторения РЛС.

Из выражения видно, что для ослабления эффекта «слепых» скоростей необходимо изменять частоту повторения РЛС. В блоке синхронизатора (блок 25) предусмотрено формирование двух видов запуска: симметричного и несимметричного. В режиме несимметричного запуска период повторения РЛС через один такт меняется с Т_п1 на Т_п2, чем и ослабляется эффект «слепой» скорости.

Если подать видеоимпульсы с выхода фазового детектора на индикатор с амплитудной отметкой (индикатор контроля), сигналы от неподвижных объектов (целей) имеют вид заштрихованного горизонтальными линиями импульса (рис. 7.2).

Различие выходных сигналов фазового детектора по амплитуде и полярности дает возможность в дальнейшем подавить сигналы от пассивных помех и выделить сигналы движущихся целей.

Метод череспериодной компенсации (ЧПК) позволяет подавить сигналы от пассивных помех и выделить сигналы от движущихся целей. Сущность метода ЧПК заключается в следующем (рис. 7.3)

Рис. 7.2. Вид эхо-сигналов на экране индикатора контроля:

1 – сигнал от местного предмета; 2 – сигнал от самолета

Видеоимпульсы с выхода фазового детектора поступают на схему вычитания по двум путям: непосредственно и через схему задержки на один период повторения. В схеме вычитания задержанные сигналы вычитаются из незадержанных. Амплитуда и полярность выходных сигналов схемы вычитания определяются разницей амплитуд сигналов а соседних периодах повторения.

Рис. 7.3. Принцип работы схемы череспериодной компенсации:

а – сигналы от пассивных помех; б – сигналы от движущихся целей

Сигналы пассивных помех имеют постоянную амплитуду и полярность, поэтому они компенсируются, за исключением первого и последнего. Сигналы от движущихся целей имеют переменную амплитуду и полярность, поэтому на выходе схемы вычитания будут сигналы, амплитуда которых пропорциональна разности амплитуд сигналов в двух периодах.

Роль канала задержки на период повторения и схемы вычитания в аппаратуре защиты от помех выполняет потенциалоскоп.

Для более эффективного подавления помех применяется двойное череспериодное вычитание (последовательное включение двух потенциалоскопов).