Литература / бакулев радиолокация распозн

мехи, ложные цели в виде уrолковых отражателей, пассивных антенных

решеток, линз Люнеберrа и т.п. Наблюдаемость обнаруживаемой то­

чечной цели на фоне естественных пассивных помех таких, как поверх­ ность Земли или облака гидрометеоров, зависит от размеров элемента

разрешения и, следовательно, обратно пропорциональна первой степени

расстояния до поверхностного элемента разрешения и второй степени

расстояния до объемного элемента (см. гл. 2).

6.2.2. Способы ослабления наблюдаемости объектов при пассивных помехах

Существует ряд способов ухудшения наблюдаемости, применение

которых существенно затрудняет обнаружение целей. При обнаружении

на фоне пассивных помех наибольший интерес представляют такие ~редства ослабления наблюдаемости, как уменьшение ЭПР или собст­

венного электромагнитного излучения защищаемого объекта (ракета, самолет, корабль, сооружение), а также маскировка последнего.

6.2.3. Уменьшение ЭПР защищаемых объектов

Для уменьшения отражения электромагнитной энергии при работе активной РЛС защищаемому объекту придают малоотражающую форму и применяют поглощающие и интерференционные противорадиолока­

ционные покрытия (технология «Стеле»).

Малоотражающие формы объектов. Интенсивность отражения от объекта уменьшается, если в конструкции отсутствуют площадки и

детали, нормаль к поверхности которых совпадает с направлением на

радиолокатор. Кроме того, для снижения интенсивности отражений

можно применять экраны специальной формы для временного прикры­ тия цели, а поверхность объекта делать рельефной для рассеяния па­

дающих радиоволн в сторону от направления их прихода.

Можно управлять и ДОР объекта, если, например, покрыть его по­

верхность металлизированным изоляционным материалом. Покрытие и поверхность, разделенные изоляцией, образуют конденсатор, и, под­

ключая к нему индуктивность и сопротивление, можно создать колеба­

тельный контур. Этот контур можно настраивать на частоту падающих

радиоволн и изм~нять ДОР объекта для уменьшения переизлучение в

сторону источника радиоволн.

Поглощающие nротиворадиолокационные покрытия, уменьшая

отражение радиоволн, превращают энергию падающих на объект радио­

волн в тепловую. Отражение радиоволн, падающих на материал покры­

тия из свободного пространства, зависит от коэффициента отражения

151

/ = О,25А.п(2n - 1)

щ,

где л.п - длина волны в покрытии; п= 1,2,3,... - толщина покрытия, вы­

раженная в четвертях длины волны.

Если обозначить через vn поглощение при прямом и обратном

прохождении покрытия, то необходимо, чтобы v" = - lnlK0тpl. Интерфе­

ренционные покрытия работоспособны в узком диапазоне радиоволн и при 1:1еболъшом отклонении направления прихода радиоволн от нормали

к поверхности покрытия. Поскольку такое покрытие должно поглощать

энергию радиоволн,/в него обычно добавляют ферромагнетики. Для

расширения диапазона частот, на которых эффективны эти покрытия,

их делают многослойными, причем толщину каждого слоя выбирают из условия поглощения радиоволн определенной длины.

Например, в диапазоне 3 - 3,4 см покрытие имеет поглощение око­

ло 6, 1%. Общий недостаток противорадиолокационных покрытий - их

узкополосность.

6.2.4. Уменьшение собственного радиоизлучения

объектов и влияние ионизированных

·областей атмосферь~

Для снижения эффективности пассивных РЛС следует снижать уровень собственного радиоизлучения защищаемого объекта. Интен­ сивность радиоизлучения объекта тем больше, чем выше его темпе­ ратура, поэтому для снижения излучения скоростных атмосферных ЛА и ракет необходимо использовать теплоизолирующие материалы,

которыми покрывают наиболее сильно нагревающиеся части их кон­

струкции. Морские и наземные объекты можно маскировать с помо­

щью аэрозольных и дымо_вых завес, поглощающих энергию радиоиз­

лучения. Для маскировки ЛА и наземных объектов от обнаружения nассивными РЛС применяют также специальные ложные цели, излу­ чающие радиосигналы значительной мощности или имеющие боль­ шую температуру (осветительные ракеты, трассирующие устройства, взрывающиеся и сгорающие объекты).

Ионизация газов атмосферы происходит при нагревании их летя­ щими с высокой скоростью ЛА и выхлопными газами его двигателей. Кроме того, ионизация возможна при сгорании горючих веществ или взрывов в атмосфере. Степень влияния ионизированных областей на

прохождение радиоволн зависит прежде всего от удельной концентра­

ции электронов Nэ которая определяет коэффициент преломления ра-

153

диоволн в атмосфере п= J1- 8 lN.J-2 • По мере повышения концентра­

ции N 3 коэффициент преломления п изменяется от единицы, когда ра­

диоволны свободно проходят через данную область, до нуля, когда про­

исходит полное отражение радиоволн. Частота радиосигнала, при кото­ рой происходит его отражение, называется критической и определяется

соотношением J~ > =9/ii;.

1

Проходя через область ионизации, радиоволны изменяют траекто­

рию и поглощаются. В зависимости от Nэ может происходить рефрак­

ция или отражение. Поэтому ЭПР летательных аппаратов могут увели­ чиваться за счет отражения радиоволн от ионизированных следов. В то

же время специально созданные области ионизации могут маскировать

цели с малыми ЭПР.

6.2.5. Противорадиолокационная маскировка объектов

Противорадиолокационная маскировка защищает объекты от обнаружения радиолокационными средствами. С помощью специальных отражателей, имеющих значительные ЭПР, искажается

картина отражения радиоволн в окрестности защищаемого объекта.

Например, слабо отражающие водные поверхности и поверхности бетонированных шоссе и взлетно-посадочных полос могут быть замаскированы группами уrолковых отражателей или линз Люнеберга,

установленных на поплавках, специальных штангах или подвешенных

на тросах. При этом на радиолокационном изображении искажается конфигурация береговой черты, образуются ложные острова или

полуострова, «ликвидируются» заливы, озера, реки, автострады и т.д.

Кроме того, для маскировки ОЛ можно использовать провалы в зонах

видимости радиолокационных систем, образующиеся в результате

затенения части пространства растительностью и неровностями

рельефа. Очевидно, что положение и размер зон радиолокационного

затенения в сильной степени зависит от соотношения высоты подвеса

антенны РЛС и высоты неровности, образующей тень.

Маскировка естественными пассивными помехами. Степень

контраста между полезной целью и фоном, образуемым пассивной по­

мехой, зависит от отношения средних ЭПР цели и фона и уменьшается с

увеличением размера элемента разрешения, т.е. длительности импульса

и ширины ДНА радиолокатора. Так как поперечный размер элемента

разрешения зависит от дальности, это приводит к снижению радиолока­

ционного контраста с увеличением расстояния до цели при маскировке

ее пассивной помехой.

154

Маскировка искусственными пассивными помехами. Замаски­

ровать свой объект, например ЛА, можно, разбрасывая в атмосфере по­

луволновые вибраторы или диполи, выполненные из металлизирован­

ной бумаги, алюминиевой фольги, металлизированного стекловолокна или полимерных нитей. Длину диполя выбирают несколько меньшей л/2. Степень укорочения длины диполя / зависит от его поперечных

размеров (диаметра d для круглых диполей или ширины Ь для пло-

ских). Коэффициент укорочения //d для круглых диполей и 4//Ь для

плоских обычно лежит в пределах 0,46 - 0,48. Заготовленные диполи

укладывают в специальные пакеты или капсулы и при необходимости маскировки объекта выбрасывают или выстреливают их в атмосферу. При раскрытии упаковки диполи рассеиваются, образуя медленно сни­ жающееся облако так называемых «дипольных помех». Например, для

диполей в виде круглых посеребренных нитей нейлона диаметром 90

мкм с плотностью 1300 кг/м3 средняя скорость снижения в атмосфере

составляет 0,6 м/с.

1

Интенсивность отражения от одного полуволнового диполя опреде­ ляется углом 8 между вектором Е и осью диполя (см. табл. 2.1 ). В облаке

диполей их ориентация становится произвольной, изменяющейся случай­

ным образом, поэтому средняя по всем значениям 8 ЭПР диполя

S0 = 0.17л.2 . Для образования облака с ЭПР, не меньшей ЭПР маскируе-

мой цели S0ц, в упаковке должно быть не меньше nyi, =Soц/s0 =Sоц/0,IТА.2

диполей. Если ввести концентрацию диполей в единице объема п, то

ЭПР одного элемента разрешения S0 =О,17л.2 :;;v, где V - объем эле­

мента разрешения (см. п. 2.3.4). Среднее число диполей, приходящихся

на длину элемента разрешения,

N. =(с;•хп~~•}

где п" - число одновременно сбрасываемых пачек (упаковок) диполей;

ЛR" - расстояние между соседними сброшенными пачками, равное

произведению скорости постановщика помех vn на интервал сбрасыва­

ния t". Обозначим через Ki: :!:: nn/ЛR" = nn/v,1t" число пачек диполей,

сбрасываемых за единицу пройденного постановщиком помех пути. То­ гда ЭПР дипольной помехи

155

Если подавляемая пассивными помехами РЛС может ослаблять мощность пассивных помех в k" раз, то для получения такой же ЭПР

число диполей нужно увеличить также в k" раз.

Упаковки диполей разбрасываются с ЛА с помощью автоматов сбрасывания электромеханического или пневматического типа. Для ор­

ганизации пассивных помех с наземных пунктов или судов используют

автоматы разбрасывания пиротехнического типа, выстреливающие упа­

ковки диполей. Существуют также автоматы, нарезающие и рассеи­

вающие диполи в процессе полета ЛА, так называемые диспенсеры. В

упаковку обычно укладывают диполи нескольких размеров для созда­

ния пассивных помех РЛС различных диапазонов волн. Используются

также длинные металлизированные ленты, подвешенные к парашютам,

итонкие металлизированные нити, свернутые первоначально в спирали

иразвертывающиеся затем в воздухе.

Для маскировки очень эффективны уrолковые отражатели, объеди­

ненные в группы по четыре или восемь штук. Обладая значительной ЭПР, слабо меняющейся в диапазоне углов от -40 до +40°, они могут

имитировать точечные, а при групповом расположении и распределенные

цели. Высокая степень переизлучения уголковых отражателей обеспечи­ вается при точной перпендикулярности граней. При отклонении грани от

перпендикуляра на 1° ЭПР снижается в 2 - 5 раз. Вместо уголковых ус­ пешно используют биконические отражатели, линзь! Люнеберга и пас­

сивные антенные ретрансляционные решетки.

6.2.6.Наблюдаемость цели на фоне активной помехи

В общем случае цель и постановщик активных помех находятся в различных точках пространства Ми N (рис. 6.2). В точке О расположена РЛС, которая принимает полезный сигнал по главному лучу, а мешаю­ щий сигнал - по боковым лепесткам ДНА. Мощности этих сигналов оп­

ределяются соотношениями

р = РрGа1р(ац,Рц) 1l1рGа2р(ац,Рц) 1l2pл2 So

р= knPnGa1п(ap,pp) 111nGa2n(a,,,p,,) 1l2pA2

где РР, Р" и 11ip, 11,п - мощности передатчиков и КПД передающих ан­

тенно-фидерных трактов РЛС и постановщика помех; Galp и Ga2p -

КНД передающей и приемной антенн РЛС; Ga,n - КНД передающей ан-

156

тор). Кроме того, в устройство РР могут входить специализированный вычислитель СВ и устройство управления передатчиком помех УП,

особенно при создании ответных помех. Антенна должна обеспечивать

работу устройства РР в заданном диапазоне частот и иметь низкий уро­ вень боковых лепестков. Приемник, обладающий достаточными чувст­ вительностью и избирательностью, позволяет обнаруживать радиосиг­ налы в заданном частотном диапазоне за фиксированное время. Важной характеристикой разведывательных приемников является способ поиска сигнала в рабочем диапазоне частот. Анализатор сигналов может опреде­

лять частоту сигнала и параметры модуляции, например, при импульсном излучении - длительность импульса, частоту повторения, девиацию час­

тоты, вид внутриимпульсноrо кодирования и т.п. Устройства РР фикси­ руют факт облучения объекта радиосигналом или работы радиосистем и

определяют их местоположение и параметры радиосигнала.

Среди устройств РР отдельную группу составляют приемники предупреждения об облучении объекта радиосигналами (ПО). Прием­ ники ПО выполняют прием и опознавание сигналов, а также определе­ ние пеленга источника излучения. Такие приемники устанавливаются на ЛА, кораблях и наземных объектах. Обычно приемники ПО выдают звуковую или визуальную информацию об облучении объекта, типе

сигнала и пеленге источника сигналов.

Приемники РР собирают информацию о параметрах радиоэлек­

тронных систем и их местоположении для настройки генераторов ак­

тивных помех на источники излучения или .для проектирования систем

радиопротиводействия.

Разведывательные приемники. Различают npue.tmuкu прямого уси­ ления. и с,упергетеродинного типа как с последовательным, так и с парал­

лельным анализом спектра частот, а также акустооптические npue.wuuкu.

Одноканальные прие.лтикu пря.люго усиления состоят из УРЧ, де­ тектора, УЗЧ и анализатора спектра. В многоканальных приемниках ис­ пользуется ряд приемных каналов с узкополосными УРЧ, перекрываю­

щими анализируемый диапазон радиочастот.

Супергетеродинные приелтики с многократным преобразованием частоты позволяют получить большие чувствительность и избиратель­ ность, по сравнению с приемниками прямого усиления. В супергетеро­ динных приемниках обычно применяют широкополосные тракты уси­

ления по радиочастоте и первой промежуточной частоте, а последую­

щие ступени УПЧ делают узкополосными и с их помощью анализируют

просматриваемый частотный диапазон. При последовательном анализе

диапазона частот используют изменение частоты одного из гетероди­

нов, а при параллельном - многоканальный УПЧ, каждый канал которо-

159

го выполняет функцию узкополосного фильтра и отличается от других

каналов частотой настройки. Имеется также разновидность супергете­ родинного приемника со сжатием сигнала при быстрой перестройке частоты гетеродина. Формируемые при этом ЛЧМ-сиrналы, проходя через сжимающий фильтр, укорачиваются во времени, что улучшает разрешение анализатора. Можно использовать и матричные супергете­ родинные приемники с многократным преобразованием частоты и па­ раллельной фильтрацией на всех промежуточных частотах.

А1<..устооптические приемники основаны на акустооптических пре­

образователях, например ячейках Брэгга. Сигнал приемника в ячейке Брегга преобразуется в акустический сигнал, а сама ячейка просвечива­

ется лучом лазера. Прошедший через ячейку световой поток линзой на­

правляется на матрицу фотодиодов. Взаимодействие в ячейке акустиче­

ских волн и светового потока лазера зависит от частоты выходного сиг­

нала приемника, при изменении которой меняется угол отклонения лу­

ча. Таким образом, осуществляется частотный анализ сигнала.

Кроме того, можно использовать приемники с так называемым

мгновенным измерением частоты с помощью корреляuионной схемы, на

один вход которой подается анализируемый сигнал, а на другой - тот же сигнал, но через линию задержки. Относительный сдвиг фаз двух сигна­

лов при этом пропорционален частоте анализируемого сигнала и влияет

на вид корреляuионной функции. Коррелятор подключается к АЦП и дальнейшая обработка ведется в специализированном вычислителе.

Дальность действия разведыв-ательноrо приемника определяется

его чувствительностью или пороговой мощностью. При обнаружении

излучения радиосистемы по главному лепестку

РрGар1lрGап11пЛ.2

(4л)з рпор

тельность разведывательного приемника.

При обнаружении излучения радиосистемы по боковым лепесткам ДНА, имеющим уровень кбл'

~Рар1lp КбJJ11пЛ2

(4п°)3 Рпор и дальность действия уменьшается пропорционально К6л •

160