Литература / бакулев радиолокация распозн
.pdf
Устройства измерения пеленга. Пеленгацию истоt1ника радио волн можно выполнить фазовым методом с помощью ненаправленных
антенн или амплиrудным методом, используя остронаправленные ан-
. теины при круговом или секторном просмотре заданного пространства
главным лепестком антенны разведывательного приемника. При этом
для приема сигналов радиосистемы, ДНА которой, в свою очередь, пе
ремещается в пространстве, необходимо иметь либо очень большую, либо очень малую скорость движения луча разведывательного прием ника по сравнению с уrлов_ой скоростью ДНА пеленгуемой радиосисте мы. В самом деле, в первом случае при ширине луча радиосистемы (!)o,sp и скорости обзора QP время облучения разведывательного прием-
ника Т06л = q>0,51>/QP. За это время антенна разведывательного приемни
ка должна один раз пересечь направление на радиосистему, т.е.
360°/Оп < Т06л , где Qn - скорость обзора приемника. При медленном
вращении антенны разведывательного приемника нужно, чтобы за вре мя одного оборота ДНА радиосистемы антенна разведывательного при
емника повернулась не более чем на ширину ДНА приемника (!)o,s , т.е. q>0,5 /0n < 360°/ОР. Однако за время видимости радиосистемы необхо
димо принять п импульсов, т.е. q>0,5 > пТ"Р , где Тпр - период повторе
ния импульсов радиосистемы.
Местоположение источника излучения определяется угломерным
методом с помощью нескольких разнесенных в пространстве приемни
ков или при перемещении приемника в пространстве.
Контрольные вопросы
6.J. Что понимают под помехой работе РЛС?
6.2.Как разделяют помехи по воздействию на РЛС и по причине возникновения?
6.3.Приведите примеры пассивных естественных помех.
6.4.Приведите примеры пассивных умышленных помех.
6.5.В чем заключаются отличия сигналов пассивной помехи и неподвиж•юй или
движущейся цели?
6.6.Какие тактические характеристики РЛС ухудшаются при воодей~'Твии помех?
6.7.Приведите примеры акrивных естественных помех.
6.8.Как создшmся организован11ые активные помехи? Назовите виды таких помех.
6.9.Как разделяются активные помехи по характеру воздействия на РЛС?
6.10.Что 11азывается коэффициентом подавления?
6.11.Как зависит мощ11ость передатчика помех от kn и Лfп?
161
6.12.Что такое шумовая помеха?
6.13.Что такое импульсная помеха?
6.14.Перечислите основные блоки передатчика помех. Каково их назначение?
6.15.Перечислите методы создания целей малоотражающей формы.
6.16.Как устроены поглощающие противорадиолокационные покрытия?
6.17.Что прещ,'Тавляют собой интерференционные покрытия?
6.18.Каковы способы уменьшения собственного радиоизлучения целей?
6.19.Как влияет ионизация атмосферы на обнаружение целей и точность изме
рения их координат?
6.20.Перечислите методы противорадиолокационной маскировки объектов.
6.21.От каких параметров РЛС зависит степень маскировки цели естественны ми пассивными помехами?
6.22.Расчитайте ЭПР дипольной помехи, если ).=Зсм, т11=Jмкс, nд11=105, n11=l0, v11=300м/с, t11=1с.
6.23.Дайте определение наблюдаемости цели.
6.24.Каковы методы сниже11ия наблюдаемости 11ели?
6.25.Чем определяется наблюдаемость цели на фоне активной помехи?
6.26.Чем определяется эффективность активной помехи?
6.27.Перечислите основные элементы разведывательного приемника. Каково их назначение?
6.28.Найдите дальность действия разведывательного приемника. если Рµ=90
кВт, Gар=ЗООО, л.=О,03 м, 17р=,711=0,95, Р110р=10-6 Вт. Ширина диаграммы направ
ленности антенны приемника <р о,sг= <р0,50= 12°.
6.29.Определите угловую скорость обзора разведывательного приемника. если
F11 p=l500 ... 3000 Гц, (J)o,sв=12°, n=I0.
6.30.Как определяется местоположение источника излучения?
Глава 7. Борьба
с пассивными помехами
Пассивные помехи, действуя на радиолокатор, могут снижать эф фективность его функционирования по нескольким причинам:
из-за превышения пассивной помехой смеси сигнала и шума про
исходит маскировка сигнала;
большая мощность пассивной помехи может привести к насыще
нию приемного тракта и подавлению полезных сигналов.
Кроме того, при наличии мощных помех повышается вероятность ложной тревоги и ложного захвата целей. К изменению вероятности ложной
тревоги приводит и непостоянство мощности пассивных помех (см. гл. 3).
7.1.Уменьwение влияния пассивных помех в приемном канале (на высокой и промежуточной частотах)
Борьба с пассивными помехами требует, прежд.е всего, ослабления
мощности мешающих отражений, принимаемых антенной радиолокато
ра, и сужения динамического диапазона помех для предупреждения пе
регрузки приемного тракта. Первая из указанных задач наиболее часто встречается тогда, когда наземный радиолокатор должен обнаруживать воздушные цели, например в системах УВД.
Для уменьшения интенсивности сигналов, отраженных от располо женных на земной поверхности объектов, находят применение два основ ных метода. Первый заключается в отклонении ДНА наземного радиоло
катора вверх и позволяет улуч
шать отношение мощностей по
лезного и отраженного от на
земных объектов сигналов на 15-20 дБ. Однако при широких ДНА нижняя кромка диаграммы все-таки облуt.шет земную по
верхность и антенна принимает
отраженные от нее сигналы.
Для уменьшения |
интен- |
1•11с. 7.1. Структур11ая схема приемного тракта |
|
сивности этих отражений при |
радиолокатора с компенсацией пассивных 11омех |
||
в тракте УРЧ |
• |
||
меняют второй метод - |
.метод |
|
|
колтенсации, основанный, например, на использовании двухлучевых
антенн (рис. 7.1) и высокой степени корреляции принимаемых по ниж-
163
нему узкому / и верхнему широкому 2 лучам ДНА сигналов, отражен
ных как от земной поверхности, так и от расположенных на ней объек тов. Принятые с одинаковых дальностей и углов места сигналы антенн вычитаются в компенсаторе (К). Остаточное напряжение пассивной по мехи после приемника (Прм) подается на анализатор (Ан), который
формирует сигнал, поступающий на управляющее устройство (УУ). Под
действием этого сигнала УУ выбирает такое соотношение весовых ко
эффициентов каналов компенсатора, при котором пассивные помехи от
одного источника, но принятые одновременно по двум ДНА, макси
мально компенсируются.
Таким методом можно примерно на 20 - 25 дБ уменьшить мощ
ность пассивной помехи от земной поверхности и от расположенных на
ней объектов.
Для уменьшения динамического диапазона пассивных помех обычно применяют временную автоматическую регулировку усиления
(ВАРУ), синхронизированную по времени с зондирующими импульса
ми, а также мгновенную или быстродействующую регулировку усиле ния (МАРУ и БАРУ). Часто используют управляемые аттенюаторы, ко торые уменьшают уровень (мощность) пассивной помехи в приемном
тракте по сигналам специальной системы управления или по опреде
ленной программе.
Управление ослаблением (усилением) выполняется в каждом эле
менте разрешения рабочей зоны радиолокатора в соответствии с непре рывно обновляемым значением средней мощности пассивных помех,
хранимым в блоке памяти с так называемой картой помех КП.
7.2. Обнаружение целей на фоне пассивных помех
Из теории обнаружения сигналов известно, что синтез обнаружи телей пачки отраженных от цели импульсов на фоне коррелированных гауссовских помех дает двухступенчатую структуру оптимального об наружителя, состоящую из обеляющего (декоррелирующего) фил.ьтра и фильтра, оптимального для обнаружения сигнала на фоне помехи с рав
номерным спектром.
В гл. 3 было показано, что оптимальный для обнаружения пачки
импульсов .фильтр (согласованный фильтр) состоит из оптимального фильтра для одиночного импульса и накопителя всех импульсов пачки.
Таким образом, ~хема обнаружителя содержит три элемента: оптималь
ный фильтр одиночного импульса, обеляющий фильтр и накопитель
пачки импульсов, а процесс обработки сигнала на фоне коррелирован ной (пассивной) помехи разделяется на внутрипериодную (фильтрация одиночного импульса) и междупериодную (обеление помехи и накопле ние сигнала) обработку.
164
При синтезе структуры оптимального обнаружителя на фоне соб
ственного шума и пассивных помех представляем вектор входной реа
лизации в виде Yk· Тогда при 0 = О и 0 = 1 плотности распределения ве-
роятностей у=IY1,Y2,··Yk,··Yn\
|
W(y /0 =О)= |
1 |
|
ехр{-.!.утQу}, |
|
|
|
|
|
(2л-)п det R |
|
2 |
|
|
|
|
W(y /0 = 1) = |
1 |
|
ехр{-.!.(у-uc)7' Q(y- uc)}, |
|
||
|
|
(2л-У' det R |
|
2 |
|
|
|
где R - корреляционная матрица |
помехи размера |
пхп с элементами |
|||||
'ii; detR - определитель матрицы |
R; · R- 1 =Q - матрица, обратная кор- |
||||||
реляционной; Т - |
символ транспонирования; 0 =0 1 =1, 0 =0 0 =О. |
|
|||||
|
Используя отношение правдоподобия, находим алгоритм обна |
||||||
ружения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
Л(у)= ехр{ y7.Qu,. -½ u;·Qu;} <'.Т |
|
|
||||
или ln Л(у) ~ ln Т =С, тогда |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
(7.1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
т |
= С1 |
|
При известных параметрах сигнала слагаемое - |
uc Quc = const |
|||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
в (7.1) не зависит от у и его относят к порогу С: С+С1=Ипор, тогда
(7.2)
Факторизуем матрицу Q, обратную корреляционной, т.е. предста
вим ее произведением верхней и нижней треугольных матриц
Q = QднQдв, где Qдн - нижняя треугольная матрица; Qдв - верхняя
треугольная матрица, причем Qлв = Q~н- Тогда
(7.3)
Выражения (7 .1) - (7 .3) являются алгоритмами оптимальной обра
ботки сигнала с полностью известными параметрами при наличии кор
релированной помехи. При обработке сначала выборки декоррелируют ся (обеляются) путем пропускания их через обеляющий фильтр (ОбФ),
импульсная характеристика которого образует матрицу Qлн, затем осу ществляется согласованная фильтрация в оптимальном фильтре, у кото
рого импульсная характеристика реализует матрицу Qдв·
165
В соответствии с этими особенностями изменяются векторные диа граммы и характер сигнала биений на нагрузке элемента сравнения сиг налов (рис. 7.8). При неподвижной цели выходные сигналы представ ляют собой импульсы с неизменной амплитудой, а при движении ее -
импульсы, модулированные по амплитуде.
f
f
f
Р11с. 7.9. Характер сигналов и спектров на выходе элемента
сравнения сигналов при неподвижной (а) и движущейся (6)
целях. а также при их смеси (в)
Анализ рис. 7.9
показывает, что для
выделения сигналов
движущейся цели из
смеси с коррелирован
ной пассивной поме
хой необходимо пода вить на выходе фазо
вого или когерентного
детектора все сигналы,
не изменяющиеся по
амплитуде при перехо
де от одного периода
повторения к другому
(междупериодная об работка). С учетом
различий спектрально-
го состава таких сиг
налов следует С помо
щъю режекторных
(обеляющих) гребен чатых фильтров (РГФ) подавить все компоненты спектра, кратные час
тоте повторения Fп .
7.3. Методы создания когерентного опорного сигнала в РЛС с ОДЦ
Одной из основных проблем ОДЦ в когерентно-импульсных радио
локаторах является создание когерентного опорного сиr-нала для срав
нения с ним отраженных сигналов. Это необходимо для выявления при
сравнении сигналов эффекта движения целей. Различают когерентно
импульсные радиолокаторы ОДЦ с внешней и внутренней когерент
ностью.
В радиолокаторах с внешией когерентиостью в качестве опорных
используются сигналы, отраженные от неподвижных предметов, распо
ложенных в одном элементе разрешения с движущимися целями (сис темы с совмещенной помехой).
170