книги из ГПНТБ / Пелюхов П.И. Основы радиолокации учебное пособие

Г л а в а VIII

МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ РЛС ОТ ПОМЕХ

§ 38 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОМЕХАХ

Эффективность любой радиолокационной станции или груп­ пы станций можно свести к нулю или частично ее понизить при правильном осуществлении комплекса противорадиолокационных мероприятий, который в общем случае может вклю­ чать такие методы борьбы, как непосредственное уничтожение РЛС огневыми средствами, применение помехозащитных по­ крытий, организацию пассивных и активных помех и реали­ зацию противорадиолокационного маневра.

Методы подавления РЛС, выбор и расчет сил и средств, организация и осуществление подавления рассматриваются в специальных курсах. Здесь будут даны лишь краткие сведения о видах радиопомех, воздействие которых на РЛС вынуждает к осуществлению ответных помехозащитных мероприятий.

П а с с и в н ы м и п о м е х а м и называют помехи, создавае­ мые или искусственными или естественными отражателями. Такие помехи либо нарушают нормальную работу РЛС путем маскировки полезного сигнала либо приводят к образованию радиолокационных сигналов, подобных полезным сигналам, что в конечном итоге искажает полезную информацию о цели.

Пассивные помехи создаются специальными противорадиолокационными отражателями: дипольными или уголковыми отражателями, металлизированными лентами, линзами Люнеберга и др.

Источниками пассивных помех могут быть естественные отражатели: для наземных РЛС — местные предметы (горы, лес и г. п.), облака, выпадающие осадки; для самолетных — земная или водная поверхность, облака.

А к т и в н ы м и п о м е х а м и называют помехи, создавае­ мые генераторами помех. Такие помехи аналогично пассивным либо маскируют полезный сигнал либо создают ложные сигналы, подобные полезным радиолокационным сигналам,

с целью искажения информации о цели.

Активные помехи по своей структуре обычно разделяются на импульсные и непрерывные.

231

признак кода и несущую частоту, не равную несущей частоте запросного сигнала:

Ко второй группе относятся методы и схемы защиты от по­ мех, проникших в приемное устройство: борьба с перегрузка­ ми приемника при воздействии помех и схемы (устройства) защиты, основанные на различии в структуре сигналов целей и помех (отличие по частоте, спектральному составу, по ам­ плитуде, фазе, частоте повторения, длительности импульсов).

Реализация любого метода повышения помехозащищен­ ности в конечном итоге направлена на достижение оптималь-

сигпал

ного отношения _____ _ на выходе приемного устройства,

пом еха

достаточного или для визуального наблюдения радиолокацион­ ного сигнала на выходном устройстве, или для обеспечения нормальной работы выходного устройства как оконечного эле­ мента радиолокационной станции. Увеличение помехозащи­ щенности Р Л С —одно из основных направлений совершен­ ствования современной радиолокационной техники.

§ 40. СЕЛЕКЦИЯ ПОДВИЖНЫХ ЦЕЛЕЙ (СПЦ)

Селекция подвижных целей — это выделение из всех отра­ женных сигналов, поступающих на вход приемника РЛС, сиг­ налов только движущихся целей.

Устройства селекции подвижных целей (СПЦ) применяют­ ся как средство защиты РЛС от воздействия п а с с и в н ы х помех.

Различают когерентные и некогерентные методы селекции подвижных целей.

Когерентные методы селекции основаны на использовании эффекта Допплера, некогерентные — на сравнении отражен­ ных сигналов, разделенных определенным промежутком вре­ мени.

Когерентные методы селекции могут быть реализованы в РЛС с непрерывным и импульсным излучением. Примене­ ние когерентного метода для селекции подвижных целей при непрерывном излучении было рассмотрено в главе I данного учебного пособия.

Когерентно-импульсный метод селекции подвижных целен

ностью, и без когерентного гетеродина, т. е. с внешней коге­ рентностью.

Наибольшее распространение получили РЛС с внутренней когерентностью. Принцип действия такой импульсно-когерент­

234

ной РЛС, упрощенная функциональная схема которого изо­ бражена на рис. 152, сводится к следующему.

В сравнении с ранее рассмотренной упрощенной функцио­ нальной схемой импульсной РЛС здесь, на рис. 152, новым элементом является только когерентный гетеродин, представ­ ляющий собой маломощный генеоагор высокой частоты.

Рис. 152

На вход приемника, кроме зондирующего и отраженных импульсов, поступает напряжение от когерентного гетеродина, который фазируется импульсами генератора высокой частоты. Фазирование осуществляется следующим образом.

Колебания от генератора высокой частоты подаются на когерентный гетеродин. Поэтому на время существования зондирующего импульса частоты и фазы когерентного гетеро­ дина и генератора высокой частоты устанавливаются равными. Этот процесс происходит каждый раз при посылке очередного зондирующего импульса.

По окончании зондирующего импульса когерентный гете­ родин будет генерировать колебания с навязанной ему часто­ той и фазой, т. е. колебания, когерентные колебаниям генера­ тора высокой частоты. Таким образом, когерентный гетеро­ дин, «запоминая» фазу и частоту зондирующего импульса, увеличивает длительность этих импульсов до величины, при­ мерно равной периоду посылки зондирующих импульсов.

Рассмотрим теперь особенности.преобразования сигналов, отраженных от неподвижных и движущихся объектов.

Детектирование сигналов от неподвижных объектов

235

сительно зондирующего импульса. Для неподвижной дели

D = const и, следовательно, Д£=, const.

Для неподвижного объекта ®= const, так как D=const. При наличии на входе приемника напряжений ис и иг согласно рис. 154 амплитуда входного напряжения будет:

Umр — UBX= U~mг 4 “ U^mс -)- 2 Uтг Urnс COS ® . ( V I I I , 3 )

^ — 4 W -

Следовательно, результирующее напряжение, действующее на входе приемника в течение длительности импульса отражен­ ного сигнала, имеет постоянную амплитуду. Для неподвиж­ ного объекта (D=const) от импульса к импульсу величина этой амплитуды сохраняется постоянной.

Приращение амплитуды 12ш в момент прихода отражен­ ного импульса будет:

236

Из выражения (VIII, 5) и рис. 154 видно, что прираще­ ние амплитуды результирующего напряжения в зависимо­

туды положительной полярности в зависимости от величины угла ср (рис. 154). Если эти импульсы подать на индикатор с амплитудной отметкой, то они будут наблюдаться в виде отметки постоянной амплитуды.

Детектирование сигналов, отраженных от движущихся объектов

Если отражающий объект непрерывно перемещается

т. е. каждому новому значению D будет соответствовать новое значение разности фаз:

Приращение разности фаз между двумя импульсами с пе­ риодом посылки Т и будет:

Амплитуда результирующего напряжения на входе прием­ ника в течение длительности каждого импульса отраженного сигнала изменяется согласно (VIII, 4):

DBX(f) = Um г [1 + т cos ®(*)].

237

Если бы отраженный сигнал был непрерывным, то мы получили бы непрерывные амплитудно-модулированные колебания. Однако напряжение Uax(t) существует только в интервале t0< t < т + to- Поэтому амплитуда результи­ рующего напряжения от импульса к импульсу изменяется скачком (рис. 155). Огибающая, соответствующая прира­ щениям амплитуды, определяется допплеровской частотой

(рис. 155, а)-.

После детектирования получаются видеоимпульсы, модули­ рованные по амплитуде с допплеровской частотой (рис. 155,6).

При подаче таких импульсов на индикатор с амплитудной от­ меткой амплитуда и полярность импульсов от движущегося объекта будут меняться — отметка получается пульсирующей, что и является признаком движущегося объекта.

Методы формирования напряжения когерентного гетеродина

Одним из основных требований, предъявляемых к когерент­ ному гетеродину, является высокая стабильность генерируемых колебаний. Выше был рассмотрен метод формирования напря­

238

жения когерентного гетеродина путем фазирования колебаний гетеродина высокочастотными колебаниями генератора СВЧ передающего устоойства. Подобный метод может быть реали­ зован, прежде всего, на метровых волнах. Однако и в диапазоне метровых воли возникают трудности в создании колебатель­ ных систем с большой добротностью. Поэтому в настоящее время наибольшее распространение получил метод формиро­ вания напряжения когерентного напряжения на промежуточ­ ной частоте, поскольку создание стабильного когерентного гетеродина на промежуточной частоте значительно проще, чем па высокой. Принцип формирования напряжения когерентного гетеродина показан на функциональной схеме рис. 156.

неподвижных объектов

Основным методом подавления сигналов неподвижных объектов, получившим наибольшее распространение в коге­ рентно-импульсных РЛС с большой скважностью (т. е. с не­

большим отношением q— —■, где т — длительность зондирую-

‘ и

щих импульсов, Ти — период их повторения), является метод череспериодной компенсации. Принцип действия компенси­ рующего устройства, упрощенная схема которого представлена ка рис. 157, сводится к следующему. На вход вычитающего устройства поступают видеоимпульсы как непосредственно с- выхода приемника, так и с выхода запоминающего или за-

239

держнваюшёго устройства, в котором каждый импульс запо­ минается или задерживается на время, равное периоду повто­ рения зондирующих импульсов.

Видеоимпульсы неподвижных объектов имеют постоянную амплитуду. Поэтому при равенстве амплитуд прямых и задер­ жанных импульсов можно получить их полную компенсацию. Амплитуды видеоимпульсов движущихся целей изме­ няются во времени (рис. 155,6). Частота этих изменений равна допплеровской частоте. Амплитуды прямого и задер­ жанного импульсов не равны погвеличине. Поэтому на выходе вычитающего устройства результирующий сигнал движущей­ ся цели не будет равен нулю.

П р -п р и е м н и к , Г -гет еродин, Д т - а т т е н ю а т о р , УЛЗ-ультраз£укоЗые л и н и и задерж ки, УП Ц -усили-

д е т е к т о р , У -В и д ео у с и ли т е ль о д н о п о л я р н ы х им п у л ь CoBj 2 И - и н д и к а т о р

Рис. 157

В настоящее время в качестве задерживающих устройств в РЛС различного назначения применяются у л ь т р а з в у к о ­

как ультразвук в среде распространяется со скоростью поряд­ ка 1200—6000 м/сек.

240