Основы теории радиосистем и комплексов радиоэлектронной борьбы. Учебное пособие

2

УДК 621.37 (075.5); 621.396.96

Основы теории радиосистем и комплексов радиоэлектронной борьбы: учеб. пособие / В.И. Кошелев; Рязан. гос. радиотехн. ун-т. -

Рязань, 2016.– 80 с.

В соответствии с Государственным образовательным стандартом специальности «Радиоэлектронные системы и комплексы» изложены: общетеоретические вопросы радиоэлектронной борьбы, математические основы принятия решений в задаче обнаружения сигналов, различные варианты уравнения дальности радиосвязи и радиолокации в условиях шумов и помех, методы формирования помех и борьбы с ними, рассмотрены структурные схемы основных устройств защиты от помех.

Приводятся примеры применения методов радиоэлектронной борьбы в системах радиолокации и радионавигации.

Предназначено для студентов старших курсов направления «Радиотехника», изучающих дисциплину «Основы теории радиосистем и комплексов радиоэлектронной борьбы» (специалитет) и будет полезно студентам бакалавриата при изучении дисциплины «Радиотехнические системы», а также магистрантам, изучающим дисциплину «Средства радиоэлектронной борьбы в радиолокации и радионавигации».

Табл. 3. Ил. 24. Библиогр. 13 назв.

Принятие решений, алгоритмы обнаружения сигналов, дальность действия РЛС, помехи системам радиолокации, радионавигации, радиовзрывателям, методы защиты от помех, электромагнитное оружие.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Рязанского государственного радиотехнического университета.

Рецензент: кафедра радиотехнических систем РГРТУ (зам. зав. кафедрой И.С. Холопов)

4.3. Дальность действия РЛС при наличии пассивных помех .45

5.9. Борьба с радиоуправляемыми взрывными устройствами .66 6. Средства электромагнитного поражения РЭС и энергосистем

5

1. Введение

1.1. Краткая историческая справка

Вянваре 1902 г. в докладе российского Морского технического комитета сообщалось: "…телеграфирование без проводов обладает тем недостатком, что телеграмма может быть уловлена на всякую иностранную станцию и, следовательно, прочтена, перебита и перепутана посторонними источниками электричества". Два года спустя, в ходе русско-японской войны, 15 апреля 1904 г. во время артиллерийского обстрела японской эскадрой внутреннего рейда Порт-Артура и самого города радиостанции российского броненосца "Победа" и берегового поста "Золотая Гора" затруднили передачу телеграмм вражеских кораблей-корректировщиков. Об эффективности радиопомех свидетельствовал контр-адмирал Ухтомский в своем докладе адмиралу Алексееву: "Неприятелем выпущено более 60 снарядов большого калибра. Попаданий в суда не было".

В1911 г. профессором радиотехники Военно-морской академии Петровским впервые были теоретически обоснованы способы создания радиопомех и защиты от них радиосвязи. Одновременно разрабатывались меры, позволяющие "…уходить во время сеансов радиосвязи от помех противника".

Созданные средства радиопротиводействия использовались для выявления каналов связи противника и перехвата передаваемой информации. Однако в годы первой мировой войны радиопомехи в основном использовались для нарушения радиосвязи. Правда, это происходило лишь эпизодически, так как предпочтение отдавалось перехвату радиопередач, а не их срыву. Вместе с тем, например, в германской армии уже появились специальные станции радиопомех.

Впериод между мировыми войнами в связи со значительным развитием радиосвязи появляются радиопеленгация, радиотелеуправление, радиолокация. Это привело к широкому развитию способов и техники противодействия этим радиоэлектронным средствам.

Идею создания помех радиолокаторам впервые высказал в 1937 г. член-корреспондент АН СССР Бонч-Бруевич. Одна из первых заявок на изобретение в области противодействия РЛС называлась "Метод и устройство осуществления помех типа "Лжеобъ-

6

ект" работе радиодальномеров" была подана в мае 1939 г. инженером Кабановым.

Впредвоенные годы в Советском Союзе изготавливаются опытные образцы станций радиопомех "Шторм" в ультракоротковолновом, "Шторм-2" в средневолновом и "Гром" - в коротковолновом диапазонах для подавления линий радиосвязи. Активное участие в их разработке принимали академик Шулейкин, профессор Кляцкин и другие.

На фронтах Великой Отечественной с 6 по 12 сентября 1941 г. при нанесении нашими войсками контрудара под Ельней применялся опытный образец станции помех "Гром". Активно осуществлялось противодействие радиосвязи противника путем создания помех с помощью штатных радиостанций. В ходе окружения 6-й полевой армии Паулюса с целью ее радиоблокады в составе Донского фронта формируется специальная группа радиоразведки и радиоподавления, использовавшая позывные войск Манштейна, пытавшихся деблокировать окруженную группировку.

16 декабря 1942 г. было издано постановление ГКО "Об организации в Красной Армии специальной службы по забивке немецких радиостанций, действующих на поле боя", а 17 декабря 1942 г. подписана директива "О формировании специальной группы и специальных дивизионов радиопомех". За основными радиосетями противника велось круглосуточное наблюдение, во время которого выявлялись основные и запасные частоты вражеских радиостанций, их расположение, войсковая принадлежность и режимы работы. Одновременно с постановкой помех наносились удары по командным пунктам и радиолокационным постам вражеских войск.

ВБерлинской операции радиоэлектронная борьба достигла совершенства. Она включала радиоразведку, радиоподавление, дезинформацию, поражение радиосредств пунктов управления противника. Дополнительно самолеты бомбардировочной авиации создавали помехи РЛС ПВО Германии. Примерно с середины 1943 г. советская авиация препятствовала работе РЛС рассеиваемыми с самолетов - постановщиков помех бумажными металлизированными лентами.

1945-1955 гг. характеризуются успешными действиями США,

СССР и их союзников по расширению областей применения радиоэлектроники в военном деле и еще более решительными шагами сторон по усилению борьбы с радиоэлектронными средствами.

7

Именно тогда появляются первые отечественные работы известных советских ученых и инженеров - Берга, Щукина, Котельникова, Введенского, Шулейкина, Леонтовича, Минца по радиоэлектронному подавлению. Под руководством конструкторов Органова, Воронцова, Брахмана, Альтмана, Попова создаются станции помех СПС-1, СПС-2, СПБ-1 ("Альфа"), СПБ-5 ("Бета"), АСО и другие.

РЭБ в Вооруженных силах СССР стали уделять серьезное внимание с начала 1950-х гг., когда война в Корее весьма убедительно продемонстрировала эффективность применения радиоэлектронных средств. В 1970-х гг. с появлением в сухопутных войсках, ВВС, ВМС вероятного противника новых систем разведки и управления и совершенствованием существующих возникла необходимость в отработке новых способов ведения радиоэлектронной борьбы. Изыскивались пути повышения эффективности ведения РЭБ, наиболее целесообразные способы применения сил и средств. Дальнейшее развитие радиоэлектронной борьбы свидетельствует о том, что средства РЭП становятся практически радиоэлектронным оружием, а в ряде случаев – единственным средством эффективной РЭБ.

Во многих локальных войнах интенсивно использовалась новейшая аппаратура радиолокации, радиосвязи, радионавигации, радиопомех и тепловидения, телевизионная, инфракрасная, лазерная техника. Противоборство в эфире шло с применением средств радиоэлектронной борьбы и радиоэлектронного вооружения и преимущественно между силами и средствами воздушного нападения и противовоздушной обороны.

Впервые помехи радиосвязи в боевых действиях создавались в апреле 1970 г. во время нанесения египетской авиацией ударов по объектам противника на оккупированном Синайском полуострове.

Отдельно следует отметить цикл работ научной школы Московского авиационного института, выполненных под руководством профессора П.А. Бакулева, которые позволили создать высокоэффективные средства подавления пассивных помех (системы СДЦ).

Методы радиоэлектронной борьбы применимы на различных этапах жизненного цикла радиоэлектронных средств: проектировании; испытаниях опытного образца; серийном производстве; транспортировки; хранении; эксплуатации; утилизации.

8

1.2. Методы принятия решения в задачах радиоэлектронной борьбы. Основные термины и определения

Конфликт представляет собой одну из форм взаимодействия сложных систем. Средства радиоэлектронной борьбы (РЭБ) включают в себя совокупность организационных, радиотехнических, информационных и других аппаратно-программных средств, направленных на преодоление аналогичных средств конфликтующей стороны. Средства РЭБ классифицируются по характеру решаемой задачи на радиоэлектронную разведку (РЭР), радиоэлектронное наблюдение (РЭН), радиоэлектронное подавление (РЭП), радиоэлектронную маскировку (РЭМ), электромагнитное поражение

(ЭП) [1, 2].

Помехой называется стороннее возмущение, действующее на радиосистему и препятствующее правильному приёму (обработке) сигналов. Различают аддитивные и мультипликативные помехи. Источники помех могут находиться как вне, так и внутри самой радиосистемы. Основы теории помехоустойчивости в 1956 г. заложены академиком Котельниковым в работе «Теория потенциальной помехоустойчивости».

Помехоустойчивость радиосистемы — способность устрой-

ства (системы) выполнять свои функции при наличии помех. Количественно помехоустойчивость оценивают интенсивностью помех, при которых нарушение функций устройства ещё не превышает допустимых пределов.

Помехозащищенность определяется способностью радиосистемы выполнять свои основные функции в условиях радиоэлектронного конфликта. Помехозащищенность достигается применением различных технических мер (схем защиты от помех) и организационных мероприятий (кратковременностью включения, перестройкой частоты и пр.). Количественно характеризуется критерием эффективности помехозащиты.

Решение – это ряд логических утверждений о том, какая из гипотез относительно состояния изучаемого явления принимается за верную или истинную.

Правило решения – устанавливает соответствие между набором решений и результатов наблюдений.

В табл. 1 приведены основные соотношения для расчета средней стоимости ошибочных решений [3].

Р(Н1 Н1) + Р(Н0 Н1) + Р(Н1 Н0) + Р(Н0 Н0) = 1 .

Так как на практике сложно определить априорные вероятности гипотез Р(Н1) и Р(Н0), то их или задают априорно или исключают из рассмотрения применением частных критериев, рассмотренных ниже.

Условные плотности вероятности являются качественными и количественными характеристиками принятия решений

где D – вероятность правильного обнаружения; D – вероятность пропуска цели. D + D = 1 – образуют полную группу событий.

10

Каждому ошибочному решению могут быть поставлены в соответствие стоимости ошибочного решения.

Качество системы принятия решений можно характеризовать средней стоимостью ошибочных решений r .

Среди всех решений согласно критерию Байеса наилучшим является то, которое обеспечивает минимум средней стоимости ошибочных решений ( minr ).

где l0 = r10P(H0)/r01P(H1) – весовой множитель, зависящий от соотношения стоимостей ошибочных решений и соотношения априор-

ных вероятностей гипотез. Критерий (1.5) полностью эквивалентен