РАДИОЭЛЕКТРОННАЯ БОРЬБА: РАДИОРАЗВЕДКА И РАДИОПРОТИВОДЕЙСТВИЕ

Схема адаптивная (по количеству формируемых лучей, по энергетике в каждом луче, по любому типу помехи, излучаемых в каждом луче). МЛАР имеет по 20 лучей в секторе 120° (один комплект) с параметрами ∆θа.=10...12°, Gn=15...20 дБ. Верхняя схема с генератором помеховых функций (ГПФ) и модуляторами создает в каждом луче заранее выбранную модуляционную ответную помеху (шумовую или имитирующую). В зависимости от этого выбора вырабатывает различные модулирующие функции umi(t), ie[1;n]. Нижняя схема предназначена для создания модуляционную шумовую помеху генераторного типа. Здесь ЦВМ просто включает п кянятттлй

ЗГ и устанавливает (цифровым способом) несущую частоту foшi, ie[l;n] для каждого луча.

Элементная база САП (рис.9.3) выбирается специально. Так, вся полоса оперативной радиотехнической разведки составляет ∆θа =1000 МГц. Эта полоса разбивается на п полос ∆fшп>>50 МГц (п=20). Радиоприемники прямого усиления выполнены в единой конструкции с элементами МЛАР и имеют хорошие характеристики: чувствительность -45 дБ, динамический диапазон -50...-60 дБ, логарифмическую амплитудную характеристику. Пеленгование происходит амплитудным методом (сравнение амплитуд двух соседних лучей) и имеет точность по азимуту σа=15°. Три комплекта ЛБВ выбраны миниатюрными с хорошими характеристиками l=7...10 см, Pmax = 25...50 Вт, полоса 2...4 октавы, КПД>=20%. ГПФ выполняются как цифровые синтезаторы модулирующих функций, управляемых от ЦВМ. Высокочастотные коммутаторы имеют высокое быстродействие и могут подсоединять любые комбинации элементов МЛАР для адаптации ДНА. Время задержки ответной помехи относительно момента обнаружения излучения ∆t=1000 нc.

Логика работы ЦВМ иллюстрируется рис.9.4, где указаны параметры измерительного РПМУ (многоканального и одноканального), используемого для задач оперативной РТР. Сложность алгоритмов обработки сигнала и адаптивного управления САП требует применения для распознавания образа цели и для выбора типа помехи весьма совершенной ЭВМ.

На рис.9.5 представлена схема № 27 на одной МЛАР с циркулятором. В этой схеме СВЧкоммутатор управляется (по данным, получаемым от РПМУ средства оперативной РТР) от схемы управления. Здесь лишь одна ответная помеха (импульсная или имитационная) подключается ко всем

лучам МЛАР.

9.2. Схемы САП на решетках Ван-Атта

Решетки Ван-Атта были предложены в 1968г. Это устройства, всегда создающие излучение по направлению, противоположному направлению, с которого принимается сигнал, т.е. решетки Ван-Атта всегда формируют помеху, прицельную по углу. Элементы приемной и передающей решеток соединяются попарно, причем электрические длины соединительных линий для всех пар одинаковы (рис.9.6). Сигналы, принятые и переизлученные элементами решетки, проходят одинаковый путь и приобретают одинаковые фазовые набеги. Поэтому направление максимума излучения у решетки совпадает с направлением максимума приема, а синфазный фронт переизлучаемой волны всегда параллелен фронту волны принимаемого сигнала. Элементами решетки могут быть антенны разнообразных типов и конструкций (вибраторы, линейные ФАР, рупорные и т.п.), предназначенные для работы с любой поляризацией. Принцип действия при этом не меняется.

На рис.9.7 представлена решетка ВанАтта на линейной ФАР. Здесь зеркальными берутся элементы A-N, A+N, A-i , A+i . Только в этом случае равны электрические длины путей l-N, l+N, l-i , l+i

На рис.9.8 представлена САП № 28 с фазовой настройкой для создания узкополосных ответных помех (например, прицельных ОШП).

Пусть на систему из трех разнесенных антенн АО, Al, A2 (база антенны d) приходит с пеленга θ плоская гармоническая волна. Антенны Al, A2 являются приемопередающими (за счет применения циркулятора ). В каждый из каналов включена ЛБВ, САП узкополосной прицельной по частоте ответной шумовой помехи и фазовращатель ФВ. Центральная антенна работает только на прием и служит для

оценки пеленга θ * и длины несущей волны (несущей частоты fo*). На пути волны от точки 1 через ретранслятор вновь до точки 1 электромагнитная волна приобретает суммарный фазовый сдвиг

рис.9.10. Здесь приемник оперативной РТР (ОРТР) позволяет в широких пределах варьировать выбором типа ответной помехи.

Все эти САП обладают высоким энергетическим потенциалом. Как было сказано выше, он равен

Еще выше энергетический потенциал САП на решетках Ван-Атта. Например, в схеме рис.9.7 обе антенны Адч излучают когерентные ответные сигналы, сформированные из общего принимаемого сигнала. Поэтому решетка с 2N элементами даст суммарный (ЭП)и, равный

(ЭП)и=РпN2 Gn, (9.5)

где Рд - мощность ответной помехи на выходах ЛВБ.

Если Рп=400Вт, Gп=100, N=10, то (ЭП)и=400-100-100=4МВт. Ни одна САП такого потенциала создать не может.

Глава 10. СТАНЦИИ АКТИВНЫХ ИМИТАЦИОННЫХ ПОМЕХ

10.1. Ответные имитационные помехи

Имитационные (имитирующие) помехи вносят ложную информацию в принимаемые подавляемым РЭС сигналы. Поэтому такие помехи иначе называются дезинформирующими. Поскольку имитирующие помехи не должны селектироваться приемником РЭС на фоне полезного сигнала, их также называют сигналоподобными. С помощью имитирующих помех реализуют следующие методы противодействия.

1. Создают ложный сигнал с тем, чтобы РЭС "запутывалась" и не могла отличить полезный сигнал от ложного.

2.Принимаемое колебание наделяется ложным информационным параметром λп(t) , отличающимся от значения λс(t) информативного для РЭС параметра полезного сигнала с тем, чтобы создать ситуацию, приводящую к появлению ошибок. Параметры λп(t) и λс(t) могут быть векторными.

3.Целенаправленно (по выбранному закону) изменять параметр λп(t) с тем, чтобы увести следящую систему РЭС от измеряемого параметра λс(t) (уводящие помехи) или "перенацелить" РЭС с измеряемого параметра λс(t) на ложный λп(t) (перенацеливающие помехи).

К ответным имитационным помехам иногда причисляют переизлученные маскирующие шумовые помехи (непрерывные или импульсные). В последнее время применяются комбинированные ответные импульсно-шумовые помехи, обладающие наивысшей эффективностью.

Ответные имитационные помехи (ОИП), в отличие от шумовых, не являются универсальными. Они предназначаются для борьбы с РЭС определенного типа и назначения (РЛС, РСПИ и т.д.). Следует отметить, что эффективность ОИП ниже, чем у шумовых помех.

Имитационные помехи применяются в виде сосредоточенных по пространству (излучаемые из одной точки пространства) и пространственно разнесенных помех.

Ответные имитационные помехи можно классифицировать в зависимости от назначения. Ретрансляционные ответные имитационные помехи по существу генерируют ложные цели

(ГЛЦ), ретранслируя запросные сигналы РЛС. Иногда такие помехи наделяются модуляцией, чтобы имитировать флуктуации сигналов, отраженных протяженными и движущимися целями.

Однопараметрические (однократные) ответные имитационные помехи, которые состоят из одного ложного импульса, подобного импульсу отраженного сигнала РЛС с тем, чтобы навязать следящим системам РЭС двухцелевую ситуацию. Если параметры (частота, задержка) такого помехового импульса изменяются/то помехи являются уводящими.

Многопараметрические (многократные) ОИП, которые в ответ на сигнальный импульс создает п ответных сигналоподобных импульсов. Так создается ложная многоцелевая ситуация, иногда с синхронным уводом всей пачки ответных импульсов радиолокационного сигнала.

Перенацеливающие ОИП одновременно срывающие слежение за полезным параметром λс(t) и принудительно перенацеливающие на ложный сигнал с ложным параметром λп(t). Такие помехи могут быть однократными и многократными

Ответные маскирующие шумовые помехи, которые формируются из подавляемого сигнала за счет модуляции по некоторому параметру λп(t).

Одноточечные совмещенные помехи, как уже говорилось, излучаются из одной точки и предназначены для подавления однопозиционных РЭС (для решения этой задачи помехи воздействуют на канал обнаружения, различения и распознавания, канал дальности, канал скорости, угломерные каналы с линейным и коническим .сканированием, а также угломерные каналы моноимпульсного типа), радиосистемы передачи данных и связи (воздействуя как на информационный канал, так и на канал синхронизации).

Многоточечные помехи излучаются с нескольких пространственно разнесенных точек. Они предназначены для подавления угломерных каналов, многопозиционных РЛС активного и пассивного типов, взаимокорреляционных систем.

10.2. Эффективность ответных имитационных помех

Типовая структурная схема станции формирования ответных имитационных помех показана на рис. 10.1.

Схема подобна схемам формирования ответных шумовых помех. Но имеется несколько отличий. Во-первых, в этой схеме сильно развита подсистема оперативной радиотехнической разведки: именно она служит для выбора вида ответной помехи и включения системы управления (СУ) помехой. Во-вторых, схема использует детерминированные модулирующие функции. Эти модулирующие функции Fam(t) и Fчм(t) формируются генератором помеховых функций (ГПФ) и подаются на амплитудный и фазовый модуляторы, а также на ЛБВ. В-третьих, в схеме станции формирования ответных имитационных помех всегда имеется управляемая линия задержки τn(t), чтобы эта станция могла формировать помехи, уводящие по дальности.

Полезный принимаемый подсистемой оперативной радиотехнической разведки сигнал в т. 1 схемы рис. 10.1 имеет вид

На выходе идеального УПЧ приемного устройства сигнал не изменится U2(t)=U1(t). В точке 3 сигнал будет задержан на τn= τn(t). т.е.

u3 (t) = KллзК Клбв1uc [t −τ n ,λc (t −τ n )] =

.

КлзКо Клбв1 Re{Ec [t −τ n ,λc (t −τ n )]exp[ jωc (t −τ n )]}

После AM и ФМ(ЧМ) модуляторов и управляемой по частоте и амплитуде ЛБВ-2 в точке 9 на выходе станции активных помех получится

где введены коэффициенты передачи отдельных звеньев схемы рис. 10.1.

В (10.4) возможны упрощения. Во-первых, задержкой τn можно пренебречь во всех модулирующих функциях, поэтому

После таких упрощений комплексная амплитуда помехи на выходе схемы (рис. 10.1) принимает вид

Формулам (10.7) и (10.8) соответствует математическая модель средства постановки ответной импульсной помехи (рис. 10.2). Как видно, такие помехи являются типично модулирующими (мультипликативными) помехами. Важно отметить, что даже на скалярный сигнальный параметр λc(t) станция активных помех отвечает векторным помеховым параметром λп(t) (10.6). Именно это обстоятельство определяет большое разнообразие видов конкретных помех.

Сколько-нибудь общие аналитические исследования эффективности ответных имитирующих помех для подавления различных следящих РЭС очень затруднены, а доступные результаты таких исследований ограничены.

Судить об эффективности ответных имитирующих помех лучше всего по результатам математического моделирования или натурного

эксперимента. Таким путем удается более просто получить конкретные данные о вероятностях срыва, захвата, перенацеливания.

Энергетический потенциал ответных импульсных помех для сигнала Un(t) не может служить показателем эффективности. Напротив, обычно стараются создать ответные импульсные помехи с мощностью, сравнимой с мощностью сигнала (мощность или амплитуда - такой же параметр помехи, как

илюбой другой, а имитирующая помеха должна быть подобна сигналу по всем параметрам, в том числе

ипо амплитуде.).

10.3. Генераторы ложных целей (ретрансляционные ОИП)

Схема, поясняющая принцип работы и применения генератора ответных импульсных помех, приведена на рис. 10.3. РПД РЛС обнаружения в точке 1 создает и излучает зондирующий сигнал частоты fo. Этот сигнал достигает ЛА (цели) и отражается от него (импульс D на рис. 10.3,б). Амплитуда

Ец. В результате в точке 2 на РПМ РЛС рис. 10.3, в

приходят от истинной цели (ЛА) и от ложной цели ЛЦ с ГЛЦ импульсы, мало различимые по амплитуде. Это не позволяет РЛС селектировать ЛЦ от ЛА, т.е. создает эффект размножения строя ЛА. Надо только принять меры, чтобы импульсы Ц и ЛЦ (рис. 10.3, в) были не только подобны по своим параметрам, но и имели одинаковые флуктуации, обусловленные отражением сигнала от протяженной цели (ЛА).

Проще всего ГЛЦ выполнить по схеме ретранслятора с дополнительным усилением и модуляцией переизлученного запросного сигнала РЛС. Существует несколько способов создания ретранслированных помех.

Классическая схема однократного ГЛЦ № 31 приведена на рис. 10.4. Схема работает с общим гетеродином с усилением на промежуточной частоте fnp=fc-fr с восстановлением несущей fnp=fnp+fr so

втором смесителе. Схема может работать в других режимах для использования в передатчиках одноразового действия (ПОД). В этом варианте смесителей нет, а сигнал принимается на антенну Аз колебание и излучается антенной А4 на той этой же частоте.

На рис. 10.5 представлена аналогичная схема № 32, отличающаяся тем, что функцию гетеродина

играет специальная схема, a fr формируется из сигнала (fr=fc+fnp).

Иногда требуется создать ответный импульс сигнала, задержанный (∆t) и уширенный (τп>>τс). Для этой цели можно предложить схему № 33 (рис.10.6,а), формы сигналов в которой показаны на рис. 10.6,б.

Здесь модулированный флуктуациями уширенный импульс создается в генераторе импульсов (ГИ) и модуляторе. Модулятор управляет по амплитуде импульсной ЛБВ(И). Кроме ложного, схема излучает и полезный, но тоже промодулированный случайным образом по амплитуде сигнальный импульс (осциллограмма 5 на рис.

10.6,6).

Схема ГЛЦ № 34 (рис. 10.7) с реверберацией также создает задержанный (∆t=2τс) ответный импульс, но не уширенный.

В схеме имеются два переключателя, работающие синхронно с интервалом 2τс. Если они находятся в положении 1, импульс сигнала (А) поступает в цепь обратной связи, где включена линия задержки (ЛЗ) с 0,5∆t=τс и короткозамкнутая линия. Попадая в ЛЗ слева, импульс сигнала отражается в короткозамкнутой линии и приходит обратно в т.2 переключателя 1 с удвоенной задержкой 2τс. В это время ГИ, П2

переключаются в положение 2 и задержанный ответный импульс излучается.

В этих ОИП одиночный сигнал генерирует пачка ложных сигнальных импульсов. В схеме № 35 (рис. 10.8) для этой цели имеется делитель частоты (ДЧ), который задает промежуточную частоту fnp=fc/n.

Для генерации пачки ответных импульсов предназначена цепь обратной связи с управляемой линией задержки (УЛЗ) и двумя преобразователями частоты fnp←→fn. Типичные значения параметров схемы и характеристик помех: fc=l,5..4,5 ГГц (∆fc=3 ГГц), n=10, fnp=150...450 МГц (∆fnp =300 МГц).

На рис. 10.9 представлена схема № 36 с общим гетеродином, являющаяся комбинацией схем №

31, 32.