РАДИОЭЛЕКТРОННАЯ БОРЬБА: РАДИОРАЗВЕДКА И РАДИОПРОТИВОДЕЙСТВИЕ

рис.10.49,в. При малых угловых отклонениях направления на цель от РСН εц <<1, из (10.26) и (10.27) следует, что

соответствует гармоническому (с частотой Fck) низкочастотному сигналу в точке 2 (рис. 10.49, г ). Глубина модуляции пропорциональна пеленгу цели:

а фаза огибающей несет информацию об угле ψ. С помощью двух синхронных детекторов с опорными

(10.28). Эти два напряжения обычно используются для слежения за углами εx и εy, стремясь направить на цель равносигнальное направление антенны.

В соответствии с принципом действия амплитудного пеленгатора с коническим сканированием любое принимаемое антенной колебание - будь то отраженный от цели сигнал или излучаемая целью помеха - модулируется по амплитуде синусоидой с частотой сканирования. На входе приемного устройства подавляемой РЛС при этом формируется колебание

ut (t)= un (t)E(t)= En ENn (t)[1+ µεц cos(2πFck t +ψ )]cos[ω0t − χ(t)] (10.32)

Огибающая E n E N n (t )[1 + µε ц cos (2πFck t + ψ )]= E Σ (t ) поступает на синхронные детекторы (рис. 10.49, в), выделяется на выходе фильтра с частотной характеристикой

резонансной частотой Fск и полосой пропускания 2∆Fск. Никакой другой селекции огибающей полезного сигнала от помех в амплитудном пеленгаторе обычно не предусматривается. Поэтому всякая помеха, проходящая синхронные детекторы, способна дезинформировать пеленгатор или подавлять полезную информацию µεц. И это значит, что всякая помеха, прошедшая на синхронные детекторы, эффективна против амплитудного пеленгатора с коническим сканированием.

Совершенно очевидно, что все сказанное относится к помеховому АМ-колебанию с частотой модуляции Fn, близкой к частоте сканирования Fcк (близкой в том смысле, что |Fn-Fck|<2∆Fск).

причем глубина ее модуляции не содержит информации об угле εц. Тогда огибающая смеси на входе синхронного детектора будет равна

выходе синхронного детектора создаются два колебания (рис. 10.50,6). Амплитуда одного из них обращается в нуль ( µε→0), когда равносигнальное направление совпадает с направлением на цель, а второго - с m=const остается и вносит ошибку в следящую систему радиопеленгатора.

Если Fcк на ЛА неизвестна (это скрытое сканирование или, иначе, сканирование только на прием), применяют модулированную помеху со случайной частотой сканирования (рис. 10.51,а). Можно также изменять Fn(t) по пилообразному закону (рис.10.51,6). При этом Fn(t) должна иметь размах ДРск, совпадающий с полосой неизвестности частот сканирования. Можно применить помеху, модулированную по амплитуде видеошумом. При этом спектр видеошума должен закрывать всю полосу ДРск.

Можно применить многократную помеху по углу МПУ, если в полосу ∆Fск задать (с помощью дополнительной ЧМ, ФМ, AM) модуляции частотами Fn±∆Fn, ∆Fn>>∆Fck, (гребенчатый спектр рис. 10.52).

Наконец, против амплитудных пеленгаторов с коническим сканированием могут применяться инверсные помехи с огибающей

= K '[1− µεц cos(2πFскt +ψ )]

Таким образом, в станции постановки активных помех достаточно выделить огибающую сигнала (10.30) и перевернуть фазу на 180°, промоду-лировать ею излучаемую помеху.

На рис. 10.53 приведена схема № 57 станции формирования помехи на измеряемой частоте сканирования. Здесь задающий генератор (ЗГ), управляемый генератором пилообразного напряжения (ГП), создает помеху

на частоте сканирования Fn(t). Когда с помощью детектора, обнаружителя и измерителя оценивается частота сканирования Fck* принимаемого от РЛС сигнала (сильного основного или слабого побочного излучения), перестройка

ГП останавливается. Начиная с этого момента времени, ЗГ генерирует колебание с частотой сканирования. Этим колебанием модулируется по амплитуде сигнал в выходной ЛЕВ.

радиотехнической разведки.

Можно создать помеховую модуляцию с частотой Fcк, применив сканирующую (синхронно с Fcк) антенну станции активных помех (рис. 10.47) с тем различием, что РСН этой АС не должно быть направлено на РЛС.

Самая распространенная схема станции активных помех со случайной частотой сканирования не отличается от правой половины схемы рис.10.53. Пилообразное напряжение с законом управления Fn(t) (рис.10.51,6) модулирует по амплитуде приходящие от активной РЛС зондирующие сигналы, не модулированные, если в РЛС применяется скрытое сканирование. Часто помеху со случайной частотой сканирования совмещают с другими помехами, в частности, помехой, синхронно изменяющей (с частотой сканирования) скважность зондирующих

импульсов, как это показано на рис. 10.54.

У помехи (рис. 10.54,6) синхронно меняются параметры Fn(t) (случайная частота сканирования рис.10. 54,e) Qn(t). Синхронизацию надо выполнить так, чтобы траектория в координатах Fn-Qn рис. 10.54, г. имела вид спирали. Тогда, как показывает практика, в РЛС с коническим сканированием появляются ошибки углового сопровождения.

Оригинальной является схема, одновременно синхронно меняющая частоту AM помехи Fn(t) и уводящая канал сопровождения по скорости fn(t). Такая помеха показана на рис. 10.5 5.

Частота повторения амплитуды Pn(t) меняется по закону Fn(t) (треугольному с периодом увода Ту). Несущая частота помехи fn(t) меняется по пилообразному закону в диапазоне ∆fд, перекрывающее диапазон возможных доплеровских сдвигов частоты РЛС. Частота повторения пилообразного напряжения F(t)=1/T(t) меняется по закону, находящемуся в противофазе по отношению к закону изменения Fn(t). Во время пауз Рд(t) увод по скорости прекращается. Такая помеха хорошо срывает угловое сопровождение в РЛС с непрерывными сигналами. Иногда fn(t) меняется по закону меандра с переменной частотой повторения F(t)= 1/T(t).

Классической является схема № 58 с ШЧС, показан-

AM). Ширина спектра такой помехи ∆Fск перекрывается гребенчатым спектром от псевдослучайной последовательности.

Нижняя по схеме цепь имеет детектор D1 с малой постоянной времени, выделяющий видеоимпульсы зондирующего сигнала, принимаемого от РЛС. Генератор импульсов (ГИ), модулируя ЛБВ(И), пропускает импульсы сигнала на выход. Вторая цепь с детектором 2 с

большей постоянной времени (типа пикового детектора) выделяет огибающую E(t) сигнала РЛС (через открытое или побочное излучение). Инвертор по фазе создает помеховое колебание

и тем самым создает инверсную помеху, прицельную по частоте сканирования.

Иногда в инверсной помехе вместо модулирующего гармонического колебания применяется меандр с частотой повторения (1...2)Fck.

Можно также применять мгновенную инверсную помеху типа (см. разд. 10.6), при которой огибающая отвечает на каждый импульс пришедшего от РЛС сигнала. Применяется инверсная помеха совместно с шумовой помехой, заградительной по частоте сканирования.

Также для подавления амплитудных пеленгаторов с коническим сканированием эффективны совмещенные поляризационные и псевдокогерентные помехи.

10.8. Совмещенные помехи моноимпульсным угломерным каналом

Существует большое количество моноимпульсных радиопеленгаторов амплитудного, фазового, взаимокорреляционного типа [2],[6],[9],[30]. Ниже, в данном разделе, приводятся их типовые схемы и кратко описывается принцип действия.

Моноимпульсный радиопеленгатор с амплитудной обработкой сигнала имеет четырехэлементную антенную систему (рис. 10.60), причем максимумы диаграмм направленности элементарных антенн разнесены на угол ±ε0 вдоль оси х (А1, А2) и вдоль оси у (Аз, А4).

Два волноводных суммарно-разностных моста в точках a...d формируют суммы и разности

После мостов включен четырехканальный приемник с идентичными каналами и со специальной схемой АРУ, работающей от выходного сигнала суммарного канала. На выходах приемника, в точках А и В, формируются напряжения:

Как будет показано в дальнейшем, эти напряжения пропорциональны направляющим косинусам cosθ cos φ пеленга цели. На выходах суммарных каналов формируются сигналы

несущие информацию об интенсивностях приходящего от цели сигнала.

Геометрические соотношения, нужные для анализа работы моноимпульсного пеленгатора (рис. 10.60), иллюстрируются чертежом (рис. 10.61).

ДНА каждой антенны A1...A4 можно считать аксиально симметричной (рис. 10.61, а) и описать некоторой поверхностью вращения. Например, вращения гауссовой кривой вокруг оптической оси антенны. Такая аппроксимация хорошо описывает форму главного лепестка ДНА, но не учитывает боковых лепестков:

где ∆ε - эффективная ширина главного лепестка; ε - угол между направлением на цель и направлением максимум ДНА.

Углу ε соответствуют направляющие косинусы cosθi cosφi i=1...4 максимумов ДНА и cosθ, cosφ – направляющие косинусы пеленга цели (рис. 10.61,6)

cosεi = cosθ cosθi + cosϕ cosϕi + (1− cos2 θ − cos2 ϕ )(1− cos2 θi − cosϕi ) i [1;4] (10.44)

Тогда сигналы на выходах четырехканального приемника с идентичными каналами (рис. 10.62) будут иметь место разности фаз.

Фазовые измерители (ФИ) (рис. 10.62), определяющие разности фаз

формируют отсчеты направляющих косинусов пеленга цели.

Взаимокорреляционные моноимпульсные пеленгаторы - это, по существу, те же устройства, что рассмотрены в предыдущем пункте, но с тем отличием, что у них вместо ФИ используются взаимокорреляционные измерители (ВЗКИ). Такие измерители определяют групповые задержки

сигналов ∆τ x * ≈ cosθ , ∆τ y * ≈ cosϕ . Для синусоидального сигнала на входе приемников такие

измерения эквивалентны измерениям направляющих косинусов пеленга цели. Однако для более сложных сигналов (широкополосных, шумовых и шумоподобных ) взаимокорреляционные измерители имеют особенности по сравнению с фазовыми.

В работах [2], [30] рассмотрен амплитудный радиопеленгатор тип рис. 10.60, отличающийся тем, что максимумы ДНА разнесены в направле ниях (∆α,∆β), (-∆α,-∆β), (+∆α,-∆β), (-∆α,+∆β) и в схеме имеется два волноводных суммарно-разностных моста. Такой радиопеленгатор измеряет непосредственно азимут а* и угол места β* пеленга цели. Следует отметить, что база разнесения

∆τ x * ≈ cosθ амплитудных радиопеленгаторов выбирается малой, так как полезную информацию о

пеленге несут лишь амплитуды. В фазовых и взаимокорреляционных пеленгаторах база (вернее, ее относительное значение, т.е. масштаб пеленгатора —) выбирается большой, так как она является масштабным коэффициентом, связывающим отсчеты фазы ∆φx и ∆φy с направляющими косинусами пеленга cosφ и cosθ (10.50), (10.51). Разные требования предъявляются к приемникам. У амплитудных радиопеленгаторов главное - идентичность амплитудных характеристик каналов. Для фазовых и взаимокорреляционных пеленгаторов высокие требования предъявляются к идентичности фазовых характеристик.

Преимуществом моноимпульсных радиопеленгаторов является нечувствительность к форме сигнального или совмещенного помехового колебания, если только они приходят на антенную систему с

общего направления cosQ, cosq». В самом деле. Пусть на фазовый или взаимокорреляционный пеленгатор приходит колебание помехи от цели:

un (t)= Eпξ (t)cos[ω0t −η(t)](10.52)

где ξ(t), η(t) - случайные (например, шумовые) процессы.

За счет разности хода колебания с выходов антенн А1, А2 (рис. 10.62) равны

u1(t)= un (t);u2 (t)= un (t − ∆τ н )= EПξ (t − ∆τ н )сos[ω0 (t − ∆τ н )−η(t − ∆τ н )] (10.53)

Так как медленные (низкочастотные) случайные процессы ξ(t),η(t) практически не отличаются

установится информативная разность фаз ∆ϕx =ωx∆τx не отличающаяся от той, которая была бы в случае пеленгования чистого синусоидального сигнала. Можно показать такую же индифферентность к совмещенным помехам и пеленгатора амплитудного типа. Но из сказанного следует, что никакие совмещенные помехи (10.52) не могут нарушить нормальную работу моноимпульсных радиопеленгаторов любого типа. Поэтому совмещенные помехи не эффективны для РЭП моноимпульсным радиопеленгаторам. Глубинная причина этого в когерентности любых колебаний, принятых на разнесенные антенны A1...A4». Замена угломерного канала со сканированием на моноимпульсные резко повысила их помехозащищенность к большинству типов совмещенных помех (в том числе, шумовых).

Известны только два вида совмещенных помех, эффективных против моноимпульсных радиопеленгаторов. Это двухчастотные (ДЧП) и поляризационные помехи (ПЗП).

Принцип радиопротиводействия при помощи двухчастотной помехи состоит в следующем. Если помеха состоит из двух гармонических колебаний, разнесенных по частоте примерно на fnp, то в результате биений этих двух колебаний в смесителе радиоприемного устройства образуется колебание, которое попадает в полосу УПЧ на частоте fnp. Но это колебание будет иметь другие амплитуды и фазы по сравнению с полезным сигналом. Совместное действие этого помехового колебания и сигнала создает условия, приводящие к ошибке в определении пеленга. Это утверждение можно иллюстрировать, рассмотрев фрагмент схемы любого моноимпульсного радиопеленгатора в виде двухканального приемного устройства (рис. 10.63)