Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

РАДИОЭЛЕКТРОННАЯ БОРЬБА: РАДИОРАЗВЕДКА И РАДИОПРОТИВОДЕЙСТВИЕ

.pdf
Скачиваний:
812
Добавлен:
26.03.2015
Размер:
12.85 Mб
Скачать

Высокой эффективностью для РЭП обладают повторяющиеся шумовые помехи. На рис.10.103, а показаны осциллограммы, иллюстрирующие способ формирования одноточечной помехи совмещенная станцией активных шумовых помех, которая излучает повторяющиеся шумовые импульсы:

+∞

 

ξ (t)= ξ * (t iT )

(10.156)

i=−∞

где ξ*(t) - достаточно длинный шумовой импульс со спектральной плотностью и автокорреляционной функцией, изображенной на рис.10.103,6.

Эффективная ширина спектра fшп, и интервал' корреляции ∆τэ связаны простой зависимостью:

∆τэfшп =1.

(10.157)

Очевидно, что повторяющаяся шумовая помеха (10.156) будет иметь повторяющуюся автокорреляционную функцию, как на рис.10.103, в:

KK(τ)=Σi{KK(τ-iT)}= Σi{Rx(τ-iT)cosωпр(τ-iT)} (10.158)

Введенные обозначения позволяют исследовать реакцию взаимокорреляционного радиопеленгатора (рис. 10.101) на повторяющиеся шумовые помехи.

Напряжение на выходе интегратора

Z (τ *)= Tξ (t)ξ (t − ∆t + ∆τ *)dt = Kξ (τ * −∆t) = {Rξ (τ * it) cos(ωпр (τ * it))}

0

i

 

(10.159)

изображено на рис. 10.104. Как видно,

выходной эффект радиопеленгатора при совмещенной

повторяющейся шумовой помехе создает многопиковый отклик, внутри которого нет возможности

выбрать истинный эффект {Rξ (τ * it) cos(ωпр (τ * it))

i

и по нему точно измерить пеленг цели &*. Ошибочный захват одного из ложных пиков, отстоящих на kT

относительно истинного, даст ошибку пеленга

 

&*ЛЦ - &*ИЦ =kTc/d

(10.160)

а вероятность такого ошибочного захвата весьма высока.

Если против взаимокорреляционного пеленгатора (рис. 10.101) излучается парная когерентная шумовая помеха,как на рис. 10.105.

Считая фронт волны от обоих излучателей плоским, .можно представить суммарные колебания на выходах антенн А1, А2; как

u1(t)=ξ(t)+ξ(t-t2) u2(t)=ξ(t-t)+ξ(t-t2-t) (10.161)

где t опоеделеио соотношением (10.152).

Выходной эффект взаимокорреляционного измерителя радиопеленгатора оказывается

Z(∆τ*)=0T [ξ(t-t+∆τ*)+ξ(t-t2-t+∆τ*)][ξ(t)+ξ(t-t2)]dt

. (10.1б2)

Если ξ(t) - неповторяющаяся шумовая помеха с однопиковой автокорреляционной функцией

Kξ(r)=ξ(t)ξ(t+τ)=Rξ(τ)cosωпрτ, то выходной эффект Z(∆τ*) равен

 

Z(∆τ*)=2Kξ(∆τ*-t)+Kξ(∆τ*-t+t2)+ Kξ(∆τ*-t-t2)

(10.163)

Вид Z(∆τ*) показан на рис. 10.106.

Из анализа (10.163) и рис. Ю.;106 можно сделать выводы.

1. Линия задержки в станции активных помех t2 создает пару ложных целей, отстоящих от основного пика (∆τ*-t) на ±t2. За счет изменения t2 можно создать уводящие по времени (по углу) ложные цели.

2. Основной пик эффекта (∆τ*-t) всегда вдвое более сильный, чем ложные пики и его можно считать истинным.

3.Для выравнивания пиков(рис.10.10б)нужно в цепь вместе с линией задержки t2; поставить усилитель. Тогда неповторяющаяся шумовая помеха (рис.10.104 )не позволит выделить из трех пиков истинный пик, что и обусловит ее эффективность.

4.Если поставить в цепь второго излучателя несколько линий задержки t2i(t) и усилителей Кi, ie[l,n], можно имитировать несколько движущихся ложных целей, т.е. создать многопиковый эффект, как от повторяющейся шумовой помехи.

5.Можно вместо нескольких задержанных импульсов помехи излучать многопиковую

повторяющуюся шумовую помеху ξ(t)=Σi[ξ*(t-it2)]

с одной задержкой t2. Эффект будет по-прежнему многопиковым. Выравнивание пиков выходных эффектов типа рис. 10.1 Об по-прежнему создается усилителями в цепи второго источника.

Пусть теперь два источника некоррелированных шумовых помех ξ1(t) и ξ2(t) при K21(τ)=ξ1(t)ξ2(t)=0 излучают парную помеху по схеме рис.10.107,а.

Излучаемые помехи равны:

ξ1(t)=ξ1(t)+ξ2(t);

 

 

ξn(t)=ξ1(t-t1)+ξ2(t-t2).

(10.164)

 

На выходах антенн A1, А2; радиопеленгатора при этом будут колебания

 

u1(t)=ξ1(t)=ξ1(t)+ξ2(t);

 

u2(t)=ξп(t-t)=ξ1(t-t1-t)+ξ2(t-t2-t).

(10.165)

где t определено формулой (10.152). Поставив измерительную линию задержки для формирования оценки ∆τ* в цепь второго канала радиоприемника, можно определить выходной эффект

радиопеленгатора:

 

Z(∆τ*)=0T [ξ1(t)+ξ2(t)]dt=Kξ1ξ2(∆τ*-t-t2)+ Kξ2ξ1(∆τ*-t-t2)

(10.166)

который изображен на рис. 10.107,6. Как видно, парное некогерентное излучение дает двухпиковый выходной эффект (пики одинаковы, если равны мощности помех ξ1 и ξ2,) со сдвигом пиков на время

t1-t2=t12. (10.167)

Изменяя t12=t1,2(t) со временем, помеху можно сделать уводящей. Такая помеха может считаться эффективной, потому что приемник подавляемого РЭС не может с вероятностью 1 выделить из двух пиков истинный, не зная t1 и t2;. Если в схеме рис.10.107,д применить повторяющиеся шумовые помехи

ξ1(t)=Σi [ξ1*(t)-iT1], ξ2(t)=Σi [ξ2*(t)-iT2]

(10.168)

то каждый из пиков выходного эффекта Z(∆τ*) взаимокорреляционного измерителя рис. 10.107,6 размножится и выходной эффект оказывается многопиковым.

На схеме рис. 10.108 a, в отличие от случая рис. 10.105, антенная система радиопеленгатора принимает шумовые помехи, излученные станцией активных помех по разными лучам.

В этом случае

u1(t)=ξ1(t)=ξ2(t); u2(t)=ξ2(t)=ξ1(t-t2)

 

и выходной эффект взаимокорреляционного радиопеленгатора РПГ будет

 

 

Z(∆τ*) =0T ξ(t)ξ(t - t2 -t + ∆τ*)dt = Kξ(∆τ * -t - t2).

(10.169)

Форма Z(∆τ*) представлена на рис. 10.107,6. Если сделать t2=t2(t), то помеха станет уводящей по углу. При такой помехе радиопеленгатор будет измерять угол

&*(t)=c(t+t2)/d=&имр+∆θл(t) (10.170)

смещенный относительно истинного значения пеленга.

В случае некогерентного излучения шумовой помехи рис.10.107,а (при t1=0) с разделением лучей, как показано на рис.10.108,д, выходные напряжения антенн радиопеленгатора A1, А2; равны:

u1(t)=ξ1,(t); u2(t)=ξ2(t-t2-t),

(10.171)

 

а выходной эффект радиопеленгатора при конечном Т составляет

 

 

Z(∆τ*) =0T ξ1(t)ξ2(t - t2 -t + ∆τ*)dt = Kξ1ξ2(∆τ * -t - t2)+Kξ1ξ2(τ).

(10.172)

где Kξ1ξ2 - шумовой фон, изображенный на рис.10.109,вместе с сигнальной составляющей. Уровень шума оказывается тем большим, чем меньше время интегрирования Т.

Если цели отражают запросные сигналы РЛС (радиопеленгатор - часть активной РЛС), то они дадут полезный сигнальный выходной эффект Zc(∆τ). Если помехи ξ1 и ξ2 - заградительные шумовые, они всегда будут накрывать отклик Zc(∆τ- t) при любых вариациях переменной t2. Поэтому такая шумовая помеха может надежно подавить радиопеленгатор. Для надежного подавления нужно выполнить условие:

Kξ1ξ2>Zc(∆τ) (10.173)

Следует учесть, что Kξ1ξ2 (τ) пропорциональна мощности шумовой помехи ξ12(t). Таким образом,

мощная (вернее - обладающая большим энергетическим потенциалом) некогерентная помеха ξ1 или ξ2

при разделении лучей эффективно подавляет радиопеленгатор радиолокационной станции. Если сделать

t2 переменной во времени t2=t2(t), при некотором определенном t* шумовой фон будет надежно накрывать сигнальный выходной эффект Zc(∆τ).

Очень надежный и устойчивый к помехам метод радиотехнического наведения основан на ретрансляции отраженного целью сигнала бортовым комплексом ракеты. Иллюстративная схема применения такого метода показана на рис. 10.110.

Зондирующий сигнал РЛС uo(t) подсвечивает цель. Рассеянный целью сигнал принимается двумя системами:

- прямой отраженный сигнал поступает на выход канала визирования цели (КВЦ)

uR2c(t)=K2u0(t-2Rц/c)

(10.174)

- ретранслированный через ракету отраженный сигнал наблюдается на выходе канала

визирования ракеты (КВР)

 

uR1c(t)=K1u0(t-(Rц+Rп + Rцр)/c)

(10.175)

В отсутствие помех на выходе коррелятора с измерительной линией задержки будет выделен полезный эффект:

Zc(∆R, τ *)= TuR2c (t + ∆τ*)uR1c (t)dt =

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

2Rц

 

 

 

 

 

Rц + Rр + Rцр

 

K

K

2

u

t −

 

 

 

+ ∆τ * u

0

t −

 

dt =

(10.176)

 

 

 

 

1

 

 

0

 

с

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rц + Rр

+ Rцр

 

 

 

K

K

2

TK

 

τ *

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

0

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где K0(τ)=u0(t)u0(t+τ)=1/T0T u0(t)u0(t+τ)dt - автокорреляционная функция зондирующего сигнала u0(t). Измеряя при помощи коррелятора ∆τ*, можно оценить разность расстояний

R*=(Rц-Rр-Rцр)=c∆τ*.

(10.177)

Поскольку при визировании ракеты и цели измеряются также Rц* и Rцp*, из (10.177) можно

получать оценку:

 

Rp*=Rц*Rр*R*,

(10.178)

которая позволяет активно управлять наведением ракеты на цель.

Пусть теперь некогерентные станции активных помех САП 1 и 2 излучают заградительные

шумовые помехи:

 

ξ1(t)= ξ1ξ(t), ξпξ(t-t2)

(10.179)

При разделении лучей, когда остронаправленные антенны станции активных помех А1, А2 ориентированы точно на антенну РЛС канала визирования цели и на ракету, приемные антенны A'1 и A'2 (рис.10.109) сформируют шумовые компоненты:

uR1ш (t) = K1шξ1 t − Rp +сRцр ;

(10.180)

uR2ш (t) = K2шξ2 t −∆t2 Rсc ;

В результате на выходе взаимокорреляционного измерителя получается помеховый (шумовой) эффект

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

Rp + Rцр

 

 

 

 

 

Rc

Z

ш

(∆R, τ*) =

K

1ш

K

2ш

ξ

t −

 

ξ

2

 

t −∆t

2

 

 

 

 

 

 

 

1

 

с

 

 

 

с

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kξ1ξ 2 Rц − Rср − Rцр + ∆τ * −∆t2 + ∆Kξ1ξ 2 (T )

+ ∆τ * dt =

(10.181)

где Kξ1ξ2(T) - шумовой фон, зависящий от времени интегрирования Т. Вид суммарного выходного эффекта

Z(R,∆τ*)=Zc(R,∆τ*)+Zш (R,∆τ*)=K1K2TK0 (∆τ*-R/c)+Kξ1ξ2 (∆τ*-R/c-t2)+ Kξ1ξ2 (T)

(10.182)

показан на рис. 10.109,6. Обычно при некогерентных шумовых помехах Kξ1ξ2(τ)0 и характеристики качества оценок, формируемых взаимокорреляционным измерителем, определяется отношением шум/сигнал

 

 

(10.183)

q= Мощность [Кx1x2 (t)]/ Мощность [Zс(∆τ)]

и зависит от многих параметров: конструкций и характеристик антенн, мощностей сигналов и помех, расстояний и т.д. Если это число больше qпор, сигнал Zс(∆τ) будет подавлен шумом. Линия задержки

t2(t) в передатчике совмещенных шумовых помех нужна для подстройки, чтобы шумовой импульс надежно покрывал импульс Zс(∆τ) .В частном случае можно сделать задержку нулевой

t20.

(10.184)

Самое трудное - обеспечить разделение лучей.

Для этого требуется, чтобы лучи были очень

острыми, а боковые лепестки - малыми, с относительным уровнем порядка -40...-50дБ. Разумеется, для подавления радиосистем наведения ракет с ретрансляцией сигнала можно сделать передатчик с повторяющимися шумовыми помехами для создания в измерителе дезинформирующий многопиковый эффект.

Современные многопозиционные системы работают по двухэтапному принципу, который иллюстрируется рис 10.111

Если надо измерить местоположение излучающего объекта R*, выделяют линии положения и измеряют их первичными радиоизмерителями (дальности, радиальные скорости, угловые координаты, разности или суммы расстояний) пространственных параметров λij*. Затем на центральном пункте обработки информации (ЦПОИ) осуществляется второй (вторичный) этап обработки

R*=F(λij*). (10.185)

Первичными измерителями могут быть радиодальномеры, пеленгаторы, измерители взаимной корреляции. Тот или иной состав измерителей составляет специфику каждой системы местоопределения. В триангуляционной системе в качестве первичных измерителей используются пеленгаторы (в том числе моноимпульсные) в трех разнесенных точках приема. В разностно-дальномерных и суммарнодальномерных системах используются взаимокорреляционные измерители. В радиолокационных активных системах используются радиодальномеры, пеленгаторы и измерители скорости сближения с целью. В активно-пассивных радиолокационных измерителях добавляется взаимокорреляционный измеритель разности расстояний.

Обобщенные координаты объектов R={xo,yo,zo} в трехмерном декартовом пространстве связаны с пространственно-временными параметрами сигналов параметрическими уравнениями

x0=Fx[λ1 λ2 λ3 ]; y0=Fy[λ1 λ2 λ3 ]; z0=Fz[λ1 λ2 λ3 ];

(10.186)

где λi, i=1...3 - три параметра, соответствующие трем линиям положения (трех поверхностей), точкой пересечения которых и будет истинное положение цели. Использование менее трех независимых - радиотехнических параметров делает систему уравнений (10.186) неопределенной, а более трех - избыточной.

Известны два варианта применения помех против многопозиционных систем местоопределения. Первый вариант основывается на применении дезинформирующих помех. С помощью пространственно разнесенных помех, связанных с целью, всегда можно внести ошибку в показания первичных измерителей λi+∆λi, i=1...3 любого типа. Для этого достаточно знать конкретные типы радиотехнических измерителей, применяемых в данной многопозиционной системе, и применить самую

эффективную против нее помеху.

В этих условиях, в соответствии с уравнениями (10.186), многопозиционные системы будет давать ложные координаты

x=x0+x=Fx(λ1+∆λ1; λ2+∆λ2; λ3+∆λ3) ;

y=y0+y=Fy(λ1+∆λ1; λ2+∆λ2; λ3+∆λ3)

z=z0+z=Fz(λ1+∆λ1; λ2+∆λ2; λ3+∆λ3)

(10.187)

т.е. определять местоположение ложной цели. Это равносильно перенацеливанию (по пространственным координатам) с истинной на ложную цель. Если дезинформирующая помеха может синхронно управлять ошибками ∆λ1; ∆λ2; ∆λ3, можно помещать ложную цель в любую заданную точку пространства {X0 +x; Y0 +y; Z0 +z}. Если управление ошибками со стороны постановщика помех невозможно, координаты ложной цели будут случайными, неопределенными для средства РЭП.

Второй вариант предполагает применение маскирующей помехи. Если применяются такие пространственно разнесенные помехи (шумовые или имитационные), которые подавляют (срывают слежение или измерение) первичные радиотехнические измерители, вычисления по формуле (10.186) делаются невозможными, и многопозиционные системы подавляется полностью. Если в качестве первичных радиотехнических измерителей применяются радиодальномеры, измерители скорости, пеленгаторы со сканированием, подавление этих измерителей, в частности и многопозиционных систем вообще, возможно осуществить с помощью совмещенных помех.

В целом ряде случаев помехи создают в радиотехнических измерителях случайные ошибки ∆λi=1...3. Тогда, в соответствии с (10.187), координаты ложных целей будут случайными.

Пример воздействия помех на двумерную триангуляционную систему, работающую в плоскости Оху, иллюстрируется рис. 10.112.

В отсутствии помех в точках с координатами х=0, x=d (y=0) измеряются пеленги цели:

λ1*=(cosθ1)* ; λ2*=(cosθ2)* (10.188)

Вычислительное устройство по отсчетам λ* измеряет истинные пространственные координаты

цели:

x*0=d(sinθ2)*(cosθ1)*/(sinθ2 - θ1) ; y*0=d(sinθ2)*(cosθ1)*/(sinθ2 - θ1)* (10.189)

При необходимости могут быть определены дальности до цели

 

r1*=sqr((x0*)2.+ (y0*)2 ) ; r1*=sqr((d-x0*)2.+ (y0*)2 )

(10.190)

Используя (10.187)...(10.188), нетрудно вычислить ошибку местоположения, например по координате х:

х = х –x0 =(d/(cos(θ2-θ1)) [sinθ1 sinθ2 ∆θ1 + cosθ1 cosθ2 ∆θ1], (10.191)

где ∆θ12- ошибки измерения пеленгов.

Если ошибки измерений случайные взаимно независимые с одинаковой дисперсией

σq12 =σq22 =∆θ12=∆θ22

(10.192)

то среднеквадратическая ошибка измерения координаты х равна

σx=(d/(cos(θ2-θ1)) sqr[sin2θ1 sin2θ2 + cos2θ1 cos2θ2]σq

В частном случае θ2 =π/2 (рис.10.113)

σx=dσθ. (10.194)

Из этого решения видно, что относительная ошибка измерения координаты х

σx/d=σθ (10.195)

не зависит от пеленга, но возрастает с ростом ошибки пеленгования σθ

ЛИТЕРАТУРА

1. Военный энциклопедический словарь. -М.:Воениздат,1986.

2.Вакин С.А., Шустов Л.Н. Основы радиопротиводействия и радиотехни-1 ческой разведки. - М.:Сов.Радио, 1968.

3.Палий А. И. Радиоэлектронная борьба. -М.:Воениздат, 1989.

4.Вартасарян В.А. Радиоэлектронная разведка. -М.: Воениздат, 1991.

5.Защита от радиопомех./Под ред. М.В.Максимова. -М.:Сов.радио,197б.

6.L.B. Van Brunt. Application ECM.-EW Engineering inc. USA, 1982.

7.Верификация: проблемы контроля за разоружением./ Под ред. В.Колоджеро, М.Голдберга, СПКапицы. -М.:Мир, 1991.

8.Хорее А.А. Технические средства и способы промышленного шпионажа.;

-М.:ЗАО Концерн Дальснаб, 1997.

9. Бакулев П.А., Сосновский А.А. Радиолокационные и радионавигационные системы: Учебное пособие для вузов. -М.:Радио и связь, 1994.

10. Цифровые радиоприемные системы: справочник./ Под ред. М.И.Жод-S зишского. -М.:Радио и связь,

1990.

11. Тихонов B.ff. Статистическая радиотехника. -М.:Сов.радио, 1966.

12. Технические средства разведки./Под ред. В.И.Мухина.-М.:РВСН, 1992. 13. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. -М.:Сов.радио, 1967.

14. Радиолокационные станции воздушной разведки./ Под ред. Г.С.Кондратенкова. - М.:Воениздат,1983.

15. Гуткин Л.С. Теория оптимальных методов радиоприема при флуктуа-ционных помехах.- М.:Сов.радио,1972.

16. Тихонов B.ff. Оптимальный прием сигналов. -М.:Радио и связь, 1983.

17. Янке Е., Эмде Ф.. Леш Ф. Специальные функции. -М.:Наука, 1968. IS. Демин В.П., Куприянов А.И. Сахаров А.В. Радиоэлектронная разведка и радиомаскировка.-М.:Изд-во МАИ, 1997.

19. Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами./ Под ред. Г.И-Тузова. -М.:Радио и связь, 1985.

20. Бендат Дэк., Пирсон Ф. Измерение и анализ случайных процессов. -М.:Мир, 1974. 21.Березин Л.В., Вейцель В.А. Теория и проектирование радиосистем. -М.:Сов.радио, 1977.

22.Фальковт С.Е., Хомяков Э.Н. Статистическая теория измерительных систем.- М.:Радио и связь, 1981.

23.Фальковт С.Е. Оценка параметров сигналов. -М.:Сов.радио, 1970.

24.Маделунг Э. Математический аппарат физики. -М.:Наука, 1962.

25.Покровский Н.Б. Расчет и измерение разборчивости речи. -М.:Связьиздат, 1962.

26.Основы радиоуправления./ П-А.Агаджанов, В.А.Вейцель, С.А.Волков-

ский и др. -М.: Радио и связь, 1995

27. Теория передачи сигналов. /А.Г.Зюко, Д.Д.Кловский, М.В.Назаров, Л.М.Финк. -М.: Радио и связь, 1986.

28.Пенин П.И. Системы передачи цифровой информации.-М.:Сов.радио,

29.Радиотехнические системы в ракетной технике./В.Д.Великанов, В И Галкин, И.И.Захарченко и др. -

М.:Воениздат, 1974. 30 Леонов А.И., Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация. -

М.:Сов.радио, 1970.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие..................................................................................

3

 

Введение.........................................................................

5

 

Часть!. РАДИОЭЛЕКТРОННАЯРАЗВЕДКА.........................................

 

8

Глава 1. Радио- и радиотехническая разведка (РРТР)..............................

 

8

1.1. Блок-схема станции радио- и радиотехнической

 

 

разведки...........................................................................................

12

 

1.2. Измерение частоты сигнала средствами РРТР...........................

 

21

1.3. Пеленгация РЭС средствами РРТР..............................................

 

27

Глава 2. Системы местоопределения в РРТР............................................

 

32

2.1. Триангуляционные системы.........................................................

 

33

2.2. Разностно-дальномерные системы местоопределения..............

 

38

Глава 3. Эффективность средств РРТР......................................................

 

43

3.1. Работа средств разведки в сложной сигнальной обстановке....

43

3.2. Потенциальные характеристики обнаружения сигналов

 

средствами РРТР в сложной сигнальной обстановке...................

45

 

3.3. Точность определения параметров сигналов РЭС..,.................. 60

Глава 4. Качество выделения сообщений средствами радиоразведки....

69

4.1. Перехват аналоговых сообщений................................................

 

69

4.2. Перехват сигналов систем с кодово-импульсной

 

 

модуляцией......................................................................................

89

 

Часть 2. РАДИОЭЛЕКТРОННОЕ ПРОТИВОДЕЙСТВИЕ.....................

 

93