РЛС 6 семестр / k9

Тема:

«Методи захисту РЛС від активних перешкод»

Навчальні питання

Проблеми, які створюються активними перешкодами для РЛС

Методи захисту РЛС від активних перешкод

1. Проблеми, які створюються активними перешкодами для РЛС

Активні перешкоди по характеру впливу діляться на такі, що маскують, і такі що й імітують.

Маскуюча перешкода повністю або частково маскує корисний сигнал і тим самим виключає або утрудняє його виділення в прийомному пристрої РЛС.

Імітуюча перешкода створює ефект неправильних (хибних) цілей, перевантажуючи пристрою обробки й утрудняючи одержання інформації про дійсні цілях.

Вплив активно-шумових перешкод на РЛС

При досить великому динамічному діапазоні приймача шумові коливання створюють ефект, аналогічний різкому збільшенню внутрішнього шуму, що утрудняє виявлення й вимір параметрів радіолокаційного сигналу при великої дальності до цілі. Дуже потужні активні перешкоди або перешкоди від близько розташованих джерел, що працюють у частотному діапазоні близькому до робочої частоти РЛС, можуть впливати по побічних каналах приймання.

Якщо динамічний діапазон приймача недостатній і має місце амплітудне обмеження сигналу (особливо в останніх каскадах ППЧ), то відношення сигнал/перешкода ще більш погіршується. У міру збільшення інтенсивності перешкод може відбутися повне придушення сигналу. Тому вплив маскуючої перешкоди при малому динамічному діапазоні приймача особливо небезпечний.

Дальність виявлення повітряних цілей при відсутності перешкод:

Дальність виявлення цілі при наявності активної перешкоди:

де  − коефіцієнт розрізнення (различимости) сигналу на тлі перешкод при заданих показниках виявлення

N₀ − спектральна щільність потужності внутрішнього шуму приймача

N_п - спектральна щільність потужності активної перешкоди

Зовнішній вигляд зони виявлення РЛС при впливі активних шумових перешкод

Коефіцієнт стиску зони виявлення K_сж = D_п/D_max.

Види активних імпульсних перешкод які також мають маскуючий ефект:

• хаотичні імпульсні перешкоди (ХИП).

При впливі ХИП корисний сигнал маскується імпульсами, що хаотично переміщаються по екрану індикатору, перешкоди.

• відповідні імпульсні перешкоди (ОИП).

ОИП призначені для внесення неправильної радіолокаційної інформації. Основним видом ОИП є багаторазові відповідні перешкоди, створювані шляхом перевипромінювання прийнятого приймачом станції перешкод зондувального сигналу з розмноженням і затримкою.

• несинхронні імпульсні перешкоди (НІП).

При досить близькім взаємнім розташуванні РЕС випромінювані сигнали проходять у прийомні тракти сусідніх РЛС і створюють на екранах індикаторів так звані НІП.

Методи захисту РЛС від активних перешкод

метод «силової» боротьби;

метод частотної селекції;

метод ослаблення потужності перешкод у приймальному тракті;

метод просторової селекції;

метод поляризаційної селекції.

Метод «силової» боротьби передбачає збільшення щільності потоку енергії, випромінюваної РЛС у зону виявлення, або в сектор зони, яка маскується активною перешкодою.

Метод спрямований на підвищення відносини сигнал/перешкода на виході прийомного пристрою (а отже, на збільшення дальності виявлення цілі в шумових перешкодах) за рахунок збільшення енергії зондувального сигналу Э_і=Р_і∙τ_і∙M_п і підвищення її концентрації в просторі (збільшення коефіцієнта підсилення антени на випромінювання G_п). Він не переслідує мети ослаблення перешкоди на вході прийомного пристрою або в трактах обробки.

Для того щоб одержати дальність виявлення цілі в перешкодах такої ж, як на тлі власних шумів приймача, у випадку впливу перешкоди по головному променю ДСА РЛС необхідно енергетичний потенціал РЛС збільшити на 3-4 порядку. Таке значне підвищення потенціалу не може бути досягнуте за рахунок збільшення якого-небудь одного енергетичного параметра, а зажадає пропорційного збільшення всіх параметрів P_і, τ_і, M_п, G_п.

• Метод частотної селекції передбачає створення умов, що знижують ефективність або утрудняють застосування супротивником прицільних по частоті перешкод.

Цей метод захисту від АШП є досить ефективним у тих випадках, коли ширина спектра зондувального сигналу, принаймні, порівнянна із шириною спектра АШП. Метод передбачає зміну (перестройку) робочої частоти РЛС. Для забезпечення можливості частотної перестройки до складу РЛС може входити система перестройки частоти (СПЧ) РЛС.

• Метод ослаблення потужності перешкод у приймальному тракті передбачає автоматичне регулювання коефіцієнта посилення прийомного тракту з метою розширення ДД

Недостатньо великий ДД приймача приводить до амплітудного обмеження сигналу, що сильно погіршує відношення сигнал/перешкода. У міру збільшення інтенсивності перешкод на вході приймача може відбутися повне придушення сигналу. Крім того, через малий ДД приймача буде відбуватися викривлення структури прийнятої перешкоди, що не дозволить надалі якісно її придушити. Одним із заходів збільшення ДД є застосування схем, які забезпечують автоматичне регулювання коефіцієнта посилення прийомного тракту (АРП). Також, для збільшення ДД в приймальних пристроях РЛС застосовують підсилювачі з ЛАХ.

Метод просторової селекції передбачає створення умов, що утрудняють постановку АШП по основній пелюстці ДС прийомної антени, і зниження рівня приймання перешкодових сигналів по бічних пелюстках ДСА

Просторова селекція забезпечує захист від будь-яких типів перешкод, джерела яких не суміщені по кутових координатах із джерелом корисних сигналів. Вона реалізується:

а) зменшенням кутових розмірів головної пелюстки ДС прийомної антени;

б) зниженням рівня бічних пелюсток ДС прийомної антени;

в) зменшенням рівня приймання в напрямках на постановники активних перешкод.

У першому випадку утрудняються умови створення АШП по головній пелюстці ДСА в режимі зовнішнього прикриття цілі, а в другому й третьому випадках − послабляється заважаюча (маскуюча) дія перешкод.

Ширина ДСА за рівнем половинної потужності θ_о0,5р визначається співвідношенням

θ_о0,5р = С_р λ/L_ант,

де С_р−коефіцієнт, числове значення якого лежить у межах 50-80 і визначається видом амплітудного розподілу поля в розкриві антени, L_ант − лінійний розмір антени у відповідній площині, λ − довжина хвилі.

Тому для зменшення кутових розмірів головного променя ДСА необхідно зменшувати робочу довжину хвилі РЛС або збільшувати розмір антени у відповідній площині.

Перший шлях приводить до погіршення перешкодозахищеності РЛС в умовах пасивних перешкод і збільшенню втрат енергії в атмосфері, а другий − до збільшення маси й габаритів РЛС і зниженню її мобільності.

Крім того, ширина ДСА залежить від виду амплітудного розподілу поля на розкриві антени.

При рівномірному розподілі поля на розкриві антенного полотна забезпечується мінімальна ширина ДСА (забезпечується максимальне використання лінійних розмірів антени) однак при цьому зростають рівні бічних пелюсток і виникає необхідність оптимізації ДС за різними критеріями. Наприклад, забезпечити найменшу ширину ДС при заданому рівні бічних пелюсток ( і навпаки).

Рівень бічних пелюсток ДСА можна зменшити за рахунок відповідного вибору форми розподілу поля в розкриві антени, шляхом зменшення впливу випромінювача (використанням антен з несиметричним розкривом), зменшення впливу крайових ефектів (нанесення на крайки розкриву радіопоглинаючого матеріалу) і зменшення впливу місцевих предметів.

Антени, у яких амплітуда поля в розкриві зменшується до країв до досить малих значень, мають найменший рівень бічних пелюсток. Чим різкіше падає амплітуда, тем нижче рівень бічних пелюсток і більше ширина головного променя.

Для зниження рівня перешкод, що приходять із напрямків, що не збігаються з напрямком на джерело сигналу, використовують компенсаційний метод.

Метод поляризаційної селекції передбачає підбір поляризації передавальної й приймальні антен, при яких активна перешкода найменш впливає на ефективність роботи РЛС

Принцип поляризаційної селекції полягає в тому, що антенна система РЛС настроюється на приймання сигналу певної поляризації, у загальному випадку еліптичної. Перешкода максимально послабляється, якщо поляризація антенної системи буде ортогональна поляризації перешкоди: для вертикальної поляризації перешкоди − горизонтальна, для кругової поляризації − кругова із протилежним обертанням вектора напруженості поля, для еліптично поляризованої хвилі ортогональним є також еліптично поляризоване коливання, але зі зрушеним на 90 градусів положенням осей.

Метод поляризаційної селекції, на відміну від просторової можна використовувати й для захисту РЛС від АШП по основній пелюстці ДНА.

Для захисту РЛС від імпульсних перешкод використовуються відмінності імпульсних перешкод і корисних сигналів: спектральні; амплітудні; просторові; поляризаційні і т.д.