4.6.3 Выбор структуры зондирующего сигнала при работе рлс в условиях пассивных помех

Пассивная помеха представляет собой отражения зондирующего сигнала от объектов, не являющихся радиолокационными целями. Поэтому пассивная помеха (рассматриваемая в одном элементе разрешения РЛС) по своей форме подобна полезному сигналу, что затрудняет выделение сигнала из помехи. Увеличение энергии зондирующего, а значит и принимаемого сигнала не может решить проблемы, так как при этом во столько же раз возрастает и энергия (мощность) пассивной помехи.

В обзорных РЛС для выделения сигнала на фоне пассивной помехи можно использовать следующие отличия между характеристиками пассивных помех и полезных сигналов: пространственных; поляризационных; спектральных и др.

С учетом этих отличий разработаны способы селекции сигналов на фоне пассивных помех.

Повышение помехозащищенности РЛС в условиях воздействия маскирующих пассивных помех (как преднамеренных, так и непреднамеренных) достигается следующими методами:

• повышением разрешающей способности по дальности и скорости;

• применением аппаратуры защиты от пассивных помех.

Рассмотрим, как влияют структуры и параметры зондирующего сигнала на возможности реализации этих способов.

Повышение разрешающей способности по дальности и угловым координатам приводит к уменьшению разрешаемого объема, а следовательно, к уменьшению среднего значения ЭПР источника пассивной помехи. О влиянии параметров сигнала на разрешающие способности упоминалось выше.

Разрешающая способность по скорости позволяет выделять полезный сигнал на фоне пассивной помехи за счет различия их радиальных скоростей на основе использования эффекта Доплера. Учитывая влияние параметров сигнала на разрешающую способность по скорости, в данном случае речь должна идти о необходимости разрешения одновременно и по дальности, и по скорости, т.е. на основе преодоления известного из теории радиолокации принципа неопределенности.

Наиболее полно этому требованию удовлетворяют пачки сложных радиоимпульсов при условии, что длительность пачки значительно превышает временную протяженность τ_пп источника пассивной помехи:

τ_пач = МТ_п >> τ_пп = 2ΔR_пп/c,

где ΔR_пп – радиальный размер источника пассивной помехи.

При использовании в качестве зондирующего сигнала когерентной пачки разрешающая способность по дальности определяется шириной спектра одиночного импульса П_и (длительностью импульса на выходе приемного тракта τ_и(в)):

δR ≈ c/2П_и = cτ_и(в)/2 ,

а разрешающая способность по частоте − длительностью пачки

δF ≈ 1/MТ_п .

Требованию высокого разрешения одновременно по дальности и скорости (частоте) удовлетворяет также одиночный шумоподобный сигнал с большой длительностью τ_и >> τ_пп. Однако такой сигнал по сравнению с когерентной пачкой имеет ряд недостатков. Основными из них являются:

• наличие мешающего фона на выходе фильтра сжатия даже в том случае, когда цель и источник пассивных помех находятся в различных импульсных объемах (интенсивность фона Р_ф = Р_ппτ_пп /4 здесь Р_пп − мощность сигнала, отраженного от источников пассивных помех, находящихся в импульсном объеме РЛС, определяет предельные возможности системы обработки по подавлению пассивных помех);

• трудности осуществления развязки передающего и приемного трактов в РЛС, диктующие необходимость использования раздельных антенн на прием и передачу.

Зондирующий сигнал в виде когерентной пачки также имеет недостаток − неоднозначность измерения дальности и скорости. Это видно из диаграммы неоределенности и главных сечений тела неопределенности такого сигнала (рис.4.39). Однако, существуют достаточно эффективные меры по ослаблению отмеченного недостатка, что и предопределяет широкое использование когерентной пачки в современных РЛС.

Рис.4.39. Диаграмма неопределенности и главные сечения тела неопределенности когерентной пачки

Следует отметить, что в этом случае зондирующий сигнал может представлять собой и некогерентную пачку, но обязательным условием является когерентность импульсов в пачке на входе устройства режекции пассивных помех.

Техническая реализация системы СДЦ возможна при использовании когерентных пачек зондирующих радиоимпульсов. При этом возможны различные варианты построения когерентно-импульсных РЛС:

• истинно когерентные РЛС (излучаются когерентные последовательности радиоимпульсов);

• псевдокогерентные с эквивалентной внутренней когерентностью (применяется когерентный гетеродин, запоминающий фазу зондирующего сигнала на период Т_п);

• псевдокогерентные с внешней когерентностью (используются сигналы, отраженные от неподвижных объектов, в одном элементе разрешения с движущейся целью).

Применение той или иной структуры зондирующего сигнала обусловлено требованиями к эффективности функционирования системы СДЦ.

Внутренняя когерентность обеспечивает большие значения коэффициента подавления помехи (40 дБ и более). Внешняя когерентность применяется в том случае, когда к системе СДЦ не предъявляются жесткие требования, а определяющим является условие простоты технической реализации аппаратуры.

Таким образом, для выделения полезного сигнала на фоне пассивной помехи путем частотной (скоростной) селекции необходимо применять сигналы большой длительности с таким расчетом, чтобы ширина пика функции ρ(0, F) была меньше разности доплеровских смещений частот сигнала и пассивной помехи. Длинные сигналы приемлемы и с точки зрения их выделения на фоне АШП, так как при длинном сигнале можно получить требуемую энергию и при невысокой импульсной мощности.