4.6 Пути повышения помехозащищенности рлс в условиях пассивных помех

Опыт локальных войн и военных конфликтов показывают, что в условиях боевых действий противник будет широко применять не только активные, но и пассивные помехи. Необходимость ведения радиолокационной разведки в условиях воздействия организованных пассивных помех (ПП), а также мешающих отражений от земной поверхности и метеообразований обусловили создание и использование специальной аппаратуры обработки и защиты от пассивных помех.

Устройства обработки, осуществляющие разделение сигналов и мешающих помеховых колебаний на основе различия их спектральных характеристик, получили название устройств селекции движущихся целей (СДЦ).

Другим существенным моментом, связанным с повышением эффективности РЛС, является правильная оценка помеховой обстановки и как можно более точное определение статистических характеристик помех. И, наконец, нельзя не учитывать такой важный фактор, влияющий на эффективность работы устройств СДЦ, как аппаратурные нестабильности различных трактов и устройств РЛС.

Аппаратура защиты от пассивных помех определяет такую важную характеристику РЛС как помехозащищенность. Знание принципов построения, функционирования и режимов работы этой аппаратуры позволяет не только грамотно ее эксплуатировать, но и правильно устанавливать режимы работы РЛС в сложной помеховой обстановке.

4.6.1 Основные отличия целей и маскирующих пассивных помех

Краткая характеристика пассивных помех. Пассивными называются помехи, создаваемые за счет электромагнитной энергии, излучаемой вторичными источниками. По способу создания пассивные помехи могут быть естественными и искусственными.

К естественным пассивным относятся помехи, создаваемые природными отражателями (местными предметами, водной поверхностью, гидрометеорами, северным сиянием и т.д.) расположенных в непосредственной близости к объектам наблюдения (целям). В отличие от активных помех, влияние которых уменьшается при увеличении мощности зондирующих сигналов, относительный уровень пассивных помех не зависит от этой мощности.

Искусственные пассивные помехи создаются умышленно при помощи пpотивоpадиолокационных отражателей, плазменных образований, ядерных взрывов и т.д. К пассивным относятся также помехи, вызванные отражениями от оптически ненаблюдаемых объектов. Основная масса таких отражений вызывается птичьими стаями, стаями насекомых и малоподвижными (движущимися под действием ветра) дискретными неоднородностями в приземном слое тропосферы (так называемыми «ангелами»). Борьба с «ангелами» является весьма серьезной проблемой.

Наибольшее распространение из искусственных маскирующих пассивных помех получили помехи, создаваемые дипольными противорадиолокационными отражателями. Они представляют собой пассивные полуволновые вибраторы, изготовленные из металлизированных бумажных лент, фольги или металлизированного стеклянного или капронового волокна. Длина вибраторов выбирается, исходя из длины волны подавляемой РЛС. Ширина лент может быть в пределах от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров, а диаметр волокна − от десятков до сотен микрон при толщине металлического покрытия порядка единиц микрон.

Обычно дипольные отражатели собираются в пачки в таком количестве, чтобы каждая пачка по своим отражающим свойствам имитировала реальную цель, т.е. σ _п = σ _ц, где σ _п и σ_ц соответственно средняя ЭПР пачки и цели. Число отражателей в пачке n зависит от диапазона длин волн, в котором работает РЛС, и может быть определена по формуле n = σ_п/1,17λ².

Для маскировки воздушных объектов дипольные отражатели сбрасываются в окружающее пространство (в переднюю или заднюю полусферы) с помощью специальных автоматов или выстреливаются с помощью пушек и ракет. Для маскировки целей необходимо, чтобы средняя ЭПР совокупности диполей, занимающих импульсный объем РЛС, превышала среднюю ЭПР целей, находящихся в этом объеме.

Условие подавления РЛС, не защищенной от пассивных помех, можно записать в виде

σ_пп > σ_цК_пв > γ,

где К_пв − коэффициент подпомеховой видимости, а γ – коэффициент различимости.

К основным отличительным особенностям целей и перечисленных источников помех можно отнести следующие:

• самолеты, ракеты и другие цели, как правило, являются точечными, а источники маскирующих пассивных помех − pаспpеделенными;

• скорость перемещения целей в большинстве случаев значительно превышает скорость перемещения источников пассивных помех. Так, напpимеp, скорость перемещения облака дипольных отражателей или гидpометеоpов в среднем равна скорости ветра и составляет десятки километров в час, а скорость перемещения самолетов, ракет и других летательных аппаратов составляет сотни, тысячи километров в час. Отличие в скорости перемещения целей и источников пассивных помех приводит к отличию частоты отраженных от них сигналов;

• форма источников пассивных помех в виде гидpометеоpов близка к сферической. Реальные цели в подавляющем большинстве случаев имеют форму, не обладающую свойством центральной симметрии. Это обстоятельство обусловливает отличие поляризации сигналов, отсаженных от гидpометеоpов и целей.

Воздействие пассивной помехи приводит к уменьшению отношения сигнал/помеха, и, следовательно, к уменьшению вероятностей правильного обнаружения Р_по и увеличению вероятности ложной тревоги Р_лт, к снижению рубежей обнаружения целей, к появлению большого количества ложных трасс, срыву с сопровождения реального воздушного объекта, за счет появления большого количества ложных отметок вокруг прикрываемой цели. Кроме того, ухудшаются точностные характеристики за счет искажения формы пачки отраженных сигналов, появляющихся разрывов (дробления пачки на составляющие). Искажение формы отметки наблюдается как по азимуту, так и по дальности, так как длительность сигнала на выходе устройств обработки, как правило, эквивалентна нескольким дискретам дальности. При совпадении статистических характеристик мощной пассивной помехи и «полезных» эхо-сигналов имеет место маскировка воздушных объектов.

Таким образом, сложность выделения сигналов на фоне пассивных помех обусловлена тем, что помеха, как и полезный сигнал, представляет собой отражение зондирующего сигнала, а следовательно, имеет большое стpуктуpное сходство с полезным сигналом. Различия в протяженности и амплитуде сигнала и помехи могут быть использованы для подавления помехи и выделения сигнала лишь в тех частных случаях, когда цель находится вне облака отражателей. Для выделения сигнала на фоне помехи, когда между ними нет пpостpанственных различий, может быть использован лишь метод скоростной селекции (по частоте Доплера).