1.3. Выбор помехозащиты.
В радиовизирах цели, работающих в непрерывном режиме, исключение влияния пассивных помех может быть достигнуто постановкой в приемном устройстве режекторных фильтров, область режекции которых совпадает со спектром сигнала, отраженного от пассивных помех, при этом спектр сигнала, отраженный от движущейся цели, оказывается вне области режекции.
В импульсных РЛС, могут использоваться и другие различия. В частности, при зондировании цели последовательностью коротких радиоимпульсов каждая составляющая спектра той же последовательности радиоимпульсов, отраженных от приближающейся цели, будет иметь частоту fkv= fk(1+2Vцр/С)= fk+FД
где: fк — гармоника спектра радиоимпульсов передатчика;
Vпр—радиальная составляющая скорости цели;
с—скорость распространения электромагнитных волн;
FД—частота Доплера.
Частотный интервал между соседними гармониками спектра отраженного сигнала F:
FД= Fп (1+2Vцр/С)
где: Fп — частота посылок зондирующих радиоимпульсов.
Таким образом, спектр сигнала от движущейся цели сдвигается в сторону больших частот.
Частотный интервал между центральной частотой и первым нулем спектра отраженной последовательности радиоимульсов длительностью и, т. е. спектр отраженного сигнала от движущейся цели расширяется.
Вместе с этим происходит изменение и периода следования отраженных импульсов в результате непосредственного движения цели, приближающейся (или удаляющейся) за период повторения Тп на расстояние D=VцрТп, что соответствует изменению времени запаздывания на величину
tз=Тп=2D/С=Тп *2Vцр/С
Наконец, отраженные импульсы имеют меньшую длительность по сравнению с зондирующим, так как деформация спектра приводит к деформации сигнала по временной оси на величину и,
где: и=2Vцр/С
Если цель удаляется от радиолокатора, то все изменения параметров сигнала будут иметь обратный знак.
Для селекции движущихся целей (СДЦ) на фоне помех принципиально можно использовать любые из рассмотренных отличий отраженного сигнала, обусловленные радиальной составляющей скорости цели.
Однако относительное изменение частоты и длительности импульса настолько мало, что их непосредственное измерение затруднено.
Селекция движущихся целей на фоне помех производится по изменению периода следования отраженных импульсов.
Однако, в связи с тем что численное изменение промежутка между импульсами, обусловленное радиальной скоростью, невелико, например, для Tn=10-3 с и Vцр=150 м/с оно составляет 10-9 с, то деформацию сигнала можно заметить лишь по изменению фазы колебаний высокой частоты принимаемого сигнала от импульса к импульсу.
Это различие фиксируется фазометрическим способом.
Если расстояние до цели от импульса к импульсу остается неизменным (Vцр=0), то сдвиг фаз между высокочастотными колебаниями излучаемого и принимаемого сигналов будет оставаться постоянным.
Если цель движется равномерно, то дальность до цели за период посылок Tп зондирующих импульсов изменится на величину D=VцрТп, а изменение фазы отраженного сигнала за это же время составит
=2*D/=2*2 Vцр/* Tп
где: —длина волны зондирующего сигнала.
Величина 2Vцр/, имеющая размерность частоты, численно равна разности между несущими частотами зондирующего и отраженного сигналов и называется частотой Доплера.
Таким образом, фаза сигналов, отраженных от цели, совершающей полет с радиальной скоростью, отличной от нуля, изменяется на величину, зависящую от радиальной скорости цели, длины волны и частоты посылок зондирующих импульсов локатора.
С точки зрения воздействия активных помех на системы РЛС методы защиты станций можно разделить на две основные группы:
-
методы припятствующие попаданию помехи в приемную систему и устройство отбработки сигнала. К ним относятся следующие виды селекции сигналов: пространственная, частотная, поляризационная;
методы борьбы с помехами, проникшими в приемную систему. Их действие основано на различии параметров сигнала цели и помехи по спектральным характеристикам, по частоте повторения и длительности, по амплитуде и т.д. Для борьбы с помехами такие отличительные признаки
-могут специально вводится в сигнал для повышения эффективности защиты (например, поляризация волн, временная расстановка импульсов, тип модуляции и т.д.).
Рассмотрим, какие различия между сигналом и помехой могут быть использованы в целях защиты РЛС от активных помех:
1. Могут быть применены различия в спектральном составе сигнала и помехи, которые реализуются с помощью различных фильтрующих схем. Методы защиты:
- перестройка по несущей частоте РЛС;
- оптимальная фильтрация сигналов.
2. Используются различия во временной структуре сигналов и помех, которые сами по себе представляют частный случай различий в спектрах. Методы защиты – селекция импульсных сигналов по:
- длительности;
- частоте следования;
- временному интервалу;
- временному коду.
3. Используются различия в амплитудах сигналов и помех. Методы защиты с помощью схем селекции по амплитуде и при компенсационном методе.
4. Различия в пространственном положении цели и источника помех. Методом защиты является повышение разрешающей способности по направлению и уменьшения уровня побочного излучения и приема по боковым и задним лепесткам диаграммы направленности антенны РЛС.
5. Различия в поляризационной структуре сигнала и помех, учитывая, что помехи имеют круговую или элиптическую поляризацию, а волна, отраженная от цели, является плоскополяризованной.
С точки зрения воздействия активных помех на системы РЛС методы защиты станций можно разделить на две основные группы:
-
методы припятствующие попаданию помехи в приемную систему и устройство отбработки сигнала. К ним относятся следующие виды селекции сигналов: пространственная, частотная, поляризационная;
-
методы борьбы с помехами, проникшими в приемную систему. Их действие основано на различии параметров сигнала цели и помехи по спектральным характеристикам, по частоте повторения и длительности, по амплитуде и т.д. Для борьбы с помехами такие отличительные признаки могут специально вводится в сигнал для повышения эффективности защиты (например, поляризация волн, временная расстановка импульсов, тип модуляции и т.д.).
Рассмотрим, какие различия между сигналом и помехой могут быть использованы в целях защиты РЛС от активных помех:
1. Могут быть применены различия в спектральном составе сигнала и помехи, которые реализуются с помощью различных фильтрующих схем. Методы защиты:
- перестройка по несущей частоте РЛС;
- оптимальная фильтрация сигналов.
2. Используются различия во временной структуре сигналов и помех, которые сами по себе представляют частный случай различий в спектрах. Методы защиты – селекция импульсных сигналов по:
- длительности;
- частоте следования;
- временному интервалу;
- временному коду.
3. Используются различия в амплитудах сигналов и помех. Методы защиты с помощью схем селекции по амплитуде и при компенсационном методе.
4. Различия в пространственном положении цели и источника помех. Методом защиты является повышение разрешающей способности по направлению и уменьшения уровня побочного излучения и приема по боковым и задним лепесткам диаграммы направленности антенны РЛС.
5. Различия в поляризационной структуре сигнала и помех, учитывая, что помехи имеют круговую или элиптическую поляризацию, а волна, отраженная от цели, является плоскополяризованной.
Способы защиты основаны на различиях между сигналом и помехой в спектральном составе, во временной структуре, в амплитудах, в пространственном положении и в поляризационной структуре.