- •Введение
- •Рекомендуемая литература
- •Раздел 1. Воздействия помех на радиоустройства и радиосистемы (основные понятия и определения)
- •Некоторые характеристики случайного процесса
- •Математическое ожидание, дисперсия и корреляционная функция случайного процесса
- •Стационарные случайные процессы
- •Свойства корреляционной функции стационарного случайного процесса:
- •Эргодический стационарный случайный процесс
- •Раздел 2. Решение статистической задачи обнаружения цели
- •Оптимальный приемник. Критерий Неймана-Пирсона. Критерии принятия решений о наличии цели и цена ошибочных решений
- •Критерии принятия решений о наличии цели и цена ошибочных решений
- •Раздел 3. Реализация оптимального приемника обнаружения цели
- •Радиолокационные умышленные помехи
- •Основные свойства и характеристики пассивных помех
- •1.Организованные пассивные помехи (опп)
- •2. Случайные (неорганизованные) пассивные помехи
- •Раздел 5. Защита рлс от пассивных помех Когерентной обработкой сигнала
- •А. Когерентный метод обработки при непрерывном излучении сигналп
- •Б. Когерентный метод обработки при импульсном излучении сигнала
- •Возникновение “слепых” скоростей и их влияния на работу рлс
- •Когерентно-импульсные системы малой скважности
- •Когерентно-импульсные системы с высокой скважностью
- •Раздел 6. Особенности сдц при взаимном перемещении рлс и облака пассивных помех
- •Раздел 7. Выделение в когерентно – импульсных рлс полезного сигнала фазовыми детекторами
- •«Слепые» зоны дальности (Особенность когерентно-импульсных приемников, вызванная спецификой работы фазового детектора).
- •Механизм образования «слепых» дальностей и способы их устранения.
- •Раздел 8. Взаимодействие сигнала и шума на выходе приемника
- •Раздел 9. Спектральный анализ сигналов, отраженных от движущихся целей и мешающих объектов
- •Различия в спектре сигналов,отраженных от движущейся цели
- •Раздел 10. Защита цели от радиолокационного обнаружения и способы подавления рлс
- •1. Применение противорадиолокационных покрытий
- •2. Постановка активных организованных помех
- •Зона подавления рлс
- •Раздел 11. Оценка эффективности воздействия на рлс активных помех
- •Селекция полезных сигналов по их длительности
Основные свойства и характеристики пассивных помех
Пассивные помехи могут быть: организованные (умышленные) и случайные.
1.Организованные пассивные помехи (опп)
Наиболее распространенным видом организованных (умышленных) пассивных помех являются металлизированные ленты или ленты из алюминиевой фольги, металлизированное стекловолокно.
Каждая полоска представляет собой полуволновый диполь.
При и - наступает резонанс
Для получения условий резонанса длина диполя L берется несколько меньше половины длины волны передатчика РЛС λ0 (L = 0,95 λ0 /2).
ЭПР поверхность σэф полуволнового отражателя
где θ - угол между вектором напряженности поля Е и осью отражателя.
При равновероятной ориентации отражателей в пространстве среднее значение ЭПР диполя приблизительно равно
.
Сбрасываемые с летательных аппаратов металлизированные полоски образуют в воздушном пространстве отражающее электромагнитную энергию «облако». Это «облако» создает в определенном районе т.н. маскирующие пассивные помехи.
С помощью металлизированных лент можно создавать также и имитацию сигналов от целей (ложные цели) - имитирующие пассивные помехи.
Отраженный от «облака» полосок сигнал является сложным. Он представляет собой сумму независимых и случайных по амплитуде и фазе сигналов от большого числа отражателей. Положение и ориентация полосок в пространстве хаотично меняются, что приводит к амплитудной и фазовой флуктуациям мешающих отражений.
Распределение скоростей перемещения металлизированных полосок и спектр отражений от них подчиняются нормальному закону (распределение Гаусса), поэтому ширина спектра отражений от металлизированных полосок на уровне половинной мощности составляет
где - ширина спектра, (Гц);
- средняя скорость перемещения полосок, (см/с);
- длина волны передатчика РЛС, (см.)
На рис.4.1 представлены спектры отражений от полосок в сантиметровом диапазоне волн при номинальной частоте при различных условиях (Δf — отклонение частоты от номинального значения).
Рис.4.1. Спектры отражений от полосок отражателей в десятисантиметровом диапазоне волн:
1 - при сбрасывании полосок с самолета и скорости ветра до 40 км/ч;
2 - при сбрасывании полосок с самолета и скорости ветра около 16 км/ч; 3 - при сбрасывании металлизированных полосок ширина их спектра зависит от относительной скорости перемещения полосок.
2. Случайные (неорганизованные) пассивные помехи
К случайным (неорганизованным) пассивным помехам относят отражения от местных предметов, отражения от морской поверхности, облаков, осадков и т. п.
Местные предметы
Под местными предметами обычно понимают различные наземные сооружения, складки местности, деревья, кустарники и т.п. Наземные сооружения в большинстве случаев имеют сложную конфигурацию, однако создаваемые ими мешающие отражения, как правило, флуктуируют по амплитуде слабо. Более сложными отражающими объектами являются деревья, кустарники и складки земной поверхности, покрытые растительностью. Степень амплитудной флуктуации отражений зависит от характера отражающего объекта, длины волны, периода повторения импульсов передатчика РЛС и от метеорологических условий.
Зависимость степени амплитудной флуктуации отражений, создаваемых местными предметами, от длины волны передатчика РЛС объясняется следующим.
С уменьшением длины волны отражающие свойства приобретают предметы все меньших и меньших размеров, которые, как правило, более подвижны при воздействии внешних факторов. В результате степень флуктуации амплитуды отражений от местных предметов возрастает.
Очевидно, что чем больше период повторения зондирующих импульсов, тем более существенными будут от цикла к циклу (работы станции) изменения отражающих свойств подвижных частей местных предметов под действием внешних факторов.
Частотные спектры сигналов, отраженных от местных предметов (рис.4.2, кривая 1), по форме приблизительно соответствуют закону Гаусса, по ширине же они значительно уступают спектрам отражений от металлизированных полосок.
Рис. 4.2. Частотные спектры сигналов, отраженных от различных объектов: 1 - от местных предметов; 2 - от морской поверхности;3 - от облаков; 4, 5 - от осадков
Морская поверхность
Причиной появления мешающих отражений от морской поверхности являются волны. Отражения от морских волн представляют собой сигналы в виде хаотически изменяющихся выбросов, амплитуды которых убывают с увеличением дальности. Морская поверхность по своим отражающим свойствам представляет собой распределенный объект, у которого число участков, одновременно создающих отраженный сигнал, весьма велико. По форме частотные спектры отражений от морской поверхности (рис.4, кривая 2) схожи со спектрами отражений от металлизированных полосок, но обладают меньшим диапазоном изменений ширины.
Облака и осадки
Облака и осадки относятся к распределенным отражающим объектам и состоят из огромного числа беспорядочно расположенных отражающих частиц.
При отражениях электромагнитной энергии от облаков отражателями являются водяные пары, при отражениях от осадков - частицы воды в твердом (град, снег) или жидком (дождь) состоянии. Каждая такая частица при отражении энергии создает ничтожно малое поле. Мешающие отражения от облаков и осадков - результат наложения полей от бесчисленного множества рассеивающих частиц.
Кривые частотных спектров отражений от облаков (рис.4.2, кривая 3) и осадков (кривые 4 и 5) несколько отличаются от кривой Гаусса.
Основные различия сигналов, отраженных от целей и от маскирующей пассивной помехи, которые можно использовать для борьбы с этой помехой:
1) распределенный характер мешающих отражателей,
2) отличия в поляризации отраженных сигналов,
3) различия скорости перемещения мешающих отражателей и цели.
При распределенном характере мешающих отражателей и близких к сосредоточенному – "блестящих” точек цели, повышая разрешающую способность по координатам и сокращая при этом размеры разрешаемого объема (во всяком случае, до размеров, превышающих размеры самолета), можно добиться улучшения наблюдаемости сигнала на фоне пассивных помех.
2. Отличия в поляризации отраженных сигналов наблюдаются, если пассивная помеха создается, например, гидрометеорами (дождь, тучи), состоящими из мелких капель, имеющих форму шара.
3. Различия скорости перемещения мешающих отражателей и цели. Скорость перемещения наземных мешающих отражателей (местных предметов) относительно наземной РЛС равна нулю, в то время как представляющие практический интерес цели перемещаются с достаточно большой скоростью.
Cелекцию по скорости (иначе, по частоте Доплера) называют селекцией движущихся целей (СДЦ).