Научная статья на тему 'МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБНАРУЖЕНИЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫМ СРЕДСТВОМ ЦЕЛИ, ПРИКРЫТОЙ КОМБИНИРОВАННОЙ АЭРОЗОЛЬНОЙ ЗАВЕСОЙ'

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБНАРУЖЕНИЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫМ СРЕДСТВОМ ЦЕЛИ, ПРИКРЫТОЙ КОМБИНИРОВАННОЙ АЭРОЗОЛЬНОЙ ЗАВЕСОЙ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
97
42
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
комбинированная помеха / методика / аэрозольное образование / оптико-электронное средство / горящий элемент / combined interference / technique / aerosol formation / optical-electronic means / burning element

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Козирацкий Ю. Л., Прохоров Д. В., Баев В. А.

С использованием корреляционно-спектральных методов анализа, а также методов фотометрии разработана методика оценки эффективности обнаружения оптико-электронным средством цели, прикрытой комбинированной аэрозольной завесой. В качестве комбинированной аэрозольной завесы рассматривается активно-пассивная помеха, формируемая специальным аэрозолеобразующим составом с разделяющимися зарядами, создающими горящие элементы в пространстве аэрозольного облака. Получены зависимости абсолютной температуры горящего элемента, среднего значения коэффициента пропускания аэрозольного образования от времени. Представлены результаты расчетов показателей эффективности обнаружения цели.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Козирацкий Ю. Л., Прохоров Д. В., Баев В. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

METHOD FOR EVALUATING THE COVERED BY A COMBINED AEROSOL CURTAIN TARGET DETECTION EFFICIENCY ASSESSMENT BY OPTOELECTRONIC MEANS

The method for evaluating the covered by a combined aerosol curtain target detection efficiency assessment by optoelectronic means was developed using correlation-spectral analysis methods, as well as photometry methods. An active-passive interference formed by a special aerosol-forming composition with separating charges that create burning elements in the space of an aerosol cloud is considered as a combined aerosol curtain. The dependences of the absolute temperature of the burning element, the average value of the transmission coefficient of aerosol formation on time are obtained. The results of calculations of the target detection efficiency indicators are presented.

Текст научной работы на тему «МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБНАРУЖЕНИЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫМ СРЕДСТВОМ ЦЕЛИ, ПРИКРЫТОЙ КОМБИНИРОВАННОЙ АЭРОЗОЛЬНОЙ ЗАВЕСОЙ»

УДК 621.391.8:535.2 ГРНТИ 78.25.41

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБНАРУЖЕНИЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫМ СРЕДСТВОМ ЦЕЛИ, ПРИКРЫТОЙ КОМБИНИРОВАННОЙ АЭРОЗОЛЬНОЙ ЗАВЕСОЙ

Ю.Л. КОЗИРАЦКИЙ, доктор технических наук, профессор

ВУНЦВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)

Д.В. ПРОХОРОВ, кандидат технических наук, доцент

ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»» (г. Воронеж)

В.А. БАЕВ

ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»» (г. Воронеж)

С использованием корреляционно-спектральных методов анализа, а также методов фотометрии разработана методика оценки эффективности обнаружения оптико-электронным средством цели, прикрытой комбинированной аэрозольной завесой. В качестве комбинированной аэрозольной завесы рассматривается активно-пассивная помеха, формируемая специальным аэрозолеобразующим составом с разделяющимися зарядами, создающими горящие элементы в пространстве аэрозольного облака. Получены зависимости абсолютной температуры горящего элемента, среднего значения коэффициента пропускания аэрозольного образования от времени. Представлены результаты расчетов показателей эффективности обнаружения цели.

Ключевые слова: комбинированная помеха, методика, аэрозольное образование, оптико-электронное средство, горящий элемент.

method for evaluating the covered by a combined aerosol curtain target detection efficiency assessment by optoelectronic means

Y.L. KOZIRATSKIY, Doctor of Technical sciences, Professor MESC AF «N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin Air Force Academy» (Voronezh) D.V. PROKHOROV, Candidate of Technical sciences, Associate Professor MESC AF «N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin Air Force Academy» (Voronezh)

V.A. BAEV

MESC AF «N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin Air Force Academy» (Voronezh)

The method for evaluating the covered by a combined aerosol curtain target detection efficiency assessment by optoelectronic means was developed using correlation-spectral analysis methods, as well as photometry methods. An active-passive interference formed by a special aerosol-forming composition with separating charges that create burning elements in the space of an aerosol cloud is considered as a combined aerosol curtain. The dependences of the absolute temperature of the burning element, the average value of the transmission coefficient of aerosol formation on time are obtained. The results of calculations of the target detection efficiency indicators are presented.

Keywords: combined interference, technique, aerosol formation, optical-electronic means, burning element.

Введение. Для защиты объектов от средств разведки и поражения в оптическом диапазоне длин волн широкое применение находят аэрозольные образования (АО). Для расширения возможностей аэрозольного противодействия используют специальные аэрозолеобразующие

химические составы [1, 2]. Так для повышения эффективности защиты в инфракрасном (ИК) диапазоне длин волн применяются АО, формирующие активно-пассивную (комбинированную) помеху. В этом случае аэрозолеобразующий состав должен содержать средства горения пульсирующего типа. При формировании такой завесы образуются разделяющиеся заряды с горящими элементами (ГЭ), которые, падая на грунт и продолжая горение и дымление, формируют тем самым маскирующую и засветочную помехи как в видимом, так и ИК-диапазоне.

Влияние активно-пассивной помехи на основе комбинированной аэрозольной завесы (КАЗ) на качество обнаружения оптико-электронным средством (ОЭС) прикрываемого объекта характеризуется следующими основными эффектами:

- ослабление полезного сигнала от прикрываемого объекта аэрозольным образованием (пассивная аэрозольная маскирующая помеха) [3, 4];

- воздействие оптического излучения, формируемого ГЭ, на фотоприемник ОЭС (засветочная помеха);

- воздействие рассеянного аэрозольным образованием оптического излучения ГЭ на фотоприемник ОЭС [5].

Таким образом, при формировании данной помехи достигается комбинированное воздействие. Пассивная маскирующая помеха представляет собой нестационарное аэрозольное образование, обеспечивающее ослабление полезного сигнала в соответствии с коэффициентом пропускания, значение которого изменяется во времени [3]. Одновременно на вход приемного средства воздействует рассеянное оптическое излучение от пространственно распределенных горящих элементов - источников подсвета, интенсивность которых флуктуирует по случайному закону. Таким образом, кроме ослабления полезного сигнала от цели происходит его паразитная модуляция в результате прохождения через аэрозольное образование, коэффициент пропускания которого изменяется с течением времени, что влечет за собой изменение спектра сигнала и, следовательно, нарушение оптимальности обработки сигнала [5].

Воздействие описанной комбинированной помехи условно можно рассмотреть на двух этапах: формирования активно-пассивной помехи и поддержания (подпитки) АО (рисунок 1). Первый этап будет характеризоваться динамичным изменением пропускных свойств АО, быстрыми флуктуациями его коэффициента пропускания, взрывным изменением местоположения ГЭ в пространстве и флуктуациями интенсивности оптического излучения, формируемого ГЭ. На втором этапе, когда ГЭ в основном займут статическое местоположение на подстилающей поверхности, основными факторами, подлежащими учету, должны являться флуктуации коэффициента пропускания АО и интенсивности оптического излучения, формируемого ГЭ. При этом на этапе подпитки АО следует методически учитывать частный случай, когда ГЭ не попадают в поле зрения ОЭС и исключено непосредственное воздействие засветочной помехи на ОЭС.

комбинированная помеха

пассивная помеха

засветочная помеха @ ОЭС

- - - "" "СО Л "

а)

б)

Рисунок 1 - К постановке задачи

Актуальность. Вопросам исследования эффективности маскирующих и комбинированных аэрозольных помех оптико-электронным средствам различного назначения посвящено множество работ [1-5], в которых отражены основные показатели аэрозольного образования. В них рассматриваются вопросы влияния пропускных свойств аэрозольных образований, а также динамики их формирования на качество процессов поиска и обнаружения объектов оптико-электронными средствами. При этом не уделено достаточного внимания учету и оценке влияния на эффективность прикрытия объектов использования перспективных аэрозольных боеприпасов, формирующих аэрозольные завесы на основе специальных аэрозолеобразующих химических составов.

В интересах повышения эффективности применения комбинированных аэрозольных завес для прикрытия объектов от средств разведки и поражения противника возникает задача обоснования характеристик и параметров средств их постановки. Это обуславливает необходимость разработки соответствующих методик, учитывающих, в том числе, зависимость пропускных свойств аэрозольного образования и геометрии местоположения горящих элементов от времени, флуктуации коэффициента пропускания АО и интенсивности горения ГЭ, а также геометрию взаимного положения ОЭС (и его поля зрения), аэрозольного образования и горящих элементов в пространстве.

Целью статьи является разработка методики оценки эффективности обнаружения оптико-электронным средством цели, прикрытой комбинированной аэрозольной завесой, с учетом ее временных, пространственных и энергетических характеристик.

Разработка методики. Рассмотрим ситуацию обнаружения ОЭС с полем зрения а объекта (цели), прикрытого комбинированной аэрозольной завесой (далее аэрозольным образованием) (рисунок 2).

В качестве показателя эффективности обнаружения ОЭС объекта (цели) будем рассматривать вероятность обнаружения истинной цели, прикрытой комбинированной помехой, к некоторому моменту времени, учитывающую параметры ОЭС и помеховых воздействий. А в качестве промежуточного показателя будем использовать энергетическое отношение сигнал/помеха, которое для рассматриваемых условий обладает многопараметрической зависимостью. При этом под обнаружением понимается принятие решения о наличии или отсутствии сигнала от цели.

В виду того, что источниками засветочных помех, а также рассеянного частицами аэрозольного образования оптического излучения в рассматриваемом случае будут являться горящие элементы, определим сначала их энергетические характеристики.

Рисунок 2 - Геометрия задачи

Спектральную силу излучения одного ГЭ объемом ¿Уэ можно определить следующим образом [7]

Л* =1 КлелМ\ (т) ¿К, ж

Вт

ср • мкм

(1)

где кпэЛ - спектральный показатель поглощения ГЭ; ел - спектральный коэффициент

излучения ГЭ; М° (Т) - спектральная плотность энергетической светимости абсолютно

черного тела с абсолютной температурой Т (определяется в соответствии с законом Планка).

Тогда мощность засветочной помехи на входе фотоприемника площадью дхйу от одного ГЭ можно получить с помощью выражения [8]

(К 2 + К 3 )

2 + 3

¿^2¿У2, [Вт\,

(2)

где /эД (() = 1Э0Л ^) + А1эЛ (/) - спектральная сила излучения горящего элемента в направлении приемника, складывающаяся из медленно меняющейся во времени (по сравнению с А1эЯ (/) ) составляющей 1эол (/)«1эол и изменяющейся по случайному закону вследствие быстрых флуктуаций составляющей А1эЛ (/); /э2, К3 - длины трасс распространения от источника

излучения до поверхности аэрозольного образования и от поверхности АО до фотоприемника соответственно (зависят от текущих значений координат ГЭ); а0Л и аы - суммарные

спектральные показатели ослабления (коэффициенты экстинкции) оптического излучения на трассе распространения вне аэрозольного образования и внутри него соответственно ^м- J .

С учетом распределения горящих элементов по размерам и в пространстве объема V (части АО в поле зрения фотоприемника) можно получить следующее выражение для определения мощности засветочной помехи, формируемой горящими элементами в поле зрения ОЭС и попадающей на вход фотоприемника ОЭС эффективной площадью £0

•кпэЛелМл(Т^Уэ

р ^^ _ || ||| ЯЭЛ ± ± \ У / '± £~{и'1Л1э2~ги'0Л1эЗ.

(5о) (V)

Ж

(¡э 2 + Э )

р (х, у, г, 1) ёу2,

(3)

где Мл (Х^) = (Т,^§э/§а - усредненная по АО спектральная плотность

энергетической светимости всей совокупности ГЭ аэрозольного образования в зависимости от температуры Г в момент времени - количество ГЭ в момент времени t^, — средняя

площадь ГЭ; - средняя площадь проекции видимой части АО на плоскость фотоприемника;

Уэ - средний объем ГЭ; - функция, описывающая распределение ГЭ в пространстве

объема V в момент времени 1.

Определим мощность рассеянного от аэрозольного образования излучения ГЭ, попадающего на вход фотоприемника ОЭС. В связи с этим выделим в аэрозольном образовании элементарный объем dV длиною dy1 и площадью основания = дхх ■ (рисунок 2).

На элементарный объем (¡V, центр которого имеет координаты (х^у^г^, в направлении Я в бесконечно малом телесном угле (Ю„ падает поток излучения, который рассеивается в направлении т в малом телесном угле (1С1т .

Мощность попадающего на вход фотоприемника помехового излучения от одного ГЭ с координатами (х, у, z), рассеянного одним элементарным объемом АО в приближении однократного рассеяния, может определяться выражением [5, 6]

( а а г(а\ ^э (*)'Р(х^г1)'^ФА Т Т(Л, , р (^ У, ^ 1) = — ■ / (0)--2 ,-"Г2--Та■ Т1 (* ) ^2 ^2 ,

4Ж ¡1 ■ V 2 + ¡3 )

(4)

где а - показатель рассеяния элементарного объема (а = ^— |*а(0)dО); а(0) - показатель

4ж4ж

рассеяния элементарного объема в направлении в 1 ]; в ~ угол | п, тJ, зависящий от текущих значений координат х1, у1, г1; /(0) - индикатриса рассеяния /(0)=а(0)/а (поддается нормировке -11 /(0) dОт = 1); dIэ (1) - сила помехового излучения источника

Ал

подсвета в направлении п [Вт /с/?]; /,, /2, /, - длины трасс распространения от ГЭ до

рассеивающего объема элементарного объема dV, от элементарного объема до поверхности АО, от поверхности АО до фотоприемника соответственно (зависят от текущих значений координат х1, у1, г1); ^ = ехр {-а0 ■ /3} - коэффициент пропускания среды распространения помехового оптического излучения вне аэрозольного образования;

Э1

и

Т (7 ) = ехр {-« •(/1 +/2 )|-ехр {-« -А/ (7 )} = Т01 (7)-АТ1 (7) - коэффициент пропускания АО; АТ1 (7) - коэффициент пропускания, изменяющийся вследствие флуктуаций оптической толщины; Т01 (7)«Т01 - коэффициент пропускания, медленно меняющийся во времени по сравнению с АТ (7).

Используя (4), мощность рассеянного объемом V и попадающего на вход фотоприемника помехового излучения от одного ГЭ с координатами (х, у, z) можно представить в виде

Рп1 (X ^ 2 7) = АТ1 (7) — Ц / (0) ?2 (1 3\Ч2 еХР {-а013 (11 + 12 ^¡Х1<Лу^11<^Х2<Лу2

4Л (^о )(К) 11 -(12 + 13 )

+

+АТ (7) Аэ (7) 4т ДО Ж / (0) ,2 , / 7 Ч2 ехр {-«13 -«1 (/ + 12 ))<«1

4л(50) (V) и •( А + 4 )

(5)

/12 •( /2 + /3 )

\<Х2<У2.

С учетом распределения горящих элементов в пространстве объема мощность комбинированной помехи на входе фотоприемника определим

Ря (7 ) = Ж (7 ) Рй! (х, у, 2,7 ) р (х, у, 2,7 ) ¿хйуйг,

(6)

(Кэ)

где КГэ - объем пространства, в котором распределены все ГЭ, образовавшиеся в результате

подрыва аэрозольного боеприпаса.

Следует отметить, что выражение (6) учитывает влияние, как рассеянных составляющих, так и непосредственное воздействие оптического излучения распределенных в пространстве ГЭ

(засветочных помех). При этом в случае, когда в выражении (6) х = х1, у = у1,2 = , то /(0)

принимается равной единице (см. выражение (3)).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Сила излучения ГЭ в момент времени 7 может быть представлена /э(/) = / +/(/), где

I - среднее значение /э(7); /(7) - флуктуирующая часть (центрированное значение

силы помехового излучения.

Аналогично для флуктуирующего коэффициента пропускания

Щ = т„+Щ,

где Т - среднее значение коэффициента пропускания Т (7) ;

Т 1(7) - флуктуирующая часть (центрированное значение ^(7)) коэффициента пропускания аэрозольного образования, которая определяется как

Тг (7) = Т01 (7) • А71 (7) - (Г01 (7) • А71 (7)) = Г01 (7) • АТХ (/) -Г01 (7) • тАГ = Т01 (7) • А Г, (7). (7) Для дальнейшего анализа выражения (5) и (6) удобно представить в следующем виде

Рп(*)=К т+Кг Н7)+кт Щ+кМ'Щ')-

(8)

где к- = N (1) Т ||| || |||/ (в)1ср еХР ^- ^ (/' + ^Р (x, У,^ 1 )dx1dy1dz1dX2dy2dxdydZ -

4 (^тз)(5о )(V) А (¡2 + ¡3 )

мощность помехи на входе фотоприемника при отсутствии флуктуаций силы помехового излучения ГЭ и коэффициента пропускания АО;

кпТ = А'(/)—|||||/(в)——Р^ *ъ)р(>У> 7 ^(Зх^у^г^х^у^хс!)^!! - мощность помехи

на входе фотоприемника при отсутствии флуктуаций силы излучения источника подсвета и отсутствии аэрозольного образования на трассе распространения излучения;

кг- = N(1)4т Ж Я Ы/(в) ехрЬ^ + ^Р(x,У,^ 1 dy2dxdydZ ;

4ж^тз )(5о ) (V) ¡1 + ¡3 )

* =ь ж я ffl/w^^/^y-'-W,

гэ )(^о ) (f) Ч'г

dx2 dy2 dxdydz

коэффициенты,

учитывающие ослабление и рассеяние оптического излучения силой 1 Вт/ср при прохождении по рассматриваемой трассе при наличии нефлуктуирующего АО и без него соответственно.

Помеховый сигнал на выходе фотоприемника в общем случае, пренебрегая инерционностью, можно записать в виде

Sn ( t ) = |

j(v) ePn (у, t)

hv

-dv,

(9)

где j (v) - квантовая эффективность на частоте v; h - постоянная Планка, а для частного

случая рассмотрения помехового излучения на одной частоте выражение (9) можно представить в виде

(t ) = fyPn (t ) ,

(10)

где р (у 1 )-Ау = р (1) ; А у - полоса частот фотоприемника.

Найдем автокорреляционную функцию фототока, возникшего под воздействием р (1) на выходе фотоприемника

BSn ())=| Sn (t) Sn (t ) = [j I I Pn (t) Pn (t + r)dt = (TT I Bp ()

hv

(11)

где BP (t) - корреляционная функция мощности помехового излучения на входе фотоприемника.

Для дальнейшего анализа с учетом (7), (8), независимости случайных процессов Т\ (/)

и l(t), корреляционная функция мощности помехового излучения на входе фотоприемника может быть представлена в виде [9]

Bp(r) = k20F+k20fB (т) + к2тВ (r) + k2fB (т)В (г), (12)

g' и

где В (г) и В (г) - корреляционные функции флуктуаций оптической толщины и силы

помехового излучения соответственно.

Таким образом, зная корреляционную функцию флуктуаций оптической толщины В (г)

и энергетический спектр флуктуаций помехового оптического излучения S (со), можно

Iх '

определить корреляционную функцию фототока на выходе фотоприемника (11), образованного воздействием рассеянного помехового излучения. Далее, используя прямое преобразование Фурье (для непериодической помехи на входе фотоприемника [9]) от (11)

œ

S2n (©)= J BSn (г)- exp [-/юг] dz, получим спектральную плотность энергии рассматриваемой

—œ

комбинированной помехи на выходе фотоприемника

S2n = J Bp (г)-exp[—/юг]dz = j Г J k02T J exp[—/юг]dz +k{

r/e

\2f

hv

\ —œ

(13)

В (r)exp[-/®r]i/r + ^ J В (r)exp[-/®r]i/r+Ä-| J В {т)В (r)exp\-icoт]dz

Энергия комбинированной помехи на выходе фотоприемника с учетом его амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) определится выражением

1 ад 1 / ад ад

Вп (г = 0) = — | (©)•)Н(©)|2 <© =— I к2Т Л В (г)ехр[—/©г]ёгх

ад ад ад

х|Н (©)| <© + к02Т | |Н (©)| <© + кТ В (г) ехр [-/©г] <г\Н (©)|ё© + (14)

—ад —ад —ад

ад ад Л

+к| | | В (г) В (г) ехр [-/©г] <г\Н (©)| ё©

где |Н (©)| - АЧХ радиоэлектронной части приемника.

Если сигнал от разведываемой цели имеет спектральную плотность энергии (для непериодического сигнала) (©), то в результате прохождения флуктуирующего АО спектральная плотность энергии сигнала от цели изменится и на выходе фотоприемника будет определяться суммой постоянной и флуктуирующей составляющих (£2 (©) и £2(©))

00 00 ЗД = £с2 (©) +£с22(©) = | Я т (г)ехр(-/©г)б/г+ | ВСт (г) Я (г)ехр(-/©г)б/г ,

—ад —ад

где Вс_ (г) и Вс (г) - автокорреляционные функции исходного сигнала от разведываемой цели с учетом прохождения через АО и без него

1 ад

Вс (г) = — | 82 (©)• ехр (/©г) <© « ВТ (г); ВТ (г)« Т2рВс (г) .

g' и

Таким образом, флуктуация коэффициента пропускания приводит к случайной амплитудной модуляции и «размытию» частотных компонент исходного энергетического спектра сигнала от разведываемой цели. Следует ожидать, что обогащение энергетического спектра исходного сигнала за счет мультипликативного воздействия флуктуирующей части АО затруднит выделение полезного сигнала. При амплитудной модуляции исходного сигнала и значительных флуктуациях аэрозольного образования следует ожидать, что полезные модуляционные колебания будут в шумовом фоне, созданном случайной модуляцией несущего колебания.

В итоге энергия полезного сигнала от разведываемой цели будет определяться

1 ад

эс =—\(©)-| н (®)|2 do.

Мультипликативное помеховое воздействие на сигнал от цели и влияние комбинированных помех в отношении сигнал/помеха по напряжению можно учесть следующим образом

Ч =

- ад

2^ I ^ (И\н И2 йт

^ со

+ — /И+* И} Iя М2

(15)

где Мш - спектральная плотность мощности внутреннего шума приемника; ^ (и) - постоянная составляющая спектральной плотности энергии сигнала от цели без учета прохождения через аэрозольное образование; 82п (и) - спектральная плотность энергии

рассматриваемой комбинированной помехи на выходе фотоприемника.

Для рассматриваемого случая выберем приемник оптического излучения со структурой, синтезированной для решения задачи обнаружения сигналов на фоне шумов по критерию Неймана-Пирсона. Тогда с учетом зависимости характеристик АО и ГЭ от времени условная вероятность правильного обнаружения цели ОЭС в рассматриваемых условиях может быть определена из выражения

» (< ) = р

_ 1/(1+ч2 (0/2)

(16)

где ^ - условная вероятность ложной тревоги.

Методики учета динамики изменения коэффициента пропускания АО от времени достаточно хорошо отработаны и подробно изложены в [2-4]. Поэтому для решения поставленной задачи в условиях случайного поиска ОЭС можно использовать полученные в этих работах результаты.

Для определения значения коэффициентов коТ, к()Г, к,т и кт в (13) достаточно выразить

переменные /1з 12,¡3,0 и ¡э2,¡э3 через переменные интегрирования и известные параметры. Вычисление полученных выражений (8) удобно производить в полярной системе координат. Определение неизвестных параметров и подстановка их в (8) позволяют реализовать модель с использованием компьютера.

Для условий обнаружения объекта в диапазоне ОЭС разведки 3-5 мкм на дальности 500 м при распределении абсолютной температуры ГЭ и динамике изменения среднего значения коэффициента пропускания АО, приведенных на рисунке 3, получены зависимости мощности засветочной помехи от времени для случаев максимальной концентрации ГЭ 2 -105 ГЭ/м3 (—) и 4 -105 ГЭ/м3 (- - -) (рисунок 4а). На рисунках 4б-г представлены результаты расчетов выбранных показателей эффективности обнаружения. В качестве исходных данных были приняты: мощности полезного сигнала и шумов соответственно 10~12 и 10~14 Вт, ¥ = 10 4.

В результате анализа расчетов, полученных в программе Mathcad были получены зависимости, показывающие существенное влияние пространственно распределенных источников засветочных помех на эффективность функционирования ОЭС разведки и подтверждающие адекватность предлагаемой методики.

т к' 600

400 200 0

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

/

/

8

с

Рисунок 3 а - Зависимость абсолютной температуры ГЭ от времени

Тср

0,75

0,5 0,25 0

2

4

6

8

^ с

Рисунок 3б - Зависимость среднего значения коэффициента пропускания АО от времени

Рэ (1), Вт 400 300

200 100 0

/ \

/ / \ \

1 / 1 1 \

/ У / / \ Ч \

/ / // \ \

2

6

8

1, с

а)

1x10" 1x10" 1x10" 1x10" 1x10" 1x10"

1

0,1

0,01

1x10 1x10

"3

-4

б)

0

5 10 15 2 0 25 1,

1_

V

2 x10

"10 4 x10-10 6 x10-10

в)

8 x10

"10

1, с

D(t)

1 0,1

0,01

1x10 1x10

-3

-4

)

0 5 10 15 20 25 ^ c

г)

Рисунок 4 - Результаты расчетов

Выводы. Разработанная методика учитывает эффекты ослабления завесой полезного сигнала от прикрываемого объекта и воздействия прямого и рассеянного оптического излучения горящих элементов на фотоприемник оптико-электронного средства.

На основании полученных зависимостей и расчетов методика позволяет обосновывать характеристики комбинированных аэрозольных завес в интересах повышения эффективности их применения.

Представленные результаты анализа полученных зависимостей являются подтверждением адекватности предложенной методики и указывают на существенное влияние источников помех на эффективность функционирования оптико-электронных средств разведки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Юхно П.М. Преднамеренные оптические помехи высокоточному оружию. М.: Радиотехника, 2017. 640 с.

2. Модели пространственного и частотного поиска: Монография / Ю.Л. Козирацкий и др. М.: Радиотехника, 2013. 344 с.

3. Поиск цели оптико-электронными средствами в условиях нестационарных маскирующих помех / А.Ю. Козирацкий, З.Б. Федукович, Д.В. Прохоров, И.В. Бурзак // Радиотехника. 2005. № 7. С. 63-65.

4. Учет стохастичности характера формирования структуры аэрозольного образования в моделях поиска цели оптико-электронными средствами / А.Ю. Козирацкий, Д.В. Прохоров, П.Е. Кулешов, З.Б. Федукович // Радиотехника. 2006. № 9. С. 78-80.

5. Модель поиска цели оптико-электронными средствами в условиях комбинированных помех, формируемых на основе подсвета аэрозольного облака оптическим излучением / А.Ю. Козирацкий, Д.В. Прохоров, А.В. Шамарин // Вестник Военного института радиоэлектроники. 2005. № 3. С. 23-35.

6. Методика оценки возможности функционирования лазерной линии связи на основе использования аэрозольных образований с целью обхода препятствий на трассе распространения / А.Ю. Козирацкий, Д.В. Прохоров // Телекоммуникации. 2006. № 8. С. 33-36.

7. Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов. Л.: Машиностроение, 1977. 696 с.

8. Методика оценки влияния пространственно распределенных источников засветочных помех на функционирование оптико-электронных средств разведки / Д.В. Прохоров, Д.С. Баландин // Сборник статей по материалам VIII Научно-практической конференции «Молодежные чтения, посвященные памяти Ю.А. Гагарина». 2021. С. 276—279.

9. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Сов.радио, 1977. 608 с.

REFERENCES

1. Yuhno P.M. Prednamerennye opticheskie pomehi vysokotochnomu oruzhiyu. M.: Radiotehnika, 2017. 640 p.

2. Modeli prostranstvennogo i chastotnogo poiska: Monografiya / Yu.L. Kozirackij i dr. M.: Radiotehnika, 2013. 344 p.

3. Poisk celi optiko-'elektronnymi sredstvami v usloviyah nestacionarnyh maskiruyuschih pomeh / A.Yu. Kozirackij, Z.B. Fedukovich, D.V. Prohorov, I.V. Burzak // Radiotehnika. 2005. № 7. pp. 63-65.

4. Uchet stohastichnosti haraktera formirovaniya struktury a'erozol'nogo obrazovaniya v modelyah poiska celi optiko-'elektronnymi sredstvami / A.Yu. Kozirackij, D.V. Prohorov, P.E. Kuleshov, Z.B. Fedukovich // Radiotehnika. 2006. № 9. pp. 78-80.

5. Model' poiska celi optiko-'elektronnymi sredstvami v usloviyah kombinirovannyh pomeh, formiruemyh na osnove podsveta a'erozol'nogo oblaka opticheskim izlucheniem / A.Yu. Kozirackij, D.V. Prohorov, A.V. Shamarin // Vestnik Voennogo instituta radioelektroniki. 2005. № 3. pp. 23-35.

6. Metodika ocenki vozmozhnosti funkcionirovaniya lazernoj linii svyazi na osnove ispol'zovaniya a'erozol'nyh obrazovanij s cel'yu obhoda prepyatstvij na trasse rasprostraneniya / A.Yu. Kozirackij, D.V. Prohorov // Telekommunikacii. 2006. № 8. pp. 33-36.

7. Miroshnikov M.M. Teoreticheskie osnovy optiko-'elektronnyh priborov. L.: Mishinostroenie, 1977. 696 p.

8. Metodika ocenki vliyaniya prostranstvenno raspredelennyh istochnikov zasvetochnyh pomeh na funkcionirovanie optiko-'elektronnyh sredstv razvedki / D.V. Prohorov, D.S. Balandin // Sbornik statej po materialam VIII Nauchno-prakticheskoj konferencii «Molodezhnye chteniya, posvyaschennye pamyati Yu.A. Gagarina». 2021. pp. 276-279.

9. Gonorovskij I.S. Radiotehnicheskie cepi i signaly. M.: Sov.radio, 1977. 608 p.

© Козирацкий Ю.Л., Прохоров Д.В., Баев В.А., 2021

Козирацкий Юрий Леонтьевич, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры радиоэлектронной борьбы (и технического обеспечения частей РЭБ), Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), Россия, 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54А, [email protected].

Прохоров Дмитрий Владимирович, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры радиоэлектронной борьбы (и технического обеспечения частей РЭБ), Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), Россия, 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54А, [email protected].

Баев Владимир Алексеевич, адъюнкт, Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), Россия, 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54А, [email protected].

DOI: 10.24412/2500-4352-2021-19-255-267

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.