CC BY
109
УДК 623.624.2
Радиотехника и связь
ОБ ОДНОМ СПОСОБЕ РАДИОЭЛЕКТРОННОГО ПОДАВЛЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СТАНЦИЙ, ОСНАЩЕННЫХ АДАПТИВНЫМИ КОМПЕНСАТОРАМИ ПОМЕХ
М.Г. Калашников, В.Г. Керков
Рассмотрен способ радиоэлектронного подавления радиолокационных станций, оснащённых адаптивными компенсаторами помех, основанный на использовании эффектов подсвета подстилающих поверхностей; проведена оценка его эффективности
Ключевые слова: радиолокационная станция, способ радиоэлектронного подавления, адаптивный компенсатор помех, подсвет подстилающей поверхности
Одной из эффективных мер повышения помехозащищённости современных радиолокационных станций (РЛС) является применение адаптивных компенсаторов помех (АКП), что обусловливает актуальность поиска эффективных способов преодоления этой меры.
Целью настоящей статьи является обоснование способа радиоэлектронного подавления (РЭП ) РЛС, оснащённых АКП, разработка методики и получение результатов оценки его эффективности.
Принцип функционирования систем адаптивной компенсации помех сводится к автоматическому образованию провалов в диаграммах направленности антенн (ДНА) РЛС, ориентированных на источники помех [I]. При этом степень компенсации помех определяется степенью их коррелированное™ в основном и компенсационном каналах компенсатора, а также мощностью помех, поступающей на вход РЛС.
Основными способами радиоэлектронного подавления РЛС, оснащенных п канальными АКП, являются способы, основанные на создании помех по боковым лепесткам ДНА из п+! точки пространства, либо способы, обусловливающие возможность создания помех, нестационарных по направлению прихода на вход РЛС.
Одним из возможных способов РЭП РЛС с АКП путем создания помех, нестационарных по направлению прихода на вход РЛС, является способ, основанный на использовании эффектов подсвета подстилающих поверхностей (ПП).
Рассмотрим процесс компенсации помех, создаваемых по боковым лепесткам ДНА за счет подсвета ПП, в одноканальном АКП.
При использовании вынесенного относительно защищаемых целей источника помех, действующего с больших дальностей по боковым лепесткам ДНА РЛС, для преодоления систем АКП оказывается возможным создание двухточечных
Калашников Михаил Григорьевич - ВУНЦ ВВС «ВВА» (г. Воронеж), канд. техн. наук, ст. науч. сотрудник, тел. (910) 348-05-90
Керков Владимир Георгиевич - ВУНЦ ВВС «ВВА» (г. Воронеж), канд. техн. наук, доцент, тел. (908) 136-05-42
помех за счет подсвета ПП под малыми углами скольжения , где обеспечиваются малые энергетические потери отражения в зеркальных направлениях.
Очевидно, что при оценке эффективности РЭП систем АКП необходимо учитывать воздействие на такие системы, наряду с протяженными помеховы-ми сигналами, отраженными от ПП, прямых поме-ховых сигналов (помех, создаваемых точечным источником излучения в прямом направлении).
Так как при воздействии помех по боковым лепесткам ДНА РЛС внутренние шумы приемников не оказывают существенного влияния на процесс компенсации помех, а полезный сигнал, принимаемый главным лепестком ДНА, практически не ослабляется [1], их влияние на эффективность компенсации помех учитываться не будет.
Помеховые сигналы, принимаемые основной и компенсационной антеннами с углового направления с координатой и m направлений, формируемых в результате соответствующего подсвета ПП, можно записать в виде:
Ù0 = ¿0^(00! ) + 22U а; • F(eJ. ( 1 ) Ок = аО1/(0О1) + а; -f(ev\ (2) где /Ю = m exp{i i> (9)},
dv = Av(t)exp{-j[ùôt + ф(£)]},
Av(t), <Р(0 - амплитуда и фаза v - го сигнала;
/"(0), /"(0) - комплексные диаграммы направленности, основной и компенсационной антенны РЛС;
ip (Э) - набег фазы сигналов в компенсационном канале относительно фазы этих сигналов в основном канале РЛС.
В установившемся режиме самонастройки мощность помех на выходе компенсационного сумматора определяется в соответствии с выражением [1]
<ri = а02 • (1 - Р2), (3)
где _
" ~ (4)
a02 = |t/0l2, К-«*1а
'о ,2 _
ЩТЧи^
р~- огибающая коэффициента корреляции напряжений в основном и компенсационном каналах компенсатора (с учётом выравнивания фаз с помощью квадратурных каналов).
Из выражения (3) видно, что степень компенсации помех в квадратурном АКП существенно зависит от величины р и полная компенсация по-мех имеет место при р4" = 1. В частности, когерентные немодулированные помехи из произвольного числа точек пространства, которые дают постоянные по времени комплексные амплитуды сигналов на выходах основного и компенсационного каналов, как это следует из (5), если опустить операцию временного усреднения, полностью компенсируются системой АКП.
В связи с этим для эффективного РЭП РЛС с АКП целесообразно использовать такие способы создания помех, которые приводят к де-корреляции сигналов, принимаемых основной и компенсационной антеннами РЛС. Для обеспечения такой декорреляции могут быть использованы, как было отмечено выше, быстро флюктуирующие по направлению прихода на вход РЛС помехи, создаваемые за счёт соответствующего подсвета ПП. Очевидно, что максимальная эффективность РЭП РЛС с АКП будет иметь место в случае, если время флюктуации помехо-вых сигналов по направлению прихода определяется выражением
Сфл < 0,2... 0,3 (6)
где £к - постоянная времени сглаживающих цепей компенсатора.
Изменяемые по направлению прихода на вход РЛС помехи могут быть созданы за счёт использования эффектов подсвета ПП, состояние которых характеризуется переменными по времени свойствами из-за волнения растительности, морской поверхности и т.п., а также за счёт движения постановщика помех (доплеровский эффект) при отражении помеховых сигналов от ПП, состояние которых характеризуется как переменными, так и постоянными по времени свойствами (песок, снег, спокойная водная поверхность и т.п.).
При воздействии таких помех на РЛС с АКП происходит срыв адаптивного процесса компенсации и АКП вынужден настраиваться исходя из вновь создаваемого амплитудно-фазового распределения в раскрыве антенной системы РЛС. Поскольку АКП имеет ограниченное быстродействие, он вынужден постоянно адаптироваться, меняя направление формируемых провалов, и значительную часть времени работать в переходном режиме.
В результате воздействия таких помех на РЛС с АКП нарушается корреляция между сигналами в основном и компенсационном приемных каналах РЛС, что приводит к уменьшению величины Р.
Оценим эффективность РЭП систем АКП за счет воздействия помех, отраженных от ПП, по боковым лепесткам ДНА перспективных РЛС. Геометрические соотношения при подсвете ПП представлены на рис.1.
Рис.1. Геометрические соотношения при подсвете подстилающей поверхности.
Подставляя выражение (1) и (2) в (5), аппроксимируя при этом ДН основной антенны РЛС в области боковых лепестков функцией
^(б) = . ' , где В — ширина раскрыва
ЬттВ & Я
основной антенны РЛС, -Я- длина волны, и,
учитывая, что ^ 7ГС6, где £= — ,£) -
X
расстояние между фазовыми центрами основной и компенсационной антенн, в результате несложных преобразований получим
2 _ М901н(у+тФ м^му+
где кэп1 = - коэффициент энергетических потерь мощности прямого помехового сигнала за счет перемещения ДН антенны системы источника подсвета подстилающих поверхностей;
кзп2 = - коэффициент энергетических
потерь мощности помеховых сигналов за счет отражения их от подстилающих поверхностей;
Р01 - мощность прямого помехового сигнала; Ро - суммарная мощность помех, отраженных
отПП;
Р - мощность помех, излучаемая источником подсвета ПП;
функция яркости [2] (для
равномерного распределения мощности в пределах эффективной зоны);
пространственный угловой размер эффективной зоны отражения помех от подстилающих поверхностей.
Ег 2Sirß
[5i(2jrB02)-Sl(2îrBfll)]-
91sin2nBe2 - 62sin2nBeA лВОД
fX smc .
^iix) ~ Jq "7" ^ ~ интегральный синус;
= r^-dt -
Jx f
'¿Ы
интегральный косинус.
Выражение для мощности помех на выходе компенсационного сумматора, полученное с учетом зависимостей (3), (4), (5) и (7) имеет вид
= + П(М)кт2Е3} ■ (1 -р2у(8)
где р2- определяется выражением (7). На рис.2, 3 представлены зависимости вели-2
чины р от пространственной протяженности А 9 помеховых сигналов, отраженных от ПП, рассчитанные в соответствии с выражением (7) для
001 = °'7°; 01= 1'2°; кэп1= О, кэп2, 2^2,10кэп2; В=100; С=200 и 100 соответственно.
1,0 0,8 0,6 0,4 0,2
0
— --- ~ N
\кш=о / j \ -
_ _ _ j ___j
_ _____
M 0,
о,
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Рис. 3. График зависимости Р1 ОТД0/0О.5 при С = ТО2 Из анализа приведенных зависимостей видно, что минимальные значения квадрата огибающей коэффициента корреляции сигналов в основном и
2
компенсационном каналах компенсатора Р имеют место при одинаковых значениях коэффициентов энергетических потерь точечного (прямого) и протяженного помеховых сигналов. При этом, с ростом протяженности помех, отраженных от ПП, величина р , рассчитанная для случая воздействия на РЛС с АКП прямого и протяженного помеховых сигналов, уменьшится незначительно. Воздействие на такие РЛС только протяженных помеховых сигналов приводит к увеличению, как видно из рис.2 и рис.3, де-корреляиии сигналов в основном и компенсационном приемных каналах с ростом их пространственной протяженности, что обуславливает целесообразность применения помех, отраженных от ПП, при РЭП бортовых РЛС, оснащенных АКП.
Литература
1. Ширман, Я.Д. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех [Текст]/ Я.Д. Ширман, В.Н. Манжос.-М.: Радио и связь, 1981. -416с.
2. Тихонов, В.И. Статистическая радиотехника [Текст]/ В.И. Тихонов- М.: Радио и связь, 1982. - 624е.
Военный учебно-научный центр ВВС «Военно- воздушная академия им. профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)
ON AN ELECTRONIC COUNTERMEASURES TECHNIQUE AGAINST RADARS EQUIPPED WITH ADAPTIVE INTERFERENCE CANCELER
M.G. Kalashnikov, V.G. Kerkov
There was discussed an electronic countermeasures (ECM) technique against radars equipped with adaptive interference cancelers based on effect of underlying terrain illumination with the effectiveness evaluation of the described technique performed
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Рис.2. График зависимости ^отДЭ/00,5 при С = 2-102
Key words: radar, electronic countermeasures technique, adaptive interference canceler, underlying terrain illumination
