Применение разностно - угломерной компенсации для защиты от активных помех РЛС обнаружения и управления Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

x 2 «

x2 — K\ ' Fm ' x3,

x^ «

x4 — K2 " u.

(9)

Список литературы

1. Бренер В.А., Жабин А.Б. Щитовые проходческие комплексы. М: Горная книга, 2009, 447 с.

V.B. Budnikov

MATHEMATICAL DESCRIPTION OF TUNNEL SHIELD COMPLEX DYNAMICS The article considers the process of tunneling. By analyzing of the shield complex dynamics mathematical description of its executive body is made.

Key words: shield tunnel complex, the executive body, mathematical model.

Получено 17.10.12

УДК.631.396

Р.В. Садовников, асп., 8(905)-623-34-18, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ)

ПРИМЕНЕНИЕ РАЗНОСТНО-УГЛОМЕРНОЙ КОМПЕНСАЦИИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ АКТИВНЫХ ПОМЕХ РЛС ОБНАРУЖЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ

Предлагается разностно-угломерный способ компенсации активных помех, создаваемых радиолокационным станциям. Отличием данного способа является совместная когерентная обработка сигналов от целей и помех с двух и более приёмных антенн, разнесённых в пространстве. Важной особенностью данного метода является возможность компенсации помех, создаваемых по главному лепестку ДНА антенны РЛС.

Ключевые слова: компенсации активных помех, РЛС, компенсации помех по главному лепестку ДНА.

Опыт последних локальных конфликтов в Югославии, Ираке и Грузии [1] показал важность и нарастающие возможности средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ). Во многих случаях именно эти средства определяли успех боевых операций. В связи с этим обстоятельством особую важность приобретают поиск и техническая реализация новых методов защиты от помех радиолокационных станций (РЛС) обнаружения и наведения.

Известны три основных способа постановки активных помех [2].

1. Воздействие по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны (ДНА).

2. Самоприкрытие цели (передатчик активных помех совмещён с целью).

3. Воздействие не совмещенного с целью помехопостановщика (ПП) по главному лепестку ДНА.

Методы борьбы с активными помехами в первом и втором случаях хорошо известны, однако в третьем случае борьба с помехами является крайне затруднительной. Поэтому именно третий метод противодействия является наиболее эффективным и распространенным особенно в условиях развитой радиоэлектронной разведки и ограниченной мобильности РЛС наземного базирования.

На сегодняшний момент наиболее распространены два метода противодействия третьей ситуации. Первый - сужение диаграммы направленности антенны, что в свою очередь влечет за собой увеличение их габаритов и стоимости, а также возникают сложности с обеспечением требуемого времени обзора. Второй - применение быстрой перестройки частоты зондирующего сигнала, что малоэффективно при современном уровне развития средств разведки.

Новый метод подавления активных помех может быть основан на использовании выносной компенсационной антенны, расположенной на некотором расстоянии от РЛС. На рис. 1 показано расположение РЛС, цели и постановщика помех. Причём цель и помехопостановщик могут находиться в одном элементе разрешения РЛС по углу.

Рис. 1. Взаимное расположение РЛС, цели, помехопостановщика

и компенсационной антенны

Пусть цель имеет координаты хц, уц, помехапостановщик (ПП) -хПП , уПП, компенсационная антенна (КА) - хка , Ука, РЛС - хРЛС , уРЛС. За точку начала координат удобно взять координаты РЛС.

В случае, если разность расстояний «цель - РЛС», «ПП - РЛС» не будет равна разности расстояний «цель - КА», «1111 - К А», сигнал от импульсной помехи и цели на выходе АМ детектора основного канала РЛС и выносного компенсационного канала будет иметь вид, аналогичный рис. 2, на котором видно, что сигнал от цели в основном канале замаскирован помехой, а в выносном канале сигналы от цели и помехи приходят в разные промежутки времени.

Рис. 2. Сигнал от импульсной помехи и цели на выходе АМ детектора основного канала РЛС (а), выносного компенсационного канала (б),

после компенсации (в)

Воспользовавшись данной особенностью, можно предложить систему компенсации активной помехи, схема которой изображенная на рис. 3. Принцип работы этой системы основан на выравнивании времени прихода и амплитуды активной помехи, принятой основной и компенсационной антенной, и последующего вычитания из основного канала сигнала от компенсационной антенны (рис. 2, в). Так как время прихода сигнала от цели при этом не уравнивается, то на выходе сумматора сигнал от активной помехи компенсируется, а вместо одной отметки от цели появится две.

Составим уравнение области, в которой возможна компенсация помех:

8т <

2 2 2 2 2 2 ХПП + Упп -д/ ХЦ + УЦ "V (хПП - ХКА ) + (УПП - УКА ) +

+ у (ХЦ - ХКА ) + (УЦ - УКА )

где 8т - разрешение РЛС по дальности.

На рис. 4. приведена область возможного расположения постановщика помех (светлая), при котором будет выполнятся условие (1)

при Хкд =0, укд =50 м, хРЛС =0, уРЛС =10000 м, Хц =0, уц =0, дг =15 м. Уравнение (1) неучитывает ДНА антены РЛС и КА, поэтому дополнительным условием будет являться поподание цели и ПП в лепестки диограм направленности антен РЛС и КА.

Рис. 3. Структурная схема компенсационного устройства

Рис. 4. Область возможного расположения постановщика помех (светлая), при котором возможна компенсация

Временную задержку цепи компенсации можно найти как аналитически, предварительно вычеслив координаты цели и помехопостановщика, так и методом адаптации, найдя минимум выражения]Зрлс^) - А ■ _г)|,где £рлс ^) - сигнал на входе РЛС, $КА (/ -Т) - сигнал на входе компенсационной антены, А - коэффицент компенсирующий разницу коэффицентов усиления основного и компенсационного каналов.

Компенсация сигнала увеличивает шумы приёмника, так как к собственным шумам приёмника РЛС добавляются шумы приёмника компенсационной антенны:

Pш =л1 (& ■ T ■ КшРЛС )2 + (& ■ T ■ КшКА ■¥)2, где РШ - шум в приёмном канале РЛС после компенсации, & - постаянная Больтцмана; КшрЛС - коэффицент шума приёмника РЛС; Кшка -коэффицент шума приёмника КА; Т - температура; Af - ширина спектра сигнала.

Глубина компенсации зависит от ошибок определения задержки и коэффициента А. Воспользовавшись выражением функции корреляции для случайного процесса с ограниченным спектром [3], получим выражение, задающее глубину компенсации в зависимости от погрешности определения коэффициента А и задержки,

г 1

К f

1 -

A + SA

1 -

v A

sin( л • Af -St)

где Г к - глубина компенсации; SA - ошибка определения коэффициента А; St- ошибка определения задержки.

Трудность, связанную с появлением двух отметок цели, можно устранить логическим методом на основе данных об угловых координатах цели.

Таким образом, пользуясь вышеизложенным методом, можно создать простую и эффективную систему борьбы с активными помехами. Но существенным недостатком данной системы будет необходимость наличия двух разнесённых в пространстве антенных постов и линии связи между ними, что, однако, технически легко реализуемо.

Список литературы

1. Михайлов А. Пятидневная война: итоги в воздухе/ Воздушно -космическая оборона. Вып. 6. 2008. С. 22-25.

2. Канашенкова А.И. Защита радиолокационных систем от помех. М.: Радиотехника, 2003. 416 с.

3. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высшая школа, 2005. 462 с.

R.V. Sadovnikov

APPLICATION OF DIFFERENCE-AZIMUTH COMPENSATION FOR PROTECTION JAMMING RADAR WARNING AND CONTROL.

The difference-goniometric method of compensation created by jamming radar stations is proposed. The distinction of this method is the joint coherent signal processing on the goals and interference from two or more receive antennas spaced. An important feature of this method is the ability to compensate for the noise generated by the main lobe pattern of the antenna radar antenna.

Key words: compensation jamming, radar, noise compensation on the main lobe pattern of the antenna.

Получено 17.10.12