Средства радиоэлектронной защиты и подавления радиоэлектронных средств (РЭС) (стр. 3 из 5)
В БПФ производится когерентное накопление сигнала y (t). Объединение квадратурных каналов производится в блоке объединения квадратур (БОК), причем объединение производится для каждого частотного канала. Обнаружение полезного сигнала происходит на выходах многоканального (nканалов) порогового устройства (ПУ). Дальнейшая обработка в виде фиксации обнаружения и измерения параметров цели производится в блоке определения параметров сигнала (БОПС).
Величина порогового сигнала qна выходе когерентного накопителя:
где qвх - отношение напряжения полезного сигнала (uсвх) к среднеквадратическому значению шума (σшвх) на входе устройства обработки. Структура фильтра, представленного на рис.23, реально в цифровом виде выполняется на одном АЦП и спецпроцессоре с одним БПФ. Многоканальность по времени реализуется за счет разбиения по временным тактам работы АЦП и БПФ. На рис.11 приведены спектры соседних гармоник, отраженных от пассивных помех, от цели и с учетом частотной характеристики согласованного фильтра, выполненного в виде многоканального доплеровского фильтра, показанного на рис.10.
Рис.11
Аналогичный спектр на рис.12 представлен при выполнении многоканального доплеровского фильтра в виде БПФ, структурная схема которого показана на рис.23.
Рис.12
Особенность обработки, показанной на рис.11, состоит в том, что доплеровские фильтры расположены в зоне спектра, свободного от пассивной помехи. При изменении скорости носителя РЛС меняется положение точек f0±Fдmах, что приводит к изменению зоны спектра, свободного от пассивных помех. В этом случае для перекрытия всей зоны спектра, где может находиться полезный сигнал, следует производить адаптивную привязку начала гребенки доплеровских фильтров к скорости носителя РЛС (к точкеf0±Fдmах).
В случае использования БПФ (рис.12) по ширине спектра пассивных помех Fдmах рассчитывают количество частотных каналов БПФ, в которых находится помеха, и эти каналы в обнаружении полезного сигнала не участвуют. Из всего анализа можно сделать вывод, что схема рис.10 хоть и сложнее схемы рис.9, но обеспечивает лучшие результаты, так как учитывает изменение скорости носителя РЛС, поэтому будет использована именно эта схема.
В техническом задании также указана активная помеха (АП) - уводящая по скорости. Такой тип помех используется для обеспечения срыва автосопровождения цели по координатам (дальности, скорости). В отличие от помех типа ложная цель, уводящие помехи динамически изменяют свои параметры, т.е. принимая сигнал от РЛС, они преднамеренно изменяют в нем какой-либо параметр (вносят дополнительную задержку, изменяют фазу и др.), после чего переизлучают его в направлении станции, тем самым, обеспечивается автозахват ложной цели и ее сопровождение. Бороться с такой помехой можно, с помощью пороговых алгоритмов.
Дальностный пороговый алгоритм:
Скоростной пороговый алгоритм:
Поровый алгоритм по ускорению:
Если неравенства выполняются, то параметры дальности R, скорости vrи ускорения aсогласованы и идет сопровождение цели. Если не выполняются, то принимается решение о наличии уводящей помехи. В нашем случае зная, что скорость есть первая производная от дальности, сравнивая оценку с вычисленной скоростью можно сделать вывод о наличии или отсутствии помехи.
, где 
.Расчет параметров помехопостановщика
Рассмотрим алгоритм создания уводящей по скорости помехи для БРЛС с автосопровождением по скорости (АСС):
1) радиолокационный сигнал (импульсный или непрерывный) принимается, усиливается и ретранслируется в направлении подавляемой БРЛС;
2) мощный ретранслированный сигнал из-за действия АРУ вызывает уменьшение коэффициента усиления радиолокационного приемника, вследствие чего отраженный от цели сигнал подавляется, и строб скорости БРЛС захватывается сигналом помехи;
3) доплеровская частота переизлученного сигнала помехи последовательно меняется (уводится) в сторону увеличения или уменьшения относительно доплеровской частоты сигнала, отраженного от реальной цели. При этом возможны различные законы изменения частоты, но если производится одновременно увод по дальности, то производная функция изменения дальности должна быть равна во всех соответствующих точках значению функции уводящей помехи по скорости;
4) по достижении максимальной величины увода по скорости передатчик ретрансляционных помех выключается, вызывая срыв сопровождения цели. Отношение уровней сигналов при включенном и выключенном ретрансляторе должно быть таким, чтобы не позволить ГСН наводиться на собственные шумы, излучаемые передатчиком помех;
5) БРЛС переходит в режим перезахвата и начинает процесс поиска доплеровской частоты сигнала цели. При этом через некоторое время возможен либо повторный захват потерянного сигнала, либо захват сигналов от других целей, включая ложные. Во время поиска угломерная система размыкается или находится в режиме памяти по углам или угловой скорости;
6) процесс увода по скорости повторяется. Маневр самолета с максимальным ускорением повышает эффективность воздействия уводящей помехи по скорости.
Описанная последовательность создания уводящей по скорости помехи относится к обычному способу ее формирования. На рис.13 приведена структурная схема широко используемого передатчика уводящей по скорости помехи на основе ретранслятора со сдвигом частоты на ЛБВ. Для разделения принятого сигнала и сигнала помехи используется циркулятор, но он не обеспечивает достаточной развязки для устранения самовозбуждения. Поэтому принятый и выходной сигналы помехи попеременно стробируются таким образом, чтобы исключить одновременную передачу и прием. Хотя радиолокационный приемник будет принимать ретрансляционный сигнал помехи в течение менее чем 50% времени, эффективное воздействие помехи все же будет обеспечено. Так как стробированный высокочастотный сигнал должен накапливаться для последующей передачи, то необходимо использовать в тракте линию задержки.
Рис.13
Задержка сигналов должна быть когерентной и достаточной величины, что может потребовать применения преобразования частоты входных сигналов в диапазон промежуточных частот для реализации требуемой задержки. Можно обойтись без введения дополнительной задержки, а использовать запаздывание в ЛБВ и тракте. Пилообразное колебание, управляемое по частоте, подается на спираль ЛБВ с амплитудой, достаточной для получения в ретранслируемом радиолокационном сигнале изменения фазы на 2π рад. Для успешной работы передатчика такая установка амплитуды пилообразного колебания оказывается допустимой в 20 % -ной частотной полосе. Однако подавление остатка сигнала на несущей частоте радиолокационного сигнала должно быть тщательно проверено, так как если уровень сигнала на выходе ЛБВ на несущей частоте входного сигнала оказывается больше уровня радиолокационного сигнала, отраженного от цели, то передатчик помех будет действовать как маяк. Если сигнал помехи превышает остаток на несущей частоте сигнала на 6 дБ или больше, то строб скорости РЛС будет захватываться и уводиться помехой. Обычно коэффициент подавления в диапазоне частот лежит в пределах 10.20 дБ.
В системе сдвига частоты всегда существует начальная (не нулевая) доплеровская частота. В лучшем случае эта начальная частота достигает 20Гц. Для практики важно, чтобы эта начальная частота составляла не более 25% величины разрешающей способности РЛС по скорости. Время действия сигнала помехи на несущей частоте необходимо лишь для того, чтобы воздействовать на систему АРУ подавляемого радиолокационного приемника, и оно обычно составляет доли секунды. Закон изменения частоты обычно линейный, но также возможен параболический или модифицированный экспоненциальный закон. Имитируемое помехой ускорение не должно быть значительным, поскольку РЛС может автоматически сбросить сигнал уводящей по скорости помехи, используя пороговый алгоритм по ускорению, описанный выше. При уводе по скорости изменение на 20 кГц за 5 с соответствует примерно ускорению примерно 5g. После окончания цикла постановки уводящей по скорости помехи передатчик кратковременно выключается, а затем цикл постановки помехи повторяется. Если радиолокационный сигнал после действия уводящей по скорости помехи больше не принимается, то уводящая помеха по скорости может не создаваться до тех пор, пока не появится другой радиолокационный сигнал.
Может также использоваться последовательное соединение, когда данный входной сигнал сдвигается по частоте более чем один раз. Выходные сигналы всех каналов суммируются, усиливаются и излучаются в направлении подавляемого радиолокатора. Возможны девять основных вариантов программ создания помех по скорости, однако, когда они видоизменяются и используются в комбинации, число режимов становится еще большим:
1) программа представляет собой обычную уводящую помеху по скорости, когда увод может совершаться либо вверх, либо вниз по частоте.
2) эта программа является вариантом программы 1), когда максимальная величина увода по скорости сохраняется сравнительно длительное время.