WWW.BOOK.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные ресурсы
 

Pages:   || 2 |

«1 Аннотация В работе рассматриваются темы, касающиеся состояния проблем в радиолокации, в особенности это касается бистатических ...»

-- [ Страница 1 ] --

1

Аннотация

В работе рассматриваются темы, касающиеся состояния проблем в

радиолокации, в особенности это касается бистатических РЛС. Проведено

экспериментальное исследование мощности распространения сигнала в

бистатических РЛС, а также влияние и характер постановки пассивных помех

для защиты объекта от бистатических РЛС. Разработан способ постановки

пассивных помех, проведен анализ над характером изменения сигнала при

таком воздействии.

Abstract

This dissertation deals with the topics relating to the status of problems in radar, especially with respect to bistatic radar. There was conducted an experimental study of the power of signal propagation in bistatic radar, as well as the impact and nature of passive jamming to protect the object from the bistatic radar. There was worked out a method of passive jamming, the analysis of the nature of the signal changes with this exposure.

Адатпа Осы жмыста сіресе бистатик радар атысты радиолокациялы проблемаларды мртебесіне атысты таырыптар каралады. Радиолокациялы сигналы тараан билік эксперименттік зерттеулеп, сондай-а БРЛС-тын нысанды орау шін пассивті басуын серін мен сипатын дамуы. Пассив басуын дісін, сигнала деген серін, згерістерді сипатын талдау.

Содержание Введение…………………………………………………………………………….7 1 Состояние проблем определения координат объектов и влияние помех в радиолокации……………………………………………………………………..8

1.1 Общие сведения о радиолокации…………………………………………8 Виды радиолокационных систем……………………………………9 1.



1.1 1.1.1.1 Основные типы наземных и самолетных РЛС…………………….9 1.1.1.2 Разновидности РЛС по назначению………………………………..10 1.1.1.3 Разновидности РЛС по виду измеряемого элемента……………...10 Виды зондирующих излучений…………………………………….11 1.1.2 1.1.2.1 РЛС с импульсным зондирующим и непрерывным зондирующим излучением………………………………………………………………………...11 1.1.2.2 Сравнение РЛС с непрерывным и импульсным излучением……..12 1.1.3 Разновидности методов измерения координат и параметров движения целей в радиолокационных системах……………………………………………13 1.1.3.1 Амплитудный метод в радиолокационных системах измерений координат………………………………………………………………………….13 1.1.3.2 Частотный метод определения дальности………………………….15 1.1.3.3 Фазовый метод определения дальности……………………………18

1.2 Источники и классификация помех в радиолокационных системах…….19 1.2.1 Естественные и искусственные помехи………………………………...20 1.2.1.1 Преднамеренные помехи……………………………………………..20 1.2.2 Маскирующие и имитирующие помехи……………………………..…20 1.2.2.1 Хаотические импульсные помехи (ХИП)…………………...………21 1.2.2.2 Прицельные и заградительные помехи……………………………...21 1.2.2.3 Имитирующие активные радиопомехи……………………………22 1.2.2.4 Имитирующие пассивные помехи…………………………………23

1.3 Бистатическая радиолокация……………………………………………..25 1.3.1 Введение в понятие «бистатической радиолокации»………………….25 1.3.2 Организация работы в бистатической радиолокации…………………26 1.3.3 Актуальность использования бистатической радиолокации………….27

1.4 Технология снижения заметности для радара……………………………..27 1.4.1 Технология STEALTH в радиолокации………………………………...28 1.4.1.1 Радиоэлектронная борьба…………………………………………….28 1.4.2 Уязвимость для современных средств обнаружения………………….29

1.5 Выводы……………………………………………………………………..30 2 Определение местоположения цели в бистатических радиолокационных системах…………………………………………………………………………...31

2.1 Модель просветной бистатической радиолокационной системы………..31 2.1.1 Доплеровская частота в БРЛС…………………………………………..32





2.2 Зоны Френеля в БРЛС……………………………………………………....35 2.2.1 Дифракция Френеля……………………………………………………...37

2.3 Мощность сигнала в бистатических РЛС………………………………….38

2.4 Радиолокация при наличии пассивных помех…………………………….38 2.4.1 Эффективная площадь рассеяния……………………………………….39

2.5 Постановка пассивных помех………………………………………………39 2.5.1 Дипольные отражатели………………………………………………….40 2.5.2 ЭПР для дипольного отражателя…………………………………….….41

2.6 Постановка дипольных отражателей ……………………………………...43 2.6.1 Известные технические решения…………………………………….…45

2.7 Выводы……………………………………………………………………….47 3 Экспериментальное исследование мощности распространения сигнала в бистатических РЛС……………………………………………………………….49

3.1 Условие проведения эксперимента………………………………….……..49

3.2 Программа проведения эксперимента……………………………….…….51

3.3 Схемы проведения эксперимента…………………………………..………51

3.4 Влияние пассивных помех на значение мощности сигнала приемника на расстояниях 0,6 – 1,5 м от БЛ……………………………………………………57

3.5 Определение интервальной оценки изменения мощности сигнала в БРЛС…………………………………………………………………………….....59

3.6 Выводы……………………………………………………………………….64 4 Способ постановки ДО и оценка качества ослабления сигнала…………..…66

4.1 Предлагаемый способ защиты от бистатических РЛС……………………66 4.1.1 Последовательность действий при установке помех……………….…66 4.1.2 Определение основных параметров движения объекта в бистатических РЛС………………………………………………………………………………..68

4.2 Интерференция сигнала в приемнике в бистатических РЛС…………….69

4.3 Биения сигнала в приемнике в бистатических РЛС………………………70

4.4 Амплитудное детектирование сигналов в приемнике в бистатических РЛС………………………………………………………………………………...72

4.5 Характеристики влияния помех на определения параметров положения объекта………………………………………………………………………….....74 4.5.1 Расчет объема дипольных отражателей в БРЛС…………………….…76

4.6 Выводы……………………………………………………………………….77 Заключение………………………………………………………………………..78 Перечень сокращений…………………………………………………………….79 Список литературы…………………………………………………………….…80 Приложение А Моделирование постановки помех к ПРД…………………….81 Приложение Б Моделирование постановки помех к ПРМ ……………...…….83 Введение Актуальность использования радиолокационных систем (РЛС) в современном мире остается неизменной по сей день, так как они находят широкое применение для обнаружения не только воздушных, но и наземных, надводных, морских объектов, определяют их дальности, скорости и многие другие геометрические параметры. Таким образом, с развитием радиолокации, появились и технологии снижения заметности СТЕЛС - (англ.

stealth technology), которые посредством специально разработанных геометрических форм и радиопоглощающих материалов и покрытий способны резко уменьшать радиус обнаружения объектов, тем самым способна повысить выживаемость объекта. Главной целью с выбором формы приходится отражение волн в сторону от излучателя, то есть, таким образом, часть сигнала способна поглощаться специальными покрытиями, а другая, оставшаяся часть отражается в сторону, которая не позволяет радиоэху вернуться к наблюдающей РЛС. Данный метод особенно эффективен против совмещённых приёмопередающих станций. Для обнаружения объекта, построенной по технологии снижения заметности, может быть применена многопозиционная РЛС с разнесенными передающим и приемным позициями, в частности бистатическая РЛС.

Местоположение объекта в бистатических радиолокационных системах определяется по измерениям доплеровской частоты и направления прихода рассеянного объектом сигнала. Однако, вблизи базовой линии эффект Доплера практически не проявляется, что приводит к ошибкам в определении положения объекта вдоль базовой линии. Таким образом доплеровский эффект не проявляется при неподвижном объекте, что приводит к невозможности оценке положения неподвижных и малоподвижных целей.

Общеизвестно, что любая радиосвязь подвержена помехам.

Радиоэлектронные помехи являют собой непоражающие электромагнитные излучения, способные ухудшать качество функционирования и анализа данных радиоэлектронных средств, управляемого оружия, систем обработки и передачи информации. Помехи могут иметь различное происхождение. В данной работе подробно раскрывается суть использования пассивных помех в качестве защиты объектов от бистатических радиолокационных систем.

1 Состояние проблем в радиолокации

1.1 Общие сведения о радиолокации Радиолокация – это обнаружение расположения и выявление свойств объектов, движущихся и неподвижных, используя радиоволны, отраженные или излученные данными объектами [23].

Под радиолокационной системы (РЛС) понимать совокупность радиолокационных станций и технических средств, которые взаимосвязаны между собой и предназначены для решения тактической РЛС проблему [24].

Таким образом, радар-это система, состоящая из взаимосвязанных радио, радар, она способна решить проблему, и поэтому также часто называют радиолокационной системы. Радар-это передатчик и приемник. В начале передатчик генерирует сигнал определенной частоты. Отраженный от объекта (цели) принимаемого сигнала от приемника. Для излучения в пространство электромагнитного поля и его дальнейшего приема после отражения используемых передающих и приемных антенн, соответственно [24].

Радиолокационные системы, обрабатывающие радиолокационную информацию, относятся к широкому классу информационных радиосистем [25]. При этом большинство РЛС причисляются к важному подклассу, который представляет собой радиосистемы извлечения информации. Эти радиосистемы из принимаемых радиосигналов извлекают полезную информацию и решают такие задачи как: выявление объектов, измерение координат и параметров движения, разрешение объектов, а также их распознавание [25].

При этом обнаружение объекта представляет собой принятие решения о присутствии или отсутствии такого в исследуемой области пространства. Для оценки координат объектов и их производных (ускорения, скорости) измеряются их координаты и параметры движения. Число и вид измеряемых координат задаются выбранной системой координат, в которой определяется позиция объекта, и назначением РЛС. Разрешение сводится к выявлению объекта, измерению его местоположения и параметров движения, в случае присутствия в изучаемом участке пространства других объектов.

Распознавание представляет собой установление принадлежности объекта к определенному классу [25].

Таким образом, радиолокационная станция является системой, которая способна обнаружить различные объекты, такие как воздушные, морские, наземные и др., а также установить их дальность, скорость движения, геометрические параметры, высоту, азимут и т.д. В РЛС используется метод, базированный на излучении радиоволн и регистрации их отражений от объектов.

1.1.1 Виды радиолокационных систем

РЛС классифицируют по следующим признакам:

- происхождению радиосигнала, который принимает приёмник РЛС (активные РЛС с активным и пассивным ответом, полуактивные и пассивные РЛС);

- используемому диапазону радиоволн (РЛС декаметрового, метрового, дециметрового, сантиметрового и миллиметрового диапазонов);

- типу зондирующего сигнала (РЛС с непрерывным (немодулированным или частотно-модулированным) и импульсным (некогерентным, когерентноимпульсным с большой и малой скважностью, с внутриимпульсной частотной или фазовой модуляцией) излучением);

- числу применяемых каналов излучения и приёма сигналов (одноканальные и многоканальные с частотным или пространственным разделением каналов);

- числу и виду измеряемых координат (одно-, двух- и трехкоординатные); способу измерения, отображения и съема координат объекта;

- расположению РЛС (наземные, корабельные, самолетные, спутниковые);

- назначенным функциям РЛС (от малогабаритных переносных РЛС измерения скорости автомобилей до огромных наземных РЛС систем противовоздушной (ПВО) и противоракетной (ПРО) обороны) [26].

1.1.1.1 Основные типы наземных и самолетных РЛС Основные типы наземных РЛС: выявления воздушных целей и наведения на них истребителей; управления воздушным движением (диспетчерские и обзорные); выявления и определения координат баллистических ракет (БР) и искусственных спутников Земли (ИСЗ); указания целей станциям управления зенитной артиллерией и наведения зенитных управляемых ракет (ЗУР); управления зенитной артиллерией и ЗУР;

выявления минометов; метеорологические; обзора акватории порта; обзора летного поля; выявления и определения скорости наземных движущихся объектов [26].

Основными типами самолетных РЛС являются радиолокационные дальномеры, доплеровские измерители путевой скорости и угла сноса самолета, радиовысотомеры, РЛС обнаружения самолетов и предотвращения столкновений, панорамные РЛС обзора земной поверхности, РЛС бокового обзора, в том числе и с синтезированным раскрывом антенны, РЛС наведения управляемых ракет, РЛС перехвата и прицеливания [26].

1.1.1.2 Разновидности РЛС по назначению По назначению РЛС можно отнести к обзорным и следящим. Обзорные РЛС используются при необходимости обнаружения и измерения координат всех целей в требуемой области пространства или земной поверхности, равно как и для управления, воздушным движением (УВД) ПВО и ПРО, получения метеорологической информации, разведки и т.п.

Следящие РЛС используются для точного и непрерывного определения координат одной или ряда целей. Информация, которую получили с помощью РЛС, применяются, к примеру, для наведения оружия на цель или для управления объектом [26].

Также можно выделить автономные и неавтономные системы и устройства. Автономные системы применяются самостоятельно и без помощи других радиоэлектронных устройств и не используют радиолиний, которые связывают бортовую аппаратуру данного объекта с внешними по отношению к нему системами и устройствами. В таких радиосистемах реализуется принцип однопозиционной радиолокации, т.е. информация об элементах извлекается из отраженного от земной поверхности или цели сигнала.

Неавтономные имеют в своем составе как бортовую аппаратуру, установленную на объекте, так и связанную с ней радиолинией аппаратуру специальных радиоустройств, размещаемых в наземных пунктах или на других объектах, т.е. реализуется принцип многопозиционной радиолокации.

Основными характерными признаками сигнала являются вид излучаемого (зондирующего) сигнала (непрерывный или импульсный), тип модуляции, динамический диапазон мощности, ширина спектра и др [26].

1.1.1.3 Разновидности РЛС по виду измеряемого элемента По типу измеряемого элемента релиз дальномер, интерференция, угломерные приборы и измерения скорости. Угол измерительный прибор радары вычислить угол между направлением на объект в горизонтальной или вертикальной плоскости и ссылку направлении, что определяется несущей в соответствующих РЛС. На звание искателя устройство для определения углового положения источника излучения электромагнитных волн, основанный на результатах измерения направления прихода радиоволны. РЛС (расстояние измерения прибора) вычисляет расстояние до объекта. По большей части электронный дальномер измерение времени задержки отраженного сигнала относительно зондирующего объекта (собственного излучения) сигнала. Большинство радаров являются дальномеры. Кроме того, они используются в одиночку, например, для определения высоты самолетов (радиовысотомеры). Дальномеры способны использовать принцип запрос ответ в случае сигнала в диапазоне ретранслируются. Эта классификация не продемонстрировать все применимые типы радаров. Все-таки вышеперечисленные виды достаточно, чтобы показать широту и многообразие использования радара [26].

1.1.2 Виды зондирующих излучений В радиолокации используются непрерывные гармонические или узкополосные импульсные сигналы. Главным отличием использования зондирующих импульсов от гармонических узкополосных сигналов является изменение формы и длительности сигнала в процессе зондирования протяженной цели с радиальной длинной, превышающей разрешающую способность зондирующего импульса в пространстве сЗ/2 (где с – скорость света, З - длительность зондирующего импульса) [27].

Сигнал, отраженный от такой цели, представляет собой последовательность разнесенных во времени сигналов, отраженных от разных «блестящих точек» объекта, каждый из которых в свою очередь представляет собой свертку с импульсной характеристикой блестящей точки (рисунок 1.1).

Результат единичного отражения от блестящей точки, а так же сумма всех отражений зависят от углового положения цели относительно РЛС [27].

Рисунок 1.1 - Отражение сигнала от протяженной цели 1.

1.2.1 РЛС с импульсным зондирующим и непрерывным зондирующим излучением При использовании импульсного метода радиолокации передатчики производят колебания в виде кратковременных импульсов, после которых следом идут сравнительно длительные паузы. При этом продолжительность паузы подбирается, основываясь на дальности действия РЛС Dmax.

, (1.1) где Т – продолжительность паузы, Dmax – дальность действия РЛС, с – скорость света.

Суть метода описана далее. Передающее устройство РЛС испускает энергию не постоянно, а кратковременно, обязательно периодическими повторяющимися импульсами, в паузах между которыми производится приём отражённых импульсов приёмным устройством той же РЛС. Отсюда следует, что импульсная работа РЛС позволяет разделить во времени мощный зондирующий импульс, который излучает передатчик и гораздо более слабый эхо-сигнал. Дальность до цели измеряется путём измерения отрезка времени между моментом излучения импульса и моментом приёма, иначе говоря временем движения импульса до цели и обратно [28].

РЛС с непрерывным зондирующим излучением применяется в большей степени, чтобы определить радиальную скорость движущегося объекта, для чего используется эффект Доплера. Основное преимущество РЛС такого типа

– это дешевизна и элементарность использования, но в таких РЛС очень сложно измерить расстояние до объекта. Очень ярким примером является радар, предназначенный для определения скорости автомобиля[28].

1.1.2.2 Сравнение РЛС с непрерывным и импульсным излучением Задача разделения передающего и приёмного каналов и применения общей антенны для передачи и приёма гораздо проще решается в импульсных РЛС. При непрерывном излучении прямой сигнал проникает в приёмный канал, перегружает приёмник и маскирует слабые сигналы объектов. Очень важно уменьшить силу связи передающего и приёмного каналов в допплеровских РЛС, в которых низкочастотные помехи от вибраций и шумов кристаллических смесителей располагаются в диапазоне допплеровских частот. В таких случаях общепринято используют размещённые на расстоянии передающую и приёмную антенны [29].

Опасность пробоя антенно-фидерной системы в РЛС с непрерывным излучением меньше, чем в импульсных РЛС вследствие меньшей пиковой мощности.

Радиолокаторы непрерывного излучения с ЧМ лучше импульсных РЛС, благодаря меньшим размерам ближней непросматриваемой зоны, а допплеровские РЛС с непрерывным излучением этой зоны вовсе не имеют [29].

РЛС с непрерывным излучением из допплеровских систем наиболее непригодны для дальнометрии. Когерентно-импульсные системы сочетают измерения скорости и дальности целей, к тому же в них довольно просто реализуется развязка передающего и приёмного каналов. К минусам этих систем можно отнести наличие «слепых» скоростей и неоднозначность измерения скорости.

В импульсных РЛС отсутствуют анализатор дальномерных частот, который требуется при ЧМ, и анализатор допплеровских частот, который необходим в допплеровских РЛС. За счёт этого самым элементарным радиолокатором для одновременного наблюдения за несколькими целями является одноканальный импульсный с электронно-лучевым индикатором [29].

РЛС с частотной модуляцией просто и с высокой точностью измеряют малые дальности и/или высоты одной цели, однако они уступают импульсным системам многоцелевой радиолокации, требующие сложный многоканальный спектроанализатор и трудно осуществимую линейную частотную модуляцию.

Проблема совмещения большой дальности действия с большой точностью и высокой разрешающей способностью по дальности, а также с точным и однозначным измерением скорости наиболее успешно решается в импульсных РЛС с внутриимпульсной модуляцией 1.1.3 Разновидности методов измерения координат и параметров движения целей в радиолокационных системах В радиолокационных системах присутствуют основные методы измерения координат и параметров движения целей. К ним относятся амплитудный, частотный, фазовый, доплеровский и другие методы, в зависимости от того, какой параметр сигнала служит основой для измерений координат и параметров движения целей.

1.1.3.1 Амплитудный метод в радиолокационных системах измерений координат В случае амплитудного метода измерения вычисляется время запаздывания характерного изменения амплитуды принимаемого радиолокационного сигнала. Наиболее используемой из различных видов модуляции излучаемых колебаний является импульсная. Устройство импульсной дальномерной РЛС представлено ниже (рисунки 2.1 и 2.2).

Передатчик станции генерирует радиоимпульсы длительностью tи с периодом повторения Ти (напряжение u2 на рис.2.2). Антенный переключатель (АП) соединяет антенну к передатчику на время генерации (tи) и к приёмнику на всё остальное время. Отражённые импульсные сигналы запаздывают на время tD; на вход приёмника поступают, в том числе колебания передатчика и отражённые сигналы (u3).

Рисунок 2.1 - Функциональная схема импульсного измерителя дальности (а) изображение сигналов на экране электроннолучевого индикатора (б) Время запаздывания отражённых сигналов мизерно (около тысячных или даже миллионных долей секунды) и простые часовые механизмы для его измерения неприменимы.

К наиболее используемому прибору для измерения времени запаздывания относится электроннолучевая трубка. На рисунке 2.1,а указана трубка с электростатическим управлением. К вертикально отклоняющим пластинам трубки подведены импульсы напряжения с выхода приёмника u4; к горизонтально отклоняющим пластинам от специальной схемы подведено пилообразное напряжение u5 (рисунок 2.2). Схема создания пилообразного напряжения и передатчик запускаются в одно и тоже время импульсами синхронизирующего устройства, что и приводит к одновременному горизонтальному перемещению пятна по экрану трубки с излучением импульса передатчика [30].

Рисунок 2.2 - Эпюры напряжений в точках 1-5 схемы импульсного дальномера Картина, отображаемая на индикаторе, показана на рисунке 2.

1,б, где пятно повторяет огибающие излучённого и отражённого импульсов, расстояние между которыми l пропорционально дальности обнаруженной цели:

–  –  –

(2.2) К достоинствам импульсных дальномеров можно отнести возможность построения РЛС, имеющую одну антенну; простота индикаторного устройства; удобство параллельного измерения дальности нескольких целей;

лёгкость разделения излучаемых импульсов, которые длятся мизерное время tи, и получаемых сигналов.

К недостаткам импульсного метода можно отнести надобность использования немалых импульсных мощностей передатчиков;

невозможность измерения малых дальностей; большая минимальная дальность станции (сотни или даже тысячи метров), которая определяется продолжительностью излучаемых импульсов и временем протекания переходных процессов в антенном переключателе [30].

1.1.3.2 Частотный метод определения дальности Частотный метод определения дальности базируется на применении частотной модуляции излучаемых непрерывных колебаний; при этом время запаздывания вычисляется при помощи измерения разности частот излучённых колебаний и отражённого сигнала. Функциональная схема РЛС с частотной модуляцией представлена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Функциональная схема измерителя дальности с частотной модуляцией Высокочастотный генератор, который управляется модулятором, производит колебания с частотой, которая изменяется по периодическому закону, что изображено на рисунке 2.

4 сплошной линией. Частота сигнала, который отразился от неподвижной цели, будет изменяться со сдвигом по временной оси на время запаздывания tD по такому же закону.

Частота отражённых колебаний представлена штриховой линией на рисунке 2.4,а. Отражённые сигналы и колебания генератора идут к смесителю.

Разностная частота (рисунок 2.4, б) (частота биений), которая образуется на

–  –  –

где Dwм – девиация частоты передатчика, тогда частота сигнала, который отразился от неподвижной цели, будет равна:

. (2.4) Рисунок 2.4 - Изменение частоты излучаемых и принимаемых колебаний (а - частоты излучённого и принятого сигнала; б - преобразованный сигнал биения; в - изменение частоты преобразованного сигнала).

Разностная частота, которая выделяется на выходе смесителя:

–  –  –

(2.6) Формулы (2.5) и (2.6) объясняют зависимость между дальностью цели и разностной частотой и позволяют понять сущность метода.

В случае измерения разности частот используются фильтры и счетчики импульсов. Если вы используете фильтры, то есть два варианта: использовать группу фильтров, которые устанавливаются на фиксированной частоте, или фильтра с переменной настройкой. Если вы получаете разностной частоты сигнала (который может быть замечен соответствующий индикатор, например, неоновую лампочку) в одной или другой фильтр позволит для расчета дальности до цели. [30] Дальномеры такого типа обеспечивают очень малое расстояние, чтобы определить и реализовать малой мощности излучения передатчиков.

Недостатки дальномеров с частотной модуляцией может включать в себя необходимость применения или двух антенн, или комплекс устройств для разделения излучаемого и принятых сигналов; уменьшение чувствительности приемника вследствие проникновения в приемный тракт через антенну излучения передатчика, которая является результатом случайных вариаций; высокие требования к линейности изменения частоты.

[27] 1.1.3.3 Фазовый метод определения дальности Фазовые методы базируются на измерении разности фаз излучённых синусоидальных колебаний и полученных радиосигналов. Функциональная схема простейшего фазового дальномера представлена на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 - Функциональная схема простейшего фазового измерителя дальности.

В пространство излучаются незатухающие колебания частоты w0, которые производятся генератором.

Фаза излучённых колебаний представим в виде формулы:

, где y1 – начальное значение фазы.

А фазу принимаемого сигнала:

. (2.7) При этом yотр – это фазовый сдвиг, который связан с отражением радиоволны от цели; yРЛС – это фазовый сдвиг в цепях РЛС, который будем считать известным, потому что он может быть измерен и учтён при расчёте[29].

Принятые колебания сопоставим с колебаниями высокочастотного генератора; разность фаз пропорциональна дальности цели можно будет представить в виде:

(2.8)

–  –  –

(2.9) Настоящий метод измерения фактически не применяется по двум причинам. Во-первых, по причине малого диапазона однозначного измерения и, во–вторых, по причине того, что в формулу (2.9) входит неизвестная величина yотр. Неоднозначность измерений обуславливается тем, что фазометрическое устройство допускает определить фазовые сдвиги исключительно в пределах от 0 до 2p. Предположим, что Dy=2p. В этом случае из формулы (2.9) получим, что диапазон однозначного измерения дальности не превышает половины длины волны:.

В радиолокации применяются ультракороткие волны и, значит, диапазон однозначно измеряемой дальности не превышает единиц метров.

Касательно фазового сдвига уотр, который образуется при отражении высокочастотных колебаний от цели, по причине того, что он очень сложным образом зависит от конфигурации цели, её размеров и расположения относительно РЛС, то заранее знать нельзя и, как следствие, нельзя корректировать показания измерителя [26].

Вышеупомянутое дальномерное устройство имеет ряд достоинств: ему требуется малая мощность излучения, потому что производятся незатухающие колебания; точность измерения дальности фактически не зависит от доплеровского сдвига частоты отражённого сигнала; элементарное измерительное устройство.

К недостаткам можно отнести: отсутствие разрешения по дальности, потому что в случае одновременно двух целей их сигналы отдельно наблюдать нельзя; чувствительность приёмника падает вследствие просачивания излучения передатчика; необходимость наличия двух антенн или система развязки излучаемых и принимаемых колебаний [17].

1.2 Источники и классификация помех в радиолокационных системах Радиоэлектронные помехи - это не влияющий на электромагнитное излучение, снижая качество радио-электронных средств, систем обработки, передачи информации и наведения оружия. Любой электромагнитной энергии, который попал в приемник станции через антенну, которая предотвращает выделение отраженного от цели сигнала на выходе приемника может быть помехой. Общеизвестно, что радиосвязь подвержена помехам.

Это объясняется тем, что часть радиотехнических систем, а также радиолокационных систем относятся радиоприемные любого электромагнитного излучения, если оно находится в диапазоне полученных волн. Поэтому, если излучение достаточно мощное, то на этом фоне и нужный сигнал не может быть обнаружен.

Шум может иметь различное происхождение. Это могут быть как природные, так и техногенные помехи. [26] 1.2.1 Естественные и искусственные помехи Природные возмущения имеют естественное происхождение. Их источники электромагнитного излучения солнца, звезд, потоками заряженных частиц в ионосфере; радио атмосферных грозовых разрядов; рефлексия на погодные явления (дождь, снег, град, облака), земельных и водных поверхностей [27].

Источники искусственного шума могут быть любые устройства, излучающие электромагнитные волны или отражатели, которые рассеивают энергию падающей радиоволны. В первом случае мы говорим об активном вмешательстве во втором - о пассивном.

В зависимости от источника происхождения искусственные помехи подразделяются на непреднамеренные и преднамеренные. Первый из них часто возникают в результате собственного излучения источника. Вторая специально создана для подавления врага нашего радиоэлектронных средств.

Постановка помех и защиты от них лишь малую часть радиоэлектронной борьбы (РЭБ), охватывающих ряд организационных мер, тактических и технических решений. РЭБ, направленные на подавление вражеских радиоэлектронных средств и создания возможностей для наиболее эффективной эксплуатации своих транспортных средств. При проведении военных операций в воздушном пространстве противника, необходимо использовать различные приемы и методы радиоэлектронной борьбы, в том числе помех, для максимальной сложности РЛС ПВО [31].

1.2.1.1 Преднамеренные помехи Наиболее распространенными являются активные радиопомехи, создаваемые в диапазоне от 1,5 МГц до 20 ГГц ( = 200 0,005 м). Средства создания активных помех входят в штатное оборудование самолетов РЭБ, тактической и стратегической авиации, беспилотных летательных аппаратов (БЛА) предназначенных для ведения РЭБ, а также могут размещаться на наземных (надводных) носителях и даже забрасываться непосредственно в места расположения РЛС.

1.2.2 Маскирующие и имитирующие помехи По сути, воздействие на подавляющее радар изолированных маскирующих и имитирующих помех. Радиоизлучения, которые затрудняют обнаружение полезного сигнала и измерения координат целей, называется активными зашумлениями. Производя означает, что такое вмешательство может излучать колебания шума в виде непрерывного периода времени (непрерывные помехи), но только в ответ на полученные зондом сигналов подавляемых РЛС (ответственно импульсно-шумовых помех).

Продолжительность реакции излучения шума в диапазоне сотен микросекунд до значения период повторения импульсов подавляемой РЛС [31].

Шумовые помехи - это электромагнитные волны в случайно хаотичное изменение амплитуды, фазы и частоты. Напряжение помехи на входе приемника представляет собой случайный процесс, который имеет нормальное распределение мгновенных значений 3 и равномерный частотный спектр в диапазоне частот подавляемых РЛС принимающее устройство.

Равномерность спектра соответствует никакой очевидной корреляции между шумовых отсчетов на оси времени. Это похоже на шум приемника собственного шума, но имеет намного больше мощности, поэтому она имеет максимальную маскирующие свойства среди других типов помех.

1.2.2.1 Хаотические импульсные помехи (ХИП) Другой вид маскирующих активных помех – это хаотические импульсные помехи (ХИП). Они используются для подавления средств связи, линий передачи данных, нарушения работы систем опознавания, а также для усложнения воздушной обстановки. Длительность импульсов ХИП, как правило, много меньше длительности ЗС подавляемой РЛС. В зависимости от точности наведения по частоте, маскирующие помехи подразделяются на прицельные и заградительные [31].

1.2.2.2 Прицельные и заградительные помехи Маскирующие помехи подразделяются на прицельные и заградительные в зависимости от точности наведения по частоте. Прицельные помехи устанавливаются на известных, разведанных частотах, по этой причине они имеют ширину спектра, сопоставимую с шириной спектра сигнала подавляемой РЛС, и определяются высоким уровнем мощности в пределах полосы пропускания ее приёмника (fп1 рисунок 2.6).

Рисунок 2.6 - Прицельная и заградительная активные помехи При условии, что рабочая частота РЛС не известна противнику, тогда прицельная помеха будет не эффективной (fп2 рисунок 2.

6) и противнику будет необходимо устанавливать заградительную помеху в диапазоне частот, намного перекрывающую полосу, которую занимает полезный сигнал (рисунок 2.6). Что позволит в одно и то же время влиять на работу несколько РЛС, но подвергнет значительному понижению уровня мощности помехи в диапазоне полосы пропускания приёмников РЛС [31].

1.2.2.3 Имитирующие активные радиопомехи Имитирующие активные радиопомехи – это излучения, которые несут ложную информацию о числе, координатах и параметрах движения целей.

Уводящие помехи – это один из видов имитирующих помех, которые используются для подавления РЛС наведения ракет.

Помехи, которые уводят по дальности, приводят к срыву слежения за целью в РЛС наведения ракет, имеющие режим автоматического сопровождения целей по дальности.

Помехи, которые уводят по скорости, используются при подавлении доплеровских РЛС, которые имеют режим автоматического сопровождения по скорости [30].

Помехи, которые уводят по угловым координатам, формируются для подавления РЛС, которые используют сканирование луча для измерения углов.

Принцип действия всех уводящих помех один – это станция постановки помех (СПП), принимающая зондирующий сигнал РЛС и излучающая ответный, который соответствует сигналу, отражаемому от цели. Потому что излученный ответный сигнал имеет намеренно большую интенсивность, чем отраженный целью, то приёмник и следящие системы РЛС корректируются на него. Далее начинается, в сущности, этап «увода» следящих систем. В излучаемый ответный сигнал плавно включается ложная информация о параметрах цели (к примеру, доплеровской частоте или времени запаздывания). После окончания 5-го этапа «увода» помеха прекращается, что приводит к срыву автоматического сопровождения (рисунок 2.7).

Рисунок 2.7 - Принцип действия уводящей помехи

1.2.2.1 Имитирующие пассивные помехи Пассивные помехи генерируются на базе энергии собственного излучения РЛС, которая отражается от множества элементарных отражателей.

Пассивные помехи оказывают мешающее действие, подавляя полезные сигналы и маскируя наблюдаемую цель.

Маскирующие пассивные помехи, которые создаются при помощи дипольных отражателей (ДО) являются одним из основных видов.

Дипольными отражателями называют пассивные вибраторы, которые представляют собой полосы из металлизированной ленты, алюминиевой фольги или металлизированного стекловолокна. Длина этих полос приблизительно равна половине длины волны, которую подавляет РЛС.

ДО используются в виде пачек, которые сбрасывают с самолетапостановщика или выстреливаются специальными автоматами с интенсивностью от единиц до десятков пачек на сто метров пути. При этом каждая пачка имеет массу от 50 до 500 гр. и способны содержать до нескольких сотен тысяч отражателей [28].

При их полном раскрытии размеры облака ДО могут достигнуть в вертикальной и горизонтальной плоскостях протяженностью до 6 километров.

Время разлета и снижения ДО зависит в большинстве случаев от скорости движения постановщика, скорости ветра и высоты развертывания пачки. По большому счёту полосы дипольных отражателей, которые обеспечивают необходимую плотность пассивных помех на трассе полета постановщика, могут иметь протяженность до нескольких сотен километров, находясь в воздухе вплоть до нескольких часов.

Пассивные помехи использовались уже во время Второй мировой войны, к примеру, на территорию Германии в виде отражателей было сброшено 20 тысяч тонн алюминиевой фольги [27].

Рассмотрим ещё один тип ПП, который не относится к преднамеренным помехам, но который представляет важную проблему при обнаружении целей на малых высотах или больших дальностях. Она состоит в отражении от подстилающей поверхности [31].

Область земной или водной поверхности вокруг РЛС, которую облучают основным или боковыми лепестками ДН, называется подстилающей поверхностью.

Опасность отражений от подстилающей поверхности определена их большой ЭПР и малой дальностью. Данные помехи, которые принимаются по боковым лепесткам ДН, всегда присутствуют в РЛС (рисунок 2.8).

Рисунок 2.8 - Основные источники маскирующих пассивных помех Имитирующая помеха является другим видом пассивной помехи.

Она являет собой простейший носитель (к примеру, неуправляемую ракету) на котором расположен малоразмерный, но при этом эффективный отражающий элемент (уголковый отражатель или линза Люниберга).

Уголковый отражатель представляет собой устройство в виде прямоугольного тетраэдра со взаимно перпендикулярными отражающими плоскостями. Излучение, которое попадает в уголковый отражатель, отражается в строго обратном направлении (рисунок 2.9).

Рисунок 2.9 - Уголковый отражатель: принцип действия и внешний вид

Линза Люниберга – это линза с непостоянным коэффициентом преломления, который подбирается таким образом, чтобы при прохождении через линзу параллельные лучи фокусировались в одной точке на поверхности линзы, а испущенные точечным источником на поверхности создавали параллельный пучок [31]. Линза Люниберга, у которой одна сторона покрыта токопроводящим материалом, располагает огромной (в сравнении с истинными размерами) ЭПР в широких углах облучения (рисунок 2.10).

Рисунок 2.10 - Линза Люниберга: принцип действия и внешний вид «в расколе»

Эффективная поверхность рассеивания данного объекта равна или больше, чем у прикрываемой цели. Применение таких ложных целей предназначено для усложнения воздушной обстановки, отображаемой на индикаторах РЛС, и для маскировки отметки от реальной цели. К довершению всего, такие цели применяются в качестве мишеней для стрельбы ЗРК, на полигонах [31].

1.3 Бистатическая радиолокация 1.3.1 Внедрение в понятие «бистатической радиолокации»

Бистатический радиолокатор (радар) - это развернутые по прямой видимости, передающие и приемные устройства. Эта конструкция имеет ряд преимуществ по сравнению с моностатичный радар. Известен также многоступенчатый, в том числе бистатические радиолокационные станции (РЛС), который использовал радиолокационный метод "передачи", которая основана на просветном эффекте.

Суть эффекта заключается в том, что облучение объекта, чьи Размеры в несколько раз превышают длину волны, испускаемые передатчиком, в энергию, которая рассеивается обратно на несколько порядков (примерно в три) меньше, чем энергия, которая рассеивается вперед через облучение.

Откуда следует, что эффективная площадь поперечного сечения (ЭПР) объекта при просмотре в бистатический радар "к свету" в тысячу раз больше ЭПР объекта для обычных моностатичный радара, который является одним из главных преимуществ "просветной" РЛС [5].

Еще одним важным преимуществом "просветной" РЛС независимость ЭПР спереди рассеяния материала, из которого объект изготовлен, и, в частности, наличие на нем стелс-покрытия. По этой причине, в области существования просветного эффекта бистатический радар имеет высокую эффективность обнаружения тонких объектов (крылатые ракеты, самолетыневидимки, малой высоте самолеты и вертолеты, планеры, воздушные шары и др.) чем обычный моностатичный РЛС.

1.3.2 Организация работы в бистатической радиолокации В просветных радиолокаторах выявление цели осуществляется при её расположении между приёмной и передающей антеннами (рис. 3.2).

Вследствие такой геометрии системы вытекает быстрое увеличение бистатической эффективной площади рассеяния (ЭПР) лоцируемых объектов, которое почти не зависит от применения противорадиолокационных покрытий [5].

Рисунок 3.2 – Геометрическая системы работы бистатического радиолокатора Обнаружение объекта производится с помощью анализа доплеровских биений частоты эхо-сигналов, которые возникают в приёмном устройстве при движении воздушных объектов в просветной зоне.

Повышенный интерес у исследователей и конструкторов порождают бистатические просветные радары с монохроматическим. В них рассеянный целью сигнал поступает на вход приёмника одновременно с мощным прямым сигналом передатчика. Приходящий в точку приёма интерференционный сигнал по причине движения цели становится модулированным по амплитуде с доплеровской частотой, откуда следует, что для выделения сигнала доплеровской частоты можно применять амплитудный детектор. К преимуществам такого приёмника можно отнести его простоту и отсутствие специальной привязки по высокой частоте с передатчиком, что исключительно важно при большом разнесении приёмника и передатчика.

Координаты цели вычисляются по измерениям доплеровской частоты и направления прихода рассеянного объектом сигнала [14].

На рисунке 3.2 представлена схема расположения элементов бистатической системы на плоскости. Приёмная антенна (Пр) имеет координаты (0, 0), а передающая (П) - (d, 0). Отрезок между приёмной и передающей антеннами называется базой, его длина - d. Обнаружение цели производится в окрестности базы, если имеет место заметный рост ЭПР.

Условно зону действия можно лимитировать некоторым минимальным значением бистатического угла ||=|min|.

Одним из перспективнейших направлений дальнейшего развития просветной радиолокации является переход от бистатических к многопозиционным системам, которые состоят из нескольких однобазовых РЛС, в которых одновременно осуществляется радиолокационное наблюдение целей [18]. Однобазовые РЛС в таком случае удобно называть бистатическими ячейками.

1.3.3 Актуальность использования бистатической радиолокации Бистатическая радиолокация, по измерениям доплеровской частоты и направления прихода рассеянного объектом сигнала, позволяет обнаруживать малоразмерные, низколетящие и с применением технологий снижения заметности цели, в чем бесспорное преимущество БРЛС по сравнению с моностатической радиолокацией. Однако вблизи базовой линии эффект Доплера практически не проявляется, что приводит к ошибкам в определении положения объекта. Также доплеровский эффект не проявляется при неподвижном объекте, что ведет к невозможности оценить положение неподвижных и малоподвижных целей (например, вертолета) [17].

Таким образом, у бистатической радиолокации, основанной на эффекте Доплера, есть существенный недостаток – наличие нечувствительной зоны вдоль базовой линии, а также невозможности оценить положение неподвижных объектов.

Известны работы, направленные на устранение данного нежелательного явления и возможности пеленгации объекта в базовой линии. Для устранения вышеупомянутого минуса в РЛС кроме того вводится моностатическая РЛС, которая размещается на приёмной позиции бистатической "просветной" РЛС и управляется сигналами с выхода рабочего места оператора бистатической РЛС. В этом случае зона обнаружения моностатической РЛС перекрывает зону обнаружения бистатической "просветной" РЛС [8].

1.4 Технология снижения заметности для радара Технологии снижения заметности для радара (англ. stealth technology) – комплекс методов снижения заметности боевых машин в радиолокационном, инфракрасном и других областях спектра обнаружения, с помощью специально разработанных геометрических форм и радиопоглощающих материалов и покрытий, которые резко уменьшает радиус обнаружения и этим увеличивает выживаемость боевой машины. Технологии снижения заметности – самостоятельный раздел военно-научной дисциплины электронных средств противодействия, который охватывает диапазон техники и технологий изготовления военной техники (самолётов, вертолётов, кораблей, ракет и т. д.) [32].

Также нужно отметить, что существенного поглощения радиоволн можно добиться исключительно в сантиметровом диапазоне и намного хуже в дециметровом. Сделать объект малозаметным в метровом диапазоне с помощью изменения его формы в принципе невозможно, когда длина волны сравнима с собственными размерами объекта, из-за физики распространения радиоволн. К тому же нереально добиться полного поглощения любого радиоизлучения, который падает на объект под произвольным углом. Именно по этой причине основной целью при выборе формы является отражение волн в сторону от излучателя, таким методом, чтобы часть сигнала поглощалась специальными покрытиями, а остальная часть отражалась в сторону, не давая радиоэху вернуться к наблюдающей РЛС (это преимущественно эффективно против совмещённых приёмопередающих станций) [32].

1.4.1 Технология STEALTH в радиолокации Технология STEALTH появилась на свет благодаря развитию радиолокационной техники. Радиолокаторы существенно повлияли на тактику и стратегию ВВС. В начале Второй Мировой воины локатор сыграл судьбоносную роль для Великобритании, которая благодаря ему смогла выиграть Битву за Англию. Радиолокационная сеть позволяла обнаруживать самолеты, летевшие с Германии, ещё над Ла-Маншем, что позволяло вовремя взлетать британским ВВС на перехват противника. Многие авиационные эксперты в один глосс утверждают, что уникальные маневры российских самолетов – колокол, хук, кобра – в реальном бою попросту бесполезны, мало того, в реальном бою они приведут к поражению. Большой проблемой во время Вьетнамской воины для американской авиации стали советские РЛС.

Первые годы вьетнамской войны прошли с тотальным превосходством советских зенитчиков над американскими летчиками. Американским пилотам пришлось научиться летать на сверхмалых высотах, на которых радары были бессильны. Однако при этом резко возрастала опасность столкновения с землей. Полеты на малой высоте существенно снижали дальность полета, так как у самой земли плотность воздуха высока, что приводило к увеличенному расходу топлива. В начале 70-х годов появился переносной ЗРК, который с успехом работал с низколетящими целями [32].

1.4.1.1 Радиоэлектронная борьба РЭБ является одной из особых форм ведения войны. Даже во время Второй Мировой Войны, Британские и американские летчики во время бомбежек Германии упал фольги полоски, которые обеспечивают непрерывное освещение на немецкие локаторы. РЭБ также широко использовались во время Вьетнамской войны, когда американская авиация несла значительные потери советских зенитно-ракетных комплексов с-75 [14].

Активное использование помех и РЛС ракеты позволило уменьшить эффективность ПВО Северного Вьетнама. В ходе антитеррористической операции в Ираке, американские СМИ РЭБ полностью подавлено иракскими ПВО. Аналогичным образом, израильские военные силы, которые активно используя РЭБ сумело нанести тяжелое поражение сирийской армии в долине Бека.

Американские военные сделали все возможное, чтобы подавить силы радара. По этой причине, мы разработали большой РЭБ, ни одна из которых не стала панацеей. Алюминиевая фольга и другие пассивный способ научиться защищать себя с помощью движущейся мишени. С большей мощностью и сброс частоты радара боролся с активной помехи. Размещая ложные излучатели, помогают противорадиолокационные ракеты. ПВО авиация стала главным воротам, которые привели к тому, что ПВО со своей задачей справляется. Чем больше денег и усилий, потраченных на борьбу с ПВО, тем меньше силы для решения основных проблем [14].

Наконец, американские военные решили радикально различных способов оформления и невидимый для радаров самолет. По этой причине, его необходимо уменьшить площадь рассеивания (ЭПР). Значительная часть работы по снижению ЭПР был сделан в передней части самолета, потому что это фюзеляж "заменители" самолет приближается к локатору.

При разработке самолетов-невидимок " необходимо решить множество различных задач:

чтобы сгладить острые углы на плоскости, хорошо отражающей радиоволны;

удаляет все оружие из внешних подкрыльевых узлов и вентральных во внутренние отсеки; сделать крылья и фюзеляж из материалов, которые не отражают и рассеивают радиоволны.

Обшивка самолета-невидимки обязана быть максимально гладкой, фюзеляж и крыло обязаны быть или в максимальной степени приближены друг к другу, либо вовсе быть одним целым. Поверхность самолета должна иметь фасеточную форму, которая образуется при помощи множества плоских граней, предназначенных для рассеивания радиолокационных лучей в разные стороны. Воздухозаборники двигателя тоже должны быть утоплены в фюзеляже и иметь конструкцию, предотвращающую попадание излучения вражеского локатора сквозь воздухозаборник на компрессор двигателя, дающий сильное отражение. Сверхсложная конструкция сделала самолет чрезвычайно дорогим, к тому же в жертву была принесена маневренность самолета и уменьшена боевая мощь самолета-невидимки, потому что в фюзеляж помещалось всего несколько ракет. Топливные баки самолета невидимки находятся внутри корпуса, что в добавок уменьшило дальность полета самолета. Но вопреки всем вышеописанным минусам, данный самолет имел один огромный плюс – он был невидим для радаров противника [10].

1.4.2 Уязвимость для современных средств обнаружения Для большинства машин, которые разработаны с использованием методов и технологий по уменьшению заметности, независимые данные по величине эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) в различных диапазонах отсутствуют, потому что экспертная оценка такой информации увеличивает уязвимость. Некоторая часть данных о заметности подобных машин базируется на теоретических оценках, к тому же бывают случаи намеренной дезинформации, завышающие, или, наоборот, занижающие настоящее значение ЭПР. По этой причине ко всем оценкам величин заметности малозаметных машин нужно относиться с большой степенью осторожности [14].

1.5 Выводы Оценка состояния проблемы в радиолокации касательно определения координат объекта показывает, что с применением новых технологий снижения заметности (Stealth), которые достигаются за счет уменьшения эффективной площади рассеяния, возникают трудности с прочими традиционными радиолокационными системами.

В ходе анализа преимуществ новых технологий снижения заметности были выявлены такие факторы как использование обнаружения посредством специально разработанных геометрических форм и радиопоглощающих материалов и покрытий, что резко уменьшает радиус обнаружения и тем самым повышает выживаемость боевой машины.

Оценка актуальности использования бистатической радиолокационной системы для защиты объектов и выделения одного из существенных недостатков как наличие нечувствительной зоны вдоль базовой линии. Вблизи базовой линии эффект Доплера практически не проявляется, что приводит к ошибкам в определении положения объекта.

Цель и основные задачи.

Целью диссертации является построение системы защиты объектов с использованием пассивных помех от бистатических РЛС.

Для достижения поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:

а) Оценка состояния проблем радиолокации и возможности бистатических РЛС.

б) Проведение анализа и предоставление особенностей построения системы защиты объектов в бистатических РЛС.

в) Проведение эксперимента по оценке помехоустойчивости работы системы с наличием пассивной помехи от бистатических РЛС.

г) Разработка структурной схемы системы защиты объектов с наличием пассивной помехи от бистатических РЛС 2 Определение местоположения цели в бистатических радиолокационных системах Просветные радиолокационные системы (РЛС) представляют собой частный случай бистатических или многопозиционных систем, в которых для обнаружения целей используется явление просветного эффекта, который заключается в резком увеличении эффективной площади рассеяния (ЭПР) цели при нахождении ее в узкой области между передающей и приемной позициями. Передающая и приемная позиции при этом разнесены в пространстве на расстояние, называемое базой [11].

Наибольшие успехи в исследовании и разработке просветных РЛС относятся к наземным системам, предназначенным для обнаружения малоразмерных аэродинамических целей, летящих на малых высотах на фоне отражений от земной поверхности, бистатические РЛС используются также для наземных и надводных объектов. Такие системы могут играть важную роль при построении систем предотвращения вторжений в охраняемую зону, для обнаружения малоразмерных аэродинамических объектов (дельтапланов), беспилотных летательных аппаратов [11].

2.1 Модель просветной бистатической радиолокационной системы В просветных бистатических радиолокационных системах (РЛС) обнаружение цели и оценка ее траекторных параметров производится в узкой зоне между передатчиком и приемником, в которой наблюдается повышенная интенсивность рассеянного излучения [12,13]. Привлекательность просветных систем обусловлена, прежде всего, возможностью эффективного обнаружения Stealth-объектов и малоразмерных низколетящих целей [15,16].

Модель двухкоординатной бистатической РЛС приведена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Модель просветной бистатической РЛС на плоскости

Элементы системы расположены в плоскости xOy: приемник А расположен в начале системы координат (в точке О), передатчик B, удаленный от него в направлении оси Ox на расстояние S, называемый базой.

Цель движется в плоскости xOy со скоростью v пересекает линию базы под rA – расстояние от углом в точке N c координатами в момент времени ;

передатчика до цели, rB – расстояние от цели до приемника. Угол характеризует направление прихода рассеянного сигнала:

(2.1) где x, y – координаты цели.

Доплеровская частота рассеянного сигнала выражается в виде:

, (2.2)

–  –  –

где t2 находится из условия: f 2 (t2 ) 0 ;

f 2 (t ) – доплеровская частота сигнала в приемнике Пр2.

2.1.1 Доплеровская частота в БРЛС Эффект Доплера — изменение частоты и, соответственно, длины волны излучения, воспринимаемое наблюдателем (приёмником), вследствие движения источника излучения и/или движения наблюдателя (приёмника). Эффект назван в честь австрийского физика К.

Доплера. Доплеровский радар измеряет изменение частоты сигнала, отражённого от объекта. По изменению частоты вычисляется радиальная составляющая скорости объекта (проекция скорости на прямую, проходящую через объект и радар). Доплеровские радары могут применяться в самых разных областях: для определения скорости летательных аппаратов, кораблей, автомобилей, гидрометеоров (например, облаков), морских и речных течений, а также других объектов [16].

Как уже отмечалось выше доплеровская частота рассеянного сигнала в бистатической РЛС выражается в виде (2.2). В случае равномерного прямолинейного движения цели под углом близким к 90° на малых rA, rB и далее частоту удалениях от оси Ox (|y| x,|y| (ax) ) расстояния

f(t) можно представить приближенно:

(2.6)

–  –  –

(2.8) Из (2.7), (2.8) можно получить достаточно простые формулы для оперативного вычисления параметров траектории цели по моменту t S и значениям f () и (), определенных в моменты и :

(2.9)

Момент t S, согласно (2.8), (2.9), удобно находить из условия:

(2.10) (2.11) Согласно статье [17] для снижения влияния случайных ошибок проводилась аппроксимация измеренных функций доплеровской частоты и угла полиномами первой степени [17]:

(2.12) (2.13) Коэффициенты полиномов b0, b1 и c0, c1 находились методом наименьших квадратов по N = 10 последним, поступившим на текущий момент t измерениям доплеровской частоты, и N = 10 измерениям угла соответственно. До момента t = (N 1) T использовались все имеющиеся измерения. Оценка координат производилась в центре интервала аппроксимации – в момент времени = = t(N 1)T/2 – по формулам:

(2.14)

–  –  –

(2.15) После пересечения целью оси Ox значение t S фиксировалось;

коэффициенты b0, b1 вычислялись по измерениям доплеровской частоты в окрестности ее нулевого значения. Проведенные исследования показали возможность определения координат по (2.9), (2.14) и до, и после пересечения целью оси Ox (рисунок 2.3). Рост ошибок в середине интервала наблюдения обусловлен высокой чувствительностью бистатической системы к ошибкам измерений в непосредственной близости от оси Ox и может быть устранен путем экстраполяции оценок координат, полученных на начальных участках траектории [17].

Рисунок 2.3 - Структурная схема просветного бистатического радиолокатора с измерениями доплеровской частоты Когда объект движется с постоянной скоростью до пересечения базовой линии, значение доплеровской частоты можно разделить на две составляющие (x; y) по осям координат.

Значение доплеровской частоты обращается в ноль, для эхо-сигналов от объекта, находящегося на базовой линии, потому что при пересечении объекта базовой линии остаётся лишь одна составляющая по оси х координат, тем самым угол составляющей становится ничтожно малым, равносильно равным нулю [18]. Вдоль этой линии на приемную позицию воздействует прямой сигнал передатчика, который на 3-5 порядков (30-50 дБ) превосходит эхо-сигнал от объекта. Вблизи этой линии могут находиться облучаемые передающей антенной местные предметы, эхо-сигналы от которых формируют мощную пассивную помеху в приемном устройстве.

Прямой сигнал передатчика может перегружать приемное устройство, вводя его в режим ограничения. Это приводит к нарушению или даже к срыву обнаружения объектов. Пассивная помеха нарушает обнаружение и сопровождение объектов не только вблизи базовой линии, но и во всей зоне существования просветного эффекта [18].

Таким образом, бистатическая РЛС, основанная на эффекте Доплера, формально не позволяет отслеживать траекторию движения цели до пересечения ею линии базы. Она приводит к возникновению ошибки при переменной скорости объекта. Данный эффект не проявляется при неподвижном объекте, что ведет к невозможности оценить положение неподвижных и малоподвижных целей (например, вертолета).

2.2 Зоны Френеля в БРЛС Для эффективной связи с помощью высокочастотных волн нужно обеспечить беспрепятственную линию прямой видимости между передатчиком и приемником [19].

Понятие зон Френеля основано на принципе Гюйгенса, согласно которому каждая точка среды, до которой доходит возмущение, сама становится источником вторичных волн, и поле излучения может рассматриваться как суперпозиция всех вторичных волн. На основе этого принципа можно показать, что объекты, лежащие внутри концентрических окружностей, проведенных вокруг линии прямой видимости двух трансиверов, могут влиять на качество как положительно, так и отрицательно.

Все препятствия, попадающие внутрь первой окружности, первой зоны Френеля, оказывают наиболее негативное влияние [19].

Рассмотрим точку, находящуюся на прямом тракте между передатчиком и приемником, причем расстояние от точки до передатчика равно S, а расстояние от точки до приемника равно D, т.е. расстояние между передатчиком и приемником равно S + D [19].

–  –  –

где R, S и D измеряются в одних и тех же единицах, обозначает длину волны сигнала вдоль тракта.

Для удобства формулу можно переписать следующим образом:

–  –  –

где R выражается в метрах, S, D - в километрах, f - в гигагерцах.

Для примера возьмем два трансивера, разнесенные друг от друга на расстоянии 10 км, а частота несущей – 2,4 ГГц. Тогда радиус первой зоны Френеля в точке, расположенной посередине между трансиверами, равен 17,66 м [9].

Если внутри окружности, радиус которой составляет примерно 0,6 м радиуса первой зоны Френеля, проведенной вокруг любой точки между двумя трансиверами, нет никаких преград, то затуханием сигнала, обусловленным наличием преград, можно пренебречь. Одной из таких преград является земля.

Следовательно, высота двух антенн должна быть такой, чтобы вдоль тракта не было ни одной точки, расстояние от которой до земли было бы меньше, чем 0,6 м первой зоны Френеля [19].

Зона обнаружения в бистатической модели радиолокационной станции определяется нулевой зоной Френеля, равной 0,46 м, соответствующей частоте 2,4 ГГц, при этом, здесь фиксируется факт пересечения без определения точных координат.

Для определения радиуса зоны обнаружения в любой точке от передатчика к приемнику существует формула нулевой зоны Френеля:

0 = 1 2 3 (1 + 2) (2.15) где R0 – радиус нулевой зоны Френеля, м;

L1 – расстояние от ПРД до сечения, м;

L2 – расстояние от сечения до ПРМ, м;

– длина волны, м.

В дальнейшем исследовании необходимо будет проверить, следует ли пренебрегать полученными значениями затухания сигнала, если ввести преграды, в виде объекта и помехи с ним. Какое влияние окажут помехи на затухание сигнала. И влияет ли наличие объекта на уровень мощности приемного сигнала, находящегося вблизи базовой линии между передатчиком и приемником в радиусе нулевой зоны Френеля.

2.2.1 Дифракция Френеля Дифракция Френеля — дифракционная картина, которая наблюдается на небольшом расстоянии от препятствия, по условиям, когда основной вклад в интерференционную картину дают границы экрана [20].

Рисунок 2.5 – Схема эксперимента дифракции на круглом отверстии

На рисунке 2.5 схематически изображены (слева), непрозрачный экран с круглым отверстием (апертурой), который находится слева от источника света. Изображение записывается на другой экран - правой. В результате дифракции свет, проходящий через отверстие, расходится, поэтому область, которая была омрачена законы геометрической оптики, она будет частично освещенной. Области, что прямолинейное распространение света будет освещена, имеются колебания интенсивности света в виде концентрических колец [20].

Дифракционная картина для дифракции Френеля зависит от расстояния между экранами и от расположения источников света. Её можно рассчитать, считая, что каждая точка на границе апертуры излучает сферическую волну по принципу Гюйгенса. В точках наблюдения на втором экране волны или усиливают друг друга, или гасятся в зависимости от разности хода [20].

2.3 Мощность сигнала в бистатических РЛС Из теории электромагнитного поля известно, что если на пути распространения волны поместить абсолютно черное тело (поглощающее всю падающую на него энергию) конечных, но больших по сравнению с длиной волны размеров, то позади тела появится поле рассеяния («теневое» поле).

Существенно, что поле рассеяния абсолютно черного тела не зависит от формы поверхности тела и полностью определяется его теневым контуром, т.е. границей освещенной части поверхности [25].

У реальной цели помимо теневого возникает и «обычное» собственное поле рассеяния, которое возбуждается токами, наведенными на поверхности цели падающей волной. Однако, при анализе поля рассеяния вблизи бистатического угла равном 180 градусам, можно пренебречь влиянием токов на поверхности цели, т.е. считать реальную цель абсолютно черным телом, создающим только теневое поле рассеяния [25].

Таким образом, уровень мощности приемного сигнала при распространении в свободном пространстве (прямая видимость) и без затенения объектом можно представить формулой Фрииса [26]:

–  –  –

Когда объект приближается к базовой линии бистатической радиолокационной системы, он перекрывает поток мощности, который идет от передатчика к приемнику и соответственно ведет себя как абсолютно черное тело, то есть объект способен поглощать часть энергии, падающей на его поверхность.

В реальности же объект просто ослабляет энергию, падающую на него, действие которого происходит в разных направлениях, и таким образом уменьшает и рассеивает поток мощности на приемной стороне бистатической РЛС.

2.4 Радиолокация при наличии пассивных помех Основной характеристикой, как реальных радиолокационных целей, так и ложных целей, создающих пассивные помехи, является эффективная площадь рассеяния (ЭПР) цели и закон ее распределения. ЭПР характеризует отражающие свойства цели. Объекты, создающие пассивные помехи, как правило, имеют значительную эффективную площадь рассеяния и соответственно затрудняют обнаружение реальных целей на своем фоне. В дальнейшем для упрощения записи будем считать пассивными организованными помехами не только сами сигналы от искусственных ложных отражателей, но и сами эти объекты [21].

2.4.1 Эффективная площадь рассеяния Эффективная площадь рассеяния (ЭПР; англ. Radar Cross-Section — в радиолокации — площадь некоторой фиктивной плоской поверхности, расположенной нормально к направлению падающей плоской волны и являющейся идеальным и изотропным переизлучателем, которая, будучи помещена в точку расположения цели, создаёт у антенны радиолокационной станции ту же плотность потока мощности, что и реальная цель [22].

ЭПР является количественной мерой свойства объекта рассеивать электромагнитную волну. Наряду с энергетическим потенциалом приемопередающего тракта и КУ антенн РЛС, ЭПР объекта входит в уравнение дальности радиолокации и определяет дальность, на которой объект может быть обнаружен радиолокатором. Повышенное значение ЭПР означает большую радиолокационную заметность объекта, снижение ЭПР затрудняет обнаружение [22].

ЭПР конкретного объекта зависит от его формы, размеров, материала, из которого он изготовлен, от его ориентации (ракурса) по отношению к антеннам передающей и приемной позиций РЛС (в том числе, и от поляризации электромагнитных волн), от длины волны зондирующего радиосигнала. ЭПР определяется в условиях дальней зоны рассеивателя, приемной и передающей антенн радиолокатора [22].

ЭПР можно определить следующим образом: ЭПР для гармонического зондирующего радиосигнала — отношение мощности радиоизлучения эквивалентного изотропного источника (создающего в точке наблюдения такую же плотность потока мощности радиоизлучения, что и облучаемый рассеиватель) к плотности потока мощности (Вт/кв.м.) зондирующего радиоизлучения в точке расположения рассеивателя [21].

ЭПР зависит от направления от рассеивателя на источник зондирующего радиосигнала и направления в точку наблюдения. Поскольку эти направления могут не совпадать (в общем случае источник зондирующего сигнала и точка регистрации рассеянного поля разнесены в пространстве), то определенная таким образом ЭПР называется бистатической ЭПР (двухпозиционной ЭПР, англ. bistatic RCS) [21].

2.5 Постановка пассивных помех Пассивные помехи, как правило, имеют значительную эффективную площадь рассеяния и затрудняют обнаружение целей на своем фоне [11].

В соответствии с методом определения ЭПР все цели могут быть разделены на элементный и комплекса. ЭПР основные цели могут быть определены аналитически. Этот расчет можно только по некоторым предметам, простейший форма (металлический шарик, лист, вибратор, угловые отражатели и некоторые другие тела). ЭПР сложные цели могут быть определены только экспериментально и описано статистически, Для сложных причин включать подавляющее большинство реальных целей. С точки зрения решения сложных целей, в свою очередь, могут быть разделены на точки и распространяется. Распространяется порядка называют такой, линейных и угловых размеров, которые значительно больше элементов резолюции РЛС по дальности и угловых координат. Распределенная цель может быть поверхность (земля и вода поверхность) и объем ( пассивные отражатели облака, дождевые облака, туман, дождь, снег) [11].

При обнаружении цели на фоне пассивных помех условие работы РЛС может быть записано следующим образом:

(2.15) где пп – среднее значение эффективной площади рассеяния пассивных помех, расположенных в элементарном разрешаемом объеме;

ц – среднее значение эффективной площади рассеяния цели;

K п – коэффициент подавления системы СДЦ, при котором цель еще может быть обнаружена.

Для типичного для современных РЛС сантиметрового диапазона волн ц имеет следующие типичные значения: реактивный истребитель – 5–10 м 2, реактивный бомбардировщик – 15–25 м (у бомбардировщика В-52 – около 100 м ), истребитель типа «стелс» – 0,025–0,035 м, пассажирский авиалайнер – 20–25 м, крылатая ракета – 0,3–0,8 м, катер ~ 100 м, рыболовецкое судно – 700–800 м. По сравнению с ЭПР реальных целей ЭПР помех имеет значительно большую величину, сопоставимую разве что с ЭПР судов. В качестве пассивных помех с большими значениями ЭПР в основном применяют пачки дипольных отражателей [11].

2.5.1 Дипольные отражатели Дипольный отражатель противорадарный (Дипольный отражатель, ДПРО) — одно из средств радиоэлектронного подавления, разновидность пассивной ложной цели для противодействия радиолокационным системам наведения, обнаружения, целеуказания и управления оружием. Представляет собой полоску из фольги или металлизированной бумаги или отрезки металлизированного стекловолокна.

Для успешного отражения сигнала они должны иметь длину около половины длины волны, излучаемой РЛС [13].

Дипольные отражатели в большом числе выбрасывают или выстреливают в воздушное пространство упакованными в пачки (заряды) или без упаковки, при этом они рассеиваются. Для выброса металлизированной фольги или стекловолокна применяются бункеры типа АСО, АПП с большим количеством зарядов диполей. Патронами ДО могут снаряжаться и автоматы постановки ИК-помех. Для авиационных пушек созданы специальные противорадиолокационные снаряды, которые при разрыве выбрасывают облачко помех.

С учётом стохастического распределения направления каждой полоски ДО в пространстве, единичный заряд имеет определённую эффективную поверхность рассеяния (ЭПР).

Для постановки ложной цели выстреливается число пачек с ЭПР эквивалентным создаваемой цели. Например, один самолет может сбросить заряды эквивалентные 20 м2, при типичном ЭПР самолёта около 1 м2.

Для постановки заградительных помех, пачки выстреливаются количеством, с ЭПР большим, чем у закрываемого объекта, так, чтобы сигнал РЛС был отражён облаком ДО так, чтобы мощность сигнала, отраженного от облака, перекрывала мощность сигнала, отраженного от закрываемой цели [13].

2.5.2 ЭПР для дипольного отражателя При расчете маскирующей способности организованных пассивных помех - дипольных отражателей необходимо учесть, что длина диполя должна быть согласована с рабочей длиной волны РЛС [11]:

(2.16) где – рабочая длина волны РЛС;

k – коэффициент укорочения, обычно принимаем равным 0,9.

Эффективная площадь рассеяния одного отражателя определяется по формулам: максимальное значение:

–  –  –

Среднее значение ЭПР любой пассивной помехи (не только диполей и рассмотренных выше подражателей) определяется как сумма средних значений всех элементарных отражателей, попадающих в элемент разрешения РЛС [11].

Для формирования непрерывных областей маскирования дипольными отражателями необходимо сбрасывать их с определенной периодичностью t0:

(2.19) где D – разрешающая способность РЛС по дальности;

vр – радиальная скорость постановщика пассивных помех дипольных отражателей.

Для обеспечения ЭПР пассивной помехи, большей Е, необходимо дальнейшее увеличение числа сбрасываемых диполей.

Цель с эффективной поверхностью рассеяния ц в облаке ДПП считается необнаруженной, если выполняется условие:

ц п.прив.

где п.прив – приведенное значение эффективной поверхности рассеяния помехи, попадающей в импульсный объем РЛС [3].

При определении факта обнаружения используется основной показатель системы защиты от ДПП (системы селекции движущихся целей) Кп – коэффициент подавления помехи системой селекции движущихся целей в выбранном режиме ее работы. Учитываются также потери за счет прохождения и обработки эхо-сигнала в этой системе. Если система селекции движущихся целей не включена, то Кп = 1 и потери в этой системе отсутствуют [11].

В статье [17] в качестве пространственной модели каждой пачки (компонентов постановки ДПП) принимается шаровидная модель с радиусом, равным расстоянию, пройденному объектом, летящим со скоростью ветра за время развития пачки ДПП [17].

Отражения от помех типа АЭ (оптически не наблюдаемые объекты типа «ангел-эхо») представляются в виде набора отметок из некоторого объема пространства, в виде облака (шара). При этом количество отметок рассчитывается при задании исходных данных и зависит от заданного радиуса шара и заданной степени турбулентности атмосферы [17].

Для выявления факта обнаружения цели на фоне помех АЭ проверяется факт попадания отметки АЭ в разрешаемый объем РЛС вместе с целью.

Цель на фоне помех АЭ считается необнаруженной, если выполняется условие [17]:

–  –  –

где отмi – ЭПР i-й отметки помехи АЭ, попавшей в разрешаемый объем РЛС, у которой радиальная скорость не превышает установленный в системе защиты порог.

–  –  –

На рисунке 2.6 представлены фрагменты экрана индикатора кругового обзора модели одной из РЛС радиотехнических войск при моделировании воздействия на нее ДПП по изложенной выше методике. Оба рисунка отображают одинаковую тактическую ситуацию.

Рисунок 2.6 (а) соответствует случаю, когда средство защиты от пассивных помех (система селекции движущихся целей в стробе ДПП) отключено (Кп = 1), рисунок 2 – случаю включенного устройства селекции движущихся целей (Кп = 40 000 или 46 дБ).

В первом случае воздействие пассивных помех приводит к обнаружению воздушных объектов. Во втором случае эти объекты необнаружены. На рисунке 2.6 (б) видно отображение азимутально-дальностного строба ДПП [17].

2.6 Постановка дипольных отражателей Дипольные отражатели можно использовать для подавления бистатических РЛС. Для этого периодически выбрасывают, например, с самолета – постановщика помех пачки диполей. Если пачки выбрасывают часто, облака сливаются вместе, создаются большие области. Внутри которых диполи разбросаны хаотически [16]. Такие области называются полосами дипольных отражателей. Отражая сигналы облучающей полосу РЛС, они засвечивают экран индикатора станции в тех его точках, которые соответствуют координатам полосы отражателей, и на экране создаются засвеченные «коридоры». Яркость засвечивания коридора зависит от мощности отраженного диполями сигнала, которая при прочих равных условиях пропорциональна количеству диполей, одновременно отражающих прямой сигнал РЛС. Если эта яркость достаточно велика. На ее фоне затруднительно или невозможно выделить отметку, создаваемую целью, например, самолетом, идущим в полосе диполей [14].

Рисунок 2.7 – Постановка полосы диполей при полете самолетапостановщика в направлении на БРЛС На рисунке 2.

7 наглядно проиллюстрирована постановка полосы диполей при полете самолета-постановщика в направлении на БРЛС.

В зависимости от количества выброшенных отражателей и способов их применения можно получить два различных эффекта. Во-первых, созданием плотной полосы дипольных отражателей на маршруте полета прикрываемой цели можно воспретить ее обнаружение и захват на автоматическое сопровождение [15]. Это возможно потому, что мощный помеховый сигнал, порождаемый отражениями от попадающих в импульсный объем станции дипольных отражателей, будет маскировать отраженный сигнал цели, подобно тому, как это наблюдается при создании пассивных помех радиолокационным станциям обнаружения и наведения. Во-вторых, выбрасыванием отдельных пачек диполей можно имитировать наличие в пределах диаграммы направленности антенны, подавляемой РЛС других целей (рисунок 2.8). Это может привести к значительным ошибкам сопровождения и в результате к промаху снаряда или ракеты [14].

Процессы, происходящие при маскировке сигнала цели, идущей в предварительно поставленной полосе дипольных отражателей, в основном совпадают с теми, которые наблюдаются при подавлении обзорных РЛС.

Таким образом, необходимо проанализировать влияние постановки пассивных помех для осуществления максимальной защиты объектов от БРЛС, в ходе которого выяснить наилучший вариант сбрасывания полосок дипольных отражателей [14].

Рисунок 2.8 – Постановка полосы диполей при полете-постановщика в стороне от БРЛС 2.

6.1 Известные технические решения Существуют ныне известные технические решения, приведенные ниже, которые позволяют разрешить вопрос постановки пассивных помех, для максимального и длительного эффекта защиты объектов от моностатических радиолокационных систем.

В патенте [18] предлагается вариант установки пассивных помех, который заключается в использовании электрического поля атмосферы.

В окружающем пространстве, формирование статических электрических зарядов происходит в результате определенных атмосферных процессов, например, при образовании и развитии облаков [30]. Даже в присутствии в атмосфере социопатические облака наблюдается электрическое поле Е = 10 В/см, формирование дождевых осадков характеризуется чрезвычайно быстрым ростом электрического поля с образованием в чистой воде облака отрицательных зарядов, в то время как чистый лед положительно [31].

В соответствии с этим, разные части одного облака несут заряды разных знаков:

нижнюю часть облака, обращенной к земле, отрицательно заряженный и верхний положительно. В соответствии с размерами возникающего электрического поля и поверхности имеет положительный заряд, индуцированный. Результаты исследований грозовой активности в атмосфере также позволило нам сделать вывод, что нейтральная зона, как правило, находится в облаках и падает на высоте 3-5 км [18].

Таким образом, дипольные облака положительно зарядки дипольных радиоактивные индикаторы целесообразно установить нижние границы облаков ( на малой высоте ), которые, несущие отрицательный заряд, вместе с поверхности положительно заряженной земной будет противодействовать гравитационных сил. При установке диполь завесы над верхним краем облачности на средних и больших высотах целесообразно использовать негативно зарядки прежде чем испытывать силу отталкивания в направлении, противоположном сил тяжести [29]. Рассеяние завесы в результате взаимного отталкивания его составляющей РЛС - взимается для предотвращения их взаимное притяжение противоположных магнитных полюсов. Таким образом, эффективная работа диполя завесы может быть увеличена на сумму, равную 20-30% от своего первоначального значения исключительно в результате использования атмосферного электрического поля [18].

В патенте [19] предлагается вариант постановки помех, путем отстреливания облака пассивных помех в двух этапах.

При радиолокационном обнаружении летательного аппарата противником, после прохождения летательным аппаратом первой трети до половины расстояния до цели осуществляется первый этап выстреливания ДО, которое включает стохастическое изменение курса беспилотного летательного аппарата для осуществления сбоя работы радиолокационной системы противника [19].

Первый отстрел ДО для кратковременного изменения радиолокационного отражения производится в сторону противоположную изменения курса летательного аппарата. При этом посредством, отстрелянных в ложных направлениях ДО направленно и интенсивно переотражают обратно к радиолокационной системе управления оружием противника ее зондирующие сигналы с их частотой и поляризацией [19].

Второй отстрел раскрывающихся ловушек производят на следующем участке траектории также от одной трети до половины оставшегося расстояния сближения с целью и также одновременно стохастически изменяют курс беспилотного летательного аппарата.

На конечном участке для обоих вариантов траектории летательного аппарата от одной трети до половины нового расстояния сближения с целью направляют курс беспилотного летательного аппарата непосредственно на цель, а отстрел ДО при этом не производят. Выброс помех обычно сопровождается скачкообразным изменением величины эффективной отражающей поверхности. Данный способ повышает вероятность преодоления летательным аппаратом зоны поражения РЛС, путем создания возмущения по контуру слежения, приводящего к срыву процесса автосопровождения летательного аппарата как цели, и уклонения от линии визирования [19].

В патенте [20] предлагается вариант использования маскирующих завес в виде пассивных помех, фронтально развернутых в направлении противника, как на удалении от защищаемого объекта, так и в непосредственной близости от позиции противника для максимального перекрытия линии визирования радиолокационных приборов прицеливания и наведения [20]. Увеличение размеров маскирующих завес, создаваемой на встречной траектории, и разворот ее во фронтальной плоскости в направлении угрозы позволяет перекрывать максимальный сектор атаки радиолокационных средств при минимальном расходе средств защиты. Таким образом, постановка помех на встречной территории наведения атакующего противника позволяет повысить среднее значение промаха в два и более раз, а при постановке в непосредственной близости от позиций противника происходит задержка или срыв его запуска [20].

В патенте [21] предлагается для повышения эффективности защиты от систем ПВО за счет получения точных данных о диапазоне, скорости и направлении ПВО, а также совершенствование помехоустойчивость и надежность устройства защиты. Эта проблема решается путем включения пассивного пеленгования ПВО в радио и оптическом диапазонах, данные вычислений анализ устройства и питания команд, чтобы противостоять активной помехи станций в направлении ПВО, расходы выбросов устройство и данные об использовании регулярного оружия. Перед отправкой команды в оппозиции, дополнительно формируется радиолокационных сигналов, излучают их посредством активного вмешательства станции в оптическом и радиодиапазоне в направлении ПВО, пассивная принять искатели отраженных сигналов, определить диапазон, скорость, координаты и направление конвергенции с ПВО, затем служил команду на прилавке [21].

Таким образом, вышеприведённые исследования, направленные на осуществление максимальной защиты объектов от РЛС путем сбрасывания пассивного облака помех в определенной постановке характерны для моностатических радиолокационных систем, где устройства приема и передачи располагаются в одной позиции. В бистатических радиолокационных системах возникает сложность по сопутствию ее реализации, так как нет точного определения местонахождения приемника.

Тем самым затрудняя постановку эффективного сбрасывания облака помех и защиты объектов от систем радиолокации.

2.7 Выводы В процессе оценки возможностей бистатических РЛС, был установлен существенный недостаток системы, основанный на эффекте Доплера, который не позволяет отслеживать траекторию движения цели до пересечения ею линию базы. Таким образом доплеровский эффект не проявляется при неподвижном объекте, что приводит к невозможности оценке положения неподвижных и малоподвижных целей.

Проведен анализ по защите объектов от бистатических РЛС при помощи пассивных помех в виде дипольных отражателей, где выявлены наилучшие варианты постановок ДО для увеличения времени эффективного действия дипольной завесы.

Для оценки возможности наиболее схожих вариантов бистатическим РЛС, которые используют частоту Доплера, будет целесообразным оценить информацию об изменениях мощности сигнала, находящегося вдоль базовой линии бистатических РЛС при наличии цели и пассивной помехи в ней.

Влияет ли наличие помехи и объекта на затухание сигнала в БРЛС.

Для проведения анализа распространения сигнала в нулевой зоне Френеля в БРЛС целесообразным будет провести исследование, при котором оценить информацию об изменениях мощности сигнала, находящегося от базовой линии бистатических РЛС при наличии цели и пассивной помехи.

3 Экспериментальное исследование мощности распространения сигнала в бистатических РЛС Помехой работе радиолокационной станции может быть всякая электромагнитная энергия, попавшая в приемник станции через антенну и мешающая выделению отраженного от цели сигнала на выходе приемника.

Помехи могут иметь различное происхождение. Это могут быть естественные помехи: отражения от местных предметов, облаков, излучение передатчиков, работающих на частоте, близкой к частоте РЛС и другие [32, 33]. В данной главе рассматриваются пассивные помехи, которые могут существенным образом нарушать работу РЛС, осуществляя влияние на них в виде облака помех, затрудняя визуальное обнаружение полезных сигналов и автоматическое обнаружение [34].

Местоположение цели в бистатических РЛС определяется по измерениям доплеровской частоты и направления прихода рассеянного объектом сигнала. Однако, вблизи базовой линии эффект Доплера практически не проявляется, что приводит к ошибкам в определении положения объекта.

В данном эксперименте, определяя положения объекта, предлагается провести экспериментальное исследование влияния положения объекта вблизи базовой линии на мощность сигнала приемника [32].

Используются передатчик и приемник, разнесенные в пространстве прямой видимости. Учитывая, что измеряемой (исследуемой) величиной является мощность, то в качестве установки необходимо использовать оборудование, которое позволяет фиксировать (оценивать) значение мощности сигнала [34, 36]. Такую возможность предоставляет оборудование ZigBee, также в комплекте с оборудованием идет и приложение. Оно позволяет фиксировать изменения мощности сигнала на приемной стороне.

Поэтому в исследовании применяется оборудование ZigBee [35]. Данное оборудование способно работать в частотном диапазоне 2400-2483.5 МГц, в своем составе имеется штыревая антенна с круговой диаграммой направленности, а мощность излучения составляет менее 100 мВт.

3.1 Условие проведения эксперимента Для проведения данного эксперимента в качестве макета пассивного облака была реализована фольга и картонное основание к нему. Размеры картонного основания, на которые накладываются полосками фольга, составляет по длине 35 см, ширине – 25 см. Ширина полосок фольги составляет - 2 см. На рисунке 3.1 наглядно представлена его характеристика:

Рисунок 3.1 - Макет формирования облака помех Подстилающая поверхность – искусственный газон (футбольное поле – начало апреля);

Объект - взрослый человек;

Рост - 175 см;

Ширина в плечах – 50 см;

Передвижение объекта между передатчиком и приемником - 5, 10, 15 м (вдоль БЛ);

В качестве измерительных приборов используется аппаратура ZigBee;

Частотный диапазон 2400-2483.5 МГц;

Расстояние разнесения ПРД от ПРМ – 20 м;

Расстояние помехи от объекта – 10 см;

Высота установления помехи – 1,2 м.

Передатчик и приемник разносятся в условиях прямой видимости на расстоянии 20 м и устанавливаются на высоте 1,2 м от поверхности земли, Данные значения были выбраны с учетом значения максимального радиуса первой зоны Френеля в точке, расположенной посередине между антеннами, для частоты 2,4 ГГц равной 0,79 метра, и нулевой зоны, составляющей - 0,45 метров на данном расстоянии. Таким образом, можно сделать вывод, что, чем меньше радиус распространения сигнала, тем эффективней объект перекрывает мощность сигнала. Смыслом данного эксперимента является определение влияния пассивной помехи (фольги) на изменения в значениях мощности передаваемого сигнала на приемную сторону.

3.2 Программа проведения эксперимента

Программа проведения данного эксперимента состоит в следующем:

а) Измерение мощности сигнала без объекта, с объектом (20 м)

б) Объект находится на расстоянии 5 метров к передающей стороне, защищенный пассивной помехой к стороне передатчика (лицевой стороной к передатчику). То же повторяем с расстоянием в 10 и 15 метров.

в) Объект, находится на расстоянии 5 метров к передающей стороне, защищенный пассивной помехой к стороне приемника (лицевой стороной к приемнику). То же повторяем с расстоянием в 10 и 15 метров.

г) Объект, находится на расстоянии 5 метров к передающей стороне, защищенный пассивной помехой с обеих сторон. То же повторяем с расстоянием в 10 и 15 метров.

д) Объект, находится на расстоянии 5 метров к передающей стороне и на 0,6 - 1,5 м с шагом 0,3 м от базовой линии, защищенный пассивной помехой к стороне передатчика (лицевой стороной к передатчику). То же повторяем с расстоянием в 10 и 15 метров.

Для точного определения характеристик процесса, эксперимент повторяется 5 раз.

3.3 Схемы проведения эксперимента

На рисунках 3.2 – 3.7 представлены схемы проведения эксперимента:

–  –  –

На рисунках 3.13 – 3.17 представлены зависимости мощностей сигнала приемника от расстояния в сравнении с наличием объекта и его отсутствием (красная линия со штрихом соответствует значениям объекта с помехой)

-46

-48

–  –  –

Рисунок 3.13 - Зависимость мощности сигнала (дБм) от расстояния (м) в сравнении с наличием объекта без помехи

-46

-48

–  –  –

Рисунок 3.14 - Зависимость мощности сигнала (дБм) от расстояния (м) в сравнении с наличием объекта и помехи перед ним

-46

-48

–  –  –

Рисунок 3.15 - Зависимость мощности сигнала (дБм) от расстояния (м) в сравнении с наличием объекта и помехи за ним

-46 0 2 4 6 8 10 12 14 16

–  –  –

Сравнивая эти таблицы между собой наблюдаются максимальные отклонения значения мощностей на расстоянии 1,2 м и 1,5 м от базовой линии (рисунки 3.17, 3.18, синяя линия со штрихом соответствует значениям, полученным с наличием помехи на отметке 0,4 м).

-44

-46

–  –  –

Опираясь на полученные значения (таблица 3.12, 3.13, 3.14, 3.15) построим графики интервальной оценки мощности сигнала на приеме (рисунки 3.19, 3.20, 3.21, 3.22, где M – интервальная оценка математического ожидания, M+ - максимальная оценка погрешности интервальной оценки математического ожидания, M– - минимальная оценка погрешности интервальной оценки математического ожидания).

–  –  –

Рисунок 3.22 – Интервальная оценка математического ожидания мощности при расположении помехи лицевой стороной к передатчику на отметке 0,4 м

3.6 Выводы Наличие объекта, а также пассивной помехи в нем существенно влияет на значения мощности приемного сигнала, если объект находится в первой зоне Френеля, равной 0,79 м, при разнесении ПРМ от ПРД на расстоянии 20 м.

Исходя из эксперимента видно, что значение сигнала в отсутствии объекта и помехи равно -46 дБм, значение сигнала, где помеха установлена перед объектом и после объекта соответствуют -52 дБм, -54 дБм, наибольшее ослабление сигнала дает объект, защищенный помехами с обеих сторон и равен -56 дБм. Таким образом, полученные значения могут помочь в разработке структурной схемы системы в бистатических РЛС.

Перенос положения помехи по траектории движения объекта вносит существенную ошибку на оценку наличия или отсутствия объекта на базовой линии.

4 Способ постановки ДО и оценка качества ослабления сигнала При осуществлении защиты объектов используют однопозиционные и бистатические (многопозиционные) РЛС. Для однопозиционнных РЛС эффективность действия облака помех известна и зависит от нескольких факторов: эффективной поверхности рассеяния объекта, вида и объема поставленных пассивных дипольных отражателей (ДО), от типа радиолокационных станций обороны (РЛС), организации противодействия средствам РЛС. Существуют различные способы организации противодействия средствам РЛС с помощью дипольных отражателей для однопозиционных РЛС [26].

Отличие между этими способами состоит и в том, что создаются разные прицельные по направлению размещения облака помех относительно направления на приемную позицию РЛС. Известны изобретения, как это было изложено во второй главе, где выброс помех осуществлялся по фронту луча РЛС на ослабление сигнала, получаемого со стороны приемника, осуществления радиального выброса помех в разные стороны [23].

Недостатком использования бистатических РЛС для предотвращения нахождения объекта является значительное затруднение в создании прицельных по направлению помех, так как приемная позиция может быть размещена в большом диапазоне углов относительно передающей позиции.

[32]. Таким образом, направление размещения помех (ДО) на неизлучающую приемную позицию часто неизвестно.

В данной главе предлагается рассмотреть вариант размещения пассивного облака помех в виде дипольных отражателей в целях защиты объекта от бистатических РЛС на базовой линии и провести анализ над характером изменения сигнала при таком воздействии.

4.1 Предлагаемый способ защиты от бистатических РЛС В предыдущей главе были проведены эксперименты с установкой пассивного облака помех. Таким образом, было определено влияние помех, при его установке близкой к передающему, приемному устройствам, установке помех непосредственно на базовой линии [29]. При размещении облака помех на базовой линии возникает ослабление значений мощности распространения сигнала от передатчика к приемнику, а также возможное искажение Доплеровской частоты. Этот вариант и будет той постановкой, которая будет рассматриваться далее в работе в целях защиты объекта от бистатических РЛС.

4.1.1 Последовательность действий при установке помех В предлагаемом способе постановки помех непосредственно на базовой линии для защиты надводного или сухопутного объектов от бистатических РЛС, необходимо предусмотреть следующие технологические приемы.

Во-первых, необходимо определить положение между передатчиком и приемником при приближении объекта к базовой линии (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 - Траектория движения катера до пересечения базовой линии Во-вторых, после прохождения этой зоны, объект устанавливает помехи в районе первой зоны Френеля (рисунок 4.

2).

–  –  –

Данная формула определяет положение объекта, она на прямую зависит от характеристики момента времени t0, где l1 (t0 ) - начальное (в момент пересечения БЛ - t0 ) значение дальности l1 (t). Суммарная дальность будет выполнена с ошибками, так как значения t0 будут неоднозначны и зависеть от продолжительности нахождения облака помех на базовой линии. Таким образом, будет затруднительно определить средние значения дальности положения объекта, когда как объект может передвигаться как входя в пределы базовой линии, так и выходя из нее.

Из рисунка 4.1 следует, что бистатическая РЛС, основанная на эффекте Доплера, формально не позволяет отслеживать траекторию движения цели до пересечения ею линии базы.

Таким образом, сигнал, передаваемый от передатчика к приемной стороне до базовой линии, не используется.

Из рисунка 4.2 следует, что, получая ответ от передатчика, приемная сторона будет иметь результат ослабления сигнала, так как зафиксирует препятствие на пути. Такое препятствие создает выпускаемое пассивное облако помех в виде ДО, который своим присутствием на базовой линии создает ложную завесу наличия какого-либо объекта на базовой линии.

Наличием на базовой линии облака помех можно уменьшить значения Доплеровской частоты, снизить значения мощности на прямой сигнал, уменьшить сигнал интерференции, что говорит о невозможности слежения за объектом и местонахождения его реальной позиции.

Следует отметить о роли подстилающей поверхности, которая играет весомое значение на предотвращение нахождения объекта системами радиолокации. В нашем случае рассмотрена морская поверхность. Мощная пассивная помеха от морской поверхности нарушает обнаружение и сопровождение объектов не только вблизи базовой линии, но и во всей зоне существования просветного эффекта. Для устранения отрицательного влияния прямого сигнала передатчика и мощной пассивной помехи обычно используется режекция доплеровских сигналов на нулевой частоте и в некоторой ее окрестности.

Указанные выше эффекты (4.1) могут быть определены следующими характеристиками: интерференцией сигнала, биением Доплеровской частоты и амплитудным детектированием на входе приемного устройства.

Ниже рассматриваются случаи характерные для всех вышеперечисленных характеристик и особенности процессов в бистатических РЛС.

Анализ этих процессов (характеристик) должен определить параметры облака помех в виде дипольных отражателей, требуемый радиус установки облака помех, изменение свойств параметра детектора и характеристики ДО.

4.2 Интерференция сигнала в приемнике в бистатических РЛС При пересечении объекта базовой линии ослабляется прямолинейное распространение сигнала от передатчика к приемнику. На входе приемника наблюдается картина результирующего сигнала, полученного путем сложения трех сигналов: огибающий сигнал как явление дифракции, прямой сигнал по базовой линии и отраженный от подстилающей поверхности (фоновый сигнал).

Мощность сигнала при интерференции двух сигналов, при разных путях распространения сигналов будет соответствовать следующей зависимости:

(4.2) где I – результирующая мощность радиосигнала, I1–мощность прямого сигнала от передатчика, I2 - мощность рассеянного сигнала от объекта, Iинт - интерференционная функция, S-разность хода прохождения сигналов, S - изменение разности хода сигналов,

- длина волны сигнала,

- степень когерентности, - разность фаз.

В выражении (4.2) составляющая Iинт=2I1*I2* cos(2(S+S)/) может рассматриваться как интерференционная функция, которая характеризует влияние двулучевого распространения сигналов на результирующий сигнал и зависит от произведения двух сигналов.

При этом определение траекторных параметров цели в данном устройстве производится путем выделения детектированием из суммарного сигнала (суммируются прямой сигнал передатчика и сигнала вторичного излучения объекта) интерференционного сигнала биений.

Таким образом, в рассмотренных выше способах защиты объекта за счет помех в виде дипольных отражателей от однопозиционных РЛС в соответствии с формулой (4.2) происходит ослабление сигнала от объекта I2 за счет его экранирования помехами (дипольными отражателями) при постоянной величине прямого сигнала [26]. При этом при изменении доплеровской частоты уменьшается сигнал интерференции и мощность доплеровской частоты при детектировании.

В предлагаемом способе в отличие от представленных аналогов способов организации защиты объекта, понижают не амплитуду рассеянного сигнала от объекта I2, а прямого сигнала I1, при этом, в соответствии с формулой (4.2), существенно уменьшается один сомножитель и произведение Iинт, и тем самым снижается амплитуда результирующего сигнала интерференции и амплитуда доплеровской частоты при детектировании, что приводит еще и к искажению и ошибкам определения координат объекта при существенном уровне шумов помех, уменьшается расход объема помех и при наличии фона этого же спектра от, например, участка взволнованной водной поверхности уменьшается отношение сигнал/шум и увеличивается ошибка определения всех характеристик траектории движения [27].

Одновременно снижение мощности прямого сигнала приводит к ограничениям на возможность приема сигнала приемника на заданном расстоянии от передатчика (снижается энергетический запас для стабильной работы радиолокации), а, следовательно, к срыву слежения за объектом.

4.3 Биения сигнала в приемнике в бистатических РЛС В результате сложения сигналов, отражённых от малоподвижного мешающего объекта и движущейся цели, на входе приёмника РЛС возникают биения. Амплитудный детектор некогерентной РЛС выделяет огибающую результата биений. При наличии движущейся цели сигнал на выходе амплитудного детектора для элемента дальности, соответствующего движущейся цели, практически аналогичен сигналу на выходе фазового детектора РЛС с внутренней когерентностью [17].

Необходимо рассмотреть случай, когда происходит сложение двух сигналов (фонового и прямого) в результате прохождения сигнала сквозь препятствие в виде облака помех на БЛ и отсутствия помех на БЛ.

Частота изменения амплитуды суммарного сигнала равна разности частот двух исходных сигналов.

Уравнение первого и второго колебаний совершается по закону:

(4.3) где I 1 - зондированный сигнал на БЛ;

I 2 - отраженный сигнал от объекта;

После сложения левой и правой частей уравнений (4.3) получим:

–  –  –

(4.5) В (4.5) выражение в скобках представляет собой амплитуду гармонического колебания частоты 1. Амплитуда изменяется, но значительно медленнее, чем второй сомножитель. Это связано с тем, что 1, и за время, когда множитель соs1t совершит несколько полных колебаний, имея период Т=2/1, множитель в скобках мало изменится [cм. формулу (4.5)]. Поэтому результирующее колебание (4.5) можно считать гармоническим, амплитуда которого сама изменяется по некоторому гармоническому закону. График изменения I(t) [формула (4.5)] представлен на рисунке 4.3.

Рисунок 4.3 – Схема результирующего колебания Таким образом, согласно рисунку 4.

3, низкая частота (огибающая) результирующего колебания является Доплеровской частотой и может быть выделена при амплитудном детектировании сигнала.

4.4 Амплитудное детектирование сигналов в приемнике в бистатических РЛС Амплитудный детектор (демодулятор) предназначен для преобразования АМ сигналов в напряжение, соответствующее огибающей этого сигнала. В процессе детектирования происходит органическое изменение спектра: из суммы гармонических колебаний высоких (несущей и боковых) частот получаются низкочастотные составляющие модулирующего сигнала. Амплитудный детектор в большинстве случаев выполняется на основе диода, работающего в нелинейном режиме.

Принципиальная электрическая схема некогерентного амплитудного детектора представлена на рисунке 4.4. В состав детектора включен нелинейный элемент — диод VD. Необходимость нелинейного элемента вызвана тем, что процесс детектирования связан с трансформацией спектра сигнала. Диаграммы, поясняющие принцип работы демодулятора представлены на рисунке 4.5 [19].

Рисунок 4.4 - Принципиальная электрическая схема некогерентного амплитудного детектора на диоде На диод поступает АМ сигнал SАМ(t), в спектре которого имеются составляющая несущего сигнала и боковые составляющие (рисунок 4.

5, а). В спектре отклика диода uд(t) появляются новые составляющие: постоянная, составляющая модулирующего сигнала и высшие гармоники модулированного сигнала (рисунок 4.5, б).

Элементы R1 C1 образуют фильтр низких частот, который шунтирует высокочастотные составляющие спектра отклика и тем самым выделяют составляющую модулирующего сигнала и постоянную составляющую uФНЧ(t) (рисунок 4.5, в). Разделительный конденсатор C2 задерживает постоянную составляющую спектра и в спектре выходного сигнала присутствует только составляющая модулирующего сигнала u(t) (рисунок 4.5, г).

Эффективное подавление высокочастотных составляющих фильтром низких частот детектора возможно при выполнении условия 1/0С1R1 1/C1, где С1 и R1 элементы ФНЧ [19].

Недостатком данного детектора является изменение отношения сигналпомеха на выходе демодулятора, что может привести к подавлению слабого сигнала сильной помехой. Поэтому при использовании данного детектора необходимо сначала подавлять помехи, а потом детектировать сигнал, т. е.

применять додетекторную обработку сигнала [20].

Рисунок 4.5 – Процесс детектирования АМ сигналов Коэффициент передачи амплитудного детектора определяется по выражению:

(4.6) где R1 — сопротивление ФНЧ детектора;

Sср — средняя крутизна ВАХ диода.

На нелинейном участке диода возникают высшие гармоники. При постановке помех, блокируется базовая линия, тем самым, суммарный сигнал перемещается по вольт-амперной характеристике на начало координат (рисунок 4.6). Таким образом, происходит искажение Доплеровской частоты.

Рисунок 4.6 – Вольт-амперная характеристика диода и влияние помех на выходной сигнал

4.5 Характеристики влияния помех на определения параметров положения объекта Определить явление дифракции радиоволн от различных препятствий принцип Гюйгенса - Френеля. Согласно модели распространения радиоволн Френеля области между передающей и приемных устройств ограничено эллипсоидом вращения вокруг линии, соединяющей их. Эта многослойная эллипсоида и могут включать в себя бесконечное количество зон. Ближайшей к линии, соединяющей передатчик с приемником, то зона называется первой зоны Френеля [21].

Если в первой зоне Френеля имеется препятствие, не пересекающее линию прямой видимости (hпреп.1), то такой радиоинтервал называется полуоткрытым, в противном случае (hпреп.2) – закрытым. Причем нужно учитывать перекрытие зоны Френеля, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости (рисунок 4.7). Характеристики hпреп.1, hпреп.2 есть расстояние от высшей точки препятствия до линии прямой видимости (м). Таким образом, предварительно рассчитав значения данных характеристик, можно будет определить зависимость ослабления сигнала относительно просвета и формы сигнала, провести оценку характеристик размеров облака помех. Большинство работ по применению пассивных помех в виде дипольных отражателей в качестве защиты объекта используют величину ослабления прямого сигнала в 10 раз. В данной работе, согласно статье [28] рассматриваются следующие методики, по которым будут проведены расчеты характеристик ослабления сигнала относительно просвета и формы сигнала, а также оценка влияния препятствия по отношению к первой зоне Френеля.

–  –  –

Примем значения hпреп.2 равной 2,3 м; 4,5 м; 9 м для трех случаев, когда как радиус первой зоны Френеля примем равной значению 4,5 м.

Отношение значения просвета hпреп.2 к радиусу первой зоны Френеля R1 называется относительным просветом:

–  –  –

В соответствии со значением p(0) и характером профиля препятствия можно по диаграмме (рисунок 4.8) получить ослабление сигнала, вызванного наличием одиночного препятствия. При наличии двух и более препятствий в случае их близкого расположения они заменяются одним эквивалентным.

Если расстояние между препятствиями превышает сумму длин самих препятствий, то ослабление сигнала считается раздельно для каждого из них.

В соответствии с этой диаграммой (рисунок 4.8) необходимо учитывать полученные значения характеристик hпреп.2 для дальнейшего определения зависимости ослабления сигнала от относительного просвета и формы сигнала [27].

Таким образом, значения, полученные из формулы (4.7). где p1(0) = 0,511 приводит к ослаблению сигнала на 18 дБ (согласно диаграмме зависимости ослабления сигнала от относительного просвета и формы препятствия, показанной на рисунке 4.8), p2(0) = 1 приводит к ослаблению сигнала на 24 дБ, p3(0) = 2 приводит к ослаблению сигнала на 36 дБ. Переведя данные значения от дБ в разы получим: в первом случае, при 18 дБ уменьшение величины в 8 раз, при 24 дБ – уменьшение величины в 16 раз, при 36 дБ - уменьшение величины в 64 раза. Существуют множество работ по применению пассивных помех в виде дипольных отражателей в качестве защиты объекта, где используют величину ослабления прямого сигнала больше 10-ти раз. Таким образом, высота препятствия 4,5 и 9 м будут удовлетворять требованиям для осуществления ослабления прямого сигнала больше чем в 10 раз при радиусе первой зоны Френеля 4,5 м.

Рисунок 4.8 – Зависимость ослабления сигнала от относительного просвета и формы препятствия Таким образом, при перекрытии сечения всей первой зоны Френеля за счет дипольных помех (ДО) ослабление сигнала составит приблизительно 23 дБ (сферическая помеха).

В качестве примера характеристики движения надводного объекта выбираем: ширина пролива – 1000 м, скорость движения объекта V=10м/с, требуемое расстояние от базовой линии подавления прямого сигнала до конца перемещения объекта в бухте L1=1000м, скорость осаждения помех в виде дипольных отражателей V0=1м/с, расстояния между берегами бухты L=1000м, коэффициент подавления прямого сигнала РЛС КПП=10 (20дб), частота сигнала передатчика РЛС F=2,4 ГГц (=0,12м).

Определим необходимые размеры облака помех для ослабления прямого сигнала в 10 раз.

Радиус зоны R1 составит:

R1=1*0,12*0,25*1000 =4,394,5м Таким образом, облако помех для ослабления прямого сигнала РЛС должно иметь диаметр 9 м.

4.5.1 Расчет объема дипольных отражателей для защиты от БРЛС Отражатели, как правило, упаковывают в пачки из десятков и сотен тысяч штук, и создать облако медленно падающие вниз отражатели. В целях формирования непрерывной зоны маскирования плевел нужно сбросить их на регулярной основе. Соответственно, поэтому интенсивность пассивных помех, как шелуху часто характеризуется количеством потерянных пакетов на каждые 100 диполей путевого директор беспорядок. [11] Частота воссоздания слои шум зависит от площади слоя лишнего шума контролируемой зоны расход воздуха, средний темп снижения завесообразующих ингредиенты частиц. Последний, например, диполи из металлизированного стекла не превышает 0,3 м/с. В это время же, как мелкие частицы пыли (пыль в фоне занавеса) и даже меньше [17].

Для данной системы рассчитаем концентрацию ослабления электромагнитной волны диполей, для достижения ослабления прямого сигнала в 10 раз [29].

Концентрация ослабления диполей рассчитывается по формуле:

–  –  –



Pages:   || 2 |



Похожие работы:

«М. В. ЛОБАНОВА, Я. Я. ОСТАПЕНКО ДУХОВНО ОЗДОРОВИМ РОССИЮ: ОПЫТ РАБОТЫ ЦЕНТРА РЕАБИЛИТАЦИИ НАРКОЗАВИСИМЫХ Одним из страшных недугов, поразивших нашу страну, является наркомания. Практически каждого, прямо или косвенно, коснулась эта проблема. С каждым днем людей, пораженных этим недугом, становится...»

«68_10269989 АРБИТРАЖНЫЙ СУД ГОРОДА МОСКВЫ 115191, г.Москва, ул. Большая Тульская, д. 17 http://www.msk.arbitr.ru ОПРЕДЕЛЕНИЕ г. Москва Дело № А40-19518/14 05 июня 2015 год...»

«Технологии Cisco работают для газотранспортных предприятий ООО "Сургутгазпром" создает комплексную систему защиты информации с использованием технологий Cisco Systems Описание проблемы КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ООО "Сургутгазпром" активно растет и развивается. В структуру дочернего общества входит более тридцати стру...»

«FORTE Інструкція по експлуатації та паспорт виробу Бензиновий мотоблок HSD1G-105G Заходи безпеки l Коли заводите двигун, ручка перемикання передач повинна бути в нейральному положенні l Будьте уважні під час роботи l Будьте обережні з обертаючимися лопастями l Паливо та мастильні матеріали повинні бути чистими...»

«Vdecko vydavatelsk centrum "Sociosfra-CZ" Tashkent State Pedagogical University named after Nizami Samara State Academy of Social Sciences and Humanities Penza State Technological University PRACTICE OF COMMUNICATIVE BEHAVIOR IN SOCIAL AND HUMANITARIAN RESEARCHES Materials of the IV international sc...»

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СТБ ISO 14644-7/ОР РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ЧИСТЫЕ ПОМЕЩЕНИЯ И СВЯЗАННЫЕ С НИМИ КОНТРОЛИРУЕМЫЕ СРЕДЫ Часть 7 Изолирующие устройства (укрытия с чистым воздухом, боксы перчаточные, изоляторы и мини-окружения) Ч...»

«Николай Ярёменко ЧЁРНЫЙ ТОПОЛЬ НА ЮРУ или беседы с СЕРГЕЕМ СОКУРОВЫМ (эссе-интервью) Полтава-Москва, 2010 Издание Всеукраинского союза общественных организаций "РУССКОЕ СОДРУЖЕСТВО" ВОО "Союз русских журна...»

«5 декабря 2016 г. Еженедельный обзор валютного рынка Рост доходностей на глобальных долговых рынках не позволяет рублю Михаил Поддубский демонстрировать значительное укрепление после позитивных итогов poddubskiymm@psbank.ru встречи ОПЕК. Американский доллар продолжает находиться вблизи максимальн...»

«Порядок выступления участников XIII Зонального конкурса исполнителей на духовых и ударных инструментах, ансамблей, духовых оркестров "Фанфары Магнитки 2015" им. Петра Киселева 28 февраля 2015 г.(суббота) БОЛЬШОЙ ЗАЛ МЕДНЫЕ ДУХОВЫЕ И УДАР...»

«Це неофіційний переклад оригінального документу, написаного англійською мовою; у випадку розбіжностей просимо звертатися до оригіналу англійською мовою Управління Верховного комісара Організації Об’єднаних Націй з прав людини Доповідь щодо ситуації з правами людини в Україні 16 лютого – 15 травня 2017 року Зміст Пункти Стор. Резюме...»

«Открытое акционерное общество Московская городская телефонная сеть ИНН 7710016640 ЕЖЕКВАРТАЛЬНЫЙ ОТЧЕТ Открытое акционерное общество "Московская городская телефонная сеть" Код эмитента: 00083–А за II квартал 20 05 года Место нахождения эмитен...»

«Обзор компонентов Компания Альфа Лаваль Крупнейший в мире поставщик оборудования и технологий и модулей для различных отраслей промышленности и специфических процессов. С помощью наших технологий, оборудования и сервиса мы пом...»

«1 СОДЕРЖАНИЕ стр.1. ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРАКТИКИ (ПО ПРОФИЛЮ СПЕЦИАЛЬНОСТИ) 4 2. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ПРОГРАММЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ 5 ПРАКТИКИ (ПО ПРОФИЛЮ СПЕЦИАЛЬНОСТИ) 3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ 7 ПРАКТИКИ (ПО ПРОФИЛЮ СПЕЦИАЛЬНОСТИ...»

«Рабочая программа по предмету "Изобразительное искусство" разработана на основе: Федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования, приказ Министерства образован...»

«Дозиметр геоинформационный KSM 7.1 Двухканальный радиометрический прибор, сочетающий в себе функции дозиметра, навигационного трекера и логгера данных с возможностью передачи информации через USB порт, либо по сети Wi-Fi Особенности прибора: Основные параметры...»

«ПРОЕКТ РУКОВОДСТВО ПО КРАЕВЕДЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ БИБЛИОТЕКИ СУБЪЕКТА РФ Цель Руководства — упорядочение краеведческой деятельности центральных библиотек субъектов РФ, закрепление сложившихся в библиотеках рациональных и эффективных форм и методов и отражение новых возможностей, связанных с м...»

«Автономная некоммерческая организация высшего профессионального образования "Московский гуманитарный институт имени Е.Р. Дашковой" УТВЕРЖДАЮ Председатель приемной комиссии _ Н.П.Карпиченко " " марта 2014г. ПРОГРАММА вступительного экзамена в аспирантуру по иностранному языку Москва–2014 Разработчик: кандидат политиче...»

«СТРЕЛЕЦ БЫСТРЫЙ СТАРТ Руководство пользователя по началу работы с внутриобъектовой радиосистемой охранно-пожарной сигнализации “Стрелец” СПНК.425624.003 Д2, ред. 2.0 Аргус-Спектр, 2009 СТРЕЛЕЦ Быстрый старт стр. 2 из 31 Содержание ВВЕДЕНИЕ I. ОПИСА...»

«ТОЛЧИНСКАЯ М.Н. ТИПИЗАЦИЯ ОТСТАЛЫХ РЕГИОНОВ РОССИИ И ПУТИ ПРЕОДОЛЕНИЯ ИХ ДЕПРЕССИВНОСТИ В статье рассматривается типизация проблемных регионов России по основополагающим признакам. Выделяются отсталые (слаборазвитые) и депрессивные районы, намечаются пути преодолени...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ УТВЕРЖДАЮ: Заместитель Министра образования Российской Федерации В.Д. Шадриков "_24"03_ 2000 г. Номер государственной регистрации _206гум/маг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ О...»

«Тема: "Ярмарка профессий" Цель: Формирование у учеников представления о многообразии профессий.Задачи: 1. Активизировать, закрепить, уточнить и пополнить уже имеющиеся знания учащихся о профессиях.2. Прививать интерес у учащихся к миру профессий.3. Способствовать активизации речевой деятельности детей...»

«Е. М. Первушов. Регенерационные возможности позднемеловых гексактинеллид Миних А. В., Миних М. Г. Позднепермские рыбы Прикасии // Вопросы палеонтологии и стратиграфии верхнего палеозоя и мезозоя (памяти Г....»

«Материалы к заседанию клуба "Красная площадь" 10 февраля 2006 г.Тема заседания: "АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ СЦЕНАРИИ ГЛОБАЛЬНОЙ РЕВОЛЮЦИИ" Москва...»

«Закупочная документация Приложение А к Извещению о закупке "Автозаправщик на базе КАМАЗ-4308" (номер процедуры на ЭТП: 3096115, номер лота на ЭТП: 3096192) Раздел 1. Требования к предмету закупки 1.1. Предмет закупки Автозаправщик (КАМАЗ-4308, МАРКА 46302(ЗПВА-3,5)) на х...»

«А.Г. Келейникова К вопросу о междометиях современного итальянского языка Слово "междометие" ("interiezione"), пришло из латыни (interiectio, – onis означало пересечение, вставка, а глагол intericere – бросать в середину. И действительно, междометия...»

«Глава 3 МАРТОВСКАЯ НИТЬ: ПРЕДМЕТНЫЙ КОД В РИТУАЛЬНО-МИФОЛОГИЧЕСКОМ КОНТЕКСТЕ 3.1. Номинация мартовской нити Обычай ношения мартовской нити1 существует у румын, молдаван, арумын, болгар, македонцев, греков и албанцев, то есть у большинства балканских народов (см., например: [Анфертьев 1979б: 130–135; МДАБЯ 20...»

«Пласт "Великан" шахты имени В.И. Ленина г. Горловка Экспедиционный отряд "Наследие" ОШ I-III ступеней № 16 г. Горловки Руководитель – Бугорская Евгения Викторовна Консультант Шкабров Михаил Маркович, маркшейдер Горловской шахта им. В.И. Ленина Справка об объекте исследований Регион ДНР Горловка Адрес...»









 
2017 www.book.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные ресурсы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.