Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 [41] 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82

объектом, определяется лишь скоростью движения РЛС и ее положением относительно неподвижного объекта. Это различие позволяет выделить сигналы, отраженные от неподвижного объекта и осуществить их компенсацию; причем чем больше отличается допплеровская частота сигналов от подвижных и неподвижных объектов, тем проще решается задача о компенсации помех.

Чтобы в перемещающейся РЛС с внутренней когерентностью осуществить череспериодную компенсацию помех, обусловленных неподвижным объектом, необходимо предварительно компенсировать допплеровский сдвиг частоты сигналов, поступающих от неподвижного объекта. Решение такой задачи в РЛС с когерентным гетеродином сводится к изменению его частоты в соответствии с законом изменения радиальной скорости сближения РЛС с неподвижным объектом. Для этого выходное напряжение uon(t) когерентного гетеродина подключается не к фазовому детектору, а к устройству, функциональная схема которого представлена на рис. 5.27.

Как видно из рис. 5.27, напряжение иоп (t) и сигнал с компенсирующего генератора допплеровских частот КГДЧ одновременно поступают на смеситель (См). Компенсирующий генератор формирует колебания, частота которых изменяется под действием управляющего напряжения иупр (/), которое изменяется во времени так, чтобы на выходе КГДЧ образовывалось гармоническое напряжение ufA с доппле-ровской частотой FaH, обусловленной относительным перемещением РЛС и неподвижного отражающего объекта.

Смеситель, осуществляя перемножение напряжения «/л и иоц (t), вырабатывает сигнал, содержащий две составляющие. Одна из них изменяется по гармоническому закону с частотой /пр + 7ДН, а другая- с частотой /пр - - н, где /пр - промежуточная частота радиолокационного приемника.

Фильтр (Ф) выделяют составляющую напряжения иф (t) с частотой /Пр + FnB. Благодаря этому фазовый детектор РЛС, на который воздействуют напряжения с выхода УПЧ приемника и «ф (t), формирует импульсы с амплитудами, не изменяющимися во времени при приеме сигналов от не-

) uw(t)

41 I "

Рис. 5.27.

подвижного объекта. Тем самым компенсируется собственная скорость движения РЛС относительно неподвижного объекта при фиксированном положении приемной антенны.

При работе РЛС в режиме обзора пространственное положение ее антенны изменяется, что приводит к зависимости Faa от времени даже при постоянной радиальной скорости сближения РЛС с неподвижным объектом. Это получается при условии, что антенна РЛС имеет сравнительно широкую диаграмму направленности и приводит к существенным трудностям компенсации допплеровских частот, обусловленных отражениями от неподвижных объектов при использовании движущейся РЛС. Из сказанного выше следует необходимость формировать напряжение uynp (t) с учетом поступательной скорости перемещения РЛС и пространственного положения антенны при приеме ею сигналов, отражаемых неподвижным объектом и подлежащих череспериодной или фильтровой компенсации.

Если в подвижной РЛС с системой СДЦ используется принцип внешней когерентности, то условия компенсации F л н выполняются автоматически без привлечения компенсирующего сигнала допплеровских частот. С этой точки зрения РЛС с внешней когерентностью более целесообразны, чем с внутренней. Однако для РЛС с внешней когерентностью необходимы достаточно мощные сигналы, поступающие на вход приемника от неподвижных объектов.

Рассмотренные выше нестабильности генераторов РЛС и флуктуации сигналов влияют также и на работу подвижных РЛС, в частности РЛС, устанавливаемых на самолетах. На качество работы самолетной РЛС с системой СДЦ влияют колебания самолета вокруг центра масс, которые всегда носят флуктуационный характер. Эти колебания приводят к расширению спектра принимаемых сигналов, вследствие чего увеличивается нескомпенсированный остаток помех.

В РЛС с череспериодной компенсацией интенсивность выходных сигналов зависит от скорости сближения РЛС с целью. Когда огибающая импульсов на выходе фазового детектора изменяется с частотой / = 1/27\„ выходное напряжение компенсирующего устройства максимально, а при / = 1/Ги - равно нулю. Это означает, что ,РЛС с череспериодной компенсацией обладают худшими характеристиками обнаружения целей, чем РЛС без устройств компенсации. Однако этот недостаток в ряде случаев не может быть решающим.



2. Череспериодная компенсация организованных маскирующих пассивных помех

Наряду с помехами, обусловленными отражениями радиолокационных сигналов от неподвижных объектов, на РЛС могут действовать специально организованные противником маскирующие пассивные помехи, для борьбы с которыми также применяются устройства череспериодной компенсации или фильтровые системы селекции движущихся целей. Из-за специфических свойств пассивных помех получающиеся при этом характеристики помехозащиты часто отличаются от характеристик, полученных при анализе влияния на РЛС сигналов, поступающих от неподвижных объектов.

Основными источниками пассивных маскирующих помех являются облака дипольных отражателей, особенностью которых является то, что их нельзя считать неподвижными. Отдельные отражатели облака перемещаются случайным образом друг относительно друга за счет турбулентности атмосферы, а само облако под действием ветра движется поступательно как единое целое.

Случайные колебания отдельных отражателей являются причиной амплитудных и фазовых флуктуации, а поступательное движение облака вызывает допплеровское смещение частоты отражаемых радиосигналов.

Из-за флуктуации огибающие импульсов оказываются различными. Вследствие этого появляются нескомпенси-рованные остатки помех, интенсивность которых растет с расширением спектра помеховых сигналов.

В РЛС с внутренней когерентностью допплеровскую частоту, обусловленную поступательным движением облака, приходится компенсировать, регулируя частоту когерентного гетеродина с учетом скорости движения РЛС и скорости ветра. Полагая, что такая система компенсации работает идеально, рассмотрим влияние амплитудных и фазовых флуктуации облака на РЛС с внутренней когерентностью и устройством череспериодной компенсации [24, 167].

Если зондирующий сигнал РЛС является монохроматическим, то после отражения от облака дипольных отражателей он во входных цепях приемника вызовет напряжение

ип (0 = Ua (t) cos l(O0t + фи (/)]. 250

(5.3.21)

Здесь Uа (/) и фп (/) - медленно меняющиеся по сравнению с со„ / случайные огибающая и фаза, а со0 - несущая угловая частота.

Эффективность работы устройства череспериодной компенсации будем оценивать коэффициентом подпомеховой видимости кпв. определяемым формулой (5.3.18).

Коэффициент кс прохождения сигнала характеризуется, очевидно, формулой (5.3.15) при замене в ней Фх (/) на кс и / на Fn р, где Fa р = Fa - Fu к, Fn = «д/2я, Fn к - допплеровская частота, обусловленная перемещением РЛС и скоростью ветра. Математическое ожидание напряжения ип ф (/), вырабатываемое фазовым детектором РЛС при действии на нее пассивных помех, равно нулю. Поэтому с учетом того, что ип ф (t) приближенно - стационарный случайный сигнал, коэффициент подавления помехи

2[апф-Япф(Ти)]

где Rn ф (Ги) = оПфР (Т„)и апф - корреляционная функция и дисперсия напряжений ип ф (t) и ып ф (t - Тм) соответственно, р (Ти) - междупериодный коэффициент корреляции для пассивной помехи на выходе фазового детектора. Поэтому

ка=-.--- (5-3.22)

2[1-р(Ги)] и, следовательно,

2s\n*nF№T* (5.3.23)

1-Р(Ги)

Если таким же образом определить коэффициент кПЕ для РЛС с устройством двухкратной череспериодной компенсации помех, то получим

к- 8 51п"пРдрги (5.3.24)

Пв 3-4р(Ги)-р(2Г„)

При расчетах функцию GU(F), характеризующую спектральную плотность напряжения un ф (0 ПРИ F > 0, часто определяют как



где о> - среднеквадратический разброс допплеровских частот (половина полосы среднеквадратического энергетического спектра пассивной помехи иа (/) на уровне 0,61). Тогда

]" <3П (F) cos 2nFTa dF P (Ти) =--= ехр( -2я2 а} Гк).

Gn(F)dF

При этом условии 2 sin2 пРдр Ти

1- ехр(- 2я2 а} Г2 )

(5.3.25)

к„в =-8sin" nf"p Ги-. (5.3.26)

3 -4ехр(-2я2ст2 Г2)+ехр( -4п2о.Г2)

Из формул (5.3.25) и (5.3.26) следует, что коэффициент подпомеховой видимости зависит от частоты Fn р, связанной со скоростями движения цели, РЛС и ветра, а также от о> = 2ав/Х, где av - среднеквадратический разброс радиальных скоростей перемещения дипольных отражателей. При этом чем больше о>, тем меньше кпв и кпв. Сравнивая между собой формулы (5.3.25) и (5.3.26), можно убедиться, что двукратная череспериодная компенсация ослабляет помехи сильнее, чем однократная. Здесь следует также обратить внимание на наличие слепых скоростей, при которых кпв и КпВ оказываются равными нулю. В условиях действия пассивных помех борьба со слепыми скоростями, которая может проводиться самыми разнообразными методами [33, 134, 147, 167), весьма актуальная проблема.

При заданных значениях Fap и о> увеличения кпв и кпв можно достичь уменьшением периода Ги. Поэтому в реальных условиях иногда могут оказаться целесообразными РЛС с высокими частотами следования импульсов, несмотря на то, что при этом нарушаются условия однозначного определения расстояний между РЛС и целями.

Дальнейшее повышение эффективности подавления пассивных помех обеспечивается устройствами компенсации с корреляционной обратной связью [167]. Эти устройства подобны квадратурным компенсаторам помех, действующих по боковым лепесткам диаграммы направленности 252

приемной антенны Основные 1чкш

свойства гаких компенсаторов могут быть определены на основе анализа схемы, приведенной в [167]. Этот анализ можно выполнить в соответствии с методикой, рассмотренной в предыдущем параграфе.

Графически зависимость lg кпи от FR р Та показана на рис. 5.28. Анализ рис. 5.28 показывает, что при малых значениях aFTa (aFTB <g 1) и РдрТиО коэффициент подпомеховой видимости может достигать нескольких сотен. Однако если арТа > 0,1 (например, при Тв = 1000 мкс, что соответствует о>>-100 Гц), то значения кпв не превышают десяти.


В заключение отметим, что полученные выше формулы для ков и к„,. являются приближенными по крайней мере по двум причинам. Первая из них связана с тем, что не учитывалось совместное действие на РЛС смеси помехового к полезного сигналов, вторая - с предположением о стационарности напряжения, обусловленного пассивными помехами

В действительности пассивные помехи порождают практически стационарные случайные напряжения в приемнике РЛС лишь спустя довольно большое время после раскрыва всех пачек дипольных отражателей В процессе же их раскрыва размеры облака малы и на статистические характеристики сигналов существенное влияние оказывает сопутствующая струя постановщика помех (например, самолета).

G увеличением высоты постановки пассивных помех их спектр, как правило, расширяется, что объясняется возрастанием разброса скоростей ветра за счет усиления турбулентности атмосферы.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 [41] 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82



0.0063