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

3. Отражения от водной поверхности

До сих пор отсутствуют простые аналитические способы анализа состояния водной поверхности. Это не только усложняет теоретическое изучение отражения электромагнитной энергии от водной поверхности, но и затрудняет обобщение и систематизацию результатов экспериментальных исследований.

Состояние того участка водной поверхности, который в каждом конкретном опыте является отражающим, допускает лишь грубо приближенное, главным образом словесное, описание. Поэтому при обобщениях результатов измерений приходится оперировать величинами, усредненными по не очень четко определенному ансамблю параметров, и достоверными, по-видимому, следует считать лишь качественные зависимости характеристик отраженного сигнала от параметров падающей волны и типа отражающей поверхности. Количественные же прогнозы отражений в каждом конкретном случае могут носить лишь сугубо оценочный характер.

В большинстве случаев, важных с практической точки зрения, интерес представляют характеристики «обратного» рассеяния, т. е. характеристики того сигнала, который отражается в сторону облучающего источника.

В настоящее время при теоретическом определении характеристик такого сигнала считается, что условиям рассеяния радиоволн водной (например, морской) поверхностью более всего соответствует теоретическая модель, представляющая собой суперпозицию двух статистических шероховатых поверхностей. Первая из них крупномасштабная и «гладкая». Ее статистические параметры: дисперсия случайной высоты шероховатостей и пространственный радиус их корреляции - должны выбираться в соответствии с параметрами большого морского волнения. Параметры второй поверхности задаются таким образом, чтобы их можно было рассматривать как малые отклонения от средних величин, соответствующих точкам первой поверхности. Эти параметры соответствуют «мелкому» волнению, вызываемому, например, местными ветрами и представляющие собой мелкую рябь на склонах и гребнях волн.

Применение описанной модели позволяет получить результаты, удовлетворительно согласующиеся с эксперимен-38

том в большинстве диапазонов длин волн, используемых в радиолокации.

Анализ имеющихся результатов показывает, что при углах скольжения, меньших 60°, основная часть энергии отраженного сигнала обусловлена отражениями от мелкомасштабной резонансной ряби. При этом интенсивность отраженного сигнала зависит от поляризации передающей и приемной антенн и в случае их вертикальной поляризации оказывается более высокой, чем при горизонтальной.

Крупномасштабная статистическая шероховатость воды определяется среднеквадратическим значением тангенса угла наклона крупных волн. При описании мелкомасштабной шероховатой поверхности (ряби) используется величина среднеквадратического отклонения этой поверхности от плоскости, образующей угол а с горизонтальной плоскостью, и величина относительного пространственного радиуса корреляции к1, где к = 2яД - волновое число, а / - абсолютное значение пространственного радиуса корреляции.

Теоретический анализ показывает, что при малых углах скольжения 0С (меньше 60°) определяющий вклад в «обратное» отражение вносит резонансная рябь, т. е. те мелкие неровности морской поверхности, волновые числа х которых связаны с волновым числом к облучающего электромагнитного поля соотношением х = 2к cos 6С, а высота и характер волн ряби зависит от скорости ветра над водной поверхностью. Поэтому возникает предположение, что существует прямая связь между скоростью местного ветра над тем или иным участком водной поверхности и интенсивностью сигнала, отраженного этим участком поверхности в «обратном» направлении. Такое предположение подтверждается результатами ряда прямых и косвенных экспериментов.



Глава 2

ОРГАНИЗОВАННЫЕ РАДИОПОМЕХИ

2.1. АКТИВНЫЕ МАСКИРУЮЩИЕ ПОМЕХИ

Активными помехами называются радиосигналы, создаваемые специальными радиопередатчиками и предназначенные для ухудшения или исключения нормальной работы радиоэлектронных средств (РЭС) противника. Активные маскирующие помехи создают на входе приемника подавляемого РЭС фон, который затрудняет обнаружение полезных сигналов, их распознавание и определение параметров. Как правило, маскирующие помехи линейно суммируются с сигналом на входе приемника и поэтому называются аддитивными.

Активные маскирующие помехи можно разделить на три группы: непрерывные шумовые помехи, хаотические импульсные помехи и последовательности детерминированных импульсных сигналов. Использование маскирующих помех любого типа приводит к уменьшению вероятности правильного обнаружения полезного сигнала, увеличению вероятности ложной тревоги и снижению точности измерения его характеристик. Так, в панорамной импульсной РЛС с электронно-лучевым индикатором в качестве выходного устройства при приеме сигналов от одной цели и отсутствии помех на экране электронно-лучевой трубки образуется одна отметка (рис. 2.1, а). Помеха вызывает образование вдоль всей развертки дальности мерцающих (флуктуирующих) отметок, которые затрудняют обнаружение сигнала (рис. 2.1, б).

При использовании в РЛС системы автоматического слежения за целью по дальности положение следящих импульсов дальномера однозначно определяется местонахождением импульсных сигналов на временной оси. Наличие шумовой помехи нарушает нормальную работу этой системы, так как случайное изменение амплитуды импульсных сиг-49

налов по всей шкале дальности делает невозможным устойчивое расположение следящих импульсов дальномера в определенном положении.

Аналогичная картина имеет место при воздействии помехи на канал передачи радиотелеграфных или радиотелефонных сигналов. Помеха, складываясь с полезными сигналами, искажает последние на выходе приемника, что снижает вероятность правильного распознавания переданных сигналов.

Эффективность маскирующих помех зависит от многих факторов, и, в первую очередь, от временной и частотной структуры как помехи, так и сигнала, а также от энергетического соотношения помехи и сигнала на входе приемника подавляемого РЭС,

1. Характеристика непрерывных шумовых помех

Помехи этого вида являются наиболее универсальными. Они с успехом могут быть использованы для подавления радиоэлектронных средств любого назначения при самых разнообразных режимах их работы [5, 14, 24, 79, 156, 203]. Непрерывные шумовые помехи могут маскировать полезные сигналы на временной и частотной осях, а также по направлению прихода.

Рассматриваемые здесь шумовые помехи представляют собой непрерывные высокочастотные колебания, один или несколько параметров которых (амплитуда, частота, фаза) изменяются случайным образом. Реализуемые средства создания помех характеризуются следующими особенностями [79, 121, 153, 154, 203, 206]:

- постоянством значений основных параметров при выбранном режиме работы передатчика помех (к таким параметрам относятся, например, мощность излучаемых колебаний, ширина спектра помехи и др.);



- относительной узостью спектра излучаемых колебаний;

-.сравнительной равномерностью спектральной плотности помехи.

В первом приближении можно считать, что напряжение шумовой помехи un(t) на входе приемника представляет собой стационарный эргодический узкополосный случайный процесс, имеющий нормальный закон распределения мгновенных значений и равномерный частотный спектр в пределах полосы Д/п. Такой процесс называют нормальным шумом с равномерным ограниченным спектром [129, 172].

Таким образом, напряжение помехи иа (t) представляет собой случайный процесс, который зависит только от одного действительного параметра - времени Конкретный вид случайного процесса на некотором интервале наблюдения называют его реализацией. От опыта к опыту вид реализации меняется. Совокупность всех возможных реализаций представляет собой случайный процесс в целом.

Случайный процесс называется стационарным (в широком смысле), если его математическое ожидание не изменяется во времени, а функция корреляции зависит лишь от временного сдвига между двумя рассматриваемыми моментами времени т= tx - t\. В силу свойства эргодичности усреднение процесса ua(t) по времени дает тот же результат, что и статистическое усреднение для данного момента времени по всем возможным реализациям процесса.

Узкополосными называются случайные процессы, ширина спектра которых много меньше их средней частоты /0, т. е.

Д/„</о. (2-1.1)

Для определенности в последующем будем считать, что энергетический спектр Ga(f) рассматриваемого случайного процесса «п(0 имеет постоянную спектральную плотность iVn в пределах полосы Д/п.

Одномерная плотность вероятности процесса выражается гауссовым законом

а»(ив) =-75=гехр[

аа у 2л L

(ип-Мп)г 2оп

(2.1.2)

здесь Мп - математическое ожидание; о;5-дисперсия процесса uD(t), равная средней мощности, которая выделяется на сопротивлении в 1 Ом от переменной составляющей напряжения ua(t). Обычно математическое ожидание Мп может быть принято равным нулю.

Если мощность помехи на входе приемника РЭС составляет о*, то ее спектральная плотность равна

6п = а£/Д/п. (2.1.3)

Если спектральная плотность процесса Ga(f) симметрична относительно центральной частоты /0, функция корреляции узкополосного процесса имеет вид [129]

R (т) = о„ р (т) cos ш0 т = cos oj0 т х

X 5 Сп(/о-v) cos 2itvTiiv, (2.1.4)

- оо

где со„ - 2я/0; р(т) - коэффициент корреляции, который является медленно изменяющейся функцией по сравнению с cos со0т.

Если спектральная плотность узкополосного процесса постоянна в пределах полосы Д/п, то

R (т) = Ga Д/п cos Юо т. (2.1.5)

Зависимость R(t), определяемая формулой (2.1.5), показана на рис. 2.2. Время корреляции узкополосного процесса определяется из соотношения

T»=7kSp(T)dT- (2л-6)

На практике часто принимают, что вне интервала т„ корреляция отсутствует.

Применительно к узкополосному процессу с равномерным спектром шириной Д/п, время корреляции равно

тк = 1/2 Д/п. (2.1.7)

Так как реализации узкополосного процесса по виду напоминают модулированное гармоническое колебание, часто используют приближенное представление такого .процесса в виде

иа(0 = Ua{f) cos 1ю0/ - ф(/)1, (2.1.8)



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



0.0095