Средства постановки помех и помехозащиты радиолокационной станции

1. Анализ задачи и ее формализация

2. Расчет параметров помехопостановщика

2.1 Расчет мощности передатчика заградительной и прицельной помех

2.2 Расчет параметров средств создания уводящих помех

2.3 Расчет параметров средств создания пассивных помех

3. Расчет параметров средств помехозащиты

3.1 Средства защиты от пассивных помех

3.2 Средства защиты от активных помех

3.2.1 Защита от заградительных и прицельных помех

3.2.2 Защита от уводящих помех

4. Анализ эффективности применения комплекса помех и средств помехозащиты

5. Оценка требований к аппаратно-программным ресурсам средств конфликтующих сторон

6. Выбор и технико-экономическое обоснование технологической базы для реализации проекта

7. Составление структурной схемы устройства и описание ее работы

Заключение

Список использованных источников

Введение

В современных условиях развитие и использование вооружений и военной техники (ВиВТ) характеризуются высокой насыщенностью их радиоэлектронным оборудованием, обеспечивающим решение задач автоматического или автоматизированного ведения разведки, связи, управления и наведения оружия. Создаются глобальные стратегические и тактические системы разведки, а также высокоточное оружие (ВТО), обеспечивающее автоматический выбор и поражение гражданских и военных объектов.

В настоящее время ВТО позволяет оперативно с минимальными потерями уничтожить большинство наземных, морских, воздушных, а в ближайшем будущем и космических целей. Альтернативой снижения эффективности оружия поражения является разрушение информационных каналов ВиВТ.

Для решения этих задач применяются средства РЭБ, которые обеспечивают блокирование информационных каналов разведки, связи, управления и наведения ВиВТ путем создания достаточного уровня электромагнитной мощности помех, спектральные характеристики которых должны быть оптимальными для конкретных сигналов информационных каналов, подлежащих подавлению.

Появление средств РЭБ было обусловлено появлением радио, которое на первоначальном этапе своего развития использовалось как средство связи. В 1905 г. во время русско-японской войны радистами русского флота впервые в мире было успешно реализовано создание активных помех радиоканалам связи японских кораблей.

Дальнейшее развитие радиотехники, расширение области применения электромагнитных волн, особенно в системах измерения дальности – радиолокации, привело к необходимости разработки теории и технологии создания средств РЭБ.

1. Анализ и формализация задачи

Задача выбора конкретных средств радиоэлектронного подавления (РЭП) базируется на основе имеющейся информации о тактико-технических характеристиках РЛС противоположной стороны. Напротив, при выборе характеристик систем помехозащиты необходимы некоторые априорные сведения о типах помех, которые вероятно будут применяться, и их энергетических параметрах. Таким образом, для проектирования систем, участвующих в радиоэлектронном конфликте, важно наличие достоверной информации о технических средствах противника.

Определим период повторения зондирующего сигнала (ЗС) Т_П для однозначного определения дальности до R=250 км:

мкс.

Пусть разрешающая способность по дальности DR= 300 м, а длительность импульса  мкс.

Ширина полосы пропускания приемного устройства РЛС:

 кГц.

Число каналов РЛС по скорости m_V при обработке полученной информации по алгоритмам быстрого преобразования Фурье равно числу импульсов в принимаемой пачке радиосигналов N: m_V=N=24.

Будем считать, что количество угловых каналов: по азимуту m_a=360, по углу места m_b=4.

Установим величину ложной тревоги на каждый из каналов F₁=10^-12. Вероятность ложной тревоги РЛС будет определяться по известной формуле: F=F₁×m_R×m_V×m_a×m_b = 10^-12×500×24×360×4 » 1.7×10^-5. Потребуем, чтобы вероятность правильного обнаружения равнялась D=0,9.

Определим пороговое отношение сигнал/шум q_ПОР, при котором обеспечиваются заданные параметры обнаружения. Поскольку принимаемая пачка из N импульсов является когерентной, то

.

2. Расчет параметров помехопостановщика

2.1 Расчет мощности передатчика заградительной и прицельной помех

помеха помехозащита радиолокационная станция

Можно выделить несколько основных типов передатчиков заградительных помех: прямошумовые передатчики; передатчики помех, использующие мощный источник ВЧ колебаний, модулируемых по частоте смесью периодического сигнала и шума; передатчики синхронных импульсных шумовых помех, а также передатчики, излучающие очень короткие импульсы.

Применение заградительных АП для подавления средств радиолокационного наблюдения противника обычно осуществляется при доподлинно не известной их рабочей частоте (длине волны). Поэтому ширина частотного диапазона средств помехопостановки выбирается много большей полосы пропускания приемника РЛС с таким расчетом, чтобы предполагаемый интервал частот ЗС полностью перекрывался.

Рассчитаем пороговую мощность отраженного сигнала на входе РЛС, при которой обеспечиваются заданные характеристики обнаружения (D и F). Будем считать, что отраженный от цели сигнал подвергается согласованной фильтрации. Максимально достижимое отношение сигнал/шум на выходе согласованного фильтра по мощности составляет q_MAX=E/N₀, где Е – энергия сигнала, N₀ – спектральная мощность белого шума в приемнике РЛС.

N₀=K_Ш×k×T₀,

где k = 1,3810^-23 – постоянная Больцмана, Т₀ = 290 К – температура антенны, К_Ш – коэффициент шума, определяемый типом усилительного элемента в приемнике. Для лампы бегущей волны К_Ш=5. Тогда N₀=5×1,38×10^-23×290 = 2×10^-20 Вт/Гц. Для обеспечения порогового значения величины сигнал/шум мощность отраженного сигнала на входе приемника равна

Определим минимальную мощность передатчика РЛС, при которой еще достигаются заданные D и F на дальности до цели R=250 км.

Из основного уравнения дальности активной радиолокации

выразим мощность передатчика

=.

Затухание радиоволн в атмосфере начинает сказываться при λ<30 см и зависит от длины волны радиосигнала и влажности атмосферы на трассе распространения радиоволн. Так, для волн с l=3 см его величина для высот 0¸22,5 км составляет 10^-2..4×10^-5 дБ/км и линейно уменьшается с увеличением высоты. Определив среднее затухание как

 дБ/км,

получим из формулы для реальной дальности действия РЛС

,

где R₀ – дальность действия при отсутствии затухания, что при R₀=250 км выполняется соотношение R»R₀, а, следовательно, в дальнейших расчетах затуханием можно пренебречь.

Чтобы найти мощность постановщика заградительных активных помех (ПАП), следует первоначально задать минимальную дальность обнаружения РЛС в случае применения помех R_MIN. Определим R_MIN=0.2×R=0.2×250=50 км. Поскольку ПАП в общем случае действует по боковым лепесткам антенны РЛС, то мощность постановщика помех выражается:

,

где     P_РЛС – мощность РЛС;

Р_ПАП – мощность ПАП;

G_РЛС – коэффициент усиления антенны РЛС;

G_ПАП – коэффициент усиления антенны ПАП;

Df_АП – полоса частот, занимаемая ПАП;

Df_ПР – полоса пропускания (ПП) приемника РЛС;

k’ – коэффициент, учитывающий несовпадение поляризации РЛС и ПАП;

k_П – коэффициент, показывающий величину подавления помехи в системе обработки приемника РЛС;

К_БЛ – уровень боковых лепестков нормированной ДН антенны РЛС;

Р_Свх/Р_Пвх - отношение сигнал/помеха на входе приемника.

Если самолет-ПАП находится на границе зоны обнаружения (R_ПАП=250 км), предполагаемое значение k_П=0,01 (-40 дБ), k’=0,5, Df_АП/Df_пр=50, G_ПАП=100, К_БЛ=0,05, и задано отношение Р_{С ВХ}/Р_{П ВХ} = 0,1 то

Р_ПАП=1800×10⁴×2×(250×10³)²×50 / (4×p×0,5×(50×10³)⁴×100×0,05²×0,01×0,1) = 1146 кВт.

Передатчик помех такой мощности сложно реализовать даже в стационарном наземном исполнении, а возможность его размещения на современных ЛА исключена.

Если в радиоэлектронном конфликте все же необходимо присутствие постановщика заградительных помех, то можно выбрать структурную схему с групповыми передатчиками (1). Ее достоинствами являются функциональная простота и способность перекрытия весьма широкой полосы частот. Однако последнее может оказаться и недостатком, если передатчики подавляемых средств имеют очень большую мощность.

Структурная схема группового передатчика приведена на рис. 1. В нем задействован один источник шума с двумя усилителями на лампе бегущей волны (ЛБВ) и две одинаковые антенны. Суммарная диаграмма направленности зависит от величины разнесения антенн и имеет довольно узкий луч.