В связи с широким внедрением радиоэлектроники в оборону и экономику неотъемлемой частью экономической и политической конкуренции различных государств является радиоэлектронная борьба (РЭБ), под которой понимают искажение или полное устранение информации, получаемой конкурентом с помощью различных информационных радиоэлектронных систем (РЭС), т. е. информационное подавление (ИП) РЭС. В настоящее время наиболее эффективно ИП РЭС осуществляется путем воздействия на приемник подавляемой РЭС специальных «ложных» радиосигналов – активных помех, источником которых является специально разрабатываемые радиоэлектронные системы информационного подавления (РЭС ИП) – станции активных помех (САП) и передатчики помех (ПП).

СОВРЕМЕННАЯ КОНЦЕПЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ПОДАВЛЕНИЯ

Основной задачей РЭБ является информационное подавление информационных радиоэлектронных систем, под которым понимают уменьшение "качества" передаваемой информации в условиях воздействия активных помех.

Обобщенная функциональная схема РЭС показана на Рисунок 1. При воздействии сигнала помехи принимаемая информация может искажаться, "качество" передаваемой информации падает.

Рисунок 1

Для оценки "качества" передаваемой информации используется один из параметров РЭС — так называемый информационный показатель качества ИПК. Основными объектами ИП являются:

РЭС системы ПВО: обзорные РЛС и РЛС автоматического сопровождения по направлению (АСН) — "угловые координаторы", командные радиолинии управления (КРУ), а также связные радиостанции.

Рисунок 2 А50

Для обзорной РЛС информационным показателем "качества" является вероятность правильного обнаружения цели () при заданной вероятности ложной тревоги (). Функциональная схема РЛС показана на Рисунок 3. Большинство обзорных РЛС работают с импульсным зондирующим сигналом (ЗС), при этом принимаемая информация заключается в обнаружении отраженного сигнала и измерении времени его задержки и, следовательно, дальности цели - , где — дальность до цели, — скорость распространения электромагнитной волны.

Рисунок 3

При отсутствии шума вероятность обнаружения , так как при приеме отраженного сигнала (ОС) на выходе детектора приемника появляется постоянное напряжение . При наличии шума появляется вероятность ложной тревоги , когда при отсутствии ОС, и вероятность пропуска цели, когда при наличии ОС.

Анализ технического задания

Задание

В данном проекте требуется разработать передающий модуль бортового ретранслятора САП.

Исходные данные:

1. Назначение передатчика: информационное подавление РЛС обнаружения и сопровождения цели;

2. Мощность: 2 Вт (средняя в полосе частот РЛС);

3. Диапазон частот: 1.3 ГГц ± 80 МГц;

4. Характеристика сигнала излучения: имитационная импульсная помеха , ;

5. Место установки: борт самолета;

6. Антенна ФАР из элементов;

7. , .

Полезные сигналы

Простые импульсные сигналы, где - длительность импульса; - период повторения; - амплитуда, частота и фаза «заполнения» (несущей) соответственно [2].

Рисунок 4 Полезный сигнал

Такие сигналы обладают очень широким и сложным спектром, что позволяет при использовании определенного метода обработки сигнала (например, оптимальной фильтрации) существенно повысить ИПК РЛС.

Помеховые сигналы – активные помехи

По характеру воздействия на подавляемую РЭС активные помехи классифицируются на маскирующие и имитационные помехи. По соотношению ширины спектра помехи и полосы пропускания приемника подавляемой РЭС активные помехи делятся на прицельные, когда и заградительные, когда . Исходя из задания, нам необходимо спроектировать САП с помеховым сигналом в виде имитационно-прицельной помехи.

Определим параметры сигнала излучения, исходя из заданной характеристики:

1. Мощность на выходе ПП (средняя в полосе частот РЛС). В радиолокации за ширину спектра прямоугольного импульса принято брать . Средний спектр сигнала представленного на Рисунок 4 вычисляется по выражения , где - огибающая спектра сигнала, причем . Мощность первой гармоники приблизительно равна . В нашем случае ширина спектра равняется , мощность первой гармоники выходного сигнала должна быть равна не менее , входного сигнала не более .

2. Диапазон частот: 1.3 ГГц ± 80 МГц. Это означает, что несущая частота меняется в диапазоне .

3. Характеристика сигнала излучения: имитационная импульсная помеха , . Ширина спектра такого сигнала, как уже было сказано .

Станции активных помех

Генерацию и излучение помехового сигнала осуществляют специализированные РЭС ИП или станции активных помех. По принципу формирования несущей частоты помехового сигнала все станции активных помех делятся на САП ретрансляционного типа и САП генераторного типа.

В нашем случае мы имеем дело со станцией малой мощности ретрансляторного типа. Станция импульсных ответных помех (для ИП обзорных РЛС):

Имитационная импульсная помеха (ИИП) представляет собой радиоимпульс, излучаемый с некоторой задержкой относительно принятого полезного сигнала. Такая помеха создает на выходе приемника РЛС сигнал ложной цели (наряду с истинным). Возможны два варианта помехи: 1) с запаздыванием ложных целей; 2) с упреждением ложных целей, когда задержка меняется с определенной скоростью, имитирующей реально движущуюся цель ().

Рисунок 5 Помеховый сигнал

Функциональная схема такой станции активных помех может быть представлена в виде Рисунок 6.

Рисунок 6 Функциональная схема САП

Антенны (приемная и передающая) – (А1, А2) принимают и излучают электромагнитные волны, чаще всего с круговой поляризацией. Тип антенны определяется рабочим диапазоном частот, подавляемых РЭС. У нас антенна задана в виде ФАР, в качестве которой разумно выбрать волноводно-щелевую решетку (ВЩР). ВЩР достаточно легко встраивается в фюзеляж самолета, на борту которого предполагается установить передатчик помех (ПП). Входное сопротивление ВЩР определяется по формуле [5]:

, (1)

где , – внутренние размеры волновода, - длина волны. Для заданного диапазона частот , . Размеры волновода выбираем из условия:

, .

Пусть , , тогда из выражения (1) следует что . Однако, разработчики антенн согласовывают входное сопротивление своего изделия с . В качестве примера ВЩР можно привести Рисунок 7.

Рисунок 7 ВЩР с механическим сканированием

Разведывательный приемник (РП) служит для усиления принимаемых сигналов. В зависимости от назначения станции помех он выполняется либо по схеме прямого усиления, либо по супергетеродинной схеме. Наиболее важными характеристиками РП являются: полный рабочий диапазон частот, время перестройки (пропускная способность), чувствительность, точность определения параметров принимаемых сигналов, разрешающая способность, способ поиска разведывательного сигнала по частоте и вероятность его обнаружения.

Усилитель мощности (УМ) обеспечивает заданную мощность помехового сигнала и амплитудную модуляцию его по заданному закону. В нашем случае прямоугольные импульсы.

Модулятор позволяет формировать низкочастотные модулирующие колебания заданной формы, величины и параметров. У нас он представляет собой импульсный усилитель сигнала, подаваемый вход с выхода РП.

Преобразователь частоты (ПЧ). В преобразователь частоты входит смеситель, на который подается входной сигнал и сигнал с диапазонного передатчика. Диапазонные передатчики (ДП) классифицируются по величине перекрываемого диапазона [2]:

1) узкодиапазонные - ;

2) широкополосные - ;

по способу перекрытия диапазона ДП бывают:

а) с плавной перестройкой;

б) с дискретной перестройкой;

в) с сеткой фиксированных частот (применяемых в широкодиапазонных передатчиках).

В широкодиапазонных передатчиках перестройка осуществляется либо с помощью комбинации дискретной (по поддиапазонам) и плавной (внутри каждого поддиапазона) перестройки, либо с помощью синтезаторов частот-возбудителей, формирующих сетку высокостабильных фиксированных частот.

Синтезаторы частот выполняют по сложной многокаскадной схеме, структура которой определяется принципом действия синтезатора. В настоящее время практическое применение находят два вида синтезаторов.

1. Синтезаторы частот прямого когерентного синтеза выполняют по схеме, использующей один высокостабильный опорный генератор и серию когерентных преобразователей колебаний с частотами, кратными частоте опорного генератора. Сущность выполняемых преобразований сводится к алгебраическим операциям сложения, вычитания, умножения, деления когерентных колебаний. При этом формируется сетка частот вида: , , , , где , — любые целые числа.

Обобщенная функциональная схема синтезатора показана на Рисунок 8.

Рисунок 8

2. Синтезаторы частот косвенного некогерентного синтеза выполняются по схеме синхронизации колебаний автономного перестраиваемого генератора, работающего на заданной фиксированной частоте, с заданной выходной мощностью, колебаниями высокостабильного опорного генератора с помощью системы ФАПЧ (Рисунок 9). Таким образом, перестройка частоты осуществляется путем выбора соответствующих значений , : , где — коэффициент умножения частоты опорного генератора; — коэффициент деления делителя частоты.

Основные преимущества синтезатора косвенного некогерентного синтеза:

- высокая стабильность ;

- лучшие габаритно-массовые характеристики по сравнению с синтезатором частот прямого когерентного синтеза.

Рисунок 9

Схема запоминания частоты (СЗЧ) запоминает несущую частоту полезного сигнала подавляемой РЭС на заданное время. Различают устройства-схемы кратковременного и длительного запоминания частоты. Принцип действия этих устройств основан на рециркуляции или регенерации колебаний, распространяющихся в электромагнитной системе СВЧ какого-либо типа. Например, известны устройства СЗЧ на ЛОВ ЖИГ-фильтрах и др. Простейшей СЗЧ является схема АПЧ генератора. В простейших САП схема запоминания частоты отсутствует, и запоминание несущей частоты и настройка ПП на неё осуществляется оператором. К СЗЧ предъявляются следующие требования: время запоминания, точность фиксирования и удержания частоты, диапазон запоминания, разрешающая способность (одновременного запоминания частоты).

Передатчик помех (ПП) состоит из источника колебаний несущей частоты (усилителя мощности) и источника низкочастотных модулирующих колебаний (модулятора).

Страницы: 1, 2, 3, 4

Новости

Мои настройки

Наверх