Анализ защищённости РЛС от помех презентация

РАДИОЛОКАЦИИ. Занятие №9. Анализ защищённости РЛС от помех.
УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ :
Вопрос№1.Виды помех и способы их создания.
Вопрос№2.Анализ защищенности РЛС от шумовых помех.

основы радиолокационных систем РТВ стр170-207
  2.Бердышев В.П. Основы построения радиолокационных станций стр .154-182.
Цель занятия:
1).Изучить виды помех и способы их создания. Источники помех.
2).Провести анализ защищённости РЛС от АШП.

РЛС от шумовых помех.
4).Технические методы защиты от АП. Раскрыть суть защиты методом силовой борьбы?
5).Защита от АШП с помощью метода частотной селекции?
6).Метод поляризационной селекции.Как с помощью данного метода осуществляется защита от АП ?

дальность действия РЛС если Hmax самолета=10 км?

2.РЛС кругового обзора имеет 2 режима вращения антенной системы 2об/мин и 16об/мин.При всех равных условиях на сколько изменится Добн. при переходе с одного режима вращения на другой?

3.Необходимая разрешающая способность по Д=50м. Какова должна быть длительность зондирующего импульса РЛС?

4.Изобразить графически характер изменения разрешающей способности по азимуту ИКО в зависимости от расстояния отметки цели до центра экрана?

5.βк=175град.Ширина диаграммы направленности антенной системы в азимутальной плоскости =4 град. Определить азимут цели?

≈1 .
Б)n = Пи.τи >> 1 .
2.Пояснить какие основные сигналы применяются в РЛС
3.Перечислить основные параметры зондирующих сигналов
4. Разрешающая способность по дальности
δR ≈ c/2Пи,
Разрешающая способность по скорости - δFmin ≈ 1/М.Тп ,
Как эти параметры связаны с данным графиком

Рис.3.29. Сечение двумерной нормированной АКФ
пачки радиоимпульсов плоскостью

воздушно-космического нападения в государствах, со стороны которых возможно применение силовых методов, показывает, что одним из способов преодоления системы ПСО по прежнему остается интенсивное применение радиопомех и ложных целей. Находятся на вооружении и постоянно развиваются специальные средства радиоэлектронной борьбы.
Суммарная плотность мощности АШП прогнозируется от 120...150 Вт/МГц до 5000 Вт/МГц для РЛС боевого режима средних и больших высот и от 150...300 Вт/МГц до 500 Вт/МГц для РЛС малых высот.
Плотность пассивных помех может составлять от 0,1...0,2 пачек на 100 метров пути на протяженных участках полета до 5...10 пачек на 100 метров пути на коротких участках полета, протяженностью 10...30 км.

создают помехи. Их называют активными помехами.
Источниками активных помех (АП) для РЛС могут быть:
авиационные станции активных помех, устанавливаемые на борту СВН противника;
станции активных помех, размещаемые на земле или устанавливаемые на кораблях;
забрасываемые малогабаритные передатчики помех одноразового использования;
свои радиоэлектронные средства, в том числе РЛС, излучающие электромагнитные колебания в соответствующих частотных диапазонах в пределах радиовидимости;
работающие электроэнергетические установки, линии электропередач, электрический транспорт и т.п., создающие промышленные (индустриальные) помехи;
природные (естественные) источники электромагнитных излучений; ядерные взрывы.

экране РЛС

Импульсные помехи (ИП) представляют собой
серию немодулированных или модулированных
высокочастотных импульсов (рис. 2.3).

переизлучения электромагнитной энергии РЛС объектами естественного или искусственного происхождения т.е. пассивные помехи.
Источниками пассивных помех могут быть:
участки земной поверхности; облака гидрометеообразований;
облака искусственных металлических (металлизированных) отражателей-диполей, лент, либо специальных аэрозолей;
пылевые облака, крупные скопления птиц, насекомых, турбулентная атмосфера;
искусственно ионизированные области;
ложные цели.

и взаимные.
Умышленные помехи создаются противником преднамеренно с целью нарушения нормальной работы РЭС.
Активные помехи, вызываемые влиянием излучений различных радиоэлектронных средств друг на друга, называют взаимными помехами. Наряду с взаимными активными помехами иногда имеют место и взаимные пассивные помехи. Такие помехи воздействуют на РЛС в гористой местности и обусловлены переотражениями электромагнитных колебаний, излучаемых другой РЛС.

они вызываются внеполосными и побочными излучениями передатчиков и гетеродинов, а также наличием побочных каналов приема средств, подвергающихся мешающему воздействию.
Внеполосными называют излучения в окрестности рабочей (отведенной) полосы частот, побочными - излучения на гармониках mfо, субгармониках fо/m (m=1,2,...,fо-рабочая частота), комбинационных и других паразитных частотах. В свою очередь, супергетеродинные приемники имеют ряд побочных каналов приема, так как на выходе преобразователя частоты образуется ряд комбинационных частот |nf + mfг|, где m, n = 0,1,2,...; f - частота приходящих колебаний, fг - частота гетеродина.
Совпадение любой из комбинационных частот с промежуточной частотой приемника fпр означает появление побочного канала приема на частоте f. В реальных условиях при fг>>fпр побочные каналы приема образуются на частотах входных колебаний
f =fmn= (mfг+ fпр)/n.

частоты и от режима преобразования.
Характеристики направленности антенн для внеполосных и побочных излучений и побочных каналов приема обычно отличаются от ДНА основных каналов излучения и приема, в первую очередь, значительно большим уровнем боковых лепестков. Поэтому антенны часто не обеспечивают для паразитных каналов излучения и приема должной пространственной избирательности.
Если основной или побочный канал приема случайно совпадают с основным или побочным каналом излучения и интенсивность излучаемого колебания достаточно велика, может иметь место взаимная помеха.

формирования

Радиоэлектронные помехи

активные

пассивные

импульсные

непрерывные

По другим
признакам

умышленные

непреднамеренные

несинхронные

синхронные

синхронные

несинхронные

По результату возд. на систему ПОИ

имитирующие

маскирующие

По использованию зондир. сигнала

ответные

неответные

По количеству импульсов в Тп

однократные

многократные

По результату возд. на аппарат. сопров.

уводящие

По дальности

По скорости

По направлению

пассивные умышленные и естественные помехи создаются отражателями, но в первом случае отражателями искусственными, например, дипольными отражателями, а во втором - естественными, например, местные предметы.

или частично маскирует полезный сигнал и тем самым исключает или затрудняет его выделение в приемном устройстве РЛС. Этот вид помехи наиболее универсален и может использоваться против всех типов радиоэлектронных средств.
Имитирующая помеха создает эффект ложных целей, перегружая устройства обработки и затрудняя получение информации об истинных целях.
Активные помехи могут дополнительно классифицироваться по следующим признакам:
по времени воздействия на подавляемую РЛС - на импульсные и непрерывные;
по степени концентрации мощности излучения в диапазоне частот и направленности излучения - на прицельные, заградительные, скользящие по частоте.
Импульсные помехи, в свою очередь, подразделяются на ответные и неответные, на синхронные и несинхронные.

сигналов подавляемой РЛС. Средства создания таких помех отличаются большим быстродействием. Ответные помехи применяются, главным образом, для перегрузки устройств обработки радиолокационной информации и дезинформации боевых расчетов РЛС.
Неответные импульсные помехи не имеют жесткой временной связи с сигналами подавляемой РЛС.
Синхронные импульсные помехи имеют частоту следования согласованную с частотой посылок зондирующих сигналов подавляемой РЛС.
Несинхронные импульсные помехи (НИП) имеют произвольную частоту следования.

имеют примерно такой же спектр, как внутренние шумы приемника. Действие их равнозначно увеличению коэффициента шума приемника. Такое сходство энергетических спектров крайне затрудняет защиту от шумовых помех. Универсальность этих помех выражается в том, что они могут быть прицельными, заградительными и скользящими по частоте.
Прицельная по частоте помеха имеет ширину спектра Δfп одного порядка с шириной спектра сигнала Δfс т.е. Δfп ≈ Δfс.
Заградительная по частоте помеха имеет Δfп >> Δfс
Скользящая по частоте помеха по характеру воздействия может изменяться от маскирующей до имитирующей. Это помеха, средняя частота которой изменяется в заданном диапазоне с установленной скоростью перестройки, сочетает прицельный и заградительный режим работы станций АП, и создает для РЛС, так называемую, не стационарную активную помеху (НАП).

нейлона или стекловолокна. Такие отражатели сбрасываются с самолета пачками и рассеиваются в воздухе (σп ≈ 60...80 м2). Волны, отраженные от них, маскируют, а иногда имитируют сигналы движущихся целей (самолетов).
Ложные цели (ЛЦ) относятся к пассивным помехам имитирующего типа. Это уголковые отражатели или линзы Люнеберга. И те, и другие даже при малых геометрических размерах обладают достаточно большой ЭОП, чтобы их принимали за истинные цели (за счет многократных переотражений ЭМВ внутри их конструкций).
К пассивным средствам радиопротиводействия, хотя и не создающим помех, но затрудняющих обнаружение целей, следует отнести применение противорадиолокационных покрытий, которые предназначены для защиты от РЛС противника своих объектов путем уменьшения их ЭОП.
Различают поглощающие и интерференционные покрытия.

Пассивные помехи

Их воздействие на РЛС эквивалентно увеличению уровня собственных шумов приемника, что приводит к снижению вероятности правильного обнаружения сигнала.
Количественно АШП оцениваются спектральной плотностью мощности помех на выходе антенны передатчика постановщика активных помех (ПАП):
ρ = Рп.Gп/ Δfп,
где Рп- мощность передатчика ПАП; Gп- коэффициент усиления передающей антенны ПАП; Δfп-ширина спектра помехи.
Активные помехи распространяются непосредственно от передатчика помех к РЛС. Поэтому их мощность Рп на входе приемника обратно пропорциональна квадрату расстояния D от РЛС до ПАП, тогда как мощность отраженного сигнала Рс обратно пропорциональна четвертой степени D.

ПАП отношение Рп/Рс непрерывно возрастает и, когда оно достигает коэффициента подпомеховой видимости Кпв, правильное обнаружение цели с заданными вероятностями становится невозможным. Это соответствует максимальной дальности действия РЛС в условиях помех
D =Dп макс.
С другой стороны, когда мощность помех Рп больше мощности насыщения Рпн, приемник перегружается и становится неспособным к приему полезных сигналов. Это определяет минимальную дальность действия РЛС в условиях помех:
D = Dп мин.

колебания создают эффект, аналогичный резкому увеличению внутреннего шума, что затрудняет обнаружение и измерение параметров радиолокационного сигнала при больших дальностях до цели. Очень мощные активные помехи, как и взаимные, могут воздействовать по побочным каналам приема.
. По мере увеличения интенсивности помех может произойти полное подавление сигнала. Поэтому воздействие маскирующей помехи при малом динамическом диапазоне приемника особенно опасно. Но даже и при очень большом динамическом диапазоне приемника воздействие помехи может значительно ухудшить или полностью помешать обнаружению или сопровождению цели

на основе анализа уравнения противорадиолокации.
При достаточном динамическом диапазоне приемного устройства условие обнаружения цели в маскирующих активных помехах типа "белого" шума, при определенных вероятностях пропуска и ложного обнаружения, определяется неравенством
Эпр > Эпр мин , (1)
т.е. энергия полезного сигнала, отраженного от цели, на входе приемника должна быть не меньше минимальной (пороговой) энергии. Наряду с допустимыми вероятностями ошибок величина Эпр.мин зависит от ряда факторов, существенное значение из которых имеет уровень и характер помех. Таким образом, выражение (1) запишем в виде:
Эпр > γ.( Nо + Nп вх ), (2)

на основе анализа уравнения противорадиолокации, которое имеет следующий вид:

ширина энергетического спектра шумовой помехи i-го ПАП

– коэффициент усиления антенны i-го ПАП;

– значение нормированной диаграммы направленности антенны i-го ПАП в направлении на РЛС

;

,

,

– сферические координаты i-го ПАП;

,

– коэффициент качества помехи, учитывающий отличие ее временной структуры от структуры теплового (гауссова) шума

;

– коэффициент поляризационного несовершенства помехи, учитывающий различие поляризации сигнала и помехи

;

FЛ (β-βi)·FЛ (ε-εi) – нормированная диаграмма направленности антенны РЛС в направлении i-го ПАП;

β, ε – угловые координаты максимума диаграмма направленности антенны РЛС.

одному импульсу, определяется выражением
Эпр = Эи.G.Aэфф.σц/[(4π)2.D4]. (4)

Это уравнение и называется уравнением противорадиолокации. В режиме обзора пространства по жесткой программе

(5)

Эи.G.Aэфф.σц/[(4π)2.D4] =

.

(6)

В этом случае из уравнения (5), учитывая формулу (6), получим

(7)

Эи.G.Aэфф.σц/[(4π)2.D4] = γ[No+

.

Dмакс =

помехозащищенности. Оно определяет связь дальности действия РЛС с ее параметрами, параметрами активной шумовой помехи (АШП) и местоположением постановщика АШП.

Рис.3. Изменение зоны обнаружения РЛС при воздействии
одного (а) и нескольких (б) постановщиков активных помех

а)

б)

сжатия

и шириной сектора эффективного подавления

. Коэффициент сжатия

определяется как отношение дальности обнаружения нешумящей цели без помех и дальности ее обнаружения при воздействии внешних помех (высота полета фиксирована). Для изодальностного участка зоны обнаружения коэффициент сжатия имеет вид:

. (3.2

цели без помех и дальности ее обнаружения при воздействии внешних помех (высота полета фиксирована).

где:

– максимальная дальность обнаружения на изодальном участке

при отсутствии внешних помех.

расстоянием до него

, Если пренебречь внутренним шумом, то получим

)

Из анализа уравнения (7) следует, что для обеспечения требуемой помехозащищенности РЛС от АШП можно использовать:
метод "силовой" борьбы, предусматривающий увеличение плотности потока энергии, излучаемой РЛС в зону обнаружения, либо в сектор зоны, маскируемый активной помехой;
метод частотной селекции, предусматривающий создание условий, снижающих эффективность или затрудняющих применение противником прицельных по частоте помех;

лепестку ДН приемной антенны, и снижение уровня приема помеховых сигналов по боковым лепесткам ДНА;
метод поляризационной селекции, предусматривающий подбор поляризации передающей и приемной антенн, при которых активная помеха оказывается наименьшее влияние на эффективность работы РЛС.
метод расширения динамического диапазона приемника. Диапазон изменения амплитуды входных сигналов, при которых в приемнике еще не происходит ограничение, носит название динамического диапазона приемника.
Практическая реализация потенциальных возможностей РЛС может быть обеспечена только лишь при условии ее адаптации к конкретной помеховой обстановке.
Все перечисленные методы защиты в большинстве случаев оказываются эффективными только лишь при условии их комплексирования и при достаточном большом динамическом диапазоне тракта приема и выделения сигнала.

поля реализуются при построении поля активной радиолокации?
Каковы структура подсистемы активной радиолокации и принципы ее функционирования?
2.Каким образом в зонах обнаружения РЛС РТВ происходит формирование изодальностных и изовысотных участков?
3.Каким образом в теории радиолокации ставится и решается задача измерения высоты и угла места цели?
4.Каковы основные методы измерения пространственных координат цели?
В чем заключается сущность обзора пространства и измерения угловых координат.
5.Каковы виды зондирующего сигнала, применяемые в современных РЛС РТВ?