Разработка усовершенствованной системы пеленгации с повышенной точностью определения координат постановщика активных помех

/

Аннотация

В данной дипломной работе представлена разработка усовершенствованной системы пеленгации с повышенной точностью определения координат ПАП.

Анализ ведения действий последних военных конфликтов показывает неуклонный рост важности и интенсивности применения средств радиоэлектронной борьбы для прикрытия основных сил и подавления радиоэлектронных средств противника, а как следствие поражение группировки противника. Считается, что она позволяет добиться решающего превосходства над противником за счет радиоэлектронного противодействия его системам управления войсками и вооружением

Эта тенденция ставит на первый план задачу совершенствования систем распознавания и определения текущих координат постановщиков активных помех. Определение координат ПАП в режиме реального времени, с заданной точностью не в полной мере могут обеспечить устройства пеленгации применяемые в РЛС настоящего времени.

Данная работа призвана решить именно эту проблему. Здесь представлена усовершенствованная система пеленгации, позволяющая определять координаты с большей точностью, чем в предлагаемых системах РЛС как старого, так и нового парка.

пеленгация координата сигнал

Введение

В условиях расширения сил стран НАТО на Восток, к границам РФ, угроза развязывания войны по прежнему имеет место во внешнем политическом плане. Поэтому вооруженным силам РФ необходимо поддерживать готовность ведения боевых действий и повышать профессиональный уровень, соответствующий современной войне.

Характер ведения современного боя главенствующую и решающую роль отводит вооруженным силам. Опыт локальных войн доказывает наибольшую эффективность их применения. При развязывании военных действий тактика авиации направлена на подавляющее действие массированных ударов. Для наиболее эффективного действия своей авиации и с целью подавления ПВО противник широко применяет постановку помех, как пассивных, так и активных. В таких условиях существенно затрудняется выполнение боевой задачи войсками ПВО. От пассивных помех существуют аппаратные средства защиты. Активные же помехи аппаратно скомпенсировать, без потери полезной информации, невозможно. Ввиду сказанного выявляется задача повышения помехоустойчивости систем радиолокации.

Повышение помехоустойчивости систем радиолокации достигается комплексом мероприятий, которые можно объединить в две группы. К первой из них относятся методы, обеспечивающие подавление мешающих излучений, а ко второй - методы пассивной локации, обеспечивающие обнаружение и измерение координат источников излучения. Наиболее важным классом источников излучения являются постановщика активных помех (ПАП), то есть воздушные объекты, на борту которых размещаются один или несколько передатчиков помех. Для определения пространственных координат ПАП, как известно, должна использоваться система радиолокации, включающая в свой состав не менее двух пунктов приема и реализующая один из трех методов обработки помеховых сигналов. В настоящее время наиболее широко применяется триангуляционный (пеленгационный) метод обработки помеховых сигналов. Это связано с тем, что существующие системы активной радиолокации допускают пеленгацию ПАП, а также обеспечивают межпунктный обмен сведениями по результатам пеленгации по каналам передачи данных.

Одной из основных задач при совместной обработке пеленгов является их отождествление. Решение данной задачи существенно усложняется с увеличением числа ПАП, находящихся в зоне обнаружения системы радиолокации. Наиболее эффективный из известных способов отождествления основан на анализе пеленговой информации, поступающей от трех и более пунктов приема. Данное условие, однако, накладывает определенные ограничения на структуру системы радиолокации, а также на дислокацию ее пунктов приема.

1 Тактическое обоснование и необходимость совершенствования системы пеленгации

1.1 Оценка возросшей угрозы по применению средств электронной борьбы

Как показал опыт военных действий в локальных войнах, авиация капиталистических армий при преодолении системы противовоздушной обороны (ПВО) широко и массированно применяет средства помех, устанавливаемых на земле, кораблях, специальных самолетах радиоэлектронной борьбы и ударных самолетах.

Так, например, об этом говорят боевые действия в Югославии: Операция началась нанесением ракетно-бомбовых ударов тремя эшелонами в течении трех часов по объектам ПВО на всей территории Югославии. При этом за пятнадцать минут до начала ударов осуществлялась постановка активных шумовых помех самолетами EA-6B радиолокационным средствам ПВО Югославии. На первом этапе операции решались задачи подавления системы ПВО и завоевания превосходства в воздухе над всей территорией Югославии.

С целью выявления особенностей построения систем пассивной радиолокации; обоснованной разработки алгоритмов обнаружения и измерения координат постановщиков активных помех (ПАП), а также оценки качества решаемых при этом задач в первую очередь необходимо:

- рассмотреть способы применения активных помех

- выявить, какие из видов помех будут использоваться средствами воздушного нападения вероятного противника и оценить параметры данного вида помех.

Такой анализ позволит провести в дальнейшем количественную оценку эффективности проектируемого алгоритма обработки.

Существует три основных способа применения помех с использованием самолетных средств радиоэлектронного подавления:

- самоприкрытие - когда помехи создаются с борта самолета преодолевающего систему ПВО.

- групповое прикрытие - когда помехи создаются с самолета радиоэлектронной борьбы (РЭБ), летящего в составе группы.

- прикрытие направлений прорыва системы ПВО, когда помехи создаются с борта самолетов РЭБ, находящихся в определенной зоне барражирования.

Одной из основных задач, решаемых средствами постановки активных помех, является снижение зоны действия радиоэлектронных систем: для радиолокационных станций (РЛС) - это уменьшение дальности (области) обнаружения целей, для средств радиоуправления оружием и войсками - уменьшение зоны наведения и управления.

Рассмотрение способов применения средств активных помех против РЛС с учетом энергетических соотношений имеют различную эффективность. Самым эффективным способом по интенсивности помехи является первый, затем - второй и третий. Каждый из этих способов имеет достоинства и недостатки технического характера, поэтому в чистом виде ни один из способов не применяется.

Радиопомехи классифицируются по способу создания, характеру и интенсивности воздействия на радиоэлектронные системы, ширине спектра и способу наведения, структуре (характеру) излучения, а также по направленности излучения электромагнитных волн.

Проведем сравнительный анализ видов активных помех. По происхождению различают естественные и искусственные радиоэлектронные помехи.

Искусственные помехи радиоэлектронным средствам создаются специальными устройствами (передатчиками), излучающими электромагнитные колебания, или отражателями различного типа, рассеивающими энергию электромагнитных волн. В зависимости от источника образования помехи делятся на преднамеренные и непреднамеренные.

Преднамеренные помехи по способу создания являются помехами искусственного происхождения и делятся на активные, генерируемые специальными радиопередатчиками или станциями, и пассивные, образуемые за счет рассеяния (отражения) различными объектами электромагнитных волн, излучаемых радиоэлектронными средствами.

Активные радиопомехи создаются с помощью специальных излучающих устройств. Воздействуя на приемные устройства радиоэлектронных средств, активные помехи затрудняют или полностью исключают прием и обработку полезных сигналов, т.е. нарушают нормальное функционирование этих радиоэлектронных средств. По характеру воздействия на оконечные устройства подавляемого радиоэлектронного средства они могут быть маскирующими и имитирующими.

Маскирующие помехи - это такие мешающие излучения, на фоне которых выделение сигналов затруднено или полностью исключено.

Имитирующие помехи - это такие излучения, которые несут ложную информацию о местоположении цели, параметрах ее движения и т.д.

Если ширина спектра помехи соизмерима с полосой пропускания приемного устройства подавляемого радиоэлектронного средства, то помеха называется прицельной по частоте.

Заградительной по частоте называется такая помеха, если ее спектр перекрывает диапазон рабочих частот подавляемых радиоэлектронных средств.

Наряду с созданием прицельных и заградительных помех некоторые средства неответных помех противника могут использоваться для создания скользящих помех.

Скользящей помехой называется помеха с узким спектром, качающимся в пределах установленного участка частотного диапазона радиоэлектронного средства. Скользящая помеха обладает достоинством по сравнению с прицельной и заградительной помехами и может применяться для подавления перестраивающихся радиоэлектронных средств.

Самолетные станции ответных помех, являясь средствами индивидуальной защиты против огневых средств ПВО, предназначены в основном для срыва систем автоматического сопровождения по дальности, скорости, угловым координатам. Кроме того, некоторые из этих станций помех используются для усложнения воздушной обстановки (EF-111).

Для обеспечения срыва работы систем автоматического сопровождения создаются ответные однократные импульсные помехи, т.е. такие, когда в ответ на каждый импульс облучающей РЛС станция помех выдает один ответный сигнал, подобный отраженному. Последовательность таких импульсов несет ложную информацию о дальности, скорости, угловых координатах.

Для усложнения воздушной обстановки могут создаваться ответные многократные импульсные помехи, т.е. такие, когда в ответ на каждый импульс облучающей РЛС станция помех выдает ответный сигнал в виде серии импульсов, подобных отраженному сигналу. Благодаря этому на экране РЛС корме сигнала от цели будет множество ложных сигналов, затрудняющих выбор истинной цели.

Исходя из сказанного можно сделать вывод, что противник во время боевых действий в условиях априорной неопределенности размещения позиций группировок радиотехнических войск вероятнее всего будет использовать активные шумовые помехи, так как они наиболее эффективны при подавлении системы ПВО. Кроме того, каждое средство воздушного нападения противника, оснащенное передатчиками помех, должно подавлять не одиночное средство радиолокации, а группировки радиотехнических войск, которые находятся друг от друга на значительных расстояниях.

Станции (передатчики) неответных помех воздушным противником используются в основном для создания маскирующих шумовых помех. В качестве образцов станций неответных помех можно указать такие, как AN/ALQ-71, AN/ALQ-72, а в качестве образцов передатчиков помех - AN/ALT-28, AN/ALT-31, AN/ALT-32, и др.

В настоящее время различают два типа станций ответных помех: ответчики - усилители (ретрансляторы) и ответчики - генераторы. В ответчиках - ретрансляторах происходит усиление и переизлучение принятого сигнала, а в ответчиках - генераторах принимаемый сигнал используется для включения генератора (возбудителя) на соответствуюшей частоте.

Наряду со станциями неответных и ответных помех противник имеет на вооружении также станции комбинированных помех AN/ALQ-87,AN/ALQ-119, AN/ALQ-131 и др.

В качестве примера можно привести характеристики станции комбинированных помех AN/ALQ-87. Частотный диапазон станции 2000 - 8000 Мгц перекрывается четырьмя сменными генераторами. Вид создаваемой помехи: в неответном режиме - маскирующая шумовая прицельная (fп.п. = 10 - 80 МГц) или заградительная (fп.з. = 160 МГц) по частоте; в ответном режиме - однократная импульсная уводящая по дальности, скорости и угловым координатам. В обоих режимах помеха излучается слабонаправленной антенной. В режиме неответной шумовой помехи плотность мощности передатчика помех при мощности передатчика помех 100 Вт может составлять: для прицельной помехи - до 25…30 Вт/МГц, для заградительной - 2…3 Вт/МГц. В режиме ответной помехи эквивалентная выходная мощность передатчика составляет до 7 кВт в импульсе.

То есть во время боевых действий плотность помех будет очень высока и может достигать нескольких тысяч Вт/МГц.

Анализ последних локальных конфликтов, учений, проводимых странами-участниками блока НАТО на ЦЕ ТВД, сообщений зарубежной печати свидетельствует об исключительной роли, которая отводится радиоэлектронной борьбе (РЭБ). Считается, что она позволяет добиться решающего превосходства над противником за счет радиоэлектронного противодействия его системам управления войсками и вооружением.

Такая точка зрения подтверждается таким фактором, как рост ассигнований на разработку средств РЭБ практически у всех стран НАТО. Основная часть этих средств идет на создание индивидуальных систем радиоэлектронной защиты ядерных средств, группировок войск, авиации, тенденции в развитии которых наблюдаются весьма отчетливо:

- резкое повышение мощности помех. Если еще недавно средняя мощность передатчика помех составляла 100-200 Вт, то в настоящее время 300-400 Вт, а в специальных самолетах РЭБ EF-111E с использованием станции AN/ALQ-165 имеется возможность ставить помеху мощностью более 400 Вт.

- увеличение с 2-4 до 15 коэффициента усиления антенны передатчика помех (а в перспективе и до 1000), причем в самых важных для работы РЭС ПВО диапазонах (см, дм). В результате эквивалентная (с учетом усиления антенны) мощность передатчика помех увеличена с 0,2-0,4 кВт до 1-20 кВт, а планируется в будущем до 1000-2000 кВт.

- применение ЭВМ для управления ресурсами мощности помех. Благодаря этому можно сосредоточить наибольшую мощность помех в направлении на важнейшие, наиболее опасные в данный момент РЭС ПВО с автоматическим слежением за перестройкой их частот.

- расширение частотного диапазона помех: верхний предел уже приближается к 17 ГГц (в будущем и до 40 ГГц), широко используются помехи инфракрасного и оптического диапазонов, что позволяет эффективно подавлять работу инфракрасных, телевизионных, лазерных, оптико-визуальных систем, средств разведки, наблюдения, связи и управления оружием. Развитие квантовой электроники привело к созданию помех нового типа - плазменных.

- значительное снижение массы и габаритов источников помех позволяет создать забрасываемые передатчики помех одноразового использования, ставить помехи с аэростатов, малогабаритных беспилотных самолетов, космических аппаратов РЭБ, а также применение станций помех модульной конструкции, позволяющее комплектовать станции из небольших модулей в зависимости от требуемой мощности.

Интенсивное развитие средств РЭБ авиации вероятного противника вносит новые элементы в тактику их применения:

массовое применение малогабаритных «беспокоящего действия» ракет одноразового использования «Куэстл»;

применения передатчиков помех одноразового использования, забрасываемых с беспилотных и пилотируемых самолетов и аэростатов - постановщиков помех;

подавление важнейших РЭС ПВО с космических аппаратов РЭБ.

Таким образом, средства РЭБ самолетов ВВС США и других стран НАТО постоянно совершенствуются и обновляются. Так, на бомбардировщиках B-1B в ходе модернизации планируется установить автоматическую станцию помех AN/ALQ-161 созданную в виде интегральной системы, в которой функционирование приемников радиотехнической разведки и передатчиков помех объединено на основе цифровой обработки сигналов в ЭВМ.

Создание единого комплекса приемников и передатчиков помех позволяет:

противодействовать РЛС управления оружием, обзорным РЛС, систем наведения работающим в режиме поиска, захвата и сопровождения целей;

обеспечить поиск и обнаружение сигналов в новых РЛС при одновременном продолжении постановки помех ранее обнаруженных РЛС;

управление мощностью излучения от импульса к импульсу;

использовать перепрограммируемые банки данных о целях и характеристиках сигналов подавления. В системе определяется назначение каждой РЛС, оценивается потенциальная угроза для самолета и устанавливается приоритет для подавления, причем они непрерывно изменяются по мере изменения обстановки;

применить ФАР.

Все боевые самолеты, участвующие в операции, оснащены средствами РЭБ индивидуальной защиты. Примерный состав комплексов РЭБ индивидуальной защиты тактических самолетов:

- обнаружительный приемник частотного диапазона 0,5 -20 ГГц типа ALR - 67 (V)3, ALR-69 , ALR-56M;

- ИК система предупреждения о ракетной атаке типа AAR-47 (поддиапа-зоны 3-5 мкм и УФ);

- импульсно-доплеровская РЛС обнаружения атакующих ракет со стороны задней полусферы типа ALQ-156A;

- станция активных помех (САП) частотного диапазона 2 - 20 ГГц типа ALQ-131(V), ALQ-184;

- автомат выброса (типа ALE-40) расходуемых средств РЭП (дипольных отражателей, ИК ловушек и миниатюрных передатчиков помех) в составе 4-12 блоков (по 30 каналов в каждом блоке).

На некоторых типах боевых самолетов (возможно F/А-18,'Торнадо', С-130, RC-135, В-1В) возможна установка, с целью испытания в боевых условиях, нового средства зашиты от управляемых ракет - буксируемой активной радиолокационной ловушки типа ALE-50.

В состав авиационной группировки НАТО включены самолеты РЭБ: 14 - 20 самолетов ЕА-6В (ВМС США), дислоцированные на авиабазе Авиано; 14 самолетов 'Торнадо'ECR (ВВС Германии), дислоцированные на авиабазе Пьяченца; а также 24 новейших ударных самолета РЭБ ВВС США F-16СJ/DJ (взамен F-4G 'Уайлд Уизл'), скрытно, под видом истребителей F-16С, переброшенных на авиабазу Авиано.

Самолет РЭБ ЕА-6В - специализированный постановщик помех. Основное его назначение - подавление наземных и корабельных РЛС ПВО. Приоритетные объекты подавления - РЛС дальнего обнаружения и целеуказания, РЛС управления оружием. Основной тактический прием - действие из безопасных зон барражирования (на дальности до 350-400 км). Оснащается усовершенствованным вариантом САП групповой защиты ALQ-99ADVCAP. Полный комплект САП из пяти сменных контейнеров перекрывает частотный диапазон 0,07-18 ГГц (10 поддиапазонов). Мощность (средняя) передатчиков помех составляет 1-2 кВт. Эффективная выходная мощность от 5 до 30 кВт. Возможна коммутация передатчиков помех в диапазонах 4-8, 8-18 ГГц на ФАР с КНД 100-150. САП обеспечивает излучение помех: шумовых непрерывных или прерывистых, заградительных в полосе 5-20% от частоты подавляемого сигнала или прицельных по частоте с шириной спектра 5-20 МГц.

В САП предусмотрена также возможность создания ответных многократных помех.

После снятия с вооружения в 1998 году самолетов РЭБ EF-111A командованием ВВС США принято решение использовать в качестве основного постановщика помех групповой защиты ТА аналогичный самолет авиации ВМС ЕА-6В.

Кроме станции помех ALQ-99F самолет ЕА-6В может оснащаться 2 противорадиолокационными ракетами HARM.

Самолет 'Торнадо'ECR предназначен, в зависимости от спецификации бортового оборудования, для ведения тактической радиоэлектронной разведки, постановки активных помех РЛС, уничтожения излучающих РЛС противорадиолокационными (ПРР) ракетами HARM или ALARM. Для постановки шумовых или ответных многократных помех будет использоваться САП индивидуально-коллективной защиты 'Церберус' III - аналог американской САП ALQ-131(V) с рабочим диапазоном 0,5-20 ГГц. По имеющейся информации, из 14 самолетов 'Торнадо'ECR (Германия), дислоцированных на авиабазе Пьяченца, Италия, 8 используются в варианте ударных самолетов РЭБ, а 6 - в варианте самолетов-разведчиков.

Ударные самолеты РЭБ F-16СJ/DJ оснащаются 4 ПРР HARM и аппаратурой обеспечения их применения ASQ-213. Всего в ВВС США сформировано четыре авиакрыла ударных самолетов РЭБ F-16 (до 80 единиц). Впервые боевое применение этих самолетов отмечено в войне против Ирака в.

В операции 'Решительная сила' активно использовалось не менее четырех специализированных самолета типа ЕС-130 (авиабаза Авиано, Италия). Предполагаем, что они представлены самолетами РЭБ - постановщиками помех ЕС-130Н 'Компас Колл' (1 - 2 единицы), двумя самолетами ЕС-130Е - воздушными командными пунктами (42 авиаэскадрилья), и одним самолетом ЕС-130Е 'Ривет Райдер' из 193 авиакрыла специальных операций ВВС национальной гвардии США.

Назначение самолетов РЭБ ЕС-130Н - подавление активными шумовыми и дезинформирующими помехами РЭС систем связи и управления силами и средствами ПВО. Для этой цели они оснащены станциями помех 'Компас Колл', имеющих рабочий диапазон 0,002 - 3 ГГц и эффективную мощность излучения 5 -10 кВт. Тактический прием самолета - действие из безопасных зон барражирования или при полетах вдоль границы.

Самолеты ЕС-130Е 'Ривет Райдер' предназначены для ведения информационной войны. Их аппаратурное оснащение позволяет вести прослушивание радио- и телепередач территории вражеского государства, трансляцию с воздуха радиовещательных и телевизионных программ, подготовленных специалистами по психологическим операциям, а также радиоэлектронное подавление шумовыми и специальными помехами гражданских радио- и телесетей, военных систем связи и управления метрового и дециметрового диапазона длин волн.

Таким образом, в ряде случаев их также можно использовать в качестве самолетов РЭБ - постановщиков помех.

В состав группировки включены также самолеты-разведчики RC-135V/W 'Ривет Джойнт'. Их основное назначение - вскрытие дислокации и состава систем управления войсками и ПВО противника. Модернизированный вариант самолета оборудован усовершенствованной аппаратурой радио- и радиотехнической разведки источников излучения в сантиметровом, дециметровом и метровом диапазонах волн. Специальная аппаратура обмена данными позволяет RC-135V/W осуществлять непосредственное (в реальном времени) обеспечение боевых действий разведданными, в т.ч. и в интересах РЭБ.

В интересах организации РЭБ используются также возможности разведаппаратуры самолета радиотехнической разведки ЕР-3Е 'Орион'.

Кроме этого, на авиабазе Бриндизи размещены самолеты ВВС США АС-130 и НС-130, предназначенные для ведения диверсионных операций. Возможно их использование также и для десантирования специальных групп диверсантов с задачей заблаговременного размещения передатчиков помех одноразового действия в районе дислокации наиболее важных РЭС группировок ПВО Югославии.

Для стратегического бомбардировщика B-2A создается специальный автоматизированный комплекс радиоэлектронного подавления, включающий систему разведки, активные и пассивные средства РЭ подавления активных средств ПВО, сетей связи, оповещения и наведения истребителей, а также защиты самолетов от средств поражения. Кроме того, для B-2A разрабатывается мощная станция активных помех, работающая в диапазоне от 500-600 МГц до 10 ГГц, имеющая 12-15 передатчиков, 8 рупорных антенных систем, 6-9 линзовых фар.

Что касается самолетов тактической авиации, то на истребителях ВВС США сейчас находятся пятидиапазонные станции комбинированных помех AN/ALQ-131, которые перекрывают все диапазоны рабочих частот ЗРК и ИА, а могут создавать помехи средствам связи.

Планируется перевооружить тактическую авиацию США и других стран НАТО аппаратурой РЭБ, способной с достаточной полнотой и оперативностью разведывать перспективные РЭС ПВО противоборствующей стороны и с высокой степенью надежности подавить их помехами, что в значительной степени будет способствовать достижению превосходства в воздухе. Такое совершенствование ВВС США предполагает провести в 2 этапа:

- на первом этапе завершается оснащение стоящих на вооружении самолетов объединенной системой ASPJ.

- на втором этапе завершить разработку единого комплекса INEWS, который будет устанавливаться на перспективных тактических самолетах. Эти средства РЭБ должны автоматически оценивать радиоэлектронную обстановку и определять очередность подавления средств противника, выбирать наиболее эффективные виды помех и проверять их воздействие. Такая автоматизация будет базироваться на интеграции ранее раздельно действовавших бортовых РЭС путем широкого применения для управления мини-ЭВМ.

Для ВВС США создан специальный тактический самолет РЭБ EF-111A, оборудованный комплексом, состоящим из средств помех РЛС дальнего обнаружения, наведения и целеуказания, а также управления ЗРК. В составе комплекса десять станций шумовых и ответных радиопомех, в том числе для групповой (AN/ALQ-99) и индивидуальной (AN/ALQ-123,137) защиты самолетов, автомат ALE-40, система радиотехнической разведки ALR-62 для обнаружения сигналов РЛС, предупреждения об облучении самолета и наведения станций радиопомех, аппаратуры анализа радиосигналов и управления средствами радиоэлектронных помех. Техника радиоэлектронных помех установлена в фюзеляже, что позволяет сохранить высокие летно-технические характеристики самолета, благодаря чему он может действовать не только в зонах, но и боевых порядках ударной авиации. Аппаратура радиотехнической разведки смонтирована в контейнерах.

В комплексе радиоэлектронного подавления самолета EF-111E достигнуто:

- увеличена мощность помехи до 1-2 кВт в непрерывном режиме при плотности потока мощности от 300 Вт/МГц до 10 кВт/МГц;

- сокращение времени распознавания сигналов РЛС;

- увеличено число одновременно подавляемых РЛС (путем расширения спектра помехи и изменения вида модуляции);

- увеличено число АС, обеспечивающих как непрерывное, так и ненаправленное излучение сигнала помехи при сохранении коэффициента усиления антенн от 20 до 200.

К перспективным средствам радиоэлектронного подавления ударных самолетов и специальных самолетов РЭБ США и стран НАТО предъявляются жесткие требования:

автоматически создавать активную помеху одновременно нескольким РЛС большой мощности и подавить РЛС управления оружием без существенного влияния на собственную бортовую РЭА;

нарушить работу линии связи РЛС с электрическим сканированием луча;

иметь широкие диапазоны часто (2-40000) МГц и узкие ДН АС.

Из всего вышеуказанного следует вывод: выполнение боевой задачи войск ПВО будет осуществляться в крайне сложной помеховой обстановке. Особое внимание при этом нужно уделить пеленгации ПАП, как индивидуальной, так и групповой.

Рассмотрим боевое применение ВВС в локальных войнах по противодействию войскам ПВО.

В боевых действиях против Ирана радиолокационное подавление систем связи и РЭС ПВО началось примерно за сутки до начала боевых действий, в результате в первые часы войны системы разведки и управления ПВО Ирака были парализованы, и нападающая авиация ощутимых потерь не имела.

В операции НАТО против Союзной Республики Югославия «Решительная сила» для радиоэлектронного подавления средств ПВО ВС СРЮ ОВС НАТО использовали как авиационные, так и наземные средства РЭБ, системы групповой и индивидуальной защиты ударных самолетов. Основными самолетами РЭБ являлись 19 самолетов EA-6B и 4 самолета EC-130H (США) дислоцирующихся на авиабазе Авиано (Италия) и одного самолета «Канберри» (Великобритания) дислоцирующегося на авиабазе Джом (Италия).

При обеспечении каждого налета, за 15 минут до начала удара в зоны барражирования над территорией Боснии и Герцоговины, Венгрии, Хорватии, Албании и Македонии выводились минимум два самолета EA-6B и 1-2 EC-130H.

Самолеты EC-130H предназначены для постановки помех, способных прервать переговоры и обмен цифровой информацией между войсками и командованием, а также между подразделениями ПВО и их центрами управления.

Краткий анализ использования средств РЭБ в локальных войнах показывает, что постановка активных помех играет одну из важных ролей в преобладании за воздушное пространство, позволяет уменьшить потери авиации, скрытого проникновения в зону ПВО. Поэтому разработка новых систем пеленгации ПАШП становится все актуальнее.

При развертывании войны противником в наступательной операции продолжительностью до 5 суток может быть нанесено до 8 массированных авиационных ударов.

В первом массированном ударе противник может применить в границах позиционного района до 5 стратегических бомбардировщиков В-52, 50 стратегических КР, 150 тактических КР, 450-500 самолетов ТА и ПА.

Наиболее вероятное нанесение удара четырьмя эшелонами:

- первый ракетный эшелон (стратегические КР, ракеты морского базирования запущенные с СБ В-52 и кораблей ВМС США);

- второй эшелон прорыва системы ПВО и дезорганизации системы управления (70-90 тактических истребителей и палубных штурмовиков, типа F-117A, F-111,F -15E, F-16, A-6E, F- 4G; до 20 самолетов прикрытия, типа F-15, F-16; до 15 самолетов разведки и РЭБ, типа F-4G,EF - 111A);

- третий и четвертый ударные эшелоны (до 200-250 тактических истребителей, типа F-111E, F-16A, F-15E, «Торнадо» и палубных штурмовиков, типа А-6Е, F/A-18; до 50 самолетов прикрытия F-14, F-15C; до 25 самолетов разведки и РЭБ). См. [рис.1.].

Для управления действиями СА, ТА, и ПА противник будет использовать самолеты ДРЛО и У, Е-3В, «АВАКС» и Е-2С «ХОКАЙ».

По боевым позициям возможны удары двумя - четырьмя тактическими истребителями, палубными штурмовиками с применением противорадиолокационных ракет, типа «ХАРМ», «АЛАРМ», УР «МЕЙВЕРИК», НУРС и пушек.

Уничтожение РЭС будет осуществляется КР «ALKM» с обычной боевой частью.

Для подавления РЭС противник применит самолеты РЭБ(EF-111A «РЕЙВЕНЬ», ЕА-6В «ПРАУЛЕР», ЕС-130Н, «КОМПАС КОЛЛ», «ТОРНАДО», «УАЙЛД УИЛЗ», СБ В-52).

Столь разнообразное применение противником СВН, при этом большое количество составляют самолеты, типа «СТЕЛТ» и КР. Это позволяет сделать вывод о том, что необходимо создавать РЭТ, позволяющую эффективно обнаруживать данные летательные объекты. Но создание данных РЛС должны удовлетворять условию надежности и экономичности.

1.2 Целесообразность совершенствования аппаратуры радиолокационных систем

Исходя из военно-политической обстановки в мире следует, что основной акцент в проведение силовых операций ставится на подавление всех возможных средств защиты противника. В таком случае подавление радиолокационных средств, как средств раннего предупреждения о воздушном нападение, и средств непосредственного обеспечения ведения боевых действий, является первоочередной задачей. Данная тенденция развития боевых действий вносит свои коррективы в необходимость очередности совершенствования средств защиты. В связи со спецификой ведения боевых действий с применением радиолокационной техники, а именно нахождение на первой линии обороны, следует вывод, что в первую очередь необходимо совершенствовать и развивать средства радиолокационного контроля воздушного пространства, как наиболее важные и подверженные воздействию огневых средств противника.

2. Разработка тракта приема, обработки и выделения пеленгационного сигнала.

2.1 Требования к пеленгационным устройствам, технические характеристики, анализ возможных технических решений, операций обработки сигналов ПАП

Аппаратура пеленгации постановщиков АШП.

Peileng(угол) - угол между направлением на наблюдаемый объект и соответствующей плоскостью, проходящей через начало координат.

Пеленгация - определение углового направления на источники излучения.

Аппаратура пеленгации предназначена для обнаружения места пеленгования отождествляют с азимутальным направлением, что не совсем верно и определения азимутов и углов места источников АШП, излучающих в диапазоне рабочих частот РЛС.

Реализованные в РЛС методы определения угловых координат источников излучений можно разделить на две группы: методы, использующие одноканальный, и методы, многоканальный прием. При одноканальном приеме помеховые колебания модулируются диаграммой направленности антенны за счет сканирования антенной системы. Угловые координаты источников излучений определяются по максимуму амплитуды помеховых колебаний.

В случае многоканального приема определение пеленга на источник помех основано на оценке вектора амплитудно-фазового распределения на раскрыве антенной системы.

В каналах азимутальной пеленгации в РЛС РТВ наибольшее распространение получили одноканальные методы измерения угловых координат источников помех, в соответствии с которыми оценку угловой координаты получают путем фиксации азимута антенны в момент достижений максимума амплитуды помехи. Ограничения в приемном тракте и наличие боковых лепестков диаграммы направленности антенны может привести к исчезновению амплитудных различий между принятыми по главному и боковым лепесткам диаграммы направленности антенны. При этом возникают ложные пеленги, которые могут значительно усложнить задачу определения места нахождения ПАП триангуляционным методом.

В связи с этим к аппаратуре пеленгации предъявляются требования:

- увеличение динамического диапазона приемных устройств с целью исключения в них ограничения мощных помеховых колебаний;

- устранение влияния приема помеховых колебаний с направления боковых лепестков диаграммы направленности;

- обеспечение высокой точности измерения углового направления на источник помех, благодаря чему будет обеспечена высокая точность определения места положения ПАП, т.к.

.

- дальность до ПАП соответственно из первой и второй точек приема;

- среднеквадратическая ошибка измерения дальности и азимута.

- в сложной помеховой обстановке могут возникать ситуации, когда требуется обеспечивать разрешение ПАП находящихся друг от друга на малых угловых расстояниях; в этом случае важным требованием к аппаратуре пеленгации ПАП является обеспечение высокой разрешающей способности по угловым координатам.

Аппаратура пеленгации должна обеспечивать обнаружение и определение углового направления на источник помеховых колебаний, которые представляют собой в большинстве случаев гауссовый случайный сигнал неизвестной структуры. Алгоритм обнаружения такого сигнала имеет известный вид:

.

y(t) - входной сигнал(шумоподобный);

Nn - спектральная плотность мощности мешающих шумов;

Т - время наблюдения;

- порог обнаружения.

Решение /

Порог л0

Устройство, реализующее данный алгоритм принято называть энергетическим приемником. В таком приемнике вычисляется энергия путем интегрирования квадрата входного напряжения за промежуток времени равным Т, нормировка к спектральной плотности, мешающих шумов, и сравнение результата нормировки с порогом.

При решение задачи пеленгации ПАП мешающим шумом являются помеховые сигналы, принятые по боковым лепесткам диаграммы направленности. Такое устройство может быть получено с помощью дополнительного канала приема с антенной, диаграмма направленности которой перекрывает боковые лепестки приемной антенны. Такие дополнительные каналы, идентичные основному, называют СУЛП. Нормировка выходных сигналов основного канала приема при этом может производиться при помощи схемы ШАРУ или логарифмических приемников и схем вычитания.

Ао

/

Аg

На рисунке изображена схема аппаратуры пеленгации ПАП с логарифмическими приемниками в основном и дополнительном канале приема. В качестве антенны Ао основного канала приема используется остронаправленная антенна РЛС.

Сигнал на выходе ФНЧ основного канала приема в фиксированный момент времени определяется соотношением

Uвых уфо = КвусоB0logee[K2пупчоPпG0(в-во)/U2вхо].

Квусо - коэффициент усиления ВУС основного канала приема;

Во - постоянный коэффициент, зависящий от уровня напряжения Uвх0 на входе ЛУПЧ, соответствующего переходу от линейного участка характеристики к логарифмическому;

Кпупчо - коэффициент усиления приемника до выхода предварительного УПЧ(ПУПЧ) основного канала;

Рп - мощность активной шумовой помехи на выходе приемника РЛС при условии, что коэффициент усиления антенны Ао равен единице;

G(в-вп) - коэффициент усиления антенны на ПАП;

в-вп - угловое отклонение ПАП от направления основного лепестка диаграммы направленности антенны Ао.

Выходное напряжение узкополосного фильтра дополнительного канала приема

Uвых уфд = КвусдB0logаe[K2пупчдPпGд(в-вп)/U2вхо].

При записи выражения предполагалось, что ЛУПЧ в обоих каналах приема идентичны.

Напряжение на выходе схемы вычитания равно

?Uвых уфо = КвусоB0logee[K2пупчоPпG0(в-во)/U2вхо]-

- КвусдB0logаe[K2пупчдPпGд(в-вп)/U2вхо].

Для того чтобы ?U было монотонно связано с отношением мощностей сигналов на входах основного и дополнительного каналов приема, необходимо обеспечить равенство

Квусо=Квусд=Квус.

Это можно сделать с помощью регулировки коэффициента усиления одного из ВУС(или обоих).

При выполнении условия равенства

?U=КвусB0logа[K2пупчоPпG0(в-вп)/ K2пупчдPпGд(в-вп)].

Из последнего соотношения видно, что в случае одного ПАП выходное напряжение схемы вычитания практически не зависит от мощности помехи и определяется лишь отношением текущих коэффициентов усиления линейных частей приемных каналов и их антенн.

В направлении главного лепестка необходимо обеспечить ?U>0, а в направлении боковых лепестков ?U?0.Это позволит достаточно просто с помощью усилителя-ограничителя подавить помеховые сигналы, принятые с направления боковых лепестков диаграммы направленности антенны Ао. Для выполнения условия ?U?0 нужно, чтобы при нахождении ПАП вне основного лепестка диаграммы направленности антенны выполнялось условие

K2пупчоGоб(в-вп)/ K2пупчдGд(в-вп) ? 1,

Gоб(в-вп) - коэффициент усиления антенны Ао в направлении боковых лепестков.

Оценим возможность выполнения данного условия за счет соответствующего выбора коэффициента усиления антенны дополнительного канала приема. Уровень боковых лепестков в РЛС сантиметрового диапазона составляет - 20 … - 23 дБ. При коэффициенте усиления в максимуме основного лепестка, равном 104, такому уровню боковых лепестков соответствуют коэффициенты усиления антенны в направление боковых лепестков: Gоб=50…100.

Задача создания всенаправленных или слабонаправленных антенн с таким коэффициентом усиления представляет собой достаточно сложную задачу. Ее решение связано с необходимостью увеличения габаритов антенны дополнительного канала приема или существенного увеличения количества дополнительных антенн. Поэтому этот обеспечения условия приведенного выражения не всегда пригоден. Проще выполнить данное условие за счет соответствующего выбора значения отношения K2пупчо/ K2пупчд путем увеличения коэффициента ПУПЧ дополнительного канала приема. Однако и в этом случае обычно приходится использовать несколько дополнительных антенн. Так как уровень боковых лепестков в значительной степени зависит от особенностей площадки, на которой развернута РЛС, то регулировка K2пупчд должна быть оперативной.

Увеличение значение произведения K2пупчдGд(в-вп), с одной стороны, повышает точность измерения пеленга пропорциональна ширине диаграммы направленности ?в0 на уровне, при котором выполняется условие

G0(? в0/2)= K2пупчдGд(? в0/2)/ K2пупчо,

с другой стороны, приводит к снижению информационной способности аппаратуры пеленгации. Последнее объясняется тем, что с увеличением K2пупчдGд(в-вп) увеличивается порог принятия решения, и это может привести при наличии нескольких ПАП в зоне действия РЛС к необнаружению сигналов ПАП, находящихся в главном лепестке диаграммы направленности, т.е. потере пеленга на ПАП. С целью обеспечения достаточно высокой информационной способности значение произведения K2пупчдGд(в-вп) следует выбирать на несколько децибел больше уровня первых боковых лепестков. Ширина диаграммы направленности антенны Ао на этом уровне примерно в два раза больше ширины на уровне половиной мощности.

Полоса пропускания узкополосного фильтра для обеспечения максимизации качества обнаружения сигналов пеленгуемого ПАП должна выбираться из условия Пуф?1/tнаб , где tнаб - время нахождения ПАП в главном лепестке диаграммы направленности приемной антенны РЛС на уровне, при котором выполняется условие G0(? в0/2)= K2пупчдGд(? в0/2)/ K2пупчо.

Например, при скорости вращения антенны 6 об/мин и ширине диаграммы направленности на уровне половиной мощности, равной 1о , полоса пропускания узкополосного фильтра должна составлять Пуф?18 Гц. ПРИ НЕКОТОРОМ СНИЖЕНИИ КАЧЕСТВА обнаружения сигналов пеленгуемого ПАП для упрощения технической реализации узкополосных фильтров, схемы вычитания, усилителя-ограничителя полосу пропускания узкополосных фильтров можно выбирать из условия Пуф?1/t(Тп-фбл), где Тп - период повторения зондирующих импульсов РЛС; фбл - длительность, бланкирующих импульсов.

Бланкирующие импульсы обеспечивают исключение влияния мощных отражений от местных предметов, метеообразований, дипольных отражателей на качество пеленгации ПАП. Их длительность примерно равна 0,5Тп.

На рисунке представлена упрощенная структурная схема аппаратуры пеленгации ПАП, в которой для нормировки выходного сигнала основного канала приема используется схема ШАРУ.

Ао

/

Аg

Мощность помеховых сигналов на выходе дополнительного канала приема с учетом действия схемы ШАРУ.

Рп вых д = K2д Рп вх д ? С,

Кд - коэффициент усиления регулируемого усилителя дополнительного канала приема;

Рп вх д =K2пупчоPпG0(в-вп) - мощность помехи на входе регулируемого усилителя дополнительного канала приема;

С - постоянный коэффициент.

Из данного выражения следует, что Кд?(С/ Рп вх д)1/2.

В качестве регулирующего напряжения в основном канале приема используется то же напряжение, что и в дополнительном канале приема. Поэтому при идентичных регулируемых усилителях в обоих каналах

Рп вых о= K2д Рп вх о? С K2пупчоPпG0(в-вп)/ K2пупчдPпG0(в-вп),

Рп вх о = K2пупчоPпG0(в-вп) - мощность помехи на входе регулируемого усилителя основного канала приема.

Из сопоставления данного выражения с выражением ?U=КвусB0logа[K2пупчоPпG0(в-вп)/ K2пупчдPпGд(в-вп)] видно, что их правые части монотонно связаны между собой. Таким образом, все, что было сказано при анализе соотношения ?U=КвусB0logа[K2пупчоPпG0(в-вп)/ /K2пупчдPпGд(в-вп)], справедливо и для рассматриваемого варианта построения аппаратуры пеленгации ПАП.

Мощность выходного сигнала в данном случае оценивается путем усреднения огибающей выходного сигнала основного канала приема с помощью узкополосного фильтра. Параметры этого фильтра аналогичны параметрам узкополосных фильтров в схеме с применением ЛУПЧ.

Для обеспечения высокой эффективности работы аппаратуры пеленгации ПАП при любом из рассмотренных вариантов ее построения динамический диапазон усилителей в приемных каналах должен быть не менее 60…80 дБ.

Если в РЛС имеется несколько дополнительных каналов приема с антеннами, диаграммы направленности которых перекрывают различные области боковых лепестков диаграммы направленности которых перекрывают различные области боковых лепестков диаграммы направленности антенны основного канала приема, то решение о пеленге принимается в случае, когда имеет место превышение выходного напряжения основного канала над выходными напряжениями каждого из дополнительных каналов. Это обеспечивает более высокую пропускную способность аппаратуры пеленгации.

2.2 Анализ операций обработки сигналов ПАП в многопозиционной системе локации

2.2.1 Методы пассивной радиолокации

Повышение помехоустойчивости систем радиолокации достигается комплексом мероприятий, которые можно объединить в две группы. К первой из них относятся методы, обеспечивающие подавление мешающих излучений, а ко второй - методы пассивной радиолокации, позволяющие обнаруживать и измерять координаты источников излучения.

Эффективность систем пассивной и активной радиолокации на качественном уровне иллюстрирует рис. 2.1: с увеличением мощности помехи вероятность правильного обнаружения D для активной радиолокации снижается. Напротив, эффективность пассивной радиолокации возрастает.

Методы пассивной радиолокации, как и активной, базируются на закономерностях распространения электромагнитной волны - прямолинейном характере распространения в свободном пространстве с постоянной скоростью. Однако время излучения помехи и, следовательно, время её распространения до пункта приёма неизвестно. Поэтому измерение всех координат ПАП не может быть выполнено по данным приёма в одном пункте.

D Активная локация Пассивная локация

0 Pпом.

Рис. 2.1. Зависимости качества обнаружения ПАП от мощности помехи.

Для решения задач обработки сигналов ПАП используются системы пассивной радиолокации, включающие в своём составе несколько разнесённых в пространстве пунктов приёма, связанных друг с другом каналами связи, и пункт обработки РЛИ. В зависимости от используемого метода оцениваются определённые параметры помехового сигнала, по которым определяются линии или поверхности местонахождения ПАП. Эти линии (поверхности) называются линиями положения ( поверхностями положения ).

Известны три метода измерения пространственных координат ПАП:

- триангуляционный;

- разностно-дальномерный;

- угломерно-разностно-дальномерный.

Триангуляционный метод измерения координат ПАП

Триангуляционный метод (рис.2.2) основан на измерении угловых координат ПАП (пеленгов на ПАП) в нескольких разнесённых в пространстве пунктах приёма. Каждый из пеленгов определяет прямую положения, проходящую через пункт приёма и ПАП. Оценка пространственного положения ПАП заключается в расчете координат точек пересечения прямых положения в системах координат одного из пунктов приёма.

Рис.2.2 Рис.2.3

Для решения задачи определения трёх координат ПАП достаточно ( рис.2.3) использовать пеленги О, О и А, А двух пунктов. При этом считается, что координаты пункта А в системе координат пункта О (опорного) известны. Измеренное значение азимута О (А) определяет плоскость положения ЦОЦ' (ЦАЦ'). Пересечением этих плоскостей является прямая положения ЦЦ'. Координаты точки Ц' в системе координат опорного пункта определяют прямоугольные координаты ПАП в горизонтальной плоскости (xц,yц). Для нахождения третьей координаты (hц) достаточно использовать один из угломестных пеленгов (О или А).

Достоинством триангуляционного метода является простота реализации алгоритмов пеленгации и расчет пространственных координат ПАП (особенно при малых углах между прямыми положения ) и неоднозначность определения координат нескольких ПАП при наличии ''ложных'' точек пересечения пеленгов (точек пересечения прямых положений ПАП ).

Разностно-дальномерный метод измерения координат ПАП

Разностно-дальномерный метод определения координат основан на измерении разности расстояний от источника излучения до пунктов приёма. Разность расстояний r от ПАП до двух пунктов оценивается косвенным способом по разности хода t помехового сигнала, т. е.

r = ct/2 (2.1.)

Для измерения разности хода t помеховые сигналы u1(t), u2(t), принятые пунктами, передаются в пункт объединения информации, где выполняется их взаимная корреляционная обработка:

T

Z () = u1(t)u2(t-)dt (2.2.) 0

Согласно (2.2) в пункте объединения РЛИ осуществляется перемножение сигнала u1(t)и сдвинутого на время сигнала u2(t) с последующим интегрированием произведения. Данная операция выполняется одновременно для различных значений . При некотором величина корреляционного интеграла z() достигает максимума. Этому значению соответствует запаздывание (t) сигнала u1(t) относительно u2(t).

Для определения плоскостных координат xЦ, yЦ (рис.2.4) достаточно измерить две разности r1 = rA - rO и r2 = rB - rO, каждая из которых в горизонтальной плоскости определяет свою линию положения. Поскольку геометрическое место точек, разность расстояний которых до двух заданных точек (фокусов) есть величина постоянная, то линией положения является гипербола. Координаты xЦ, yЦ определяются точкой пересечения двух гипербол.

Рис. 2.4

Пространственное положение ПАП рассчитывается по трём измерянным разностям расстояний r1 = rA - rO, r2 = rB - rO, r3 = rA - rB. При этом координаты xЦ, yЦ, hЦ определяются точкой пересечения трёх гиперболоидов вращения.

Достоинством разностно-дальномерного метода является высокая точность измерения координат, определяемая в основном шириной спектра помеховых сигналов. Метод не критичен к числу ПАП, находящихся в зоне обнаружения системы пассивной радиолокации. Это объясняется тем, что сигналы, излученные ПАП, взаимонезависимы и следовательно, величина корреляционного интеграла z(t) близка к нулю. Однако практическая реализация разностно-дальномерного метода весьма сложна, т.к. необходимо иметь три-четыре пункта приёма, осуществлять согласованный обзор пространства в пунктах, передавать на значительные расстояния широкополосные сигналы.

Угломерно-разностно-дальномерный метод измерения координат ПАП

Угломерно-разностно-дальномерный метод определения координат основан на измерении угловых координат источника излучения и разности расстояний от него до пунктов приёма (рис.2.5).

Рис.2.5

Для определения плоскостных координат достаточно измерить азимутальный пеленг в одном из двух пунктов приёма (например О) и оценить разность расстояний от источника до этих пунктов r = rA - rO. Координаты xЦ, yЦ определяются точкой пересечения прямой и гиперболы. Чтобы определить пространственное положение ПАП, необходимо использовать угломестный пеленг О. При этом координаты xЦ, yЦ, hЦ определяются точкой пересечения прямой и гиперболоидом вращения.

Достоинством угломерно-разностно-дальномерного метода является достаточная точность измерения координат. Метод также не критичен к числу ПАП, находящихся в зоне обнаружения системы пассивной радиолокации. По сравнению с разностно-дальномерным методом требует два пункта приёма. Однако реализация угломерно-разностно-дальномерного метода (как и разностно-дальномерного) достаточно сложна.

Принципы обработки пеленговой информации

Реализация триангуляционного метода пассивной радиолокации, как показано выше, предусматривает обработку принятых помеховых сигналов в каждом пункте с целью измерения пеленгов на ПАП и определение его пространственных координат в пункте объединения РЛИ. Поэтому можно выделить два этапа обработки пеленговой информации: внутрипунктную обработку на сигнальном уровне и межпунктную (совместную) обработку анализа донесений.

Внутрипунктная обработка помехового сигнала

При внутрипунктной обработке решаются задачи первичной и вторичной обработки на основе анализа принятого помехового сигнала. К задачам первичной обработки относятся обнаружение и пеленгация ПАП. Вторичная обработка информации предусматривает обнаружение пеленговой траектории ПАП, сглаживание её параметров и сброс с сопровождения. Решение перечисленных задач лежит в рамках общей теории обработки РЛИ. Вместе с этим обработка помехового сигнала имеет свои специфические особенности.

Первая особенность обработки помехового сигнала заключается в том, что анализируемый сигнал в системе пассивной радиолокации представляет не вторичное излучение, а прямое. Поэтому его энергия в точке приёма значительно больше вторичного при равных прочих условиях локации.

Вторая особенность состоит в том, что реализация помехового сигнала на интервале нахождения ПАП в главном луче приёмной антенны является непрерывной функцией. Поэтому, в отличии от активной локации с импульсным зондированием, время анализа помехового сигнала может быть увеличена на два-три порядка.

Третья особенность заключается в том, что фазовая структура анализируемой помеховой реализации неизвестна. Вместе с этим, учитывая целевое назначение ПАП, энергетический спектр помехи перекрывает полосу пропускания приёмного тракта подавляемой РЛС, что не требует операцию поиска по частоте.

Таким образом, помеховые сигналы характеризуются значительной энергией, а их обработка возможна на значительно продолжительном интервале. Поэтому задачи обнаружения и пеленгации ПАП не встречают значительных трудностей.

Обнаружение принятого помехового сигнала u(t), как известно, сводится к вычислению модуля корреляционного интеграла z и сравнению его значения с порогом обнаружения UO. При выполнении условия:

T

Z = u(t) 2dt UO, (2.3.) O

где T - интервал наблюдения (накопления), принимается решение о наличии ПАП.

На практике решение о наличии ПАП принимается по упрощенному правилу - по результату сравнения продетектированного помехового сигнала с пороговым напряжением, т.е.

u(t) 2 UO - при квадратичном детектировании

или

u(t) UO - при линейном детектировании. (2.4)

Реализация операций согласно решающим правилам (2.3) и (2.4) должна учитывать тот факт, что энергия помехового сигнала может изменятся в широких пределах. Поэтому высокочастотный тракт приёмного устройства должен иметь значительный динамический диапазон. Наиболее просто расширение динамического диапазона может быть достигнуто путём включения в состав первых каскадов приёмного тракта системы ШАРУ, либо усилителей с логарифмической амплитудной характеристикой.

Рассмотренные операции (приём помехового сигнала, его усиление с учётом расширения динамического диапазона, квадратичное детектирование и сравнения с порогом обнаружения), как правило, выполняются так называемым пеленгационным каналом РЛС (рис.2.6). В данном канале решается задача обнаружения, результатом которой является либо протяженный импульс, либо импульсы малой длительности - импульсы НП('' начало пеленга '') и импульс КП ('' конец пеленга'').

U_ВЫХ(t)

U_O

Рис.2.6

U(t)

U(t)

t

U_вых(t)

t

U_вых(t)

нп кп

t

Рис.2.7

Пеленгационные каналы РЛС сопрягаются с аппаратурой КСА, предназначенной для измерения пеленгов, а также обнаружения и сопровождения пеленговой траектории. Измерение азимутальных пеленгов (Ц) выполняется по сигналам пеленгационных каналов дальномера (РЛС кругового обзора пространства), а угломестных пеленгов (Ц) - по сигналам радиовысотомера. Принципы измерения угловых координат не отличаются от принципов, используемых в активной радиолокации:

НП - КП НП - КП

Ц = , Ц = , (2.5) 2 2

где НП, КП (НП, КП) - азимуты (углы места) начала и конца пеленга соответственно.

Измеренные значения пеленгов (Ц Ц) используется для построения пеленговой траектории. Вторичная обработка пеленговой информации выполняется независимо по угловым координатам Ц и Ц. При этом выполняются операции, аналогичные операциям вторичной обработки координатных точек. Обнаружение пеленговой траектории реализуется согласно логическому критерию '' n из m ''. В процессе сопровождения рассчитываются азимутальные (угломестные) стробы, выполняется сличение (селекция пеленгов в стробе) и оцениваются сглаженные значения параметров траектории (Ц, Ц), например по методу экспоненциального сглаживания. Сброс траектории с сопровождения реализуется по критерию '' к ''. Результаты вторичной обработки (номер траектории, признак ''пеленг'', сглаженные значения параметров Ц, Ц), представленные двоичными кодами, передаются в пункт объединения РЛИ с целью определения пространственных координат ПАП.

Совместная обработка пеленговой информации

Основными задачами совместной обработки пеленговой информации, которая решается в опорном пункте (в пункте объединения РЛИ), являются:

- совмещение пеленгов в пространстве и времени

- отождествление пеленгов

- расчет пространственных координат ПАП

- сопровождение траекторий ПАП.

Исходными данными для решения перечисленных задач являются пеленги. Если в пунктах приема используются узконаправленные антенны в горизонтальной плоскости, то в качестве исходных данных используются только азимутальные пеленги.

Ограничимся анализом выполняемых операций для двухпозиционной системы пассивной локации, когда в зоне её обнаружения находится один ПАП. Результатом пеленгации данного ПАП являются значения азимутов 11, 21 в системах координат первого (опорного) и второго (неопорного) пункта соответственно.

Совместной обработки пеленгов предшествует операция совмещения РЛИ в пространстве и времени.

Совмещение РЛИ в пространстве сводится к пересчету азимутального пеленга 21, принятого от неопорного пункта, в систему координат РЛИ:

21 = 21 + , (2.6)

где 21 - значение азимутального пеленга 21 в системе координат опорного пункта;

- угол сближения меридианов, проходящих через точки стояния пунктов приема.

Совмещение РЛИ во времени заключается в экстраполяции пеленгов 11 и 21 на момент их совместной обработки (t0):

1 = 11 (t1) + 1 (t0 - t1);

2 = 21 (t2) + 2 (t0 - t2), (2.7.)

где 1, 2 - значения азимутальных пеленгов на ПАП, совмещенных в пространстве и времени;

t1, t2 - моменты измерения пеленгов;

1, 2 - угловая скорость изменения азимутальных пеленгов.

Если в зоне обнаружения системы пассивной локации находится один ПАП, то операция отождествления пеленгов не выполняется, то есть после совмещения пеленгов в пространстве и времени рассчитываются пространственные координаты ПАП.

Вывод формул расчетов прямоугольных координат ПАП XЦ, YЦ поясняет рис. 2.8. на данном рисунке показаны положения пунктов приема П1, П2 в прямоугольной системе координат XOY, начало которой привязано к опорному пункту П1. Считаем, что координаты XП2 YП2 точки стояния неопорного пункта П2 известны.

X

X_Ц Ц (ПАП)

₂

Х_{П 2} М П₂

₁

О П ₁ Y_Ц Y_{П 2} Y

Рис. 2.8

Как следует из рис. 2.8.

XЦ = XП2 + МЦ; (2.8)

YЦ = XЦ tg 1; (2.9)

Величина отрезка МЦ находится из треугольника МЦП2:

МЦ = (YП2 - YЦ) tg (2 - 2700) = (YЦ - YП2) сtg2. (2.10.)

Подставляя значения YЦ (2.9) в выражение (2.10), находим:

МЦ = XЦ tg 1 сtg2 - YП2 сtg2. (2.11.)

После подстановки (2.11.) в (2.8.), получаем:

XП2 - YП2 сtg2

XЦ = .

1 - tg 1 сtg2

Умножая числитель и знаменатель на (sin 2 cos 1) и производя элементарные преобразования, находим искомые координаты:

XП2 sin 2 - YП2 cos 2

XЦ = cos 1 ; (2.12)

sin (2 - 1)

Y2 sin 2 - YП2 cos 2

YЦ = sin 1 .

sin (2 - 1)

Определение третьей координаты - высоты ПАП, связано с оценкой угла места хотя бы в одном из пунктов приема. Если, например, известен угломестный пеленг 1, измеренный в опорном пункте, то горизонтальная высота hГ (высота над XOY) рассчитывается по формуле

h_Г = tg ₁ X_Ц² + Y_Ц² (2.13.)

Значение истиной высоты hИ (относительно земной поверхности) определяется известным выражением:

r₁

h_Ц = h_Г + , (2.14) 2R_Э

где r - наклонная дальность (r = hГ / sin 1)

RЭ - эквивалентный радиус Земли.

На основе рассчитанных пространственных координат ПАП в соседних циклах обработки решаются задачи обнаружения пеленговой траектории, сглаживание ее параметров и сброса с сопровождения.

2.2 Построение схемы тракта обработки сигнала.

РЛС боевого режима с ФАР.

Радиолокационная станция предназначена:

- для обнаружения, определения координат и сопровождения самолетов стратегической и тактической авиаций, авиационных ракет, а также малоразмерных малоскоростных летательных аппаратов;

- для распознавания классов целей;

- для определения государственной принадлежности воздушного объекта;

- для пеленгации постановщиков активных шумовых помех (АШП);

- для выдачи радиолокационной информации (РЛИ) с целью наведения истребительной авиации и целеуказания ЗРК при работе в составе автоматизированных и неавтоматизированных группировок войск ПВО;

Рис.2.9 Алгоритм совместной обработки пеленгов

- для отображения индивидуальной и полетной информации на рабочих местах операторов РЛС и УВ (устройство выносное) в целях обеспечения безопасности полетов своей авиации, а также отображения путевой скорости воздушного объекта и информации превышения (принижения) высоты полета истребителя и цели (по запросу оператора).

Структурная схема РЛС приведена на рисунке.

Сигнал эталона, сформированный в системе синхронизации, поступает на вход аппаратуры передающего устройства, осуществляющей частотные преобразования (перенос частоты «вверх») на рабочую частоту РЛС и усиление мощности. Для осуществления переноса частоты «вверх» используются сигналы гетеродинов Гет.1, Гет.2 и Гет.3.

Усиленный по мощности высокочастотный зондирующий сигнал подается на выход аппаратного комплекса (АК) и далее на вход токосъемника высокого уровня мощности (ВС ВУМ) антенно-аппаратного комплекса (ААК), с выхода которого поступает на аппаратуру формирования диаграммы направленности антенны (ДНА) на прием-передачу, осуществляющую излучение мощности в заданный азимутально-угломестный сектор пространства.

В зависимости от команд, формируемых аппаратурой управления, размещенной в АК и ААК, излучение может осуществляться в двух режимах:

- в основном режиме с «засветкой» угломестного сектора от 0є до 45є;

- в режиме верхнего луча с «засветкой» угломестного сектора от 15є до 45є.

Принимаемые из пространства эхо-сигналы локационного канала с выхода аппаратуры формирования ДНА поступают на многоканальную приемную аппаратуру основного канала (56 блоков 234-052-01), осуществляющую частотные преобразования (перенос частоты «вниз»), аналоговую частотную фильтрацию, аналого-цифровое преобразование, цифровую частотную фильтрацию и преобразование выходной информации в помехозащищенный код типа «Манчестер-II» с временной упаковкой двух квадратурных составляющих.

Для осуществления переноса частоты «вниз» используются сигналы гетеродинов Гет.1, Гет.2, Гет.3, формирующиеся в аппаратуре ПД и поступающие через соответствующие вращающиеся соединения и устройства распределения ААК.

Эхо-сигналы основного локационного канала с выхода ААК подаются на аппаратуру автоподстройки и пространственной фильтрации, осуществляющую амплитудную и фазовую автоматическую коррекцию отдельных каналов между собой и формирование многолучевой диаграммы направленности антенны на прием.

Автоподстройка осуществляется по специальному сигналу КС, поступающему с выхода аппаратуры формирования сигнала КС, размещенной в ААК, и далее на соответствующие входы направленных ответвителей аппаратуры формирования ДНА и основного и компенсационных каналов.

С выхода аппаратуры автоподстройки и пространственной фильтрации эхо-сигналы угломестных каналов поступают на аппаратуру обработки локационных каналов, осуществляющую последовательно следующие операции:

- автокомпенсацию АШП;

- защиту от пассивных помех типа МП (местные предметы), дипольная помеха, двухслойная помеха;

- нормирование динамического диапазона;

- оптимальную фильтрацию;

- защиту от мешающих отражений типа «ангел»;

- детектирование;

- некогерентное накопление;

- стабилизацию уровня ложных тревог.

Для защиты от АШП, принимаемых по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны, используются эхо-сигналы, принимаемые антеннами компенсационных каналов, которые после обработки в аппаратуре формирования ДНА компенсационных каналов и многоканальной приемной аппаратуре компенсационных каналов поступают на вход низкочастотного токосъемника (ВС НЧ) и далее на вход аппаратуры обработки локационных каналов АК, осуществляющей межканальную ортогонализацию сигналов трех компенсационных каналов, распределение и выдачу их на соответствующие входы устройств защиты от АШП и непосредственно автокомпенсацию мешающих сигналов этих помех в каждом угломестном канале.

С выхода аппаратуры обработки локационных каналов эхо-сигналы подаются на вход аппаратуры первичной обработки, осуществляющей отбор по максимуму из десяти угломестных каналов и измерение координат обнаруживаемых целей.

Радиолокационная информация с выхода аппаратуры первичной обработки в виде кодограмм поступает на вход аппаратуры вторичной обработки, осуществляющей автоматический захват на автосопровождение обнаруживаемых целей, формирование трассовой информации, стабилизацию уровня ложных тревог и выдачу формуляров по всем обнаруженным целям.

Выходная информация проходит на аппаратуру отображения для визуальной индикации и на аппаратуру сопряжения и передачи данных, предназначенную для преобразования и выдачи информации внешним потребителям.

Сигнал сформированный в аппаратуре определения государственной принадлежности воздушных объектов по каналам З и З ПБЛ поступает на выход АК и далее на вход токосъемника малого уровня мощности ААК (ВС МУМ), с выхода которого подается на аппаратуру формирования ДНА каналов З и З ПБЛ, осуществляющую излучение мощности в пространство.

Принимаемые из пространства ответные сигналы воздушных объектов с выхода аппаратуры формирования ДНА канала З поступают на вход токосъемника малого уровня мощности и далее на выход ААК. С выхода ААК сигналы канала З подаются на аппаратуру определения государственной принадлежности, где происходит дешифрация полученной информации и ее идентификация по критерию «свой-чужой».

Управление режимами работы комплекса, формирование временных сигналов управляющих работой отдельных устройств и систем осуществляется с помощью аппаратуры управления и хронизации, размещенной в АК, причем выдача сигналов хронизации на ААК осуществляется в виде одноразрядного цифрового последовательного кода, формирующего комплексный сигнал хронизации (КСХ).

Кроме перечисленных выше устройств в состав РЛС входит аппаратура систем:

- контроля и диагностирования;

- вращения и развертывания антенной системы;

- обеспечения тепловых режимов (СОТР);

- противопожарной защиты.

В блоке осуществляется основная обработка РЛИ по каждому угломестному каналу.

Каждый такой блок состоит из следующих устройств, приведенных ниже.

Устройство автокомпенсации осуществляет защиту от АШП, действующих по боковым лепесткам ДНА, и выполнено в виде трехступенчатого цифрового автокомпенсатора по схеме Грамма-Шмидта. На основной вход автокомпенсатора поступают эхо-сигналы соответствующего угломестного канала, а на компенсационные входы - эхо-сигналы, принятые тремя компенсационными каналами.

Эхо-сигналы компенсационных каналов поступают с токосъемника в виде, аналогичном виду сигналов основных локационных каналов, на вход блока, где происходит межканальная ортогонализация сигналов. С выхода блока эхо-сигналы поступают на блок , где происходит формирование шины эхо-сигналов компенсационных каналов и выдача этих сигналов на входы компенсационных каналов автокомпенсаторов, расположенных в блоках.

Устройство СДЦ осуществляет защиту от пассивных помех типа МП (местные предметы), дипольная помеха, двухслойная помеха. Выбор и переключение режимов работы устройства СДЦ производится сигналами управления. Для формирования этих сигналов используется РЛИ специального канала, перекрывающего всю заданную угломестную зону, которая с выхода блока подается на основной вход первого цифрового автокомпенсатора и информация нижнего угломестного канала, поступающая на основной вход второго автокомпенсатора. На компенсационные входы первого и второго автокомпенсаторов поступают эхо-сигналы компенсационных каналов. С выхода автокомпенсатора сигналы поступают на выход и далее на блок, где измеряется доплеровская частота дипольной помехи, формируется карта местных предметов и преобразуется полученная информация в сигналы управления режимами работы устройства СДЦ. Эти сигналы поступают на вход блока, где происходит формирование шины управления и выдача их на соответствующие входы управления корреляционными каналами блоков.

Устройство нормирования динамического диапазона сигналов с выхода фильтра СДЦ осуществляет нормирование путем умножения РЛИ на нормирующий множитель. Для вычисления этого множителя продетектированные и проинтегрированные эхо-сигналы каждого из пяти блоков поступают на блок, где происходит отбор по максимуму из пяти каналов. Аналогичным образом происходит обработка информации для пяти блоков второго шкафа. Выходные сигналы с блоков поступают на блок, где происходит отбор по максимуму между двумя каналами, интегрирование и вычисление нормирующего коэффициента. Значение этого коэффициента в виде цифрового кода подается на соответствующие входы блоков и далее - на устройство нормирования динамического диапазона каждого из десяти блоков.

Устройство оптимальной фильтрации (ОФ) обеспечивает оптимальную фильтрацию ЛЧМ сигналов.

Устройство бланкирования осуществляет защиту от ответной помехи и подавление сигналов, принимаемых по боковым лепесткам ДНА в азимутальной плоскости.

Для формирования команды на бланкирование отобранные по максимуму и проинтегрированные в блоке сигналы, использующиеся для выработки нормирующего коэффициента.

3. Разработка структурной схемы системы пеленгации

Система пеленгации РЛС состоит из 20 устройств пеленгации, по одному в каждом угломестном канале, схемы отбора максимума угломестного канала и схемы измерения угловых координат.

Каждое устройство пеленгации одного угломестного канала состоит из интегратора по дальности, накопителя азимутальной пачки, формирователя адаптивных порогов, двух умножителей, двух пороговых устройств и схемы отбора по максимуму.

С выхода аппаратуры пространственной фильтрации дальностные дискреты интегратора Zm образуются путем суммирования взятых по модуля N=27 дальностных дискретов из одного такта зондирования и, следовательно, следует с периодом, равным периоду зондирования. Для интегрирования используется устройство типа 'скользящее окно'. Отчеты с выхода этого 'окна' берутся один раз за такт локации в специально отведенном для этого временном интервале. Таким образом, информация на входе аппаратуры пеленгации обновляется не каждый квант дальности, а один раз за такт локации, что позволяет упаковать отсчеты Z1 - Zm во времени. Затем дискреты Zm из 24 периодов зондирования суммируются в безвесном накопителе азимутальной пачки по уровню 3 дБ, что составляет примерно 24 периода зондирования.

С выхода накопителя сигнал поступает на формирователь адаптивных порогов, состоящий из линии задержки и двух сумматоров. Интервалы между отводами линии задержки 2 равны 24 периодам зондирования. На выходе сумматоров 2 и 3 формируются соответствующие пороговые значения, которые отличаются друг от друга в области главного и боковых лепестков обнаруживаемого ПАП. Пороговые значения после умножения на коэффициенты К1 и К2 поступают на пороговые устройства 1 и 2, на вторые входы которых поступает обнаруживаемый сигнал с центрального отвода линии задержки 2.

Сигналы, превысившие пороговые значения, объединяются с помощью схемы отбора по максимуму и поступают на схему измерения. Азимутальная координата ПАП по положению временного максимума сигнала, а угломестная координата по положению временного максимума сигнала, а угломестная координата определяется по соотношению амплитуд сигналов в двух угломестных каналах (максимальном и наибольшим из двух соседних), взятому в момент достижения временного максимума. Максимальное значение амплитуды ПАП и результаты измерения угловых координат передаются на систему предварительной обработки информации.Интегратор по дальности.

Суммирование дальностных дискрет происходит в интеграторе по дальности, который представлен обнаружителем типа “скользящее окно”. Рассмотрим принцип работы данного устройства более подробно.

Алгоритм оптимального обнаружения пачки бинарно-квантованных сигналов представляется в виде

,

xi - значение сигнала(0 или 1) на i-ой позиции пачки;

ni - весовой коэффициент, зависящий от значения вероятностей получения нулей и единиц на i - й позиции пачки;

М - число импульсов в пачке(число позиций);

Последовательность коэффициентов ni называют весовой функцией обнаружения.

Из формулы видно, что обнаружение пачки сводится к суммированию значений весовой функций на тех позициях, где xi=1, и сравнению результата суммирования с порогом С, при превышение которого выдается решение об обнаружении. В связи с этим устройство, реализующее данный алгоритм, называют весовым бинарным обнаружителем.

При бинарном квантовании весовой функции обнаружения в интервале, соответствующем ширине диаграммы направленности РЛС, она будет тождественно равна единице, накопление в этом интервале становится равновесным, представленный алгоритм сводится к счету единиц и сравнению результата с цифровым порогом. Из-за отсутствия весового суммирования возникают дополнительные потери порядка 1,5 дБ, однако техническая реализация алгоритма обнаружения значительно упрощается.

Следует отметить, что в РЛС данную процедуру необходимо осуществлять в каждом дальномерном канале. Такой канал называется обнаружителем движущегося окна, поскольку обработка осуществляется синхронно с перемещением луча по азимуту, а размер движущегося окна соответствует ширине диаграммы направленности антенны в азимутальной плоскости.

Обнаружитель может быть реализован на базе счетчиков, как показано на схеме. Одноразрядный АЦП(квантизатор) осуществляет дискретизацию и квантование выходных сигналов амплитудного детектора. Последовательность нулей и единиц через ключ соответствующего канала дальности поступает на сдвигающий регистр и суммирующий вход реверсивного счетчика. Число разрядов сдвигающего регистра выбирается равным числу импульсов в пачке. С каждым очередным зондированием осуществляется сдвиг содержимого регистра на один разряд вправо. При этом из последнего разряда регистра выталкивается 0 или 1. Поступая на вычитающий вход реверсивного счетчика, они соответственно либо не изменяют его состояние, либо уменьшают значение имеющегося в счетчике числа на единицу. Число, записанное в счетчике, сравнивается далее с цифровым порогом (с число К), и зависимости от результата сравнения на выходе обнаружителя появляется единица или нуль.

Если вероятности обнаружения и ложной тревоги на всех позициях пачки принять одинаковыми и равными соответственно Робн1 и Рлт1, то вероятности правильного обнаружения и ложной тревоги в обнаружителе движущегося окна при известном угловом положении цели определяются по формулам:

Робн = СymPyобн 1 (1-Робн1)м-y;

Рлт = СymPyлт 1 (1-Робн1)м-y;

где Сym=M!/[Y!(M-Y)!] - число сочетаний из М по Y.

Данные формулы позволяют оценивать эффективность цифрового накопителя, а определять требуемый порог квантования, обеспечивающий заданную вероятность ложной тревоги. При заданных К, М, и Рлт из последней формулы определяется Рлт1.

Для каждого М существует оптимальное значение Копт?1,5vМ, при накоплении бинарно-квантованных сигналов по сравнению с аналоговым некогерентным накоплением невелики.

Линия задержки.

Линия задержки предназначена для задержки во времени и накопления сигнала. Ее можно представить в виде последовательно соединенных инверторов, каждый из которых задерживает сигнал на определенный интервал времени. В зависимости от требуемого интервала задержки выбирается количество инверторов(рис.3.1).

Рис.3.1 - Линия задержки

Сумматор.

Для суммирования сигналов, поступающих с линий задержек, возьмем сумматор для параллельных операндов с параллельным переносом, такие сумматоры разработаны для получения максимального быстродействия.

Рассматриваемые сумматоры - комбинационные схемы, и вырабатываемые ими функции могут быть представлены в нормальных формах, что приводит к двухъярусной реализации при наличии парафазных аргументов и к трехъярусной при однофазных аргументах. Таким образом, предельное быстродействие оценивается (2-3) элементарными задержками. Однако реальные схемы таких пределов не достигают, т.к. построение сумматоров многоразрядных слов на основе нормальных форм дало бы неприемлемо громоздкие схемы. Реальные схемы имеют модульную структуру, т.е. состоят из подсхем (разрядных схем), что резко упрощает их, но не дает предельно возможного быстродействия (рис.3.2).

Пороговое устройство.

Предназначено для сравнения, поступившего сигнала, с порогом и в случае его превышения передачи сигнала далее. Представленное пороговое устройство состоит из 2 регистров и компаратора. На входы регистров поступает полезный и опорный сигнал, после запоминания в регистрах сигналы поступают на компаратор, где и сравниваются. Если сигнал превышает порог, то он проходит через компаратор и поступает на выход(рис.3.3).

Рис. 3.2 - Параллельный сумматор с параллельным входом

Рис.3.3 - Пороговое устройство.

Схема отбора по максимуму.

Предназначена для отбора максимального из двух сигналов, поступающих с пороговых устройств. Сигналы на входе схемы поступают на входные регистры, где и запоминаются. Далее сигнал со входа 1 поступает на компаратор, пройдя через регистр, а со входа 2 напрямую поступает на компаратор. В компараторе сигналы сравниваются и результат сравнения поступает, через цепочку обратной связи, поступает на регистр, где запоминается. Перед выходом результирующий сигнал запоминается в выходном регистре(Рис.3.4).

Рис. 3.4 - Схема отбора максимума

Схема отбора по максимальному угломестному каналу.

Предназначена для отбора максимального (по амплитуде) канала и формирования сигналов управления для устройств ПБЛ и пеленга. Ячейка состоит из входных регистров(DD1-DD6), схемы отбора максимального канала(DD15-DD20), регистра выхода(DD21-DD23), регистров выхода имитатора(DD25-DD30), формирователя сигналов управления(DD35-DD45), и мультиплексора контроля(DD32-DD34).

Формирователь сигналов управления работает следующим образом.

Сигнал ”ИС-0,133” поступает с разъема ячейки 13А через буфер DD8 на вход с триггера DD42/2 на выходе Q, которого формируется сигнал ”ИС-0,266”. Начальная установка триггера DD42/2 осуществляется сигналом “ИУ”, поступающим на вход R триггера через буфер DD8. Формирование сигналов с длительностью ф=0,266 мкс и периодом Т=1,6 мкс осуществляется на счетчике DD37 и дешифраторе DD43. На вход параллельной записи EWR счетчика DD37 поступает сигнал “НСтЭ” отрицательной полярности, пришедший с разъема ячейки 15А через буфер DD8 и схему 2N(DD36). По сигналу “НСтЭ” осуществляется запись начальной установки счетчика по коду, поступающему со входа А мультиплексора DD41. После окончания сигнала “НСтЭ” счетчик DD37 начинает считать с записанного начального кода 0 до 15. Затем по сигналу переноса “СР” (DD37), поступающему через DD7 и схему 2И(DD36) на вход “EWP” счетчика DD37, осуществляется запись начального кода 10 со входа В мультиплексора DD41 и счетчик начинает считать с 10 до 15, такой режим счета осуществляется до следующего “НСтЭ”.Выходы счетчика DD37(три младших разряда) поступают на входы дешифратора DD43 на выходах У2-У7, которого формируются сигналы с ф=0,266 мкс и Т=1,6 мкс. Формирование управляющих стробов на выходах У2-У7 дешифратора DD44 осуществляется в стробе от “НСтЭ” до “И3П1С” в одном режиме, а в стробе от “И3П1С” до “ИУ” в другом режиме.

В стробе от “НСтЭ” до “И3П1С” счетчик DD38 и дешифратор DD44 работает аналогично счетчику DD37 и дешифратору DD43. Код начальной установки на счетчик DD38 поступает с мультиплексора DD41, а на счетный вход “С” счетчика DD38 поступает сигнал “ИС-0,266”, прошедший с DD42/5 через мультиплексор DD35. В стробе от “И3П1С” до “ИУ” формирование управляющих стробов на выходах дешифратора DD44 осуществляется по следующему алгоритму. Объединенный сигнал “И3П1С” и “И3П2С” сформированный на схеме 2И(DD36) из сигналов “И3П1С” и “И3П2С”, поступающих с разъема ячейки 22С и 21С соответственно, поступает на последовательный вход D сдвигового регистра DD31 и через инвестор DD7 на управляющий вход МО сдвигового регистра DD39,DD40. Во время сигналов “И3П1С” и “И3П2С” по сигналу, поступающему с DD43/7 на вход С сдвигового регистра DD39,DD40 производится запись в этот регистр параллельного кода. После окончания сигналов “И3П1С” и ”И3П2С” на сдвиговом регистре DD39,DD40. Меняется режим записи на режим сдвига и на выходах регистров DD39,DD40 образуется пять последовательностей сигналов отрицательной полярности с длительностью ф=1,6 мкс и периодом Т=1,6*5 мкс сдвинутых друг относительно друга на 1,6 мкс. Одна из этих последовательностей поступает с DD40/15 через мультиплексор DD38. Во время сигналов “И3П1С” и ”И3П2С”, задержанных на сдвиговом регистре DD31 и прошедших через схемы 2И(DD36) на управляющий вход EWR счетчика DD38, в счетчик DD38 производится запись кода 10 начальной установки, поступающих со входа В мультиплексором DD41. После сигналов “И3П1С” и ”И3П2С”счетчик переходит в режим счета с10 до15.Таким образом, на выходах дешифратора DD44 формируется сигнал с длительностью ф=1,6*5=8 мкс и периодом Т=1,6*5*6=48 мкс.

По сформированным сигналам управления ячейка работает следующим образом.

По сигналу “Установ”, поступающему с разъема ячейки 3С, осуществляется установка регистров DD15-DD17,DD21-DD23,DD25-DD31 в нулевое состояние. Входная информация с разъема ячейки ВХ.1, ВХ.2, ВХ.ИМИТ, в виде 12 разрядных прямых кодов поступает на входные регистры DD1-DD6 регистры имитатора DD25-DD30 соответственно и записываются в эти регистры по сигналам, поступающим на вход С. Выходы входных регистров DD1-DD6 и регистров имитатора DD28-DD30 объединены третьему состоянию в единую шину.

В зависимости от сигналов, поступающих на вход EZ регистров DD1-DD6,DD28-DD30, в единую шину поступает информация либо с регистра DD1-DD3, либо с регистра DD28-DD30. Информация с выходов регистра DD25-DD27 поступает на разъем ячейки “ВЫХ. ИМИТ ИНТ” и на вход А мультиплексора DD32-DD34, на вход В которого поступает информация из единой шины. На выходе мультиплексора контроля DD32-DD34 информация переключается по сигналу “CE” Конт., поступающему с разъема ячейки 7В через буфер DD24 на управляющий вход СЕ контрольного мультиплексора. С выхода контрольного мультиплексора информация поступает на раздел ячейки “ВЫХ. КОНТ”.

Мультиплексор DD25-DD27 может быть переведен в третье состояние по сигналу “CS КОНТ”, поступающему с разъема ячейки 11С.

Регистр DD25-DD27 может быть переведен в третье состояние по сигналу “EZ2 ИМИТ“, поступающему с разъема ячейки 5В через буфер DD24.

Регистр DD28-DD30 может быть переведен в третье состояние по сигналу “EZ1 ИМИТ“, поступающему с разъема ячейки 6В через буфер DD24.

Схема отбора максимального канала состоит из схем сравнения DD18-DD20 и регистра схемы сравнения, в качестве которого используется счетчик DD15-DD17. На вход А схемы сравнения и на вход регистра схемы сравнения информация поступает из единой шины, а на вход В - с выхода регистра схемы сравнения.

Алгоритм работы схемы отбора максимального канала следующий.

Сначала в интегратор дальности поступает сигнал с входного регистра DD1-DD3, который записывается в регистр схемы сравнения DD15-DD17. Затем в шину поступает сигнал со входного регистра DD4-DD5 в зависимости от результата сравнения в регистре схемы сравнения сохраняется сигнал с регистра DD1-DD3, если сигнал с регистра DD1-DD3 больше сигнала с регистра DD4-DD6 или в регистр сравнения записывается сигнал с DD4-DD6 больше сигнала с регистра DD1-DD3. Отобранный таким образом мах сигнал записывается в выходной регистр DD21-DD23 и поступает на разъем ячейки “ВЫХ”(рисю 3.5).

Схема измерения.

Данная ячейка выполнена процессорным методом. Предназначена для вычисления угломестного направления на ПАП. В ней происходит вычисление соотношений между мощностями помехи в двух, с максимальной принимаемой мощностью и ближайшем к нему. На АЛУ умножителе реализован процессор основных алгебраических операций. Измеритель реализует некоторые специальные алгоритмы измерения.

Рис.3.6 - Схема измерения

Заключение

Данная работа является конечным результатом детального изучения средств пеленгации и разработки системы пеленгации нового уровня. В работе произведен анализ применения вероятным противником постановки АШП для подавления работы радиоэлектронных средств. На данный момент при проведении наступательной операции огромное значение придается применению авиации для захвата господства в воздухе, а вместе с тем средствам радиоэлектронного подавления. В первой главе описаны средства, используемые вероятным противником. Во всех воздушных наступательных операциях в первую очередь использовались самолеты РЭБ для подавления средств ПВО. Вследствие этого своевременное обнаружение самолетов данного типа является первоочередной задачей.

Итогом данного дипломного проекта явилось создание пеленгационного устройства нового типа с более высокими параметрами. Главной инновацией данной системы является применение двух диаграммы направленности. Одна имеет стандартную колокообразную форму, другая представляет два колокообразных лепестка максимумы, которых разнесены на одинаковые интервалы от максимума главной диаграммы направленности. Обнаружение ПАП происходит, когда сигнал на входе приемника достигает максимума в главном лепестке. Выполнение системы пеленгации на цифровой платформе позволило достичь высоких показателей в скорости обработки и точности вычитаемых величин.

Проблема применения средств РЭБ наиболее актуальна, т.к. именно от качества радиоэлектронного подавления на этапе современного вооруженного воздействия начинается вооруженное вторжение. В связи с этим своевременное обнаружение ПАП, с заданной точностью, качеством и быстротой обнаружения, является наиболее приоритетной задачей.

Данная работа не дает окончательного решения этой проблемы, но предложенное решение при последующем детальном изучении может максимально приблизить к решению данной проблемы.

Чтобы люди начали думать над проблемой, ее нужно сформулировать и предложить ее решение(пусть даже спорное). В этом назначение и смысл моей работы. В науке и жизни постановка проблемы имеет не меньшую ценность, чем е решение. Решению всегда должна предшествовать постановка проблемы. Более того, если проблема трудна, то даже ошибочное ее решение способствует продвижению к истине. Так, концепция эфира, разлитого в мировом пространстве, созданная Лоуренсом, оказалась ошибочной, но, преодолевая теорию эфира, Эйнштейн сформулировал теорию относительности. Впрочем, современная наука склонна признать и теорию относительности, и присутствие эфира и черной материи в пространстве мироздания. Так что не сразу становится точно известно, что в науке ошибка а что истина. У идей своя непростая жизнь. И решения, и идеи решений не похожи на тротуар Невского проспекта, ни на мостовую Бродвея. Идея, представленная в данной работе, обнаружения средств РЭБ не нова и не явит собой прорыв в науке и технике. Но она представляет собой некий новый подход, который при дальнейшим развитии, возможно и станет именно тем самим необходимым решением.