Статья: Сравнительная оценка помехоустойчивости шумовых и импульсных РЛС

Расчет проводился для периода ложной тревоги РЛС, равного Тлт = 900 с и вероятности обнаружения - не менее 0, 8. При этом учитывалась разница в количестве дальномерных каналов рассматриваемых РЛС. Вероятность ложной тревоги в каждом дальномерном канале рассчитывалась по формуле

,

где - число каналов по дальности с максимальным усилением приемного тракта (при фиксированном пороге) или с минимальным порогом (при фиксированном коэффициенте усиления приемного тракта РЛС); DR - разрешающая способность РЛС по дальности.

Требуемые коэффициенты различимости определялись на основе выражений для расчета вероятностей обнаружения для случаев нефлюктуирующей

(15)

и флуктуирующей цели

. (16)

Другие параметры, необходимые для расчетов принимались равными: NШ = 5 - коэффициент шума приемника; Т=300оК - шумовая температура антенны; k=1, 38•10-23 - постоянная Больцмана

Рис.1. Зависимость требуемой мощности передатчиков импульсных и шумовых РЛС от дальности действия

Результаты расчета требуемой мощности передатчика для рассматриваемых РЛС в зависимости от дальности действия приведены на рис. 1

Рис.2. Зависимость дальности разведки РЛС средствами РТР от дальности действия РЛС

На рис.2 представлены зависимости дальности разведки РЛС средствами РТР в зависимости от дальности действия РЛС при их разведке по главному, ближним и дальним боковым лепесткам диаграммы направленности антенны РЛС.

Из рис.2 видно, что средняя мощность импульсных РЛС примерно в 6 раз или на 7 дБ больше, чем средняя мощность шумовых РЛС, что обусловлено в первую очередь требуемыми значениями коэффициента различимости при обнаружении флуктуирующего и нефлуктуирующего сигналов.

Из рис.2, также следует, что при одинаковых дальности действия, секторе поиска и скорости сканирования дальность разведки импульсных РЛС средствами РТР существенно больше, чем шумовых РЛС. Так, в нашем случае, импульсная РЛС с дальностью действия 5 км обнаруживается средствами РТР, удаленными от нее на 30 км даже по дальним боковым лепесткам. Средства РТР, расположенные на удалении 5 км от РЛС, способны обнаруживать по дальним боковым лепесткам импульсные РЛС с дальностью действия 2 км.

При удалении на 30 км от ШРЛС, средства РТР обнаруживают их по главному лепестку, если дальность действия последних превышает 6 км, по ближним - если дальность действия превышает 16 км и по дальним - если дальность действия больше 25 км. При удалении средств РТР на 5 км от ШРЛС, аналогичные значения соответственно составляют 2, 8; 8, 3 и 16 км.

Следует отметить, что для определения координат позиции РЛС необходимо обнаружить ее сигнал и идентифицировать его как минимум хотя бы с двух направлений. При этом, для идентификации сигнала РЛС после его обнаружения или одновременно определяют параметры сигнала (длину волны, частоту повторения, длительность импульса или ширину его спектра). При обнаружении импульсных РЛС у средств РТР проблем не возникает.

Что же касается шумовых РЛС, то при их обнаружении по главному или ближним боковым лепесткам, реализации принятых каждым из постов РТР сигналов будут некоррелированны между собой, что практически исключает возможность их идентификации на фоне шумов приемника РТР даже в дуэльной ситуации.

Для примера в табл. 1 приведены значения показателя скрытности для импульсной и шумовой РЛС с дальностью действия 15 км.

Из табл. 1 видно, что при удалении средств РТР от РЛС на 5…30 км ШРЛС не обнаруживается ими по дальним лепесткам ДНА. Импульсная РЛС обнаруживается указанными средствами РТР во всех случаях [4-8].

Таким образом, из изложенного следует, что при одинаковых тактико-технических характеристиках скрытность шумовых РЛС с большой базой существенно выше, чем импульсных.

Таблица 1. Значения показателя скрытности импульсной и шумовой РЛС

Для сравнения помехоустойчивости рассматриваемых РЛС были рассчитаны относительные площади разведки двух РЛС с дальностью действия 15 км - импульсной и шумовой, при воздействии активных помех с одинаковой мощностью на входе. При этом предполагалось, что станция помех находится в центре сектора разведки на удалении 30 км от РЛС.

При расчете принималось, что энергетический потенциал станции помех равен 105 Вт, коэффициент усиления антенны станции помех - 1000.

Полученные значения относительной площади разведки составили:

для импульсной РЛС - 0, 168

для шумовой РЛС - 0, 589.

Из полученного результата видно, что по эффективности работы в условиях помех шумовая РЛС примерно в 3, 5 раза превосходит импульсную РЛС.

Рис.3. Зависимость дальности действия РЛС от угла ДНА на станцию помех в градусах

Для наглядности на рис. 3 приведены графики зависимости дальности действия рассматриваемых РЛС в зависимости от угла отклонения ДНА РЛС от направления на станцию помех.

Проведенная оценка скрытности и помехоустойчивости импульсных и шумовых РЛС при одинаковых дальности разведки, секторе разведки и скорости сканирования ДНА по показателям "относительная скрытность" и относительная площадь разведки", показала следующее.

1. В условиях воздействия активных помех с энергетическим потенциалом 10⁵ Вт по показателю "относительная площадь разведки" шумовая РЛС в 3, 5 раза превосходит импульсную.

2. Широкополосные РЛС с шумовыми и шумоподобными сигналами с большой базой обладают существенными преимуществами перед обычными импульсными РЛС по скрытности работы и помехоустойчивости, что указывает на целесообразность их использования для решения задач различного, в том числе и оборонного назначения.

Таким образом, скрытность шумовых РЛС существенно превышает скрытность импульсных. Шумовая РЛС с дальностью действия 15 км не обнаруживается средствами РТР, удаленными от нее на 5…30 км по дальним боковым лепесткам. Импульсная РЛС с такой же дальностью действия обнаруживается средствами РТР во всех случаях.

шумовой импульсный радиолокационный передатчик

Литература

1. Фадеев A.M. Шумовые радиолокационные системы, (Обзор), "Зарубежная радиоэлектроника", 1968, № 4.

2. Волжин А.Н., Кузьмичев В.Е., Кислов В.Я. и др. Способ радиолокации со спектральной обработкой сигналов. Авторское свидетельство № 792183 от 1.9.80.

3. Быстров Р.П., Дмитриев В.Г., Потапов А.А., Соколов А.В. Проблемы радиолокационного обнаружения малоконтрастных объектов. / Вопросы перспективной радиолокации. Коллективная монография. Под ред. А.В. Соколова. - М.: Радиотехника, 2003. - 512 с.

4. Кузьмичев В.Е., Хачевский В.А. Шумовые РЛС со спектральной обработкой сигналов гребенчатыми фильтрами. / XII Международная конференция по спиновой электронике и гировекторной электродинамике. 19-21 декабря 2003 г., Москва (Фирсановка), - с.521-522.

5. Чапурский В. В. Широкополосные и сверхширокополосные сигналы и системы. // - М.: Сборник статей, Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2012. - С. 114-122.

6. Быстров Р.П., Кузьмичев В.Е. Радиолокационное обнаружение объектов шумоподобными сигналами с большой базой. Коллективная монография. «Обнаружение и распознавание объектов радиолокации» /Под ред.А.В. Соколова. // -М.: «Радиотехника», 2007. - 175 с.

7. Быстров Р.П., Кузьмичев В.Е., Соколов А.В. Характеристики обнаружения шумовых РЛС. // Труды XV Международной конференции по спиновой электронике и гировекторной электродинамике, 2007. - с. 104-106.

8. Ксендзюкдзук А. В. Использование шумоподобных сигналов в радиолокационных системах дистанционного зондирования, «Электромагнитные волны и электронные системы». № 9-10 2004 г. - с. 11-18.