Глава 6. Помехи радиолокационным системам

6.1. Общие сведения

Помехами могут являться любые воздействия, снижающие эффективность РЛС, т.е. уменьшающие дальность действия и точность измерений. К числу таких помех относятся электромагнитные воздействия, которые ухудшают тактические характеристики РЛС, мероприятия, снижающие наблюдаемость целей, а также специальные приемы, в том числе организационные, нарушающие нормальную работу РЛС.

По характеру возникновения электромагнитные помехи разделяются на пассивные и активные, а в зависимости от причины возникновения - на естественные (неорганизованные) и умышленные (организованные). Кроме того существуют и комбинированные помехи.

Пассивные помехи создаются отражениями радиолокационных сигналов от объектов, находящихся в зоне обзора РЛС. Естественные пассивные помехи это отражения от земной и морской поверхностей; местных предметов; метеообразований или гидрометеоров (дождь, снег, туман); атмосферных неоднородностей (следы метеоритов в атмосфере, молнии, «ангелы» и т.п.). Умышленные пассивные помехи это отражения от облаков дипольных отражателей, аэрозолей или ионизированных частиц, а также отражения от ложных целей.

К числу особенностей пассивных помех относятся:

- появление их только при работе передатчика радиолокаторов;

- расположение источника помехи либо в одном элементе разрешения с полезной целью, либо в непосредственной близости от него;

- значительное превышение мощности помехи над мощностью собственных шумов приемника (динамический диапазон пассивных помех, т.е. отношение мощности пассивной помехи к мощности шума может достигать 90 дБ);

- отличие пассивных помех от сигналов, отраженных от движущихся целей, из-за разных динамических характеристик отражающих объектов (радиальная скорость, ускорение и т.п.) или статистических характеристик (корреляционная функция или спектральная плотность мощности) самих помех.

Активные помехи представляют собой электромагнитные колебания, которые создаются каким-либо источником в диапазоне частот РЛС.

Естественные активные помехи это воздействия на антенны и приемники РЛС электромагнитных сигналов других радиосистем, работающих в том же диапазоне радиоволн. К естественным активным помехам относятся атмосферные и космические шумы, собственный шум приемника, а также промышленные помехи. Кроме того, мешающее воздействие могут оказывать взаимные помехи, т.е. сигналы близко расположенных РЛС.

Организованные активные помехи это воздействия на антенны и приемники РЛС сигналов специальных генераторов помех (ГТТ). Различают активные прицельные помехи, спектр которых концентрируется около несущей частоты подавляемой системы; заградительные помехи с широким спектром, занимающим определенный диапазон частот, в котором работают подавляемые РЛС, и ответные помехи, представляющие собой переизлученные генератором помех сигналы РЛС. Организованные активные помехи создаются специально предназначенными для этого генераторами помех.

В зависимости от характера воздействия активные помехи подразделяются на маскирующие, имитирующие и подавляющие.

Маскирующие активные помехи представляют собой шумовой или гармонический сигнал, модулированный по какому-либо параметру, который, попадая на вход приемника подавляемой системы, искажают полезный сигнал, принимаемый одновременно с помехой. Поэтому после приемного тракта радиосистемы выделить полезный сигнал трудно или просто невозможно. Маскирующие помехи могут быть узкополосными и широкополосными.

Имитирующие помехи обычно похожи на отраженный от цели сигнал, имеют спектр, по форме близкий к спектру сигнала подавляемой радиоэлектронной системы, и создают ложные сигналы и отметки.

Подавляющие помехи оказывают мешающее действие из-за энергетического превышения помехи над сигналом. Для такого подавления необходимы помехи большой мощности, что проще реализовать в узком диапазоне частот.

При спектральной плотности сигнала и помехи для подавления требуется, чтобы где коэффициент подавления помехи в аппаратуре РЛС. Если помеха занимает полосу частот а радиосистема имеет полосу пропускания то и мощность помехи в месте нахождения радиосистемы, необходимая для ее подавления, Таким образом,

чем больше и и меньше тем большая мощность нужна для подавления радиосистемы. Это значит, что заградительные помехи являются более энергоемкими, чем прицельные. Однако при использовании прицельных помех необходимо обеспечить «точную» настройку помехи на несущую частоту сигнала РЛС. Заградительные помехи подавляют все радиосистемы в заграждаемом диапазоне, а прицельные подавляют только ту радиосистему, которая сопровождается по частоте. Сигналы помех могут быть непрерывными (модулированные гармонические колебания и излучение шума) и импульсными. Для создания непрерывных помех применяют амплитудную (AM), частотную (ЧМ), амплитудно-частотную и шумовую модуляции. Действие АМ-помех приводит к искажению полезного сигнала, а также к перегрузке УПЧ, вызывающей подавление сигнала. Действие ЧМ-помехи на приемник радиосистемы подобно действию сигнала на анализатор спектра. Спектр помехи при этом в зависимости от индекса ЧМ сосредоточен в пределах удвоенных значений девиации частоты или частоты модуляции. При нескольких модулирующих частотах или модуляции спектром частот на выходе приемника радиосистемы появляются комбинационные составляющие различных частот, в том числе в звуковом диапазоне (тональные помехи). Все перечисленные непрерывные помехи являются прицельными.

Помехи, основанные на использовании шума, называют шумовыми. Возможны два вида таких помех. При модуляции шумом несущего колебания по какому-либо параметру формируются AM- или ЧМ-шумовые помехи или их комбинация. Шумовые помехи маскируют и подавляют полезные сигналы, а также изменяют уровень ложных тревог в радиолокационных приемниках. Они обычно являются заградительными. При непосредственном излучении шума генерируется прямошумовая помеха, которая в зависимости от ширины спектра может быть как прицельной, так и заградительной.

Импульсные помехи представляют собой импульсы примерно той же формы, что и у подавляемой радиосистемы, но с дополнительной модуляцией по длительности, периоду повторения или амплитуде. Различают синхронные импульсные помехи, когда частота повторения импульсов помехи равна или кратна частоте повторения импульсов подавляемой системы, и несинхронные, когда частоты повторения импульсов помехи и сигнала различаются.

Синхронные помехи создают ложные сигналы, которые при плавном изменении фазы, частоты или задержки создают эффект перемещения ложных целей, т.е. эти помехи являются имитирующими.

Несинхронные импульсные помехи имеют вид последовательности импульсов, параметры которых случайны и создают хаотическую импульсную помеху (ХИП) радиоэлектронным системам.

Кроме перечисленных применяют и ответные импульсные помехи, когда передатчик помех работает в режиме ответчика-ретранслятора. Такие помехи могут быть однократными при излучении одного импульса в ответ на каждый принятый сигнал и многократными при генерации серии мешающих импульсов в ответ на каждый принятый сигнал. Переизлучая принятый сигнал, можно создавать эффективные помехи системам автоматического сопровождения по дальности, скорости и угловым координатам путем изменения при ответе таких параметров излучаемых помех, как их несущая частота, задержка во времени или частота амплитудной модуляции. Совместив ответный сигнал с полезным, плавно изменяют (уводят) параметры ответного сигнала, поэтому такие ответные помехи называют уводящими.

Различные виды помех при воздействии на РЛС особо вредно проявляются при обработке информации различными каналами и устройствами (обнаружитель, дальномер, пеленгатор, измеритель скорости и т.п.).

Активные помехи генерируются передатчиками помех, в состав которых входят генератор радиочастоты (ГРЧ), модулятор и блок управляющего или модулирующего напряжения. В качестве последнего может использоваться разведывательный приемник или анализатор параметров сигнала подавляемой радиосистемы.