2. Череспериодная компенсация организованных маскирующих пассивных помех

Наряду с помехами, обусловленными отражениями радиолокационных сигналов от неподвижных объектов, на РЛС могут действовать специально организованные противником маскирующие пассивные помехи, для борьбы с которыми также применяются устройства череспериодной компенсации или фильтровые системы селекции движущихся целей. Из-за специфических свойств пассивных помех получающиеся при этом характеристики помехозащиты часто отличаются от характеристик, полученных при анализе влияния на РЛС сигналов, поступающих от неподвижных объектов.

Основными источниками пассивных маскирующих помех являются облака дипольных отражателей, особенностью которых является то, что их нельзя считать неподвижными. Отдельные отражатели облака перемещаются случайным образом друг относительно друга за счет турбулентности атмосферы, а само облако под действием ветра движется поступательно как единое целое.

Случайные колебания отдельных отражателей являются причиной амплитудных и фазовых флуктуаций, а поступательное движение облака вызывает допплеровское смещение частоты отражаемых радиосигналов.

Из-за флуктуаций огибающие импульсов оказываются различными. Вследствие этого появляются нескомпенсированные остатки помех, интенсивность которых растет с расширением спектра помеховых сигналов.

В РЛС с внутренней когерентностью допплеровскую частоту, обусловленную поступательным движением облака, приходится компенсировать, регулируя частоту когерентного гетеродина с учетом скорости движения РЛС и скорости ветра. Полагая, что такая система компенсации работает идеально, рассмотрим влияние амплитудных и фазовых флуктуаций облака на РЛС с внутренней когерентностью и устройством череспериодной компенсации [24, 167].

Если зондирующий сигнал РЛС является монохроматическим, то после отражения от облака дипольных отражателей он во входных цепях приемника вызовет напряжение

Здесь медленно меняющиеся по сравнению с случайные огибающая и фаза, а несущая угловая частота.

Эффективность работы устройства череспериодной компенсации будем оценивать коэффициентом подпомеховой видимости определяемым формулой (5.3.18).

Коэффициент прохождения сигнала характеризуется, очевидно, формулой (5.3.15) при замене в ней на на где к допплеровская частота, обусловленная перемещением РЛС и скоростью ветра. Математическое ожидание напряжения вырабатываемое фазовым детектором РЛС при действии на нее пассивных помех, равно нулю. Поэтому с учетом того, что приближенно — стационарный случайный сигнал, коэффициент подавления помехи

где корреляционная функция и дисперсия напряжений соответственно, междупериодный коэффициент корреляции для пассивной помехи на выходе фазового детектора. Поэтому

и, следовательно,

Если таким же образом определить коэффициент для РЛС с устройством двухкратной череспериодной компенсации помех, то получим

При расчетах функцию характеризующую спектральную плотность напряжения при часто определяют как

где среднеквадратический разброс допплеровских частот (половина полосы среднеквадратического энергетического спектра пассивной помехи на уровне 0,61). Тогда

При этом условии

Из формул (5.3.25) и (5.3.26) следует, что коэффициент подпомеховой видимости зависит от частоты связанной со скоростями движения цели, РЛС и ветра, а также от где среднеквадратический разброс радиальных скоростей перемещения дипольных отражателей. При этом чем больше тем меньше Сравнивая между собой формулы (5.3.25) и (5.3.26), можно убедиться, что двукратная череспериодная компенсация ослабляет помехи сильнее, чем однократная. Здесь следует также обратить внимание на наличие слепых скоростей, при которых оказываются равными нулю. В условиях действия пассивных помех борьба со слепыми скоростями, которая может проводиться самыми разнообразными методами [33, 134, 147, 167], весьма актуальная проблема.

При заданных значениях и увеличения можно достичь уменьшением периода Поэтому в реальных условиях иногда могут оказаться целесообразными РЛС с высокими частотами следования импульсов, несмотря на то, что при этом нарушаются условия однозначного определения расстояний между РЛС и целями.

Дальнейшее повышение эффективности подавления пассивных помех обеспечивается устройствами компенсации с корреляционной обратной связью [167]. Эти устройства подобны квадратурным компенсаторам помех, действующих по боковым лепесткам диаграммы направленности

Рис. 5.28.

приемной антенны Основные свойства таких компенсаторов могут быть определены на основе анализа схемы, приведенной в [167]. Этот анализ можно выполнить в соответствии с методикой, рассмотренной в предыдущем параграфе.

Графически зависимость от показана на рис. 5.28. Анализ рис. 5.28 показывает, что при малых значениях коэффициент подпомеховой видимости может достигать нескольких сотен. Однако если (например, при что соответствует ), то значения не превышают десяти.

В заключение отметим, что полученные выше формулы для являются приближенными по крайней мере по двум причинам. Первая из них связана с тем, что не учитывалось совместное действие на смеси помехового к полезного сигналов, вторая — с предположением о стационарности напряжения, обусловленного пассивными помехами

В действительности пассивные помехи порождают практически стационарные случайные напряжения в приемнике РЛС лишь спустя довольно большое время после раскрыва всех пачек дипольных отражателей В процессе же их раскрыва размеры облака малы и на статистические характеристики сигналов существенное влияние оказывает сопутствующая струя постановщика помех (например, самолета).

С увеличением высоты постановки пассивных помех их спектр, как правило, расширяется, что объясняется возрастанием разброса скоростей ветра за счет усиления турбулентности атмосферы.