Файл: Палий, А. И. Радиоэлектронная борьба.pdf

Для нарушения работы системы АСЦ по направлению необходимо измерить частоту сканирования луча антен­ ны и промодулировать по амплитуде с этой частотой излучаемые передатчиком помех ответные импульсы. Изменяя параметры модуляция ложных сигналов, мож­ но отклонить антенну РЛС от направления на реаль­ ную цель. Величина и направление отклонения за­ висят от глубины модуляции помехи и угла сдвига фаз огибающей ложных сигналов относительно опорного на­ пряжения системы управления антенной. Действие по-

Рис. 94. К пояснению формирования сигнала ошибки:

а —сечение ДН сканирующей антенны; б формирование сигнала

ошибки •

мех, промодулированных по амплитуде частотой сканирования луча антенны, аналогично появлению в ДНА подавляемой станции второй цели в стороне от реаль­ ной, в результате чего РЛС может перейти на сопрово­ ждение этой «цели».

При выбивании помехами РЛС из режима АСЦ необходимо снова искать цель, что затрудняет наведение на нее средств поражения.

Передатчики ответных помех имеют небольшие габа­ риты, вес, потребляют незначительную энергию и после предварительной настройки не требуют специального оператора. Это позволяет устанавливать их не только на кораблях и тяжелых самолетах, но и на истребителях и даже ракетах. В усилителях генераторов-ответчиков обычно применяют ЛБВ, обладающие широкой полосой пропускания и большим коэффициентом усиления.

131

Ш у м о в ы е р а д и о п о м е х и

Радиопомехи с регулярной структурой обычно явля­ ются узкополосными, имеют определенную закономер­ ность и поэтому не всегда эффективны. Их действие на РЭС можно ослабить, а в некоторых случаях полностью устранить, применяя фильтры. Более эффективными счи­ тают шумовые помехи, имеющие нерегулярную струк­ туру.

Шумовая помеха характеризуется хаотическим изме­ нением амплитуды, частоты или фазы выбросов, поэтому ее часто называют флуктуационной.

Шум, параметры которого сохраняются примерно по­ стоянными в широком диапазоне частот (гладкий шум), называют белым ввиду сходства его частотного спектра со спектром белого света.

Применительно к сигналам с равномерной спектраль­ ной плотностью белый шум обладает наибольшими ма­ скирующими свойствами по сравнению с другими видами помех с хаотическим изменением спектральных состав­ ляющих. Однако практически реализовать белый шум не удается, так как любое РЭС имеет конечную полосу про­ пускания частот.

Шумовые помехи эффективно действуют на все РЭС. Поскольку по своей структуре они близки к внутренним флуктуационным шумам приемников, часто бывает труд­ но их обнаружить и принять меры к ослаблению воздей­ ствия.

Шумовые радиопомехи подавляют или маскируют по­ лезные сигналы. Подавление сигналов происходит в ос­ новном в результате перегрузки приемника. Маскировка делает полезный сигнал неразличимым на фоне помех.

На экране индикатора РЛС шумовые помехи обра­ зуют дорожку-травку (рис. 95), в радиотелефонных при­ емниках— прослушиваются как звуки, напоминающие внутренние шумы.

В зависимости от принципа генерирования различают прямошумовые помехи и помехи в виде несущей, моду­ лированной шумовым напряжением.

П р я м о ш у м о в а я п о м е х а создается усилением флуктуационных шумов, генерируемых электронными приборами. Она наиболее близка к собственным шумам

132

стот. Наиболее просто широкополосные шумы генери­ руют с помощью искрового генератора.

При действии на РЛС кругового обзора прямошумо­ вые помехи засвечивают часть экрана, скрывая отметки от целей.

Рис. 96. Спектр шумовой узкополосной радиопомехи:

о. — до преобразования; б — после преобразования в нелинейной системе

М о д у л и р о в а н н ы е ш у м о в ы е п о м е х и . Ге­ нерировать и усиливать флуктуационный шум с широким спектром и достаточной мощностью довольно сложно. Проще создавать шумовые помехи модуляцией напряже­ ния ВЧ по амплитуде, фазе или частоте флуктуационным шумовым напряжением.

Рис. 97. Упрощенная структурная схема передатчика прямошу­ мовых помех

На практике чаще всего используют комбинирован­ ную модуляцию: амплитудно-частотную или амплитудно­ фазовую.

Амплитудно-модулированная шумовая помеха (рис. 98)

представляет собой ВЧ колебания, промодулированные шумовым напряжением по амплитуде. Энергетический спектр такой помехи состоит из дискретной составляю­ щей на несущей частоте и двух боковых полос, огибаю-

134

Следовательно, доля мощности в боковых составляю­ щих

Р(>— т 1фф р н — ( т ~ 25” ) ^ н’

где Рн — мощность излучения на несущей частоте. Ограничение модулирующего шумового напряжения

позволяет увеличить мощность боковых составляющих за счет мощности несущей. Вместе с тем при сильном

б

Рис. 99. Шумовые радиопомехи:

а — нормальное ограничение; б — сильно ограниченные шумовые

помехи:

/ — помехи; 2 — сигналы

ограничении модулирующих шумов маскирующие свойства прицельной шумовой помехи ухудшаются. Полу­ чается так называемый эффект потолка, при котором сигнал просматривается на фоне слишком ограниченных шумов (рис. 99).

Поэтому на практике уровень ограничения выбирают путем компромиссного решения. Ширина излучаемого спектра амплитудно-модулированной шумовой помехи примерно в два раза превышает ширину спектра модули­ рующих шумов.

Частотно-модулированная шумовая помеха (рис. 100)

создается модуляцией по частоте несущего колебания

136

флуктуацнонным шумом. .Мгновенное значение частотномодулированного колебания

где Аш(/) — случайная модулирующая функция. Ширина и характер спектра частотно-модулирован-

ных шумовых помех зависят от спектра модулирующего напряжения и эффективного индекса модуляции:

При линейной модуляционной характеристике и до­ статочно больших индексах модуляции огибающая

распределения.

Эффективность действия частотно-модулированной шумовой помехи зависит от эффективного индекса т Эфф

137

Маскирующие свойства помех невысокие при неболь­ ших значениях модулирующей частоты. Поэтому на вы­ ходе линейной части приемника при действии частотномодулированных помех напряжение может иметь вид по­ следовательности импульсов с одинаковыми амплитудами и случайным периодом повторения. На экране индикатора типа А такие импульсы помех будут перемещаться, создавая мешающий фон малой интенсивности. Так как возникает эффект потолка, то сигнал обычно наблю­ дается на этом фоне. Его можно устранить, если время изменения частоты помехи во всем диапазоне передат­ чика помех будет меньше 1/А/Пр. При этом контур при­ емника возбуждается в случайные моменты времени и достаточно часто, так что выходное напряжение будет близко к гауссовому шуму.

Интенсивность флуктуаций на выходе приемника амплитудно-модулированных сигналов максимальна при равенстве эффективного значения девиации частоты по­ лосе пропускания приемника. Рассмотренный случай

Так как т Эфф <С 1, то помеха имеет узкий спектр. Если спектр модулирующего колебания выбрать до­

статочно широким, эффекта потолка не будет. Практи­ чески характеристики помехи и модулирующего шума совпадают, поэтому маскирующее свойство частотно-мо- дулированных шумовых помех в этом случае высокое.

Недостаток данного вида помех — небольшой спектр частот, что требует точной настройки передатчика на частоту подавляемой станции. Такую шумовую модуля­ цию применяют при создании прицельных по частоте помех. На практике модуляция часто осуществляется флуктуационным шумовым напряжением одновременно как по амплитуде, так и по частоте.

При определенном выборе коэффициента амплитуд­ ной модуляции, индекса частотной модуляции, спектра

138

и структуры модулирующего шумового напряжения можно получить форму и ширину спектра шумовых мо­ дулированных помех, необходимые для эффективного подавления РЭС.

Фазо-модулированная шумовая помеха. ВЧ колеба­ ние, модулированное по фазе, записывают в следующем виде:

Иф (i) = U sin [ V + % + Фо (ОЬ

где ш0 — угловая несущая частота; Фо— начальная фаза;

% {()— модулирующая функция,

Рис. 101. Модуляционная характеристика фазовой модуляции шумовым напряжением

Параметры фазовой модуляции определяются моду? ляционной характеристикой (рис. 101), представляющей собой зависимость сдвига фаз ВЧ колебаний от модули­ рующего напряжения' (тока). Крутизна Ki линейной ча­

139

сти характеристики определяет зависимость эффектив­ ного значения фазы АфЭфф от эффективного модулирую­ щего шумового напряжения НЭфф : Афэфф = АлНэфф.

При модуляции по фазе стационарным широкополос­ ным нормальным процессом с равномерным спектром энергетический спектр промодулированного колебания имеет форму гауссовой кривой с вершиной на частоте модулируемого колебания. При этом мощность дискрет­ ной составляющей спектра на частоте ш0 пренебрежимо мала и зависит от глубины фазовой модуляции.

При модуляции по фазе узкополосным шумом энер­ гетический спектр промодулированного колебания может представлять собой ряд шумовых полос.

В зависимости от значения Афэфф могут быть два слу­ чая:

1. Афафф^>1. Ширина спектра колебаний, модулиро­ ванных по фазе шумом с равномерным спектром в поло­

та модулирующего спектра.

2. ДфЭфф<С 1- В этом случае энергетический спектр со­ стоит из дискретной составляющей на частоте шо и шу­ мовых полос на частотах шо и шо±й- Спектр по форме аналогичен спектру, получаемому при амплитудной мо­ дуляции шумами с эффективным коэффициентом моду­ ляции т эфф<С1При увеличении ДфЭфф примерно до еди­ ницы ширина спектра колебаний, модулированных по фазе шумом, равна примерно удвоенной ширине спектра модулирующих шумов.

Эффективность влияния шумовых помех на РЭС за­ висит от их мощности. Слабая помеха (рис. 102) воспри­ нимается только по главному лепестку диаграммы, обра­ зуя на экране светлую полосу, ориентированную на пере­ датчик помех. Более мощные помехи, воздействующие по боковым лепесткам, засвечивают большую часть или весь экран.

Следует отметить, что нарушать работу различных РЭС помехой одного вида невозможно. Поэтому приме­ няют специальные виды помех для подавления систем радиолокации, радионавигации, радиосвязи или сходных

140