Принцип защиты ответчиков от запросных сигналов, излучаемых запросчиками в боковых направлениях

Импульс ПБЛ, в отличие от синхрогруппы, излучается не основной, а вспомогательной антенной, ДН которой перекрывает боковые лепестки ДН основной антенны НРЗ.

Сравнение (в дешифраторе ответчика) амплитуды импульсов синхро­группы и импульса ПБЛ позволяет селектировать направление приема запро­сного сигнала от НРЗ. Если ответчик находится в направлении главного луча ДН антенны запросчика, то амплитуда ПБЛ будет меньше, чем импульсов син­хрогруппы. В этом случае ответный сигнал формируется (рис. 4.234,а). И наоборот, если амплитуда импульса ПБЛ больше амплитуд сигнал синхрогруппы, ответный сигнал не формируется (рис.4.234,б).

Рис.4.234. Структура запросного сигнала I режима IV диапазона при запросе по главному лучу (а), по боковому лепестку (б) и ДНА основной и вспомогательной антенны (в)

Защита в приемном тракте НРЗ. Особенности построения приемного устройства с фазовым методом обработки сигналов. При реализации фазового метода обработки необходимо принять специальные меры по обеспечению автокомпенсации АШП. Суть проблемы заключается в следующем.

Поскольку амплитудные диаграммы направленности обоих каналов оди­наковы, то сигналы и помехи, принимаемые этими каналами, при любом на­правлении их прихода будут одинаковы между собой по амплитуде и отлича­ются только сдвигом фаз. Если один канал антенны подключить к одному (на­пример, основному) каналу приемника (а следовательно, и автокомпенсатора), а другой - к компенсационному каналу, то шумовая помеха будет подавляться при любом направлении ее воздействия. Но при воздействии помехи по глав­ному лучу вместе с нею будет подавляться и полезный сигнал, т.к. в этом слу­чае соотношение амплитуд и фаз помехи и сигнала в обоих каналах приемника будет одинаковым.

Для того чтобы обеспечить подавление помех, воздействующих по боко­вым лепесткам ДНА, и исключить подавление сигналов (и помех), принимае­мых по главному лучу антенны, необходимо, чтобы при боковом приеме ам­плитуда колебаний на входе вспомогательного канала автокомпенсатора была больше, чем на входе основного канала, и при приеме по главному лучу - на­оборот.

Такое преобразование амплитуд сигналов и помех, принятых двумя кана­лами основной антенны, и производится перед входами двухканального при­емника с помощью ВЧ моста. Эквивалентная схема ВЧ моста приведена на рис.4.235. Мост имеет два входа и два выхода. На входы аиb подаются сиг­налы с соответствующих каналов.

Сигналы при прохождении по плечу ас сдвигаются по фазе на π∕2 по отношению к сигналу при прохождении его по плечу bd. В точках с и dсигналы делятся по мощности пополам и поступают в прямые плечи сe и dfсо­ответственно и в диагональные плечи cf и de. В диагональных плечах сигналы сдвигаются по фазе на π/2 относительно сигналов прямых плеч. В точках eиf происходит сложение сигналов прямых и диагональных плеч. Напряжение с точки емоста подается через плечо ео без изменения фазы , а с точки f -через плечо fk со сдвигом по фазе на π∕2 .

Рис.4.235. Эквивалентная схема ВЧ моста

Из рассмотрения цепей прохождения сигналов и до точек сумми­рования eиf следует, что в точке е сигналы и складываются с тем же соотношением фаз, какое они имели на входе моста (оба сигнала сдвигаются по фазе на π∕2). Следовательно, в точке е результирующий сигнал будет равен сумме входных сигналов, сдвинутой по фазе на π∕2

В точку о сигнал проходит без сдвига фазы, т.е.

Сигнал приходит в точку f без сдвига фазы, а сигнал - со сдви­гом фазы, равным π. Следовательно, результирующий сигнал в точке f равен

,

а на выходе k моста получим

Таким образом, на выходах о и k моста получим соответственно сумму и разность входных сигналов (сдвинутых по фазе на π∕2).

При приеме сигналов по главному лучу антенны сигналы и имеют сдвиг фазы ∆φ<π∕2. В этом случае амплитуда суммарного сигнала будет больше амплитуды разностного сигнала. Вследствие этого автокомпенсатор не в состоянии подавлять сигналы (и помехи), воздействующие в пределах шири­ны ДНА.

При приеме сигналов по боковым лепесткам сигналы и имеют сдвиг фаз ∆φ>π∕2. В этом случае амплитуда суммарного сигнала оказы­вается меньше, чем разностного , что обеспечивает возможность автоком­пенсации шумовых помех, воздействующих по боковым лепесткам ДНА.

Такое преобразование сигналов, принятых двумя одинаковыми разнесен­ными по горизонтали каналами антенны, эквивалентно формированию двух ДН: основной и компенсационной, причем последняя перекрывает боковые ле­пестки первой.

Сигналы с выходов о и k моста после преобразования в смесителях и усиления в УПЧ подаются на входы соответствующих каналов АК (рис.4.236).

Рис.4.236. Структурная схема тракта приема ответных сигналов

Так как ВЧ мост изменяет соотношение фаз и амплитуд входных сигна­лов, его выходные сигналы на входы ФД не могут быть поданы. Для восста­новления исходных соотношений фаз и амплитуд сигналов служит АФП.

На выходах АФП образуется сумма

и разность

входных сигналов, которые имеют такое же соотношение амплитуд и фаз, как и сигналы и .

Фазовое детектирование этих сигналов и сравнение с порогом обеспечи­вает при отсутствии шумовых помех прохождение сигналов, принятых по глав­ному лучу антенны, и подавление сигналов, принятых по её боковым лепест­кам.

Таким образом, применение ВЧ моста обусловлено необходимостью обеспечить при наличии только двухканальной основной антенны автокомпен­сацию шумовых помех, воздействующих по боковым лепесткам ее диаграммы направленности, и прохождение ответных сигналов, принимаемых по главному лепестку.

Пассивная радиолокация

Пассивная радиолокация осуществляет обнаружение и измерение координат воздушно-космических, наземных и надводных объектов по их собственному излучению. Пассивные РЛС не имеют в своем составе радиопередающих устройств, а содержат лишь устройства приема, обработки и индикации сигналов. Источниками излучения могут быть работающие радиопередатчики различного назначения, нагретые участки земной поверхности (объема).

Методы пассивной локации имеют ряд специфических особенностей. Из-за отсутствия информации о времени излучения дальность до источника излучения не может быть определена по данным приема только в данном пункте. Для определения всех координат объекта требуются комплекс двух или нескольких разнесенных пунктов приема, соединенных каналами связи. Прием прямого, а не отраженного сигнала, облегчает обнаружение и измерение координат объектов, а незнание формы сигнала и наличие других источников излучение – затрудняет.

Имеются два основных направления пассивной радиолокации:

· радиотехническая разведка – обнаружение, определение координат и параметров излучения радиотехнических средств;

· радиотеплолокация – локация объектов по их тепловому радиоизлучению.

Известны три метода определения координат источников радиоизлучения: триангуляционный (пеленгационной, угломерный), разностно-дальномерный, угломерно-раздностно-дальномерный.

Триангуляционный метод основан на измерении угловых направлений на объекте минимум в двух приемных пунктах, разнесенных на расстояние, называемое базой. Если источник расположен в горизонтальной плоскости (рис.5.1), достаточно измерить два азимута b₁, b₂ (или углы места e₁, e₂).

Местоположение объекта определяется точкой пересечения двух прямых, каждая из которых является линией положения, т.е. геометрическим местом точек возможного местонахождения источника излучения. При определении пространственных координат объекта достаточно измерить азимуты b₁, b₂ в двух пунктах и угол места e₁ в одном, или наоборот – углы места e₁, e₂ в двух пунктах и азимут b₁ в одном (рис.4.2.). Дальность до объекта r рассчитывается по измеренным углам и известной базе (для рис.4.2.)

(5.1)

Точность пеленгования ограничена и вместо линий и поверхностей положения приходиться иметь дело с областями положения. Для уточнения положения объекты в расчет необходимо вводить большее число результатов измерений. Поэтому расчет, приведенный выше называется расчетом «по минимуму данных».

Разностно-дальномерный метод определения координат основан на измерении разности расстояний от источника излучения до пунктов приема (рис.5.3),. Для определения плоскостных координат достаточно измерить две разности расстояний (r_A-r) и (r_B-r), каждая из которых характеризуют свою линию положения. Геометрическим методом точек, разность расстояний которых до двух заданных точек есть величина постоянная.

Поэтому линиями положения будут гиперболы с фокусами в точках расположения приемных пунктов. Местоположение источника излучения определяется точкой пересечения гипербол. Пространственные координаты могут быть вычислены по трем точно измеренным расстояниям. Для этого необходимо иметь три-четыре приемных пункта. Местоположение объекта находиться как точка пересечения трех поверхностей гиперболоидов вращения.

При расположении приемных пунктов на одной прямой (рис.5.3), расчет плоскостных координат проводится по следующим формулам

Из системы уравнений находим

(5.2)

где R₁=r_A -r, R₂=r_B -r - разности расстояний между источником излучения и пунктами приема.

Азимут источника

(5.3)

Угломерно-разностно-дальномерный метод основан на измерении угловых направлений на источник излучения и разности расстояний от него до приемных пунктов. В простейшем случае достаточно иметь два приемных пункта (рис.5.4)

Для определения плоскостных координат источника излучения достаточно измерить азимут b и разность расстояний R от пунктов приема до источника (рис.5.4, а). Местоположение цели определяется точкой пересечения прямой и гиперболы.

Для определения пространственных координат необходимо дополнительно измерить в одном пункте приема угол места e источника излучения (рис.5.4., б). Местоположение источника соответствует точки пересечения двух плоскостей и поверхности гиперболоида. Дальность до цели

(5.4)

Практическая реализация методов пассивной локации связана с необходимостью отождествления сигналов, принятых в различных пунктах от одного и того же источника. Для этого можно использовать возникающие при этом элементы сходства (корреляционные связи) процессов. Возможно использование корреляции одних лишь амплитуд (последетекторная корреляция), корреляция одних лишь фаз, (корреляция после ограничения) и корреляция сигналов в целом с учетом амплитуд и фаз (корреляция сигналов на промежуточной частоте и при большом динамическом диапазоне приемников).

Последетекторная обработка сводиться к вычислению корреляционной функции огибающих сигналов, додетекторная при большом динамическом диапазоне к вычислению корреляционной функции самих сигналов. Практически удается вычислить интеграл от произведения сдвинутых во времени напряжений сигналов, принимаемых в двух пунктах, в функции временного сдвига t, вводимого в одном из пунктов приема

который называется корреляционным.

Корреляционная функция стационарных сигналов при большом времени интегрирования (T® ) имеет импульсный характер (рис.5.5). длительность корреляционного импульса обратно пропорциональна полосе обрабатываемых частот П. положение максимума корреляционного импульса на оси t соответствует разности временных запаздываний сигнала на пути между источником и приемными пунктами.

Если на вход коррелятора поступают стационарные колебания от двух независимых источников, на выходе коррелятора будут наблюдаться два корреляционных импульса, которые разрешаются при

Системы базовой локации с разностно-дальномерным и угломерно-разностно-дальномерным методами измерения координат, использующие корреляционный метод обработки, называют корреляционно-базовыми. Особенностью устройств корреляционно-бозовой локации является обзор по временному запаздыванию t, который осуществляется с помощью корреляторов и может быть параллельным, последовательным и комбинированным,