Расчет объема дипольных отражателей для защиты от БРЛС

Дипольные отражатели обычно упаковываются в пачки из десятков и сотен тысяч штук и при сбрасывании создают облако медленно спускающихся отражателей. Для формирования непрерывных областей маскирования дипольными отражателями необходимо сбрасывать их с определенной периодичностью. Соответственно поэтому интенсивность постановки пассивных помех в виде дипольных отражателей часто характеризуют числом сброшенных пачек диполей на 100 м пути постановщика пассивных помех [11]. Периодичность воссоздания слоев помех зависит от величины превышения площадью данного слоя помех контролируемой площади, от скорости воздушных потоков, от средней скорости снижения завесообразующих ингредиентов, частиц. Последняя, к примеру, у диполей из металлизированного стекловолокна не превышает 0,3 м/с, а у мелкодисперсных пылинок (в пылевой фоновой завесе) и того меньше [17].

Для данной системы рассчитаем концентрацию ослабления электромагнитной волны диполей, для достижения ослабления прямого сигнала в 10 раз [29].

Концентрация ослабления диполей рассчитывается по формуле:

(4.8)

где λ - длина волны;

n - среднее число вибраторов (диполей) в единице объема;

L - глубина (толщина) слоя локального образования (облака).

К примеру, для достижения ослабления сигнала в 10 раз, согласно заданным значениям, где λ = 0,12 м, L = 1 м, при K = 10 определим количество диполей в единице объема по формуле 4.9:

(4.9)

шт;

Таким образом, полученное значение количества диполей в виде 1000 шт. соответствует объему облака помех в 1 м³. Этот результат можно интерпретировать, исходя из результата, полученного с формулы (4.9), где концентрация соответствует размещению в объеме 1 дм³ (10×10×10 см), то есть размещение одного диполя на 1 дм³.

Объем пассивного облака помех в первой зоне Френеля по формуле 4.10:

(4.10)

где R-радиус облака, равный 4,5 м

Таким образом, для ослабления сигнала в 10 раз в соответствии с 4.9 необходимо разместить около 381 000 диполей на объем облака, равный 381 м³.

Этот объем диполей может быть размещен в контейнере снаряда. Примем следующие размеры контейнера (36 ×10 ×11 см). Примем следующие параметры диполя: сечение диполя м, ширину диполя примем 1,5 см, длину 6 см. В соответствии с параметрами диполя количество диполей на 10 см в снаряде составит =10 000 диполей. Таким образом, рассчитываем общее количество диполей размещения в контейнере снаряда: диполей. Полученное значение удовлетворяет полученному объему из формулы (4.10).

4.6 Выводы

На основе анализа защиты объекта от бистатических РЛС постановка облака помех в виде дипольных отражателей должна размещаться в первой зоне Френеля. При перекрытии сечения всей первой зоны Френеля за счет дипольных помех ослабление сигнала составит приблизительно 23 дБ.

Исходя из расчетов по определению размеров облака помех, для ослабления прямого сигнала РЛС больше 10-ти раз оно должно иметь диаметр 9 м.

Для достижения ослабления сигнала в 10 раз было вычислено среднее количество диполей в единице объема, равное 1000 шт./ м³. Получены значения объема диполей для размещения в контейнере реального снаряда в размере 420 000 шт.

Заключение

Установлено, что существуют активные и пассивные помехи. ценка состояния проблемы в радиолокации касательно определения координат объекта показывает, что с применением новых технологий снижения заметности (Stealth), которые достигаются за счет уменьшения эффективной площади рассеяния, возникают трудности с прочими традиционными радиолокационными системами.

В процессе оценки возможностей бистатических РЛС, был установлен существенный недостаток системы, основанный на эффекте Доплера, который не позволяет отслеживать траекторию движения цели до пересечения ею линию базы. Таким образом доплеровский эффект не проявляется при неподвижном объекте, что приводит к невозможности оценке положения неподвижных и малоподвижных целей.

Проведен анализ по защите объектов от бистатических РЛС при помощи пассивных помех в виде дипольных отражателей, где выявлены наилучшие варианты постановок ДО для увеличения времени эффективного действия дипольной завесы.

Наличие объекта, а также пассивной помехи существенно влияет на значения мощности приемного сигнала, если объект находится в нулевой зоне Френеля, равной 0,45 метров, при разнесении ПРМ от ПРД на расстоянии 20 м.

Исходя из эксперимента видно, что значение сигнала в отсутствии объекта и помехи равно -46 дБм, значение сигнала, где помеха установлена перед объектом и после объекта соответствуют -52 дБм, -54 дБм, наибольшее ослабление сигнала дает объект, защищенный помехами с обеих сторон и равен -56 дБм. Таким образом, полученные значения могут помочь в разработке структурной схемы системы в бистатических РЛС.

Перенос положения помехи по траектории движения объекта вносит существенную ошибку на оценку наличия или отсутствия объекта на базовой линии.

На основе анализа защиты объекта от бистатических РЛС постановка облака помех в виде дипольных отражателей должна размещаться в первой зоне Френеля. При перекрытии сечения всей первой зоны Френеля за счет дипольных помех ослабление сигнала составит приблизительно 23 дБ.

Исходя из расчетов по определению размеров облака помех, для ослабления прямого сигнала РЛС больше 10-ти раз оно должно иметь диаметр 9 м.

Для достижения ослабления сигнала в 10 раз было вычислено среднее количество диполей в единице объема, равное 1000 шт./м³. Получены значения объема диполей для размещения в контейнере снаряда в размере 420 000 шт.

Перечень сокращений

РЛС – радиолокационная станция;

СШП – сверхширокополосный;

ЭПР – эффективная площадь рассеяния;

БРЛС – бистатическая РЛС;

МПРЛС – многопозиционная РЛС;

БЛ – базовая линия;

ЗО – зона обнаружения;

КЗ – контролируемая зона;

ПРД – передатчик;

ПРМ – приемник;

Список литературы

1. Смирнова, Д. М. Обнаружение и измерения координат движущихся наземных объектов в многопозиционной просветной радиолокационной системе / Смирнова, Д. М.// Радиолокация и радионавигация. -2012.-1 с.

2. Ваганов, Р.Б. Основы теории дифракции / Р.Б. Ваганов, Б.З. Каценеленбаум. – М.: Наука, 1982. – 272 с.

3. Glaser, J.I. Bistatic RCS of complex objects near forward scatter // IEEE Trans. – 1985. – Vol. AES-21, №1. – P. 70 – 78.

4. Уфимцев, П.Я. Основы физической теории дифракции. – М.: БИНОМ, 2011. – 351 c.

5. Бляхман, А.Б. Бистатическая эффективная площадь рассеяния и обнаружение объектов при радиолокации "на просвет" / А.Б. Бляхман, И.А. Рунова // Радиотехника и электроника. – 2001. – Т. 46, № 4. – С. 424 – 432.

6. Чапурский, В.В. Синтезированная теневая радиоголография в бистатической радиолокации // Радиотехника. - 2009. № 3.

7. Ф. Н. Ковалев, В.В. Кондратьев Формулы расчета параметров траектории цели в просветных бистатических радиолокаторах/ Ф. Н. Ковалев, В.В. Кондратьев// Радиотехника и электроника. – 2013. - 35-36 с.

8. Бляхман А.Б., Самарин А.В. Бистатическая радиолокационная станция. Заявка ЕАПО №200401555/26 от 23.12.2004 г.

9. Bezoušek P., Schejbal V. Bistatic and Multistatic Radar Systems// RADIOENGINEERING. - SEPTEMBER 2008, № 3.

10. Харни О., Махони К., перев. Казакевич А. Беспроводные устройства ближнего радиуса действия: нелицензируемый диапазон ниже 1 ГГц/ Беспроводные технологии № 1, 2007г.

11. Гордеев А. Ю., Яцышен В.В, Радиолокация при наличии пассивных помех с помощью поляризованных электромагнитных волн и анализа рассеянного излучения/ Гордеев А. Ю.// Радиолокационные системы, станции. -2012.-26-28 с.

12. Ковалев Ф. Н. Интегральный доплеровский метод измерения угловых координат объекта в системах радиолокации на просвет // Журнал радиоэлектроники. – 2013. №12.

13. Долуханов М.П. Распространение радиоволн. Учебник для вузов. М., «Связь», 1972. – 336 с.

14. Атражев М. П., Борьба с радиоэлектронными средствами/Атражев М. П. Ильин В. А., Марьин Н. П.// Радиотехника и электроника. –Москва, 1972 г. -108-119 с.

15. Черняк, В.С. Многопозиционная радиолокация. – М.: Радио и связь, 1993. – 416 с.

16. Харни О., Махони К., перев. Казакевич А. Беспроводные устройства ближнего радиуса действия: нелицензируемый диапазон ниже 1 ГГц/ Беспроводные технологии № 1, 2007г.

17. Бондарев С.К., Датнова Л.В., Куликов В.Н., Смол- кин М.А. Методика моделирования процесса обнаружения воздушных объектов наземной обзорной радиолокационной станцией в условиях воздействия активных шумовых помех // Программные продукты и системы. 2013. № 2. С. 70–74.

18. Говша В.В.; Мельниченко А.С.; Булахов А.Г. Пассивная радиолокационная завеса// РФ № 2044251. Опубл. 20.09.1995 г.

19. Каратаев Р. Н., Стахов Е. А., Хайруллин Р. Б., Щербаков Г.И. Способ живучести беспилотных летательных аппаратов, преодолевающих зоны радиотехнического противодействия и активного поражения // РФ № 2367893. Опубл. 21.10.1999 г.

20. Швайковский В. А., Коблев В. Д., Девяткин С. Л. Способ защиты объектов техники морского и сухопутного базирования устройство для его осуществления// РФ № 2351877. Опубл. 10.09.2013

21. Овчинников Г.Н., Яковлев Ю. В., Маюнов А. Т., Сырбу И. А. Способ функционального поражения радиолокационной станции с фазированной антенной решеткой// РФ № 2485540. Опубл. 25.04.2012

22. Состав, задачи и классификация радиолокационного оборудования (РЛО) полетов. Виды и принципы радиолокации. Диапазон волн, используемых в РЛО. URL: http://window.edu.ru/catalog/pdf2txt/474 /76474/57711?p_page=2 (дата обращения: 12.10.2015 г).

23. Основы построения радиолокационных станций : в 2 ч. / под ред. В.П. Бердышева. – Тверь : ВКА ПВО. – (Ч. 1. – 2003. – 282 с.; ч. 2. – 2002. – 249 с.). 21

24. Широков Ю.Ф. Основы теории радиолокационных систем URL: http://www.ssau.ru/files/education/uch_posob (дата обращения: 21.02.2014)

25. Белоцерковский Г.Б. Основы радиолокации и радиолокационные устройства. – М.: Советское радио, 1990.

26. Иммореев И.Я. Сверхширокополосная (СШП) локация: основные особенности и отличия от традиционной радиолокации. Электромагнитные волны и электронные системы, 1997, т.2, №1.

27. Chapurskiy, V. SISAR: shadow inverse synthetic aperture radiolocation/ V. Chapurskiy V. Sablin // IEEE International Radar Conference, Alexandria. – USA, May 2000

28. Многофункциональные радиолокационные системы : учеб. посо- бие для вузов / П.И. Дудник, А.Р. Ильчук, Б.Г. Татарский ; под ред. Б.Г. Татарского. – М.: Дрофа, 2007. – 283 с.: ил. – (Высшее образование. Радиотехнические системы).

29. Основы построения средств радиолокации: конспект лекций : в 2 ч. / СПВУРЭ ПВО. – Санкт-Петербург. – (Ч. 1. – 1998. – 148 с.; ч. 2. – 1999. – 103 с.).

30. Теоретические основы построения систем вооружения зенитных ракетных войск: Принципы защиты от помех, используемые в системах вооружения ЗРB URL: http://www.ivo.unn.ru/vtp/project/HTMLs/obych/rtsosc

(дата обращения: 25.04.2015).

31. Стелс-технология. URL: http://1stsafe.ru/index.php?pid=99&gid=277

(дата обращения: 28.06.2015).

32. Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации. – ВИРТА, 1984. – 410 с.

33. Белоцерковский Г.Б. Основы радиолокации и радиолокационные устройства. – М. «Сов. радио», 1975. – 336 с.

34. Ширман Я.Д., Манжос В.Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. – М.: Радио и связь, 1981. – 416 с.

35. Импульсные сигналы в радиолокации. Особенности построения системы бистатических РЛС. [Новосибирск, 2008] URL: http://radiosounding.ru/impulsnye-signaly.html (дата обращения: 01.08.2015)

Приложение А