Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Причины возникновения и принципы отображения взаимных импульсных помех

Электромагнитная обстановка, в которой функционируют приёмные устройства радиолокационных средств, характеризуется совокупностью электромагнитных излучений, действующих на эти устройства и создаваемых генераторами СВЧ других радиолокационных средств, электрическими устройствами, не предназначенными для генерирования электромагнитных колебаний, источниками естественного происхождения и т.д.

Наибольшее мешающее воздействие на работу РЛС оказывают взаимные импульсные помехи (ВЗИП), вызванные работой радиолокационных средств или других радиоустройств с импульсной модуляцией, размещенных на кораблях соединения.

Очевидно, что чем больше удаление радиолокационных средств, тем меньше мешающее воздействие ВЗИП. Вместе с тем, большая импульсная мощность этих средств и высокая чувствительность РЛС, подвергающейся воздействию ВЗИП, создают условия, при которых даже на удалении в десятки километров влияние этих помех оказывается весьма ощутимым при их воздействии не только по основному, но и по боковым лепесткам ДНА. С этой точки зрения снижение уровня боковых и фоновых лепестков ДНА является одной из основных мер повышения защищенности РЛС от всех видов, в том числе от взаимных импульсных помех.

Наибольшее воздействие оказывают однотипные РЛС, обладающие одинаковыми характеристиками излучаемых сигналов и, в частности, работающие на одной и той же несущей частоте. Вместе с тем, при большой импульсной мощности близко расположенных РЛС несовпадение их несущих частот с несущей частотой подавляемой РЛС не исключает возможность воздействия ВЗИП. Причина этого явления состоит в том, что наряду с основным излучением передающих устройств на несущей частоте, имеют место не основные излучения на других частотах, а, наряду с основным каналом в приемных устройствах, имеют место не основные каналы приема сигналов.

Одной из технических характеристик передающего устройства является ширина полосы частот его основного излучения, соответствующая той минимальной ширине спектра излучаемого сигнала, которая необходима для формирования зондирующего импульса заданной длительности и формы. Излучения передающего устройства на частотах, лежащих вне полосы частот основного излучения, называются не основными излучениями. Не основные излучения передающего устройства принято делить на побочные и внеполосные.

Побочные излучения создаются вследствие нелинейных эффектов в элементах передающего устройства, не связанных с процессом модуляции. Частоты, на которых возникают побочные излучения, могут существенно отличаться от несущей частоты передатчика (являться, например, гармониками несущей частоты). Поэтому побочные излучения могут создавать помехи РЛС, которые работают на несущих частотах, существенно отличающихся от основной несущей частоты передатчика.

Основными видами побочного излучения являются:

- излучения на гармониках основной (несущей) частоты;

- излучения на субгармониках основной частоты;

- паразитные излучения;

- комбинационные излучения;

- интермодуляционные излучения.

Излучения на гармониках основной частоты осуществляются на частотах, кратных несущей частоте передатчика и характерны для генераторов СВЧ на магнетронах, клистронах и лампах бегущей волны.

Частоты излучений на субгармониках основной частоты в целое число раз меньше несущей частоты передатчика. Излучение на субгармониках основной частоты свойственны, например, передатчикам, в которых для образования высокостабильных по частоте колебаний из более низкочастотных стабилизированных кварцем сигналов используются режимы умножения частоты. Субгармоники частоты излучаемых колебаний являются при этом высшими гармониками частоты кварца.

Паразитные излучения - это побочные излучения передатчика, причина возникновения которых не связана с генерацией колебаний основной частоты. Так, например, в магнетронах паразитные колебания возникают чаще всего из-за того, что вследствие тех или иных причин (например, нестабильность напряжения источников питания) срываются колебания основного типа и возникают колебания других типов, частоты которых существенно отличаются от частоты колебаний основного типа.

Комбинационные излучения возникают при формировании сигнала основной частоты путем преобразования колебаний двух или большего числа вспомогательных генераторов нелинейными устройствами. Схемы подобного рода используются, например, при построении стабилизированных кварцем диапазонных передатчиков.

Интермодуляционные излучения образуются в тех случаях, когда два или большее число передатчиков работают на общую широкополосную антенну или когда антенны РЛС расположены в непосредственной близости друг от друга. Подобные ситуации часто возникают на кораблях, оснащенных большим числом РЛС.

Под внеполосными понимают излучения в полосах частот, непосредственно примыкающих к полосе частот основного излучения передатчика. Их проявление связано с процессом модуляции излучаемого сигнала. При этом следует учитывать как полезную модуляцию сигнала, так и паразитную модуляцию, возникающую, например, за счет нестабильности питающих напряжений или каких-либо других флюктуационных явлений. Внеполосные излучения способны создавать помехи РЛС, работающим на частотах, близких к частотам мешающего передатчика.

Таким образом, не основные излучения передающих устройств являются причиной взаимных помех радиолокационному средству даже в том случае, когда его несущая частота существенно отличается от несущей частоты мешающего радиолокационного средства. Поэтому уменьшение уровня не основных излучений передающих устройств радиолокационных средств является одной из основных мер борьбы с помехами.

Второй причиной, затрудняющей борьбу с взаимными помехами, является наличие в приёмных устройствах, наряду с основным каналом, не основных (побочных и внеполосных) каналов приёма.

Побочные каналы приема образуются за счет нелинейности смесительных и усилительных каскадов приемника и недостаточно высокой избирательности антенных контуров усилителей высокой частоты.

Внеполосные каналы образуются вследствие превышения ширины полосы приемника ширины полосы излучения зондирующих импульсов.

Таким образом, не основные каналы приема радиолокационного средства являются причиной взаимных помех даже в том случае, когда его несущая частота существенно отличается от несущей частоты мешающего средства. Поэтому подавление неосновных каналов приема радиолокационных средств является одной из основных мер борьбы с взаимными помехами.

Различают синхронные и несинхронные ВЗИП. Появление синхронных по меховых импульсов, имеющих частоту повторения равную или кратную частоте повторения подавляемой РЛС, маловероятно.

Для уменьшения влияния синхронных импульсных помех может быть использовано отличие помеховых и отраженных от целей импульсов по длительности с помощью схем селекции по длительности.

Если длительность помеховых импульсов больше длительности импульсов подавляемой РЛС, то уменьшение влияния помех достигается также при использовании схем БАРУ.

Для защиты от импульсных помех меньшей длительности широко применяется схема ШОУ. Так как после ограничителя устраняются амплитудные различия между сигналами, помехами и шумами, то в узкополосном фильтре для простых сигналов используются лишь различия по длительности. Если этот фильтр согласован с сигналом, то помеха приобретает вид растянутых импульсов меньшей амплитуды.

Несинхронные импульсные помехи имеют частоту повторения, отличающуюся от частоты повторения подавляемой РЛС. При малом (одном - двум) числе мешающих радиолокационных средств создаваемые ими несинхронные импульсные помехи относят к классу регулярных. При большом числе мешающих средств создаваемые ими помехи относят к хаотическим импульсным (ХИП). ХИП представля е т собой поток сигналов с н е которой средней частотой повторения F_и и средней длительностью t_и.

Рассмотрим процесс отображения помеховых импульсов на экране ИКО с радиально-круговой разверткой. На рис. 9.26 показан пример отображения синхронной импульсной помехи, создаваемой мешающей РЛС-2 на экранах ИКО подавляемой РЛС-1. Для упрощения рисунка принято, что, во-первых, время обратного хода развертки равно нулю и период повторения импульсов Т_и1 равен максимальному времени запаздывания; во-вторых, период повторения импульсов РЛС-2 Т_и2 в два раза меньше периода повторения импульсов РЛС-1 Т_и1; в-третьих, зондирующие импульсы РЛС-2 поступают на ИКО РЛС-1 в моменты, соответствующие середине и концу каждой развертки дальности. В этих условиях взаимная помеха отображается в виде двух колец, одно из которых располагается на краю экрана ИКО. Если моменты поступления на ИКО РЛС-1 зондирующих импульсов РЛС-2 будут смещены относительно начала (конца) каждой развертки дальности РЛС-1, то на экране ИКО будут отображаться два кольца, сформированные зондирующими импульсами РЛС-2.

В общем случае ВЗИП являются несинхронными; принцип их отображения на экране ИКО показан на рис.9.27, построенного при условии, что Т_и2 < T_и1. В этом случае ВЗИП отображается в виде некоторого числа однотипных спиралей, форма которых определяется соотношением Т_и2 и T_и1, а положение на экране при высокой стабильности частоты повторения РЛС-1 и РЛС-2 остается неизменным в течение достаточно длительных промежутков времени. При некоторой нестабильности частот повторения станций форма и положение этих спиралей медленно изменяются.

Чем выше частота повторения импульсов мешающей РЛС-2, тем больше помеховых импульсов будет поступать на экран индикатора РЛС-1 за время прямого хода развертки и тем сильнее будет мешающее воздействие ВЗИП. Мешающее воздействие ВЗИП увеличивается также с увеличением частоты повторения импульсов РЛС-1, т.к. при этом увеличивается плотность разверток на экране индикатора, т.е. увеличивается число отображаемых на нем помеховых сигналов.

Поскольку в общем случае интенсивность сигналов, создаваемых излучениями близко расположенных РЛС, значительно превышает интенсивность сигналов, отраженных от удаленных целей, то взаимные помехи, создаваемые даже одной станцией, оказывают заметное мешающее влияние. Если же РЛС подвергается воздействию нескольких радиолокационных средств, то работа оператора по визуальному обнаружению целей существенно усложняется, качество обнаружения (дальность действия, вероятность правильного обнаружения и др.) резко снижается, а цифровые устройства обработки информации, перегруженные ложными отметками, не в состоянии обеспечить автоматическое сопровождение целей.

Особенно сложная электромагнитная обстановка формируется в трехсантиметровом диапазоне волн, который используется корабельными РЛС освещения ближней надводной обстановки, навигационными РЛС судов Морского флота и другими радиолокационными средствами. Большое число одновременно работающих на одной и той же частоте станций на кораблях соединения приводит к тому, что суммарный поток ВЗИП может достигать сотен килогерц.