Главная > Разное > Вопросы статистической теории радиолокации. Том 1
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 4.12. ВОЗДЕЙСТВИЕ АКТИВНЫХ ПОМЕХ НА СИСТЕМЫ ОБНАРУЖЕНИЯ КОГЕРЕНТНОГО СИГНАЛА

В этом параграфе мы рассмотрим вопрос о воздействии некоторых наиболее распространенных видов активных помех (шумовюй, импульсной хаотической и ретрансляционной) на системы радиолокационного обнаружения цели. Задачей этого рассмотрения является количественная оценка эффективности воздействия различных помех.

4.12.1. Шумовая заградительная помеха

Шумовая заградительная помеха представляет собой широкополосный случайный процесс, закон распределения которого зависит от способа создания помехи и может существенно отличаться от нормального. Однако при воздействии этого процесса на узкополосные устройства, входящие в число элементов системы обнаружения когерентного сигнала, происходит взаимное наложение большего числа независимых значений этого процесса, отстоящих друг от друга во времени на интервалы, большие времени корреляции, но меньшие постоянной времени данного устройства. При этом в силу центральной предельной теоремы процесс на выходе приближается к нормальному. Поэтому, если спектр помехи в пределах ширины спектра модуляции можно считать равномерным, воздействие помехи на систему обнаружения по своему характеру не отличается от воздействия гауссова белого шума с эквивалентной спектральной плотностью В уравнение характеристик обнаружения при этом вместо отношения сигнал/шум войдет отношение сигнал/помеха

поэтому надежность обнаружений при той же вероятности ложной тревоги существенно понижается.

Увеличение интенсивности шума при постоянном уровне срабатывания реле приводит также к увеличению частоты ложных тревог в системе обнаружения. Чтобы избежать увеличения этой частоты сверх допустимой, обычно в приемник вводится система шумовой автоматической регулировки усиления (ШАРУ), обеспечивающая примерное постоянство уровня шумов на выходе приемного тракта. В системах визуального обнаружения ШАРУ часто заменяется ручной регулировкой. Сигнал, управляющий ШАРУ, обычно берется с участка дальностей или частот, на котором наличие цели исключено. Строится система ШАРУ обычно так же, как и система автоматической регулировки усиления, работающая по сигналу от цели. Мы будем идеализировать работу ШАРУ, считая, что эта система обеспечивает приведение помехи и шумов к уровню, равному уровню собственных шумов приемника. При этом увеличения частоты ложных тревог не происходит и воздействие помехи учитывается соответствующим изменением отношения сигнал/шум. Дальность действия радиолокатора при наличии помехи выражается через дальность, соответствующую тем же вероятностям при отсутствии помехи, следующим образом:

где — спектральная плотность мощности излучения передатчика помех в полосе приемника; выигрыш антенны станции помех; дальность до передатчика помех; - коэффициент направленности антенны радиолокатора в направлении передатчика помех; — длина волны; постоянная Больцмана; — абсолютная температура антенны; коэффициент шума приемного устройства.

Если задачей радиолокатора является определение направления на источник помехи, то система обнаружения должна осуществлять захват помехи по углам. При

этом, поскольку уровень помехи неизвестен, может произойти захват и начаться сопровождение помехи, действующей в направлении бокового лепестка. Для борьбы с этим явлением можно использовать ШАРУ с ограниченным динамическим диапазоном, выбранным или регулируемым по помехе так, чтобы помеха, принимаемая боковьим лепестком, отрабатывалась системой ШАРУ хорошо, а при попадании помехи в основной лепесток регулировка прекращалась и происходило срабатывание реле. Этот способ пригоден лишь в ограниченном интервале уровней помехи, и его эффективность будет сильно ослаблена при изменяющемся уровне помех.

Более радикальный способ защиты [59] заключается в использовании наряду с сигналом, принимаемым по основной антенне, сигнала с дополнительной антенны, у которой амплитудная диаграмма совпадает с формой боковых лепестков диаграммы основной антенны (либо используется соответствующая регулировка коэффициентов усиления). В результате совместной обработки сигналов с выходов обеих антенн помеха, действующая в боковой лепесток, частично компенсируется.

Рассмотрим оптимальный способ обработки принимаемых сигналов и оценим потенциальную помехоустойчивость предлагаемого способа. Для синтеза оптимальной системы в этом случае, предполагая сигнал и помеху нормальными случайными процессами, можно, использовать соотношения (4.2.9) — (4.2.11). Помеху в соответствии со сказанным выше будем заменять белым шумом. Сигналом от цели, принимаемым на дополнительную антенну, будем пренебрегать. При этом для функций корреляции сигналов и принимаемых по основному и дополнительному каналам, соответственно имеем

где спектральные плотности шумов в каналах; а — коэффициент ослабления (с учетом знака, зависящего от номера лепестка) помехи во втором канале за счет различия коэффициентов направленности антенн.

Решение уравнения (4.2.10) для этого случая удается представить в виде

В случае медленных флюктуаций коэффициенты не зависят от времени и с точностью до несущественного множителя А равны

Подставляя эти выражения в (4.2.9), находим

Таким образом, оптимальная обработка в рассматриваемом случае включает вычитание (либо сложение, если выходов каналов, а в остальном не отличается от оптимальной обработки сигнала в одном канале на фоне шумов. Если коэффициент направленности дополнительной антенны в направлении на помеху совпадает с уровнем соответствующего бокового лепестка основной антенны, а шум в дополнительном канале мал по сравнению с помехой, то коэффициент при в (4.12.4) можно заменить единицей.

При быстрых флюктуациях сигнала решение получается вполне аналогичным. Разность выходных напряжений каналов должна в этом случае пропускаться через фильтр с частотной характеристикой (4.3.8), детектироваться и интегрироваться за время наблюдения,

причем входящий в (4.3.8) параметр в этом случае равен

Характеристики обнаружения для рассматриваемой системы обнаружения, как легко видеть, имеют такой же вид, как и для одноканальной системы. Изменяется лишь отношение сигнал/помеха

Из (4.12.6) следует, что при влияние помехи при оптимальной обработке полностью устраняется и на качество обнаружения влияет лишь сумма шумов в обоих каналах. На практике эффективность компенсации оказызывается значительно более низкой из-за неточного согласования коэффициентов усиления и значений коэффициентов направленности в каналах.

Следует отметить, что компенсация помехи (может быть осуществлена таким способом лишь в том случае, когда помеха действует в направлении бокового лепестка основной антенны. При попадании доли и помехи в луч диаграммы уровни сигналов, принимаемых по обоим каналам, становятся соизмеримыми [с учетом коэффициента при в (4.12.4)] и сигнал компенсируется одновременно с помехой. Однако и в этом случае за рассматриваемым способом сохраняется важное преимущество: становится невозможным захват источника помехи по углам при попадании его в боковой лепесток диаграммы направленности.

Следует отметить, что данный способ селекции сигнала может быть, очевидно, с успехом использован для защиты и от активных помех другого вида, действующих в направлении бокового лепестка. Существенно, что изменение интенсивности помехи во времени не снижает эффективности способа.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление