Устройство создания одноточечных помех моноимпульсным координатором

Изобретение относится к области радиолокации, а именно к разработке устройств радиопротиводействия и создания помех следящим моноимпульсным координаторам.
Одноканальные радиолокационные координаторы, применяющие метод пространственной развертки луча (конической, линейной, спиральной) в силу своей слабой помехозащищенности от различного рода амплитудно-модулированных помех, уступают в настоящее время более совершенным устройствам, использующим многоканальные приемники. Такие устройства, получившие название «моноимпульсные координаторы», обладают повышенной защитой от помех, создаваемых из одной точки пространства. В целях усовершенствования конструкции и устранения ряда специфических недостатков, присущих многоканальному приему разработчиками моноимпульсных РЛС, предложено большое число видов и конкретных реализаций координаторов, в той или иной степени устраняющих эти недостатки. Так, для устранения влияния неидентичности каналов амплитудного моноимпульсного координатора предложены способы переключения каналов по определенному закону с последующим вычитанием сигналов в каналах. Также для устранения отличия каналов применяется способ совмещенной обработки в одном тракте сигналов, полученных в многоканальном пеленгационном датчике. При этом для окраски сигналов в каналах может применяться частотная модуляция или разнос сигналов во времени. Наибольшее распространение получил метод суммарно-разностного преобразования входных сигналов, позволяющий значительно повысить помехозащищенность моноимпульсных координаторов от помех, использующих фазовую или амплитудную неидентичности каналов. К достоинствам этого метода следует отнести также его конструктивную простоту. Все это обеспечило применимость суммарно-разностного преобразования в различных по назначению пеленгационных устройствах радиолокационных станций и головок самонаведения.
Все это заставляет разработчиков средств радиопротиводействия сосредоточить усилия для защиты одиночного самолета именно от систем, использующих моноимпульсные координаторы с суммарно-разностной обработкой сигнала.
К числу способов радиопротиводействия таким координаторам следует отнести двухчастотную помеху на промежуточной частоте, представляемую собой два сигнала, отличающиеся по частоте на величину, равную промежуточной частоте подавляемого координатора. Эффективность такой помехи была показана теоретически и исследована экспериментально.
Предлагаемое в заявке устройство предназначено для реализации двухчастотной помехи. Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства. На фиг. 2 приведено взаимное расположение частот гетеродина, отраженного сигнала и двухчастотной помехи.
Источником сигналов двухчастотной помехи являются два автономных генератора. Для расширения частотного диапазона аппаратуры помех на входе устройства установлен анализатор частоты входного сигнала, осуществляющий грубый анализ несущей частоты зондирующих сигналов. В общем случае анализатор может представлять собой набор фильтров.
f
f
f
f
i
i
1
2
При попадании сигнала в один из фильтров на выходе анализатора выдается команда и производится перестройка генераторов по частоте с таким расчетом, чтобы их частоты лежали в области рабочей частоты пеленгатора. Сказанное поясняется на фиг. 2, где Δ - полоса пропускания фильтров анализатора,  - частоты гетеродина, сигнала и двухчастотной помехи соответственно. Полоса пропускания фильтров Δ выбирается из условия равенства или близкого соответствия с полосой пропускания высокочастотных входных устройств радиолокатора. Обычно в 3-см диапазоне полоса входных устройств составляет величину 150-200 МГц. Таким образом, исходя из условия равенства частотного диапазона 2000 МГц, необходимо 10 фильтров и, следовательно, 10 фиксированных точек перестройки генераторов. Генераторы Г1 и Г2 для взаимной стабилизации охвачены автоматической подстройки частоты (АПЧ). Это сделано из-за нестабильности работы задающих генераторов (например клистронов). Требования к стабильности частот  и  могут быть определены исходя из возможности настройки этих генераторов таким образом, чтобы их разностная частота равнялась промежуточной частоте подавляемого координатора с учетом полосы пропускания фильтра РЛС. Так для импульсных станций эта полоса составляет величину 2-4 МГц, для РЛС с непрерывным излучением полоса допплеровского фильтра равна 0,5-1,5 кГц.
Система АПЧ обеспечит требования к стабильности частоты при создании двухчастотной помехи импульсным станциям, однако для подавления непрерывных систем одна она не будет пригодна.
Поэтому в устройстве предусмотрена дополнительная модуляция одной из помеховых составляющих шумовым сигналом с полосой, перекрывающей нестабильность АПЧ. Полоса шума в устройстве равна 2 МГц.
Обе помеховые составляющие усиливаются широкополосными усилителями и складываются на сумматоре.
Динамически устройство работает следующим образом. С приходом на анализатор частоты сигнала от следящей радиолокационной станции на ее выходе появляется команда перестройки генераторов по частоте в требуемый диапазон. Системой АПЧ осуществляется настройка генераторов и стабилизация их частот исходя из условия равенства разностной частоты промежуточной частоте РЛС, определяемой с помощью анализатора промежуточной частоты. В качестве анализатора может быть использовано устройство селекции паразитного излучения гетеродина подавляемой системы. Один из помеховых сигналов модулируется шумом и превращается из гармонической составляющей в шумоподобный сигнал с равномерным спектром. После усиления помеховые сигналы излучаются в направлении подавляемого координатора.
Для экспериментальной проверки предлагаемого устройства были проведены лабораторные исследования с моноимпульсным координатором, имеющим суммарно-разностное преобразование. Основные параметры экспериментальной установки: диапазон работы пеленгатора - 2 см; генераторы СВЧ - клистроны К-33; усилители СВЧ-лампы бегущей волны типа УВ-64; полоса модулирующих шумов - 2 МГц; коэффициент умиления передающей антенны - 5; выходная мощность имитатора помех - 50 мВт; чувствительность координатора - 150 дБ/Вт (координатор работал в непрерывном режиме).
При включении помеховой аппаратуры на выходе координатора регистрировался сигнал, величина которого на 25 дБ превышала уровень срабатывания устройства, регистрирующего шумовую помеху на входе, и система переходила на сопровождение помехи, чем обеспечивался срыв селекции по скорости. На фиг. 3 приведены осциллограммы напряжений, характеризующие поведение антенной системы пеленгатора при воздействии двухчастотной помехи, сформированной предлагаемым устройством. В момент переключения работы координатора на шумовую помеху резко возрастают ошибки сопровождения цели и происходит срыв режима автоматического сопровождения по угловым координатам.
Таким образом, предлагаемое устройство способно формировать двухчастотную помеху, оказывающую эффективное воздействие на моноимпульсные координаторы с суммарно-разностной обработкой сигнала. Эффективность помехи была проверена на моноимпульсном координаторе с непрерывным режимом работы и находится в достаточно точном соответствии с предварительными расчетами.