Способ радиотехнической защиты групп летательных аппаратов

Изобретение относится к области радиопротиводействия и может быть использовано в технике радиоэлектронного подавления зенитно-ракетных комплексов с целью радиотехнической защиты групп летательных аппаратов.
Известны способы прикрытия группы ударных самолетов специальными самолетами-постановщиками помех, которые барражируют вне строя ударных самолетов в зонах, которые выбираются на удалении, исключающем поражение зенитными ракетными комплексами специального помехоносителя (Климович Е.С. "Радиопомехи зенитным комплексам", М.: Воениздат, 1973, стр. 74, 76).
В основу известного способа радиотехнической защиты группы самолетов положено создание шумовых ретрансляционных помех со специального помехоносителя, например, самолета, удаленного от радиолокатора подсвета цели на расстояние, превышающее не менее чем в два раза дальность действия зенитной ракеты, и обеспечение воздействия помех по ближним боковым лепесткам диаграммы направленности антенн (ДНА) радиолокационной станции и головки самонаведения (ГСН), а также наделение ретранслируемого сигнала шумовой модуляцией в диапазоне доплеровских скоростей сопровождаемой группы самолетов.
Известные способы радиотехнической защиты самолетов неэффективны при большом радиусе действия зенитно-ракетного комплекса. Кроме того, существует возможность существенного снижения эффективности упомянутого способа защиты путем перегрузки ретранслятора помехоносителя сигналами радиолокатора подсвета, когда он пеленгует барражирующий помехоноситель. К недостаткам известного способа защиты следует отнести также то, что в нем одинаково переизлучаются все принимаемые сигналы, способствуя тем самым наведению ракет на барражировщик и существенно затрудняя его защиту с помощью активных помех из-за увеличения эквивалентной поверхности рассеяния барражировщика. Кроме того, известные способы не обеспечивают защиту барражировщика и он вынужден находиться вне зоны поражения, что делает их неэффективными, при преодолении глубоко эшелонированной ПВО или при необходимости обеспечения боевых действий групп летательных аппаратов в глубине обороны.
Цель настоящего изобретения состоит в устранении указанных выше недостатков и в повышении эффективности защиты групп летательных аппаратов (ЛА) от поражения ЗРК.
Поставленная цель достигается тем, что перед формированием помехи осуществляют на одном или нескольких летательных аппаратах каждой группы прием сигналов радиолокаторов подсвета цели и сопровождения, анализируют их по характерным признакам, например, по частоте и амплитуде (поляризации, направлению приема, длительности, спектру и др.), идентифицируют и селектируют сигналы радиолокаторов подсвета цели и сопровождения, излучаемые через боковые лепестки диаграммы направленности их антенн, а помеховые сигналы формируют только на частотах селектированных сигналов, которые затем усиливают и излучают в направлении летательных аппаратов прикрываемой группы и радиолокаторов сопровождения.
Изобретение будет понято из следующего описания и приложенного чертежа. На этом чертеже, иллюстрирующем пример возможной реализации предлагаемого способа защиты, и в тексте приняты следующие обозначения:
1 - постановщик помех первой группы ЛА;
2 - постановщик помех второй группы ЛА;
3 - зенитно-ракетный комплекс, обстреливающий первую группу ЛА;
4 - зенитно-ракетный комплекс, обстреливающий вторую группу ЛА;
5 - антенная система радиолокатора подсвета и сопровождения (ДНА 5);
6 - радиолокатор подсвета и сопровождения;
7 - путь распространения радиоволн, излучаемых главным лучом ДНА 5;
8 - зенитная ракета, ГСН;
9 - приемная антенная система постановщика помех 1;
10 - высокочастотный разветвитель;
11 - анализатор радиолокационных сигналов;
12 - селектор сигналов;
13 - идентификатор сигналов;
14 - формирователь помех;
15 - приемная антенная система постановщика помех 2;
16 - путь приема сигналов, излучаемых боковыми лепестками ДНА 5;
17 - высокочастотный разветвитель;
18 - анализатор сигналов;
19 - селектор сигналов;
20 - идентификатор сигналов;
21 - формирователь помех;
22 - усилитель сигналов;
23 - передающая антенная система постановщика помех 2;
24. - излучение сигнала помехи в направлении зенитной ракеты 8;
25 - излучения сигнала помехи в направлении радиолокаторов;
26 - излучение постановщика помех 2 главным лучом ДНА 28;
27 - радиолокатор подсвета цели и сопровождения;
28 - антенная система радиолокатора подсвета и сопровождения (ДНА 28);
29 - зенитная ракета ГСН;
30 - путь приема сигналов радиолокатора 27, излучаемых через боковые лепестки ДНА 28;
31 - усилитель сигналов;
32 - передающая антенная система постановщика помех 2;
33 - излучение сигнала помехи в направлении радиолокатора 27;
34 - излучение сигнала помехи в направлении на зенитную ракету 29.
Пример возможной реализации предлагаемого способа защиты двух и более разнесенных в пространстве групп ЛА при преодолении ими глубоко эшелонированной противовоздушной обороны поясняется упомянутым чертежом. В каждой группе ЛА находятся постановщики помех 1 и 2 соответственно. Рассмотрим наиболее трудный случай защиты, когда каждая группа ЛА одновременно может обстреливаться ЭРК, в зоне поражения которого она находится. Например, первая группа ЛА (постановщик помех 1) обстреливается ЗРК 4. В этом случае ЗРК 3 через антенную систему 5 радиолокатора 6 облучает главным лучом ДНА 5 постановщик помех 1 по пути распространения 7 и наводит зенитную ракету 8. Приемная антенная система 9 постановщика помех 1 принимает этот радиолокационный сигнал и через разветвитель 10 подает его на анализатор 11 и селектор 12. Анализатор сигналов осуществляет измерение характерных признаков радиолокационных сигналов, например частоты и амплитуды, а также при необходимости, поляризацию сигналов, направление приема, временные или спектральные характеристики сигнала и ряд других параметров. С выхода анализатора 11 информация о характерных признаках сигнала в аналоговой или цифровой форме поступает на вход идентификатора 13, который на основе информации о параметрах радиолокационных сигналов ЗРК, записанной в запоминающем устройстве и дополняемой в процессе полета ЛА от средств разведки (такая информация может поступать по линии связи от внешних источников информации, например спутников или других ЛА) осуществляет отождествление характерных признаков принятых сигналов, выявляет среди них радиолокационные сигналы, принадлежищие ЗРК, и определяет, облучает ли радиолокатор подсвета цели (радиолокатор сопровождения) постановщик помех главным лучом ДНА 5 или нет, формирует соответствующие команды управления режимом работы селектора 12.
Радиолокационный сигнал ЗРК, излучаемый через боковые лепестки ДНА, характеризуется значительно меньшей мощностью (примерно на 30 дБ ниже уровня мощности при излучении через главный луч ДНА). Кроме того, поляризационная структура такого сигнала разрушается и существенно отличается от структуры сигнала, излучаемого главным лучом, а лепестковая структура ДНА радиолокатора в этом случае вызывает появления характерной амплитудной модуляции из-за взаимного перемещения ЛА и радиолокатора.
В данном случае постановщик помех 1 облучается главным лучом ДНА 5 радиолокатора 6 и поэтому селектор 12 не пропускает на вход формирователя помехи 14 этот радиолокационный сигнал.
Селектор 12 может быть реализован различным образом, например, это может быть перестраиваемый режекторный фильтр на ЖИГ, управляемый командами с выхода идентификатора 13 и настраиваемый на несущую частоту радиолокатора 6. В качестве селектора 12, например, может применяться набор перестраиваемых полосковых фильтров, которые в этом случае отстраиваются по частоте от частоты радиолокатора 6.
Таким образом постановщик помех 1 не будет отвечать на сигнал радиолокатора 6 и зенитная ракета 8 не может наводиться по сигналу помехи на постановщик помех 1, но может наводиться по отраженному радиолокационному сигналу. Защита постановщика помех 1 от поражения зенитной ракетой 8 осуществляется постановщиком помех 2, приемная антенная система 15 которого осуществляет по пути распространения радиоволн 16 прием излучения передатчика радиолокатора 6 через боковые лепестки ДНА 5 и через разветвитель 17 подает его к анализатору 18 и селектор 19. После анализа характерных признаков сигнала радиолокатора 6, отождествления его признаков в идентификаторе 20 с признаками радиолокационных сигналов, записанных в ЗУ, и установления того факта, что этот сигнал излучается через боковые лепестки ДНА 5, селектор 19 устанавливается в режим, когда этот сигнал подается на вход формирователя помехи 21. Сформированный сигнал помехи на частоте селектированного сигнала усиливается в 22 и излучается антенной системой 23 в направлении зенитной ракеты 8 по пути распространения радиоволн 24 и в направлении радиолокатора 6 по пути распространения 25, воздействуя через боковые лепестки ДНА 5 радиолокатора 6 и ДНА головки самонаведения зенитной ракеты 8. Такое воздействие помехи на постановщика помех 2 вызывает срыв наведения ракеты 8 на постановщик помех 1.
Так как постановщик помех 2 также одновременно обстреливается ЗРК 4, то приемная антенная система 15 постановщика помех 2 по пути распространения 26 принимает излучение радиолокатора 27 через главный луч ДНА 28. Этот радиолокационный сигнал через разветвитель 17 подается на анализатор 18 и селектор 19.
После анализа в 18 и идентификации в 20 формируется команда, устанавливающая такой режим работы селектора 19, который исключает подачу его на вход формирователя помехи 21, и помеховый сигнал на несущей частоте радиолокатора 27 не формируется. При этом помеха на несущей частоте радиолокатора 6 формируется, так как его сигнал принимается через боковые лепестки ДНА 5 радиолокатора 6. В этом случае зенитная ракета 29 не может наводиться на постановщик помех 2 по его сигналам помехи. Для срыва наведения зенитной ракеты 29 на постановщик помех 2 приемная антенная система 9 постановщика помех 1 по пути распространения радиоволн 30 принимает излучение радиолокатора 27 через боковые лепестки диаграммы направленности его антенной системы 28 и через разветвитель 10 подает его на вход анализатора 11 и селектора 12. После анализа в 11 и идентификации в 13 формируются команды, устанавливающие такой режим работы селектора 12, что этот радиолокационный сигнал поступает на вход формирователя помехи, в то время как сигнал радиолокатора 6, облучающего постановщик помех 1 главным лучом ДНА 5, не подается на вход формирователя помехи 14. Сформированная в 14 на несущей частоте радиолокатора 27 помеха усиливается в усилителе 31 и излучается передающей антенной системой 32 в направлении радиолокатора 27 по пути распространения 33 и в направлении зенитной ракеты 29 по пути распространения 34.
Таким образом постановщик помех 1 не излучает сигнала помехи на несущей частоте радиолокатора 6, облучающего его главным лучом ДНА 5, а излучает помеху на несущей частоте радиолокатора 27, который облучает постановщик помех 2 главным лучом ДНА 28.
При этом постановщик помех 2 излучает сигнал помехи на несущей частоте радиолокатора 6, облучающего постановщик помех 1 главным лучом ДНА 5, и не излучает сигнал помехи на несущей частоте радиолокатора 28, облучающего его главным образом лучом ДНА 28.
В результате этого обеспечивается радиотехническая защита группы ЛА от поражения ЗРК. Хотя для иллюстрации предлагаемого способа защиты был рассмотрен случай, когда постановщик помех каждой группы ДА обстреливается одним ЗРК, он сохраняет свою эффективность и в случае многих ЗРК. В этом случае к аппаратуре помех предъявляются соответствующие требования по пропускной способности.
Формирователь помех 14 и 21 может иметь два канала для формирования помехи непрерывным и импульсным радиолокационным системам. Для случая непрерывного излучения канал формирования помехи представляет собой СВЧ фазовращатель, на модулирующий вход которого поступает, например, флуктуационное напряжение от генератора шума. Параметры модулирующего шума устанавливаются по результатам анализа параметров принимаемых сигналов, либо может устанавливаться заранее по априорной информации. В случае импульсных радиолокационных сигналов канал формирования помех может представлять собой управляемый по частоте генератор, который настраивается на несущую частоту селектированного сигнала по информации от идентификатора. Количество генераторов определяется числом подавляемых радиолокаторов.
Анализ параметров сигналов может быть осуществлен устройством параллельного и последовательного обзора частотного диапазона и анализатора сигналов, управляемого процессом, который также может использоваться для кодирования параметров анализируемых сигналов в цифровой форме, а также для последующею распознавания сигналов, подлежащих селекции.
Приемная и передающая антенная система может быть, например, выполнена на основе многолучевых линзовых антенных решеток, представляющих собой группу идентичных принимающих (излучающих) элементов, соединенных через диаграммообразующую систему, количество выходов (входов) которой равно числу формируемых антенных лучей. В передающих элементах решетки могут быть установлены активные элементы, например, усилители на ЛЕВ. В состав антенных систем могут входить также соответствующие высокочастотные коммутаторы.
По сравнению с известными техническими решениями предлагаемый способ позволяет повысить эффективность защиты групп ЛА от поражения управляемыми зенитными ракетами и обеспечивает преодоление глубокоэшелонированной ПВО, существенно снижает эффективность применения специальных подавителей, а также снижает эффективность режима наведения ГСП по сигналу помехи, который широко используется в современных ЗРК.
Использование предлагаемого способа позволяет создать качественно новую весьма эффективную систему радиотехнической защиты групп ЛА широкого класса. В связи с чем предлагаемый способ найдет широкое применение в технике радиопротиводействия. В настоящее время предлагаемый способ прорабатывается в работе "Рычаг”.