МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ ПОМЕХ
MULTIFUNCTIONAL JAMMING STATION

Изобретение относится к средствам радиоподавления, применяемым для защиты наземных объектов, вооружения и военной техники от ВТО с радиолокационными системами управления. Оно может быть использовано при разработке и создании средств радиотехнической и радиолокационной разведки и создания помех.
Известна станция помех, состоящая из последовательно соединенных приемной антенны, системы определения и воспроизведения сигналов, передающей ФАР, а также системы определения направления прихода сигналов РЛС, диаграммообразующей схемы и системы анализа и управления, причем вход системы определения направления (СОН) соединен с выходом приемной антенны, а выход СОН подключен к входу системы анализа и управления (САУ), первый выход САУ соединен со вторым входом системы определения и воспроизведения сигналов, а второй выход САУ соединен с входом диаграммообразующей схемы, выход которой соединен с управляющим входом ФАР (см., например, Куприянов А.И., Шустов А.Н. Радиоэлектронная борьба. Основы теории. - М.: «Вузовская книга», 2009, с.378).
Недостатками такой станции являются:
станция помех не позволяет осуществлять непрерывное сопровождение по направлению неизлучающих или кратковременно (с большими перерывами) работающих РЛС с одновременной радиотехнической разведкой их излучений;
станция помех не позволяет осуществлять сопровождение по направлению и радиоподавление пространственно разнесенных приемников РЛС, использующих многопозиционные режимы работы.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является станция помех, состоящая из последовательно включенных приемной фазированной антенной решетки, М-канальной приемной диаграммообразующей системы, каждый выход которой соединен со входом соответствующего приемо-передающего канала, выход которого соединен с соответствующим входом М-элементной передающей диаграммообразующей системы передающей фазированной антенной решетки, причем каждый приемо-передающий канал включает последовательно соединенные высокочастотный модуль, систему определения частоты и переключатель, а также формирователь помех, выход которого соединен со вторым входом переключателя (см., например, Перунов Ю.М., Фомичев К.И., Юдин Л.М. Радиоэлектронное подавление информационных каналов систем управления оружием / Под ред. Ю.М.Перунова. - М.: «Радиотехника», 2003, с.87-89.).
Основными недостатками прототипа являются:
при одновременной обработке сигналов с нескольких направлений или на нескольких частотах сигнал помехи формируется на всех возможных комбинациях частот и направлений, что приводит к нерациональному распределению энергии помехи и ухудшению электромагнитной совместимости станции помех с другими радиоэлектронными средствами;
станция помех не позволяет осуществлять непрерывное сопровождение по направлению неизлучающих или кратковременно (с большими перерывами) работающих РЛС;
станция помех излучает помеху только в направлении, с которого принят сигнал РЛС, и не позволяет осуществлять сопровождение по направлению и радиоподавление пространственно разнесенных приемников РЛС, использующих многопозиционные режимы работы.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности за счет:
исключения нерационального распределения энергии помехи по диапазону частот (возникновение комбинационных частот), улучшения ЭМС и сокращения количества и ширины полос частот, в которых может запрещаться излучение помехи по условиям ЭМС;
обеспечения радиолокационного обнаружения и сопровождения по направлению кратковременно работающих РЛС с одновременной радиотехнической разведкой их излучений;
повышения пропускной способности и рационального распределения мощности помехи по пространству на основе формирования нескольких независимых лучей, обеспечения возможности радиоподавления неизлучающих приемных пунктов многопозиционных радиолокационных систем.
<mrow><mi>m</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1</mn><mo>,</mo><mi>M</mi></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow>
Указанный технический результат достигается тем, что многофункциональная станция помех, состоящая из последовательно включенных поэлементной приемной фазированной антенной решетки, M-элементной приемной диаграммообразующей системы, m-ый выход которой, где
, соединен с соответствующим входом приемо-передающего канала, выход которого соединен с соответствующим входом M-элементной передающей диаграммообразующей системы и М-элементной передающей фазированной антенной решетки, причем каждый приемо-передающий канал включает последовательно соединенные высокочастотный модуль, систему определения частоты и переключатель, а также формирователь помех, выход которого соединен со вторым входом переключателя, дополнительно введены переключательная матрица, имеющая М входов и N выходов, при этом N≤М, N высокочастотных циркуляторов, где N - количество приемо-передающих каналов, а также устройство обнаружения радиолокационных сигналов, сумматор, переключатель и формирователь радиолокационных сигналов, при этом приемная и передающая фазированные антенные решетки выполнены в виде M-элементной приемо-передающей активной фазированной антенной решетки, а диаграммообразующая система выполнена в виде системы независимых фазовращателей, m-ый вход переключательной матрицы соединен с выходом соответствующего фазовращателя, а n-ый выход переключательной матрицы соединен со входом n-го циркулятора, выход которого является входом соответствующего приемо-передающего канала, высокочастотный модуль каждого приемо-передающего канала последовательно соединен с системой определения частоты, выполненной в виде устройства обнаружения радиотехнических сигналов, выход которого соединен с формирователем помех и вторым входом переключателя, выход формирователя помех является первым выходом приемо-передающего канала, первый выход высокочастотного модуля соединен с входом устройства обнаружения радиолокационных сигналов, выход которого соединен с первым входом переключателя, выход которого является вторым выходом приемо-передающего канала, причем второй выход каждого нечетного приемо-передающего канала соединен с первым входом системы определения направления прихода входных сигналов, а каждый второй выход четного приемо-передающего канала соединен со вторым входом системы определения направления прихода входных сигналов, выход которой является входом системы анализа и управления, первый выход системы анализа и управления соединен с управляющим входом блока фазовращателей активной фазированной антенной решетки, причем первые выходы каждого n-то приемо-передающего канала, начиная со второго, через циркулятор и переключательную матрицу соединены с активной фазированной антенной решеткой, а первый выход первого приемо-передающего канала соединен с активной фазированной антенной решеткой через сумматор, циркулятор и переключательную матрицу, второй выход системы анализа и управления соединен с управляющим входом переключательной матрицы, а также с формирователем радиолокационных сигналов, выход которого соединен со вторым входом сумматора, третий выход системы анализа и управления соединен со вторым, третьим и четвертым управляющими входами каждого приемо-передающего канала и третьим управляющим входом сумматора, второй управляющий вход приемо-передающего канала соединен со вторым управляющим входом высокочастотного модуля, третий управляющий вход приемо-передающего канала соединен с управляющим входом переключателя, а четвертый управляющий вход приемо-передающего канала соединен с управляющим входом формирователя помех.
Известные устройства имеют недостаточную эффективность радиоподавления перспективных бортовых РЛС вследствие нерационального распределения мощности помехи по пространству и ухудшению электромагнитной совместимости станции помех с другими радиоэлектронными средствами при одновременной обработке сигналов с нескольких направлений или на нескольких частотах, когда сигнал помехи формируется на всех возможных комбинациях частот и направлений, что приводит к нерациональному распределению энергии помехи, невозможности осуществлять непрерывное сопровождение по направлению неизлучающих или кратковременно (с большими перерывами) работающих РЛС, а также неспособности станции помех осуществлять сопровождение по направлению и радиоподавление пространственно разнесенных приемников РЛС, использующих многопозиционные режимы работы.
Повышение эффективности достигается за счет обеспечения независимого управления формой и пространственным положением большого количества лучей и спектром излучаемой помехи в каждом луче, обеспечения радиолокационного обнаружения и сопровождения по направлению носителей излучающих и неизлучающих (кратковременно работающих) РЛС с одновременной радиотехнической разведкой в этих направлениях, в обеспечении независимого формирования лучей в направлениях, не связанных с направлением приема сигналов, а также в обеспечении сопровождения по направлению и радиоподавления приемников РЛС, использующих многопозиционные режимы работы.
Структурная схема МФСП приведена на фигуре 1, где обозначено: 1 - M-элементная приемо-передающая активная фазированная антенная решетка с системой независимых фазовращателей; 2 - переключательная матрица; 3 - n-й высокочастотный циркулятор; 4 - n-й приемо-передающий канал; 5 - высокочастотный модуль; 6 - устройство обнаружения радиолокационных сигналов; 7 - устройство обнаружения радиотехнических сигналов; 8 - переключатель; 9 - формирователь помех; 10 - сумматор; 11 - устройство определения направления прихода сигналов; 12 - формирователь радиолокационных сигналов; 13 - система анализа и управления.
M-элементная приемо-передающая активная фазированная антенная решетка с системой независимых фазовращателей 1 предназначена для формирования и независимого управления большим количеством лучей с независимым управлением распределением мощности излучения помех между формируемыми лучами, формирования ДНА каждого луча различной формы в зависимости от решаемых задач, радиолокационного сопровождения по направлению носителей кратковременно работающих РЛС с одновременной радиотехнической разведкой их излучений, непрерывного сопровождения по направлению и радиоподавления РЛС, использующих многопозиционный режим работы. АФАР может быть выполнена, например, по схеме, приведенной в [см., например, В.Слюсар. Схемотехника цифровых антенных решеток. - «Электроника: наука, технологии, бизнес», №8, 2004, с.34-39] с использованием типовых элементов электронной техники.
Переключательная матрица 2 предназначена для задания требуемого числа лучей необходимой формы при функционировании многофункциональной станции помех в режимах радиолокационной разведки, радиотехнической разведки и радиоподавления назначенных объектов. Переключательная матрица может быть выполнена, например, по схеме, приведенной в [см., например, В.Слюсар. Схемотехника цифрового диаграммообразования. Модульные решения - «Электроника: наука, технологии, бизнес», №1, 2002, с.46-52].
Высокочастотный циркулятор 3 предназначен для разделения режимов приема и излучения сигналов и помех. Циркулятор может быть выполнен на основе типовых устройств электронной техники [см., например, Компоненты и технологии (ВЧ/СВЧ-элементы), №9, 2008, с.22-27].
Приемо-передающий канал 4 предназначен для приема и определения параметров радиолокационных и радиотехнических сигналов в режиме ведения радиолокационной и радиотехнической разведки, генерации радиолокационных сигналов и формирования помех в режиме радиоподавления бортовых РЛС.
Высокочастотный модуль 5 предназначен для разделения диапазона работы станции помех на частотные каналы, преобразования входного сигнала каждого частотного канала на промежуточную частоту и в цифровую форму.
Устройство обнаружения радиолокационных сигналов 6 предназначено для обнаружения отраженных от цели зондирующих сигналов, сформированных формирователем радиолокационных сигналов 12 и измерения дальности и скорости воздушной цели. Устройство обнаружения радиолокационных сигналов может быть выполнено на основе типовых устройств электронной техники [см., например, Теоретические основы радиолокации. Под ред. Ширмана Я.Д., 1968, с.99-120].
Устройство обнаружения радиотехнических сигналов 7 предназначено для обнаружения сигналов бортовых РЛС и определения их частотно-временных параметров.
Устройство определения направления прихода радиолокационных и радиотехнических сигналов 11 предназначено для определения направления на воздушную цель, являющуюся носителем бортовой РЛС - объекта радиоподавления и определения направления на излучающую бортовую РЛС, являющуюся объектом подавления. Устройство определения направления прихода радиолокационных и радиотехнических сигналов может быть выполнено на основе типовых устройств электронной техники [см., например, Леонов А.И., Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация. - М.: "Сов. радио», 1970, с.66-76].
Формирователь помех 9 предназначен для формирования помех с требуемыми частотно-временными параметрами.
Формирователь радиолокационных сигналов 12 предназначен для формирования зондирующих сигналов требуемой структуры. Формирователь радиолокационных сигналов может быть выполнен на основе типовых элементов электронной техники [см., например, Справочник по основам радиолокационной техники. Под ред. В.В.Дружинина, Воениздат, 1967, с.338-342].
Система анализа и управления 13 предназначена для распознавания класса воздушной цели на основе траекторией и сигнальной информации, задания сектора одновременной работы МФСП, задания основных режимов работы, управления станцией помех и управления лучами в заданных режимах.
Многофункциональная станция помех функционирует в следующих основных режимах:
в режиме радиолокационной разведки;
в режиме радиотехнической разведки;
в режиме радиоподавления назначенных объектов.
В режиме радиолокационной разведки осуществляется формирование одного луча с высоким энергопотенциалом и последовательное (программное) сканирование лучом в секторе одновременной работы МФСП. Для формирования луча задействуется вся апертура приемо-передающей АФАР. На прием отраженных от цели сигналов формируются два луча, реализующих моноимпульсный метод пеленгования. При обнаружении воздушной цели и определении ее координат МФСП переходит в режим радиотехнической разведки излучений бортовой РЛС воздушной цели, периодически прерывая режим радиотехнической разведки для радиолокационного сопровождения обнаруженной цели и поиска новых воздушных целей в секторе одновременной работы станции помех.
В режиме радиотехнической разведки формируются два луча в азимутальной или угломестной плоскости, реализующих моноимпульсный метод пеленгования излучений бортовой РЛС. Равносигнальное направление ориентируется системой анализа и управления в направлении воздушной цели, обнаруженной в режиме радиолокационной разведки. Затем станция помех переходит в режим ожидания сигналов бортовой РЛС. При обнаружении сигналов бортовой РЛС осуществляется распознавания класса воздушной цели, после чего МФСП определяет рациональные параметры помехи и переходит к формированию помех в ответ на принятые сигналы бортовой РЛС, периодически прерывая режим излучения для доразведки сигналов РЛС и обнаружения других целей. В случае обнаружения новой цели для ее обслуживания используется вторая пара приемо-передающих каналов.
В режиме радиоподавления прицельная по частоте помеха, формируемая формирователем помех, через сумматор, высокочастотный циркулятор и переключательную матрицу поступает на АФАР и излучается в направлении, сформированном системой фазовращателей под управлением системы анализа и управления.