СПОСОБ ЗАЩИТЫ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ ОТ ПРОТИВОРАДИОЛОКАЦИОННЫХ РАКЕТ НА ОСНОВЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ АКТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ
METHOD OF PROTECTING RADAR STATION FROM ANTI-RADAR MISSILE BASED ON ADDITIONAL ACTIVE RADIATION SOURCES

Настоящее изобретение относится к области радиолокации и радиопротиводействия и может быть использовано для защиты наземных радиолокационных станций (РЛС) от поражения самонаводящимися на излучение противорадиолокационными ракетами (ПРР) с использованием дополнительных источников излучения (ДИИ).
Известен способ защиты РЛС от ПРР предусматривающий выключение излучения РЛС при обнаружении ПРР и включения ложного передатчика излучающего сигналы в направлении ПРР (патент Германия №3341069, Заявка Япония №2-40193). Недостатком данного способа является нарушение боевой работы РЛС.
Так же известен способ защиты РЛС, основанный на перенацеливании ПРР на ДИИ, обеспечивающий непрерывную работу РЛС (Патент РФ №2099734 Ивашечкин А.А., Леонов Г.А «Способ защиты группы радиолокационных станций от противорадиолокационных ракет с использованием дополнительных источников излучения и устройство для его осуществлениям). Недостатком этого способа является недостаточное обеспечение гарантированного перенацеливания ПРР на ДИИ т.к. головка самонаведения ракеты различает сигналы по времени их прихода и угловым координатам, т.е. осуществляет временную и угловую селекцию цели.
В способе защиты РЛС отвлечение ПРР на один из ДИИ осуществляется за счет использования ими импульсов осуществляющих прикрытие зондирующего сигнала в пространстве (патент Великобритания №2252464). Недостатком данного способа защиты является возможность головки самонаведения ракеты различать сигналы по длительности и наводиться не только по фронту первого пришедшего импульса.
Так же известен способ защиты, принятый за прототип (Л.Б. Ван Брант. Справочник по методам радиоэлектронного подавления и помехозащиты систем с радиолокационным управлением. Том I, книга III (глава 4, начало). Перевод с английского под редакцией К.И. Фомичева, Л.М. Юдина, 1985. - С.628-635.), предусматривающий применение вспомогательной антенной системы, состоящей из двух излучателей и смонтированной на базе локатора. Вспомогательные антенны запитываются от радиолокатора радиочастотными импульсами, предшествующими по времени излучению рабочих импульсов, тем самым обеспечивая опережающий запуск этих сигналов относительно сигнала с радиолокатора. Длительность и период этих помеховых сигналов также как и у радиолокатора. Если в точке приема сдвиг фаз этих помеховых передатчиков равен я, то фазовый фронт поворачивает за базу, обеспечивая защиту РЛС.
Недостатком прототипа является трудность обеспечения в каждой точке пространства разности фаз равно я: если в точке приема сдвиг фаз помеховых передатчиков равен π/2, то фазовый фронт поворачивает непосредственно на базу, тем самым гарантированно поражая РЛС. Другой недостаток - перспективные головки самонаведения ракет имеют возможность наводиться не только по фронту первого пришедшего импульса, но также по срезу импульсов, что позволяет наводиться ПРР на РЛС.
Техническим результатом данного изобретения является повышение защищенности РЛС от ПРР.
u
u
ЛЗ
Данный технический результат достигается тем, что в известном способе защиты радиолокационной станций от противорадиолокационных ракет на основе двух активных дополнительных источников излучения, импульсы излучения которых следуют с опережением относительно радиосигнала с радиолокатора, при этом несущая частота, длительность, период повторения помеховых сигналов и сигнала радиолокатора равны между собой, дополнительные источники излучения и радиолокатор располагают на одной линии на расстоянии 50-150 м друг от друга, в дополнительных источниках излучения осуществляют также запаздывающий запуск радиосигналов относительно радиосигнала с радиолокатора, при этом задержку импульсов излучения дополнительных источников осуществляют по случайному закону в пределах от 0 до τ, где τ - длительности импульса радиолокатора, частоту переключений моментов излучения дополнительных источников излучения выбирают равной 0.5-1,5 Гц, а радиоимпульсы радиолокатора излучаются с задержкой травной времени распространения импульса радиолокатора в линии связи между радиолокатором и дополнительным источником излучения t и на время, равное половине длительности импульса РЛС
<mrow><msub><mi>t</mi><mrow><mi>Л</mi><mi>З</mi></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>t</mi><mrow><mi>Л</mi><mi>С</mi></mrow></msub><mo>+</mo><mfrac><mrow><msub><mi>τ</mi><mi>u</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow>
.
Реализация способа защиты радиолокационной станций от противора-диолокационных ракет на основе активных источников излучения представлена на Фиг.1, на котором показано устройство формирования импульсов запуска РЛС 1, линии связи 2, связывающие устройство формирования импульсов запуска 1 с дополнителиьным источниками излучения (ДИИ), линия задержки 3, устройства задержки импульсов запуска 4 и 5.
Линия задержки 3 обеспечивает задержку импульса запуска подмодулятора на время распространения этого импульса в линии связи 2 между радиолокатором и ДИИ и на время, равное половине длительности импульса РЛС. Если для связи радиолокатора и ДИИ, например, используется коаксиальный кабель
<mrow><msub><mi>t</mi><mrow><mi>Л</mi><mi>З</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>l</mi><mrow><mi>Л</mi><mi>З</mi></mrow></msub></mrow><mrow><mi>c</mi><msqrt><mrow><msub><mi>ε</mi><mo>∂</mo></msub></mrow></msqrt></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><msub><mi>τ</mi><mi>u</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>,</mo></mrow>
ЛЗ
∂
u
где l - длина коаксиального кабеля, связывающего радиолокатор и дополнительный источник излучения; ε - диэлектрическая проницаемость диэлектрика коаксиального кабеля; с - скорость света; τ, - длительность импульса РЛС.
Устройства задержки импульсов 4 и 5 обеспечивают задержку импульсов запуска по случайному закону в пределах
зад
u
t→0÷τ
к
c.c.
Частота переключений времени задержки F выбирается исходя из полосы пропускания F автоматической следящей системы наведения головки самонаведения (АСН ГСН). [Перунов Ю.М., Фомичев К.И., Юдин Л.М. Радиоэлектронное подавление информационных каналов систем управления оружием. -М.: Радиотехника. 2003 г.]
<mrow><msub><mi>F</mi><mi>к</mi></msub><mo>≤</mo><mfrac><mrow><msub><mi>F</mi><mrow><mi>c</mi><mo>.</mo><mi>c</mi><mo>.</mo></mrow></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow>
.
Оптимальная частота обычно выбирается в пределах 0.5…1.5 Гц. Таким образом, в точку приема импульсы от ДНИ приходят раньше или позже, чем импульсы от РЛС, т.е. положение первого фронта (а также второго и третьего) - случайно (Фиг.2), аналогично и среза. Так как головка самонаведения ракеты имеет возможность наводиться не только по фронту первого пришедшего импульса (в алгоритме ракеты заложено, что возможна постановки помехи с опережающим запуском), то до рубежа разрешения ракета будет наводиться в некоторый случайный энергетический центр. На рубеже разрешения ракета будет выбирать одну из трех целей. При выборе в качестве цели РЛС, за счет того что ракета наводилась в случайный энергетический центр и отработки промаха, существует вероятность промаха.
Несущая частота, длительность, период помеховых сигналов ДИИ выбираются такими же, как и у радиолокатора. Устройство формирования импульсов запуска РЛС 1 вырабатывает или короткие импульсы заданного периода, а также может вырабатывать, например, двоичный код, определяющий несущую частоту радиоимпульсов РЛС и ДИИ в случае перестройки несущей частоты радиоимпульсов радиолокатора.
опт
Рассмотрим эффективность предложенного метода защиты. Величина промаха Δn и оптимальное значение базы парной цели L рассчитываются соответственно по следующим выражениям [Вакин С.А., Шустов Л.Н. основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. - М.: Сов. радио, 1968]
<mrow><msub><mi>Δ</mi><mi>n</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mi>L</mi><mn>2</mn></mfrac><mo>−</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><mo>⋅</mo><msub><mi>I</mi><mrow><mi>max</mi></mrow></msub><mo>⋅</mo><mfrac><mrow><msup><mi>D</mi><mn>2</mn></msup></mrow><mrow><msubsup><mi>V</mi><mrow><mi>о</mi><mi>т</mi><mi>н</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mi>L</mi><mn>2</mn></mfrac><mo>−</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><mo>⋅</mo><msub><mi>I</mi><mrow><mi>max</mi></mrow></msub><mo>⋅</mo><mfrac><mrow><msup><mi>L</mi><mn>2</mn></msup><msup><mrow><mi>cos</mi></mrow><mn>2</mn></msup><mo stretchy="false">(</mo><mi>q</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mrow><msubsup><mi>θ</mi><mi>p</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>⋅</mo><msubsup><mi>V</mi><mrow><mi>о</mi><mi>т</mi><mi>н</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow></mfrac><mo>,</mo></mrow>
<mrow><msub><mi>L</mi><mrow><mi>о</mi><mi>п</mi><mi>т</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><mo>⋅</mo><mfrac><mrow><mi>Δ</mi><msubsup><mi>θ</mi><mi>p</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>⋅</mo><msubsup><mi>V</mi><mrow><mi>о</mi><mi>т</mi><mi>н</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mrow><msub><mi>I</mi><mrow><mi>max</mi></mrow></msub><mi>cos</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>q</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow></mfrac><mo>,</mo></mrow>
max
где L - база парной цели; I - максимальное допустимое нормальное ускорение; D - расстояние между ракетой и парной целью в момент разрешения;
отн
р
V - относительная скорость сближения ракеты с парной целью; θ- угол разрешения; q - угол поворота базы относительно нормали к линии пути ракеты.
На фиг.3 показана атака ракетой парной цели. Угол поворота базы Z относительно нормали линий пути ракеты примем равным нулю,
<mrow><msub><mi>V</mi><mrow><mtext>отн</mtext></mrow></msub><mo>≈</mo><mtext>1050</mtext><mfrac bevelled="true"><mtext>м</mtext><mtext>с</mtext></mfrac><msub><mrow><mtext>, θ</mtext></mrow><mtext>р</mtext></msub><mo>≈</mo><msup><mrow><mtext>10</mtext></mrow><mo>∘</mo></msup><msub><mrow><mtext>, I</mtext></mrow><mrow><mtext>max</mtext></mrow></msub><mo>≈</mo><mtext>180</mtext><mfrac bevelled="true"><mtext>м</mtext><mrow><msup><mtext>с</mtext><mtext>2</mtext></msup></mrow></mfrac></mrow>
тогда
опт
L≈85 м;
n
Δ≈21 м.
Вероятность поражения РЛС
1
2
3
Р=Р·Р·Р,
1
где Р - вероятность поражения одной ракетой одного излучающего объекта;
2
3
Р - вероятность выбора РЛС в качестве цели на рубеже разрешения; Р - вероятность, что энергетический центр лежит в пределах, в которых отрабатывается промах.
1
Р=0,9, например, для ракеты HARM.
2
Р=⅓.
пор
Если принять радиус поражения R=20 м, тогда
<mrow><msub><mi>Р</mi><mn>3</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mfrac bevelled="true"><mrow><msub><mi>L</mi><mrow><mi>о</mi><mi>п</mi><mi>т</mi></mrow></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>−</mo><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>R</mi><mrow><mi>п</mi><mi>о</mi><mi>р</mi></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>Δ</mi><mi>n</mi></msub><mo stretchy="false">)</mo><mo>+</mo><mfrac bevelled="true"><mrow><msub><mi>L</mi><mrow><mi>о</mi><mi>п</mi><mi>т</mi></mrow></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow><mrow><msub><mi>L</mi><mrow><mi>о</mi><mi>п</mi><mi>т</mi></mrow></msub></mrow></mfrac><mo>≈</mo><mn>0.5.</mn></mrow>
<mrow><mi>Р</mi><mo>=</mo><mn>0.9</mn><mo>⋅</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>3</mn></mfrac><mo>⋅</mo><mn>0.5</mn><mo>≈</mo><mn>0.15.</mn></mrow>
Таким образом, применение двух ДИИ позволяет снизить вероятность поражения с 0.9 до 0.15 при угле 0° и до 0.3 при угле поворота базы 45°. При постановке помехи с детерминированным опережающим запуском сигналов ДИИ относительно сигнала с радиолокатора (как в прототипе), ГСН может наводиться по срезу последнего пришедшего импульса, в результате чего ракета поразит РЛС с вероятностью 0.9. В предлагаемом способе отсутствует вероятность приема помеховых сигналов передатчиков со сдвигом фаз равным π/2, при котором фазовый фронт поворачивает непосредственно на базу, тем самым гарантированно поражая РЛС.