Устройство для формирования помех

Предлагаемое изобретение относится к области радиолокации, в частности предназначено для использования в радиопротиводействии.
Устройство может быть использовано для создания помех моноимпульсным радиолокационным станциям (РЛС), РЛС с коническим сканированием луча и РЛС с переключением диаграмм направленности.
Известны устройства создания помех (патент США №3.806.925 по кл. 343-18E за 1974 г., в которых содержатся два высокочастотных генератора, расстроенных на промежуточную частоту подавляемой радиолокационной станции.
Помимо генераторов устройства включают в себя элементы, обеспечивающие подстройку разностной частоты этих генераторов. Устройства обеспечивают формирование помехи, состоящей из двух частотных компонентов, усиливаемых и излучаемых из одной общей антенны.
Недостатком этих устройств является то, что они имеют фиксированную настройку по частоте и не обеспечивают перестройку частоты помехи в диапазоне частот подавляемых РЛС. При выходе частоты помехи из полосы преселектора РЛС полностью исключается действие помехи.
Наиболее близким решением является устройство создания помех РЛС по промежуточной частоте (авторское свидетельство СССР №1841303, заявка №1564501).
В указанном устройстве, предназначенном для подавления радиолокационных координаторов, использующих моноимпульсный метод пеленгации, осуществлено определение несущей частоты РЛС и перестройка помехи по частоте в диапазоне работ РЛС. Устройство состоит из двух генераторов СВЧ колебаний, связанных с анализатором несущей частоты. Анализатор частоты обеспечивает определение рабочей частоты РЛС и выдачу команд на перестройку частот генерации. Для точной настройки генераторов, обеспечивающей разнос их частот на величину, равную промежуточной частоте приемника, в устройство введен анализатор промежуточной частоты, вход которого подключен к приемной антенне, а выход через блок автоматической подстройки частоты к одному из генераторов. Это устройство позволяет генерировать двухчастотную помеху, у которой частотные компоненты могут размещаться вблизи несущей частоты радиолокационной станции, чем обеспечивается прохождение помехи в приемник даже при наличии в нем входного фильтра. Разность несущих частот в этом устройстве устанавливается после анализа промежуточной частоты подавляемой РЛС. В устройстве отсутствует модуляция излучаемой помехи на частотах сканирования РЛС, поэтому это устройство не способно создавать эффективные помехи системам, имеющим интегральные способы обработки сигналов, таким, например, как системы с коническим сканированием луча или системы с переключением диаграмм направленности. Это происходит потому, что поступающие на вход таких координаторов компоненты двухчастотного сигнала получают за счет вращения облучателя амплитудную модуляцию, в которой заложена информация об угловом положении излучателя помех. Эта амплитудная модуляция выделяется в приемнике, обрабатывается и обеспечивает сохранение режима автоматического сопровождения источника излучения.
Таким образом, целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и повышение его эффективности.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство, состоящее из входной антенны, соединенной со входом приемника, выход которого подключен к управляющим входам двух генераторов СВЧ, соединенных выходами со входами сумматора, подключенного через усилитель мощности к передающей антенне, введены переключатель вида модуляции, входы которого соединены с выходами априорного модулятора и анализатора частоты сканирования, подключенного своим входом к приемной антенне, причем выход переключателя вида модуляции соединен со входом переключателя режимов, выход которого подключен ко вторым управляющим входам генератора СВЧ.
В приложенном чертеже на фиг. 1 представлена блок-схема устройства формирования комбинированных помех. На фигурах 2-4 представлены спектры СВЧ сигналов, формирующихся в предлагаемом устройстве, и временная форма излучаемой помехи. На фиг. 5 и 6 приведены осциллограммы напряжений, характеризующие наведение антенной системы пеленгатора при воздействии комбинированной помехи, сформированной предлагаемым устройством.
Предложенное устройство состоит из приемной антенны 1, подключенной к входу приемника 2, выход которого подключен к управляемым входам генераторов 3 и 4. Генераторы 3, 4 через сумматор 5 соединены с усилителем мощности 6, подключенным к выходной антенне 7. Входная антенна 1 соединена с анализатором частоты сканирования 8, выход которого подключен к переключателю вида модуляции 9, к переключателю вида модуляции также подключен априорный модулятор 10. Выход переключателя модуляции 9 через переключатель режимов 11 подключен ко вторым управляющим входам генераторов 3 и 4.
Устройство работает следующим образом.
На вход приемника 2 через антенну 1 приходит СВЧ сигнал подавляемой РЛС. На основании анализа частоты в приемнике вырабатывается напряжение (сигнал) для настройки генераторов 3 и 4 на частоты, разность которых равна промежуточной частоте подавляемой системы. Настройка двух генераторов производится так, чтобы их частоты попадали в область полосы пропускания преселектора, но не совпадали с несущей частотой подавляемой РЛС. Это иллюстрируется на фиг. 2, на которой представлено взаимное расположение рабочей частоты РЛС, частот помехи и полосы пропускания преселектора. Снимаемый с сумматора 5 СВЧ сигнал усиливается усилителем 6 и излучается антенной 7 в сторону подавляемой РЛС. Для подавления станций с открытым сканированием луча требуется анализ частоты сканирования, а для РЛС со скрытым сканированием необходима перестройка модулирующей частоты по диапазону возможных частот сканирования. Определение и анализ параметров модуляции подавляемых систем производится с помощью анализатора частоты сканирования 8. В случае создания помех для системы со скрытым сканированием работает априорный модулятор 10. Программу работы априорного модулятора 10 и анализатора частоты сканирования 8 выдает переключатель вида модуляции 9. Выделенный сигнал сканирования, или априорная модуляция, с шириной спектра перекрывающей диапазон предполагаемых частот сканирования РЛС фиг. 3, подается на переключатель режимов 11. В зависимости от типа РЛС переключатель режимов 11 включает модуляцию или выключает ее. Эпюры напряжений СВЧ сигналов на выходе усилителя 6 представлены на фиг. 4.
Введение анализатора частот сканирования 8, переключателя вида модуляции 9, априорного модулятора 10, а также переключателя режимов 11 расширяет его функциональные возможности, делает двухчастотную помеху комбинированной, способной подавить не только моноимпульсные РЛС, но и обеспечивать радиопротиводействие системам с коническим сканированием и переключением диаграмм направленности.
Проводились расчеты прохождения помехи через приемник. Сигнал на входе РЛС может быть записан
c
c
где A(t), ω - амплитуда и частота.
Помеховые компоненты
n
здесь m - коэффициент амплитудной модуляции помехи.
После прохождения антенны полезный сигнал и помеховые составляющие получают дополнительную амплитудную модуляцию, вызванную вращением облучателя
n
Ω - частота модулированного колебания помехи;
Ω- частота опорного напряжения.
с
пр
пр
После прохождения полезного сигнала через смеситель запись сигнала сохранится, только ω заменится на ω (ω - промежуточная частота приемника).
Помеха на выходе смесителя образует колебания на частоте, близкой к промежуточной  и амплитуда колебаний имеет вид
На фазовом детекторе произойдет перемножение входных сигналов и помехи с опорным напряжением.
Эта операция для помехи может быть записана для одной плоскости следующим образом
После преобразований и фильтрации гармонических компонент на частотах опорного напряжения или ее гармониках выделим напряжение
Первое слагаемое дает полезное напряжение для координатора, второе - вредное. При отсутствии дополнительной амплитудной модуляции действие помехи приводит к увеличению крутизны пеленгационной характеристики в два раза.
Амплитудная модуляция вызывает прямое помеховое воздействие, в результате которого в зависимости от ее параметров происходит срыв режима сопровождения или появляются ошибки сопровождения.
Были произведены экспериментальные исследования для подтверждения теоретических расчетов по оценке эффективности предлагаемого устройства.
0
0
max
Результаты исследований представлены на фиг. 5 и 6, где приведены записи поведения антенны угломерного координатора с коническим сканированием для двух режимов работы устройства. В первом режиме при создании прицельной по частоте сканирования помехи фиг. 5, наблюдается срыв режима автоматического сопровождения. Во втором режиме применялась заградительная в диапазоне возможных частот сканирования помеха фиг. 6. Действие помехи приводит к раскачиванию антенны в пределах ±0,8-1,1 θ, где θ - ширина диаграммы направленности антенны координатора на уровне 0,5 P.
Предложенное устройство выгодно отличается от прототипа тем, что повышает надежность защиты цели как при борьбе с моноимпульсными РЛС, так и при радиопротиводействии радиолокационным станциям с коническим сканированием луча. Совмещение 2-х видов защиты в одном устройстве дает выигрыш в весе аппаратуры и потребляемой ею электроэнергии.