Передатчик активных помех

Данное предложение относится к области радиопротиводействия.
В системе противосамолетной обороны широкое применение находят комплексы зенитных управляемых ракет с командным управлением (комплекс ЗУР "Найк-Геркулес").
Радиотехническая часть комплекса состоит из радиолокаторов визирования цели и ракеты по сигналам бортового ответчика, которые обеспечивают получение информации о текущих координатах цели и ракеты, необходимой для наведения ракеты на цель и формирования команды на подрыв боевой части ракеты.
Исключение наведения ракеты и своевременной подачи команды на подрыв возможно путем подавления канала визирования ракеты по сигналам ответчика, так как информация о дальности до ракеты необходима для формирования этих команд. Трудность подавления канала приема сигналов ответчика в радиолокаторе визирования ракеты связана с необходимостью воздействия помехи на большей части траектории полета ракеты через боковые лепестки приемной антенны радиолокатора визирования ракеты, a также скрытностью рабочей частоты ответчика. Ответчик работает на литерных частотах, расположенных в рабочем диапазоне радиолокатора визирования ракеты. Несущая частота ответчика устанавливается до пуска ракеты и в полете не меняется.
Известны передатчики для формирования помех по этому каналу (рис. 1). Они состоят из приемной (1) и передающей (5) антенны, разведприемника 2, устройства запоминания частоты 3 и усилителя мощности 4. Несущая частота импульсного радиосигнала ответчика, принятого разведприемником 2, запоминается в устройстве запоминания частоты 3, а полученный непрерывный сигнал, модулированный шумами, усиливается до необходимого уровня мощности усилителем 4.
Когда помеха маскирует сигнал ответчика, то РЛС визирования ракеты начинает пеленговать по углам вместо сигналов ответчика ракеты самолет, излучающий помеху. В результате от РЛС визирования ракеты в ЭВМ поступают вместо угловых координат ракеты координаты самолета, т.е. имитируются условия совмещения ракеты с самолетом. При этом в ЭВМ от РЛС визирования ракеты прекращается поступление текущей информации о дальности до ракеты и команды на управление ракетой поступать не будут, а отсутствие дальности до ракеты внесет ошибку в определение момента подачи команды подрыва.
Мощность помехи, необходимая для подавления канала визирования ракеты таким передатчиком, может быть определена из следующего выражения
где  - требуемое превышение помехи для обеспечения маскировки сигнала ответчика;
- излучаемая мощность ответчика;
- уровень боковых лепестков приемной антенны радиолокатора визирования ракеты;
- расстояние от цели до радиолокатора;
- расстояние от ракеты до радиолокатора.
Если принять  = 10 дБ,  = 40 дБВт,  = 20 дБ, то для срыва сопровождения сигналов ответчика потребуется эквивалентная непрерывная мощность около 80 дБВт. Реализовать на самолете такой уровень мощности непрерывной шумовой помехи практически невозможно.
В связи с этим предлагается передатчик помех, который позволяет создавать помехи радиолокатору визирования ракеты по сигналам бортового ответчика при меньшей средней выходной мощности оконечного усилителя. С этой целью ограничиваются эффективным подавлением канала ответа не всей дальности РЛС - цель, а только части ее непосредственно прилегающей к защищаемому самолету.
Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена на фиг. 1 блок-схема передатчика шумовых помех, где 1 - приемная антенна; 2 - приемник сигналов бортового ответчика; 3 - устройство запоминания частоты; 4 - модулятор - усилитель мощности СВЧ колебаний; 5 - передающая антенна.
На фиг. 2 - блок-схема предлагаемого передатчика активных помех радиолокатору визирования ракеты по сигналам ответчика, где 1, 2, 3, 4, 5 – то же, что и для фиг 1, а 6 - разветвитель сигналов; 7 - приемник сигналов радиолокатора слежения за целью; 8 - пороговое устройство сравнения амплитуд и времени приема радиоимпульсов; 9 - приемник сигналов передатчика радиолокатора слежения за ракетой; 10 - блок оценки угрозы; 11 - формирователь "опережающего" помехового импульса.
Минимальное расстояние ракета - цель, на котором происходит перенацеливание РЛС визирования ракеты по сигналам ответчика для получения требуемого промаха или ошибки в моменте выдачи команды подрыва, зависит от маневренных возможностей самолета, его скорости и высоты полета, удаления самолета от комплекса, и ориентировочно составит около 5÷10 км. При этом выигрыш в уровне мощности помехи может быть поручен около 10 дБ, за счет того что коэффициент . Кроме того, самолет, по мере сближения с ракетой, входит в основной луч приемной антенны РЛС визирования ракеты, что позволяет соответственно уменьшить потери сигнала помехи еще примерно 10÷20 дБ.
Таким образом, если реализовать эти условия, то требуемая мощность прицельной помехи для подавления ракетного канала составит около 50÷60 дБВт. При наличии наводимой по направлению антенны передатчика помех (ФАР) с усилением 20 дБ требуемая мощность оконечного усилителя составит около 30÷40 дБВт. Учитывая, что эффективная маскировка сигнала ракеты ответчика осуществляется не на всей дальности самолета от радиолокатора, становится возможным использовать импульсное излучение помехи, соответствующим образом синхронизированное зондирующим сигналом ответчика.
Скважность такой шумовой помехи равна отношению длительностей периода повторения импульсов запроса ответчика и импульса помехи. Длительность импульса помехи должна быть достаточной, дня того чтобы замаскировать по каналу ответа участок дальности перед импульсом цепи, превышающий допустимое минимальное расстояние ракеты до цели. Ориентировочно скважность помехи можно принять равной 10. Поэтому средняя мощность передатчика прицельных помех для подавления ракетного канала составит 20÷30 дБВт. В качестве оконечного каскада такого передатчика помех может быть использован, например, амплитрон и другие ЭВП с высоким КПД.
Синхронизацию работы передатчика можно осуществить путем приема сигналов радиолокатора визирования ракеты (или ответчика ракеты) с последующим формированием модулирующего импульса "опережающего" шумового сигнала. Этот видеоимпульс открывает выходной каскад усилителя мощности передатчика помех, на высокочастотный вход которого поступает модулированный сигнал с устройства запоминания частоты.
Рассмотрим возможность определения несущей частоты ответчика с помощью самолетной аппаратуры. Учитывая энергетический потенциал ответчика (40 дБВт), уровень боковых лепестков передающей антенны ответчика 20 дБ, максимальную дальность приема сигналов ответчика 150 км и усиление приемной антенны самолетного разведприемника 10 дБ, получим, что требуемая чувствительность разведприемника должна составлять около 130 дБВт. Это в случае необходимости определения частоты ответчика, когда ракета находится на максимальной дальности.
При меньшей дальности требуемая чувствительность будет ниже.
Так как ответчик запускается сигналами РЛС визирования ракеты, то обнаружение импульсных сигналов ответчика следует производить в интервале времени, заключенном между временем приема зондирующего сигнала радиолокатора визирования ракеты и моментом приема сигнала ответчика по пути РЛС - ракета - цель. По мере приближения ракеты к цели эта разность между моментами приема на самолете импульса радиолокатора визирования ракеты и ответчика уменьшается, что может быть использовано для оценки отклонения ракеты от траектории полета ракеты по лучу. Если эта разность близка к нулю во время полета ракеты, то это может служить указанием того факта, что наведение ракеты осуществляется методом трехточки или по лучу.
Блок-схема предлагаемого передатчика помех по ракетному каналу приведена на рис. 2.
Передатчик помех состоит из приемной и передающей антенны (соответственно 1 и 5), разветвителя высокочастотных сигналов 6, приемников радиосигналов радиолокатора визирования цели 7, приемник радиолокатора визирования ракеты 9 и ответчика 2, порогового устройства сравнения амплитуд и времени приема радиоимпульсов 8, соединенного с выходами приемников 2, 7 и 9.
Информация с выхода устройства сравнения 8 поступает в блок оценка угрозы 10. Приемник сигналов передатчика радиолокатора визирования ракеты 9 соединен с формирователем "опережающего" помехового импульса - 11, модулирующего запомненный сигнал ответчика в оконечном усилителе 4.
Передатчик помех работает следующим образом.
Сигнал радиолокатора визирования цели через приемную антенну 1, разветвитель 5 поступает в приемник сигналов радиолокатора визирования цели 7.
Включение радиолокатора визирования ракеты определяется другим приемником 9, видеосигнал которого используется для формирования в 11 модулирующего "опережающего" импульса шумовой помехи. Одновременно в схеме сравнения амплитуд сигналов приемников 3, 7 и 9 и времени их приема 8. Измеряется уровень этого сигнала и с определенным весом сравнивается с уровнем принятого сигнала радиолокатора визирования цели. Результат сравнения поступает в блок оценки угрозы 10. Сигналы ответчика ракеты принимаются антенной 1, усиливаются и поступают в устройство запоминания частоты. В этом устройстве запомненный по частоте сигнал наделяется соответствующей шумовой или импульсной модуляцией и через импульсный оконечный усилитель мощности излучается в направлении расположения радиолокатора визирования ракеты. Измеренная в схеме 8 разность моментов приема импульсов ответчика и радиолокатора визирования ракеты используется в блоке оценки угрозы 10 дня определения "опасной" ситуации.