Тактическое обоснование и необходимость совершенствования системы пеленгации. Требования к пеленгационным устройствам, технические характеристики, анализ возможных решений и операций обработки сигналов ПАП. Разработка структурной схемы системы пеленгации.
Аннотация к работе
Существует три основных способа применения помех с использованием самолетных средств радиоэлектронного подавления: - самоприкрытие - когда помехи создаются с борта самолета преодолевающего систему ПВО. Если ширина спектра помехи соизмерима с полосой пропускания приемного устройства подавляемого радиоэлектронного средства, то помеха называется прицельной по частоте. расширение частотного диапазона помех: верхний предел уже приближается к 17 ГГЦ (в будущем и до 40 ГГЦ), широко используются помехи инфракрасного и оптического диапазонов, что позволяет эффективно подавлять работу инфракрасных, телевизионных, лазерных, оптико-визуальных систем, средств разведки, наблюдения, связи и управления оружием. значительное снижение массы и габаритов источников помех позволяет создать забрасываемые передатчики помех одноразового использования, ставить помехи с аэростатов, малогабаритных беспилотных самолетов, космических аппаратов РЭБ, а также применение станций помех модульной конструкции, позволяющее комплектовать станции из небольших модулей в зависимости от требуемой мощности. В каналах азимутальной пеленгации в РЛС РТВ наибольшее распространение получили одноканальные методы измерения угловых координат источников помех, в соответствии с которыми оценку угловой координаты получают путем фиксации азимута антенны в момент достижений максимума амплитуды помехи.В работе произведен анализ применения вероятным противником постановки АШП для подавления работы радиоэлектронных средств. На данный момент при проведении наступательной операции огромное значение придается применению авиации для захвата господства в воздухе, а вместе с тем средствам радиоэлектронного подавления. В первой главе описаны средства, используемые вероятным противником. Одна имеет стандартную колокообразную форму, другая представляет два колокообразных лепестка максимумы, которых разнесены на одинаковые интервалы от максимума главной диаграммы направленности. Данная работа не дает окончательного решения этой проблемы, но предложенное решение при последующем детальном изучении может максимально приблизить к решению данной проблемы.
Введение
В условиях расширения сил стран НАТО на Восток, к границам РФ, угроза развязывания войны по прежнему имеет место во внешнем политическом плане. Поэтому вооруженным силам РФ необходимо поддерживать готовность ведения боевых действий и повышать профессиональный уровень, соответствующий современной войне.
Характер ведения современного боя главенствующую и решающую роль отводит вооруженным силам. Опыт локальных войн доказывает наибольшую эффективность их применения. При развязывании военных действий тактика авиации направлена на подавляющее действие массированных ударов. Для наиболее эффективного действия своей авиации и с целью подавления ПВО противник широко применяет постановку помех, как пассивных, так и активных. В таких условиях существенно затрудняется выполнение боевой задачи войсками ПВО. От пассивных помех существуют аппаратные средства защиты. Активные же помехи аппаратно скомпенсировать, без потери полезной информации, невозможно. Ввиду сказанного выявляется задача повышения помехоустойчивости систем радиолокации.
Повышение помехоустойчивости систем радиолокации достигается комплексом мероприятий, которые можно объединить в две группы. К первой из них относятся методы, обеспечивающие подавление мешающих излучений, а ко второй - методы пассивной локации, обеспечивающие обнаружение и измерение координат источников излучения. Наиболее важным классом источников излучения являются постановщика активных помех (ПАП), то есть воздушные объекты, на борту которых размещаются один или несколько передатчиков помех. Для определения пространственных координат ПАП, как известно, должна использоваться система радиолокации, включающая в свой состав не менее двух пунктов приема и реализующая один из трех методов обработки помеховых сигналов. В настоящее время наиболее широко применяется триангуляционный (пеленгационный) метод обработки помеховых сигналов. Это связано с тем, что существующие системы активной радиолокации допускают пеленгацию ПАП, а также обеспечивают межпунктный обмен сведениями по результатам пеленгации по каналам передачи данных.
Одной из основных задач при совместной обработке пеленгов является их отождествление. Решение данной задачи существенно усложняется с увеличением числа ПАП, находящихся в зоне обнаружения системы радиолокации. Наиболее эффективный из известных способов отождествления основан на анализе пеленговой информации, поступающей от трех и более пунктов приема. Данное условие, однако, накладывает определенные ограничения на структуру системы радиолокации, а также на дислокацию ее пунктов приема.
1 Тактическое обоснование и необходимость совершенствования системы пеленгации
1.1 Оценка возросшей угрозы по применению средств электронной борьбы
Как показал опыт военных действий в локальных войнах, авиация капиталистических армий при преодолении системы противовоздушной обороны (ПВО) широко и массированно применяет средства помех, устанавливаемых на земле, кораблях, специальных самолетах радиоэлектронной борьбы и ударных самолетах.
Так, например, об этом говорят боевые действия в Югославии: Операция началась нанесением ракетно-бомбовых ударов тремя эшелонами в течении трех часов по объектам ПВО на всей территории Югославии. При этом за пятнадцать минут до начала ударов осуществлялась постановка активных шумовых помех самолетами EA-6B радиолокационным средствам ПВО Югославии. На первом этапе операции решались задачи подавления системы ПВО и завоевания превосходства в воздухе над всей территорией Югославии.
С целью выявления особенностей построения систем пассивной радиолокации; обоснованной разработки алгоритмов обнаружения и измерения координат постановщиков активных помех (ПАП), а также оценки качества решаемых при этом задач в первую очередь необходимо: - рассмотреть способы применения активных помех
- выявить, какие из видов помех будут использоваться средствами воздушного нападения вероятного противника и оценить параметры данного вида помех.
Такой анализ позволит провести в дальнейшем количественную оценку эффективности проектируемого алгоритма обработки.
Существует три основных способа применения помех с использованием самолетных средств радиоэлектронного подавления: - самоприкрытие - когда помехи создаются с борта самолета преодолевающего систему ПВО.
- групповое прикрытие - когда помехи создаются с самолета радиоэлектронной борьбы (РЭБ), летящего в составе группы.
- прикрытие направлений прорыва системы ПВО, когда помехи создаются с борта самолетов РЭБ, находящихся в определенной зоне барражирования.
Одной из основных задач, решаемых средствами постановки активных помех, является снижение зоны действия радиоэлектронных систем: для радиолокационных станций (РЛС) - это уменьшение дальности (области) обнаружения целей, для средств радиоуправления оружием и войсками - уменьшение зоны наведения и управления.
Рассмотрение способов применения средств активных помех против РЛС с учетом энергетических соотношений имеют различную эффективность. Самым эффективным способом по интенсивности помехи является первый, затем - второй и третий. Каждый из этих способов имеет достоинства и недостатки технического характера, поэтому в чистом виде ни один из способов не применяется.
Радиопомехи классифицируются по способу создания, характеру и интенсивности воздействия на радиоэлектронные системы, ширине спектра и способу наведения, структуре (характеру) излучения, а также по направленности излучения электромагнитных волн.
Проведем сравнительный анализ видов активных помех. По происхождению различают естественные и искусственные радиоэлектронные помехи.
Искусственные помехи радиоэлектронным средствам создаются специальными устройствами (передатчиками), излучающими электромагнитные колебания, или отражателями различного типа, рассеивающими энергию электромагнитных волн. В зависимости от источника образования помехи делятся на преднамеренные и непреднамеренные.
Преднамеренные помехи по способу создания являются помехами искусственного происхождения и делятся на активные, генерируемые специальными радиопередатчиками или станциями, и пассивные, образуемые за счет рассеяния (отражения) различными объектами электромагнитных волн, излучаемых радиоэлектронными средствами.
Активные радиопомехи создаются с помощью специальных излучающих устройств. Воздействуя на приемные устройства радиоэлектронных средств, активные помехи затрудняют или полностью исключают прием и обработку полезных сигналов, т.е. нарушают нормальное функционирование этих радиоэлектронных средств. По характеру воздействия на оконечные устройства подавляемого радиоэлектронного средства они могут быть маскирующими и имитирующими.
Маскирующие помехи - это такие мешающие излучения, на фоне которых выделение сигналов затруднено или полностью исключено.
Имитирующие помехи - это такие излучения, которые несут ложную информацию о местоположении цели, параметрах ее движения и т.д.
Если ширина спектра помехи соизмерима с полосой пропускания приемного устройства подавляемого радиоэлектронного средства, то помеха называется прицельной по частоте.
Заградительной по частоте называется такая помеха, если ее спектр перекрывает диапазон рабочих частот подавляемых радиоэлектронных средств.
Наряду с созданием прицельных и заградительных помех некоторые средства неответных помех противника могут использоваться для создания скользящих помех.
Скользящей помехой называется помеха с узким спектром, качающимся в пределах установленного участка частотного диапазона радиоэлектронного средства. Скользящая помеха обладает достоинством по сравнению с прицельной и заградительной помехами и может применяться для подавления перестраивающихся радиоэлектронных средств.
Самолетные станции ответных помех, являясь средствами индивидуальной защиты против огневых средств ПВО, предназначены в основном для срыва систем автоматического сопровождения по дальности, скорости, угловым координатам. Кроме того, некоторые из этих станций помех используются для усложнения воздушной обстановки (EF-111).
Для обеспечения срыва работы систем автоматического сопровождения создаются ответные однократные импульсные помехи, т.е. такие, когда в ответ на каждый импульс облучающей РЛС станция помех выдает один ответный сигнал, подобный отраженному. Последовательность таких импульсов несет ложную информацию о дальности, скорости, угловых координатах.
Для усложнения воздушной обстановки могут создаваться ответные многократные импульсные помехи, т.е. такие, когда в ответ на каждый импульс облучающей РЛС станция помех выдает ответный сигнал в виде серии импульсов, подобных отраженному сигналу. Благодаря этому на экране РЛС корме сигнала от цели будет множество ложных сигналов, затрудняющих выбор истинной цели.
Исходя из сказанного можно сделать вывод, что противник во время боевых действий в условиях априорной неопределенности размещения позиций группировок радиотехнических войск вероятнее всего будет использовать активные шумовые помехи, так как они наиболее эффективны при подавлении системы ПВО. Кроме того, каждое средство воздушного нападения противника, оснащенное передатчиками помех, должно подавлять не одиночное средство радиолокации, а группировки радиотехнических войск, которые находятся друг от друга на значительных расстояниях.
Станции (передатчики) неответных помех воздушным противником используются в основном для создания маскирующих шумовых помех. В качестве образцов станций неответных помех можно указать такие, как AN/ALQ-71, AN/ALQ-72, а в качестве образцов передатчиков помех - AN/ALT-28, AN/ALT-31, AN/ALT-32, и др.
В настоящее время различают два типа станций ответных помех: ответчики - усилители (ретрансляторы) и ответчики - генераторы. В ответчиках - ретрансляторах происходит усиление и переизлучение принятого сигнала, а в ответчиках - генераторах принимаемый сигнал используется для включения генератора (возбудителя) на соответствуюшей частоте.
Наряду со станциями неответных и ответных помех противник имеет на вооружении также станции комбинированных помех AN/ALQ-87,AN/ALQ-119, AN/ALQ-131 и др.
В качестве примера можно привести характеристики станции комбинированных помех AN/ALQ-87. Частотный диапазон станции 2000 - 8000 Мгц перекрывается четырьмя сменными генераторами. Вид создаваемой помехи: в неответном режиме - маскирующая шумовая прицельная (fп.п. = 10 - 80 МГЦ) или заградительная (Dfп.з. = 160 МГЦ) по частоте; в ответном режиме - однократная импульсная уводящая по дальности, скорости и угловым координатам. В обоих режимах помеха излучается слабонаправленной антенной. В режиме неответной шумовой помехи плотность мощности передатчика помех при мощности передатчика помех 100 Вт может составлять: для прицельной помехи - до 25…30 Вт/МГЦ, для заградительной - 2…3 Вт/МГЦ. В режиме ответной помехи эквивалентная выходная мощность передатчика составляет до 7 КВТ в импульсе.
То есть во время боевых действий плотность помех будет очень высока и может достигать нескольких тысяч Вт/МГЦ.
Анализ последних локальных конфликтов, учений, проводимых странами-участниками блока НАТО на ЦЕ ТВД, сообщений зарубежной печати свидетельствует об исключительной роли, которая отводится радиоэлектронной борьбе (РЭБ). Считается, что она позволяет добиться решающего превосходства над противником за счет радиоэлектронного противодействия его системам управления войсками и вооружением.
Такая точка зрения подтверждается таким фактором, как рост ассигнований на разработку средств РЭБ практически у всех стран НАТО. Основная часть этих средств идет на создание индивидуальных систем радиоэлектронной защиты ядерных средств, группировок войск, авиации, тенденции в развитии которых наблюдаются весьма отчетливо: - резкое повышение мощности помех. Если еще недавно средняя мощность передатчика помех составляла 100-200 Вт, то в настоящее время 300-400 Вт, а в специальных самолетах РЭБ EF-111E с использованием станции AN/ALQ-165 имеется возможность ставить помеху мощностью более 400 Вт.
- увеличение с 2-4 до 15 коэффициента усиления антенны передатчика помех (а в перспективе и до 1000), причем в самых важных для работы РЭС ПВО диапазонах (см, дм). В результате эквивалентная (с учетом усиления антенны) мощность передатчика помех увеличена с 0,2-0,4 КВТ до 1-20 КВТ, а планируется в будущем до 1000-2000 КВТ.
- применение ЭВМ для управления ресурсами мощности помех. Благодаря этому можно сосредоточить наибольшую мощность помех в направлении на важнейшие, наиболее опасные в данный момент РЭС ПВО с автоматическим слежением за перестройкой их частот.
- расширение частотного диапазона помех: верхний предел уже приближается к 17 ГГЦ (в будущем и до 40 ГГЦ), широко используются помехи инфракрасного и оптического диапазонов, что позволяет эффективно подавлять работу инфракрасных, телевизионных, лазерных, оптико-визуальных систем, средств разведки, наблюдения, связи и управления оружием. Развитие квантовой электроники привело к созданию помех нового типа - плазменных.
- значительное снижение массы и габаритов источников помех позволяет создать забрасываемые передатчики помех одноразового использования, ставить помехи с аэростатов, малогабаритных беспилотных самолетов, космических аппаратов РЭБ, а также применение станций помех модульной конструкции, позволяющее комплектовать станции из небольших модулей в зависимости от требуемой мощности.
Интенсивное развитие средств РЭБ авиации вероятного противника вносит новые элементы в тактику их применения: массовое применение малогабаритных «беспокоящего действия» ракет одноразового использования «Куэстл»;
применения передатчиков помех одноразового использования, забрасываемых с беспилотных и пилотируемых самолетов и аэростатов - постановщиков помех;
подавление важнейших РЭС ПВО с космических аппаратов РЭБ.
Таким образом, средства РЭБ самолетов ВВС США и других стран НАТО постоянно совершенствуются и обновляются. Так, на бомбардировщиках B-1B в ходе модернизации планируется установить автоматическую станцию помех AN/ALQ-161 созданную в виде интегральной системы, в которой функционирование приемников радиотехнической разведки и передатчиков помех объединено на основе цифровой обработки сигналов в ЭВМ.
Создание единого комплекса приемников и передатчиков помех позволяет: противодействовать РЛС управления оружием, обзорным РЛС, систем наведения работающим в режиме поиска, захвата и сопровождения целей;
обеспечить поиск и обнаружение сигналов в новых РЛС при одновременном продолжении постановки помех ранее обнаруженных РЛС;
управление мощностью излучения от импульса к импульсу;
использовать перепрограммируемые банки данных о целях и характеристиках сигналов подавления. В системе определяется назначение каждой РЛС, оценивается потенциальная угроза для самолета и устанавливается приоритет для подавления, причем они непрерывно изменяются по мере изменения обстановки;
применить ФАР.
Все боевые самолеты, участвующие в операции, оснащены средствами РЭБ индивидуальной защиты. Примерный состав комплексов РЭБ индивидуальной защиты тактических самолетов: - обнаружительный приемник частотного диапазона 0,5 -20 ГГЦ типа ALR - 67 (V)3, ALR-69 , ALR-56M;
- ИК система предупреждения о ракетной атаке типа AAR-47 (поддиапа-зоны 3-5 мкм и УФ);
- импульсно-доплеровская РЛС обнаружения атакующих ракет со стороны задней полусферы типа ALQ-156A;
- станция активных помех (САП) частотного диапазона 2 - 20 ГГЦ типа ALQ-131(V), ALQ-184;
- автомат выброса (типа ALE-40) расходуемых средств РЭП (дипольных отражателей, ИК ловушек и миниатюрных передатчиков помех) в составе 4-12 блоков (по 30 каналов в каждом блоке).
На некоторых типах боевых самолетов (возможно F/А-18,"Торнадо", С-130, RC-135, В-1В) возможна установка, с целью испытания в боевых условиях, нового средства зашиты от управляемых ракет - буксируемой активной радиолокационной ловушки типа ALE-50.
В состав авиационной группировки НАТО включены самолеты РЭБ: 14 - 20 самолетов ЕА-6В (ВМС США), дислоцированные на авиабазе Авиано; 14 самолетов "Торнадо"ECR (ВВС Германии), дислоцированные на авиабазе Пьяченца; а также 24 новейших ударных самолета РЭБ ВВС США F-16CJ/DJ (взамен F-4G "Уайлд Уизл"), скрытно, под видом истребителей F-16С, переброшенных на авиабазу Авиано.
Самолет РЭБ ЕА-6В - специализированный постановщик помех. Основное его назначение - подавление наземных и корабельных РЛС ПВО. Приоритетные объекты подавления - РЛС дальнего обнаружения и целеуказания, РЛС управления оружием. Основной тактический прием - действие из безопасных зон барражирования (на дальности до 350-400 км). Оснащается усовершенствованным вариантом САП групповой защиты ALQ-99ADVCAP. Полный комплект САП из пяти сменных контейнеров перекрывает частотный диапазон 0,07-18 ГГЦ (10 поддиапазонов). Мощность (средняя) передатчиков помех составляет 1-2 КВТ. Эффективная выходная мощность от 5 до 30 КВТ. Возможна коммутация передатчиков помех в диапазонах 4-8, 8-18 ГГЦ на ФАР с КНД 100-150. САП обеспечивает излучение помех: шумовых непрерывных или прерывистых, заградительных в полосе 5-20% от частоты подавляемого сигнала или прицельных по частоте с шириной спектра 5-20 МГЦ.
В САП предусмотрена также возможность создания ответных многократных помех.
После снятия с вооружения в 1998 году самолетов РЭБ EF-111A командованием ВВС США принято решение использовать в качестве основного постановщика помех групповой защиты ТА аналогичный самолет авиации ВМС ЕА-6В.
Кроме станции помех ALQ-99F самолет ЕА-6В может оснащаться 2 противорадиолокационными ракетами HARM.
Самолет "Торнадо"ECR предназначен, в зависимости от спецификации бортового оборудования, для ведения тактической радиоэлектронной разведки, постановки активных помех РЛС, уничтожения излучающих РЛС противорадиолокационными (ПРР) ракетами HARM или ALARM. Для постановки шумовых или ответных многократных помех будет использоваться САП индивидуально-коллективной защиты "Церберус" III - аналог американской САП ALQ-131(V) с рабочим диапазоном 0,5-20 ГГЦ. По имеющейся информации, из 14 самолетов "Торнадо"ECR (Германия), дислоцированных на авиабазе Пьяченца, Италия, 8 используются в варианте ударных самолетов РЭБ, а 6 - в варианте самолетов-разведчиков.
Ударные самолеты РЭБ F-16CJ/DJ оснащаются 4 ПРР HARM и аппаратурой обеспечения их применения ASQ-213. Всего в ВВС США сформировано четыре авиакрыла ударных самолетов РЭБ F-16 (до 80 единиц). Впервые боевое применение этих самолетов отмечено в войне против Ирака в.
В операции "Решительная сила" активно использовалось не менее четырех специализированных самолета типа ЕС-130 (авиабаза Авиано, Италия). Предполагаем, что они представлены самолетами РЭБ - постановщиками помех ЕС-130Н "Компас Колл" (1 - 2 единицы), двумя самолетами ЕС-130Е - воздушными командными пунктами (42 авиаэскадрилья), и одним самолетом ЕС-130Е "Ривет Райдер" из 193 авиакрыла специальных операций ВВС национальной гвардии США.
Назначение самолетов РЭБ ЕС-130Н - подавление активными шумовыми и дезинформирующими помехами РЭС систем связи и управления силами и средствами ПВО. Для этой цели они оснащены станциями помех "Компас Колл", имеющих рабочий диапазон 0,002 - 3 ГГЦ и эффективную мощность излучения 5 -10 КВТ. Тактический прием самолета - действие из безопасных зон барражирования или при полетах вдоль границы.
Самолеты ЕС-130Е "Ривет Райдер" предназначены для ведения информационной войны. Их аппаратурное оснащение позволяет вести прослушивание радио- и телепередач территории вражеского государства, трансляцию с воздуха радиовещательных и телевизионных программ, подготовленных специалистами по психологическим операциям, а также радиоэлектронное подавление шумовыми и специальными помехами гражданских радио- и телесетей, военных систем связи и управления метрового и дециметрового диапазона длин волн.
Таким образом, в ряде случаев их также можно использовать в качестве самолетов РЭБ - постановщиков помех.
В состав группировки включены также самолеты-разведчики RC-135V/W "Ривет Джойнт". Их основное назначение - вскрытие дислокации и состава систем управления войсками и ПВО противника. Модернизированный вариант самолета оборудован усовершенствованной аппаратурой радио- и радиотехнической разведки источников излучения в сантиметровом, дециметровом и метровом диапазонах волн. Специальная аппаратура обмена данными позволяет RC-135V/W осуществлять непосредственное (в реальном времени) обеспечение боевых действий разведданными, в т.ч. и в интересах РЭБ.
В интересах организации РЭБ используются также возможности разведаппаратуры самолета радиотехнической разведки ЕР-3Е "Орион".
Кроме этого, на авиабазе Бриндизи размещены самолеты ВВС США АС-130 и НС-130, предназначенные для ведения диверсионных операций. Возможно их использование также и для десантирования специальных групп диверсантов с задачей заблаговременного размещения передатчиков помех одноразового действия в районе дислокации наиболее важных РЭС группировок ПВО Югославии.
Для стратегического бомбардировщика B-2A создается специальный автоматизированный комплекс радиоэлектронного подавления, включающий систему разведки, активные и пассивные средства РЭ подавления активных средств ПВО, сетей связи, оповещения и наведения истребителей, а также защиты самолетов от средств поражения. Кроме того, для B-2A разрабатывается мощная станция активных помех, работающая в диапазоне от 500-600 МГЦ до 10 ГГЦ, имеющая 12-15 передатчиков, 8 рупорных антенных систем, 6-9 линзовых фар.
Что касается самолетов тактической авиации, то на истребителях ВВС США сейчас находятся пятидиапазонные станции комбинированных помех AN/ALQ-131, которые перекрывают все диапазоны рабочих частот ЗРК и ИА, а могут создавать помехи средствам связи.
Планируется перевооружить тактическую авиацию США и других стран НАТО аппаратурой РЭБ, способной с достаточной полнотой и оперативностью разведывать перспективные РЭС ПВО противоборствующей стороны и с высокой степенью надежности подавить их помехами, что в значительной степени будет способствовать достижению превосходства в воздухе. Такое совершенствование ВВС США предполагает провести в 2 этапа: - на первом этапе завершается оснащение стоящих на вооружении самолетов объединенной системой ASPJ.
- на втором этапе завершить разработку единого комплекса INEWS, который будет устанавливаться на перспективных тактических самолетах. Эти средства РЭБ должны автоматически оценивать радиоэлектронную обстановку и определять очередность подавления средств противника, выбирать наиболее эффективные виды помех и проверять их воздействие. Такая автоматизация будет базироваться на интеграции ранее раздельно действовавших бортовых РЭС путем широкого применения для управления мини-ЭВМ.
Для ВВС США создан специальный тактический самолет РЭБ EF-111A, оборудованный комплексом, состоящим из средств помех РЛС дальнего обнаружения, наведения и целеуказания, а также управления ЗРК. В составе комплекса десять станций шумовых и ответных радиопомех, в том числе для групповой (AN/ALQ-99) и индивидуальной (AN/ALQ-123,137) защиты самолетов, автомат ALE-40, система радиотехнической разведки ALR-62 для обнаружения сигналов РЛС, предупреждения об облучении самолета и наведения станций радиопомех, аппаратуры анализа радиосигналов и управления средствами радиоэлектронных помех. Техника радиоэлектронных помех установлена в фюзеляже, что позволяет сохранить высокие летно-технические характеристики самолета, благодаря чему он может действовать не только в зонах, но и боевых порядках ударной авиации. Аппаратура радиотехнической разведки смонтирована в контейнерах.
В комплексе радиоэлектронного подавления самолета EF-111E достигнуто: - увеличена мощность помехи до 1-2 КВТ в непрерывном режиме при плотности потока мощности от 300 Вт/МГЦ до 10 КВТ/МГЦ;
- сокращение времени распознавания сигналов РЛС;
- увеличено число одновременно подавляемых РЛС (путем расширения спектра помехи и изменения вида модуляции);
- увеличено число АС, обеспечивающих как непрерывное, так и ненаправленное излучение сигнала помехи при сохранении коэффициента усиления антенн от 20 до 200.
К перспективным средствам радиоэлектронного подавления ударных самолетов и специальных самолетов РЭБ США и стран НАТО предъявляются жесткие требования: автоматически создавать активную помеху одновременно нескольким РЛС большой мощности и подавить РЛС управления оружием без существенного влияния на собственную бортовую РЭА;
нарушить работу линии связи РЛС с электрическим сканированием луча;
иметь широкие диапазоны часто (2-40000) МГЦ и узкие ДН АС.
Из всего вышеуказанного следует вывод: выполнение боевой задачи войск ПВО будет осуществляться в крайне сложной помеховой обстановке. Особое внимание при этом нужно уделить пеленгации ПАП, как индивидуальной, так и групповой.
Рассмотрим боевое применение ВВС в локальных войнах по противодействию войскам ПВО.
В боевых действиях против Ирана радиолокационное подавление систем связи и РЭС ПВО началось примерно за сутки до начала боевых действий, в результате в первые часы войны системы разведки и управления ПВО Ирака были парализованы, и нападающая авиация ощутимых потерь не имела.
В операции НАТО против Союзной Республики Югославия «Решительная сила» для радиоэлектронного подавления средств ПВО ВС СРЮ ОВС НАТО использовали как авиационные, так и наземные средства РЭБ, системы групповой и индивидуальной защиты ударных самолетов. Основными самолетами РЭБ являлись 19 самолетов EA-6B и 4 самолета EC-130H (США) дислоцирующихся на авиабазе Авиано (Италия) и одного самолета «Канберри» (Великобритания) дислоцирующегося на авиабазе Джом (Италия).
При обеспечении каждого налета, за 15 минут до начала удара в зоны барражирования над территорией Боснии и Герцоговины, Венгрии, Хорватии, Албании и Македонии выводились минимум два самолета EA-6B и 1-2 EC-130H.
Самолеты EC-130H предназначены для постановки помех, способных прервать переговоры и обмен цифровой информацией между войсками и командованием, а также между подразделениями ПВО и их центрами управления.
Краткий анализ использования средств РЭБ в локальных войнах показывает, что постановка активных помех играет одну из важных ролей в преобладании за воздушное пространство, позволяет уменьшить потери авиации, скрытого проникновения в зону ПВО. Поэтому разработка новых систем пеленгации ПАШП становится все актуальнее.
При развертывании войны противником в наступательной операции продолжительностью до 5 суток может быть нанесено до 8 массированных авиационных ударов.
В первом массированном ударе противник может применить в границах позиционного района до 5 стратегических бомбардировщиков В-52, 50 стратегических КР, 150 тактических КР, 450-500 самолетов ТА и ПА.
Наиболее вероятное нанесение удара четырьмя эшелонами: - первый ракетный эшелон (стратегические КР, ракеты морского базирования запущенные с СБ В-52 и кораблей ВМС США);
- второй эшелон прорыва системы ПВО и дезорганизации системы управления (70-90 тактических истребителей и палубных штурмовиков, типа F-117A, F-111,F -15E, F-16, A-6E, F- 4G; до 20 самолетов прикрытия, типа F-15, F-16; до 15 самолетов разведки и РЭБ, типа F-4G,EF - 111A);
- третий и четвертый ударные эшелоны (до 200-250 тактических истребителей, типа F-111E, F-16A, F-15E, «Торнадо» и палубных штурмовиков, типа А-6Е, F/A-18; до 50 самолетов прикрытия F-14, F-15C; до 25 самолетов разведки и РЭБ). См. [рис.1.].
Для управления действиями СА, ТА, и ПА противник будет использовать самолеты ДРЛО и У, Е-3В, «АВАКС» и Е-2С «ХОКАЙ».
По боевым позициям возможны удары двумя - четырьмя тактическими истребителями, палубными штурмовиками с применением противорадиолокационных ракет, типа «ХАРМ», «АЛАРМ», УР «МЕЙВЕРИК», НУРС и пушек.
Уничтожение РЭС будет осуществляется КР «ALKM» с обычной боевой частью.
Столь разнообразное применение противником СВН, при этом большое количество составляют самолеты, типа «СТЕЛТ» и КР. Это позволяет сделать вывод о том, что необходимо создавать РЭТ, позволяющую эффективно обнаруживать данные летательные объекты. Но создание данных РЛС должны удовлетворять условию надежности и экономичности.
1.2 Целесообразность совершенствования аппаратуры радиолокационных систем
Исходя из военно-политической обстановки в мире следует, что основной акцент в проведение силовых операций ставится на подавление всех возможных средств защиты противника. В таком случае подавление радиолокационных средств, как средств раннего предупреждения о воздушном нападение, и средств непосредственного обеспечения ведения боевых действий, является первоочередной задачей. Данная тенденция развития боевых действий вносит свои коррективы в необходимость очередности совершенствования средств защиты. В связи со спецификой ведения боевых действий с применением радиолокационной техники, а именно нахождение на первой линии обороны, следует вывод, что в первую очередь необходимо совершенствовать и развивать средства радиолокационного контроля воздушного пространства, как наиболее важные и подверженные воздействию огневых средств противника.
2. Разработка тракта приема, обработки и выделения пеленгационного сигнала.
2.1 Требования к пеленгационным устройствам, технические характеристики, анализ возможных технических решений, операций обработки сигналов ПАП
Аппаратура пеленгации постановщиков АШП.
Peileng(угол) - угол между направлением на наблюдаемый объект и соответствующей плоскостью, проходящей через начало координат.
Пеленгация - определение углового направления на источники излучения.
Аппаратура пеленгации предназначена для обнаружения места пеленгования отождествляют с азимутальным направлением, что не совсем верно и определения азимутов и углов места источников АШП, излучающих в диапазоне рабочих частот РЛС.
Реализованные в РЛС методы определения угловых координат источников излучений можно разделить на две группы: методы, использующие одноканальный, и методы, многоканальный прием. При одноканальном приеме помеховые колебания модулируются диаграммой направленности антенны за счет сканирования антенной системы. Угловые координаты источников излучений определяются по максимуму амплитуды помеховых колебаний.
В случае многоканального приема определение пеленга на источник помех основано на оценке вектора амплитудно-фазового распределения на раскрыве антенной системы.
В каналах азимутальной пеленгации в РЛС РТВ наибольшее распространение получили одноканальные методы измерения угловых координат источников помех, в соответствии с которыми оценку угловой координаты получают путем фиксации азимута антенны в момент достижений максимума амплитуды помехи. Ограничения в приемном тракте и наличие боковых лепестков диаграммы направленности антенны может привести к исчезновению амплитудных различий между принятыми по главному и боковым лепесткам диаграммы направленности антенны. При этом возникают ложные пеленги, которые могут значительно усложнить задачу определения места нахождения ПАП триангуляционным методом.
В связи с этим к аппаратуре пеленгации предъявляются требования: - увеличение динамического диапазона приемных устройств с целью исключения в них ограничения мощных помеховых колебаний;
- устранение влияния приема помеховых колебаний с направления боковых лепестков диаграммы направленности;
- обеспечение высокой точности измерения углового направления на источник помех, благодаря чему будет обеспечена высокая точность определения места положения ПАП, т.к.
.
- дальность до ПАП соответственно из первой и второй точек приема;
- среднеквадратическая ошибка измерения дальности и азимута.
- в сложной помеховой обстановке могут возникать ситуации, когда требуется обеспечивать разрешение ПАП находящихся друг от друга на малых угловых расстояниях; в этом случае важным требованием к аппаратуре пеленгации ПАП является обеспечение высокой разрешающей способности по угловым координатам.
Аппаратура пеленгации должна обеспечивать обнаружение и определение углового направления на источник помеховых колебаний, которые представляют собой в большинстве случаев гауссовый случайный сигнал неизвестной структуры. Алгоритм обнаружения такого сигнала имеет известный вид: . y(t) - входной сигнал(шумоподобный);
Nn - спектральная плотность мощности мешающих шумов;
Т - время наблюдения;
- порог обнаружения.
Решение
Порог ?0
Устройство, реализующее данный алгоритм принято называть энергетическим приемником. В таком приемнике вычисляется энергия путем интегрирования квадрата входного напряжения за промежуток времени равным Т, нормировка к спектральной плотности, мешающих шумов, и сравнение результата нормировки с порогом.
При решение задачи пеленгации ПАП мешающим шумом являются помеховые сигналы, принятые по боковым лепесткам диаграммы направленности. Такое устройство может быть получено с помощью дополнительного канала приема с антенной, диаграмма направленности которой перекрывает боковые лепестки приемной антенны. Такие дополнительные каналы, идентичные основному, называют СУЛП. Нормировка выходных сигналов основного канала приема при этом может производиться при помощи схемы ШАРУ или логарифмических приемников и схем вычитания.
Ао
Ag
На рисунке изображена схема аппаратуры пеленгации ПАП с логарифмическими приемниками в основном и дополнительном канале приема. В качестве антенны Ао основного канала приема используется остронаправленная антенна РЛС.
Сигнал на выходе ФНЧ основного канала приема в фиксированный момент времени определяется соотношением
Uвых уфо = КВУСОВ0logee[K2ПУПЧОPПG0(?-?о)/U2вхо].
Квусо - коэффициент усиления ВУС основного канала приема;
Во - постоянный коэффициент, зависящий от уровня напряжения Uвх0 на входе ЛУПЧ, соответствующего переходу от линейного участка характеристики к логарифмическому;
Кпупчо - коэффициент усиления приемника до выхода предварительного УПЧ(ПУПЧ) основного канала;
Рп - мощность активной шумовой помехи на выходе приемника РЛС при условии, что коэффициент усиления антенны Ао равен единице;
G(?-?п) - коэффициент усиления антенны на ПАП;
?-?п - угловое отклонение ПАП от направления основного лепестка диаграммы направленности антенны Ао.
Выходное напряжение узкополосного фильтра дополнительного канала приема
Uвых уфд = КВУСДВ0logae[K2ПУПЧДPПGД(?-?п)/U2вхо].
При записи выражения предполагалось, что ЛУПЧ в обоих каналах приема идентичны.
Напряжение на выходе схемы вычитания равно ?Uвых уфо = КВУСОВ0logee[K2ПУПЧОPПG0(?-?о)/U2вхо]-
- КВУСДВ0logae[K2ПУПЧДPПGД(?-?п)/U2вхо].
Для того чтобы ?U было монотонно связано с отношением мощностей сигналов на входах основного и дополнительного каналов приема, необходимо обеспечить равенство
Квусо=Квусд=Квус.
Это можно сделать с помощью регулировки коэффициента усиления одного из ВУС(или обоих).
Из последнего соотношения видно, что в случае одного ПАП выходное напряжение схемы вычитания практически не зависит от мощности помехи и определяется лишь отношением текущих коэффициентов усиления линейных частей приемных каналов и их антенн.
В направлении главного лепестка необходимо обеспечить ?U>0, а в направлении боковых лепестков ?U?0.Это позволит достаточно просто с помощью усилителя-ограничителя подавить помеховые сигналы, принятые с направления боковых лепестков диаграммы направленности антенны Ао. Для выполнения условия ?U?0 нужно, чтобы при нахождении ПАП вне основного лепестка диаграммы направленности антенны выполнялось условие
K2ПУПЧОGОБ(?-?п)/ K2ПУПЧДGД(?-?п) ? 1, Gоб(?-?п) - коэффициент усиления антенны Ао в направлении боковых лепестков.
Оценим возможность выполнения данного условия за счет соответствующего выбора коэффициента усиления антенны дополнительного канала приема. Уровень боковых лепе
Вывод
Данная работа является конечным результатом детального изучения средств пеленгации и разработки системы пеленгации нового уровня. В работе произведен анализ применения вероятным противником постановки АШП для подавления работы радиоэлектронных средств. На данный момент при проведении наступательной операции огромное значение придается применению авиации для захвата господства в воздухе, а вместе с тем средствам радиоэлектронного подавления. В первой главе описаны средства, используемые вероятным противником. Во всех воздушных наступательных операциях в первую очередь использовались самолеты РЭБ для подавления средств ПВО. Вследствие этого своевременное обнаружение самолетов данного типа является первоочередной задачей.
Итогом данного дипломного проекта явилось создание пеленгационного устройства нового типа с более высокими параметрами. Главной инновацией данной системы является применение двух диаграммы направленности. Одна имеет стандартную колокообразную форму, другая представляет два колокообразных лепестка максимумы, которых разнесены на одинаковые интервалы от максимума главной диаграммы направленности. Обнаружение ПАП происходит, когда сигнал на входе приемника достигает максимума в главном лепестке. Выполнение системы пеленгации на цифровой платформе позволило достичь высоких показателей в скорости обработки и точности вычитаемых величин.
Проблема применения средств РЭБ наиболее актуальна, т.к. именно от качества радиоэлектронного подавления на этапе современного вооруженного воздействия начинается вооруженное вторжение. В связи с этим своевременное обнаружение ПАП, с заданной точностью, качеством и быстротой обнаружения, является наиболее приоритетной задачей.
Данная работа не дает окончательного решения этой проблемы, но предложенное решение при последующем детальном изучении может максимально приблизить к решению данной проблемы.
Чтобы люди начали думать над проблемой, ее нужно сформулировать и предложить ее решение(пусть даже спорное). В этом назначение и смысл моей работы. В науке и жизни постановка проблемы имеет не меньшую ценность, чем е решение. Решению всегда должна предшествовать постановка проблемы. Более того, если проблема трудна, то даже ошибочное ее решение способствует продвижению к истине. Так, концепция эфира, разлитого в мировом пространстве, созданная Лоуренсом, оказалась ошибочной, но, преодолевая теорию эфира, Эйнштейн сформулировал теорию относительности. Впрочем, современная наука склонна признать и теорию относительности, и присутствие эфира и черной материи в пространстве мироздания. Так что не сразу становится точно известно, что в науке ошибка а что истина. У идей своя непростая жизнь. И решения, и идеи решений не похожи на тротуар Невского проспекта, ни на мостовую Бродвея. Идея, представленная в данной работе, обнаружения средств РЭБ не нова и не явит собой прорыв в науке и технике. Но она представляет собой некий новый подход, который при дальнейшим развитии, возможно и станет именно тем самим необходимым решением.