Реферат: Радиолокационные станции
Применение пассивных помех основано на явлении отражения, или вторичного излучения радиоволн.
Первое применение пассивных помех было очень эффектным. Во время налета английских бомбардировщиков на Гамбург операторы немецких РЛС системы противовоздушной обороны были поражены необычным явлением. Отраженные от самолетов импульсы, наблюдаемые на экранах индикаторов РЛС, начали постепенно расползаться, необычно увеличиваясь по амплитуде, и через некоторое время заняли большую часть экрана. Работа системы ПВО была дезорганизована. В этом налете англичане потеряли самолетов в несколько раз меньше, чем в предыдущих налетах. Так в июле 1943 г. были впервые применены пассивные помехи в виде металлизированных лент. Ниже приведены изображения с экрана индикатора РЛС “Вюрцбург” без помех и при наличии пассивной помехи.
Это индикатор с кольцевой разверткой по дальности. Дальность до цели определяется по длине дуги от начала развертки (на верху индикатора) до отметки от цели.
На индикаторе кругового обзора (ИКО) отметки от искусственных отражателей тоже затрудняют наблюдение за отметками от реальных целей. Искусственные отражения могут создавать на ИКО картину, похожую на действительную, и оператор видит большое количество целей, многие из которых являются ложными. При большом количестве искусственных отражателей отметки от них сливаются в одно изображение, и наблюдать отметки от целей вообще становится невозможным.
Величина отраженного от металлизированной ленты сигнала зависит от ее длины. Если длина ленты l равна половине длины волны электромагнитного колебания, то вследствие резонансных явлений в ленте возбуждаются интенсивные колебания, и она становится вторичным излучателем электромагнитной энергии. Небольшие отклонения от резонансной частоты (на ± 5 – 10 %) мало уменьшают эффективность воздействия помех. Большие отклонения от резонансной частоты значительно снижают эффективность помех, особенно если ленты намного короче половины длины волны. Так, ленты длиной около 25 см, предназначенные для создания помех работе станций 50-и см диапазона волн, будут слабо воздействовать на станции метрового диапазона. Правда, отражение от лент и в этом случае будет, но оно будет носить не резонансный, а диффузный характер и иметь небольшую интенсивность.
Ленты должны обладать достаточной механической прочностью, чтобы при сбрасывании с самолетов встречный поток воздуха не сминал их и не деформировал, так как иначе будут потеряны резонансные свойства и эффективность воздействия снизится. Особенно это относится к лентам большой длины, предназначенным для создания помех работе станций метрового диапазона волн.
Так как эффективность воздействия одиночного отражателя весьма невелика, то ленты укладываются в пачки и сбрасываются с самолета пачками. На рисунке показано, как выглядели эти пачки.
Количество диполей в пачке выбирается с таким расчетом, чтобы они в рассеянном состоянии создавали отражение, равное по интенсивности отражению от одной или нескольких целей. Диполи необходимо сбрасывать постоянно, чтобы отражения от диполей сливались и образовывали сплошной засвет на экране индикатора.
Во время второй мировой войны пачки диполей сначала сбрасывались членами экипажей самолетов вручную. Впоследствии процесс сбрасывания дипольных отражателей был автоматизирован. Сначала автомат сбрасывания устанавливался в хвостовой части самолета. С увеличением скорости самолеты постановщики помех, чтобы скрыть себя, стали сбрасывать диполи главным образом вперед, а также в стороны и вверх. В США для этого используются специальные ракеты.
Кроме лент, выполненных в виде полуволновых отражателей, во время второй мировой войны применялись длинные (до 50 – 100 м) металлизированные ленты, сбрасываемые на небольших парашютиках для увеличения времени их опускания.
Такие ленты были удобны тем, что они оказывали влияние сразу на все радиолокационные станции независимо от их диапазона.
Об интенсивности применения металлизированных лент можно судить по следующему факту: за время второй мировой войны над территорией Германии было сброшено свыше 20 тыс. тонн алюминиевой фольги (вес одной пачки, содержащей 2000 лент, около 50 г).
Недостаток пассивных помех заключается в малом времени их воздействия на РЛС. Это время может значительно сократиться за счет метеофакторов. Осадки могут ускорить падение лент, ветер отнести их в сторону от нужного направления. Кроме того, нужно иметь в виду, что применение в РЛС схем защиты от пассивных помех может потребовать очень большой концентрации отражателей для создания эффективной помехи.
Другим типом искусственных отражателей были уголковые отражатели, которые широко использовались во время второй мировой войны для маскировки наземных и морских объектов. Уголковые отражатели имели различную форму, но все они конструировались так, чтобы падающая на них волна переизлучавлась в том направлении, откуда она пришла.
Такие отражатели, помещенные на небольшую лодку, создавали отраженный сигнал, как от большого корабля, и широко использовались для создания ложных целей. Противорадиолокационную маскировку наземных объектов осуществляли различными способами. Один из наиболее распространенных способов состоял в “подравнивании” под фон окружающей местности отражающих поверхностей защищаемых объектов. Одновременно с этим в стороне от действительных целей создавались ложные радиолокационные цели.
Активные помехи
К активным помехам относится всякое излучение электромагнитной энергии, которое делается с целью подавления или затруднения работы радиолокационных станций.
Методы создания активных помех могут быть различными, но все они основаны на том, что мешающее излучение создается на частоте, совпадающей с частотой на которой работает радиолокационная станция. Поэтому в комплект аппаратуры помех вводятся разведывательные приемники для определения частоты, на которой нужно создавать помехи.
В начальный период активные помехи создавались излучением на несущей частоте без модуляции. Воздействие таких помех основано на том, что приемник РЛС обычно обладает высокой чувствительностью, и если на вход его попадает сильный сигнал помехи на несущей частоте, то первые каскады приемника будут доведены до насыщения, и полезный сигнал с малой амплитудой принят не будет. На выходе приемника, а следовательно, и на индикаторе типа А в этом случае сигнал вообще не появится, а на ИКО будет не засвеченный сектор, как показано на рисунке ниже.
Немодулированные помехи не получили распространения, так как с ними бороться очень просто. Поэтому применяются модулированные помехи. В качестве модулирующего сигнала использовались синусоида, последовательность импульсов, шумовой процесс. Модулированные помехи даже при небольшой мощности, когда приемник не насыщается, могут так исказить наблюдаемую на индикаторе картину, что выделение полезного сигнала на фоне помех будет сильно затруднено или исключено вовсе.
При синусоидальной модуляции на ИКО наблюдаются светлые спиральные линии, затрудняющие наблюдение отметок цели.
Наиболее распространенным видом помех, применяемых в настоящее время, является шумовая. Шумовая помеха эффективно воздействует на большинство типов радиоэлектронных средств, так как она подобна собственным шумам приемника, только гораздо большей интенсивности. Она засвечивает часть экрана ИКО, скрывая отметки от целей и утомляя глаза оператора неясным и неустойчивым изображением. Если мощность передатчика помех относительно невелика, то действие помехи на РЛС будет сказываться только тогда, когда антенна станции направлена на передатчик помех. На ИКО эта помеха проявится в виде узкого засвеченного сектора. Ширина сектора будет примерно равна ширине диаграммы направленности РЛС.
Для засвечивания широкого сектора экрана нужно увеличить мощность передатчика помех до такой степени, чтобы воздействие помехи сказывалось и тогда, когда антенна станции отклоняется от направления на передатчик. При этом помеха будет действовать на станцию только за счет приема антенной РЛС сигналов с боковых направлений (боковых лепестков). Помехи от мощного передатчика на ИКО показаны на рисунке ниже.