Text
                    В. А. ВАРТАНЕСЯН
РАДИОЭЛЕКТРОННАЯ
РАЗВЕДКА
(По материалам зарубежной печати)
Ордена Трудового Красного Знамени
ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ СССР
МОСКВА-1975


6Ф2.124 В18 УДК 621.396.002.53 Вартанесян В. А. В18 Радиоэлектронная разведка. М., Воениздат, 1975. 255 с. с илл. В книге, написанной по материалам открытой зарубежной печати, рассмотрены вопросы теории и практики радиоэлектронной (радио- и радиотехнической) разведки в капиталистическом мире Изложены принципы работы и методы применения средств обнаружения, перехвата, пеленгования и анализа сигналов различных источников радиоизлучения; приведены краткие сведения об использовании спектра радиочастот и антенн; описаны отдельные события из истории радио- и радиотехнической разведки и дана краткая характеристика глобальной радиоэлектронной разведки некоторых капиталистических стран Книга рассчитана на широкий круг читателей В частности, она предназначается для лиц, имеющих отношение к эксплуатации активных радиоэлектронных средств и обеспечивающих безопасность их работы от иностранных разведок В 304°4-120 92-74 6Ф2.124 068(02)-75 © Воениздгт, 1975
«ВСЕМЕРНОЕ ПОВЫШЕНИЕ ОБОРОННОГО МОГУЩЕСТВА НАШЕЙ РОДИНЫ, ВОСПИТАНИЕ СОВЕТСКИХ ЛЮДЕЙ В ДУХЕ ВЫСОКОЙ БДИТЕЛЬНОСТИ, ПОСТОЯННОЙ ГОТОВНОСТИ ЗАЩИТИТЬ ВЕЛИКИЕ ЗАВОЕВАНИЯ СОЦИАЛИЗМА И ВПРЕДЬ ДОЛЖНО ОСТАВАТЬСЯ ОДНОЙ ИЗ САМЫХ ВАЖНЫХ ЗАДАЧ ПАРТИИ И НАРОДА». (Из резолюции XXIV съезда Коммунистической партии Советского Союза по отчетному докладу Центрального Комитета КПСС.)
ВВЕДЕНИЕ Радиоэлектронная разведка (английский термин «Electronic Intelligence») ведется радио- и электронными средствами для добывания разведывательной информации. Радиоэлектронная разведка составляет важнейшую часть государственной и военной разведки капиталистических стран. Как полагают иностранные специалисты, разнообразные технические средства радиоэлектронной разведки позволяют ползать информацию о внутренней и внешней политике, состоянии экономики и вооруженных сил других государств. Наряду с этим указывается, что радиоэлектронная разведка является одним из эффективных способов обеспечения боевой деятельности войск и направлена на своевременное вскрытие замыслов противника, установления его дислокации и численности. В зарубежной печати радиоэлектронную разведку определяют как «электронные глаза и уши» государства и вооруженных сил, действующие в мирное и военное время независимо от времени суток и метеорологических условий. Отмечается также, что радиоэлектронная разведка, кроме того, является основой радиоэлектронной борьбы в период военных действий. Только пользуясь данными радиоэлектронной разведки, можно применить радиопротиводействие для подавления работы радиоэлектронных средств управления оружием и войсками противоборствующей стороны. Гигантская сеть радиоэлектронной разведки империалистических государств охватывает все континенты 5
планеты и действует на суше, на море, в воздухе и в; космосе. Деятельность империалистических разведок (в том числе и радиоэлектронной) направлена прежде всего, против Советского Союза и стран мировой системы социализма. С территории ведущих империалистических стран и их союзников, особенно граничащих с СССР и социалистическими государствами, действуют тысячи наземных постов и многочисленные центры радиоэлектронной разведки. Разведывательные службы США широко используют оснащенные радиоэлектронной аппаратурой самолеты, морские корабли и искусственные спутники Земли для добывания разведывательной информации. Современный уровень развития радиотехники и электроники позволил им создать поистине глобальную систему разведки. Радиоэлектронная разведка, как указывается в иностранной прессе, имеет много разновидностей в зависимости от характера разведываемых объектов, применяемых технических средств и методов. Пользуясь американской терминологией, можно перечислить следующие виды радиоэлектронной разведки [15, 18]: — радиоразведка — Communication Intelligence (Co- mint); —■ радиотехническая разведка — Electromagnetic Intelligence (Elint); — радиолокационная разведка — Radar Intelligence (Radint); — телевизионная разведка — Television Intelligence (Telint); — разведка с помощью устройств инфракрасной (ИК) техники — Infrared Sets Reconnaissance; — разведка с помощью квантово-оптических приборов — Laser Sets Reconnaissance. В настоящей книге рассматриваются лишь пассивные (неизлучающие) виды разведки — радиоразведка и радиотехническая разведка. Радиоразведка является самым старым видом радиоэлектронной разведки. Она нацелена против различных видов радиосвязи — важнейшего и порой единственного средства передачи информации в любом государстве. 6
Основное содержание радиоразведки — обнаружение и перехват открытых, засекреченных, кодированных передач связных радиостанций, пеленгование их сигналов, анализ и обработка добываемой информации с целью вскрытия ее содержания и определения местонахождения источников излучения. По мнению зарубежных специалистов, сведения радиоразведки о неприятельских станциях, системах их построения и о содержании передаваемых сообщений позволяют выявлять планы и замыслы противника, состав и расположение его группировок; установить местонахождение их штабов и командных пунктов упрапления, место размещения баз и стартовых площадок ра сетного оружия и др. Иностранные авторы [9, 11] считают, что, определяя интенсивность работы разведываемых станций за определенный отрезок времени даже без расшифровки передаваемой информации, а также плотность размещения их в определенном районе, радиоразведка может сделать важные заключения о перемещении войск, боевой техники и о намерениях противника. Радиотехническая разведка — важнейший вид радиоэлектронной разведки по обнаружению и распознаванию радиолокационных станций (РЛС), радионавигационных и радиотелекодовых систем, использует методы радиоприема, пеленгования и анализа радиосигналов. Радиотехническая разведка позволяет выявлять расположение РЛС противника, определять их тактико- технические характеристики, зоны действия и назначение. Средства радиотехнической разведки позволяют: — установить несущую частоту передающих радиосредств; — определить координаты источников излучения; — измерить параметры импульсного сигнала (частоту повторения, длительность и другие параметры); — установить вид модуляции сигнала (амплитудная, частотная, фазовая, импульсная); — определить структуру боковых лепестков излучения антенн; — измерить поляризацию радиоволн; ^ — установить скорость сканирования антенн и метод обзора пространства РЛС;
— проанализировать и записать информацию. В результате анализа полученных данных можно, как отмечают иностранные специалисты, вскрыть систему противовоздушной и противоракетной обороны противника, их опорные пункты, взлетные площадки самолетов и другие военные объекты. Особое значение придается установлению дислокации РЛС обнаружения, типов и местоположений РЛС управления огнем зенитной артиллерии или ракет [1, 14]. Научно-технический прогресс приводит к невиданной ранее насыщенности вооруженных сил радиоэлектронными средствами, излучение которых может явиться источником разведывательной информации. Несмотря на процесс разрядки напряженности между государствами с различными социальными системами влиятельные воинствующие силы империализма вынашивают агрессивные планы, придавая особое значение радиоэлектронной разведке в мирное время. Они считают, что главной задачей радиоэлектронной разведки в настоящих условиях является добывание информации о Советском Союзе и, в особенности о его ракетных войсках стратегического назначения, противовоздушной обороне и ядерном оружии [10, 12]. В этих условиях интересы нашей Родины требуют, чтобы советские люди, имеющие прямое отношение к активным радиоэлектронным средствам, как можно лучше представляли возможности радиоэлектронной разведки, проявляли высокую бдительность и принимали меры защиты передаваемых по радио сообщений, чтобы не допустить утечки информации, в которой заинтересованы иностранные разведки.
Гл а в а I ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ РАЗВЕДКИ Современная радиоэлектронная разведка в капиталистических странах ведется в диапазоне электромагнитных волн длиной от единиц микрометров до десятков тысяч километров. Она нацеливается на все виды информации разведываемых стран, передаваемой с помощью различных источников излучения радиоволн. Основой радиоэлектронной разведки являются многочисленные технические средства поиска, анализа, перехвата и пеленгования радиопередач, а также устройства обработки и передачи добываемой информации. По мнению американских экспертов, радиоэлектронная разведка — это такая область деятельности, где органически сочетаются и используются принципы разведки и военной радиоэлектроники. Излагаемые ниже некоторые факты из истории радио- и радиотехнической разведки капиталистических стран наглядно показывают большую результативность разведки электронными средствами того времени. По данным иностранной печати, деятельность современной радиоэлектронной разведки империалистических государств в огромной степени возросла по сравнению с тем, что было в годы второй мировой войны. Она носит тотальный характер, а сами службы радиоэлектронной разведки в состоянии самостоятельно решать сложные задачи по добыванию разведывательной информации. 9
1.1. Радиоэлектронная разведка — ее структура, особенности и возможности Радиоэлектронная разведка принципиально отличается от других видов разведки (войсковой, агентурной и др.). Она обладает, как указывают иностранные авторы, следующими особенностями: — действует без непосредственного контакта с объектами разведки; — охватывает большие расстояния и пространства, пределы которых определяются особенностями распространения радиоволн разных частот; — функционирует непрерывно в разное время года и суток и при любой погоде; — обеспечивает получение достоверной информации, поскольку она исходит непосредственно от противника (за исключением случаев радиодезинформации); — добывает большое количество информации различного характера н содержания; — получает информацию в кратчайшие сроки и чаще всего в реальном масштабе времени; — малоуязвима и во многих случаях недосягаема для противника; — действует скрытно; противник, как правило, не в состоянии установить факт разведки. Зарубежная печать подчеркивает, что по достоверности, дальности действия, неуязвимости и быстроте добывания информации радиоэлектронная разведка не имеет себе равных. Подчеркивается также, что радиоэлектронная разведка занимает ведущее положение в общей системе империалистических разведок и является одним из основных и наиболее эффективных способов добывания разведывательной информации. Однако она в состоянии успешно решать поставленные перед ней разведывательные задачи при условии, что активные радиоэлектронные средства противника работают. В случае прекращения радиопередач радиоэлектронная разведка бездействует, хотя факт прекращения интересующих радиоизлучений также служит источником информации. В соответствии с военной доктриной стран НАТО радиоэлектронная разведка в зависимости от ее целе- 10
вого назначения подразделяется на стратегическую й тактическую [2, 13]. Стратегическая радиоэлектронная разведка ведется в интересах правительственных органов и высшего военного командования с целью добывания всесторонней информации о разведываемой стране через его радиоэлектронные средства. Такая информация необходима для подготовки вооруженных сил и ресурсов страны к войне, принятия решения о начале военных действий и умелого ведения стратегических операций. Как указывают зарубежные авторы, радиоэлектронная разведка является важнейшим фактором общей стратегической разведки. Она призвана не только определить оборонные и экономические ресурсы той или иной страны, своевременно вскрыть ее военно-политические замыслы, но и установить местоположение баз и стартовых площадок ракетно-термоядерного оружия, а также аэродромов стратегической авиации. Тактическая радиоэлектронная разведка считается одним из основных видов обеспечения войск информацией путем непрерывного слежения за электромагнитным излучением многочисленных военных устройств и систем противника. Она в состоянии добывать важные сведения для ведения боевых действий силами соединений, частей и подразделений. Взаимодействуя с другими видами разведки, тактическая радиоэлектронная разведка добывает сведения о группировках, численности и намерениях противника, выявляет расположение боевых порядков на всю оперативную глубину. Разведывательные службы стран НАТО ведут радиоэлектронную разведку на земле, на море, в воздухе и в космосе. В соответствии с этим различают наземную, морскую, воздушную и космическую радиоэлектронную разведку. Наземная радиоэлектронная разведка весьма интенсивно используется разведывательными службами империалистических государств. Размещение средств разведки на поверхности земли создает наиболее благоприятные возможности для создания мощных центров (баз) радиоэлектронной разведки, оснащенных сложной и многоцелевой аппаратурой стационарного или подвиж- 11
ного типа. На земле с наибольшей эффективностью применяются радиопеленгаторные средства стратегического и тактического назначения, стационарные, перевозимые и переносные радиоприемные устройства и другая аппаратура радио- и радиотехнической разведки [2, 6, 12]. Наземная радиоэлектронная разведка широко применяется во многих видах вооруженных сил капиталистических стран. Морская радиоэлектронная разведка как особый вид разведки стала впервые применяться во второй мировой войне и особенно большое значение приобрела в послевоенный период. Морские суда разного тоннажа и класса, подводного и надводного плавания, оснащенные необходимой радиоэлектронной аппаратурой, интенсивно используются разведывательными службами стран НАТО для шпионажа. Одним из основных достоинств морской радиоэлектронной разведки является подвижность и маневренность разведывательных кораблей, позволяющих им выбирать выгодные позиции, свободно передвигаться по просторам морей и океанов, оставаться длительное время в нейтральных водах для выполнения поставленной задачи [3, 18, 43]. Воздушная радиоэлектронная разведка является одним из главных видов авиационной разведки империалистических государств. Ее теперь невозможно вести без использования радиоэлектронных и фотооптических средств. Воздушная радиоэлектронная разведка ведется с использованием специальных самолетов. Эти самолеты оборудуются и оснащаются соответствующей разведывательной аппаратурой, позволяющей вести радиоэлектронную- разведку стратегического и тактического назначения [15, 20]. Космическая радиоэлектронная разведка — самый новый вид разведки США. Она ведется с помощью специально оборудованных искусственных спутников Земли, которые оснащаются радиоэлектронными, телевизионными и фотооптическими средствами, позволяющими решать сложные разведывательные задачи стратегического назначения [2, 15, 24]. Как отмечают иностранные авторы, разведывательные ИСЗ могут: — вести радиоэлектронную разведку заданных це- 12
лей с наиболее выгодных позиций в космическом пространстве; — обеспечивать наблюдение за большей частью земной поверхности; — вести обзор разведываемых объектов на поверхности земли многократно (с определенными интервалами времени), а при использовании синхронных спутников вести разведку заданных целей непрерывно; — накапливать информацию и передавать ее в кратчайшие сроки с большой быстротой; — обеспечивать высокую достоверность добываемой информации. По своему содержанию информация, добываемая радиоэлектронной разведкой, делится на оперативную и техническую [1, 9]. Оперативная информация включает сведения, которые необходимы для решения оперативных задач военного командования. К ним относятся: — открытая или зашифрованная смысловая информация, передаваемая противоборствующей стороной по различным каналам радиосвязи; — тактико-технические данные и особенности разведываемых активных радиоэлектронных систем (частота настройки, вид модуляции и манипуляции, диаграммы направленности антенн, мощность излучения и др.), составляющие их «электронный почерк»; — типы радиоэлектронных систем: радиосвязи, радиолокации, радионавигации, наведения ракет и дальнего обнаружения, различные телеметрические системы передачи данныд; — количество обнаруживаемых радиоэлектронных систем противника; — местоположение и территориальная плотность размещения источников излучения электромагнитной энергии противника. Анализ и сопоставление полученных разведывательных сведений могут позволить разведкам империалистических государств сделать важные выводы стратегического и тактического характера. Изучая технические характеристики и особенности радиоэлектронных систем противника, можно, по мнению иностранных специалистов, определить область их применения и принадлежность. Сопоставляя эти данные с 13
уже известными, полученными разведкой по другим каналам, можно сделать вывод о назначении разведываемых технических средств. Зная это и определяя типы и количество радиоэлектронных средств противника, а также их местоположение, можно установить дислокацию войсковых частей, военных баз, аэродромов и других объектов. Так, например, зная число радиолокационных станций наведения управляемых зенитных ракет в какой-либо зоне ПВО противника, можно сделать правильные выводы о количестве батарей зенитных ракет, установленных в этой зоне. В зарубежной печати [1] подчеркивается, что для анализа и обработки добываемой информации очень важное значение имеют точная фиксация времени начала и конца работы излучающих радиоэлектронных средств и правильное определение их местоположения. Эти данные позволяют установить степень активности противника в определенной территориальной зоне. Указывается, что перед запуском межконтинентальных баллистических ракет с мыса Каннаверал наблюдалось заметное увеличение числа источников электромагнитных излучений в этом районе за счет повышения активности работы радиолокационных станций сопровождения и наведения, средств радиосвязи и передачи данных, а также телеметрических сетей. Техническая информация содержит сведения о новых системах оружия и управления радиоэлектронными устройствами и об их электрических характеристиках, используемыми разведываемой страной впервые. Целью добывания технической информации является своевременная разработка аппаратуры и методов радиоэлектронной разведки новых систем оружия и средств управления противника. По мнению американских специалистов, техническая информация о новой радиоэлектронной аппаратуре потенциальных противников особенно нужна для создания эффективных технических средств и методов радиопротиводействия и контррадиопротиводействия. Для получения такой информации средствами радиоэлектронной разведки ведется систематическая разведка новых, ранее неизвестных источников радиопередач, отличающихся диапазоном частот, видами модуляции и манипуляции, параметрами импульсного сигнала, диаг- 14
раммой направленности антенны и другими характеристиками. Как утверждают некоторые иностранные специалисты, на основе анализа технических признаков неизвестных ранее радиоэлектронных устройств и систем, а также методов их применения можно установить факт появления нового оружия или новых средств управления у противника [1, 15]. Радиоэлектронные средства становятся основой всех современных систем управления войсками и оружием. Это может, по их мнению, привести к такому положению, при котором отказ от их использования ради того, чтобы лишить радиоэлектронную разведку противника источников разведывательной информации, во многих случаях окажется невозможным. Зарубежные авторы указывают следующие наиболее важные источники радиоэлектронной разведки [15, 16]: — активные средства радиосвязи, используемые во всех видах вооруженных сил и в интересах управления государством; — РЛС разных типов и назначений, применяемые, главным образом, в противовоздушной обороне; — автоматизированные системы управления, слежения и наведения ракетного и противоракетного оружия, а также космических объектов; — радионавигационные системы, используемые в морской, воздушной и космической навигации; — различные телеметрические системы передачи информации. 1.2. Радиоэлектронная разведка — основа радиоэлектронной борьбы В современных армиях империалистических государств радиоэлектронные средства не только используются в системе управления войсками, но вместе с тем являются неотъемлемой частью новых видов оружия. Активные радиоэлектронные средства этих систем и видов оружия, передавая информацию, излучают электромагнитную энергию, которая может быть обнаружена и перехвачена с помощью радиоприемных устройств соответствующего диапазона волн. Более того, работа радиоэлектронных средств может быть нарушена пред- 15
намеренными радиопомехами, что может повлечь расстройство управления войсками и системами оружия. Эти уязвимые стороны использования радио в военном деле привели к радиоэлектронному противоборству между воюющими сторонами еще во второй мировой войне. Такое противоборство за рубежом назвали «радиоэлектронной войной» (более правильный термин — радиоэлектронная борьба — РЭБ). Радиоэлектронная борьба является особым видом обеспечения боевых действий войск и систем управления оружием с помощью радиоэлектронной техники и направлена на подавление работы радиоэлектронных средств противника и на защиту своих радиоэлектронных средств. Иностранные специалисты считают, что радиоэлектронная борьба может облегчить уничтожение радиоэлектронных средств противника и существенным образом воздействовать на ход и исход тех или иных боевых операций. По американским взглядам, радиоэлектронная борьба охватывает следующее: — радиоэлектронную разведку, без которой невозможно вести радиоэлектронную борьбу; радиоэлектронная разведка добывает необходимые сведения об излучающих радиоэлектронных средствах противника, устанавливает их назначение, принадлежность, местоположение, определяет параметры и порядок их работы, тем самым радиоэлектронная разведка обеспечивает получение нужных сведений о намерениях противника, на основе которых принимают решение о ведении борьбы с его радиоэлектронными средствами; — радиоэлектронное противодействие, представляющее собой сумму активных действий по созданию умышленных радиопомех работающим радиоэлектронным средствам противника в области радиосвязи, радиолокации, радионавигации, наведения ракет и управления оружием, а также другие меры с целью резкого ухудшения эффективности их действия и последующего уничтожения этих средств; — контррадиоэлектронное противодействие, которое содержит все необходимые защитные мероприятия для сохранения эффективности работы своих радиоэлектронных средств и предотвращение выхода их из строя в
условиях радиоэлектронного противодействия, проводимого противником. Радиоэлектронная борьба может быть использована во всех видах вооруженных сил, но способы и технические средства борьбы могут быть различными в зависимости от конкретных условий их применения. Радиоэлектронная разведка в радиоэлектронной борьбе имеет свои особенности. В этом случае она действует в интересах радиоэлектронной борьбы и добывает сведения, обеспечивающие непосредственное радиоэлектронное подавление противника. Данные радиоэлектронной разведки могут обеспечить своевременное включение средств радиоэлектронного противодействия, наведение их по частоте и контроль за работой. V По данным зарубежных обозревателей, радиотехни- ^N ческие средства разведки в состоянии: ^ — быстро определить рабочую (несущую) частоту ^ч обнаруженных сигналов радиоэлектронных устройств \i противника; V4 — пеленговать принимаемые сигналы и определить ^ч» направление их прихода; — точно определить основные параметры разведываемых сигналов и излучающих их источников: а) вида модуляции или манипуляции сигнала; б) режима передачи сигнала (импульсный, непрерывный) ; в) частоты повторения импульсов; г) длительности импульсов; д) вида поляризации сигнала; е) диаграммы направленности и частоты сканирования антенн; — вводить разведданные в запоминающее устройство и вести их обработку с помощью электронно-вычислительных машин; — управлять запуском передатчиков радиопомех. Полученная радиоэлектронной разведкой информация используется для принятия решений о необходимости или целесообразности подавления обнаруженных сигналов и выборе наиболее эффективных способов создания помех. Станции радиоэлектронной разведки, действующие в интересах РЭБ, могут комплектоваться соответствую- 2 Зак. 936 I Фундаментальная J 17
щей аппаратурой в зависимости от принципов и методов организации радиоэлектронного противодействия, выбора носителя оборудования, используемых средств, условий и характера их применения. Вопросы радиоэлектронной борьбы подробно рассмотрены в специальной литературе [19, 23]. 1.3. Технические средства радиоэлектронной разведки Радиоэлектронная разведка может получать информацию, если располагает соответствующими техническими системами и электронными приборами. По данным зарубежной печати, в современной радиоэлектронной разведке капиталистических стран используются самые разнообразные технические средства и различные способы и методы разведки. Наличие многочисленных типов электронных устройств объясняет стремление руководящих разведывательных органов этих стран иметь максимальные возможности для ведения радиоэлектронной разведки. В странах НАТО производство разведывательной аппаратуры считается перспективным и является доходнейшей статьей военной радиоэлектронной промышленности. По данным иностранной печати [15], в комплекс технических средств радиоэлектронной разведки капиталистических стран входят следующие устройства: — приемные антенны направленного или ненаправленного действия; — радиоприемники; ■— радиопеленгаторы; — устройства панорамного обзора; — анализаторы спектра принимаемых сигналов; — устройства для автоматического отсчета пеленга и частоты; — выходные устройства для приема сигналов телефонных и телеграфных уплотненных каналов радиосвязи; — оконечные устройства слухового приема (телефоны, динамики); — устройства документирования сигналов (магнитофоны, буквопечатающие машины); — приборы расшифровки, обработки и хранения принятой информации (ЭВМ, различные электронные табло, блоки памяти); 18
— средства управления, связи и передачи добываемой информации. В капиталистических странах выпускаются многочисленные типы разведывательной аппаратуры в зависимости от ее целевого назначения (стратегическая или тактическая разведка), характера добываемой информации (поиск, перехват, пеленгование, анализ), диапазона Ненаправ- ленная антенна направленная антенна для радио - пеленгования Анализатор импульсов Приемник Пеленгатор V Устройство панорамного обзора Оконечное устройство слухового приема ч Оконечное устройство документации Рис. 1.1. Структурная схема станции радиоэлектронной разведки американской тактической авиации. Аппаратура устанавливалась на борту самолета RB-66 рабочих частот, вида радиоэлектронной разведки (радиоразведка, радиотехническая разведка, разведка в интересах РЭБ), условий эксплуатации (на земле и воде, под водой, в воздуде и космосе) и т. д. Конкретные системы или станции (рис. 1.1) радиоэлектронной разведки комплектуются соответствующей аппаратурой в зависимости от их целевого назначения и решаемых задач [13]. Радиоэлектронная разведка с помощью технических средств осуществляет: — поиск на слух и обнаружение интересующих радиопередач; 2* ■ 19
-"— панорамный обзор и выявление радиосигналов в широком диапазоне частот; — перехват (точное воспроизведение и документация) радиосигналов и сообщений, а также ведущихся переговоров, в том числе засекреченных; — анализ технических характеристик принимаемых радиосигналов; — определение местонахождения интересующих источников электромагнитного излучения путем пеленгования; — передачу добываемой информации в пункт обработки и в центр управления радиоэлектронной разведкой; — обработку полученной информации с целью вскрытия ее содержания, в том числе расшифровку засекреченных радиопередач; — составление разведывательных донесений и представление их по назначению. В капиталистических странах проводятся интенсивные работы по усовершенствованию существующих разведывательных электронных средств и созданию принципиально новых образцов, обеспечивающих более эффективные методы ведения радиоэлектронной разведки. Можно перечислить [9, 15, 17, 26, 28] следующие направления, которые характеризуют тенденцию развития технических средств радиоэлектронной разведки в этих странах: — расширение диапазона волн, перекрываемого одним приемником; — повышение чувствительности приемной и пеленга- торной аппаратуры; — обеспечение высокой стабильности измерения электрических характеристик разведываемых сигналов; — автоматизация управления аппаратурой, обеспечивающая высокую скорость процессов поиска, перехвата и радиопеленгования; — внедрение электронно-цифровых методов индикации частоты настройки в приемных устройствах; — миниатюризация и микроминиатюризация аппаратуры; — обеспечение высокой надежности аппаратуры при длительной и непрерывной эксплуатации в различных климатических условиях; 20
— широкое внедрение электронно-вычислительной техники в состав аппаратуры; — получение разведданных в реальном масштабе времени без заметного запаздывания. 1.4. Из истории радио- и радиотехнической разведки По мере внедрения радио как средства связи и управления оно стало использоваться в капиталистических странах в интересах государственной и военной разведки. Еще до начала первой мировой войны в некоторых странах Европы велись слежка за работой радиостанций своих вероятных противников и подслушивание их передач. Однако интенсивно разведка радиотехническими средствами стала использоваться воюющими странами во время первой мировой войны (1914—1918 гг.), и в особенности в период второй мировой войны (1939— 1945 гг.). Радиоразведка в первой мировой войне Уже с первых месяцев войны перехваты радиосообщений противника позволили получать ценные сведения о его намерениях, о расположении и перегруппировке неприятельских войск. Этому способствовало нарушение элементарных правил радиообмена со стороны штабов армий и фронтов, передававших по радио секретные приказы и распоряжения открыто или с применением несложных шифров. Воюющие стороны, убедившиеся в утечке информации через радиосвязь, вскоре стали применять более сложные шифры и строже регламентировать свои радиопередачи. Однако нарушения радиодисциплины продолжались. В связи с повсеместным применением шифров радиоразведка воюющих стран стала уделять больше внимания раскрытию перехваченных шифрованных радиограмм. Дешифрованные радиограммы давали ценную информацию о противнике. Более того, наблюдая и изучая характерные особенности действующих радиосвязей противника, их интенсивность, позывные, стабильность, рабочие частоты, тон сигнала работающих радиостанций, «почерк» радистов, продолжительность и время пе- 21
редач старых и вновь появившихся радиостанций, незначительные признаки нарушения радиообмена и т. п., радиоразведка была в состоянии вскрывать оперативные замыслы командования, следить за перемещением войск и получать другие важные сведения о неприятельских армиях. Если в начале войны для радиоразведки использовались приемные устройства связных радиостанций, то в последующие годы воюющие стороны стали применять специальные радиоприемники и создавать первые подразделения службы радиоразведки. Радиопеленгаторы как средство войсковой и морской радиоразведки впервые появились в действующих армиях Англии, России, Германии, Австро-Венгрии в 1915—1916 гг. Радиопеленгаторная аппаратура внесла новое содержание в радиоразведку и принципиально расширила ее возможности. С помощью радиопеленгаторов стали определять местонахождение вражеских радиостанций и тем самым устанавливать районы нахождения штабов, частей и соединений, время начала и направление их перемещения. Английская радиоразведка, имея хорошо поставленную инженерно-криптографическую службу, систематически расшифровывала немецкие секретные радиограммы, передаваемые не только штабами частей и соединений армии, но и правительством, генеральным штабом, посольствами и другими ведомствами. Особенно успешно действовала военно-морская разведка. Центром морской радиоразведки была известная из истории «комната 40» британского адмиралтейства, где высококвалифицированные криптографы расшифровывали перехваченные радиограммы. Английская радиоразведка сыграла важную роль в морской войне английского флота с немецкими подводными лодками, блокирующими Англию со всех сторон. Радиограммы, посылаемые германским морским командованием своим подводным лодкам, перехватывались английской радиоразведкой и расшифровывались. Англичане извлекли с морского дна несколько кодов германского морского флота, находящихся в потопленной немецкой подводной лодке, и пользовались ими при расшифровке радиограмм. 22
В истории английской радиоразведки видное место занимает Ютландское сражение. В конце мая 1916 г. англичане перехватили переданный немцами по радио секретный приказ о выходе немецкого военно-морского флота в море для нанесения внезапного удара по английскому морскому флоту. Англичане расшифровали содержание приказа и стали скрытно готовиться к отражению нападения. В результате англичане навязали немцам неожиданное для них сражение в 90 милях к западу от северной оконечности Ютландского полуострова, в котором немцы понесли тяжелые потери. Важную роль сыграла английская радиоразведка и в нашумевшем в свое время заявлении президента США Вильсона, сделанном 1 марта 1917 года, накануне вступления Америки в войну на стороне союзников. В своем заявлении Вильсон сообщил, что германский министр иностранных дел Циммерман предложил мексиканскому правительству присоединиться к Германии, чтобы объявить Соединенным Штатам войну. Естественно возник вопрос, каким образом сугубо секретная нота Германии попала к американскому президенту. Оказалось, что английская радиоразведка перехватила ноту Циммермана, переданную по радио, расшифровала ее и немедленно передала американскому послу в Лондоне [4]. Немецкая радиоразведка в первой мировой войне также выдавала весьма ценные сведения о противнике военному командованию. Известно, что в отдельные периоды войны немцы расшифровывали в сутки до 300 секретных радиограмм своих противников. Бывший начальник разведывательного управления германского верховного командования в годы первой мировой войны В. Николаи в своих мемуарах лаконично указывает, что «достоверным источником сведений являлись перехваченные русские радиопередачи». В связи с этим следует коротко рассказать о событиях, которые произошли в Восточной Пруссии в августе 1914 г. Штаб второй русской армии, не имея связи со своими наступающими корпусами, передал им по радио открытым текстом ряд секретных приказов, которые были перехвачены немецкими радиостанциями. В результате немцы получили «...ясную картину неприятельских мероприятий на ближайшие дни...», как писал об этом в своих воспомина- 23
ниях начальник штаба немецких войск в Восточной Пруссии генерал Людендорф. Немецкое командование незамедлительно использовало полученные разведданные. Как известно, в результате активных действий немцев вторая армия была разгромлена. Австро-венгерская радиоразведка действовала весьма успешно с самого начала войны и информировала свое верховное командование и германское командование о всех перехваченных приказах и донесениях, которые передавались по радиотелеграфу. Книга бывшего начальника разведывательного бюро генерального штаба Австрии генерала Макса Ронге [5] содержит большой фактический материал о деятельности австро-венгерской радиоразведки за весь период первой мировой войны. В книге австрийского генерала приводятся многочисленные примеры работы радиоразведки, данные которой позволяли оценить оперативную обстановку до начала проведения той пли иной операции и послужили основанием для планирования и проведения боевых действий. Так, например, во время Галицийской операции, в начале сентября 1914 г., когда между I и II австрийскими армиями образовался разрыв, австрийцы получили агентурные сведения о том, что в направлении прорыва двигаются крупные соединения русских, но к этим сведениям отнеслись с недоверием. Однако радиоразведка подтвердила и уточнила эти данные: было установлено движение V и XVII русских корпусов. Австрийское командование, видя нависшую угрозу глубокого обхода русскими левого фланга IV армии, приняло решение об отходе всех австрийских армий за р. Сан. 14 сентября 1914 г. австрийцы перехватили распоряжение Ставки русских войск о необходимости полностью зашифровывать все военные сообщения, передаваемые по радио. Однако переход на шифрованные радиопередачи не изменил положения дел. Имея большой опыт по перехвату русских радиодепеш, на основе их анализа австрийцам удалось, как утверждает автор, дешифровать русский шифр. Дешифровка первой русской радиограммы заняла около четырех суток, после чего австрийцы продолжали вести эффективную радиоразведку. 24
При отступлении австрийских войск в Галиции со взятием русскими войсками Перемышля австрийская радиоразведка перехватила радиограмму, посланную командиром кавалерийского корпуса Новиковым, которая представляла большую разведывательную ценность. Эта радиограмма была быстро дешифрована и представлена немецкому командованию. Автор по поводу перехвата радиограммы Новикова пишет, что «никогда еще, ни в одну войну планы противника так быстро не становились известными тому, против кого они были направлены». 26 сентября 1914 г. австрийцами был перехвачен и расшифрован приказ командования IX русской армии: «Настоящим приказываю 26 числа в связи с предстоящим маневром отодвинуться войскам за р. Вислок, оставив на месте только авангард. Части должны быть размещены в ранее занятых районах олбушово—Купно, его авангард должен придвинуться ближе». Нетрудно видеть ценность содержания данного приказа для австро-венгерского и немецкого командования. В качестве примера беспечности русской службы радиосвязи автор приводит в книге такой пример. Одна радиостанция русских не имела нового шифра и сообщила об этом по радио передающей станции, с которой последовала повторная передача этой же телеграммы по старому шифру, что позволило работникам дешифровальной службы легко вскрыть новый шифр. 13 ноября 1914 г. австрийская радиоразведка перехватила приказ, касающийся общего наступления русских войск в глубь Галиции. В расшифрованном виде эта радиограмма в тот же день была доведена до сведения немецкого командования. Автор этой же книги [5] приводит интересные сведения о действиях австрийской радиоразведки на итальянском фронте. В начале австрийская радиоразведка встречала затруднения из-за неумения дешифрировать перехваченные радиограммы. Однако со временем австрийцы хорошо изучили принципы шифрования итальянских радиограмм и стали их расшифровывать. После того как итальянская полевая радиослужба начала передавать не только сведения, касающиеся непосредственно службы связи, но и оперативные распоряжения, австрийцы ежедневно стали дешифрировать до 50, а в 25
отдельные сутки до 70 депеш. После окончания войны итальянская следственная комиссия так характеризовала работу австрийской радиоразведки в одном из сражений: «Достаточно указать на высокий уровень развития у противника радиоподслушивания, дополненный изумительными достижениями по дешифровке шифров. В результате противник выяснил наши пути отхода, определил наши радиостанции и расшифровал их радиограммы. Документы, захваченные после окончания войны, показывают, что противником были раскрыты почти все наши шифры, включая наиболее сложные и самые секретные». Радио- и радиотехническая разведка во второй мировой войне В ведущих капиталистических странах в годы, предшествующие второй мировой войне, проводились в широком объеме работы по созданию радиоразведывательной аппаратуры — высокочувствительных радиоприемных устройств, приемников панорамного обзора, стационарных, подвижных и переносных радиопеленгаторов слухового и автоматического отсчета пеленга. Осваивались коротковолновый и ультракоротковолновый диапазоны радиоволн не только для создания средств радиосвязи, но и для радиоразведывательной техники. К началу второй мировой войны в Англии, Германии, США и в некоторых других странах впервые была создана радиолокационная аппаратура на метровых волнах, а затем на дециметровых и сантиметровых волнах, сыгравшая впоследствии огромную роль в системе противовоздушной обороны. Радиоразведка во второй мировой войне нашла весьма широкое применение. Она сразу же была нацелена на решение стратегических и оперативно-тактических задач, вытекавших из потребностей войны. В первые же месяцы второй мировой войны возник новый вид радиоразведки — обнаружение и распознавание наземных, самолетных и корабельных радиолокационных станций противника — радиотехническая разведка. Фашистские главари третьего рейха и генеральный штаб немецкой армии не пожалели сил и средств для 26
всемерного повышения эффективности радиоразведки. Перед вероломным нападением на Советской Союз немецкая радиоразведка устанавливала или уточняла расположение авиационных частей, аэродромов, дислокацию мотомеханизированных и танковых войск в наших приграничных военных округах и добывала другие сведения о Красной Армии. Во время войны немецкая радиоразведка была в состоянии перехватывать и расшифровывать ежедневно до 20 тысяч радиограмм, которые передавались командованием фронтов, армий, корпусов и дивизий воюющих с Германией стран. Перехватывались также открытые переговоры, преимущественно в радиосетях тактического звена. В фашистской Германии радиоразведку вели пять специализированных служб с многочисленным обслуживающим персоналом. Одна из них, подчиненная Герингу, называлась научно-исследовательским управлением и имела в период войны численность личного состава более 3000 человек. В действующих армиях находились роты фронтовой радиоразведки, а к дивизиям по мере необходимости придавались взводы тактической радиоразведки. Действия своей радиоразведки в годы второй мировой войны бывшие немецкие военачальники характеризовали следующим образом: «Расшифровка перехваченных радиопередач представляла исключительную ценность для всего периода ведения войны. Мы оказались в состоянии раскрыть почти все неприятельские коды и шифры. Военная информация о противнике в значительной степени, а в некоторый период даже в большей своей части базировалась на радиоразведке» (из высказывания генерала Гальдера). «Основную массу разведданных в ходе войны (до 90%) составляли материалы радиоразведки и опросы военнопленных. Радиоразведка — как открытый перехват, так и дешифровка — играла особую роль в самом начале войны, но и до последнего времени не потеряла своего значения» (из заявления генерала Йодля на допросе). Представляют значительный интерес отдельные факты из деятельности радиотехнической разведки воюющих стран в годы второй мировой войны. В 1940 г. в период воздушной битвы над Англией немецкая авиация оказалась бессильной подавить со- 27
противление англичан, так как последним удавалось с помощью радиолокаторов своевременно обнаруживать подходившие к Британским островам немецкие бомбардировщики и принимать необходимые меры. По этому поводу Черчилль писал: «Это была секретная война, победы и поражения в которой не предавались гласности, которую понимал лишь узкий круг больших ученых, принимавших в ней участие». На самом деле, если немецкие бомбардировщики во время своих налетов на Англию действовали вслепую, то английские истребители сражались наверняка, имея радиолокационное обеспечение. Немцы вскоре установили причину неудач своей авиации и оборудовали несколько самолетов радиоприемной и анализирующей аппаратурой. Эти самолеты, участвуя вместе с бомбардировщиками в налетах на Англию, разведывали технические параметры английских радиолокационных станций и устанавливали их местонахождение. Полученные таким образом разведданные, уточненные другими источниками разведки, были использованы немцами для создания искусственных помех английским радиолокационным станциям. Заслуживает внимания борьба с немецкими подводными лодками, проводимая английскими самолетами береговой обороны на просторах Атлантического океана. В начальный период войны английские самолеты, оборудованные радиолокаторами, успешно вели борьбу против немецких подводных лодок, которые всплывали на поверхность воды для зарядки аккумуляторов и отдыха команды. Но вскоре немцы нашли способ эффективной борьбы с авиацией англичан. Они разработали приемники в диапазоне волн английских радиолокаторов (390—1550 МГц) и устанавливали их на своих подводных лодках. Приемники позволяли вести разведку и обнаруживать приближение оборудованного радиолокатором английского самолета далеко за пределами дальности обнаружения самой лодки. В итоге немецкие подводные лодки каждый раз были в состоянии погрузиться под воду до обнаружения их самолетами противника и избежать их удара. В результате эффективность борьбы английских самолетов с немецкими подводными лодками снизилась. Вскоре англичане установили причину неудач и оборудовали свои самолеты новой радиолокационной аппаратурой в другом 28
диапазоне (1550—5200 МГц). Результаты сказались немедленно — потери немецких подводных лодок существенно увеличились. Представляет интерес также поединок между немецкими подводными лодками и кораблями морского конвоя союзников. С помощью разведывательных приемников немецкие подводные лодки обнаруживали суда морских конвоев США и Англии, имевшие на борту радиолокаторы, и торпедировали их. Впоследствии разведывательными приемниками были оборудованы и корабли конвоев, что позволяло им своевременно обнаруживать радиолокационные станции немецких подводных кораблей и самолетов и принимать меры самозащиты. Небезуспешно работала английская радиоразведка Средиземноморского театра военных действий. Направляя из итальянских портов суда с подкреплениями и боеприпасами в Африку для армии немецкого генерала Роммеля, итальянцы сообщали по радио специальным шифром своему военному командованию на Ливийском побережье маршрут, пункты и время прибытия этих судов. Однако войска Роммеля в Африке продолжали испытывать острую нужду в подкреплениях и боеприпасах, так как корабли военно-морского флота Англии на Средиземном море подстерегали и топили итальянские суда на основе данных радиоперехвата. Ключ к действующему шифру, используемый в радиограммах, и сведения о смене шифра английская разведка получала через свою итальянскую агентуру [7]. Представляет интерес работа группы ученых-акустиков из службы английской радиоразведки в период подготовки высадки англо-американских войск на Европейском континенте. Этой группой был разработан и проверен оригинальный способ наблюделия за перемещениями частей немецкой армии, дислоцированных на французском побережье. Записывался голос радистов- операторов немецких радиостанций, а местонахождение самих радиостанций определялось радиопеленгованием. Появление «знакомого» голоса радиста в другом пункте означало, что его воинская часть передислоцировалась на новое место. Заслуживают внимания некоторые факты из истории 29
радио- и радиотехнической разведки США на Тихоокеанском театре военных действий. Радиоразведка США действовала против Японии интенсивно. Большой интерес представляет активная, но бесполезная роль радиоразведки США в событиях 1941 г., связанных с нападением японской авиации на американскую военно-морскую базу в Пирл-Харборе. Еще до начала второй мировой войны в США функционировала система стратегической радиоразведки с центрами поиска и перехвата иностранных радиопередач, а также сеть стационарных коротковолновых пеленгаторов дальнего действия. Радиоразведка имела службу инженерно-криптографического анализа численностью свыше 800 офицеров и солдат с мощной электронно-вычислительной базой. Криптографы этой службы в середине 1940 г. успешно расшифровали японский дипломатический шифр. С этого времени тайна японской дипломатии все более и более становилась достоянием государственных и военных руководителей США. Непрерывно перехватывались и расшифровывались сотни японских сообщений, и в первую очередь те, которые передавались министерством иностранных дел Японии своему посольству в Вашингтоне и обратно. К ноябрю 1941 г.— самому тяжелому периоду войны Советского Союза с немецко-фашистскими захватчиками — в правительственных кругах Вашингтона сложилось твердое мнение, что Япония начнет войну против Советского Союза. Между тем американская разведка давала сведения своему правительству о внешней политике Японии далеко не в пользу этого мнения. Так, 5 ноября 1941 г. американцами был перехвачен и расшифрован японский план «мирного урегулирования» с США. 16 ноября 1941 г. в перехваченном сообщении из Токио передавалась инструкция о порядке уничтожения шифровальных машин «в случае необходимости». В тот же день была перехвачена и расшифрована другая радиограмма министерства иностранных дел Японии своему послу в США о необходимости добиться принятия США японских условий мира и о невозможности переноса предельного срока ведения переговоров позже 25 ноября 1941 г. Эти сообщения были доложены президенту и государственному секретарю США. Министерство иностранных дел Японии 19 ноября 30
1941 г. передало некоторым своим посольствам и миссиям за рубежом телеграмму следующего содержания: «В случае возникновения чрезвычайных обстоятельств (опасность разрыва дипломатических отношений) и нарушения международной системы связи следующие предостережения будут включены в середину ежедневных бюллетеней о погоде, передающихся из Японии на коротких волнах: 1) в случае опасности в японо-американских отношениях — «восточный ветер, дождь»; 2) японо-советских отношениях — «северный ветер, облачно»; 3) японо-английских отношениях — «западный ветер, ясно». Это сообщение не могло не насторожить правительство и военных руководителей США. Радиоразведывательная служба США приняла меры по усилению перехвата японских сообщений. На постах радиоразведки было установлено круглосуточное дежурство. 2 декабря 1941 г. была перехвачена и расшифрована радиограмма японского правительства посольству в Вашингтоне следующего содержания: «867. Совершенно секретно. 1. Сожгите все телеграфные коды, имеющиеся в вашем посольстве, кроме машинных и одного экземпляра кода «О» и кода сокращений «Л». 2. Немедленно уничтожьте одну кодовую машину. 3. О выполнении указаний донесите одним словом «Харун». 4. Уничтожьте любыми способами входящие и исходящие документы и сожгите все коды, которые передало вам телеграфное агентство Ха- сака. (С этого времени необходимость контакта с Мексикой, упомянутого в телеграмме 860, отпадает.)». Содержание этой телеграммы также было доложено правительству и военному руководству. И наконец, 4 декабря 1941 г. радиоразведка военно- морского флота США перехватила радиограмму с кодом «ветров». В радиограмме указывалось: «...восточный ветер, дождь» и «...западный ветер, ясно». Свою агрессию Япония направила на США и Англию. Бывший начальник отдела скрытой связи разведывательного управления военно-морского министерства США капитан II ранга Лоренс Сэффорд об этой радиограмме так рассказывал в своих показаниях после вой- 31
ны: «Именно для перехвата этой телеграммы и были мобилизованы все наши возможности. Мы достигли выдающегося успеха. Эта информация давала возможность обезопасить американский тихоокеанский флот от внезапного нападения в Пирл-Харборе, т. е. от такого нападения, которому русские подверглись в свое время в Порт-Артуре». Перехваченная радиограмма с кодом «ветров» не возымела ответного действия со стороны руководящих кругов США. Не были приняты какие-либо эффективные меры по повышению боеготовности вооруженных сил США на Тихом океане. Это объясняется тем, что намерение Японии объявить войну США по существу противоречило политике американского империализма, стремившегося направить японскую агрессию на Советский Союз. Радиограмма с кодом «ветров» оказалась скорее помехой, чем полезной информацией, которая должна была побудить военных руководителей привести в высшую боевую готовность военную машину США. Последствий просчета не пришлось долго ждать. Пирл-Харбор Военные руководители Японии в строжайшей тайне разработали план операции «Z» о нападении на военно-морскую базу США в Тихом океане. Мощное оперативное соединение японского военно-морского флота в составе 22 кораблей, в том числе 6 авианосцев, на борту которых имелось свыше 430 самолетов, 26 ноября 1941 г. скрытно покинуло берега Японии и направилось к Гавайским островам. Кораблям было приказано соблюдать полное радиомолчание, а радисты кораблей, которых хорошо знала «по почерку» американская радиоразведка, были оставлены на берегу, на постоянных стоянках своих кораблей, и для радиомаскировки вели ложный обмен радиограммами. Соединение японского флота должно было, ничем не обнаруживая себя, добраться до Гавайских островов и с объявлением войны США внезапно атаковать военно- морскую базу в Пирл-Харборе и нанести сокрушительный удар по ней с воздуха. На флагманском корабле «Акаги» 2 декабря был получен кодовый сигнал — приказ военного министра Японии атаковать Пирл-Харбор утром 7 декабря 1941 года. План операции «Z» был 32
полностью выполнен. К началу атаки японское оперативное соединение находилось на расстоянии 370 км от Пирл-Харбора. В 6 ч утра 7 декабря с японских авианосцев двумя эшелонами начали стартовать терпедоносцы- бомбардировщики и истребители — всего 353 самолета; небольшая группа самолетов оставалась на авианосцах в резерве. На одном из Гавайских островов — Оаху — была установлена радиолокационная станция вооруженных сил США, которая находилась в опытной эксплуатации. Операторы станции обнаружили на экране радиолокатора большую группу летящих самолетов. Они определили пеленг и дистанцию до них, но решили, что летят свои бомбардировщики. Судьба Пирл-Харбора была предрешена. В результате воздушного нападения оказались выведенными из строя восемь линкоров и много других военных кораблей, погибло свыше двух с половиной тысяч американских моряков, на аэродромах Гавайских островов было уничтожено 188 и повреждено 128 американских самолетов. Этот день вошел в историю США как день «национального позора». Совершая разбойничье нападение, Япония вместе с тем старалась соблюдать международный юридический этикет. Для этой цели министерство иностранных дел Японии направило своему послу в Вашингтоне обширный меморандум о разрыве дипломатических отношений и объявлении войны США. Тринадцать разделов этого меморандума из Токио было передано 6 декабря 1941 г. и последний раздел 7 декабря в 7 ч утра с приказанием послу вручить его государственному секретарю Хэллу в 13 ч, т. е. в 7 ч 30 мин по Гавайскому времени, когда атакующие японские самолеты будут находиться на подступах к Пирл-Харбору. Обе части меморандума были перехвачены, расшифрованы американской радиоразведкой и доложены полностью в 9 ч утра государственному секретарю, военному и военно-морскому министрам, а в 10 ч утра президенту США. Однако вершители судеб США в этот критический момент не сочли нужным поднять вооруженные силы и морской флот по тревоге. Все свелось лишь к тому, что в штабы армии, в том числе на Гавайские острова, военным министерством была послана предупредительная телеграмма, которая дошла по коммерческим каналам связи до начальника штаба сухо- 3 Зак. 936 33
путных войск на Гавайских островах через несколько часов после налета японской авиации на Пирл-Харбор. Любопытно, что когда с опозданием на 1 ч 05 мин, т. е. в 14 ч 05 мин, японский посол вместе со своим советником вручал ноту-меморандум своего правительства государственному секретарю, на столе Хэлла уже лежал полный текст этой ноты, перехваченной американской радиоразведкой. Причинами катастрофы в Пирл-Харборе занимались в разное время восемь официальных комиссий, в том числе комиссия конгресса США в 1945 г., «труды» которой составили 40 томов. Ни одна из этих комиссий не вскрыла подлинных причин катастрофы в Пирл-Харборе, так как всеми умалчивалась основная внешнеполитическая стратегия реакционных военных кругов США в канун войны, пытавшихся направить японскую агрессию против Советского Союза [34]. М и д у э й Представляет значительный интерес крупнейшее сражение у острова Мидуэй на Тихом океане между японскими и американскими военно-морскими флотами и авиацией, важную роль в которой сыграла радиоразведка США [51]. После успешного нападения на Пирл-Харбор Япония одерживала одну победу за другой в войне против Соединенных Штатов Америки на Тихом океане. Спустя шесть месяцев после Пирл-Харбора руководящие военные и военно-морские круги Японии пришли к заключению о необходимости нанесения сокрушительного удара по ослабевшему военно-морскому флоту США, с тем чтобы добиться военного господства на Тихом океане и принудить американцев начать мирные переговоры на выгодных для Японии условиях. С 27 мая 1942 г. началось движение огромного японского флота в составе 190 боевых кораблей при поддержке 700 самолетов морской и береговой авиации для выполнения поставленной перед ним задачи. Флоту предстояло пересечь Тихий океан, захватить американскую военно-морскую базу на острове Мидуэй, заставить американский тихоокеанский флот принять сражение и уничтожить его одним мощным ударом. Японцы были твердо уверены в успехе разработан- 34
ной ими морской операции, так как полностью исключили всякую возможность ее разглашения. Они возлагали большие надежды на скрытность проведения этого грандиозного морского сражения стратегического значения. Однако американцы своевременно стали готовиться к отражению предстоящей атаки, встретили врага в боевой готовности, и хотя понесли большие потери, но выиграли эту морскую битву, ставшую одной из самых главных на Тихом океане в период второй мировой войны. Каким образом американцам удалось добиться этой «невероятной» победы? По-видимому, уроки Пирл-Харбора не прошли даром. Еще осенью 1940 г. криптографами разведывательных органов был рассекречен японский военно-морской код SN-25 и американцы могли без большого труда расшифровывать японские радиограммы. И, действительно, в результате анализа и сопоставления многочисленных перехваченных японских радиограмм (донесений, распоряжений, приказов) американцы сделали заключение о том, что японцами готовится на Тихом океане крупная морская операция с участием большой части японского флота. Однако главной загадкой оставался район сражения. Во всех радиограммах место предстоящей операции японцами именовалось буквами AF, тем самым они применяли «код внутри кода». На основе обработки перехваченных японских радиограмм за большой отрезок времени офицеры службы радиоразведки заключили, что район находится у атолла Мидуэй, состоящего из двух маленьких островов — Сенд-Айленд и Истра-Айленд. Однако эта версия не была единственной, так как в перехваченных японских радиограммах упоминались также другие районы: AL, АО, АОВ. При создавшемся положении, когда данные радиоразведки ставились под сомнение в верхах, служба американской разведки пошла на хитрость. Она предложила командующему военно-морским флотом на Тихом океане приказать командиру военно-морской базы на острове Мидуэй, чтобы последний передал открытым текстом ложную радиограмму о выходе на острове из строя опреснительной установки. Просьба службы разведки была удовлетворена. Спустя два дня американской з* 35
радиоразведкой была перехвачена японская радиограмма, в которой сообщалось о нехватке пресной воды на AF. После этого все стало совершенно ясным и американское командование стало срочно готовиться встретить во всеоружии японцев, собирать флот, авиацию и наметило план действия своих вооруженных сил. 25 мая 1942 г. американской радиоразведкой была перехвачена и раскодирована исключительно ценная радиограмма японского командования, в которой перечислялись боевые соединения, участвующие в походе, названия кораблей и фамилии их командиров, курсы движения судов и время их выхода к месту сражения. Указанная радиограмма содержала буквально все, что нужно знать штабу о противнике перед сражением. В Вашингтоне, помня ложную работу оставленных в Японии радистов боевых кораблей, участвовавших в нападении на Пирл-Харбор, полагали, что японцы умышленно сообщают эти данные в порядке дезинформации противника. Однако перехваченные и рассекреченные японские сообщения не оставляли никакого сомнения о решении военного руководства Японии атаковать именно остров Мидуэй. Зная точно замыслы и оперативные планы японского командования, американцы минимальными морскими и воздушными силами вели ожесточенное сражение с флотом и авиацией противника и на исходе третьих суток одержали внушительную победу, хотя и понесли при этом тяжелые потери. Небезынтересна история гибели адмирала Ямамото, бывшего главнокомандующего Объединенным флотом военно-морских сил Японии, организатора разгрома американского морского флота и авиации в Пирл-Харборе и сражения у атолла Мидуэй. Американской радиоразведкой в 1943 г. была перехвачена и своевременно расшифрована японская радиограмма с данными о времени и трассе полета самолета, на котором Ямамото должен был отправиться из Японии на Соломоновы острова. Самолет Ямамото был атакован и сбит американской авиацией над Тихим океаном. Радиотехническая разведка США на Тихоокеанском театре военных действий играла немаловажную роль в годы второй мировой войны. С августа 1943 г. амери- 36
канцы начали вести радиотехническую разведку береговых, корабельных и самолетных радиолокационных станции японцев. Вначале американцы использовали для этой цели подводные лодки и корабли, а затем и бомбардировщики, оборудовав их разведывательными приемниками соответствующего диапазона волн. Любопытно отметить, что установленные на американских кораблях приемники принимали сигналы радиолокационных станций японских самолетов-торпедоносцев примерно за 30 мин до того, как последние могли обнаружить корабли. Японские радиолокационные станции отставали по качеству от американских, но выпускались в большом количестве и устанавливались на малых и больших островах Тихого океана, находящихся под контролем японцев, а также на военных кораблях и самолетах. Американская радиотехническая разведка оказалась весьма эффективным средством для обеспечения безопасности плавания подводных и надводных кораблей и получения ценной информации о японских радиолокаторах для организации радиопротиводействия. Вскоре радиотехническая разведка была организована также и японцами, однако больших успехов она не добилась. 1.5. Радиоэлектронная разведка в послевоенный период Радиоэлектронная разведка капиталистических стран в послевоенный период непрерывно усиливалась. Существенно расширились ее оперативно-технические возможности и сфера деятельности. Использование современных принципов и методов электроники, кибернетики, физики твердых тел, ракетной техники, тотальный характер добывания информации на земле и море, в воздухе и космосе составляют отличительные черты радиоэлектронной разведки ведущих капиталистических стран в послевоенный период. Хотя сведения о собственной разведывательной деятельности капиталистические государства держат в строгом секрете, однако некоторые данные об этом просачиваются в зарубежную печать. Так, по утверждению некоторых авторов [2, 8, 51], в США создана целая система глобальной разведки, в которую входят по меньшей мере 37
девять специализированных разведывательных служб (рис. 1.2). Указывается, что во всех этих разведывательных службах работают около двухсот тысяч человек и их деятельность обходится государству в 5 млрд. долларов в год. Раэведы вательное управление министерство обороны РУМО Агентство национапьноа безопасности АНБ тральное разведывате Разведка сухопутных войск (армейская разведка) Разведка вое'н но - воздушных сил Эй-2 Разведывательный, совет зведыва- тельно-исследовательское управление гас департамен РИУ Разведка военно- морских сил У8МР Федераль - нов бюро расследований ФБР Комиссия по атомной энергии НАЭ Рис. 1.2. Схема разведывательных служб США по данным журнала «Ю.С Ньюс энд Уолрд рипорт» Центральное разведывательное управление (ЦРУ) является ведущим и центральным органом глобального шпионажа и подрывной деятельности, действующим во всех странах мира. Главный штаб ЦРУ находится в местечке Ленгли штата Вирджиния, недалеко от Вашингтона. В здании этого штаба размещается техническое и экспериментально-производственное оборудование. На крыше здания установлена целая система антенн, в том числе для дальней радиосвязи с разными 38
континентами земного шара. Как писали американские журналисты Д. Уайз и Т. Росс, в главном штабе ЦРУ работают 10 тысяч сотрудников, а в научно-исследовательских лабораториях и производственных цехах разрабатываются и изготавливаются всевозможные образцы разведывательных электронных приборов, в том числе миниатюрные радиоприемники, записывающие и подслушивающие устройства, фотоаппараты, создаются невидимые чернила, взрывчатые вещества и все необходимое для снабжения и снаряжения большой армии агентов ЦРУ. Имеющиеся там электронно-вычислительные машины и другие электронные приборы в состоянии обрабатывать громадное количество добываемой информации. Там же размещается огромная библиотека, где на 40 миллионах перфокарт хранится обработанная информация. В ЦРУ поступает ежемесячно до 200 тысяч книг и газет. В числе сотрудников ЦРУ работают высококвалифицированные специалисты и ученые разных профессий, в том числе и в области радиоэлектронной разведки. ЦРУ придает исключительное значение использованию радиоэлектронных средств в шпионаже, рассматривая их как мощный фактор современной разведывательной стратегии. Агентство национальной безопасности (АНБ) является одним из крупнейших разведывательных органов США. АНБ занимает особое положение в общей системе глобального шпионажа. Оно информирует президента и других высокопоставленных лиц о политике, экономике и оборонной мощи многих государств мира, в том числе союзников США. Вся работа АНБ строго засекречена. Сведения о делах АНБ в буржуазной печати появляются редко. Однако и по опубликованным неполным данным можно составить представление о грандиозных масштабах его шпионской деятельности [2, 10, 51]. Штаб-квартира АНБ размещается в местечке Форт-Ми- де, на полпути между Вашингтоном и Балтиморой, в огромном трехэтажном здании, уступающем по величине лишь правительственным зданиям Пентагона и Госдепартамента. АНБ — главный орган радиоэлектронной разведки с неограниченными финансовыми и техническими возможностями. Длинные щупальцы радиоэлектронного шпив- 39
нажа АНБ простираются повсюду. АНБ, созданное в 1952 г. по декрету президента Трумэна, с туманной мотивировкой о том, что оно «призвано выполнять сугубо специальные функции, связанные с национальной безопасностью США», превратилось в огромную службу радиоэлектронной разведки. Его годовой бюджет превышает один миллиард долларов, а штат сотрудников одной лишь штаб-квартиры составляет 14 тысяч человек, 3—4 тысячи сотрудников работают за рубежом и около 20 тысяч военнослужащих, формально подчиненных другим разведывательным органам, на самом деле заняты в области радиоэлектронной разведки в интересах и под контролем АНБ. Радиоэлектронный шпионаж АНБ ведет с наземных центров (военных баз), пилотируемых и непилотируемых самолетов, морских надводных и подводных кораблей и космических спутников, оснащенных соответствующим радиоэлектронным оборудованием. АНБ использует университеты, научно-исследовательские лаборатории различных промышленных корпораций для решения тех или иных научных проблем и создания более совершенных разведывательных радиоэлектронных приборов. Из иностранной печати известно о функционировании нескольких управлений АНБ: оперативного, научных исследований, по защите связи и безопасности и др. Самым многочисленным является оперативное управление, которое занимается обработкой добываемой информации, поступающей от всех пунктов радиоэлектронной разведки, их расшифровкой на основе инженерно- криптографического анализа и составлением оперативных донесений. В центре внимания оперативного управления находится расшифровка правительственных, дипломатических кодов и шифров различных стран, а также шифров и кодов, применяемых в вооруженных силах этих стран. В штаб-квартире АНБ функционирует крупный центр электронно-вычислительных устройств, обеспечивающих выполнение вычислительных работ всех управлений АНБ Разведывательное управление министерства обороны (РУМО) руководит разведывательной деятельностью всех трех видов вооруженных сил — сухопутных войск, 40
ВВС, ВМС. По данным американской печати, РУМО определяет характер информации, добываемой разведывательными службами видов вооруженных сил, и тем самым не допускает дублирования в их работе. Разведка радиоэлектронными средствами занимает одно из ведущих мест в деятельности РУМО. Оно производит анализ и обобщение получаемой разведывательной информации, в том числе по линии радиоэлектронной разведки. Возглавляя разведывательную деятельность Пентагона, РУМО представляет собой мощную организацию военной разведки численностью 15 000 человек и с годовым бюджетом около 500 млн. долларов. РУМО действует в контакте с ЦРУ и АНБ. Разведка сухопутных войск («Джи-2») добывает сведения о вооружении и боевой технике, о численности и составе вооруженных сил иностранных государств, об их военно-стратегических планах. При этом интенсивно используются и радиоэлектронные средства разведки. Разведывательное управление ВВС («Эй-2») добывает разведывательную информацию о военных объектах на территории иностранных государств, представляющих интерес для нанесения воздушных ударов в случае войны. «Эй-2» ведет интенсивную разведку о типах самолетов и ИСЗ, об их тактико-технических данных и электронном оборудовании, о качественном состоянии аэродромов иностранных государств. «Эй-2» широко применяет воздушную разведку радиоэлектронными средствами, используя для этой цели многочисленные авиационные эскадрильи. Управление разведки ВМС (УВМР) получает разведывательную информацию о военно-морских силах — подводном и надводном флоте всех стран, об их базах, портах и береговых сооружениях. УВМР ведет широкую морскую радиоэлектронную разведку. Разведывательно-исследовательское управление Госдепартамента (РИУ) интересуется главным образом сведениями в области внешнеполитической и дипломатической деятельности других стран. Методы и данные радиоэлектронного шпионажа широко используются в деятельности РИУ. Комиссия по атомной энергии (КАЭ) добывает информацию о ядерных исследованиях и ядерных взрывах 41
в других странах. Радиоэлектронные средства играют немаловажную роль в работе КАЭ. Федеральное бюро расследований (ФБР)—шпионская организация, действующая внутри страны. В своей деятельности агенты ФБР пользуются неограниченными правами вести слежку за любым гражданином страны и подслушивать телефонные разговоры с использованием всевозможных электронных средств. Как сообщалось в зарубежной печати, перечисленные разведывательные службы имеют оперативный орган, так называемый «Сторожевой комитет», который непрерывно следит за особо важными событиями политического, экономического и военного характера, непосредственно затрагивающими интересы США в любой части земного шара. В Сторожевой комитет информация поступает не только от разведывательных служб, но и от других организаций и ведомств, которые периодически принимают участие в сборе и анализе разведывательной информации. Высшим органом управления всей разведывательной деятельности США является Разведывательный совет, который формируется из высокопоставленных лиц и возглавляется директором ЦРУ. При Разведывательном совете функционируют 50— 60 специальных комитетов, которые ведут разностороннюю работу по анализу и оценке конкретных вопросов политики, экономики, научно-технического прогресса, и в особенности оборонной мощи других государств. Изучается огромное количество информации. При этом, как указывают зарубежные авторы, львиная доля этой информации (до 80%) поступает от радиоэлектронной разведки, действующей на суше, на море, в воздухе и в космосе. Эти же авторы утверждают, что не менее интенсивная разведка (в том числе и радиоэлектронная) ведется и в других странах НАТО. Английская разведка — старейшая среди разведок капиталистических государств — имеет огромный опыт. Английская разведка действует в тесном контакте с американской разведкой, в частности с ЦРУ, вплоть до разработки и осуществления отдельных операций в других странах. Во всех разведывательных службах Англии широко 4?
используется радиоэлектронная аппаратура. Особое значение придают разведывательные органы Англии секретному подслушиванию и перехвату, организуемым ими в разных странах. Так, например, службой «Снк- рит интеллидженс сервис» было организовано подслушивание в польском торговом представительстве в Брюсселе и в номерах гостиницы «Астория», предназначаемых для лиц, приезжающих из социалистических стран. Микрофон был скрытно установлен также в квартире торгового атташе посольства СССР в Копенгагене. В Западной Германии влиятельные военные круги уделяют особое внимание разведке и в том числе радиоэлектронной. При этом имеет место полное сотрудничество и координация действий с американской разведкой. Западно-германская радиоэлектронная разведка действует с возрастающей активностью на земле, в воздухе, на море, эффективно используя помощь американцев и прошлый опыт разведки, в особенности периода фашистского господства в Германии. По данным зарубежной печати, вдоль границ ФРГ с социалистическими странами созданы радиоэлектронные «разведывательные посты» с задачей постоянно информировать о «положении противника по ту сторону восточных границ Западной Германии». Эти разведывательные посты ведут поиск и распознавание сигналов РЛС, а также перехват и дешифровку связных радиосигналов социалистических стран, чтобы «делать выводы относительно радиолокационной системы оборонных объектов Востока» и добывать другие разведывательные данные. Весьма активно действует разведка Израиля, в которой большое место занимают радиоэлектронные средства. Израильские вооруженные силы (сухопутные, морские, воздушные) оснащены современной разведывательной радиоэлектронной аппаратурой, поставляемой военно-промышленным комплексом США наряду с радиоэлектронными средствами противодействия и другой боевой техникой. Более того, вся работа радиоэлектронной разведки Израиля ведется в тесном контакте с американской раз- 43
ведкой и под руководством ЦРУ и АНБ. Как сообщает западная печать, израильская разведка в целом, и в частности радиоразведка, перед вооруженной агрессией против Египта, Сирии и Иордании в 1967 г. обеспечила военное командование ценной информацией о численности и дислокации арабских войск, местонахождении командных пунктов войсковых частей и соединений, числе и типах самолетов на аэродромах и др. Недаром генерал Даян хвастливо заявил после агрессии, что «в войне разведка сыграла не меньшую роль, чем авиация и танки». Израильская разведка имеет широко разветвленную сеть внутри страны и за рубежом. Ведут интенсивную радиоэлектронную разведку, направленную против социалистических государств, и другие капиталистические страны. В зарубежной печати были опубликованы сведения о разведывательной деятельности Австрии, хотя она и несовместима с австрийским государственным нейтралитетом. В системе австрийской военной разведки действует служба радиоэлектронной разведки. Руководители этой службы поддерживают тесные контакты с американской и западно-германской разведывательными органами. Особенно лихорадочную деятельность развила австрийская военная разведка в период венгерских событий 1956 г. и чехословацких событий 1968 г., когда контрреволюционные, антисоциалистические силы Венгрии и Чехословакии при активной поддержке западных разведок пытались реставрировать капиталистические порядки в этих странах. В период событий в ЧССР армейские подразделения радиоэлектронной разведки Австрии были переведены на круглосуточную работу и нацелены на Чехословакию. Они вели перехват и пеленгацию радиопередач, пытаясь установить направления движения войск социалистических стран и места их дислокации на чехословацкой территории. В пограничных районах Австрии действовали подвижные отряды радиоэлектронной разведки, а на горе Коломаноберг под Зальцбургом — мощная радиоразведывательная станция [51]. Наземная радиоэлектронная разведка Наземная радиоэлектронная разведка в капиталистических странах является наиболее разветвленной и 44
обширной. Особенно это относится к мощным наземный центрам радиоэлектронной разведки США, размещенным не только на своей территории, но и на территории Англии, Западной Германии, Италии, Греции, Турции, на острове Крит, в Южной Корее, Японии, на острове Тайвань, в Таиланде, Южном Вьетнаме и других странах. Для ведения радиоэлектронной разведки весьма широко используются наземные военно-морские и военно- воздушные базы США, расположенные во многих странах мира. Из зарубежной печати известно, что разведывательными службами ЦРУ и АНБ вокруг наших границ создано около двухсот стационарных центров и пунктов радиоэлектронной разведки, имеющих большое количество постов поиска, перехвата, анализа и пеленгации. Стационарные центры и базы радиоэлектронной разведки оснащены всевозможными техническими средствами и оборудованием: сложными антенными системами направленного приема, радиоприемными устройствами, перекрывающими широкие диапазоны частот, радиопеленгаторами дальнего действия, мощными разведывательными радиолокационными станциями, аппаратурой панорамного обзора и анализа принимаемых радиосигналов, устройствами документирования перехватываемых сообщений, электронно-вычислительными машинами для обработки открытой и засекреченной разведывательной информации, средствами радиосвязи и передачи данных и другой аппаратурой. Разведка советских радиопередач наземными разведывательными службами капиталистических стран ведется во многих направлениях. Она охватывает сети радиосвязи, радиолокации, радиоуправления, радионавигации и радиотелеметрии наших Вооруженных Сил, военных и военно-морских ведомств, центральные, областные радиовещательные станции, радиослужбы связи, путей сообщения, морского флста, гражданской авиации и многих других учреждений и организаций. Перехвату подлежат передаваемые по радио различные доклады, консультации и интервью, касающиеся политики, экономики и обороноспособности нашей страны, а также статистические данные о народном хозяйстве и многие другие материалы. Даже и такая информация, как служебные переговоры советских летчиков 45
(военных й гражданских) с базами ii диспетчерскими пунктами во время их полета, подлежит перехвату и обработке. При этом изучаются не только содержание переговоров, но также акценты и манера произношения летчиков. Радиоперехвату подлежат все радиопередачи. Для этой цели в зависимости от условий, места и конкретных задач, которые решают разведывательные службы, используются самые различные средства и способы радиоэлектронной разведки. Можно вспомнить такую коварную диверсию ЦРУ, как строительство тоннеля на границе Западного и Восточного Берлина и подслушивание телефонных разговоров, ведущихся по кабельным линиям связи ГДР. Известно, что в Западной Германии (в Мюнхене) действуют мощные вещательные радиостанции ЦРУ под названием «Свобода» и «Свободная Европа», предназначенные для идеологической диверсии под лживым флагом передачи «объективной» информации. Эти радиостанции в широком диапазоне радиоволн на многих языках днем и ночью ведут клеветнические передачи против социалистических стран, против коммунизма и мирового революционного движения. Однако немногие знают, что радиостанции «Свобода» и «Свободная Европа» одновременно занимаются шпионской деятельностью и сбором разведывательной информации. Более - того, эта сторона работы радиостанций «Свобода» и «Свободная Европа» тщательно скрывалась. С разоблачением шпионской деятельности радиостанции «Свободная Европа» выступил в 1971 г. представитель Польской Народной Республики капитан Анджей Чехович, проработавший по специальному заданию на этой радиостанции шесть лет [70]. Документами и фотоиллюстрациями Чехович полностью разоблачил содержание диверсионно-шпионской работы радиостанции «Свободная Европа». Оказывается, в состав этой радиостанции входят специальные сооружения, оснащенные разведывательной радиоэлектронной аппаратурой и антенными устройствами, предназначенными для разведывательной деятельности. Радиостанция «Свободная Европа» непрерывно и круглосуточно ведет подслушивание и перехват сооб- 46
щений, передаваемых по радио в Советском Союзе и других социалистических странах и касающихся политических, экономических вопросов и оборонных мероприятий. Перехвату подлежат статистические данные и прогнозы развития различных отраслей народного хозяйства СССР, информация республиканского и местного значения, сообщения гражданских и военных служб. Ведется также подслушивание частных телефонных разговоров. С возрастающей интенсивностью используют ЦРУ и АНБ «электронные глаза и уши» в агентурной разведке за рубежом. Изыскиваются и осуществляются многочисленные способы скрытого применения радиоэлектронной и фотооптической специальной аппаратуры в особых условиях агентурной разведки. На вооружении разведок империалистических государств, действующих скрытно в других странах, находится разнообразная разведывательная радиоэлектронная аппаратура, позволяющая производить поиск, перехват, регистрацию, анализ и пеленгацию интересующих радиопередач, подслушивание ведущихся по проводам телефонных переговоров без непосредственного подключения к этим проводам, прием и запись разговоров, происходящих в служебных зданиях, расположенных на значительном расстоянии от места нахождения разведывательной аппаратуры. Микроминиатюризация технических средств позволяет разведывательным службам империалистических стран создавать приборы радиоэлектронной разведки и подслушивания, вложенные в авторучки, пуговицы, зажигалки, запонки, ручные часы, портсигары, браслеты, в оправы очков, дамские прически и т. д. (рис. 1.3). Далеко не последнее место занимает, как утверждают иностранные журналисты, сбор разведывательной информации должностными лицами посольств капиталистических государств, в том числе электронными способами. Американский журналист Генри Тейлор писал, что из 46 тысяч официальных американских представителей за границей 40 тысяч сотрудников работают не на государственный департамент, а на другие органы, и в первую очередь на ЦРУ. 47
Рис. 1.3. Микроминиатюрные приборы радиоэлектронной разведки — передатчики, приемники, микрофоны, магнитофоны, как об этом сообщал еженедельник «Санди Тайме» (Лондон), могут находиться в портфеле, шляпе, запонке, зажигалке, коробке спичек, папиросной коробке, телефонном аппарате, куске сахара, книге, ручных часах Морская радиоэлектронная разведка С возрастающей активностью разведывательные службы империалистических держав ведут морскую радиоэлектронную разведку, широко используя водные просторы морей и океанов. Для шпионских целей используются десятки специально оборудованных кораблей торгового флота, научно-исследовательских и других организаций. Радиоэлектронная разведка ведется также военными подводными и надводными кораблями, оснащенными необходимой радиоэлектронной аппаратурой. Из зарубежной печати известно, что в составе американских военно-морских сил находился ряд разведывательных кораблей типа «Пуэбло» (рис. 1.4), непосредственно подчиненных АНБ, а также большая группа торговых судов типа «Либерти», переоборудованных в плавающие центры радиоэлектронной разведки. АНБ осуществляло в 1968 г. в Атлантическом океане широкие планы шпионажа под кодовым названием «Панкрут». Операция «Панкрут» охватывала обширные районы Атлантического океана. В 1967—1968 гг. перед всем ми- 48
ром был разоблачен радиоэлектронный шпионаж АНБ на Средиземном море и на Тихом океане — в территориальных водах КНДР. Корабль «Либерти», хотя и назывался «научно-исследовательским судном», на самом деле входил в состав большого числа кораблей морской радиоэлектронной разведки АНБ и дислоцировался в Рис. 1.4. Корабль морской радиоэлектронной разведки «Пуэбло» (США) Средиземном море. Этот корабль был оснащен современной радиоэлектронной аппаратурой и занимался разведывательной деятельностью против социалистических и нейтральных государств, а также против союзников США. В период израильской агрессии в начале 1967 г. «Либерти» курсировал в 15 милях от Синайского полуострова и вел интенсивную радиоэлектронную разведку против арабских стран, подслушивая, перехватывая и пеленгуя в широком диапазоне волн открытые и зашифрованные радиопередачи воюющих стран. После инцидента с «Либерти» в территориальных водах КНДР был задержан корабль «Пуэбло». Американская печать вынуждена была признать, что «Пуэбло» — разведывательное судно АНБ, оснащенное для этой цели современным радиоэлектронным оборудованием. Пришлось также признать, что «Пуэбло» занимался электронной разведкой против социалистических стран на Дальнем Востоке, производил поиск, перехват и радиопеленгование важнейших радиосетей вооруженных сил, определял местонахождение береговых радиолокационных станций в системе ПВО и вел 4 Зяк. 936 49
радиолокационную разведку наземных, морских и воздушных объектов (целей). Радиоэлектронное оборудование «Пуэбло» оценивалось в 100 миллионов долларов. На палубе корабля был установлен комплекс открытых и замаскированных антенн разных типов и назначений. Внутренние помещения и трюмы «Пуэбло» были оборудованы под нужды радиоэлектронной разведки. В них были размещены радиоприемная, радиолокационная и радиопеленгаторная аппаратура, радиостанция связи, аппаратура анализа и регистрации сигналов, магнитофоны, электронно-вычислительные машины. Все это оборудование было установлено с таким расчетом, чтобы обеспечить их эффективную эксплуатацию и обслуживание личным составом. Специальные помещения с картографическим оборудованием были отведены для первичной обработки добываемой информации, а отдельные каюты — для криптографического анализа и расшифровки передач, ремонта и регулировки радиоэлектронной аппаратуры. Весь комплекс шпионского радиоэлектронного оборудования «Пуэбло» был нацелен на получение разведывательных данных о морских, воздушных и наземных вооруженных силах противника, в частности, о дислокации частей и соединений, об их боеспособности, численности, офицерском составе. Перехваченная информация непрерывно проходила первичную обработку, а зашифрованная информация расшифровывалась. Каждый день в определенные часы составлялись оперативные сводки, которые передавались в Управление безопасности морского министерства и в АНБ. Однако АНБ не только не отказалось от морского радиоэлектронного шпионажа, но все более и более наращивает свои усилия в этом направлении. Например, из опубликованных иностранных источников стало известно, что в районе Индийского океана АНБ проводит сбор информации с помощью небольшого судна «Гальфрекс». Это судно под предлогом взятия «анализов воды» ведет радиоэлектронную разведку в зоне Индийского океана между Калькуттой и Мадрасом. Из зарубежной печати также известно о существовании специальной западно-германской морской службы радиоэлектронной разведки, о действиях специаль 50
ных кораблей-разведчиков «Осте», «'Граве» и других кораблей. Корабль «Траве», именующийся официально как «судно снабжения», впервые появился в Балтийском море в 1964 г. Он не раз присутствовал как «непрошенный гость» на учениях трех союзных флотов — СССР, Польши и ГДР. Корабль-разведчик «Осте» начал свою деятельность на Балтийском море значительно позже и имеет современное радиоэлектронное оборудование на борту. Корабли радиоэлектронного шпионажа «Осте» и «Траве», как и другие корабли аналогичного назначения, действуют на Балтийском море по заранее разра-' ботанной программе и методике. Они курсируют по строгому расписанию в нескольких милях от морских границ ГДР, Польши, СССР, ложатся в дрейф в определенных выбранных пунктах и ведут с помощью радиоэлектронных систем разведку за вооруженными силами, наземными оборонными объектами, самолетами и ракетами ВВС и ПВО, надводными и подводными кораблями ВМФ социалистических стран. Внешний вид «Осте» с куполообразной надстройкой для антенн говорит сам за себя. Любопытно, что в Западной Германии не скрывают назначения корабля «Осте», его оснащенность новейшими средствами радиоэлектронной разведки и считают, что он является «кораблем, вполне приспособленным для наблюдения и разпознавания ракетных установок и слежения за полетом ракет». Воздушная радиоэлектронная разведка Разведывательные службы империалистических государств наиболее широко используют радиоэлектронные средства в воздушной разведке. Специальные самолеты, оборудованные радиоэлектронной и фотооптической аппаратурой, производят разведывательные полеты во многих странах мира и вдоль границ социалистических стран. Самолеты-разведчики время от времени преднамеренно вторгаются в воздушное пространство тех или иных социалистических стран, вынуждая работать радиолокационные станции и средства радиосвязи ПВО. Такими провокационными методами разведывательные самолеты пытаются создавать нужную «электронную обстановку» для выполнения шпионских заданий. 4* 51
Американские разведывательные самолеты, стартуя с военно-воздушных баз, расположенных в Японии, Южной Корее, Южном Вьетнаме, Таиланде и на различных островах Тихого океана, вторгаются в воздушные пространства КНДР, ДРВ, Лаоса, Камбоджи и ведут воздушную радиоэлектронную и фотооптическую разведку. С американской военно-воздушной базы в Асмаре (Эфиопия) производятся полеты самолетов-разведчиков над воздушными пространствами суверенных африканских государств. Не менее активно действуют разведывательные самолеты с американских военно-воздушных баз, расположенных на территории Турции. Однако воздушный радиоэлектронный шпионаж не всегда благополучно кончается для их организаторов и исполнителей. Самолет-разведчик У-2, пытавшийся 1 мая 1960 г. перелететь территорию Советского Союза, был сбит нашими ракетчиками в районе Свердловска. Такая же участь постигла самолет-разведчик ЕС-121 американской военно-морской радиоэлектронной разведки, который пытался 21 апреля 1969 г. вторгнуться в воздушное пространство КНДР и был сбит авиацией Корейской Народной Армии. Как сообщалось в американской печати, самолет был оборудован современным шпионским радиоэлектронным оборудованием общим весом 6 т [59]. Сами американцы назвали самолет ЕС-121 «летающим Пуэбло». В состав разведывательного радиоэлектронного оборудования самолета ЕС-121 входили: — разведывательная радиолокационная станция бокового обзора; — радиоприемники и оконечная аппаратура для разведки связных радиопередач; — аппаратура радиотехнической разведки; — приборы записи и регистрации добываемой информации; — радиостанция для передачи разведданных на землю и другие вспомогательные средства. Руководители Пентагона придают первостепенное значение воздушной радиоэлектронной разведке и используют все современные виды технических средств для оснащения самолетов-разведчиков. Самолеты радиоэлектронной разведки, оборудованные всевозможной электронной аппаратурой и сетью 52
приемных (пеленгаторных) антенн, ведут перехват, анализ, пеленгование и регистрацию интересующих радиосигналов в воздушных пространствах многих континентов земного шара. По взглядам зарубежных авторов, в воздушной радиоэлектронной разведке важную роль играет радиолокационная разведка, которая ведется с помощью специальных радиолокационных станций на сверхвысоких частотах. Все более широкое применение находят в воздушной разведке телевизионные методы разведки, обеспечивающие обнаружение объектов при освещенности в 100 раз меньше уровня, создаваемого звездным небом ночью. Резко возросла роль инфракрасной техники в воздушной разведке капиталистических стран. С помощью такой техники можно получать топографические и другие карты местности, а также круглосуточно обнаруживать и опознавать наземные цели. До последнего времени в радиоэлектронной разведке США полученные в воздухе (на самолете) документация и разведданные в последующем обрабатывались на земле по окончании полета. Такая задержка в передаче и обработке информации приводила к уменьшению ценности полученной информации. Как указывается в американской печати, в настоящее время уже имеются комплексы аппаратуры радиоэлектронной разведки, установленные на специальных самолетах и обеспечивающие автоматическую обработку добываемой информации и передачу ее на Землю по радио, что позволяет довести до сведения командования готовые разведданные практически без задержки, т. е. в реальном масштабе времени [43]. В состав современных самолетных станций радиоэлектронной разведки АНБ входят портативные ЭЦВМ, а также аппаратура передачи данных и радиосвязи на СВЧ. Сложные виды добываемой информации проходят на самолетах только первичную обработку. Обработанная таким образом информация передается по радио на Землю в пункт управления. Там проводятся анализ принятых сигналов с помощью более мощной наземной ЭЦВМ и окончательная их обработка. Американскими обозревателями сообщается, что в настоящее время созданы самолетные приемники радио- 53
электронной разведки с программным управлением на ЭЦВМ. Анализируя полученные приемниками данные, ЭЦВМ позволяет произвести: электронную перестройку приемника в широком диапазоне частот по заданной программе; включение, изменение скорости и выключение электронных разверток в устройствах панорамного обзора и анализа; регулировку усиления по высокой частоте; выбор ширины полосы пропускания приемника по промежуточной частоте; включение блока индикации пеленгатора и взятие пеленга. В этих приемных устройствах используются широкополосные (логопериодические) антенны, позволяющие осуществить прием и пеленгование радиосигналов с горизонтальной, вертикальной и круговой поляризацией. В америанской печати опубликованы некоторые данные об авиационной системе радиоэлектронной разведки AN/ASQ-96 фирмы «ТРВ-Системс». В состав разведывательной системы входят усовершенствованная радиоприемная аппаратура с диапазоном частот 1 —18 ГГц, панорамные и анализирующие устройства, радиопеленгатор, приборы документирования принимаемых сигналов, ЭЦВМ для управления аппаратурой и для обработки разведданных. В системе осуществляется электронная настройка приемника по заданной программе, процессы анализа, пеленгования и обработки разведданных автоматизированы с помощью бортовых ЭЦВМ. Система AN/ASQ-96 устанавливается на самолете EB-66Fh позволяет вести воздушную радиоэлектронную разведку с передачей информации без задержки во времени [15, 46]. Другая система AN/APS-109 воздушной радиоэлектронной разведки создана фирмой «Дельмо-Виктор» для бомбардировщиков в интересах радиоэлектронной борьбы [15]. В систему входят широкополосное приемное устройство, работающее в диапазоне частот 50— 18 000 МГц, радиопеленгатор, ЭЦВМ и другая аппаратура. Система предназначается для обнаружения и распознавания наземных и самолетных РЛС, перехвата и пеленгования их радиосигналов. Азимут и угол места определяются пеленгатором с большой точностью. Предусмотрена возможность автоматического ввода пеленгов в ЭЦВМ для получения расчетных данных, необходимых экипажу при атаке угрожающих радиолокацион- 54
ных станций и их уничтожении. Система AN/APS-109 обеспечивает также автоматическое включение средств радиопротиводействия самолета и контроль за эффективностью подавления работы РЛС противника. В воздушной разведке капиталистических стран радиоэлектронная разведка ведется с использованием самолетов разных типов и конструкций. Крупнейшие американские авиационные заводы разрабатывают и выпускают специальные самолеты, предназначенные для Рис. 1.5. Американский разведывательный самолет SR-7!, оснащенный радиоэлектронной аппаратурой ведения стратегической и тактической радиоэлектронной разведки [12, 53]. Для стратегической разведки кроме самолетов У-2 и Е-121 используются самолеты ЕС-135, ЕВ-66, RB-47 и новый самолет SR-71, развивающий скорость до 3000 км/ч на высоте 24 км (рис. 1.5). Американцы возлагают большие надежды на самолет SR-71, до предела оснащенный современным техническим оборудованием и способный вести комплексную разведку в огромных просторах воздушного океана с немедленной передачей полученной информации в наземный приемный центр. Для стратегической радиоэлектронной разведки и в целях противодействия широко используются также тяжелые бомбардировщики В-52Б, оборудованные соответствующей аппаратурой. Новые стратегические бомбардировщики РВ-111 и В-1А оснащают современными средствами радиоэлектронной разведки и противодей- 55
ствия. В тактической разведке начинают использовать самолеты, являющиеся разведывательным вариантом истребителя F-4, самолеты RF-111. Американцы широко используют беспилотные самолеты-разведчики, снабженные инфракрасными, телевизионными разведывательными средствами и аппаратурой аэрофоторазведки. Беспилотные самолеты-разведчики стартуют с крупных самолетов-носителей, в частности с транспортных самолетов С-130. Космическая радиоэлектронная разведка Первый разведывательный спутник был запущен в космос американцами в октябре 1960 г. Разведка в космосе стала возможна в результате бурного развития не только ракетной и космической техники, но и радиоэлектроники и фотооптики. Как утверждают зарубежные специалисты, космическая разведка имеет существенные преимущества перед наземной, морской и воздушной разведкой. Космическая разведка в состоянии разведывать цели, находящиеся в глубине любой страны. Эти цели недосягаемы для других видов разведки. Она может с выгодных позиций и в сжатые сроки добывать информацию, охватывая многократно и продолжительное время большие пространства земной поверхности. Наконец, спутники-разведчики пока неуязвимы. По мнению зарубежных специалистов [2, 46,49], космическая разведка в состоянии давать весьма ценные сведения о системах противовоздушной и противоракетной обороны, стартовых площадках межконтинентальных баллистических ракет, аэродромах стратегической авиации, ракетно-термоядерных базах, портах и стоянках военно-морского флота и другие важные разведданные о вооруженных силах. Американская печать не скрывает того факта, что в США используются многие системы космической разведки («Самос», «Мидас», «Дискаверер», «НДС» и др.), устанавливаемые на непилотируемых искусственных спутниках Земли. Одновременно ведутся большие работы по усовершенствованию этих систем и созданию новых 56
[24, 25], в том числе пилотируемых разведывательных ИСЗ. Разведывательные системы «Самос» были созданы и используются в двух вариантах: первый — для фототелевизионной разведки, второй — для радиоэлектронной разведки под названием «Феррет». Имея на борту фото- и телевизионные камеры, разведывательные спутники «Самос» пролетают по заданной орбите в космическом пространстве и производят непрерывный обзор земной поверхности. Эти спутники используются как для обзорной, так и для детальной разведки. Разведывательные ИСЗ обзорной фоторазведки, созданные по программе 770, обеспечивают сплошное фотографирование всей территории вероятных противников. На последних моделях спутников «Самос» устанавливается также радиоэлектронная разведывательная аппаратура. На орбиту спутники обзорной фоторазведки «Самос» выводятся ракетой-носителем «Тор-Аджен». Спутники детальной фоторазведки, разработанные по программам 720А и 920А, предназначаются для детального фотографирования некоторых районов, выбранных после обзорной разведки. Последние модификации спутников «Самос» оснащены современной фотооптической системой с весьма высокой разрешающей способностью благодаря внедрению в систему электронных принципов. Детальная фоторазведка в состоянии обеспечить съемку наземных объектов размерами до 0,5 м (в зависимости от высоты орбиты, чувствительности фотопленки, фокусного расстояния и других особенностей фотоаппаратуры). По данным американской печати, в фотоаппаратах спутников «Самос» предусмотрены автоматическое управление экспозицией при съемках и автоматическая компенсация сдвига изображения, обеспечивающая высокое качество снимков земной поверхности. Разведывательная информация со спутника «Самос» передается на Землю двумя способами: — сбрасыванием заснятой фотопленки и магнитной ленты с записями радиосигналов в портативных контейнерах, которые после входа в атмосферу спускаются на парашютах и перехватываются специальными самолетами или вылавливаются кораблями в случае приводнения; 57
— передачей телевизионного изображения разведываемых объектов непосредственно на наземную приемную станцию в определенные периоды времени по радио. Как утверждают американские специалисты, современные спутники «Самос» имеют возможность по команде с Земли изменять высоту полета и наклон орбиты, а также включать и выключать фототелевизионные датчики. Эти новшества значительно повышают эффективность действия спутников «Самос» в условиях облачности над разведываемой местностью. Первый секретный спутник радиоэлектронной разведки «Феррет» был запущен в США в октябре 1962 г. Спутники «Феррет» оснащены сложным комплексом разведывательной радиоэлектронной аппаратуры, позволяющим: — вести поиск и перехват сигналов (открытых и шифрованных) радиолокационных станций и радиостанций связи в широком диапазоне частот; — определять их местоположение путем пеленгования источников излучения; — регистрировать добываемую информацию; — передавать записанную информацию по телеметрическим каналам на наземные центры. Спутники «Самос» и «Феррет» запускаются, как правило, на полярные орбиты с апогеем 550 км и перигеем 200 км с таким расчетом, чтобы они могли охватить при полете как можно большую территорию. Спутники «Феррет» запускались вначале ракетой-носителем «Тор-Ад- жен», с 1965 г. ракетой-носителем «Атлас-Аджен», а затем ракетой-носителем «Аттат-Аджен Д». Всего было запущено свыше 100 различных секретных спутников- разведчиков. По программе 720А велись интенсивные исследования в области разработки разведывательных спутников «Мидас» с синхронной орбитой. Спутники раннего предупреждения «Мидас» предназначаются для обнаружения запусков межконтинентальных баллистических ракет дальнего и среднего действия. Эти спутники оснащены инфракрасной разведывательной аппаратурой, в том числе высокочувствительными пеленгаторами. Аппаратура спутников, по мнению зарубежных специалистов, в состоянии обнаруживать инфракрасное излучение двигателей межконтинентальных ракет на активном 58
участке полета через считанные минуты после их запуска. Спутники «Мидас» широкого применения не нашли из-за ряда нерешенных технических задач, связанных с их стабилизацией, терморегулированием и энергетикой. Экспериментальные разведывательные спутники «Дис- каверер» по программе 622А разрабатываются для изыскания более эффективных методов и средств космической радиоэлектронной разведки. Содержание проводимых работ строго засекречено. Однако известно, что спутники «Дискаверер» должны запускаться по различным орбитам в зависимости от решаемых задач. По программе 949 в США проводились исследования с целью создания и усовершенствования многоцелевого универсального разведывательного ИСЗ с использованием инфракрасного оборудования со сканированием. Считается, что спутники в состоянии выполнить до 10 различных разведывательных функций. Главной задачей является обнаружение запусков баллистических ракет, включая запуск с погруженных подводных лодок. Считается также, что по тактико-техническим характеристикам новый разведывательный спутник во многом превзойдет ИСЗ «Мидас», расширив его возможности. Первый спутник по программе 949 был выведен на круговую орбиту высотой 900 км в 1969 г. Общий вес инфракрасной аппаратуры с системой сканирования составлял 450 кг. Предполагалось, что аппаратура обеспечит сканирование полосы поверхности Земли шириной 800 км при использовании объектива диаметром около 0,9 м. Приемник ИК излучения на ИСЗ охлаждался до сверхнизких температур для обеспечения высокой чувствительности всей системы. В процессе выполнения программы 949 пришлось столкнуться с техническими трудностями противоречивого характера. Так, например, для поиска в ИК диапазоне и фотографирования объектов требуется, чтобы ИСЗ летел на относительно низких высотах, в то время как для обеспечения бесперебойной связи с наземным центром наиболее удобен полет спутника по синхронной орбите. Как сообщает американская печать, в США созданы разведывательные спутники «НДС» для обнаружения ядерных взрывов на поверхности Земли, в земной атмосфере и в космическом пространстве. Спутники «НДС» 59
запускаются с 1963 г. попарно и в одиночку на высоту 90 000—110 000 км [69]. Новый ИСЗ радиоэлектронной разведки «Ласп» (другое название «Сиджепт») по программе 467, как полагают американские обозреватели, по своим техническим возможностям будет стоять на порядок выше по сравнению с существующими спутниками радиоэлектронной разведки и заменит не только спутники «Феррет», но и суда и самолеты радиоэлектронной разведки. Спутник оснащается совершенной радиоэлектронной аппаратурой, ЭЦВМ, устройствами автоматического поиска и перехвата, анализа и обработки сигналов радиолокационных и связных радиостанций, а также техническими средствами передачи разведданных на наземную станцию слежения и управления. Спутник «Ласп» предполагается запустить с базы Ванденберг ракетой-носителем «Ти- тан-ШД» на полярную круговую орбиту высотой 185 км и с периодом обращения около 90 мин. Вес собственно спутника 10 т, длина 15 м [48]. Из иностранной печати следует, что в США непрерывно наращивается оснащенность разведывательных спутников электронной техникой. Кроме того, увеличивается и количество запускаемых разведывательных спутников. Их число растет с каждом годом, особенно после того, как руководители Пентагона, ЦРУ и АНБ убедились, что космическая разведка позволяет получить ценные сведения. По сообщению американской печати, в недалеком прошлом в США запускался на орбиту вокруг Земли один разведывательный ИСЗ примерно через каждые 10 дней. Орбиты таких спутников очень часто выбирались со значительным эксцентриситетом, обеспечивающим продолжительное пребывание над районами земной поверхности, имеющими важное разведывательное значение. Указывалось также, что в полете обычно одновременно находятся несколько американских разведывательных спутников, которые ежесуточно 8—12 раз пролетают над территориями всех наиболее развитых стран.
Глава 11 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАДИОЧАСТОТ В РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ РАЗВЕДКЕ Особенности распространения электромагнитных вол.! имеют важное значение для радиоэлектронной разведки и обусловливают в значительной степени дальность и эффективность ее использования. От условий распространения волн зависят как распределение и использование диапазона частот между различными радиосистемами, так и особенности применения технических средств радиоэлектронной разведки. Среда, в которой распространяются электромагнитные волны, может вызвать поглощение, отражение, рассеяние радиоволн в зависимости от их частот, изменить характер их поляризации, исказить амплитудные и частотные характеристики передаваемых сигналов, а также быть причиной других явлений, воздействующих на характер распространения электромагнитных волн. Не без оснований главный орган американской радиоэлектронной разведки АНБ наряду с решением прямых разведывательных задач занимается также вопросами изучения распространения радиоволн. Учет особенностей распространения радиоволн, их умелое использование позволяет повысить надежность радиосвязи и защиту ее от радиоэлектронной разведки. 61
2.1. Поляризация принимаемых электромагнитных волн и их классификация Установление характера поляризации принимаемых электромагнитных волн имеет первостепенное значение в радиоэлектронной разведке. Интенсивность поступления электромагнитной энергии в приемное устройство зависит от степени согласования поляризации волн в передающей и приемной антеннах с учетом условий их распространения в среде. Более того, качество работы радиопеленгаторов (точность пеленгования) в значительной степени обусловлено воздействием поляризации принимаемых электромагнитных волн на антенную систему. Распространение электромагни тных волн от источника излучения и соответственно движение энергии поля происходит радиально во все стороны пространства и с конечной скоростью. Векторы напряженности электрического поля Е и магнитного поля Н (рис. 2.1) взаимно перпендикулярны, а также перпендикулярны вектору направления распространения электромагнитной энергии Р. Процесс изменения векторов £ и Н в любой момент времени и в любой точке пространства имеет синусоидальный характер. Вектор Р, показывающий направление и плотность движения энергии и численно равный потоку энергии, протекающей за единицу времени через единицу поверхности, называется вектором Пойнтинга. Вертикальная плоскость S (рис. 2.2, а), в которой находится вектор Р, называется плоскостью распростра- 62 Рис. 2.1. Характер распространения электромагнитных волн
пения волн. Поперечная плоскость Q, проходящая чё' рез точки пространства с одинаковой фазой напряженности электрического или магнитного поля электромагнитной волны и перпендикулярная направлению распространения волн, называется фронтом волны. Рис. 2.2. Поляризация и наклон фронта электромагнитной волны: а — поляризация вертикальная, наклон фронта волны отсутствует; б— поляризация вертикальная, фронт волны наклонен В ряде случаев (например, при распространении электромагнитных волн вдоль полупроводящей плоской границы раздела двух сред либо при приеме отраженных от ионосферы радиоволн) фронт волны может быть наклонен относительно вертикали на угол р, называемый углом наклона (углом скольжения) фронта волны (рис. 2.2, б). 63
Важной характеристикой электромагнитного поля является его поляризация, а также величина напряженности электрического поля, которая измеряется в милливольтах (микровольтах) на метр. Поляризацией электромагнитной волны называют ориентировку вектора электрического поля относительно плоскости распространения. Поляризация определяет закон изменения направления вектора напряженности электрического поля в данной точке за период колебаний. Плоскость, в которой находятся векторы Е и Р, называется плоскостью поляризации. Угол а между плоскостью поляризации и плоскостью распространения называется углом поляризации (рис. 2.3, а). Различают несколько видов поляризации электромагнитных волн в зависимости от ориентировки векторов Е и fl ЕСЛИ вектор Е лежит в плоскости распространения S (т. е. а = 0), а вектор Н перпендикулярен этой плоскости, то независимо от того, есть наклон фронта волны или нет, принято считать поляризацию вертикальной (рис. 2.2, \а). При этом плоскость поляризации совпадает с плоскостью распространения. Если вектор Н лежит в плоскости распространения S, а вектор Е перпендикулярен этой плоскости, поляризация называется горизонтальной. Рис. 2.3. Поворот плоскости поляризации: при отсутствии наклона фронта (а); при наклоне фронта волны (б) 64
В том случае, когда вектор Е занимает произвольное положение, он может быть представлен в виде двух составляющих: вертикальной Ев и горизонтальной Ег (рис. 2.3, а). Вертикальная составляющая Ев лежит в плоскости распространения S, а горизонтальная Ег—■ перпендикулярна плоскости 5 и параллельна поверхности земли (горизонту). На рис. 2.3, б представлен случай одновременного наклона фронта волны и поворота плоскости поляризации. Характер поляризации радиоволн определяется соотношением амплитуд и фаз Ев и Ет. Если вертикальная и горизонтальная составляющие вектора Е совпадают по фазе, то вектор Е меняет только свою величину, пульсируя вдоль оси, лежащей в плоскости поляризации. Такая волна называется линейно- или плоскополяризован- ной. При этом угол поляризации а = const. Если же между составляющими Ев и Ev имеется сдвиг фаз, то волна становится эллиптически поляризованной и вектор Е, равный геометрической сумме векторов Ев и Ет, меняет не только свою величину, но и направление (угол поляризации непрерывно изменяется). Конец вектора Е в течение периода описывает эллипс. Так как вектор Р при этом сохраняет свое направление (перпендикулярно к фронту волны), плоскость поляризации, содержащая векторы Р и Е, также непрерывно вращается. Если вертикальная и горизонтальная составляющие вектора Е равны по амплитуде и отличаются по фазе на 90°, то в этом случае поляризация имеет круговой характер. При поиске и обнаружении разведываемых сигналов большое значение имеет определение несущей частоты источника излучения электромагнитных волн. Как подчеркивают зарубежные авторы, правильная фиксация несущей частоты интересующего сигнала является необходимым условием анализа добываемой разведывательной информации. Электромагнитные волны охватывают огромный диапазон частот, начиная от инфразвуковых и звуковых частот и кончая рентгеновским и гамма-излучением. В соответствии с международной системой единиц СИ частоты электромагнитных волн в зависимости от диапазона удобно выражать килогерцами (1 кГц= = 103 Гц), мегагерцами (1 МГц=106 Гц), гигагерцами (1 ГГц=109 Гц), терагерцами (1 ТГц=1012 Гц). Элект- 5 Зак. 936 65
роМагнитные волны оптического диапазона, рентгеновского и гамма-излучения удобно выражать микрометрами (1 мкм = 10"6 м), нанометрами (1 нм=10~9 м), пикометрами (1 пм=10~12 м). Эти единицы связаны со старыми единицами (микронами и ангстремами) таким соотношением: 1 мкм = 1 микрон, 1 нм = 10 А (ангстремам). Строгих п четких границ между разными участками диапазона электромагнитных волн не имеется. Электромагнитные волны, которые находят применение в радиоэлектронной технике, называются радиоволнами. С учетом рекомендации Международного Консультативного Комитета по радиосвязи (МККР) в табл. 2.1 приведена классификация радиоволн по диапазонам частот с указанием сокращенного их названия на английском языке. В приведенную таблицу не включены рентгеновские и гамма-излучения. В технической литературе США приняты также к употреблению специальные буквенные обозначения отдельных диапазонов радиочастот ультракоротковолнового диапазона. В табл. 2.2 приводятся широко распространенные буквенные обозначения восьми диапазонов частот на УКВ, из которых шесть подразделяются еще на поддиапазоны соответствующими индексами. Длина электромагнитной волны X связана с частотой колебаний /, периодом колебаний Т и скоростью распространения и следующими простыми соотношениями: f Т Скорость распространения электромагнитных волн в свободном пространстве, где отсутствует поглощение, отражение или рассеяние волн, является постоянной величиной и равна скорости распространения света (3-Ю8 м/с). Между тем в реальных условиях скорость движения радиоволны зависит от свойств среды и обычно несколько меньше скорости света с: v — ■ где е — электрическая проницаемость, характеризующая свойства среды. 66
Таблица 2.1 На }аание волн Мириаметрозые (сверхдлинные) Километровые (длинные) Гектаметровые (средние) Декаматровые (короткие) Диапазон дто-i волн (в скобках в м) 10— 100 км (104-10Б) 1 — 10 км (103-104) 103-1000 м (10г-103) 10—100 м (10-Ю2) Название частот VLF — оче'ль низкие частоты LF — низкие частоты MF — средние частопл HF — высокие частоты Диапазон частот (в скобках в Гц) 3-30 кГц (з-ю3—з-ю4) 30—300 кГц (з-ю4—з-ю5) 300—3000 кГц (3 10г>—3-106) 3—30 МГц (з-ю6—з-ю7) Метровые Дециметровые Сантимегрозые Ультракоротковолновый диапазон 1—10 м 10-100 см Сю—1—1) 1—10 см (Ю-2-! О"1) VHF — очень высокие частоты UHF — ультравысокие частоты SHF — сверхвысокие частоты 30-300 МГц (З-Ю7—З-Ю8) 300—3000 МГц (З-Ю8—З-Ю9) 3—30 ГГц (з-ю9—з-ю10)
00 Продолжение • Название волн Миллиметровые Децнмиллимегровые (субмил- лиматровые) Диапазон длин волн (в скобках в м) 1 — 10 ММ (КГ*3— 1(Г2) 0,1 — 1 мм (ю -*—ю~3) Название частот — Диапазон частот (в скобках в Гц) 30—300 ГГц (3-Ю10—31011) 300—3000 ГГц (3-Ю11—3-Ю12) Оптический диапазон Инфракрасные лучи Видимые лучи Ультрафиолетовые лучи 0,75—100 мкм (7,5-Ю-7—10—4) 0,4"—0,75 мкм 4.10~7—7,5-10~7) 0,1—0,4 мкм (10~7—4-10~7) 3—400 ТГц (3-1012-4-1014) 400—750 ТГц (4-1014—7,5-1014) 750—3000 ТГц (7,5-1014—3-1015)
Буквенное обозначение диапазонов (поддиапазонов Диапазон Р Диапазон L Поддиапазон .. •> „ „ >> Диапазон S Поддиапазон » »» )» ,. ,. ,, Диапазон С Диапазон X Поддиапазон » .. УКВ Lp Lr и L, L Lv V LT 1 LS Lx LK LF Lz s£ sP ST sc Sq Sv Sa ss SA Sw Sh Sz Sd xA XQ Xv xD XB Частота, МГц 225—390 390—1550 390—465 455—510 510—725 725—780 780—90Q 900—950 950—1150 1150—1350 1350—1450 1450—1550 1550—5200 1550—1650 1650—1850 1850—2000 2000—2400 240Q—2600 2600—2700 2700—2900 2900—3100 3103—3400 3400—3700 3700-3900 3900—4200 4200—52Q0 3900—6200 5200—10900 5200—5500 5500—5750 5750—S200 6200—6250 6250—S900 т Буквенное обозначение диапазонов (поддиапазонов) Поддиапазон •> » •> » Диапазон К Поддиапазон „ » Диапазон Q Поддиапазон »» ,, ,, »> Диапазон V Поддиапазон )( JT УКВ XR •п. хс xL xs *х xF хк КР Ks КЕ кс «и и Кт KQ Kr KN Kl кА Qa Qb Qc Qd Qe vA n VB vc VD VE а б л и ц а 2.2 Частота, МГц 6900—7000 7000—8500 8500—9000 9000—9500 9500—10000 10000—10250 10250—10900 10900—36000 10900—12250 12250—13250 13250—14250 14250—15350 15350—17250 17250—20500 20500—24500 24500—26500 26500—28500 28500—30700 30700—33000 33000—36000 36000—46000 36000—38000 38000—40000 4QQ00—42000 42000—44000 44000—460Q0 46000—56000 46Q00—48000 48000—50000 5QQ00—52000 52000—54000 54000—55000 69
В свободном пространстве е=1 и v = c. Радиоволны по характеру их распространения делят на земные (поверхностные), прямые, тропосферные и ионосферные (пространственные). Земные волны распространяются в непосредственной близости от поверхности Земли и частично огибают ее сферическую поверхность. Прямые радиоволны распространяются в свободном пространстве, в частности в космосе, прямолинейно. Тропосферные радиоволны распространяются в приземной неоднородной области атмосферы не выше 8— 18 км от поверхности Земли (называемой тропосферой). В тропосфере происходит рассеяние, искривление траектории и отражение радиоволн от ее неоднородно- стей. Ионосферные радиоволны распространяются путем последовательного отражения от ионосферы и земной поверхности или рассеяния в ионосфере. Ионосфера — это ионизированная область атмосферы на высоте от 60 км и выше над поверхностью Земли. Верхняя граница ионосферы условно ограничена высотой 550—600 км. Ионосфера играет важную роль в распространении радиоволн и решении практических вопросов радиоприема для нужд радиоэлектронной разведки. Строение ионосферы и процессы, происходящие при распространении в ней радиоволн, во многом определяют дальность и эффективность разведки в широком спектре радиочастот. 2.2. Влияние ионосферы на распространение и прием радиоволн Основной причиной возникновения ионосферы являются ультрафиолетовые лучи солнца, под воздействием которых часть атомов разреженного газа верхних слоев атмосферы ионизируется, т. е. распадается на электроны и положительные ионы. Ионосферу условно делят на четыре слоя максимальной ионизации — D, E, Ft и Fz. Слой D в дневное время располагается на высоте 60—90 км; р, ночные часы из-за усиленной рекомбинации он исчезает. Слой D сильно поглощает радиоволны. Слой Е существует круглые сутки и расположен на 70
высоте 100—140 км. Высота слоя Е в светлое время суток меняется в зависимости от высоты солнца над горизонтом. Претерпевая сезонные изменения, слой Е все же отличается постоянством свойств и мало подвержен случайным изменениям. Слои Fi и F2 образуются в дневные часы в результате расщепления слоя F. Расщепление слоя F на два происходит лишь в летние месяцы (май — сентябрь). В это время слой Ft расположен на высоте 180—240 км, а слой F2 — на высоте 230—400 км. Слой F% имеет наивысшую электронную концентрацию, слой D — наименьшую. Электронная концентрация слоя Fi зависит от местоположения Солнца, причем наибольшая электронная концентрация наблюдается в полдень. Слой F2 неустойчив: для одного и того же времени суток его высота и электронная плотность значительно изменяются (на 10—15% от средних значений ионосферы в спокойные дни). В течение суток, года и одиннадцатилетнего цикла солнечной активности слои ионосферы претерпевают непрерывные регулярные изменения. В ионосфере происходят также нерегулярные процессы, главными из которых являются: — образование спорадического (нерегулярного) слоя Ес; — ионосферные возмущения; — внезапное поглощение радиоволн. Спорадический слой Ес образуется время от времени на высоте 90—ПО км в результате скопления ионизированных облаков — неоднородностей, электронная плотность которых значительно больше, чем у регулярного слоя Е. Слой Ес чаще всего появляется в летние месяцы и дневное время. Продолжительность его существования измеряется от нескольких минут до нескольких часов в сутки. Рассеянное отражение от слоя Ес является одной из причин «случайных» отклонений радиоволн, вызывающих ошибки при радиопеленговании. Ионосферные возмущения возникают в результате вспышек на Солнце и извержения потоков корпускул, которые, попадая в магнитное поле Земли, направляются в районы магнитных полюсов. Ионосферные воз- 71
мущения приводят к полному исчезновению отражения от слоя F% и к прекращению радиосвязей на коротких волнах в течение многих часов. Ионосферным возмущениям сопутствуют полярные сияния. Из-за вспышек ультрафиолетового излучения, вызывающего интенсивную ионизацию в нижних областях ионосферы (слои D и Е), возможно внезапное, почти полное поглощение ионосферных радиоволн. Время таких поглощений может колебаться от нескольких минут до десятков минут. Благодаря наличию свободных электронов и ионов в ионосфере происходит преломление, отражение и поглощение радиоволн. Электрическими параметрами, характеризующими преломляющие и отражающие свойства ионосферы, являются ее эквивалентная диэлектрическая проницаемость и удельная проводимость. Токи, возникающие под воздействием поля радиоволн на свободные электроны, оказываются в противофазе с токами смещения. Это приводит к уменьшению эквивалентной диэлектрической проницаемости. На нижней границе ионосферы диэлектрическая проницаемость равна единице. По мере движения радиоволн через неоднородную ионосферу диэлектрическая проницаемость и, следовательно, показатель преломления уменьшаются, траектория волны искривляется. Создаются условия для отражения радиоволн. Отражение радиоволн на той или иной высоте ионосферы при заданной электронной плотности 'зависит от частоты радиоволн и угла их падения на слой. Чем выше частота, тем больше электронная концентрация в ионосфере, обеспечивающая отражение радиоволн. При прочих равных условиях чем более полога траектория луча в ионосфере, т. е. чем больше угол ф0 падения волны (рис. 2.4), тем меньшая электронная концентрация потребуется для отражения. Минимальный угол фомин, при котором в данных условиях еще возможно отражение при наклонном падении радиоволны, называется критическим углом. При угле падения меньше критического радиоволны пройдут сквозь слой не отразившись. В этом случае говорят, что слой для радиоволн становится прозрачным. Расстояние, измеренное по поверхности Земли меж- 72
ду передатчиком и пунктом приема отраженной под углом фомин радиоволны при заданных частоте сигнала и плотности ионизации, называется расстоянием скачка, или критическим расстоянием. Ближе, чем критическое расстояние, прием отраженной волны невозможен. ионосфера Зона молчания Рис. 2.4. Отражение радиоволн от ионосферы и образование зоны молчания Пространство между внешней границей зоны действия земной волны и внутренней границей зоны приема отраженной волны, отстоящей от передатчика на критическое расстояние, называется зоной молчания (рис. 2.4). В пределах зоны молчания возможен прием рассеянных отражений. Мощность рассеянных отражений с уменьшением частоты возрастает, поэтому на длинных и средних волнах зоны молчания отсутствуют. Наличие зоны молчания часто приходится учитывать при определении условий уверенного радиоприема и пеленгования на коротких волнах. Протяженность зоны молчания меняется. 73
При заданных электронной концентрации и угле падения радиоволны: чем короче рабочая волна, тем больше радиус зоны молчания. В ионосфере происходит и поглощение энергии радиоволн. Особенно велико поглощение радиоволн в нижних слоях ионосферы в дневное время, когда плотность ионизации большая. Степень поглощения зависит от частоты радиоволны. Поглощение увеличивается по мере понижения частоты. Оно возрастает также при увеличении пути, проходимого радиоволной в ионосфере. В ночное время степень ионизации в нижних слоях ионосферы значительно уменьшается, вследствие чего поглощение резко падает и для радиоприема можно использовать более низкие частоты, чем днем. Зимой поглощение уменьшается, а напряженность поля отраженной волны возрастает. Поглощение зависит также от солнечной активности, возрастая в годы ее максимума. Рассмотренное выше описание характера распространения радиоволн в ионосфере не является полным, так как не учитывает воздействия магнитного поля Земли. Между тем магнитное поле оказывает существенное влияние на радиоприем, и особенно на радиопеленгацию. Из-за наличия магнитного поля Земли находящиеся в ионосфере электроны перемещаются под воздействием линейно-поляризованной радиоволны не по прямолинейным, а по спиральным траекториям. Поэтому линейно- поляризованная волна при прохождении через ионосферу расщепляется на две составляющие (называемые обыкновенной и необыкновенной) с противоположными направлениями вращения плоскости поляризации. Обыкновенная и необыкновенная волны распространяются в ионосфере с различными фазовыми скоростями, по различным траекториям и испытывают разные поглощения. Если поглощение в ионосфере для обеих волн незначительное, то суммарную величину обыкновенной и необыкновенной волн можно рассматривать как линейно- поляризованную волну, которая испытывает поворот плоскости поляризации относительно плоскости поляризации нерасщепленной волны. Явление поворота плоскости поляризации радиоволн при прохождении через ионосферу называется эффек- 74
том Фарадея. Вследствие эффекта Фарадея поляризация отраженной волны отличается от поляризации волны, приходящей в ионосферу. Если антенна передатчика излучает вертикально поляризованную волну, то при прохождении волны через ионосферу ее поляризация меняется и попадающая в точку приема (пеленгации) отраженная волна имеет горизонтально поляризованную Рис. 2.5. Изменение поляризации радиоволн в ионосфере составляющую. Изменение плоскости поляризации радиоволн является одной из основных причин ошибок радиопеленгации на коротких волнах (рис. 2.5). Поскольку поглощение обыкновенной и необыкновенной волн различно, их амплитуда после прохождения через ионосферу неодинакова. В результате сложения двух колебаний, векторы поляризации которых вращаются по кругу в противоположных направлениях, суммарная волна будет иметь эллиптическую поляризацию. В зависимости от состояния ионосферы форма и ориентировка эллипса поляризации меняются во времени. Поворот эллипса поляризации поля вызывает периодические уменьшения ЭДС, наводимой радиоволной в приемной антенне. В тот момент, когда большая ось эллипса поляризации перпендикулярна антенне, прием прекращается. Это явление называется поляризационным замиранием радиоволн. Наряду с поляризационным широко встречаются и другие виды замираний. 75
2.3. Особенности распространения и приема сверхдлинных, длинных и средних радиоволн Сверхдлинные (СДВ) волны (10—100 км) и длинные (ДВ) волны (1—10 км) обеспечивают необходимую для приема устойчивую напряженность поля в течение всех суток на расстояния 10 000—20 000 км. Распространяясь в непосредственной близости от поверхности Земли, радиоволны испытывают дифракцию, т. е. в той или иной степени огибают сферическую поверхность Земли, а также различные препятствия на пути их распространения (горы, холмы). Чем длиннее радиоволны, тем лучше они огибают земную поверхность. Дальность распространения земных волн зависит также от электрических свойств поверхности Земли (почва, вода), над которой происходит распространение. Земля является хорошим проводником для сверхдлинных и длинных волн, поэтому эти волны поглощаются в значительно меньшей степени, чем средние волны. Условия для прохождения земной волны улучшаются с увеличением проводимости поверхности. Наибольшая дальность распространения земной волны имеет место над морем. На радиолиниях протяженностью 3000 км и более СДВ и ДВ распространяются путем многократного отражения от ионосферы и земной поверхности. Волны не проникают глубоко в ионосферу и отражаются от ее нижних слоев, как от зеркала, при этом происходит их незначительное поглощение. На промежуточных дальностях одновременно действуют земные и ионосферные волны, вследствие чего заметно проявляются интерференционные замирания. В связи с тем, что расстояние между передающей антенной и нижней границей ионосферы на СДВ и ДВ соизмеримо с длиной волны, распространение на дальние расстояния можно рассматривать как действие волны между двумя концентрическими проводящими сферами (Земля — ионосфера). Следовательно, есть основание говорить о волновом распространении радиоволн с очень малыми потерями. Волноводы, образованные Землей и ионосферой, имеют свои оптимальные (25—35 км) и критические (около 100 км) волны. Необходимо подчеркнуть следующие преимущества 76
сверхдлинных и длинных волн, имеющих важное значение для радиоразведки: — на СДВ и ДВ уверенный радиоприем возможен на глобальные расстояния; — эти волны эффективно используются для дальнего приема в радиопунктах, расположенных под водой благодаря незначительному их поглощению в морской среде; — на распространение этих волн сравнительно слабо воздействуют различные ионосферные возмущения; — высокая фазовая стабильность СДВ и ДВ позволяет успешно использовать их для целей дальней навигации. Основными недостатками сверхдлинных и длинных волн являются: — ограниченность полосы частот, исключающая возможность телефонной связи на сверхдлинных волнах; возможна лишь телеграфная радиосвязь; — сложность конструкции и эксплуатации громоздких антенных систем и мощных передатчиков; — большие трудности получения узконаправленного излучения и приема радиоволн; •— наличие высокого уровня атмосферных и промышленных помех, затрудняющих радиоприем. Средние волны (100—1000 м) распространяются земными и ионосферными волнами. Дальность действия земных волн может достигать нескольких сот километров. Значительно дальше средние волны распространяются ионосферными волнами. Условия распространения ионосферных средних волн резко отличаются в ночные и дневные часы. Средние волны в ночные часы распространяются на весьма большие расстояния путем отражения от слоя Е ионосферы. В дневные часы слой D сильно поглощает средние волны. Вследствие этого ионосферные волны днем почти отсутствуют и распространение происходит практически только земными волнами. На средних волнах в ночные часы часто наблюдаются замирания сигнала вследствие интерференции ионосферных и земных волн или интерференции нескольких ионосферных волн, которые испытывают различное число отражений от ионосферы. Для борьбы с замираниями сигнала применяют специальные антифединговые антенны. Средние волны широко используют в радиосвязи и 77
радиовещании, поэтому они представляют интерес для радиоэлектронной разведки. 2.4. Особенности ионосферного распространения и приема коротких радиоволн Использование земных коротких радиоволн довольно ограничено из-за их малого радиуса действия. В современных условиях коротковолновый диапазон используется главным образом для систем дальней (сверхдальней) связи, радионавигации и радиовещания. В распространении коротких волн на дальние расстояния решающую роль играет ионосфера. Только благодаря способности коротких радиоволн отражаться от ионосферы возможна дальняя коротковолновая радиосвязь на многие тысячи километров даже при очень малых мощностях передатчиков. Для надежного радиоприема коротких ионосферных радиоволн на дальних и сверхдальних расстояниях необходимо в первую очередь учитывать частотную зависимость условий распространения и отражения радиоволн в ионосфере. В зависимости от частоты радиоприем может быть произведен за счет отражения от слоя F или Е, или от обоих слоев. Поскольку при дальнем приеме отражение днем происходит от слоя Е, а ночью от слоя F, то для связи выбираются соответственно дневные и ночные волны. Для расчета радиолинии на коротких волнах и определения оптимальной рабочей частоты (ОРЧ) предварительно определяется суточный ход максимальных применяемых частот (МПЧ) и наименьших применяемых частот (НПЧ). МПЧ характеризует наибольшую частоту, при которой отраженная от ионизированного слоя волна достигает заданного пункта приема при определенном расстоянии между передающим и приемным пунктами и данном состоянии ионосферы. НПЧ является наименьшей частотой, на которой по условиям поглощения еще возможен устойчивый радиоприем на определенном расстоянии, при определенных технических средствах, данном состоянии ионосферы и уровне помех радиоприему. ОРЧ определяет частоту, на которой обеспечиваются наилучшие условия радиоприе- 78
ма, т. е. наибольшее отношение уровня сигнала к уровню помех при данном расстоянии и определенном состоянии ионосферы. Кривизна Земли ограничивает дальность однократного отражения ионосферных радиоволн (дальность скачка), которая составляет при отражении от слоев Е и F примерно 2000 и 4000 км соответственно. Распространению коротких радиоволн в значительной мере свойствен многолучевой характер (многократные отражения от различных слоев ионосферы и от земной поверхности). Возникающие вследствие многократности отражения и эффекта Фарадея интерференционные и поляризационные замирания и сопутствующие им искажения формы сигнала резко снижают надежность и пропускную способность коротковолновых радиолиний. Полоса пропускания этих линий сравнительно невелика (единицы, десятки килогерц), но уровень принимаемых сигналов резко меняется и зависит от состояния ионосферы. Трудность создания в этом диапазоне узконаправленных антенн объясняет сравнительно невысокую скрытность передач. Несмотря на эти существенные недостатки коротковолновой связи, вопреки успешному внедрению систем тропосферной, радиорелейной и спутниковой связи в диапазоне УКВ короткие волны благодаря дальности распространения пространственного луча и дешевизне аппаратуры все же широко используются в системах радиосвязи, радиовещания и радионавигации. Соответственно короткие волны представляют значительный интерес для радиоэлектронной разведки. Весьма перспективным является использование коротких волн для целей радиолокационной разведки. Отраженные от ионосферы короткие радиоволны при падении на землю частично рассеиваются, причем некоторая доля рассеянной энергии вновь возвращается к ионосфере и, отразившись от нее, возвращается к источнику излучения, где и может быть зарегистрирована. Возвратный рассеянно-отраженный луч распространяется так же, как и прямой луч, но в обратном направлении. В этом сущность эффекта Кабанова. На основе этого эффекта стало широко применяться возвратно-наклонное зондирование (ВНЗ) ионосферы для получения данных об условиях прохождения ра- 79
диоволн по длинной трассе и определения максимально применимых частот с целью выбора и корректирования рабочих частот. Сигналы возвратного рассеянного отражения от Земли наблюдаются на расстоянии до 5000—• 6000 км. Эффект Кабанова используется за рубежом для создания технических средств коротковолновой радиолокационной разведки, с помощью которой можно обнаруживать и пеленговать межконтинентальные баллистические ракеты при их полете, а также низколетящие цели далеко за пределами горизонта. 2.5. Особенности распространения и приема радиоволн ультракоротковолнового и оптического диапазонов Ультракороткие волны (0,1 мм — 10 м) в зависимости от диапазона частот распространяются различными способами: — над поверхностью Земли в пределах прямой видимости; — рассеянием радиоволн в тропосфере; — рассеянием радиоволн в ионосфере; — как прямые волны, используемые для связи между Землей и космическими объектами и в межпланетном пространстве. Можно перечислить следующие основные достоинства волн ультракороткого диапазона: — огромный частотный диапазон (от 30 МГц до 3000 ГГц), превосходящий в десятки тысяч раз частотный диапазон сверхдлинных, длинных, средних и коротких волн вместе взятых; — возможность передачи колоссального объема информации путем использования множества широкополосных частотных каналов; — низкий уровень атмосферных и промышленных помех, позволяющий использовать приемные устройства высокой чувствительности и тем самым повышать дальность приема; — слабое влияние станционных помех вследствие ограниченности их радиуса действия; — возможность создания небольших антенн с узкой диаграммой направленности, позволяющих осущест- 80
влять радиосвязь с относительно малой мощностью передающих устройств; — повышенная скрытность радиосвязи, затрудняющая ведение радиоэлектронной разведки и создание преднамеренных радиопомех. Распространение и прием УКВ в пределах прямой видимости Радиоволны огибают препятствия на земле, размеры которых меньше длины волны. Чем короче волны, тем слабее огибают они сферическую поверхность Земли и другие препятствия. Вместе с тем при распространении УКВ наблюдается рефракция радиоволн—искривление траектории распространения, что несколько увеличивает дальность их действия. С увеличением частоты растет поглощение земного луча. Ультракороткие волны проникают в почву лишь на небольшую глубину. Поэтому на характер распространения земного луча (на поглощение и отражение) влияют лишь свойства поверхностного слоя почвы. На сантиметровых волнах с возрастанием частот заметно увеличивается молекулярное поглощение волн парами воды и кислорода. В большинстве случаев ультракороткие волны распространяются над сушей при малых углах наклона фронта волны, поскольку обычно расстояние между передатчиком и приемником во много раз больше высоты их антенн. Расположенные на поверхности Земли неровности или препятствия, действуя как естественные ретрансляторы, могут при определенных условиях способствовать усилению напряженности поля и тем самым увеличить дальность приема сигнала на УКВ. На УКВ при прямой видимости между передающими и приемными антеннами с высотами соответственно #i и Я2 при расположении их над сферической поверхностью Земли и без учета влияния рефракции дальность связи D [км] = 3,57 {УЩ Ы + УЩ [м]). Однако рефракция вызывает увеличение расстояния прямой видимости. В этом случае в формуле коэффициент 3,57 следует заменить на 4,1. Если радиостанция 6 Зак. 936 81
с антенной высоко поднята над Землей, например на самолете, то сигналы могут быть приняты на значительном расстоянии за счет прямой волны. Дальность радиосвязи в этом случае возрастет, так как радиоволны распространяются в свободном пространстве, не поглощаясь поверхностью Земли. I Рис. 2.6. Связь при помощи прямой и отраженной радиоволн Радиоволны, падающие на Землю, частично поглощаются и частично отражаются. Поэтому в случае связи на близких расстояниях, когда обе антенны достаточно подняты над земной поверхностью, следует наряду с прямой волной учитывать и отраженную (рис. 2.6). Отраженная волна, как правило, отличается от падающей не только по амплитуде, но и по фазе. От основных параметров отраженной волны, а также от свойств почвы зависит форма характеристики направленности приемных и передающих антенн, расположенных на определенной высоте над поверхностью Земли. Электромагнитное поле в месте приема состоит из прямой и отраженной радиоволн и зависит от их амплитудных и фазовых соотношений. В зависимости от характера местности, угла наклона фронта волны, ее поляризации, рабочей частоты и высоты антенн сдвиг 32.
фаз между прямой и отраженной Ёолнами может изменяться от 0 до 180°, чему соответствует изменение напряженности поля в пункте приема от наибольшего до наименьшего значения. Когда прямая и отраженная волны совпадают по фазе, напряженность поля в пункте приема имеет максимальное значение и может приближаться к удвоенному значению поля в свободном пространстве, и, наоборот, когда прямая и отраженная волны находятся в противофазе, напряженность поля будет иметь минимальное значение. В этом случае результирующий сигнал в пункте приема может быть очень малым (равным нулю). Следует подчеркнуть, что учет влияния земной поверхности на многолепестковость диаграммы направленности антенных систем имеет существенное значение в радиосвязи, радиолокации и радиоэлектронной разведке. Тропосферное распространение и прием УКВ В настоящее время находят широкое применение радиорелейные линии на УКВ, использующие дальнее тропосферное распространение. Дальний прием на этих линиях осуществляется в основном в результате рассеяния электромагнитной энергии УКВ диапазона на не- однородностях диэлектрической проницаемости тропосферной среды, возникающих из-за турбулентных (вихревых) движений воздушных течений и изменения температуры, влажности и давления атмосферы. Для установления дальней тропосферной связи передающие и приемные антенны необходимо ориентировать таким образом, чтобы их диаграммы направленности находились в общей вертикальной плоскости и скрещивались (рис. 2.7). В результате образуется объем атмосферы V, находящийся в области пересечения диаграмм направленности. Рассеяние радиоволн от неоднородностей, заключенных в этом объеме, и обусловливает необходимую напряженность принимаемого сигнала. Размеры объема V, участвующего в тропосферном распространении, оказывают большое влияние на интенсивность поля рассеяния и, в свою очередь, зависят от ширины диаграммы направленности антенн и от протяженности радиотрассы. 6* 83
Наибольшая часть энергии переизлучается в направ* лении движения первичной волны. Однако небольшая часть энергии рассеивается в разные стороны, что облегчает возможности разведки тропосферных радиоволн. Напряженность поля рассеяния в точке приема тем Рис. 2.7. Схематическое изображение тропосферной радиолинии на УКВ меньше, чем больше угол 6 (рис. 2.7), называемый углом рассеяния. Как видно из рисунка, чем выше рассеивающий объем, тем дальше распространяются радиоволны (АБ>АБ'). Однако на больших высотах интенсивность турбулентных процессов и эффект тропосферного рассеяния уменьшаются. Этим и объясняется существенное падение напряженности поля в точке приема по мере увеличения протяженности трассы. Напряженность поля принимаемого сигнала в тропосферных радиолиниях подвержена беспорядочным и частым замираниям из-за интерференции лучей, приходящих из различных участков рассеивающего объема и имеющих случайные фазы и амплитуды. Период замирания лежит в пределах от долей секунд до десятков секунд. Он тем меньше, чем короче волна. Вследствие больших потерь энергии при рассеянии (в пределах 60—120 дб) и замираний уровень сигнала
в месте приема оказывается весьма низким. Поэтому для обеспечения надежной и бесперебойной радиосвязи на сравнительно больших расстояниях (150—800 км для одного звена) используются передатчики большой мощности (единицы, десятки киловатт), узконаправленные антенны с коэффициентом усиления порядка 30 дб, высокочувствительные приемники и разнесенный радиоприем с пространственной, частотной или временной избирательностью сигналов. Дальнее тропосферное распространение для радиосвязи используется в диапазоне частот 100— 10 000 МГц. За рубежом частоты 400—1200 МГц находят широкое применение в многоканальных радиолиниях телефонных и телеграфных передач, а частоты 3000—5000 МГц — в широкополосных радиолиниях, в том числе и в телевидении. В тропосферных линиях связи наблюдается уменьшение напряженности поля, которое зависит от частоты и протяженности трассы: чем больше расстояние и выше частота, тем меньше напряженность поля в пункте приема. На уровень сигнала оказывают воздействие климатические условия. Так, например, морской климат действует положительно, а континентальный оказывает отрицательное влияние. Дальность и надежность тропосферной радиосвязи в высшей степени зависят от правильного размещения и ориентировки на местности передающих и приемных антенн. Рельеф местности и характер сооружения, где установлены антенны тропосферной радиолинии, во многом предопределяют интенсивность принимаемого сигнала. Ионосферное распространение и прием УКВ Исследования показали, что на расстояниях 1000— 2000 км в диапазоне УКВ можно, благодаря рассеянию и отражению радиоволн от неоднородностей ионосферы, установить регулярную радиосвязь. Рассеянное отражение радиоволн в ионосфере происходит на высоте 70—90 км, что обусловливает минимальную и максимальную протяженность радиолинии. На протяженность радиолинии оказывает существенное 85
влияние ориентировка передающей и приемной антенн в вертикальной плоскости (выбор угла рассеяния). При ионосферном рассеянии высота рассеивающего объема не зависит от длины трассы. Поэтому по мере уменьшения расстояния увеличивается угол рассеяния 6, что приводит к резкому снижению уровня принимаемого сигнала на расстояниях, меньших 800—1000 км. Верхний предел дальности приема определяется дальностью одного скачка. При ионосферном рассеянии в отличие от тропосферного более сильная зависимость напряженности поля сигнала от рабочей частоты. Интенсивность сигнала существенно уменьшается с повышением частоты. Ослабление мощности сигнала объясняется тем, что с повышением частоты эквивалентная диэлектрическая проницаемость неоднородностей быстро приближается к единице — они становятся «прозрачными». На частотах же ниже 30 МГц возможны отражения от регулярных ионосферных слоев. Этим обусловливается диапазон рабочих частот 30— 60 МГц, в пределах которого можно использовать явление ионосферного рассеяния для установления многоканальной телефонной и телеграфной радиосвязи. Дальняя ионосферная радиосвязь на УКВ подвержена сильным замираниям вследствие многолучевого приема. Быстрые замирания и флуктуация сигнала сопровождаются дополнительными искажениями, вызванными тем, что в приемник поступают запаздывающие сигналы за счет метеорного рассеяния и отражения от спорадического слоя Ес. Эффективной мерой борьбы с замиранием сигнала является применение пространственно разнесенных приемных антенн. Установлено, что напряженность поля сигнала изменяется в зависимости от времени суток, года и географической широты. При этом сигнал достигает наибольшего значения в дневные часы, наименьшего — в вечерние и ночные часы (19—21 ч местного времени). Летом напряженность поля сигнала имеет максимальное значение. В южных широтах прием сигналов увереннее. Данный вид радиосвязи требует громоздкой аппаратуры — передатчиков мощностью до нескольких десятков киловатт, остронаправленных сложных антенн с уси- 86
лением 20—25 дБ и приемных устройств с высокой чувствительностью и избирательностью. Из-за сравнительно невысокой пропускной способности радиоканалов и необходимости применения сложного оборудования дальняя ионосферная радиосвязь на УКВ в капиталистических странах применяется и эксплуатируется в меньшей степени, чем дальняя тропосферная радиосвязь. Распространенней прием радиоволн оптического диапазона Радиоволны оптического диапазона (0,1 мкм — 0,1 мм) распространяются как земной волной на небольшие расстояния, так и прямой волной, способной перекрывать огромные межпланетные расстояния. В результате рефракции траектория этих волн в атмосфере претерпевает искривление, но в значительно меньшей степени, чем ультракороткие волны. Тропосфера существенным образом влияет на распространение и поглощение волн оптического диапазона. Волны оптических частот поглощаются гидрометеорами (дождь, туман, град, снег) и частицами твердых веществ (пыль). Интенсивность поглощения зависит от концентрации гидрометеоров и частиц, от их структуры. При наличии сильного дождя совершенно прекращается прохождение радиоволн оптического диапазона в тропосфере. Волны оптического диапазона весьма интенсивно поглощаются парами воды, за исключением небольшого участка (0,4—16 мкм), где имеется до шести «окон» прозрачности. В остальном огромном диапазоне оптических волн тропосфера непрозрачна. Наличие дымки и сильной мглы также отрицательно влияет на распространение волн оптического диапазона и существенно сокращает (до нескольких километров) дальность связи. При установлении связи между космическими кораблями в космосе отсутствуют молекулярные и гидрометеорные поглощения и оптический диапазон волн может найти эффективное применение во всем своем диапазоне. Волны оптического диапазона имеют следующие достоинства: — возможна исключительно высокая направленность 87
излучения и приема (гораздо более высокая, чем в диапазоне сантиметровых волн); — возможно создание антенн — оптических линз — с малыми габаритами и весом при громадной концентрации энергии электромагнитных волн в пучке излучения и приема; — возможно широкое использование допплеровского эффекта для измерения весьма малых радиальных скоростей движения различных объектов; — колоссальная емкость диапазона частот, позволяющая разместить множество частотных каналов, передающих огромный объем информации; •— распространение на межпланетные расстояния происходит без тех ограничений, которые присущи более длинным волнам. Волны оптического и смежных с ним участков диапазонов частот находят все более широкое применение в радиоэлектронной разведке капиталистических стран. В частности, интенсивное инфракрасное излучение, возникающее при полете межконтинентальных баллистических ракет (МБР) на активном участке их траектории, лежит в основе разработанной в США системы оповещения средств ПРО о запусках МБР. Для этой цели используют искусственные спутники Земли с оборудованием для пассивной радиолокации в диапазоне инфракрасных волн. ' 2.6. Особенности распространения и приема радиоволн в условиях космической связи Распространение радиоволн в условиях космической связи с ИСЗ, межпланетными станциями и другими объектами, находящимися вне земной атмосферы, имеет свои особенности. На распространение радиоволн в этом случае оказывают воздействие атмосфера Земли (ионосфера и тропосфера), межпланетное пространство и поверхности других планет. Дальность связи в космическом пространстве доходит до многих десятков и сотен миллионов километров. Диапазон частот для космической связи выбирают исходя из условия наилучшего прохождения радиоволн через атмосферу Земли. Частотный диапазон космической радиосвязи ограничен атмосферой Земли как со 88
стороны низких, так и со стороны высоких частот. Нижний предел рабочих частот обусловливается электронной концентрацией ионосферы, в частности слоя Fz, от которого более длинные волны отражаются на Землю. Верхний предел рабочих частот обусловлен поглощением земной атмосферы, и в частности влажностью и температурой тропосферы, где очень короткие волны сильно затухают. В результате образуется «радиоокно» в пределах метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов радиоволн (30—10 000 МГц), которые используются для космической связи. Эти частотные ограничения полностью снимаются для систем передачи информации между космическими объектами (например, между ИСЗ и космическим кораблем), т. е. в условиях, при которых радиоволны распространяются в космическом пространстве и их трасса не пересекает атмосферу. В этих условиях весьма перспективно использование оптического диапазона, особенно в случае применения лазерных систем связи и радиолокации. При космической радиосвязи с ИСЗ (космическим кораблем) происходит смещение частоты радиоволны, обусловленное взаимным радиальным перемещением передающего и приемного пунктов. Это смещение частот называется эффектом Допплера. Величина смещения частот зависит от скорости и направления движения ИСЗ. Частота принимаемых радиоволн увеличивается, когда расстояние между пунктом приема и передатчиком уменьшается, и уменьшается, когда это расстояние увеличивается. Допплеровский эффект используется для практических целей. С его помощью можно определить скорость и направление полета спутников и космических кораблей. На принципе использования допплеров- ского эффекта за рубежом созданы некоторые образцы радиопеленгаторов. Радиоволны в космическом пространстве распространяются по закону свободного распространения, т. е. без ослабления потока энергии окружающей средой. Однако в действительности иногда наблюдается незначительное ослабление радиоволн. В некоторых областях межпланетной среды имеет место образование и движение неоднородностей электронной концентрации. Эти неод- 89
нородности могут вызвать нерегулярные изменения потока энергии радиоволн, замирание и флуктуацию их фазовых и амплитудных значений. В межпланетном пространстве наблюдается также гравитационное смещение частоты, обусловленное гравитационными потенциалами различных областей межпланетной среды. На распространение радиоволн в межпланетном пространстве оказывают влияние различные крупные космические тела (Луна, Марс, Венера и др.), вызывающие отражение и рассеяние падающих на их поверхность радиоволн. Поверхности планет и их окружающие пространства оказывают значительное влияние на характеристики радиоволн (поток энергии, допплеровское смещение частоты, спектр частот), когда космический объект с источником радиоизлучения движется вблизи них, а его сигналы принимаются на Земле. На космическую радиосвязь воздействуют такие факторы, как глубина замирания и поглощение радиоволн, внутренние шумы приемника, шумы антенны и мощность передатчика. Распространение радиоволн в условиях космической связи, по данным иностранной печати, позволяет осуществить: •— передачу командной, телеметрической, разведывательной и другой информации по линиям «Земля —• Борт» и «Борт — Земля»; — связь между двумя пунктами на Земле с помощью ретранслятора, установленного на ИСЗ; — передачу информации по радиолиниям между космическими объектами; — радиолокацию космических кораблей и ИСЗ.
Глава III ПРИЕМНЫЕ АНТЕННЫ В РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ РАЗВЕДКЕ Антенны являются составной частью основных устройств радиоэлектронной разведки — радиоприемников и радиопеленгаторов — и во многом обусловливают эффективность и дальность их действия. Приемная антенна извлекает энергию из поля свободных электромагнитных волн, преобразует ее в энергию токов высокой частоты (связанных электромагнитных волн) и передает с помощью своего фидера (волновода) на вход приемного устройства. Используемые в радиоэлектронной разведке капиталистических стран приемные антенны отличаются большим разнообразием принципов действия, форм и размеров в зависимости от диапазона рабочих частот, ширины полосы пропускания, вида поляризации, диаграммы направленности, условий применения и других требований, предъявляемых к ним. Радиоэлектронная промышленность капиталистических стран разрабатывает и выпускает многочисленные типы приемных антенн различного назначения. Так, например, американская фирма «Уаткинс-Джонсон» предлагает 55 разных типов антенн разведывательного назначения. Рассмотрим особенности отдельных типов и образцов приемных антенн, используемых в той или иной степени в радиоэлектронной разведке. Предварительно коротко охарактеризуем некоторые их технические параметры. 91
3.1. Технические параметры антенн Каждая антенна характеризуется техническими параметрами, определяющими ее электрические свойства. Напомним лишь некоторые из них. В теории антенн важное значение имеет так называемый принцип взаимности (обратимости), сущность которого заключается в том, что технические параметры Рис. 3.1. Одна из возможных диаграмм направленности антенны в пространстве (характеристики) антенн остаются неизменными как в режиме приема, так и в режиме передачи электромагнитной энергии. Из принципа взаимности вытекает, что, определяя параметры передающей антенны, можно считать установленными параметры этой же антенны как приемной. Принцип обратимости позволяет передающую антенну использовать в качестве приемной и наоборот. Направленные свойства антенны определяются характеристикой направленности. Характеристика направленности приемной антенны выражает зависимость величины высокочастотного тока на входе нагрузки антенны от направления прихода электромагнитных волн. Направленные свойства приемной антенны обеспечивают наивыгоднейшие условия радиоприема с нужного на- 92
правления и оптимальные соотношения полезного сигнала по отношению к внешним помехам. Направленные свойства антенны, характеризуя распределение энергии электромагнитного поля в пространстве в режиме передачи, выражаются диаграммой направленности. / \ п а Рис. 3.2. Диаграмма направленности: а — в прямоугольных координатах; б — в полярных координатах Диаграмма направленности антенны — это графическое изображение ее характеристики направленности. Она графически выражает зависимость напряжения сигнала на входе приемника от угла поворота данной антенны в любой плоскости пространства. Диаграмма направленности антенны в пространстве имеет объемную конфигурацию (рис. 3.1) и часто представляется в виде двух диаграмм — в горизонтальной и вертикальной плоскости. Диаграмма направленности 93
приемной антенны в горизонтальной плоскости показывает изменение наводимой в антенне ЭДС в зависимости от азимута на источник излучения, в вертикальной плоскости — в зависимости от угла наклона фронта радиоволн. Диаграммы направленности строят в прямоугольных (рис. 3.2, а) или полярных (рис. 3.2, б) координатах, однако более наглядно показывает характеристику направленности антенны диаграмма в полярных координатах. Диаграммы направленности различных антенн отличаются одна от другой своей формой и, в частности, наличием максимумов и минимумов приема, т. е. они могут быть многолепестковыми. Одно из направлений диаграммы с максимумом приема, существенно превышающим другие направления, называется главным, или основным, лепестком, а остальные направления называют боковыми, или побочными лепестками. Ширина главного лепестка диаграммы направленности, измеряемая в градусах, называется иногда углом раствора (раскрыва). Она характеризуется углом между прямыми, проложенными из начала координат до соответствующих значений диаграммы, в пределах которого мощность на единицу площади уменьшается вдвое, т. е. до половины ее максимального значения, а в случае отсчета по напряженности поля — до 0,71 от величины поля главного лепестка. Коэффициент полезного действия (КПД) характеризует отношение мощности Ра, поступающей на вход приемного устройства, согласованного с реальной антенной, к мощности Ру, подводимой к нагрузке условной антенной, в которой отсутствуют потери, т. е. Коэффициент направленного действия (КНД) выражает отношение мощности Ps, подводимой к входу приемника от приемной антенны, диаграмма направленности которой ориентирована на принимаемые радиосигналы, к мощности Р„, подводимой к приемнику от абсолютно ненаправленной (изотропной) антенны при условии равенства напряженности поля в месте приема обеих антенн и равенства их КПД, т. е. D = —. Pa 94
Коэффициент усиления приемной антенны (КУ) показывает, во сколько раз требуется уменьшить подводимую мощность к приемнику, если вместо ненаправленной изотропной антенны использовать данную антенну при условии, что в приемном пункте напряженность поля от обеих антенн одинакова. Коэффициент усиления а характеризует антенну в наибольшей степени: Ширина диаграммы направленной антенны непосредственно зависит от ее коэффициента усиления. Чем выше а, тем уже диаграмма направленности главного лепестка антенны и тем меньше площадь ее боковых лепестков. Действующей высотой (действующей длиной) приемной антенны hR называется отношение наводимой ЭДС ЕА к напряженности электромагнитного поля Е в пункте приема. При этом ориентировка приемной антенны по отношению к полю радиоволны должна соответствовать максимуму наводимой ЭДС. Действующая высота я Е Из формулы следует, что, чем больше действующая высота, тем больше ЭДС, наводимая в приемной антенне при заданной напряженности поля. Входное сопротивление антенны характеризует свойства приемной антенны как генератора высокочастотных колебаний. Основным назначением приемной направленной антенны является выделение на входе приемного устройства максимальной мощности полезного сигнала по сравнению с мощностью помехи. Приемную антенну можно рассматривать как генератор с сосредоточенной ЭДС Ек и эквивалентным внутренним сопротивлением ZA, а входную цепь приемника как потребитель энергии (рис. 3.3), сопротивление которого Внутреннее сопротивление Za эквивалентной приемной антенны равно входному сопротивлению данной ан- 95
тенны, работающей в режиме передачи. Сопротивление ZA имеет в общем случае как активную RA, так и реактивную ХА составляющие. RA и Х\ меняются с изменением частоты принимаемых сигналов. Для того чтобы антенна-генератор отдала максимальную мощность в нагрузку-приемник, необходимо согласовать нагрузку с антенной. Для этого требуется, чтобы Антенна - генератор Потребитель Рис. 3.3. Приемная антенна как генератор с сосредоточенной ЭДС и эквивалентным внутренним сопротивлением и входная цепь приемника как потребитель энергии активное входное сопротивление антенны было равно активному сопротивлению нагрузки (/?а=/?н), а ее реактивное сопротивление ХА было равно по абсолютной величине реактивному сопротивлению нагрузки Хп с обратным знаком (ХА =—Хп). Тогда отдаваемая антенной-генератором на нагрузку (на вход приемника) максимальная мощность где /Пр— амплитуда тока в нагрузке приемной антенны. Полоса пропускания антенны определяет диапазон частот, в пределах которого сохраняются заданные технические характеристики антенны (КПД, К.НД, КУ, входное сопротивление, степень допустимости фазовых 96
п амплитудных искажении широкополосных сигналов и другие характеристики). Приемные антенны в зависимости от их назначения и принципов действия могут иметь разные полосы пропускания или разные рабочие диапазоны частот, которые они перекрывают. Существуют антенны: — узкополосные, настроенные на заданную частоту и допускающие перестройку в пределах ±10% в ту и другую сторону от основной частоты; — широкополосные, в которых ширина рабочего диапазона частот составляет 10—50% основной частоты; — диапазонные с коэффициентом перекрытия частот (отношением верхней и нижней рабочих частот) 1,5—4 и более; — частотно-независимые (широкодиапазонные), в которых отношение верхней и нижней рабочих частот от 4 до 10—20 и более. Приемные и пеленгаторные антенны, используемые в радиоэлектронной разведке, как правило, широкополосные, диапазонные или частотно-независимые. Полоса пропускания этих антенн зависит от их назначения и конкретных условий применения. Эффективная шумовая температура антенны ТА определяет уровень суммарного шума в приемных антеннах. ТА имеет особо важное значение в диапазоне УКВ, где внутренние шумы приемника по мощности превосходят или равны внешним помехам. Шумовая температура антенны создается: — шумами космического пространства Галактики; — тепловыми шумами Земли; — собственными шумами антенны за счет тепловых потерь. Эффективная шумовая температура антенны зависит от частоты принимаемых сигналов, расположения источников тепла в пространстве, направленных свойств антенны и от угла места, образуемого направлением максимального приема антенны с поверхностью Земли в вертикальной плоскости. В радиоэлектронной разведке в диапазоне УКВ особое значение придается уменьшению эффективной шумовой температуры приемной антенны. Изыскиваются возможности, чтобы они были как можно меньше по сравнению с шумовой температурой приемного устройства. 7 Зак. 936 97
3.2. Антенны для приема на сверхдлинных, длинных и средних волнах Антенны для приема на сверхдлинных, длинных и средних волнах имеют свои особенности, зависящие от распространения радиоволн этих диапазонов. На этих волнах широко используются открытые, замкнутые антенны, а также антенны бегущей волны. Открытыми антеннами являются несимметричные вертикальные заземленные вибраторы, антенны «наклонный луч», Г-образные и Т-образные антенны, которые по существу являются разновидностью вертикальных вибраторов с горизонтальной частью. Замкнутыми антеннами являются рамки различных, типов и конструкций. Рамочные антенны эффективно используются как приемные направленные антенны не только на длинных, но и на коротких и ультракоротких волнах. В свое время они послужили основой зарождения техники радиопеленгации и до сих пор широко используются в некоторых типах радиопеленгаторов. Рамочные антенны на сверхдлинных и длинных волнах модели 599-600В и 599-603 фирмы «Тракор» (США) предназначаются для использования на приемниках поиска и слежения. Антенна модели 599-600В принимает сигналы в диапазоне частот 12—28 кГц при помощи шестиконтактного переключателя. Антенна модели 599-603 обеспечивает прием сигналов в диапазоне частот 10—99 кГц без переключения. Размеры первой рамки 167,6X167,6 см с числом витков 48, размеры второй рамки 106,7X137 см с числом витков 56. Вес каждой антенны 11,3 кг. Антенна бегущей волны (антенна Бевереджа) представляет собой длинный провод, растянутый горизонтально над поверхностью земли на высоте 2,5—4,5 м. 98 Рис. 3.4. Рамочная антенна
При этом один конец провода подключается к приемному устройству, а другой конец, направленный в сторону корреспондента, нагружается активным сопротивлением, равным волновому сопротивлению провода. Длина провода может быть от полуволны до нескольких длин волн. Антенна Бевереджа и рамочная антенна применяются с поисковым приемником LW 639 фирмы «Теле- функен» (ФРГ). Диапазон частот приемника 9,8— 570 кГц. На рис. 3.4 показана круглая трубчатая рамочная антенна фирмы «Уаткинс-Джонсон» для разведывательного приемника. 3.3. Антенны для дальнего приема на коротких волнах Коротковолновые приемные антенны, предназначенные для приема на дальние расстояния ионосферной волной, отличаются большим разнообразием типов и конструкций, а также уменьшенными размерами по сравнению с антеннами на сверхдлинных и длинных волнах. И тем не менее размеры коротковолновых антенн могут в несколько раз превышать длину волны принимаемых сигналов. Это обстоятельство позволяет конструировать коротковолновые антенны с высокими направленными свойствами. К коротковолновым приемным антеннам обычно предъявляют некоторые специальные требования. 1. Они должны быть по возможности широкодиапазонными, обеспечивая маневрирование рабочими частотами в течение суток. 2. Диаграммы направленности антенн должны иметь явно выраженное направление главного лепестка с минимальными значениями заднего и боковых лепестков. 3. Характеристики направленности антенн в вертикальной плоскости должны обеспечивать наиболее оптимальные условия приема при минимальном числе отражений радиоволн от ионосферы и земли. 4. В антеннах должны быть существенно ослаблены явления замирания сигнала, что достигается применением пространственно-разнесенных антенн. Для эффективной борьбы с замиранием применяют антенны с управляемой узкой диаграммой направлен- 7* 99
ности в вертикальной плоскости. Ориентируя такую антенну на наиболее устойчивый луч, можно существенно уменьшать интерференцию сигнала, обусловленную приемом других лучей. При этом учитывается, что угол наклона фронта волны в вертикальной плоскости в зависимости от дальности приема, изменений состояния ионосферы может колебаться в больших пределах (при дальности приема 200—1500 км — от 17 до 70°; при дальности приема 1500—3000 км — от 2 до 20°; при дальности приема 3000—5000 км — от 2 до 18°; при дальности приема 5000—10 000 км — от 2 до 12°). Поэтому ширина диаграммы направленности приемных антенн- выбирается не менее 8—10° в вертикальной плоскости и не менее 4—6° в горизонтальной плоскости. Для приема на дальних расстояниях пользуются горизонтальными антеннами, так как они обеспечивают более благоприятные условия для приема полезного сигнала по сравнению с вертикальными антеннами, что объясняется следующими причинами: — горизонтально поляризованные волны при отражении их от полупроводящей почвы поглощаются меньше, чем вертикально поляризованные; — электромагнитные поля, созданные источниками промышленных помех, имеют в основном вертикальную поляризацию и поэтому в горизонтальных антеннах наводят меньшие помехи. На коротких волнах используют в основном следующие антенны: ■— горизонтальные симметричные вибраторы; — вертикальные симметричные и несимметричные вибраторы; — ромбические антенны; — антенны бегущей волны с элементами связи. Горизонтальный симметричный вибратор является одной из наиболее простых и распространенных коротковолновых антенн, используемых в узком участке диапазона частот. Однако с увеличением диаметра плеч вибратора, состоящего из группы параллельных проводов, размещенных по образующим цилиндра, происходит увеличение его распределенной емкости, снижение волнового сопротивления и соответственно расширение рабочего диапа- 100
зона частот. Вследствие этого горизонтальный симметричный вибратор становится широкодиапазонным. Вертикальные симметричные и несимметричные вибраторы в различных вариантах находят применение не только как приемные антенны, они широко используются и в технике радиопеленгации. Созданы многочисленные типы и конструкции приемных вертикальных вибраторов. Так, например, всеволновая приемная антенна А-162 фирмы «Телефункен» используется в подвижных и стационарных приемных центрах, в том числе поискового и слежечного назначения. Антенна обеспечивает прием сигналов в диапазоне частот 10—1800 кГц и 1,6—30 МГц. Она представляет собой вертикальный заземленный вибратор телескопической конструкции высотой 8,8 м. Антенна разделена на три секции, соединяемые настроенными контурами для устранения резких колебаний входного сопротивления при переходе с волны на волну. Антенна имеет круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости и косинусоидальную в вертикальной плоскости. Вес антенны 50 кг. Ромбическая антенна бывает с двусторонней и односторонней диаграммой направленности. В большинстве случаев создаются и эксплуатируются ромбические антенны с односторонней диаграммой направленности (рис. 3.5). Такая антенна имеет два острых («i и аг), два тупых (pt и р2) угла раскрыва и четыре горизонтальные стороны, образующие ромб. Два конца проводов антенны у острого угла oci подключаются к фидерной линии с волновым сопротивлением, равным волновому сопротивлению самой антенны. Другие два конца проводов у острого угла аг подключаются к нагрузочному резистору /?а Для создания в антенне режима бегущей волны. Величина резистора RA должна соответствовать волновому сопротивлению антенны. Режим работы бегущей волны позволяет сохранять в широком диапазоне волн направленные свойства антенны и согласование элементов антенно-фидерной системы. Ромбическая антенна обладает выраженными направленными свойствами как в горизонтальной, так и вертикальной плоскости. При сооружении ромбических антенн соблюдаются определенные соотношения между величинами углов а и р\ длиной стороны ромба / и вы- 101
сотой ее подвеса Н с тем, чтобы обеспечить оптимальную диаграмму направленности и наибольший коэффициент усиления в заданном диапазоне рабочих волн. В зависимости от протяженности трассы и условий распространения радиоволн определяют углы прихода Рис. 3.5. Ромбическая антенна радиоволн в вертикальной плоскости и выбирают размеры и высоту подвеса антенны. Так, например, при дальности радиолинии 1500—2000 км ромбическая антенна имеет следующие ориентировочные данные: длину стороны / = 4 Ко, высоту подвеса Н = \о, где Ко— оптимальная волна диапазона; острые углы раскрыва «1 = 02 = 50°, тупые углы раскрыва Pi = P2=130°. Основными достоинствами ромбических антенн являются: — широкий диапазон волн (коэффициент перекрытия от Хмии = (0,6-ь 0,8) Ко до Хмакс = (1.5 -*- 2,0) Ко); 102
дальнейшее расширение диапазона волн нецелесообразно, так как происходит значительное уменьшение коэффициента усиления и ухудшения других характеристик направленности; — высокая направленность, что существенно позволяет повысить уровень принимаемых сигналов по отношению к помехам; — простота конструкции и невысокая стоимость — ромбические антенны подвешивают всего на четырех деревянных опорах-мачтах; ■— удобство эксплуатации. К недостаткам ромбических антенн относятся: — относительно большая величина боковых и задних лепестков; — большая площадь, занимаемая антенно-фидерной системой. Антенна бегущей волны с элементами связи широко применяется в коротковолновом диапазоне волн для приема. Основными достоинствами антенны являются ее высокие направленные свойства и широкий диапазон перекрываемых волн. Антенна, подвешиваемая горизонтально над поверхностью земли, состоит из двухпроводной линии, к началу которой присоединяется приемник, а к концу — резистор RA, сопротивление которого равно волновому сопротивлению линии. К двухпроводной линии подключаются через элемент связи (обычно это резистор) симметричные вибраторы, расположенные по обе стороны двухпроводной линии на одинаковом расстоянии друг от друга (рис. 3.6). Двухпроводная линия, работая в режиме бегущей волны, не участвует в приеме электромагнитных волн. В качестве фидера она выполняет собирательную функцию и поэтому называется собирательной линией. В каждом симметричном вибраторе электромагнитное поле принимаемой радиостанции наводит ЭДС, которая с соответствующей фазовой скоростью по собирательной линии подводится к приемному устройству. Амплитуда суммарной ЭДС на входе приемника зависит от количества симметричных вибраторов антенны. Антенна бегущей волны имеет высокую одностороннюю направленность в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Главный лепесток диаграммы направлен- 103
ности проходит вдоль собирательной линии в сторону нагрузочного резистора RA- Боковые лепестки диаграммы направленности у антенны бегущей волны гораздо меньше, чем у ромбических антенн. В антеннах бегущей волны коэффициент перекрытия по диапазону волн достигает 2,5—3. Приемное устройство Рис. 3.6. Антенна бегущей волны с элементами связи Оптимальная длина антенны бегущей волны равна четырех- пятикратному значению средней рабочей волны. С целью дальнейшего сужения диаграммы направленности, существенного повышения КНД и КУ и подавления боковых лепестков применяют двойные антенны бегущей волны, состоящие из двух параллельно включенных полотен с расстоянием между ними около 25 м. 3.4. УКВ антенны Антенные устройства на метровых, дециметровых и сантиметровых волнах за рубежом постоянно совершенствуются. Создаются более совершенные типы антенн, например, фазированные решетки с электронным управлением параметрами антенны. По мере освоения миллиметрового и микрометрового диапазона волн разрабатываются и внедряются новые антенны с весьма узкой диаграммой направленности. 104
Ниже вкратце рассматриваются следующие приемные антенны на УКВ, используемые в той или иной степени в радиоэлектронной разведке капиталистических стран. Вибраторные антенны. Эти антенны бывают симметричными (горизонтальные и вертикальные вибраторы), а также несимметричными (штыревые антенны). Вибраторные антенны просты по конструкции. Симметричные вибраторы — это один из основных типов пеленгаторных антенн. Простые вибраторные антенны могут иметь разную конфигурацию, позволяющую расширить их диапазон и повысить механическую прочность. Вибраторы бывают цилиндрические, трубчатые, конусные, дискоконусные и пр. Антенна типа «волновой канал», или директорная антенна. Эта антенна применяется в диапазоне метровых н дециметровых волн. Она состоит из одного активного вибратора, подключенного к приемнику, и нескольких пассивных вибраторов, один из которых работает в режиме рефлектора, а остальные в режиме так называемых директоров. Все вибраторы антенны «волновой канал» находятся в одной плоскости с параллельными осями. При этом вибратор, работающий в режиме рефлектора, расположен позади активного вибратора, а пассивные вибраторы, действующие в режиме директоров, впереди активного вибратора (рис. 3.7). Рефлектор расположен на расстоянии 0,2 X от активного вибратора, а директоры — на расстоянии около четверти длины волны. Рефлектор, действуя как вторичный излучатель с соответствующим сдвигом фаз, усиливает токи в направлении активного вибратора и ослабляет поле в противоположном направлении. Первый директор усиливает поле в направлении второго директора, второй — в направлении третьего и так до послед- пего по мере движения поля вдоль осп антенны. Следует отметить, что от числа пассивных вибраторов, а также от их расстояния до активного вибратора существенным образом зависят величина входного сопротивления и диаграмма направленности антенны. Чем больше пассивных вибраторов, тем лучше направленные свойства антенны. Основными достоинствами антенны «волновой канал» являются; 105
— высокий коэффициент усиления; — достаточно простая конструкция; — небольшие габариты, малая парусность. К недостаткам антенны следует отнести ее узкодиа- пазонность, а также сложность настройки. Директоры Стершнь Активный вибратор Рефлектор Л приемнику Рис. 3.7. Антенна «волновой канал» Ниже приводятся краткие сведения о директорных антеннах двух типов. Директорная антенна УДМ-4 фирмы «Аллгон» (Швеция) состоит из вибраторного рефлектора, активного петлевого вибратора и двух вибраторных директоров. Коэффициент усиления относительно полуволнового вибратора 7 дБ. Рабочие частоты от 40 МГц и выше. Поляризация горизонтальная. Входное сопротивление 50 Ом. Ширина диаграммы направленности 50°. Симметрирующее устройство встроено в антенну. Антенна типа «волновой канал» НА125/16 фирмы «Роде и Шварц» (ФРГ) состоит из восьми элементов и обеспечивает с помощью семи модификаций прием сигналов в диапазоне 174—223 МГц по 7 МГц для каждой модификации. Входное сопротивление 60 Ом, коэффициент усиления 7, поляризация горизонтальная или вертикальная. Вес около 12 кг. Логарифмически-периодические (логопериодические) антенны. Эти широкодиапазонные антенны находят на- 106
ибольшее применение в радиоэлектронной разведке. Они успешно используются на коротких и ультракоротких волнах. Параметры логопериодическои антенны не зависят от частоты и поэтому ее называют иногда частотно-независимой или всеволновой антенной. Электрические свойства логопериодическои антенны повторяются и изменяются по периодическому закону как функция логарифма частоты, причем изменение характеристик антенны в пределах каждого периода незначительно. Антенна состоит из большого числа симметричных вибраторов, расположенных в одной плоскости, которые соединяются параллельно с помощью перекрестной двухпроводной линии (рис. 3.8, а). Длина каждого симметричного вибратора и разнос между ними постепенно увеличиваются к концу антенны. Длина самого короткого вибратора составляет к/3 по отношению к самой короткой волне антенны, а длина самого длинного вибратора равна Я/2 по отношению к максимальной длине волны антенны. Резонансным является тот вибратор, который на данной частоте имеет длину волны, равную Я/2. Вибраторы активной зоны с соответствующими амплитудно-фазовыми соотношениями токов в них формируют диаграмму направленности логопериодическои антенны. Форма диаграммы направленности зависит от числа вибраторов. При переходе с волны на волну активная излучающая зона антенны перемещается вдоль соединительной линии с сохранением пропорции, т. е. постоянства отношений всех геометрических размеров антенны к длине рабочей волны. В результате входное сопротивление и диаграмма направленности антенны практически остаются постоянными в очень широком диапазоне волн. При этом более длинные вибраторы (по отношению к действующим на данной резонансной волне вибраторам) выполняют функцию рефлекторов, а более короткие вибраторы — директоров. Логопериодическая антенна имеет однонаправленную характеристику. Коэффициент перекрытия антенны по частоте может доходить до 10—20. Ширина диаграммы направленности антенны достаточно велика и составляет 50—60° по половинной мощности. От плотности размещения вибраторов и от угла а, который образуется пересечением линий, соединяющих концы вибраторов, зави- 107
Направление приема N А приемнику а К приемнику Рис. 3.8. Схематическое изображение логарифмическо-перио- дических антенн: а — одноплоскостная; 6 — двухплоскостная 108
сит коэффициент усиления антенны. При заданной плотности размещения вибраторов чем меньше угол а, тем больше коэффициент усиления. Вибраторы логопериоди- ческой антенны изготовляются из проволоки или легких а * ■ ' ■;•;: •' ■ 0 Рис. 3.9. Логопериодическая (а) и параболическая рефлекторная (б) антенны, используемые в радиоэлектронной разведке металлических трубок, однако большее применение находят штампованные конструкции из сплошного металлического листа с вибраторами зубчатой, трапецеидальной или другой формы. Логопериодические антенны, расположенные в одной плоскости, называются плоскостными. На практике применяются пространственные логопериодические антенны, которые состоят из двух плоскостных антенн, размещенных под некоторым углом у Друг от друга (рис. 3.8,6). При увеличении угла у повышается коэффициент усиления, но антенна в этом случае становится громоздкой. На рис. 3.9 приведены фото логопериодических и параболических рефлекторных антенн, используемых в радиоэлектронной разведке. Рассмотрим вкратце три конкретных образца логопериодических антенн, используемых для радиоприема в различных участках диапазона частот. Логопериодическая антенна CLP-30/HM фирмы «Коб- ро и Скруттон» (Англия) предназначается для приема радиосигналов в диапазоне коротких волн на расстоянии 800—3500 км. Входное сопротивление антенны 300 Ом. 109
Ширина диаграммы направленности по уровню половинной мощности составляет в горизонтальной плоскости 60°, в вертикальной плоскости 35°. Уровень ослабления заднего и боковых лепестков не менее 14 дБ, Приемная логопериодическая антенная система PD23K/40-400 фирмы «Аллгон» (Швеция) предназначается для радиоприемной станции поиска и предупреждения. Рабочий диапазон частот 40—400 МГц. Антенная система состоит из двух питаемых раздельно логопе- риодических антенн: одной с горизонтальной поляризацией и другой с вертикальной поляризацией. Электрическая развязка между ними составляет 60—70 дБ. Коэффициент усиления относительно полуволнового вибратора 6 дБ. Входное сопротивление 50 Ом. Антенная система смонтирована на поворотном устройстве кругового вращения со шкалой. Логопериодические антенны 213, 240 и 2145 фирмы «Электронике Спешиэлити» (США) предназначаются для работы в диапазонах частот 125—400, 250—1000 и 1000—1200 МГц. Антенны могут работать как при вертикальной, так и при горизонтальной поляризации радиоволн. Коэффициент усиления антенн 9—10 дБ. Антенны весят 9,18 и 0,5 кг соответственно. Параболическая рефлекторная (зеркальная) антенна наряду с радиолокацией и космической связью широко используется в радиотехнической разведке на сантиметровых и дециметровых волнах. Отличительными особенностями параболических рефлекторных антенн являются их узкая диаграмма направленности и высокий коэффициент усиления. Параболическая рефлекторная антенна состоит из зеркального металлического отражателя в виде параболоида вращения и облучателя энергии электромагнитных волн. В качестве параболических зеркал-отражателей применяются: — параболоид вращения; — параболический цилиндр; — усеченный параболоид вращения; — параболоид, ограниченный эллипсоидальным контуром. Параболоид вращения обеспечивает очень узкую (игольчатую) диаграмму направленности в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Диаграмма направ- 110
ленности параболического цилиндра зависит от числа облучающих элементов и определяется отношением /Д. его длины к длине волн. Усеченный параболоид вращения и параболоид, ограниченный эллипсоидальным контуром, позволяют формировать секторные и веерные диаграммы направленности с малым углом раствора в одной из плоскостей. Для возбуждения параболических зеркал применяются различные типы облучателей, например рупорный или вибраторный. Вибраторы-облучатели с волноводным питанием используются в сантиметровом диапазоне волн. На этих Рис. 3.10. Параболическая антенна, используемая в системе наземного слежения за ИСЗ ш
волнах также широко применяются волноводные рупорные или щелевые облучатели. Широкодиапазонность параболической антенны определяется выбором того или иного облучателя и зависит от пределов согласования его входного сопротивления с фидерной линией. спираль л приемнику Рис. 3.11. Схематическое изображение цилиндрической спиральной антенны На рис. 3.10 показана большая стационарная антенна параболического типа наземного слежения за искусственными спутниками Земли. Спиральная антенна довольно широко применяется на дециметровых и сантиметровых волнах, в частности с разведывательной приемной аппаратурой. Отличительной особенностью спиральной антенны является то, что она излучает и принимает электромагнитные волны с круговой поляризацией. Антенна представляет собой свернутый в спираль провод, начало которого соединяется с внутренним проводом коаксиального кабеля, а конец находится в свободном состоянии. Внешняя оболочка коаксиального кабеля присоединяется к металлическому диску, который служит рефлектором (рис. 3.11). Спиральные антенны конструктивно выполняются цилиндрической, конической и плоской формы. В цилиндрических спиральных антеннах весьма важное значение имеют такие геометрические данные, как осевая длина, радиус, расстояние между витками, длина одного витка и угол подъема. Эти размеры и обуславливают основные электрические параметры антенны. 112
В спиральных антеннах максимальное излучение воли происходит вдоль оси. Ширина диаграммы направленности этих антенн находится в пределах 20—90° по половинной мощности. Спиральная самолетная антенна МА-104 фирмы «Равен Електроникс» (США) предназначается для работы в диапазоне частот 2—11 ГГц. Входное сопротивление 50 Ом. Усиление в диапазоне 4,9—5,1 ГГц 7 дБ. Ширина диаграммы направленности в диапазоне 2—3 ГГц 60— 90°, в диапазоне 3—11 ГГц 40—90°. Ослабление боковых лепестков диаграммы направленности в диапазоне 2—3 ГГц не менее 10 дБ, в диапазоне 3—11 ГГц не менее 18 дБ. Размеры: диаметр корпуса 61 мм, максимальная высота 59 мм, вес 213 г. Рупорная антенна используется в основном на сантиметровых и дециметровых волнах. Она состоит из волноводного отрезка, размеры которого плавно увеличиваются по поперечному сечению и приобретают форму рупора. Рупорная антенна входит в группу поверхностных антенн, в которых концентрация электромагнитных волн в определенных направлениях достигается поверхностью самой антенны. Имеется несколько типов рупорных антенн: секторные, пирамидальные, конические (рис. 3.12). Секторные рупоры бывают двух видов: Е-плоскост- ные секторные рупоры, которые расширены в плоскости электрического вектора Е, и Я-плоскостные секторные рупоры с расширением волновода в плоскости магнитного вектора Я. Пирамидальный рупор имеет расширение одновременно в плоскостях векторов Е и Я, а конический рупор образуется расширением кругового волновода. Секторные рупоры суживают диаграмму направленности лишь в плоскости расширения волновода, а пирамидальные — в плоскостях электрического и магнитного векторов одновременно. Рупорные антенны широкодиапазонные, коэффициент перекрытия по частоте может доходить до двух. Пирамидальные рупоры эффективно используются в качестве облучателей или элементов зеркальных и линзовых антенн. Рупорные антенны отличаются простотой конструкции. Фазированные антенные решетки на УКВ являются одним из новых и перспективных типов антенн, нашед- 8 Зак. 936 ИЗ
ших широкое применение во многих областях радиоэлектроники. В США и других странах антенные решетки разрабатываются, в частности, для наземных РЛС обнаружения, сопровождения и слежения, в интересах воздушной, морской, космической радиолокации и радиоэлектронной борьбы (разведки и противодействия). Рис. 3.12. Рупорные антенны: а — Е-плоскостные секторные; б — Н-плоскостные секторные; в — пирамидальные; г — конические Основное достоинство фазированных антенных решеток — электронное управление параметрами антенны. В антенной решетке возможно за доли микросекунды перемещать луч в пространстве из одного крайнего направления в другое, меняя одновременно и форму луча. Эти свойства позволяют одной фазированной антенной решеткой решать одновременно многие задачи. Так, например, самолетная фазированная антенная решетка при наличии соответствующего радиооборудования на борту самолета позволяет: — вести разведку (поиск, обнаружение и пеленгование) за несколькими источниками радиоизлучения противника; — осуществить радиолокационное наблюдение за 114
земной поверхностью и слежение за рельефом местности; — вести самолет по наземным маякам и выполнить другие навигационные функции. В отличие от существующих" антенн самолетных РЛС фазированная антенная решетка устанавливается на самолете неподвижно и может быть встроена в фюзеляж и крылья самолета. Возможность монтажа фазированной антенны на плоских, конических и цилиндрических поверхностях носителя создает большие эксплуатационные преимущества и позволяет освободить значительное место в самолете для установки других боевых средств. Возможность электронного изменения направления луча в пространстве, многофункциональность решаемых задач, неподвижность установки на носителе с сохранением стабильности электрических параметров делают фазированные антенные решетки весьма перспективными не только для установки их на самолетах, но и на космических кораблях и морских судах. Такая антенна может состоять из большой группы полуволновых вибраторов, образующих плоскую решетку. В решетке расстояния di между соседними вибраторами в каждом ряду и между рядами вибраторов d2 равны половине волны. На рис. 3.13 представлено схематическое изображение части фазированной антенной решетки. В центре каждого вибратора размещается фазовращатель, который управляет фазой принимаемых радиоволн. В качестве фидера используется коаксиальный кабель, соединяющий вибраторы с приемником через фазовращатели. С помощью соответствующих проводов фазовращатели питаются энергией для электронного управления фазой вибраторов. Когда все вибраторы действуют синфазно, т. е. наводятся одинаковые по фазе ЭДС в каждом вибраторе, антенный луч будет максимальным в направлении перпендикулярной плоскости антенны. Но если в смежных вибраторах (в каждом ряду и между рядами) наводятся ЭДС со сдвигами фаз таким образом, чтобы в первом вибраторе фаза тока равна 0, во втором 2 ср, в третьем 3 <р и т. д., то тогда луч отклонится от перпендикуляра к плоскости антенны па некоторый угол, зависимый от суммарного угла ср. 8* 115
Из изложенного вытекает, что изменением сдвига фаз между токами соседних вибраторов каждого ряда и между рядами можно управлять направлением луча и принимать энергию электромагнитного поля с заданных направлений. Так, например, фазированная антенная решетка, разработанная одной американской фирмой для возможного использования в аппаратуре радиоэлектронной разведки, состоит из 36 элементов и с/, 'А/2 Рис. 3.13. Схематическое изображение части фазированной антенной решетки обеспечивает электронное сканирование луча в пределах 140°. Увеличивая число вибраторов, можно существенно улучшить характеристику направленности фазированной антенной решетки и получить узкий луч. Так, например, для получения луча шириной 2° в продольном и поперечном направлениях нужно 60 вибраторов в одном ряду и 60 рядов вибраторов, т. е. всего 3600 вибраторов. Очевидно, что вручную невозможно управлять фазами токов столь большого числа вибраторов. 116
Наряду с большими преимуществами фазированных антенных решеток по сравнению с существующими антеннами следует указать следующие их недостатки: — сложность конструкции антенны; — необходимость разработки новых элементов; — низкий КПД из-за потерь энергии в фазовращателях; — высокая стоимость антенной системы [16, 46, 57]. 3.5. Фидерные линии Фидерные линии являются неотъемлемой частью любой антенны. Они соединяют антенну с передатчиком (приемником) и служат для передачи энергии высокой частоты от передающего устройства в антенну или от антенны к приемному устройству. Фидерные линии должны удовлетворять следующим требованиям: — передавать энергию вдоль линии с наименьшими потерями; — не должны излучать или принимать электромагнитные волны и тем самым не должны стать причиной появления антенного эффекта, искажающего характеристику направленности антенны; — затухания, вносимые фидером, не должны превышать допустимую или установленную величину; — обеспечивать достаточную стабильность и идентичность электрических параметров фидера при изменении климатических условий и при наличии вибраций; — удовлетворять заданным требованиям (размеры, прочность и т. д.). В качестве фидерных линий используют коаксиальные или двухпроводные симметричные кабели разных типов и конструкций, а на более коротких волнах — волноводы. Фидерная линия характеризуется чисто активным волновым сопротивлением. Волновые сопротивления фидеров составляют обычно 50, 75, 200 Ом и более. Если к фидерной линии в качестве нагрузки подключить приемник с активным входным сопротивлением, равным волновому сопротивлению кабеля, то в линии установится режим бегущей волны. В этом случае в фидере 117
действует только прямая (падающая) волна, обратная (отраженная) волна отсутствует. При режиме бегущей волны энергия прямой волны полностью поглощается нагрузкой. Когда сопротивление нагрузки не равно волновому сопротивлению кабеля, режим бегущей волны в фидере нарушается и часть энергии, поступающей к нагрузке, отражается от нее и распространяется в обратном направлении. Одновременное присутствие прямой и обратной волн в фидере создает вдоль кабеля участки с максимальным значением напряжения (пучность) и с минимальным значением напряжения (узел), которые последовательно чередуются между собой. Наличие напряжения неподвижных узлов и пучностей в кабеле свидетельствует о том, что в нем кроме бегущей волны имеются также стоячие волны. В итоге полезная мощность, потребляемая входом приемника, уменьшается, а потери в фидерной линии возрастают. Критерием оценки степени согласования сопротивления кабеля с нагрузкой приемника служит коэффициент бегущей волны (КБВ). КБВ количественно выражает отношение напряжения в узле Umm к напряжению в пучности L/MaKC, т. е. КБВ характеризует режим бегущей волны в фидере. Иногда используют обратную величину КБВ — коэффициент стоячей волны (КСВ). Эффективность действия фидерной линии и соответственно потери в ней характеризует коэффициент полезного действия т _ Р* т<фл — — . где Рк — мощность на конце линии; Р„ — мощность в начале линии. КПД фидера имеет максимальное значение, когда входное активное сопротивление приемника равно волновому сопротивлению фидера, т. е. когда имеет место режим бегущей волны. При возникновении стоячих волн в кабеле и при рассогласовании волнового сопротивления фидера с входным сопротивлением приемника КПД фидера умень- 118
шается. В этом случае значительная часть энергии бесполезно теряется в фидере. Следует указать, что в сантиметровом и миллиметровом диапазонах волн наряду с коаксиальным кабелем широко используются в качестве фидера волноводы из металлических труб разной конфигурации. Волноводные фидеры выгодно отличаются малыми потерями энергии по сравнению с фидерами из коаксиального кабеля.
Глава IV АППАРАТУРА ПОИСКА, ПЕРЕХВАТА И АНАЛИЗА РАДИОСИГНАЛОВ В радиоэлектронной разведке империалистических держав используется радиоэлектронная аппаратура различных типов, предназначенная для поиска, распознавания, перехвата и анализа (обработки) разведываемых сигналов и сообщений. Основными видами указанной аппаратуры являются: — радиоприемники; — устройства панорамного обзора; — анализаторы спектра частот; — выходные устройства для выделения сигналов различных видов радиопередач; — устройства регистрации и документации добываемой информации; — устройства обработки перехваченных сигналов, в том числе рассекречивание зашифрованных радиопередач, и другие устройства. Эта аппаратура отличается большим разнообразием схемных н конструктивных решении. Используя в различных сочетаниях технические средства поиска, перехвата и анализа радиосигналов, разведывательные службы капиталистических стран решают свою основную задачу—получение информации о противнике, используя его же электронные средства. По мнению американских авторов [1, 22], именно анализ и обработка принимаемых радиосигналов вносят ве- 120
сомый вклад в систему стратегической и тактической раз- зедки, позволяют организовать радиоэлектронную борьбу. 4.1. Основные характеристики разведывательных радиоприемных устройств Радиоприемные устройства, используемые в радиоэлектронной разведке капиталистических стран, характеризуют в основном следующие показатели и параметры: — целевое назначение; — схемное решение; — диапазон принимаемых частот; ■— чувствительность; * — избирательность; — точность установки частоты и стабильность настройки; •— качество воспроизведения; — выходные параметры; — оперативность управления; — эксплуатационная надежность; — электропитание; — транспортабельность. Целевое назначение разведывательного приемника в значительной степени предопределяет его возможности. Приемники могут предназначаться для разведки на земле, на море, в воздухе и в космосе, в интересах радиоразведки, радиотехнической разведки, радиоэлектронной борьбы. В зависимости от этого к ним предъявляют различные требования по таким характеристикам, как диапазон принимаемых частот, чувствительность и избирательность, входной динамический диапазон, точность установки частоты, способ модуляции принимаемых сигналов (амплитудная, частотная, однополосная, импульсная), род работы (телефонная, телеграфная, фототелеграфная и др.). Схемное решение приемника обусловливает сложность устройства и во многом определяет характер его использования. В зависимости от принципиальной схемы разведывательные приемники могут быть прямого усиления, супергетеродинные, регенеративные и сверхрегенератив- 121
ные. Судя по данным зарубежной печати, в радиоэлектронной разведке США широко используются приемники прямого усиления и супергетеродинные, в то время как в других капиталистических странах применяются в основном супергетеродинные приемники. Диапазон частот разведывательных приемников в этих странах выбирается таким образом, чтобы полностью охватить все участки огромного спектра радиочастот, используемых для радиосвязи, радиолокации, радиоуправления, радионавигации и "т. д. Более того, для обнаружения и распознавания новых источников излучения электромагнитных волн создаются разведывательные приемники в ранее не используемых участках диапазона частот. Приемники для поиска и перехвата, как правило, создаются в широком и непрерывном диапазонах частот. Как указывают иностранные авторы, широкодиапа- зонность разведывательных приемников дает большие оперативные и эксплуатационные преимущества, позволяет вести разведку интересующих радиосигналов с достаточной вероятностью их обнаружения при минимальном числе радиоприемных устройств. Чувствительность является одним из самых важных показателей радиоприемных устройств, в особенности разведывательных приемников поиска и перехвата. Чувствительность приемника характеризует его способность принимать самые слабые сигналы, поступающие в антенну, и воспроизвести их соответствующим образом на выходе. Количественно чувствительность приемника определяется наименьшим значением ЭДС или наименьшей мощностью принимаемого сигнала в антенне, при котором на выходе приемника уровень сигнала и отношение сигнал/шум достигают необходимых величин, обеспечивающих нормальную работу оконечных устройств. Чем меньше требуемое значение ЭДС или мощности принимаемого сигнала на входе приемника, тем выше его чувствительность. В диапазонах дециметровых и более коротких волн чувствительность измеряют в ваттах или в относительных единицах — децибеллах (по отношению к уровню в 1 мВт); на метровых и более длинных волнах — в микровольтах. Чувствительность современных профессиональных зарубежных супергетеродинных приемников 122
дециметровых и сантиметровых волн находится в пределах 10~10—10^14 Вт; для приемников метровых и более длинных волн — в пределах 0,5—50 мкВ. На СВЧ предел повышению чувствительности кладут внутренние шумы приемника. Поскольку они добавляются к шумам, поступающим от источника сигнала, то отношение сигнал/шум на выходе приемника будет меньше, чем на его входе. Величину, показывающую, во сколько раз отношение мощностей сигнала Рс и шума Рш на входе приемника (либо какого-нибудь каскада) больше такого же отношения на его выходе, называют коэффициентом шума Д .(Яс/PinW ' Коэффициент шума измеряют также в децибелах N=W\gN[pJo]. В идеальном случае («нешумящий» каскад) коэффициент шума равен единице. Коэффициент шума определяется в основном шумами первых каскадов приемника (поскольку эти шумы усиливаются всеми последующими усилительными каскадами). Для уменьшения общего коэффициента шума и соответствующего повышения чувствительности приемника его входные каскады (УВЧ) делают малошумя- щпми. Это достигается путем использования в них электронных и полупроводниковых приборов с малым уровнем собственных шумов (лампы бегущей волны, параметрические усилители). Предельная чувствительность приемника количественно может быть определена минимальной мощностью (Лц>. мин) или ЭДС (ЯПр. мин) сигнала в антенне при оптимальном согласовании антенны с приемным устройством: £пг. *ип -=0,125 VNRa Л[ [мкВ], где Яд — сопротивление излучения антенны, Ом; А/ — полоса пропускания приемника, МГц. Избирательность является одним из важнейших параметров радиоприемника, и особенно разведыватель- 123
ного. Она характеризует способность приемника выделить полезный сигнал из всех других сигналов, поступающих в приемную антенну одновременно с полезным сигналом и отличающихся от него по своим несущим частотам. Избирательность приемника по соседним радиоканалам, а также по зеркальному радиоканалу обеспечивается резонансными свойствами колебательных контуров приемника по высокой и промежуточной частотам. Частотные свойства высокочастотного тракта определяются его амплитудно-частотной характеристикой, которая обусловливает зависимость коэффициента усиления этого тракта от частоты расстройки. Область частот, одновременно пропускаемых приемником, называют его полосой пропускания. В пределах полосы пропускания имеет место некоторое ослабление сигнала, но оно не ниже заданного уровня. Границы полосы пропускания приемника обычно определяют на уровне 0,7 по напряжению, что соответствует уровню половинной мощности. Полоса пропускания должна быть достаточно широкая для неискаженного воспроизведения принимаемых сигналов и обеспечивать наивысшее возможное отношение сигнала к шуму на выходе приемника. Однако для улучшения избирательности приемника полосу пропускания стремятся сузить. Ширина полосы пропускания А[Пр приемника для приема импульсных сигналов обратно пропорциональна длительности импульса и в зависимости от назначения приемника (прием сигналов РЛС, станции импульсной связи) может находиться в пределах: где х— длительность импульса, мкс. Расширяя полосу пропускания приемника, можно свести к минимуму частотные искажения сигнала, но при этом ухудшается избирательность, и наоборот. На практике противоречивые требования по избирательности и полосе пропускания приемника решаются компромиссно в зависимости от заданных требований. Высокая избирательность и достаточно широкая полоса пропускания достигаются путем применения ббльше- 124
го числа колебательных контуров и использования в УПЧ полосовых фильтров. Прямоугольная форма резонансной кривой приемника является идеальной и характеризует его предельную избирательность (рис. 4.1, а — заштрихованная часть). В этом случае все частотные составляющие сигнала (в полосе пропускания приемника) принимаются без искажения, а прием сигналов, спектр которых не совпадает со спектром принимаемого сигнала, полностью исключается. Однако в действительности форма резонансной кривой приемников отличается от идеальной. Для оценки избирательных свойств приемника пользуются понятием коэффициента прямоугольности резонансной кривой. Коэффициент прямоугольности Кп определяется как отношение полосы пропускания Д/3 на заданном уровне (например, на уровне 0,1) к полосе пропускания приемника А/пр на уровне 0,7 (рис. 4.1, а): Чем меньше значение коэффициента прямоугольности, тем круче скаты резонансной кривой и тем лучше избирательность приемника. На рис. 4.1,6 приведены типовые кривые избирательности профессионального УКВ приемника 770R, показывающие в децибелах степень ослабления интенсивности сигналов по соседним частотным радиоканалам. Точность установки частоты является критерием качества настройки приемника по шкале на заданную рабочую (несущую) частоту сигнала. Она определяет суммарную допустимую погрешность градуировки и ухода частоты приемника при эксплуатации в условиях воздействия на него различных дестабилизирующих факторов (изменение питающих напряжений, климатических условий и пр.). Для достижения высокой точности установки частоты приемника на несущую частоту сигнала за рубежом принимают следующие меры: — включают в схему приемника кварцевую калибровку частоты настройки; — используют шкально-верньерные устройства с повышенной разрешающей способностью (оптические визиры, растянутые шкалы); 125
-f a -1 -гоокгц -ion кГц fo'b,ZMTu. 100 кГц 200 кГц *f Для приема амплитудно-модулиро- ванных сигналов Для приема узкополосных частотно- модулированных сигналов ————— Для приема широкополосны! частотно- модулированных сигналов Рис. 4.1. Кривые избирательности: а — идеальная прямоугольная (заштрихованная часть) и реальная форма; б — типовые кривые S'KB приемника 770R фирмы «Эддистон Радио» (Англия) 126
— применяют специальные устройства — синтезаторы, обеспечивающие исключительно высокую стабильность частоты гетеродина, равную 1 • 10~7—1 • 10~9. Для быстрого отсчета частоты сигнала встраивают в приемник электронно-цифровые счетные устройства, позволяющие в кратчайший срок измерить частоту и показать ее на табло в цифрах. Стабильность настройки приемника по частоте при изменении температуры окружающей среды в заданных пределах характеризуется температурным коэффициентом ухода частоты (ТКЧ). Соблюдение минимальных величин выбега частоты сигнала приемника от само- прогреЬа и при изменении питающих напряжений за сравнительно длительную работу позволяет обеспечивать бесподстроечный и беспоисковый прием радиосигналов на заданных частотах. Качество воспроизведения сигналов на выходе приемника характеризуется степенью искажения их от различных причин. Модулированные сигналы, подаваемые на вход приемника, проходят через каскады с линейным и нелинейным усилением и претерпевают те или иные искажения, в результате которых нарушается точное воспроизведение сигнала на выходе. В приемнике имеют место три вида искажения сигнала: частотные, фазовые и нелинейные. Частотные искажения происходят вследствие неравномерного усиления различных частотных составляющих сигнала в пределах полосы пропускания частот приемника. Фазовые искажения обусловлены нелинейностью фа- зочастотной характеристики приемного тракта. Они проявляются в том, что при прохождении через приемный тракт изменяются фазовые соотношения между различными частотными составляющими сигнала, что в конечном счете приводит к искажениям его формы. Нелинейные искажения в приемнике возникают вследствие нелинейности характеристик ламп и других электронных приборов, используемых в устройстве. Нелинейные искажения проявляются в нарушении гармонического закона модуляции входного сигнала в приемнике. В результате в выходном сигнале появляются высшие гармонические составляющие основной частоты, изменяется его спектральный состав. При слуховом 127
приеме нелинейные искажения проявляются в виде хрипа и дребезжания сигнала в телефоне или громкоговорителе. Выходные параметры предопределяют нагрузку радиоприемника на выходе и тем самым его функциональные возможности. Они определяют эффективность использования всего приемного устройства. В зависимости от оконечной аппаратуры, к которой подводится выходная мощность (телефон, громкоговоритель, буквопечатающий аппарат, магнитофон), задаются основные электрические параметры выходного каскада разведывательного приемника. Этими параметрами, в частности, являются: — номинальная отдаваемая мощность и ее динамический диапазон; — полоса пропускания по низкой частоте; — коэффициенты нелинейных и частотных искажений. В разведывательных приемниках предусматривают выходы по промежуточной частоте для включения различных выходных приборов-приставок, в том числе: — устройств панорамного обзора и анализатора спектра частот; — демодулирующих и выделяющих устройств для приема сигналов многоканальных и многократных передач с различными видами модуляции и манипуляции. Оперативность управления характеризует возможность приемника производить быструю настройку на нужную частоту. Оперативность управления является одним из важнейших требований, предъявляемых к разведывательному приемнику. Оперативное управление достигается удобством и простотой управления приемником, наличием минимального количества органов управления. В разведывательных приемниках наряду с ручной настройкой предусматривают автоматическую (электронную или механическую) настройку, что существенно сокращает время поиска интересующего сигнала. Более того, используя блоки памяти и программирования перехватываемых сигналов по частотному или амплитудному признаку, представляется возможным резко повысить оперативность управления и эффективность использования разведывательных приемников. 128
Эксплуатационная надежность характеризует безотказную работу приемника в заданных условиях в течение определенного периода времени при сохранении постоянства электрических параметров. Высокая эксплуатационная надежность имеет важное значение для разведывательных приемников, поскольку они должны быть в состоянии непрерывно работать в течение многих суток и месяцев при воздействии различных климатических факторов (перепады окружающей температуры, высокая влажность и др.)- Длительная безотказная работа приемника является критерием его высокого качества и надежности в работе. Чем больше время наработки приемника на один отказ, тем выше его эксплуатационная надежность. Электропитание разведывательного приемника обычно осуществляется от сети переменного тока, от химических или других автономных источников. В зависимости от условий и характера эксплуатации приемника отдается предпочтение тому или иному виду электропитания. Блок электропитания с выпрямителем, фильтром и стабилизатором напряжения в большинстве случаев входит в общую компоновку приемника. В миниатюрных и микроминиатюрных разведывательных приемниках к источникам электропитания предъявляются особые требования. Транспортабельность разведывательного приемника является одним из важных его показателей и характеризуется габаритами и весом устройств. В зависимости от конкретных условий эксплуатации разведывательные приемники имеют разную конструкцию, предопределяющую их транспортировку. Разведывательные приемники по своей конструкции могут быть наземными (стационарные, автомобильные, переносные), морскими, авиационными, космическими. Во всех случаях изыскиваются возможности для уменьшения габаритов и веса разведывательных приемников. 4.2. Разведывательные радиоприемные устройства Основным назначением разведывательных радиоприемных устройств является поиск, обнаружение и перехват нужных радиосигналов. 9 Зак. 936 129
Радиоэлектронной промышленностью капиталистических стран выпускаются профессиональные приемники широкого применения (радиосвязь, радиоконтроль, радиоразведка), а также специальные разведывательные радиоприемные устройства различного типа. Ниже рассматриваются наиболее характерные зарубежные радиоприемники прямого усиления, супергетеродинные приемники и приемники понорамного обзора и анализа сигналов, используемые в той или иной степени в радиоэлектронной разведке. Радиоприемники прямого усиления Радиоприемники прямого усиления интенсивно используются в США на сверхвысоких частотах в интересах радиоэлектронной разведки, и в частности в станциях радиотехнической разведки системы воздушного и морского электронного противодействия. В зависимости от особенностей эксплуатации используются в основном два типа приемников прямого усиления: — одноканальный широкополосный или настраиваемый приемник; — многоканальный приемник. Приемники прямого усиления отличаются простотой схемы и надежностью эксплуатации. Основным достоинством разведывательных приемников прямого усиления является их широкополосность, позволяющая одновременно принимать сигналы в широком диапазоне частот. Благодаря этому представляется возможным без искажений воспроизвести высокочастотные составляющие принимаемых сигналов (импульсов) и осуществлять спектральный анализ. Более того, широкополосность приемников прямого усиления позволяет обеспечить высокую вероятность обнаружения разведываемых сигналов. Отсутствие настраиваемых контуров позволяет мгновенно обнаруживать радиосигналы, поступающие на широкополосный вход приемника. Однако приемники прямого усиления до последнего времени имели низкую чувствительность и низкую разрешающую способность по частоте. Так, например, разведывательные приемники прямого усиления APR-9 на СВЧ, которые в свое время устанавливались на разве- 130
дывательных самолетах США для поиска и обнаружения сигналов радиолокационных станций и предупреждения об этом экипажа самолета, имели низкую чувствительность (50 дБ) и не позволяли непосредственно по шкале определить частоту принимаемого сигнала. Однако в последнее время положение коренным образом изменилось. В приемниках прямого усиления иностранные специалисты стали применять высокоизбирательные фильтры из железо-иттриевого граната, используемые в широкополосных цепях высокой частоты, и малошумящие лампы бегущей волны (ЛБВ) в качестве усилителей высокой частоты. Это позволило существенно повысить чувствительность и избирательность приемников прямого усиления на СВЧ и тем самым открыть им дорогу для широкого применения в радиоэлектронной разведке. Так, например, при модернизации американского радиоприемника APR-9 на его вход была поставлена ЛБВ и осуществлено электромеханическое сканирование частоты приема в пределах 1—10,5 ГГц. Это значительно расширило возможности приемника APR-9. Фильтры из железо-иттриевого граната обладают весьма важными характеристиками для приемников радиоэлектронной разведки. В этих фильтрах: — обеспечивается линейность перестройки и высокая добротность резонаторов в широком диапазоне частот; — поддерживается удовлетворительное постоянство ширины полосы фильтров в диапазоне частот от 100 МГц до 100 ГГц; — сохраняется температурная стабильность резонаторов и соответственно стабильность частоты в пределах ±0,1-0,2%. Фильтры из железо-иттриевого граната используются в приемниках прямого усиления в качестве преселекто- ра и постселектора с ЛБВ между ними. Такое сочетание фильтров и ЛБВ позволяет получать большой выигрыш по уменьшению внутренних шумов разведывательного приемника наряду с высокой избирательностью. В технической литературе США приводятся некоторые сведения о принципах работы фильтров из железо- иттриевого граната [15]. Диаметр кристалла в форме шара (сферы) выбирается таким образом, чтобы пере- 9* 131
крыть фильтром заданный диапазон частот. Кристалл с соответствующей ориентировкой помещается в постоянном магнитном поле, которое создается постоянным магнитом (на высоких частотах диапазона) и электромагнитами (на низких частотах). Под воздействием переменного магнитного поля принятого сигнала, силовые линии которого перпендикулярны силовым линиям постоянного магнитного поля, кристалл ' возбуждается. Изменение резонансной частоты фильтра достигается путем изменения силы тока в катушке, создающей переменное магнитное поле. Тем самым, изменяя магнитное поле вокруг кристалла, можно перестроить фильтр в пределах ±25% центральной частоты. Фильтры из железо-иттриевого граната изготавливаются и применяются как одно-, двух- и многозвенные. Наиболее часто используют фильтры, состоящие из 2—4 одинаковых звеньев. Фильтры изготавливаются с большой тщательностью при строгом сохранении однородности шаров. Форма шара выдерживается с точностью до 1 мкм. Лампы бегущей волны широко применяются в качестве усилителей высокой частоты разведывательных приемников в диапазоне дециметровых, сантиметровых и миллиметровых волн. Основными достоинствами ЛБВ являются низкий коэффициент шума (3—10 дБ) и высокий коэффициент усиления по мощности (20—40 дБ). ЛБВ является сложным электровакуумным прибором и предназначается для усиления колебаний сверхвысоких частот в сравнительно широкой полосе пропускания (с отклонением от центральной частоты на десятки процентов) без перестройки. Создавая более совершенные разведывательные приемники, специалисты США в последние годы значительно улучшили основные параметры ЛБВ: уменьшили коэф-' фициент шума, расширили полосу пропускания, увеличили коэффициент усиления и динамический диапазон, повысили выходную мощность. Созданы ЛБВ с коэффициентом шума 3—6 дБ (в зависимости от частоты) при низких уровнях мощности, разработаны и используются ЛБВ с полосой пропускания в две октавы — от 2 до 8 ГГц (при коэффициенте шума 6 дБ во всей полосе частот) и с максимальным изменением усиления ±3 дБ по диапазону [15]. 132
С применением фильтров из железо-иттриевого граната и ЛБВ приемники прямого усиления приблизились к супергетеродинным приемникам по чувствительности и избирательности. При этом они свободны от таких недостатков супергетеродинного приемника, как прием по зеркальному каналу и наличие «пораженных Индикатор Фипыпр Детектор Видео усилитель / Электронная настроила / Рис. 4.2. Структурная схема приемника прямого усиления с электронной настройкой точек» в рабочем диапазоне частот. Благодаря применению ЛБВ на входе широкополосного приемника прямого усиления был получен коэффициент усиления порядка 20—25 дБ. Фильтры из железо-иттриевого граната позволили получить перестройку по частоте в пределах 0,2—18 ГГц. При этом потери энергии в элементах настройки составляют 5—8 дБ. Использование фильтров из железо-иттриевого граната и новых ЛБВ привело к созданию в США однока- нального приемника прямого усиления на СВЧ с электронной перестройкой [13]. Такой приемник (рис. 4.2) обеспечивает автоматическую перестройку по частоте со скоростью 100 периодов в секунду, успешно сопрягается с анализатором спектра частот, имеет высокую чувствительность и избирательность и может точно фиксировать на экране ЭЛТ анализатора частоту принимаемого сигнала на всем диапазоне перестройки. В воздушной радиоэлектронной разведке США широко применяются многоканальные приемники прямого усиления на СВЧ, состоящие из одноканальных приемников прямого усиления, каждый из которых работает на узком участке диапазона частот (рис. 4.3). В зави- 133
симостн от сложности схемы они предназначаются для грубого или точного определения частоты принимаемого сигнала и анализа его амплитудно-временных характеристик. Многоканальные приемники прямого усиления создаются с использованием избирательных фильтров на железо-иттриевом гранате, микроминиатюрных Фильтр Детектор видеоусилитель К индикатору ; Рис. 4.3. Структурная схема многоканального приемника прямого усиления конструкций и твердотельных схем. Распространенным и наиболее совершенным типом многоканального разведывательного приемника в авиации США, в частности для самолета RC-135, в недалеком прошлом было приемное устройство USD-7 [13]. Приемники USD-7 перекрывают диапазон частот 5200—17 250 МГц за счет применения большого количества фильтров из железо- иттриевого граната и детекторов. Многоканальность приемника позволяет вести одновременный прием радиосигналов на всем диапазоне частот. Приемник собран в основном на полупроводниковых приборах и с применением микроминиатюрных блоков. Приемник USD-7 со специальной антенной системой используется так же, как пеленгаторное устройство, и может определять направление на разведываемый источник радиоизлучения. В американской печати [15] довольно подробно описан радиоприемник ALR-20, который входит в состав станции радиотехнической разведки радиоэлектронною противодействия и устанавливается на стратегических бомбардировщиках В-52. Радиоприемник ALR-20 пред- 134
ставляет собой многоканальный приемник прямого усиления и перекрывает диапазон частот от 30 до 11 000 МГц. Приемное устройство имеет семь высокочастотных блоков, с помощью которых перекрывается весь рабочий диапазон частот. В каждом из высокочастотных блоков одновременно производится электронная перестройка по частоте со скоростью 60 периодов в секунду, что существенно повышает вероятность обнаружения сигналов в пределах всего диапазона частот приемника. В качестве визуального индикатора приемника служит девятилучевая ЭЛТ с шестью электронными пушками. Семь лучей трубки используются для индикации принимаемых сигналов по семи частотным каналам. При необходимости подробного исследования узкого участка диапазона частот или отдельного сигнала используется один из двух свободных лучей ЭЛТ. При этом масштаб частотной шкалы может быть увеличен в десять раз. Приемник ALR-20 позволяет вести панорамный обзор сигналов в широком диапазоне радиоизлучения, фиксировать и определять несущую частоту, относительную мощность (по амплитуде), модуляционные характеристики и некоторые частотно-временные показатели. В приемнике предусмотрена возможность перехода с электронного сканирования частоты настройки на ручное управление в любом высокочастотном блоке. Тем самым оператор получает возможность принимать и обследовать на слух каждый интересующий его сигнал. Приемник ALR-20 состоит из 11 блоков, в том числе: семь перестраиваемых высокочастотных блоков, два блока управления, панорамный индикатор и источник питания. На рис. 4.4 показана структурная схема одного из высокочастотных блоков приемника ALR-20. На входе высокочастотного блока после полосового фильтра установлен перестраиваемый фильтр из желе- зо-иттриевого граната (ЖИГ) в качестве преселектора; за фильтром установлена лампа бегущей волны для усиления сигнала, а за ЛБВ — второй фильтр, действующий как постселектор. Первый перестраиваемый фильтр ограничивает полосу пропускания ЛБВ своей полосой (10—15 МГц) и тем самым обеспечивает электронную перестройку в узкой полосе частот, что значительно ограничивает шумовую полосу ЛБВ. Второй 135
Пресепектор I перестрой ваемый фильтр/ ЛЬВ постселектор (перестрой ваемб/й фильтр) Летек тор Предварительный усилитель настройка электрон ная постройка Питание Л6В видео■ усили - тель т if индикатору Рис. 4.4. Структурная схема одного из шести высокочастотных блоков приемника AL'R-20 Рис. 4.5. ЛБВ, используемые в приемнике AL'R-20 136
фильтр своей полосой еще больше ограничивает спектр шума ЛБВ. В результате с помощью ЛБВ удается достичь усиления сигнала до 40 дБ. Коэффициент шума ЛБВ около 29 дБ. Чувствительность приемника составляет 65 дБ, а динамический диапазон 50 дБ. Используемые в блоках высокой частоты фильтры размещаются в одном каркасе, имеют одну магнитную систему и единый возбудитель. Диаметры сферы фильтров имеют исключительно высокую точность и равны 0,5334 мм для частот 3900—6200 и 5200—10 900 МГц и 0,762 мм для частот 225—390, 390—1550 и 1550—5200 МГц. ЛБВ, используемые в приемнике ALR-20 (рис. 4.5), фокусируются с помощью постоянного магнита. Вес каждой ЛБВ составляет не более 0,9 кг. Конструкция ЛБВ одинакова для пяти частотных диапазонов; изменяется только длина цилиндра в зависимости от частоты. Для диапазонов частот 225—390 и 390—1550 МГц длины цилиндров одинаковы так же, как и для диапазонов 3900—6200 и 5200—10 900 МГц. В блоках высокой частоты приемника использованы типовые шасси с печатными схемами. Вес приемника ALR-20 90 кг, объем 0,269 м3. Потребляемая мощность 700 В • А. Супергетеродинные радиоприемники Супергетеродинные радиоприемники являются наиболее распространенными и широко используются в радиоэлектронной разведке капиталистических стран. Основными достоинствами супергетеродинного приемника являются большая чувствительность и высокая избирательность. Эти достоинства обусловлены тем, что в супергетеродинном приемнике основное усиление и избирательность осуществляются в усилителе промежуточной частоты (УПЧ), имеющем значительно более узкую полосу пропускания по сравнению с УВЧ. В отличие от приемника прямого усиления супергетеродинный приемник имеет два новых элемента — преобразователь частоты и усилитель колебаний промежуточной частоты. Преобразователь частоты служит для преобразования принимаемого сигнала в более низкую (промежуточную) частоту с тем, чтобы на этой частоте осуществить основное усиление сигнала и вместе с тем обеспечить высокую избирательность приемника. 137
Преобразователь частоты обычно состоит из гетеродина и смесителя. Гетеродин — маломощный высокочастотный генератор, предназначен для генерирования колебания с частотой, отличающейся от частоты принимаемого сигнала на величину промежуточной частоты. Частота гетеродина выбирается с таким расчетом, чтобы промежуточная частота сигнала в пределах всего диапазона волн приемника сохранила свое значение и соответствовала частоте настройки резонансных контуров усилителя промежуточной частоты. Процесс преобразования частоты происходит в смесителе. На смеситель поступают колебания принимаемого сигнала с частотой /е и колебания гетеродина с частотой /г; на выходе преобразователя выделяются колебания с новой, промежуточной, частотой /пр. Промежуточная частота может быть получена из суммарного или разностного значения частот сигнала и гетеродина (fup = fc+fr', fnp = /c—/г; /пр=/г—/с)- В супергетеродинных приемниках обычно используют разность частот /с и /г. Усилитель колебаний промежуточной частоты предназначается для усиления сигналов на промежуточной частоте, поступающих от преобразователя. Сигнал усиливается до величины, необходимой для нормальной работы детектора, а также для подключения к выходу УПЧ специальных оконечных устройств для анализа и приема многоканальных сигналов. Особенностью УПЧ является то, что усиление сигналов в каскадах происходит на постоянной частоте. Благодаря этому представляется возможным создать усилитель колебаний промежуточной частоты из большого числа каскадов — полосовых усилителей, позволяющих обеспечить необходимое усиление. В УПЧ наряду с усилением сигнала создаются оптимальные условия для получения результирующей резонансной характеристики контуров, близкой к прямоугольной форме. При этом максимально сохраняется закон модуляции принимаемого сигнала. Супергетеродинные приемники настраиваются на рабочую волну перестройкой колебательных контуров входного устройства, усилителя высокой частоты и контура гетеродина с помощью одного органа управления. Для слухового приема телеграфных импульсных сигналов, передаваемых незатухающими немодулирован- 138
ными посылками, в большинстве разведывательных супергетеродинных приемниках предусматривается специальный (III) гетеродин для получения тональной частоты (рис. 4.6). ■ -х ■ -. ■ у Усилитель высокой частоты входное устройство I смеситель \ I гетеродин УПЧ-1 я смеситель \ Й гетеродин -•> УПЧ-Е Г й гетеродин ■^ Г J Детектор * Усилитель низкой частоты Рис. 4.6. Структурная схема супергетеродшшого приемника с двойным преобразованием частоты Колебания III гетеродина совместно с колебаниями сигнала промежуточной частоты подаются на вход детектора. В результате гетеродинного детектирования выделяется тональный сигнал частотой 800—1000 Гц, что позволяет осуществить слуховой прием телеграфных сигналов. Другие блоки в супергетеродинном приемнике аналогичны соответствующим блокам приемника прямого усиления. Несмотря на большие преимущества перед приемником прямого усиления, супергетеродинному приемнику присущи и серьезные недостатки. Супергетеродинный приемник имеет паразитные каналы приема на других частотах. После преобразования частоты на равных началах могут быть усилены по промежуточной частоте два сигнала с частотами, разнесенными друг от друга на удвоенное значение /пр. Приемник может принимать сигналы на частоте ниже частоты первого гетеродина на промежуточную частоту (fci = fr—/пр) и на частоте выше, чем часто.та гетеродина (fc.2=fnp+/r), на промежуточную частоту. Следовательно, частоты паразитного и полезного сигналов расположены симметрично относительно частоты гетеродина. Поэтому частота паразитного сигнала называется симметричной, или зеркальной, частотой приема по отношению к частоте полезного сигнала. 139
Колебательные контуры входного устройства и каскадов усиления высокой частоты супергетеродинного приемника проектируются с таким расчетом, чтобы, настраивая их на частоту полезного сигнала, всемерно ослабить прием ложного сигнала-помехи по зеркальному каналу. В супергетеродинном приемнике может иметь место прием помехового сигнала, если его частота равна промежуточной частоте /пр. Значительно ослабленный высокочастотными каскадами паразитный сигнал с частотой /пр будет усиливаться в УПЧ наравне с полезным сигналом и создавать на выходе помехи. Для борьбы с помехами на промежуточной частоте принимают соответствующие меры во входных каскадах приемника и при выборе самой промежуточной частоты. В рабочем диапазоне частот супергетеродинных приемников существуют пораженные точки настройки на комбинационных частотах гармоник I гетеродина и гармоник промежуточной частоты. Для их подавления применяют специальные меры при разработке аппаратуры. В большинстве разведывательных супергетеродинных приемников применяется двойное (рис. 4.6), а иногда тройное и даже четырехкратное преобразование частоты сигнала, чем достигается высокая избирательность как на частотах соседних каналов, так и на частоте зеркального канала. В этом случае первая промежуточная частота выбирается сравнительно высокой с целью обеспечения необходимой избирательности к помехам по зеркальной частоте, а вторая промежуточная частота выбирается сравнительно низкой, что позволяет получить большой коэффициент усиления и высокую избирательность. Описанные в иностранной печати супергетеродинные приемники имеют УПЧ, настроенные в интервале частот 110 кГц—100 МГц в зависимости от их целевого назначения и рабочего диапазона частот. Зарубежные УКВ разведывательные супергетеродинные приемники, как правило, рассчитаны на прием как амплитудно-модулированных, так и частотно-модулированных сигналов. Частотная модуляция сигналов весьма широко применяется на УКВ благодаря преимуществам, которые 140
она имеет по сравнению с амплитудной модуляцией. При частотной модуляции обеспечивается высокая помехоустойчивость радиоприема в результате существенного улучшения отношения сигнала к шуму в приемнике. Если при амплитудной модуляции амплитуда высокочастотных колебаний передатчика изменяется в соответствии с изменением модулирующего напряжения Рис. 4.7. К пояснению принципа частотной модуляции: а — низкочастотные колебания в цепи микрофона; б — высокочастотные колебания, модулированные по частоте, в — низкочастотные колебания в цепи телефона низкой частоты F и в состав передаваемого сигнала входят несущая частота f0 и две боковые частоты fo + F и fo—F, то при частотной модуляции амплитуда высокочастотных колебаний передатчика остается постоянной, но изменяется частота передаваемого сигнала в такт с изменением модулирующего напряжения звуковой частоты (рис. 4.7). 141
В зависимости от воздействия модулирующего сиг- нала частота колебаний передатчика меняется в большей или меньшей степени. Частота увеличивается, когда полуволна модулирующих колебаний положительна, и уменьшается, когда полуволна отрицательна. С прекращением модулирующего сигнала частота колебаний передатчика остается без изменений. Частотная модуляция сигнала характеризуется двумя важными параметрами — девиацией (отклонением) частоты и индексом (цифровым выражением) модуляции. / f — Усилитель высокой частоты Входное устрой - ство Усилитель} \Амплитуд- лромещ-[Лц - точно: частоты } ничитвль частотный детектор Л Усилитель низкой частоты Телесрон 76/ Ч Рис. 4.8. Структурная схема супергетеродинного приемника ЧМ сигналов Девиация частоты А/пр определяет предельное отклонение частоты модулированного колебания, т. е. разность частот при модуляции и в отсутствии модуляции сигнала. Чем больше девиация частоты сигнала, тем шире должна быть полоса пропускания приемника для того, чтобы пропустить отдельные компоненты спектра сигнала, имеющие значительную интенсивность. Индексом частотной модуляции Фм называется отношение девиации частоты к максимальному значению модулирующей частоты. При ЧМ требуется широкая полоса частот, которую возможно выделить для связи только на УКВ. Для приема частотно-модулированных сигналов в супергетеродинный приемник вводят принципиально новые элементы — амплитудный ограничитель и частотный детектор (рис. 4.8). 142
Амплитудный ограничитель предназначается для устранения паразитной амплитудной модуляции принимаемого частотно-модулированного сигнала и тем самым для повышения помехоустойчивости приемника. Под воздействием помех, а также вследствие нелинейных искажений в самом приемнике частотно-модулированный сигнал оказывается промодулированным по амплитуде. Ограничитель призван обеспечить подачу на вход частотного детектора частотно-модулированного сигнала без паразитной амплитудной модуляции. Частотный детектор служит для преобразования частотно-модулированных колебаний в колебания низкой модулирующей частоты. Частотный детектор состоит из каскада преобразования частотной модуляции в амплитудную и из амплитудного детектора для детектирования этих амплитудно-модулированных колебаний. Для частотного детектирования иногда применяют специальный частотный детектор, называемый дискриминатором (различителем). Дискриминатор преобразует изменения частоты колебания сигнала в изменения его напряжения. Вероятность обнаружения разведываемых сигналов в узкополосных супергетеродинных приемниках обычно значительно ниже, чем в широкополосных многоканальных приемниках прямого усиления, где фиксация любого сигнала, находящегося в полосе частот, происходит мгновенно. Для расширения полосы обзора в супергетеродинных приемниках приходится затрачивать некоторое время для перестройки приемника вручную или автоматически в пределах заданного поддиапазона частот. И тем не менее супергетеродинные приемники играют первостепенную роль в радиоэлектронной разведке империалистических государств. Ниже кратко описываются некоторые зарубежные супергетеродинные радиоприемники, которые используются или могут быть использованы в интересах радиоэлектронной разведки. Всеволновый радиоприемник WR-550 фирмы «Микро-Тел» (США) предназначается для радиоэлектронной разведки и перекрывает диапазон частот 3 кГц— 100 ГГц. ИЗ
Приемник (рис. 4.9) рассчитан на прием сигналов с различными видами модуляции. В диапазоне 3 кГц — 1 ГГц предусмотрено автоматическое переключение поддиапазонов с соответствующими антенными системами. В диапазоне 1—12,4 ГГц ко входу приемника подключается преселектор, в котором используются фильтры из железо-иттриевого граната. Рис. 4.9. Всеволновый разведывательный приемник WR-550 В приемнике предусмотрен режим работы автопоиска и автоматического захвата сигнала. Приемник имеет выход для слухового приема и визуальный индикатор на электронно-лучевой трубке. Для приемника используется несколько типов антенн. Приемник питается от сети переменного тока напряжением 115—230 В, частотой 50—400 Гц. Размеры приемника 43X18X46 см. Радиоприемник HRO-500 фирмы «Нашионал Радио» (США) собран на транзисторах и перекрывает диапазон частот 5 кГц—30 МГц. Приемник характеризуется высокой стабильностью и точностью установки частоты и имеет многоцелевое назначение. Точность настройки 2 Гц, стабильность 100 Гц в сутки. Приемник допускает прием однополосиых и двухполосных передач с амплитудной модуляцией или амплитудной манипуля-
цией. Чувствительность в диапазоне 5—50 кГц составляет 25—200 мкВ, а в диапазоне 0,5—30 МГц 1—2 мкВ при отношении сигнала к шуму 10 дБ. В приемнике предусмотрены переключаемые полосы пропускания по промежуточной частоте со значениями 0,5; 2,5; 5 и 8 кГц на уровне 6 дБ. Приемник питается от сети переменного тока напряжением 117—234 В, частотой 50—60 Гц или от батареи постоянного тока 12,6 В. Размеры приемника 18,7X40,5X31,7 см. Вес 14,5 к<\ Рис. 4.10. Радиоприемник RS-160 на УКВ разведывательного назначения Радиоприемник RS-160 на УКВ фирмы «Уаткинс- Джонсон» (США) разведывательного назначения и рассчитан для приема сигналов с амплитудной, частотной и импульсной модуляцией. Приемник (рис. 4.10) супергетеродинного типа и перекрывает диапазон частот 30—300 МГц. В приемное устройство входят собственно приемник с автоматическим (электронным) и ручным управлением настройкой частоты, шестизначное электронно-считывающее устройство с цифровым индикатором для отсчета частоты настройки и панорамный индикатор для обзора принимаемых сигналов. Преселектор приемника состоит из четырех контуров, настраиваемых с помощью варакторных диодов, 10 Зак. Ш 145
что обеспечивает подавление сигнала-помехи по зеркальному каналу и других мешающих сигналов. Схема УВЧ выполнена на транзисторах, а последний каскад собран по каскодной схеме, что позволяет достигать максимальной избирательности и ослабления излучения колебаний гетеродина антенной. Конкретные данные об электрических характеристиках в описании приемника не приводятся, однако указывается, что приемник имеет высокий динамический диапазон, низкий уровень шумов и высокую избирательность. Приемник может быть использован на самолете, корабле и на земле в подвижных и стационарных условиях. Ориентировочные размеры приемника: высота 22 см, ширина 48 см. Радиоприемник PR155 фирмы «Плесси» (Англия) военного применения, собран на транзисторах и предназначается для приема телеграфных сигналов с амплитудной манипуляцией и телефонных передач на одной и двух боковых полосах. Приемник супергетеродинный с двойным преобразованием частоты и перекрывает диапазон частот 60 кГц — 30,1 МГц. Чувствительность приемника 2 мкВ при отношении сигнала к шуму 10— 20 дБ. Предусмотрены переключаемые полосовые фильтры по промежуточной частоте. Нелинейные искажения в пределах спектра частот 200 Гц — 6 кГц не более 8%, неравномерность частотной характеристики 2—6 дБ. Приемник питается от сети переменного тока напряжением 105—125 В и 210—250 В, частотой 48—420 Гц или от батареи постоянного тока 22—30 В. Потребляемая мощность 20 В-А. Размеры 42,5X17,8X43,2 см. Вес 16,3 кг. Коротковолновый радиоприемник RA329B фирмы «Ракал» (Англия), предназначается для военных нужд, в том числе разведывательных, и по конструктивному оформлению соответствует своему назначению. Приемник RA329B (рис. 4.11) собран на транзисторах по супергетеродинной схеме с 4-кратным преобразованием частоты. Рабочий диапазон частот 1—30 МГц. Приемник допускает прием сигналов с амплитудной, частотной и частотно-фазовой модуляцией, а также с одной боковой полосой. Приняты меры для достижения высокой стабильности частоты и точности настройки при воздействии на приемник различных дестабилизирующих факторов. Ш
В приемнике использованы блочные и модульные конструкции повышенной прочности, что обеспечивает надежность работы в тяжелых условиях эксплуатации. Частота настройки на принимаемый сигнал отсчитывает- ся в цифрах с достаточной разрешающей способностью. Рис. 4.11. Коротковолновый радиоприемник ДА-329В военного назначения Чувствительность приемника при отношении сигнала к шуму 15 дБ 1 мкВ (при приеме незатухающих колебаний и полосе пропускания 3 кГц) и 3 мкВ (при приеме модулированных колебаний с частотой модуляции 400 Гц и при коэффициенте модуляции 30%). Приемник имеет четыре переключаемые полосы пропускания по промежуточной частоте с номиналами 0,2; I; 3; 13 кГц на уровне 3 дБ. При ослаблении сигнала на 40 дБ полоса пропускания имеет значения 1,6; 3; 6; 26 кГц, при ослаблении сигнала на 60 дБ полосы равны 2; 4; 9 и 30 кГц соответственно. Предусмотрена коррекция частоты настройки с помощью кварцевого калибратора. Точность установки частоты ±200 Гц. Приемник имеет два выхода по про- 10* 147
межуточной частоте со значениями 1,6 МГц и 100 кГц, рассчитанные на напряжения 100 и 270 мВ при нагрузке 1 кОм и 75 Ом соответственно. В приемнике предусмотрены три выхода низкой частоты: на три 600-омных телефона мощностью 10 мВт; на громкоговоритель, встроенный в приемник, мощностью 50 мВт и на линию мощностью 1 мВт при ее входном сопротивлении 600 Ом. Приемник питается от сети переменного тока напряжением 100—125 и 200— 250 В, частотой 45—400 Гц или от батареи постоянного тока 9—30 В. Расход мощности около 15 В -А. Размеры приемника 27X51X49,5 см. Вес около 22 кг. К приемнику могут подключаться: — преобразователь (конвертор) на транзисторах RA-337, с помощью которого можно расширить диапазон частот приемника в сторону сверхдлинных волн до 3 кГц; — приставка панорамного обзора RA-366 для наблюдения на ЭЛТ принимаемых сигналов в полосе частот 1 МГц и спектрального анализа в полосе 13 кГц. Радиоприемник на УКВ 990S фирмы «Эддистон Радио» (Англия) собран на транзисторах и служит для приема AM и ЧМ сигналов в диапазоне частот от 230 до 870 МГц. Подавление зеркального канала не менее 50 дБ. Отношение сигнала к шуму: для диапазона 470— 870 МГц 10—16 дБ, для диапазона 230—510 МГц 8—10 дБ. Дискриминатор приемника обеспечивает прием ЧМ сигналов с девиацией частоты до 250 кГц. Стабильность частоты настройки порядка 10~5. Автоматическая регулировка усиления обеспечивает изменение выходного сигнала не более чем на 16 дБ при изменении входного на 70 дБ относительно уровня 10 мкВ. Питание от сети переменного тока напряжением 100—125 или 200—250 В, частотой 40—60 Гц, потребление тока 0,3—0,5 А. Размеры приемника 42,5x13,3X34,3 см. Вес 8,16 кг. Радиоприемник RS560 фирмы «Компани Дженерал де Телеграфие Сенс Фил» (Франция) собран на транзисторах и перекрывает диапазон частот 1—30 МГц. Предназначается для подслушивания и контроля радиопередач, а также для связи с кораблями и автомашинами. Приемник супергетеродинного типа с трехкрат- 148
ным преобразованием частоты. Чувствительность 0,7— 10 мкВ при отношении сигнала к шуму 10—20 дБ. В приемнике применен синтезатор, позволяющий обеспечить стабильность частоты не ниже 1 •10~7 в течение суток и беспоисковую настройку на дискретные частоты в рабочем диапазоне волн. Питание от сети переменного тока напряжением 105—240 В, частотой 50—60 Гц или от батареи постоянного тока напряжением 12 или 24 В. Приемник смонтирован на панели высотой 17,7 см на стандартной стойке ширимой 48 см, вес 19 кг. Рис. 4.12. Структурная схема разведывательного приемника E-639AW/2: / — антенна; 2 — входной каскад; 3 — каскад усиления колебаний по ВЧ; 4 — полосовой фильтр ВЧ; 5—смеситель; 6 — защита входа от перенапряжения; 7 —первый гетеродин; 8 — разделительный каскад; 9 — выходной развязывающий каскад смесителя; 10, И, 12 — электромеханические фильтры на 500 Гц; 1,5 и 6 кГц; 13 — развязывающий каскад ПЧ; 14 — развязывающий каскад ПЧ; 15— широкополосный видеоусилитель на RC; 16 — демодулятор (II смеситель); /7 —предварительный каскад усиления колебаний НЧ; 18 — оконечный каскад усиления колебаний НЧ; 19 — второй гетеродин; 20 — усилитель и детектор цепи АРУ Всеволновый приемник E-639AW/2 фирмы «АЕГ — Те- лефункен» (ФРГ) собран па транзисторах и имеет многоцелевое назначение, в том числе разведывательное. Приемник перекрывает диапазон частот 250 кГц — 30 МГц. Его структурная схема приведена на рис. 4.12. Наличие трех настраиваемых высокочастотных контуров на входе приемника обеспечивает достаточно хорошую избирательность устройства по высокой частоте и подавление сигнала-помехи по зеркальному каналу. 149
Как утверждают разработчики [41], благодаря применению на входе приемника специальных транзисторов удается избежать таких вредных явлений, как кроссмо- дуляция, перегрузка, комбинационные биения сигнала. Малая емкость обратной связи транзисторов позволяет устранить опасность самовозбуждения каскадов и обеспечивает слабое проникновение колебания I гетеродина в антенну. На входе приемника предусмотрена защита от возможных воздействий мощных посторонних сигналов. Основная избирательность приемного устройства осуществлена в усилителе промежуточной частоты. Предусмотрены три переключаемые полосы пропускания частот 0,5; 1,5 и 6 кГц. Избирательность в УПЧ обеспечивается применением трех настраиваемых электромеханических фильтров, обладающих малыми габаритами и высокой стабильностью параметров. В блоке низкой частоты имеется демодулятор (II смеситель). В нем под воздействием колебания II гетеродина происходит преобразование колебаний ПЧ в колебание тональной частоты, необходимое для слухового приема телеграфных сигналов. Предусмотрена возможность изменения частоты коле- *бания II гетеродина в пределах ±3 кГц. Колебания звуковой частоты с выхода смесителя через каскад предварительного УНЧ поступают на оконечный двухтактный каскад, который питает громкоговоритель, встроенный в приемник. Поддиапазоны приемника переключаются с помощью механического кнопочного устройства (рис. 4.13), рассчитанного на большое число переключений. Чувствительность приемника 1 — 2 мкВ при отношении сигнала к шуму 10 дБ в телефонном режиме и 20 дБ в телеграфном режиме. Точность установки частоты после 2 ч работы ±2,5 кГц. В приемнике применена цилиндрическая шкала диаметром 100 мм и с эффективной длиной 280 мм. Минимальная плотность частоты на 1 мм шкалы настройки составляет 0,9 кГц, максимальная — 27 кГц. Ручка настройки приемника имеет верньерное устройство с замедлением 1/6 и 1/96. В приемнике производится коррекция частоты градуировки на шкале с помощью 150
кварцевого колибратора. К приемнику придается приставка-частотомер, позволяющая отсчитывать частоту настройки в цифрах с точностью до ±1 кГц. Рис. 4.13. Всеволновый разведывательный E-639AW/2 радиоприемник Приемник питается от сети переменного тока напряжением 110—220 В с частотой 45—480 Гц или от батареи постоянного тока 24 В. 4.3. Панорамный обзор и анализ радиосигналов Панорамный обзор и анализ неизвестных радиосигналов составляет важнейшую часть радиоэлектронной разведки капиталистических стран. Особенно значительна их роль в радиотехнической разведке и в радиоэлектронной борьбе. Для добывания разведывательной информации с помощью радиоэлектронных средств требуется прежде всего своевременно обнаруживать и распознавать действующие источники радиоизлучения во всем диапазоне т
частот. Панорамный обзор и анализ неизвестных радиосигналов в значительной степени решают эту задачу. Для панорамного обзора радиосигналов используются панорамные радиоприемники или панорамные устройства-приставки к типовым разведывательным приемникам. Для анализа спектра частот и временных характеристик сигналов каждого радиоизлучения применяют специальные анализаторы сигналов или приставки-анализаторы к обычным приемникам. Создаются также универсальные устройства, сочетающие функции панорамного обзора сигналов в широком диапазоне частот и анализа частотного спектра сигналов каждого источника радиоизлучения. Панорамные приемники в состоянии определить в динамике загрузку выбранного участка диапазона частот сигналами всевозможных источников радиоизлучения и установить несущую частоту колебаний каждого из них. Панорамные анализаторы сигналов могут детально изучать и определять спектральные составляющие принимаемых сигналов и их технические характеристики. Разведывательные панорамные приемники позволяют: — вести панорамный обзор всех принимаемых сигналов различных источников излучения в широком диапазоне частот; — визуально фиксировать частоту настройки и некоторые другие частотные параметры любого наблюдаемого сигнала в полосе панорамного обзора; — установить степень загрузки эфира действующими источниками радиоизлучения в полосе обзора; — оценить относительную напряженность электромагнитного поля принимаемых сигналов в пункте приема; — контролировать характер и порядок работы тех или иных интересующих источников радиоизлучений, а также установить начало и конец их действия; — выделить любую из наблюдаемых радиопередач для слухового приема или регистрации (документации) передаваемой информации, 152
Большую разведывательную ценность представляет фиксация изменения загрузки обозреваемого диапазона частот, установление фактов появления новых сигналов и прекращения действующих радиоизлучений. Панорамные анализаторы в зависимости от их назначения позволяют определить следующие наиболее важные характеристики сигналов исследуемого радиоизлучения: — вид радиоизлучения передаваемых сигналов; — вид модуляции и манипуляции радиопередачи; — ширину спектра сигнала; — структуру сигнала (частоту и амплитуду его гармонических составляющих); — временные характеристики сигнала (длительность, частоту повторения и форму импульсов); — характер построения сигнала в многоканальных радиолиниях с частотным уплотнением. В некоторых типах панорамных приемников и анализаторов предусматривается возможность фотографирования высвеченной на индикаторе информации через определенные интервалы времени или непрерывно с помощью специальных фотокамер, встроенных в аппара- ТУРУ- В качестве визуального индикатора на выходе панорамных устройств обычно используется электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), на экране которой фиксируются принимаемые сигналы. Достоинствами ЭЛТ являются: — малоинерционность и способность фиксировать весьма кратковременные импульсы; — точный и быстрый отсчет частоты принимаемых сигналов различных источников радиоизлучения или частотных составляющих спектра; — линейность частотной шкалы во всей полосе обзора, позволяющая определить разность частот двух различных сигналов без отсчета их абсолютного значения; — возможность индикации других параметров и временных характеристик импульсных сигналов (вид модуляции, девиация частоты, длительность и частота повторения и др.). 153
На экране ЭЛТ индикация сигналов может быть амплитудной или яркостной. При яркостной индикации сигнал фиксируется по яркости или затемненности определенных интервалов на шкале частот экрана ЭЛТ. Яркостная индикация обеспечивает высокую точность, но не позволяет получить другие характеристики сигнала и поэтому в панорамных устройствах не находит широкого применения. Амплитудная индикация на ЭЛТ позволяет оценить электрические характеристики сигналов и тем самым получить достаточно полную информацию о частотных параметрах сигналов радиоизлучения. Поэтому амплитудная индикация в панорамных приемных устройствах находит преобладающее применение. Основные электрические параметры панорамных устройств Панорамные приемники и анализаторы при их оценке и сравнении характеризуются параметрами, важнейшими из которых являются: — частотная разрешающая способность; — точность отсчета частоты; — полоса панорамного обзора; — чувствительность по визуальному каналу; — динамический диапазон; — скорость обзора и анализа. Частотная разрешающая способность панорамных устройств характеризуется минимальным расстоянием по частоте А/7 между двумя соседними сигналами или между частотными составляющими спектра сигнала, достаточным для того, чтобы они могли раздельно наблюдаться и отсчитываться на экране индикатора. Разрешающая способность панорамных устройств обусловлена такими факторами, как статическая или динамическая характеристика резонансной системы, добротность полосовых фильтров, избирательность. Она зависит от амплитудных и временных значений наблюдаемых (анализируемых) сигналов, а также от метода их обзора и анализа. Разрешающую способность панорамного устройства количественно можно определить, задаваясь допусти- 154
мым значением глубины спада между амплитудами двух соседних сигналов. Ширина отметок обычно выбирается на уровне 0,5 от максимума наблюдаемых сигналов до основания их спада (рис. 4.14, а). При наличии сигналов с одинаковыми амплитудами разрешающая способность значительно выше по сравнению с разрешающей способностью двух сигналов с различными амплитуда- Рис. 4.14. К объяснению разрешающей способности панорамного устройства: а — при равных амплитудах сигналов; б — при различных амплитудах сиг- ми. В последнем случае частотное разрешение сигналов производится также на уровне 0,5, но уже от максимума сигнала с наименьшей амплитудой. Из рис. 4.14, б видно, что расстояние между отметками сигналов значительно возрастает и разрешающая способность ухудшается. Точность отсчета частоты характеризует степень точности измерения действительного значения частоты настройки наблюдаемых сигналов. Ширина и форма импульсов на экране ЭЛТ обусловливают точность отсчета частоты. Чем уже фигуры импульса на шкале частот и чем круче его фронты, тем выше точность отсчета, и наоборот. 155
Полоса панорамного обзора определяется полосой одновременно наблюдаемых частот в панорамном устройстве. На интересующем участке диапазона радиоволн ширина полосы панорамного обзора зависит от методов обзора и анализа сигналов, применяемых в панорамных устройствах. Полоса панорамного обзора в зависимости от участка наблюдаемых частот может быть в пределах десятков и сотен килогерц на коротких волнах, десятков и сотен мегагерц на дециметровых и сантиметровых волнах. В некоторых панорамных устройствах предусматривается возможность регулировки (сужения или расширения) полосы панорамного обзора. Это повышает эффективность использования панорамных устройств. Чувствительность по визуальному каналу характеризует способность панорамного устройства зрительно различать и анализировать сигналы, имеющие наименьшую величину напряженности поля в пункте приема. При этом задается определенное соотношение напряжения полезного сигнала и собственных шумов на выходе панорамного приемника, обеспечивающих его нормальную работу. Чувствительность визуального канала определяют по экрану ЭЛТ панорамного устройства. Полезный сигнал, характеризующий номинальную чувствительность панорамного устройства, должен иметь на индикаторе заданную величину при определенном значении его собственных шумов. Следует указать, что в панорамных устройствах чувствительность по визуальному каналу хуже чувствительности по слуховому каналу вследствие широкополосно- сти устройств и ухудшения соотношения сигнал/шум. Динамический диапазон панорамного устройства (радиоприемника) характеризуется величиной интервала между максимальным и минимальным значениями напряжения на входе устройства, при котором нелинейные искажения находятся в допустимых пределах и обеспечивается нормальная выходная мощность принимаемого сигнала. Для разведывательного приемника панорамного обзора обеспечение динамического диапазона в широких пределах имеет существенное значение, поскольку на- 156
блюденке разных по уровню сигналов ведется в широком диапазоне частот и имеется большая вероятность одновременного приема и обзора мощных и слабых сигналов с резкими" расхождениями по амплитуде. В этих условиях при недостаточном динамическом диапазоне панорамного устройства могут возникать перекрестные искажения и появляться на экране ложные сигналы. С расширением динамического диапазона в определенной степени на экране индикатора выравниваются значения наблюдаемых сигналов, имеющих большие расхождения по амплитуде, и тем самым повышается разрешающая способность панорамного устройства. Скорость обзора и анализа определяется временем, которое требуется для полного обзора и анализа радиосигналов в выбранном участке диапазона частот. Эта характеристика имеет существенное значение при анализе кратковременных импульсных сигналов. Принцип действия панорамного устройства В основу создания панорамных приемников и анализаторов положен единый принцип частотного различия сигналов. В этом общность этих устройств. Отличаются друг от друга эти устройства тем, что в случае панорамного обзора фиксируются несущие частоты источников радиоизлучения в широком участке диапазона частот, а в случае панорамного анализа исследуются частотные составляющие спектра отдельного сигнала и его временные характеристики. В панорамных приемниках и анализаторах применяются методы последовательного или одновременного обзора и анализа. В панорамных устройствах последовательного частотного анализа используется одна узкополосная резонансная система и частотные составляющие анализируемого сигнала выявляются на шкале частот экрана последовательно, один за другим. Широкое распространение получили за рубежом супергетеродинные панорамные устройства последовательного анализа, где используются усилители промежуточ- 157
нои частоты с узкой постоянной полосой пропускания и гетеродины с меняющейся частотой. Применяются также панорамные устройства с плавной перестройкой узкой полосы пропускания промежуточной частоты. В обоих случаях обеспечиваются последовательное прохождение частотных составляющих спектра исследуемого сигнала на экране ЭЛТ и их анализ. На рис. 4.15 приведена структурная схема пано- L Смеситель 1 гетеродин * Широкополосный УПЧ (1 Смеситель гетеродин переменной частоты ' гетеродин) Узко- полосный УПЧ Генератор развертки * Детектор и фильтр нч -Jr-\ ЭЛТ 1 ) ■ N Рис. 4.15. Структурная схема панорамного приемника последовательного анализа с двойным преобразованием частоты рамного анализатора с двойным преобразованием частоты, обеспечивающая узкую полосу пропускания по второй промежуточной частоте и высокую разрешающую способность по шкале частот на экране ЭЛТ [51]. Как видно из структурной схемы, выходное напряжение узкополосного усилителя второй промежуточной частоты после детектора и фильтра низкой частоты подается на вертикально отклоняющие пластины трубки. Перемещение частотных составляющих анализируемого сигнала в узкой полосе второй промежуточной частоты осуществляется применением гетеродина переменной частоты (II гетеродин). Изменение частоты гетеродина синхронизируется во времени с горизонтальной разверткой луча ЭЛТ, что позволяет определить на индикаторе частотные составляющие спектра сигнала и частотный интервал между ними. 158
Для синхронизации изменения частоты гетеродина с горизонтальной разверткой луча ЭЛТ используется общин генератор развертки, который осуществляет линейную перестройку и развертку луча в пределах полосы обзора и одновременно изменяет частоту гетеродина второго преобразователя в этих же значениях. Это позволяет пользоваться линией горизонтальной развертки луча как шкалой на экране ЭЛТ для определения частот отдельных составляющих спектра сигнала. Качание частоты II гетеродина можно произвести как вручную, так и автоматически. При электронной перестройке частоты гетеродина используется специальный модулятор. Кроме панорамных приемников с двойным преобразованием частоты используются панорамные устройства с одним преобразованием частоты сигнала. В отличие от схемы рис. 4.15 здесь на смеситель подаются напряжения входного сигнала и гетеродина с качающейся частотой, обеспечивающие после преобразования последовательную перестройку частотных составляющих сигнала в узкой полосе усилителя промежуточной частоты. В остальном структурная схема приемника с одним преобразованием частоты идентична со схемой рис. 4.15. Недостатком вышеуказанных панорамных устройств, называемых гетеродинными, является сравнительно узкая полоса обзора. Несмотря на это, благодаря простоте схемных и конструктивных решений и высокой точности по частоте, они интенсивно используются в радиоэлектронной разведке капиталистических стран. Устройство панорамного обзора и анализа с двойным преобразованием частоты используется в тех случаях, когда требуются высокие разрешающая способность и частотная точность на экране ЭЛТ, но при этом общая полоса анализа ограничена. Панорамные устройства с одним преобразованием частоты находят применение там, где требуется обеспечить более широкую полосу панорамного обзора и анализа сигналов, но уже с менее высокой разрешающей способностью. В супергетеродинных панорамных устройствах имеют место некоторые другие отрицательные явления, которые в той или иной степени снижают эффективность их действия. Гармоники частот принимаемых сигналов 159
большой мощности, взаимодействуя с гармониками гетеродина панорамного устройства, приводят к образованию комбинационных частот, равных промежуточной частоте или ее гармоническим составляющим. Эти комбинационные частоты образуют пораженные точки в диапазоне частот панорамного устройства и служат причиной появления помех в виде ложных сигналов. Эти ложные сигналы на экране ЭЛТ могут быть приняты как сигналы новых действующих источников радиоизлучения. IJ Фильтр с апещроч ной настройкой УВЧ Детектор Генератор развертки Рис. 4.16. Структурная схема панорамного приемника с перс- стройкой фильтра высокой частоты Панорамные устройства с супергетеродинной схемой подвержены также паразитному приему и ложной индикации сигналов на экране ЭЛТ за счет частот зеркального канала приемника. При наличии в полосе панорамного обзора нескольких мощных сигналов различных источников радиоизлучения возникают так называемые перекрестные искажения и на экране появляются также ложные импульсы, возникающие вследствие образования новых комбинационных частотных сигналов. В радиоэлектронной разведке США широко применяются приемные устройства панорамного обзора прямого усиления с электронной перестройкой фильтра высокой частоты (рис. 4.16). В этом случае через фильт- 160
ры с перестраиваемой полосой пропускания последовательно проходят сигналы различных источников радиоизлучения. Выходные напряжения фильтра усиливаются усилителем высокой частоты и после детектирования воздействуют на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ. Электронная перестройка фильтра согласовывается с горизонтальным отклонением луча, что позволяет пользоваться линией горизонтальной развертки ЭЛТ для частотного панорамного обзора принимаемых сигналов. Это достигается применением генератора развертки, обеспечивающего синхронизацию между электронной перестройкой высокочастотного фильтра и горизонтальной разверткой ЭЛТ. Способ последовательного частотного анализа с помощью электронной перестройки фильтра по высокой частоте позволяет обеспечить широкополосный панорамный обзор неизвестных сигналов, но с низкой разрешающей способностью. В некоторых моделях панорамных устройств на сантиметровых и дециметровых волнах осуществляется одновременная электронная перестройка нескольких высокочастотных головок со смещенными поддиапазонами, что позволяет перекрывать панорамным обзором весьма широкий диапазон частот. Панорамные устройства последовательного действия не могут быть использованы для спектрального анализа кратковременных импульсных сигналов, излучаемых не- - продолжительное время. Скорость перемещения частотного спектра сигнала через ширину полосы пропускания усилителя промежуточной частоты ограничивается постоянным временем фильтра. Более того, требуется некоторое время для развертки горизонтального луча ЭЛТ с одновременным качанием частоты гетеродина. Рассмотрим панорамные устройства одновременного действия. В этих устройствах при анализе спектра сигнала все частотные составляющие обнаруживаются на экране ЭЛТ одновременно. Это достигается применением большого числа полосовых фильтров со смещенными частотами, перекрывающими общую полосу обзора. Принцип одновременного действия применяется также в приемниках панорамного обзора, где на каждый полосовой фильтр может проходить несколько различных сигналов. 11 Зак. 936 161
Основным достоинством одновременного анализа сигнала является то, что все частотные составляющие его спектра выявляются в панорамном устройстве практически мгновенно, т. е. в реальном масштабе времени. На рис. 4.17 приведена структурная схема панорамного устройства одновременного анализа, построенная по принципу приемника прямого усиления. Антенна Усилитель Полосовой фильтр Детектор и фчяычо\ нч полисовой фильтр Устройство электронного сканирования фильтров Полосовой фильтр Рис. 4.17. Структурная схема панорамного приемника одновременного анализа, построенная по принципу прямого усиления Одновременность анализа сигнала в реальном масштабе времени обеспечивается применением весьма большого числа канальных фильтров, имеющих узкие полосы пропускания. Каждый узкополосный фильтр настроен так, что принимает соответствующую частотную составляющую сигнала. Фильтры примыкают друг к другу по частоте и образуют сплошную широкую полосу пропускания анализатора. Общее число фильтров и их ширина полос выбираются таким образом, чтобы суммарная полоса пропус- 162
кания панорамного устройства равнялась требуемой полосе обзора или анализа и обеспечивала высокую разрешающую способность. Как видно из структурной схемы, полосовой фильтр каждого канала имеет свой детектор и фильтр низкой частоты. На вход каждого детектора поступает соответствующая частотная составляющая сигнала. Для индикации спектра частот сигнала на экране ЭЛТ производится электронное переключение канальных фильтров с помощью устройства сканирования. С выхода устройства сканирования фильтров принимаемый сигнал поступает на усилитель и затем подается на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ. На горизонтально отклоняющие пластины подается напряжение с генератора развертки с соответствующей синхронизацией. На шкале частот экрана ЭЛТ вдоль горизонтальной развертки фиксируются количество и последовательность размещения частотных составляющих сигнала, что позволяет вести анализ его спектрального состава. Для того чтобы при анализе сигнала обеспечить реальный масштаб времени, электронное сканирование фильтров производится с необходимой скоростью с тем, чтобы время электронной коммутации всех фильтров равнялось постоянному времени каждого отдельного фильтра. Только в этом случае может быть произведен анализ сигналов в реальном масштабе времени. При этом сигналы различных частот будут фиксироваться одновременно вдоль горизонтальной развертки ЭЛТ. Поскольку точность анализа частотных составляющих сигнала зависит от уменьшения ширины полосы пропускания каждого фильтра, требуется использовать весьма большое число фильтров, резонансная частота которых равномерно распределяется в полосе обзора. Подобные многоканальные спектральные анализаторы содержат от нескольких десятков до нескольких сот фильтров в зависимости от конкретных схемных решений и технических требований. Однако использование большого числа фильтров и схемы электронного сканирования значительно усложняет конструкцию панорамного устройства. На практике используют комбинированный метод панорамного обзора и анализа. Метод сочетает последовательный и параллельный обзоры и может быть pell* 163
ализован в различных вариантах. Находит, например, применение комбинированный метод, при котором общий диапазон частот панорамного обзора делится на несколько частных поддиапазонов и все они наблюдаются одновременно. Однако в каждом частном поддиапазоне обзора используется последовательный метод формирования и выявления сигналов на экране ЭЛТ. Определение несущей частоты кратковременного импульсного сигнала Важными характеристиками панорамного устройства являются скорость и время определения несущей частоты импульсных сигналов с разной длительностью. Если панорамный приемник с полосой пропускания А/пр перестраивается периодически с равномерной скоростью в пределах разведываемого частотного диапазона А/р за время Тп, то при определении несущей частоты непрерывного сигнала fHc имеется гарантия, что в каждый период обзора в течение интервала времени Гпр колебания этой частоты будут приняты и зафиксированы (рис. 4.18). Иначе обстоит дело при разведке несущей Рис. 4.18. Графическое изображение, поясняющее вид поиска различных сигналов и определение их несущих частот в панорамном приемнике 164
частоты импульсных сигналов (например, с частотами / и и fHC )• Здесь не может быть гарантии того, что в течение интервала времени Гп, когда приемник настроен на частоту, например fuc, импульсный сигнал может быть обнаружен. Возможность обнаружения импульсного сигнала, фиксация его несущей частоты принимают вероятностный характер. Вероятность обнаружения импульса в течение одного периода, точность определения несущей частоты и чувствительность панорамного приемника зависят от соотношения периода перестройки и длительности разведываемого сигнала. В этих условиях различают три вида поиска импульсного сигнала и определения его несущей частоты: медленный, быстрый и со средней скоростью (вероятностный). В случае когда производится медленный поиск импульсного сигнала, время перестройки Тп приемника в пределах его ширины полосы пропускания превышает длительность периода 7ПС следования разведываемых импульсов. Этим достигается вероятность определения частоты сигнала, близкой к единице. Однако медленному поиску присущи такие недостатки, как большое время разведки и малая вероятность обнаружения импульсных сигналов кратковременно действующих источников излучения. Для уменьшения влияния этих недостатков приходится расширить полосу пропускания А/Пр приемника, что в свою очередь приводит к таким нежелательным явлениям, как ухудшение точности определения частоты и снижение чувствительности. В случае быстрого поиска (рис. 4.19) величина Та — время перестройки для всего поискового частотного диапазона Д/р — выбирается меньше длительности самого короткого разведываемого импульса ти. Для этого приходится производить электронную перестройку панорамного устройства с весьма большими скоростями, измеряемыми десятками, сотнями и даже тысячами мегагерц в микросекунду. Однако при быстрой перестройке вследствие инерционности резонансных устройств приемного тракта переходные процессы в них не успевают завершиться за время пребывания импульсного сигнала в пределах полосы пропускания приемника. 165
Величина выходного напряжения при быстром изменении частоты входного сигнала (при перестройке приемного тракта) меняется не в соответствии с формой частотной характеристики резонансных устройств приемного тракта (статическая частотная характеристика), а определяется их динамической частотной характеристикой. По мере увеличения скорости перестройки динамическая частотная характеристика по сравнению со ]пр Рис. 4.19. Графическое изображение, поясняющее возможность обнаружения импульсного сигнала и определения его несущей частоты при быстром поиске статической все более деформируется, ширина полосы пропускания возрастает, а уровень выходного напряжения падает. Из-за этих нежелательных явлений ухудшаются точность и разрешающая способность панорамного приемника, падает его чувствительность, искажаются форма и длительность разведываемого сигнала. Чем уже полоса пропускания приемного тракта (больше инерционность), тем сильнее проявляются эти явления при заданной скорости перестройки. Поэтому у панорамных приемников с быстрой перестройкой существует однозначная связь между скоростью перестройки у и полосой пропускания Л/пр: где К — коэффициент, зависящий от формы статической частотной характеристики. Как следует из формулы, для повышения точности определения частоты {для чего требуется уменьшить ве- 166
личину Л/пр) необходимо уменьшить скорость перестройки у. т- е. увеличить время поиска разведывательного сигнала. Определенный компромисс между скоростью перестройки и точностью определения частоты достигается в системах поиска со средней скоростью. В этих системах время перестройки Гпр приемника в пределах ширины полосы (рис. 4.18) больше длительности разведываемых импульсов ти, но меньше периода тис следования импульсов. При этом обнаружение импульсного Смеситель Гетеродин УПЧ • Фильтр сжатия От блока шэвертки На детектор Рис. 4.20. Часть структурной схемы супергетеродинного панорамного приемника с фильтром сжатия импульсов сигнала будет иметь место лишь в некоторые периоды перестройки приемника, т. е. поиск имеет вероятностный характер. Противоречие между скоростью перестройки (полосой пропускания приемника) и точностью определения частоты и чувствительностью удается преодолеть путем применения панорамных приемников, в которых для целей спектрального анализа разведываемых сигналов используется техника временного сжатия импульсных сигналов. Панорамный приемник с использованием техники временного сжатия импульсов отличается от рассмотренного выше приемника с быстрым поиском тем, что перед обычным полосовым фильтром УПЧ включен фильтр сжатия (рис. 4.20). Кратко рассмотрим физические процессы, происходящие в этой схеме. Предположим, что на вход приемника с достаточно широкой полосой Af поступают два непрерывных сигнала с частотами /i и [г (рис 4.21). Благодаря быстрой перестройке 167
а Рис. 4.21. Графическое изображение, поясняющее возможность достижения высокой разрешающей способности по частоте при использовании в панорамном приемнике фильтров для сжатия импульсов 168
гетеродина по линейному закону из принятых сигналов на выходе смесителя образуются два радиоимпульса длительностью тП1 и т„2 с линейным изменением частоты заполнения (рис. 4.21,6, в). В панорамном приемнике обычного типа в результате их суммирования сформировался бы один импульс тСум и частотное разрешение сигналов Uc\ и (/с2 было бы невозможным (рис. 4.21, г). Иначе обстоит дело в рассматриваемом приемнике. Фильтр сжатия обладает дисперсией, т. е. время задержки сигнала в фильтре зависит от его частоты. Данная зависимость выбирается обратно закону изменения частоты заполнения радиоимпульсов, формируемых на выходе смесителя. При этом составляющие более высоких частот радиоимпульсов, пришедшие раньше, задерживаются на большее время, а составляющие более низких частот, пришедшие позже, задерживаются меньше. Благодаря этому все частотные составляющие смещаются во времени к концу импульсов, т. е. последний сжимается во времени до значения длительности, равного Тсж- В результате (рис. 4.21,5) импульсы сигналов с частотами fi и /2 не перекрываются во времени и могут быть разрешены по длительности, а следовательно, и по частоте. Выигрыш в разрешающей способности равен квадратному корню из коэффициента сжатия р = т„/тСж- Таким образом, в рассматриваемом устройстве сочетается большая скорость разведки с высокой разрешающей способностью. Широко применяются фильтры сжатия, представляющие собой ультразвуковую линию задержки с полосовым корректирующим усилителем на выходе. На СВЧ находят применение дисперсионные фильтры с использованием отрезков кабеля. Панорамные приемники с использованием техники временного сжатия обеспечивают возможность быстрого поиска по частоте весьма коротких импульсов с высокой разрешающей способностью. Так, например, один из иностранных панорамных приемников [68] обеспечивает разведку радиоимпульсов длительностью 1 мкс с разрешающей способностью по частоте, равной 2— 3 МГц. При этом скорость перестройки по частоте составляет 100 МГн/мкс. 169
Описание некоторых радиоприемников панорамного обзора и анализа сигналов В зарубежной радиоэлектронной разведке находят применение многочисленные типы приемников панорамного обзора и анализа радиосигналов. В частности, в американской печати рекламировалась [46] универсальная приемная и панорамная система PMR/USR фирмы «Уаткинс-Джонсон». Она может быть использована в наземной, воздушной и морской радиоэлектронной раз- Рис. 4.22. Блоки универсальной приемной и панорамной системы PMR/USR разведывательного назначения ведке для панорамного обзора, анализа, перехвата и пеленгования неизвестных радиосигналов, а также для выборки и запоминания нужных радиопередач. Универсальная разведывательная система перекрывает диапазон частот 1 —18 ГГц и позволяет, в частности, определить несущую частоту, длительность и частоту повторения импульсов, частоту непрерывных сигналов, частоту и боковые полосы модулированных передач. Для управления аппаратурой и для индикации параметров сигналов в ней использована цифровая вычислительная техника, что повышает оперативность и эффективность работы системы. 170
Разведывательная система PMR/USR (рис. 4.22) состоит из комплекса основной и вспомогательной электронной аппаратуры, в которую входят: — приемник; — блок панорамного обзора; — анализатор спектра частот; Антенна Y v ЛбВ Фильтр Фильтр смеситель Генератор перестрой- ни частоты на упч (250 МГц) I гетеродин На ЗЛТ Рис. 4.23. Структурная схема одного из пяти высокочастотных блоков приемной системы PMR/USR — устройство цифровой индикации; — блок частотной памяти; — блок индикации пеленга; •— устройство управления приемником и другая аппаратура. Приемник супергетеродинный с двойным преобразователем частоты. Радиосигналы принимаются тремя антеннами, рассчитанными для поддиапазонов частот 1—4; 4—8; 8—18 ГГц. С антенн сигналы поступают в высокочастотные блоки, где они преобразуются в первую промежуточную частоту (250 МГц). В приемнике пять высокочастотных блоков, собранных по единой схеме (рис. 4.23). В качестве малошумящих усилителей используются лампы бегущей волны. Коэффициент шума ЛБВ около 5,5 дБ (в диапазоне частот 1550—5200 МГц), а ее усиление на этом же участке частот равно 25—35 дБ. Высокочастотные блоки имеют высокую избирательность благодаря применению в качестве преселектора перед ЛБВ и постселектора после ЛБВ добротных перестраи- 171
вающихся фильтров из железо-иттриевого граната. Фильтры обеспечивают избирательность около 24 дБ при полосе частот 30 МГц. Во всех высокочастотных блоках осуществляется электронная перестройка частоты I гетеродина и фильтров со скоростью 20 Гц, синхронизированных с горизонтальной разверткой ЭЛТ. Этим достигается одновременный прием и обзор радиосигналов в диапазоне частот 1 —18 ГГц. Сигналы с первой промежуточной частотой (250 МГц) после усиления поступают на демодулятор, где с помощью сигналов II гетеродина преобразуются во вторую промежуточную частоту (60 МГц). Усилители второй промежуточной частоты имеют три полосы пропускания: 1 МГц для приема незатухающих и частотно- модулированных сигналов; 5 МГц для приема импульсных сигналов и 20 МГц для анализа импульсов. В качестве источника колебаний I и II гетеродинов используется синтезатор-возбудитель. Синтезатор генерирует сверхстабильные колебания первичных частот для возбуждения гетеродинов приемного устройства. В приемнике предусмотрена возможность преобразования и выделения принимаемых телеграфных сигналов с последующим их документированием на буквопечатающем аппарате. Конструкция дистанционной электронной настройки приемника позволяет установить высокочастотные блоки непосредственно у антенн. Блок панорамного обзора представляет собой специальное устройство с многолучевой электронной трубкой, имеющей пять отдельных разверток в соответствии с числом высокочастотных блоков. На экране ЭЛТ с пятью частотными шкалами осуществляется временная и частотная индикация сигналов различных источников радиоизлучений на всем диапазоне частот приемника. На панорамном индикаторе можно проанализировать частотную структуру отдельного сигнала. Для этого необходимо маркер на панорамном индикаторе совместить с частотой настройки выбранного сигнала и нажатием кнопки захвата на передней панели приемника вывести его из режима частотного сканирования. В этом случае приемник и панорамный индикатор окажутся 172
настроенными на частоту выбранного сигнала для анализа. При анализе исследуется спектральный состав (частотные составляющие) импульсного сигнала, определяются частоты повторения, форма и ширина импульсов. Рис. 4.24. Блок панорамного обзора приемной системы PMR/USR В приемнике предусмотрена возможность установить порог срабатывания электронной настройки в зависимости от минимального уровня отношения сигнала к шуму. Когда принимаемый сигнал превышает заданный порог, развертка прекращается, приемник оказывается настроенным на частоту данного сигнала и индикатор панорамного обзора автоматически переводится в режим анализа. Анализ сигналов с расширенной частотно-временной индикацией возможен на всех пяти логарифмически разнесенных во времени частотных шкалах экрана ЭЛТ. На верхней части блока панорамного обзора (рис. 4.24) размещена фотокамера. С ее помощью можно сфотографировать частотные и временные характеристики наблюдаемых сигналов. Анализатор спектра частот служит для отображения и анализа принимаемы^ сигналов на экране 173
ЭЛТ в полосе второй промежуточной частоты 1,5—20 МГц. Представляется возможным определить радиопередачи с амплитудной, частотной или импульсной модуляцией. С прекращением электронного сканирования частоты настройки на экране ЭЛТ высвечиваются несущая частота сигнала в мегагерцах, длительность и период повторения импульсов в микросекундах. Устройство цифровой индикации предназначается для отсчета в цифровой форме значения несущей частоты, длительности и частоты повторения импульсов. Цифровой отсчет выдается за несколько секунд и с точностью до 100 кГц при определении несущей частоты сигнала, до 0,1 мкс при измерении длительности импульса и до 1 мкс при измерении периода повторения импульса. Блок частотной памяти, представляющий собой счетно-решающее устройство, накапливает и запоминает принятые сигналы и значительно облегчает процесс распознавания неизвестных сигналов. С помощью блока частотной памяти можно накапливать и запоминать на разных частотах до 18 сигналов и затем производить их выборку. Если же наблюдаемые на индикаторе те или иные сигналы не представляют интереса, блок памяти может произвести запирание приемника на некоторой ширине полосы частот и тем самым исключить из памяти эти сигналы. В этом случае оператор ведет поиск новых сигналов без потери времени на исследование уже известных радиопередач. Блок индикации пеленга (при наличии специальных пеленгаторных антенн) позволяет автоматически отсчитывать пеленг на принимаемые сигналы. Пеленги на экране ЭЛТ определяются с точностью до 1°. Пеленги могут считываться в цифровой форме в устройстве цифровой индикации после того, как оператор вручную совместит на экране ЭЛТ указатель пеленга с фигурой пеленгуемого сигнала. Устройство управления предназначается для дистанционного управления высокочастотными элементами приемного устройства на всем диапазоне частот. Устройство позволяет перейти с электронной настройки на ручную, выбрать начало и конец поддиапа- 174
зона, а также изменить скорость электронной перестройки. С помощью устройства управления регулируются усиление сигнала и ширина полосы пропускания по второй промежуточной частоте. При переходе на ручное управление используются органы ручной настройки, в том числе и трехступенчатые верньерные устройства, позволяющие быстро перестраивать приемник. Рис. 4.25. Разведывательная приемная панорамная система PMR/USR Приемная панорамная система PMR/USR (рис. 4.25) позволяет ориентировочно оценить уровень входных сигналов. В системе широко использованы твердотельные элементы, модульные конструкции. Габариты всех устройств системы занимают объем 5,1 м3. Общий вес 385 кг [23]. Панорамное устройство PaGl48 используется как приставка к разведывательному приемнику УКВ диапазона и предназначается для обнаружения и распознавания кратковременно появляющихся неизвестных источников радиоизлучения. 175
Панорамное устройство подключается к широкополосному выходу УПЧ радиоприемника. УПЧ настроена на частоту 10,7 МГц. Как видно из структурной схемы рис. 4.26, в панорамном устройстве имеются каскады, характерные для супергетеродинного приемника: перестраиваемые усилитель высокой частоты и гетеродин, смеситель, узкополосный усилитель промежуточной частоты. т •V Радио- приемник Перестрой ваг.уыи ш УВЧ 1 L I -{ Ширскс i Смеситель Перестрой- темыа гет Узкая 1 пелоаа — УЗКО - полосный УПЧ spa- \модулятор\ частота 1 Генератор развертки Детектор \ —1 ЭЛ1 \- | ми с HI г и Рис. 4.26. Структурная схема панорамного устройства PaG148 Поступающие на вход приемника сигналы высокой частоты преобразуются в промежуточную частоту и подаются на вход панорамной приставки. На выходе панорамного устройства в качестве индикатора используется ЭЛТ с размером экрана 70 мм. Горизонтальная частотная шкала на экране служит для определения несущих частот наблюдаемых сигналов, появляющихся с обеих сторон от центра экрана. Маркер в центре экрана соответствует частоте настройки радиоприемника. По вертикальной оси экрана определяют относительное амплитудное значение сигналов. Электронная перестройка частоты панорамного обзора достигнута применением специального модулятора частоты гетеродина. В состав модулятора входят кремниевые диоды (варикапы), емкость которых изменяется периодически под воздействием приложенного напряжения генератора развертки частотой 14 Гц. Одновременно на горизонтальные отклоняющие пластины ЭЛТ подается пилообразное напряжение с данной частотой. В ре- 176
зультате электронный луч отклоняется по горизонтальной шкале синхронно с изменением частоты гетеродина. Панорамное устройство имеет две полосы обзора на экране ЭЛТ: широкую и узкую. Широкая полоса обзора позволяет одновременно наблюдать различные сигналы в пределах частот ±1 МГц от частоты настройки ■■ ч У. %* ■ '•'■• ч.. -.7- f ■вг*.,--1 Рис. 4.27. Панорамное устройство PaG148 радиоприемника, узкая полоса — в пределах частот ±200 кГц. Разрешающая способность по частоте, характеризующая минимальный разнос двух соседних немоду- лироваиных сигналов па экране ЭЛТ, составляет 26 кГц при широкой полосе обзора и 15 кГц при узкой полосе обзора. В случае наблюдения модулированных сигналов разрешающая способность устройства ухудшается на 10— 15%. Чувствительность панорамного устройства по визуальному каналу определяется величиной входного напряжения, равной 50 мкВ, при амплитуде сигнала на экране ЭЛТ 1 см. Устройство (рис. 4,27) питается от сети переменного тока ПО и 220 В частотой 45—400 Гц или от источников постоянного тока напряжением 21—30 В. Устройство 12 Зак. 936 177
нормально работает при перепадах температуры от —20 до +50° С. Панорамное устройство PaG 724/525 используется как приставка к разведывательному приемнику KB диапазона и но своей схеме и конструкции является разновидностью предыдущего устройства. Приставка подключается к широкополосному выходу УПЧ коротковолнового приемника. Промежуточная частота УПЧ равна 525 кГц. Устройство имеет следующие параметры: панорамный обзор ведется в широкой (±50 кГц) и в узкой (±10 кГц) полосе частот в обе стороны от центрального маркера экрана ЭЛТ. Разрешающая способность при широкой полосе обзора 5 кГц, а при узкой полосе обзора не более 1 кГц. Чувствительность устройства по визуальному каналу определяется напряжением на входе, равным 20 мкВ, при амплитуде сигнала на экране ЭЛТ 1 см. Принимаемые панорамными устройствами сигналы различных источников радиоизлучения индицируются на экране ЭЛТ вдоль линии развертки (частотной шкалы) в виде узких импульсов разных форм и амплитуд. По положению импульсов на шкале частот можно определить значение их несущих частот, а по расстоянию между ними — разнос несущих частот двух различных радиоизлучений. Панорамные устройства PaG 148 и PaG724/525 созданы фирмой «АЕГ — Телефункен» (ФРГ). 4.4. Устройства для индикации и регистрации радиопередач Разведывательными службами капиталистических стран используются различные способы перехвата сообщений, и в частности сигналов многоканальных радиолиний, с помощью аппаратуры наземной, воздушной, морской и космической радиоэлектронной разведки. Для выделения, индикации и регистрации принимаемых сигналов многоканальных телеграфных и телефонных радиолиний применяются разнообразные выходные и оконечные устройства. В связи с тем что в многоканальных радиотелеграфных линиях связи широко применяются амплитудная 178
(AM), частотная (ЧМ) и фазовая (ФМ) манипуляции сигналов, коротко рассмотрим особенности устройств для приема AM, ЧМ и ФМ сигналов. При приеме сигналов с амплитудной манипуляцией выходное устройство преобразует сигналы с выхода УПЧ приемника в импульсы постоянного тока, пригодные для использования в буквопечатающих телеграфных аппаратах. В этом случае выходной блок состоит из детектора, ограничителя и электронного реле. Ограничитель выравнивает уровни телеграфных сигналов, ограничивая их по максимуму или минимуму, и тем самым подавляет помехи, сопутствующие сигналу. Электронное реле преобразует односторонние телеграфные импульсы в двусторонние посылки постоянного тока и одновременно устраняет искажения формы телеграфных сигналов. При частотном телеграфировании передатчик работает в режиме непрерывного излучения. Антенна передатчика излучает номинальную мощность как во время посылки сигнала (символа) «1», так и во время посылки сигнала «О» (активная пауза). При переходе с посылки «1» на посылку «О» частота передатчика скачкообразно меняется примерно на 1 кГц. Частотная телеграфия в отличие от амплитудной более помехоустойчива. При приеме сигналов частотной радиотелеграфии требуется обеспечить высокую частотную стабильность и избирательность приемника, а также выходного устройства. Радиотелеграфные системы, использующие методы относительной фазовой манипуляции, обеспечивают более высокую, чем при AM и ЧМ, помехоустойчивость. В системах ФМ носителем информации служит фаза колебании, измеряемая при переходе от одной посылки к другой. Характерной особенностью приемников сигналов с ФМ является наличие фазового детектора и схемы формирования опорного напряжения. На один из входов фазового детектора подается опорное напряжение, на второй — принимаемый сигнал. Полярность выходного напряжения фазового детектора, а следовательно, и значение сигнала («1» или «О») определяются соотношением фаз принимаемого сигнала и опорного напряжения. 12* 179
В многоканальных радиолинейных линиях связи используют два основных метода уплотнения радиолинии — частотный и временный, однако частотное уплотнение находит наибольшее применение. При частотном уплотнении общая полоса пропускания линии связи делится на частотные участки. Каждый участок предназначен для передачи сигналов одного телефонного канала. Каждый телефонный частотный канал (первичного уплотнения) в свою очередь может быть использован для передачи сигналов нескольких телеграфных субканалов, обладающих более узкими полосами. Такой способ уплотнения называется вторичным уплотнением. В радиолиниях с частотным уплотнением телефонных каналов принятый антенной и поданный на вход приемного устройства модулированный групповой радиосигнал усиливается и детектируется. С выхода детектора групповой сигнал подается на выходное устройство, где происходят его разуплотнение и демодуляция с помощью полосовых фильтров и канальных детекторов. К радиоприемникам и в особенности к выходному устройству предъявляются высокие требования по стабильности частот, нелинейным искажениям. В частности, особенно высоки требования по подавлению просачивания комбинационных частот в соседние каналы в выходных устройствах. В основе построения многоканальных систем с временным уплотнением лежит принцип, в соответствии с которым непрерывное сообщение (сигнал) представляется совокупностью коротких импульсов, отсчитываемых через равные временные интервалы А/. Процесс деления сигнала на импульсы называется квантированием сигнала по времени. При передаче сигналов по многоканальной системе квантируются сигналы всех каналов. Импульсам каждого канала отводятся соответствующие временные интервалы и в каждом периоде времени последовательно передается группа импульсов, равная числу каналов. При высокой частоте коммутации применяются электронные распределители. Существуют три основных вида модуляции импульсных сигналов: амплитудно-импульсная модуляция (АИМ), широтно-импульсная модуляция (ШИМ), фазо- во-импульсная (временная) модуляция (ФИМ). 180
Благодаря сравнительно высокой помехоустойчивости фазово-импульсная модуляция нашла наибольшее применение по сравнению с другими видами импульсной модуляции. При приеме импульсных сигналов многоканальных радиолиний с временным уплотнением каналов поступающие в приемник модулированные импульсные сигналы усиливаются, преобразовываются, детектируются и в виде последовательности видеоимпульсов подаются на выходное устройство. Выходное устройство делит общую многоканальную последовательность импульсных сигналов на последовательности импульсов отдельных каналов. Одновременно импульсные сигналы демо- дулируются. Индикация и регистрация принимаемых сигналов являются завершающими этапами единого процесса радиоперехвата. Индицируя принимаемый сигнал тем или другим способом, можно раскрывать и анализировать его содержание, регистрацией передаваемых сообщений осуществляется их документация. Применяются два основных способа индикации принимаемых сигналов: звуковая и визуальная. Звуковая индикация сигналов применяется при приеме на слух оператором радиотелефонных и радиотелеграфных передач. С помощью звуковых индикаторов (телефона и громкоговорителя) можно не только прослушивать речь, телеграфные передачи и другие кодовые знаки, но и определять некоторые характерные данные принимаемых сигналов и источников радиоизлучения (относительную напряженность поля в пункте приема, вид передачи, режим работы радиолокатора, приблизительную частоту повторения импульсов). Визуальная индикация сигналов воспринимается оператором в виде световых ощущений с помощью электронно-лучевых приборов и различных осветительных ламп (газосветовых, неоновых), применяемых в анализирующих и индикаторных устройствах. Наиболее распространенным и совершенным визуальным индикатором является электронно-лучевая трубка, используемая, в частности, в панорамных приемниках и анализаторах спектра частот. 181
Осветительные лампы используются в блоках приемных устройств для индикации частоты принимаемых сигналов, фиксации их значения по заданной программе и для других целей. Регистрация (документация) принимаемых телефонных, телеграфных и других сообщений производится вручную радистами-операторами или автоматически с помощью различных оконечных устройств. Регистрация сигналов позволяет с наибольшей эффективностью использовать результаты добываемой информации в интересах разведки, произвести тщательный анализ, в том числе криптографический, засекреченных сигналов. В зависимости от принципов работы и способов фиксации оконечные устройства документации могут быть электромеханическими (электронно-механическими), магнитными, электронно-термическими, электрохимическими. Электромеханические устройства регистрации сигналов преобразуют выходные электрические импульсы в механические колебания пищущей системы, которая, воздействуя на обычную или специальную бумагу, прочерчивает кривые, отображающие в той или иной форме передаваемые сигналы. Имеются многочисленные типы и конструкции электромеханических устройств регистрации радиотелеграфных передач, как, например, быстродействующие ондуляторы, работающие кодом Морзе, печатающие синхронные аппараты многократного действия системы Бодо, разнообразные стартстопные аппараты и многие другие. В буквопечатающих телеграфных аппаратах используется двоичная система кодирования и любая цифровая и буквенная передача преобразуется в серию кодовых комбинаций элементарных посылок. Телеграфные аппараты стартстопного типа характеризуются следующими техническими показателями. По принципу работы. Телеграфные аппараты разделяются на две группы: электромеханические и электронно-механические. В электронно-механических аппаратах используются конструкции, основанные на электронике и позволяющие получить высокие технические показатели (в частности, высокую чувствительность во входном устройстве благодаря применению 182
электронного реле вместо электромагнита, который применяется в электромеханических аппаратах). По виду кода. Буквопечатающие стартстопные аппараты работают в большинстве случаев международным пятизначным кодом № 2, состоящим из пяти токовых и бестоковых посылок равной длительности. Всего можно передавать пятизначным кодом 32 комбинации, что достаточно для передачи буквенного алфавита. Находит все более широкое применение международный сеыиэлементный код ASCII с одной стартовой, семью информационными, одной проверочной и двумя стоповыми посылками. Этот код используется в системах передачи смысловой и телекодовой информации. Для передачи цифр и других дополнительных знаков в буквопечатающих аппаратах, как правило, используют два регистра. По скорости работы. Буквопечатающие аппараты ранее выпускались с одной скоростью телеграфирования (400 знаков в минуту). Современные зарубежные аппараты в большинстве своем выпускаются с тремя скоростями телеграфирования (400—600—800 знаков в минуту). Скорость телеграфирования в 50—75 бод не является пределом в стартстопных аппаратах. В настоящее время за рубежом разработано приемное устройство буквопечатания, работающее со скоростью 200 бод. По исправляющей способности. В современных телеграфных аппаратах достигаются высокие показатели по их исправляющей способности (40—43%) вместо 30—35% у довоенных аппаратов. Исправляющая способность характеризует допустимые пределы искажений, при которых телеграфный аппарат работает еще без ошибок. По средствам автоматизации. В телеграфных аппаратах применяются кроме автостопа и автоответчика горизонтальный и вертикальный табуляторы, сигнализаторы обрыва бумаги и т. д. По типу носителя индикации телеграфные аппараты подразделяют на рулонные и ленточные. Наибольшее распространение получили благодаря эксплуатационным удобствам рулонные аппараты. Вместе с тем нужно сказать, что ленточные аппараты отличаются 183
простотой механизма, меньшими габаритами и высокой надежностью механических и электронных узлов. По эксплуатационным показателям. Телеграфные аппараты могут работать непрерывно в течение многих суток, а некоторые аппараты работают без смазки 1000 ч. Наработка на один отказ достигает, по сведениям зарубежной печати, в некоторых аппаратах 5000 ч. Из многочисленных телеграфных стартстопных аппаратов, предназначенных также и для работы по радиоканалам связи и выпускаемых в капиталистических странах, рассмотрим лишь два наиболее характерных. Электромеханический телеграфный аппарат модели 33 фирмы «Телетайп Корпорейшен» (США). Аппарат широко применяется для передачи телекодовоп и смысловой информации. Буквопечатающий телеграфный аппарат модели 33 рулонного типа, выпускается в трех разновидностях: — приемопередающий телеграфный аппарат, предназначенный для приема и передачи сообщений, а также для использования в качестве печатающего устройства; — приемный телеграфный аппарат, предназначенный только для приема телеграфных сообщений; — автоматизированный приемопередающий телеграфный аппарат (рис. 4.28), предназначенный, в частности, для передачи, приема и печати телеграфных сообщений с одновременной перфорацией или без перфорации ленты. Буквопечатающий аппарат модели 33 рассчитан на работу со скоростями телеграфирования 364, 400 и 600 знаков в минуту. Модель 33 является одним из первых буквопечатающих телеграфных аппаратов, использующих новый международный семиэлементный код ASCII. Телеграфный аппарат дополнительно комплектуется подставкой для бланка телеграмм с прижимной планкой, контрольно-вызывным устройством, сигнальным устройством, предупреждающим об окончании бумаги, и автоматическим ответчиком. Буквопечатающий телеграфный аппарат питается от сети 115 В, 60 Гц. Электромеханический телеграфный аппарат LO-133 фирмы «Сименс и Лоренц» (ФРГ) широко распространен и работает международным пятизначным кодом № 2. Аппарат буквопечатающий, имеет два регистра 184
Рис. 4.28.^ Электромеханический приемопередающий телеграфный аппарат модели 33 185
(буквы и цифры), можег действовать на четырех скоростях телеграфирования: 368, 400, 600 и 800 знаков в минуту. Исправляющая способность аппарата 40,3%. Аппарат LO-133 рулонного типа, его входное устройство состоит из электромагнита с двухякорной системой. Трансмиттер и реперфоратор встроены в аппарат. Потребляемая мощность 80 Вт, размеры 62,5Х49,0Х Х32,0 см. Вес 30,8 кг. Аппараты магнитной записи разных типов и конструкций широко применяются в радиоэлектронной разведке капиталистических стран. Аппараты магнитной записи позволяют: — записывать любые непрерывные и импульсные сигналы; — сохранять в течение длительного времени записанную на носителе звука информацию; — многократно воспроизводить фонограммы без всякой дополнительной обработки; — вести контроль и прослушивание в процессе записи; — многократно использовать носители звука со стиранием предыдущих записей. Разведывательные аппараты магнитной записи создаются в виде устройств, используемых в стационарных условиях, а также в виде миниатюрных устройств переносных и карманных. В простейшем случае аппарат магнитной записи состоит из следующих составных элементов: — лентопротяжного механизма с электродвигателем для перемотки носителя записи (ферромагнитной пленки, стальной проволоки) с одной кассеты на другую и обратно; — трех магнитных головок специальной конструкции, используемых каждая в отдельности для записи, воспроизведения и стирания соответственно; — усилителя низкой частоты для усиления сигналов при записи и воспроизведения, а также генератора колебаний на частоте 40—80 кГц, используемого для питания обмотки катушки магнитной головки стирания записи; — оконечных устройств записи (микрофон) и воспроизведения (громкоговорителя, телефона). При прохождении электрического тока записывае- 186
мых сигналов через обмотку магнитной головки создается магнитное поле. В зависимости от интенсивности воздействующего сигнала происходит намагничивание пленки при ее перемещении вдоль магнитной головки, на участке рабочего зазора (щели). Таким образом сигналы записываются на магнитную ленту. При воспроизведении сигналов происходит обратный процесс. Намагниченная лента, перемещаясь вдоль щели магнитной головки, наводит в ее обмотке ЭДС, величина которой зависит от интенсивности намагничивания и скорости движения ленты. Образованный под воздействием ЭДС переменный ток звуковой частоты усиливается и подается на оконечное устройство (телефон, громкоговоритель). Для удаления записи с магнитной ленты используется магнитная головка стирания, питаемая током высокой частоты, которая создает магнитное поле противоположного знака и тем самым размагничивает ленту. В последние годы весьма широко применяются видеомагнитофоны, с помощью которых возможно вести запись телевизионных передач. Если для записи звуковых сигналов требуется иметь полосу пропускания с верхней частотой 15 кГц, то для записи видеосигнала необходимо, чтобы верхняя частота записи достигала 4—6 МГц. Очевидно, что обычный способ продольной записи здесь не пригоден, так как потребовалось бы передвигать ленту со скоростью 18 м/с. Такая скорость движения не только осложняет конструирование аппаратуры, но и потребовала бы колоссального количества магнитной ленты. В видеомагнитофонах использован способ строчной записи вращающимися головками, что позволяет продольную скорость движения ленты сохранить такую же, что и в обычных магнитофонах. Представляется возможным уменьшить скорость продольной записи также путем использования многоканального (многодорожеч- ного) способа записи с частотным делением каналов. В этом случае для записи видеосигналов используется одновременно группа неподвижных магнитных головок. Видеомагнитофоны с наклонно-строчной записью состоят из сложных электронных и механических узлов (рис. 4.29). 187
В радиоэлектронной разведке США применяется од- нодорожечный видеомагнитофон «Ампекс» VRX-1006 [15]. В магнитофоне используются 32 и 36-см кассеты с пленкой шириной 50 мм. Магнитофон характеризуется следующими данными: — полоса пропускания записи 4 МГц; — продолжительность непрерывной записи 90 мин; Рис. 4.29. Профессиональный видеомагнитофон ДР-2 — максимальная ошибка по времени записи составляет ±20 не (наносекунд); — запись может производиться через 2 с после начала наблюдения. Электротермический и электрохимический способы записи предназначаются для специальных целей, и в частности для записи фототелеграфных изображений. При электротермической и электрохимической записях используется специальная бумага, которая под воздействием тока разной силы может менять свою окраску. Следует сказать, что ни тот, ни другой виды записи широко не применяются из-за эксплуатационных неудобств и большого расхода специальной бумаги. 188
Фотооптический способ записи сигналов довольно широко применяется в радиоэлектронной разведке. При фотооптической записи принимаемые сигналы превращаются в световые под воздействием газосветной лампы или других источников света и фиксируются на фотографическую бумагу с различной яркостью в зависимости от напряжения принимаемого сигнала. В фотооптической записи играют важную роль чувствительность фотобумаги или фотопленки, интенсивность и продолжительность светового освещения, выбор фокусного расстояния, быстрота прохождения кадров и т. д. При обнаружении и анализе неизвестных радиопередач с помощью панорамных устройств с ЭЛТ на выходе за рубежом иногда используют обычное фотографирование как способ документации разведданных. В этом случае применяются фотоаппараты различных типов и конструкций в качестве приставок к разведывательной аппаратуре. В устройствах панорамного обзора и анализа сигналов используется также и встроенная фотоаппаратура. Высокие чувствительность и регистрирующая способность фотопленки позволяют произвести качественную документацию сигналов с экрана ЭЛТ. Однако фоторегистрация имеет большой недостаток — требуется некоторое время для обработки фотопленки и для ее расшифровки. Как подчеркивают американские специалисты, широкое внедрение ЭЦВМ в комплекс аппаратуры радиоэлектронной разведки существенно ускоряет обработку и документирование добываемой информации. Становится возможным вести радиоэлектронную разведку без какой-либо задержки, т. е. в реальном масштабе времени.
Глава V РАДИОПЕЛЕНГАТОРЫ В РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ РАЗВЕДКЕ Радиопеленгаторы являются незаменимыми техническими средствами, интенсивно используемыми радиоэлектронной разведкой капиталистических стран наравне с аппаратурой поиска, перехвата и анализа радиосигналов противника. С помощью радиопеленгаторов определяют местоположение неизвестного источника радиоизлучения. Радиопеленгаторы в состоянии установить перемещение и определить направление движения любых активных радиоэлектронных средств на земле, на море, в воздухе и в космосе. Радиопеленгованием можно определить плотность размещения радиостанций в выбранном районе за определенный период времени. Как утверждают иностранные специалисты, результаты радиопеленгования могут давать весьма важные сведения о местонахождении и передислокации штабов войск противника, размещении подразделений ракетно- термоядерного оружия, движении мото-механизирован- ных и танковых частей и соединений по фронту и т. д. С помощью радиопеленгования устанавливают местонахождение и направление движения военных подводных и надводных кораблей в морях и океанах, а также местонахождение и направление полета самолетов. Специальными наземными радиопеленгаторами определяют траекторию полета ИСЗ и различных космических кораблей [1, 67]. 190
Зарубежные военные обозреватели считают, что без пеленгования и определения местоположения источников радиоизлучения систем управления войсками и оружием невозможно вести радиоэлектронную разведку и эффективную борьбу с радиоэлектронными средствами противника [1, 20]. 5.1. Принципы работы радиопеленгаторов Радиопеленгация — это прикладная область радиоэлектроники, изучающая технические вопросы по определению направления прихода электромагнитных волн в пункте приема от различных источников излучения. Радиопеленгование означает процесс определения направления на источник излучения радиоволн. Радиопеленгация базируется: — на свойствах распространения радиоволн по кратчайшему пути и с конечной скоростью; — на принципах направленного радиоприема. Радиопеленгация от других видов пеленгации (звуковой, зрительной) отличается большой дальностью действия, она не зависит от условий погоды, видимости и степени подвижности пеленгуемого объекта. Радиопеленгование осуществляется с помощью приборов, называемых радиопеленгаторами. Радиопеленгатор состоит из четырех основных элементов: антенной системы, входного устройства, радиоприемника и индикатора. Направление на неизвестную радиостанцию Б измеряется относительно меридиана, проходящего через пункт А, в котором установлен радиопеленгатор (рис. 5.1). Угол, образованный северным направлением меридиана и направлением от наблюдателя на источник радиоизлучения, называется радиопеленгом. Радиопеленг отсчитывается от северного направления меридиана по часовой стрелке от 0 до 360°. С помощью одного радиопеленгатора можно определить только пеленг и, следовательно, азимут на передающую радиостанцию. Для определения местоположения пеленгуемой радиостанции необходимо иметь в наземных условиях по крайней мере два пеленгатора, разнесенных на достаточное расстояние один от другого (рис. 5.1). Тогда местонахождение работающей радиостанции Б 191
определяется точкой пересечения линий пеленгов от обоих радиопеленгаторов (Л и В) путем измерения углов di И СС2. С помощью одного радиопеленгатора, находящегося неподвижно или на движущемся объекте (самолет, космический или морской корабль), можно определить не ю Рис. 5.1. Определение местоположения пеленгуемой радиостанции двумя пеленгаторами по двум азимутам только направление на неизвестную радиостанцию, по также найти свое местонахождение последовательным пеленгованием двух передающих радиостанций, расположенных в точках с известными координатами. Радиопеленгование в простейшем случае осуществляется поворотом пеленгаторной антенны, имеющей четко выраженную характеристику направленности, до получения определенной величины силы приема, регистрируемого по индикатору на выходе приемного устройства. Если антенная система пеленгатора предварительно ориентирована относительно северного направления меридиана, то пеленг определяется по углу 192
поворота направленной антенны от ее начального положения. В радиопеленгации в основном используются такие антенны, с помощью которых возможно с достаточной для практики точностью определить направление на В Рис. 5.2. К пояснению принципа пеленгации источник радиоизлучения. Для этого со всей тщательностью учитываются особенности распространения радиоволн и направленного радиоприема на разных частотах. В диапазоне от длинных до метровых волн включительно для радиопеленгования, как правило, используются одиночные антенны направленного радиоприема. В дециметровом, сантиметровом и более коротком диапазонах волн для радиопеленгования преимущественно используется группа антенн направленного приема. Направленные свойства пеленгаторных антенн обусловлены тем, что в -зависимости от направления прихода радиоволн меняются фазовые отношения между ЭДС, наводимыми в отдельных элементах антенной системы, а следовательно, меняется и суммарное напряжение, подаваемое из антенны на приемное устройство пеленгатора. Принципы направленного приема поясним, рассмотрев антенную систему, состоящую из двух одинаковых вертикальных антенн А и В, разнесенных на расстояние d (рис. 5.2). Если электромагнитные колебания, излучаемые каким-либо источником, достигают антенн А и В не одновременно, то мгновенные значения ЭДС, наводимых в этих антеннах, будут различны и между ЭДС ЕА и Ев возникнет разность фаз <р. Если направление прихода ав 13 Зак. 936 193
радиоволны составляет с линией, соединяющей обе антенны, угол в, то разность хода волны между точками А и В равна d cos в. В соответствии с этим между ЭДС в антеннах А я В разность фаз ср=— dcosO. Следовательно, при изменении угла в разность фаз между ЭДС в антеннах будет изменяться по косинусои- дальному закону. На приемник воздействует результирующая ЭДС £а, представляющая разность наводимых в антеннах А и В ЭДС, равных по амплитуде, но отличающихся по фазе на угол q>: Ел = 2Е\ sin — = 2Eh'A sin I — cos в), где hA — действующая высота одной из антенн. Формула выражает основную зависимость £а от направления прихода радиоволн, т. е. горизонтальную* характеристику направленности антенной системы пеленгатора, состоящей из двух разнесенных вертикальных антенн. Практический интерес представляет случай, когда разнос d между антеннами меньше длины волны X. Тогда при изменении угла в результирующая ЭДС £а, как и значение фаз ср, будет изменяться по косинусои- дальному закону. Характеристика направленности имеет вид косинусоиды, которая в полярных координатах изображается в виде восьмерки, образованной двумя касающимися друг друга окружностями. Нуль приема совпадает с направлением АВ, перпендикулярным линии, соединяющей антенны, так как в этом случае волна достигает одновременно обеих антенн и ЭДС, наводимые в них, оказываются равными не только по амплитуде, но и по фазе и, следовательно, разностная ЭДС £а будет равна нулю. При перемещении источника излучения радиоволн через линию нулевого приема фаза результирующей ЭДС меняется на 180°, так как при этом волна раньше достигает уже другой антенны. Формула для Еа в случае d<% упрощается и примет вид = 2£Лд ^- cos в = EhA cos в, А. 194
где /1д= — /]д — действующая высота направленной ан- Л. тенны, состоящей из двух разнесенных вертикальных Рис. 5.3. Характеристики направленности пеленгатора при различных соотношениях d и \ антенн. Она значительно меньше действующей высоты Лд каждой из антенн. Горизонтальные характеристики направленности двух разнесенных вертикальных антенн при различных соотношениях d/X приведены на рис. 5.3. Как видно из рисунка, когда разнос d соизмерим с длиной X волны, характеристика направленности деформируется и в ней появляются провалы. Глубина провалов определяется соотношением d/X. Несмотря на многочисленность типов и конструкций разведывательных радиопеленгаторов, выпускаемых в капиталистических странах, их можно условно группировать, исходя из следующих наиболее важных показателей. 1. Условия применения. Радиопеленгаторы используются в наземной, морской, воздушной и космической радиоэлектронной разведке. В соответствии с назначением они устанавливаются на земле, на судах, самолетах и космических кораблях. 13* 195
2. Принцип работы. В зависимости от выбора схемы устройства радиопеленгаторы могут быть амплитудными или фазовыми. Соответственно пеленги в радиопеленгаторах определяются путем измерения (сравнения) амплитуд или фаз колебаний принимаемых сигналов по высокой либо низкой частоте. 3. Диапазон частот. Радиопеленгаторы могут работать на сверхдлинных, длинных, средних, коротких и ультракоротких волнах. Создаются также всеволновые радиопеленгаторы. 4. Метод отсчета пеленга. В радиопеленгаторах пеленги отсчитываются по слышимости сигнала на слух или визуально по приборам. В свою очередь радиопеленгаторы с визуальной индикацией пеленга разделяются на пеленгаторы автоматического и неавтоматического действия. 5. Тип применяемых антенн. Различают наземные радиопеленгаторы с малой или большой базой антенных устройств. Радиопеленгаторы с малой базой бывают с рамочными поворотными антеннами, с поворотными и неподвижными вертикальными антеннами, разнос между которыми меньше самой короткой волны рабочего диапазона. Радиопеленгаторы с большой базой имеют сложные антенные системы, состоящие из групп одиночных антенн, имеющих разнос в несколько длин волн и узкую диаграмму направленности. 6. Установка и монтаж. Радиопеленгаторы могут быть стационарными и подвижными. К подвижным радиопеленгаторам относят автомобильные, переносные, самолетные, корабельные и космические пеленгаторы. 5.2. Радиопеленгаторы с рамочной антенной Радиопеленгаторы с рамочной антенной впервые начали применяться в первой мировой войне и особенно широко использовались во второй мировой войне. На рис. 5.4 показан рамочный радиопеленгатор РЮО фирмы «Телефункен» (ФРГ) с диапазоном принимаемых частот 1,5—30 МГц. Этот переносный радиопеленгатор при работе устанавливается на треногах. Рамочная антенна пеленгатора имеет диаграмму направленности в виде 196
Рис. 5.4. Рамочный пеленгатор Р100 (центральная ненаправленная антенна на рисунке укорочена) 197
восьмерки. Пеленгование производится на слух по минимуму слышимости сигнала. ЭДС, наводимая в рамке пеленгатора: Ev — Е ^^- cos в = EhB cos в, А, где S — площадь рамки; 2~SN hv= действующая высота рамки; А, N —число витков рамки. Следовательно, действующая высота рамки hv прямо пропорциональна ее площади, числу витков и обратно пропорциональна длине волны. В рамочных антеннах вследствие асимметрии плеч по отношению к земле (один конец рамки заземлен, а другой подключен к управляющей сетке входной лампы) направленные свойства антенны радиопеленгатора искажаются и рамка в некоторой степени будет обладать свойствами ненаправленной антенны. Это явление называется антенным эффектом радиопеленгаторов и проявляется в той или иной степени во всех типах радиопеленгаторов. Напряжение антенного эффекта £/аэ состоит из двух составляющих: фазовой £/аЭф (рис. 5.5, а), совпадающей с Up по фазе, и внефазовой Uaau(t, (рис. 5.5,6), смещенной относительно Up по фазе на 90". Фазовый антенный эф- _ _ „ фект вызывает симметрич- Рис. 5.5. Характеристики на- , правленное™ пеленгатора при 1юе смещение оооих миниму- воздойствии антенного эффекта MOB на угол А излома ОСИ 198
минимумов. Внефазовый антенный эффект вызывает расплывчивость минимумов (пунктирная восьмерка на рис. 5.5, б). При одновременном воздействии фазовой и внефазо- вой составляющих антенного эффекта имеет место как излом оси минимумов (угол бмин), так и размытие (расплывчатость) минимумов (рис. 5.5, в). Для уменьшения антенного эффекта применяются ■следующие меры: а Рис. 5.6. Уменьшение антенного эффекта схемными и конструктивными решениями ■— экранировка рамки, как это выполнено в немецком радиопеленгаторе Р100, путем помещения рамки в электрический экран; экранировкой рамки достигается высокая емкостная симметрия обеих ее плеч (рис. 5.6, а); экран делается разрезным в середине рамки, чтобы не уничтожить эффект приема рамкой самого сигнала; — симметричное включение настроенной рамки (рис. 5.6, б): один конец рамки подключается к сетке УВЧ через подстроечную емкость, а другой — к сетке УВЧ приемника непосредственно; благодаря подстройке емкостью С асимметрия концов рамки будет очень мала; — применение схемы с индуктивной связью ненастроенной рамки, что дает значительное ослабление антенного эффекта (рис. 5.6, б); — компенсация антенного эффекта; возникающее при внефазовом антенном эффекте размытие минимумов может быть устранено путем искусственного введения из ненаправленной антенны ЭДС, равной по амплитуде и противоположной по фазе ЭДС антенного эффекта. 199
Радиопеленгаторы с рамочной антенной наиболее просты по схеме и конструкции. Однако они имеют ограниченное применение из-за того, что точность пеленгования существенно зависит от условий распространения радиоволн. Отраженные от ионосферы радиоволны всегда имеют горизонтально-поляризованную составляющую, что приводит к появлению поляризационных ошибок у рамочных радиопеленгаторов. Поэтому рамочная антенна пригодна лишь для пеленгования земного луча,- имеющего, как правило, вертикальную поляризацию. Напряженность поля земного луча в первую очередь зависит от расстояния, проводимости почвы и длины волны. Чем выше проводимость почвы, тем больше напряженность поля земного луча. Поэтому дальность действия рамочного радиопеленгатора над морем больше, чем над сушей. Чем короче волна, тем меньше поглощение отраженного луча и больше затухание земного луча. На коротких волнах дальность действия рамочного пеленгатора в среднем составляет в дневное время несколько десятков километров, резко уменьшаясь ночью. Увеличение длины волны повышает дальность действия рамочного радиопеленгатора. Рамочные радиопеленгаторы используются: — на средних и длинных волнах в светлое время суток; — на коротких волнах в зоне действия земного луча; — на ультракоротких волнах для пеленгования наземных передающих радиостанций, работающих с вертикальной антенной в условиях ровной местности. Однозначное определение пеленга на передатчик Характеристика направленности антенны радиопеленгатора в виде восьмерки имеет два минимума, отличающихся один от другого на 180°. Для того чтобы определить сторону, в которой находится пеленгуемая радиостанция, необходимо иметь антенну, обладающую характеристикой направленности с одним минимумом (нулем) приема. Такая характеристика направленности может быть получена, если подавать на входную цепь в одинаковой фазе две равные по амплитуде ЭДС, получаемые от направленной антенны и от вертикальной ненаправленной антенны, обладающей той же действую- 200
щей высотой, что и направленная. Такой способ определения стороны пеленга применен в радиопеленгаторе РЮО. На радиопеленгаторе (рис. 5.4) вертикальная ненаправленная антенна находится в центре рамочной антенны. Фаза ЭДС вертикальной антенны не зависит от направления на передатчик. Фаза ЭДС в направленной антенне меняется на 180° при переходе через направление нулевого приема. Поэтому если при приеме с направлений, лежащих справа от линии I—I, ЭДС обеих антенн совпадают по фазе и будут складываться, то при приеме с направлений, лежащих слева от ЭТОЙ ЛИНИИ, ЭДС окажутся В Рис. 5.7. Кардиоидная противофазе и будут вычитаться, характеристика на- В результате сложения радиус- правлешюсти векторов характеристик направленной и ненаправленной антенн получим суммарную характеристику направленности в виде кардиоиды (сплошная линия на рис. 5.7). Характеристика имеет один минимум, смещенный в пространстве на 90° по отношению к минимуму восьмерочной характеристики. Минимум кардиоиды значительно тупее минимума восьмерочной характеристики, что препятствует непосредственному использованию кардиоидной характеристики для пеленгования. При пеленговании вначале обычно используют антенны с характеристикой направленности в виде восьмерки. Затем для однозначного определения направления на передатчик переходят на прием от антенн, имеющих диаграмму направленности в виде кардиоиды. Кардиоидная характеристика направленности получается лишь в том случае, если ЭДС из ненаправленной и направленной антенн поступают на входную цепь в одинаковой фазе. Фактически между этими ЭДС имеется сдвиг фаз на 90°. Для того чтобы устранить влияние сдвига фаз, искусственно сдвигают фазу одной из ЭДС на 90°. Обычно это делается с помощью фазирующего резистора, включенного в цепь ненаправленной антенны. На рис. 5.8 показана простейшая схема получения кардиоидной 201
характеристики. В схеме электродвижущая сила от ненаправленной антенны подается через фазирующий резистор Яф на управляющую сетку первой лампы приемника. Для правильного определения стороны, в которой находится пеленгуемая радиостанция, не обязательно иметь точную кардиоидную характеристику, а достаточно лишь •—| |—> ж /-^-\ j 1кл четко различить положение мак- I | i}—(гдт) ^ симума и минимума. Однако схе- 1Р< ?.~ Г>/^ j ыа кардиоидного приема является необходимым элементом всех п с о п - типов пеленгаторов, имеющих Рис. 5.8. Простеишая к схема получения карди- диаграмму направленности ан- оидной характеристики тенны в виде восьмерки. Рамочные антенны с магнитоди электриком Во многих радиопеленгаторах капиталистических стран используют рамочные антенны различных конструкций с сердечником из магнитодиэлектрика. Так, например, с ферритовыми рамочными антеннами выпускаются: фирмой «Маркони» (Англия) самолетные автоматические радиопеленгаторы АД-370 (в диапазоне частот 190—1799,5 кГц), фирмой «АЕГ—Телефункен» (ФРГ) стационарные, автомобильные и корабельные радиопеленгаторы PR 761/4 (в диапазоне частот 10—540 кГц), PR 638/1 и PR 821/2 (в диапазоне частот 250 кГц— 30 МГц). Применение магнитодиэлектрика позволяет значительно уменьшить размеры рамки и в несколько раз повысить ее эффективность. В качестве магнитодиэлектрика применяют феррит, карбонильное железо и другие материалы. Рамка выполняется в виде соленоида, внутри которого помещается сердечник из магнитодиэлектрика. Благодаря магнитодиэлектрику магнитный поток, пронизывающий витки, возрастает. Коэффициент, показывающий, во сколько раз возрастает магнитный поток при внесении магннтодиэлектрика, называется эффективной проницаемостью дЭф- Эффективная проницаемость меньше проницаемости ц магнитодиэлектрика, поскольку магнитные силовые линии замыкаются не только через магнитодиэлектрик, 202
но и через воздух. Для уменьшения рассеивания форма рамки выбирается в виде удлиненного соленоида. Во сколько раз возрастает магнитный поток, во столько раз увеличивается ЭДС в рамке и действующая высота рамки с магнитодиэлектриком Однако эффективность входа радиопеленгатора по существу возрастает лишь в У\>. раз. Это объясняется тем, что магнитодиэлектрик увеличивает не только действующую высоту, но и индуктивность рамки. Увеличение индуктивности рамки вызывает некоторое уменьшение эффективности входа. 5.3. Радиопеленгаторы с вертикальными разнесенными антеннами В современной радиоэлектронной разведке капиталистических государств основным типом наземных радиопеленгаторов на СВ, KB и УКВ являются пеленгаторы с малой базой, состоящие из двух и нескольких разнесенных одинаковых вертикальных антенн или из более сложных их сочетаний. Эти антенны в наибольшей степени удовлетворяют требованиям точности дальнего радиопеленгования, в особенности на коротких волнах,в условиях изменения характера поляризации волн в ионосфере и угла наклона фронта отраженных радиоволн. Впервые радиопеленгаторы с разнесенными вертикальными антеннами были предложены Эдкоком (Англия) в 1919 г. Процесс пеленгования этими антеннами заключается в определении положения поверхности равных фаз (фронта волны) двух разнесенных антенн. Пеленг же на радиостанцию определяется как перпендикуляр к поверхности равных фаз радиоволны. В этих пеленгаторах соблюдаются следующие требования: — обе антенны одинаковы по своим действующим высотам и направленным свойствам; — фидеры, соединяющие антенны с приемником, не принимают электромагнитные волны. Если линия, соединяющая антенны, будет совпадать с фронтом волны, то мгновенные значения ЭДС, наво- 203
11 димых в обеих антеннах, равны между собой и результирующая разностная ЭДС будет равна нулю независимо от поляризации и угла наклона фронта волны. Поэтому подобные антенные системы свободны от поляризационных ошибок. Если же хоть одно из указанных требований не будет соблюдено, то наводимая ЭДС при установке антенного устройства в плоскости фронта волны может оказаться не равной нулю или ее величина будет зависеть от поляризации „ „и угла наклона фронта U к приемнику U волуны Ошибки пеленга, ве- Рис. 5.9. Антенная система с личина и знак которых разнесенными вертикальными зависят от поляризации симметричными вибраторами г радиоволн, называют поляризационными ошибками. На практике полного отсутствия поляризационных ошибок добиться не удается. Поэтому под антеннами радиопеленгаторов, «свободными» от поляризационных ошибок, подразумевают такие антенны, в которых достигнуто максимальное уменьшение поляризационных ошибок. Основной причиной поляризационных ошибок в радиопеленгаторах с вертикальными разнесенными антеннами является паразитный прием горизонтально- поляризованных радиоволн проводами фидера, соединяющего вертикальные антенны с приемником. В радиопеленгаторах зарубежных стран широко применяются следующие разновидности антенной системы Эдкока как поворотного, так и неподвижного типа. 1. Антенные системы, где используются симметричные вертикальные вибраторы (Н-образная антенна). Каждая вертикальная антенна представляет собой диполь, т. е. пару проводов, расположенных по одной прямой (рис. 5.9). В этой системе непосредственно можно подавать энергию от антенны на вход приемника с помощью симметричного фидера. В Н-образных антеннах ЭДС, наводимые горизонтально поляризованной волной в отдельных проводах фидера, равны по амплитуде, но воздействуют на вход приемника в противофазе, поэтому при симметричной нагрузке на провода фидера суммар- 204
нос воздействие этих ЭДС на вход приемника равно нулю. Н-образные антенны поворотного типа широко применяются в диапазоне УКВ, поскольку размеры вибраторов на этих волнах сравнительно малы. При этом для уменьшения неидентичности емкостей полувибраторов антенную систему иногда поднимают на высоту в несколько метров над землей. На коротких и более длинных волнах для обеспечения достаточной действующей высоты приходится применять неподвижные антенны больших размеров с гониометром. 2. Антенны с вертикальными симметричными вибраторами, но с наклонными фидерами. Применение наклонных фидеров дает большие эксплуатационные преимущества, позволяет увеличивать размеры вертикальных симметричных вибраторов и создает эксплуатационные удобства (повышает мобильность и транспортабельность пеленгатора). Вместе с тем наклонные фидеры вносят некоторую асимметрию в верхних и нижних вибраторах. На рис. 5.10 показан немецкий радиопеленгатор на УКВ фирмы «Телефункен». В пеленгаторе использована поворотная антенная система Эдкока с наклонными фидерами. Пеленг отсчитывается на слух. Вращая антенную систему, оператор по минимуму слышимости принимаемого сигнала определяет направление на пеленгуемую радиостанцию. 3. Антенны U-образной формы, у которых вертикальные провода соединяются со входом приемника с помощью однопроводных фидеров. В таких антеннах прием паразитных горизонтально поляризованных радиоволн существенно ослабляется благодаря зарыванию фидера в землю. Слой земли, лежащий над фидерами, поглощает и отражает энергию приходящих радиоволн и тем самым экранирует фидеры от радиоволн. Чем больше проводимость почвы, тем выше степень экранирования и тем меньше поляризационные ошибки радиопеленгатора с U-образным антенным устройством. Иногда искусственно улучшают проводимость почвы, внося в нее уголь, соль и другие хорошо проводящие вещества. Вместо зарывания фидеров в землю в некоторых типах U-образных пеленгаторов применяется искусственная металлизация участка, на котором устанавливается радиопеленгатор, с помощью металлической сетки либо 205
Рис. 5.10. УКВ радиопеленгатор с поворотной антенной и наклонными фидерами LJ F3 Рис. 5.11. U-образные антенны: а — простейшая схема; б — схема с трансформаторной связью; в — схема уравновешенной антенны 206
пучка радиальных проводов, зарываемых обычно на небольшую глубину. Радиус экранируемой металлом площадки должен быть не менее четверти длины волны пеленгатора. U-образные антенны применяются исключительно с гониометром на неподвижных антеннах преимущественно стационарного типа (рис. 5.11, а). 4. Антенны U-образного типа с трансформаторной связью (рис. 5.11, б). В этих антеннах сильнее, чем в Н-образных трансформаторных антеннах, сказывается вредное влияние распределенной емкости между обмотками, так как нагрузка на первичную обмотку трансформатора резко несимметрична (один конец обмотки заземлен, а другой подключен к вибратору). Междуобмоточную емкость можно значительно уменьшить, размещая между обмотками заземленный электростатический экран. 5. Антенна U-образного уравновешенного типа, у которой нижние половины вибраторов заменены эквивалентными резисторами, импеданц которых (Za) во всем рабочем диапазоне частот близок к входному сопротивлению половин вибратора (рис. 5.11, в). Равенство импеданцев эквивалента и полувибратора обеспечивает симметрию нагрузки на оба провода фидера. Отсутствие нижних полувибраторов обеспечивает возможность укладки фидеров в непосредственной близости от земли, где в случае высокой проводимости почвы напряженность поля горизонтально поляризованной составляющей поля радиоволн мала. U-образные уравновешенные антенны применяются на длинных, средних и реже на коротких волнах. При этом антенны должны быть установлены на почве с высокой проводимостью. Радиопеленгаторы с неподвижными разнесенными антеннами и гониометром Вращение характеристики направленности пеленга- торной антенны в виде восьмерки можно осуществить не только поворотом антенного устройства вручную или электродвигателем, но и с помощью двух пар неподвижных взаимно перпендикулярных разнесенных вертикальных антенн и подключенного к этим антеннам специального устройства, называемого гониометром. 207
Гониометр (рис. 5.12) состоит из двух одинаковых взаимно перпендикулярных неподвижных катушек L.\ и Lb, подключенных соответственно к антеннам, и вращающейся внутри их катушки Ьц подключенной к входу приемника. А' Рис. 5.12. Антенная система пеленгатора с гониометром Неподвижные катушки называются полевыми или статорными, а подвижная — искательной катушкой или просто искателем. Если радиоволны распространяются с направления, совпадающего с плоскостью, в которой находится антенна АА' (направление север—юг), то в ней наводится максимальная ЭДС, а в перпендикулярной ей антенне ВВ' (направление восток — запад) ЭДС будет равна нулю. Соответственно ток в цепи полевой катушки La и создаваемый им магнитный поток будут максимальны, в то время как ток и магнитный поток полевой катушки Lb равны нулю. Для того чтобы наводимая в искательной катушке ЭДС при этом была равна нулю, последнюю необходимо установить в положение, при котором магнитный поток полевой катушки не пронизывает ее витки. Это соответствует случаю, когда плоскость витков искателя перпендикулярна плоскости витков полевой катушки. При приеме радиоволн с произвольного направления, составляющего угол 0 с плоскостью антенны АА', направление результирующего магнитного потока, создаваемого токами, протекающими через статорные катуш-
ки LA и Lb, будет составлять с плоскостью витков ста- торной катушки Lb угол \|), равный углу 0. Пеленгование осуществляется установкой искателя в положение минимального приема сигнала. Для отсчета пеленга на гониометре устанавливают неподвижную 360-градусную азимутальную шкалу таким образом, что в начальном положении искательной катушки (когда она перпендикулярна катушке La) стрелка указывает на 0° на шкале (положение указателя свидетельствует о том, что передатчик находится в направлении север — юг). Радиопеленгаторы с гониометрической антенной позволяют значительно увеличить (по сравнению с поворотными антеннами) размеры антенной системы, повысить ее действующую высоту и тем самым чувствительность. Вместе с тем пеленгование с гониометром предоставляет большие удобства оператору, а также позволяет разместить приемник на некотором удалении от антенны. Радиопеленгаторы с много мачтовым и антеннами В прошлом антенные системы наземных гониометрических радиопеленгаторов состояли из двух пар неподвижных взаимно перпендикулярных вертикальных антенн Эдкока, т. е. были четырехмачтовыми. До второй мировой войны четырехмачтовые пеленгаторы на длинных и коротких волнах выпускались в США, Англии, Франции и Германии. Положение коренным образом изменилось в последние десятилетия. Теперь наземные радиопеленгаторы системы Эдкока за рубежом разрабатывают шести- и восьмимачтовыми. Так, например, фирма «АЕГ—Телефункен» (ФРГ) производит автоматический разведывательный пеленгатор А396/5, работающий в диапазоне частот 1—25 МГц с шестимачтовой U-образной антенной системой (рис. 5.13). В центре системы находится кузов автоприцепа, в котором установлено приемно-индикаторное устройство и вспомогательное имущество радиопеленгатора [9]. Этой же фирмой выпускаются автоматические радиопеленгаторы на УКВ с восьмью дипольными Н-образными антеннами (типа А639/90 в диапазоне частот 20—180 МГц и типа А638/180 в диапазоне частот 60—180 МГц). В этих пеленгаторах И 3Эк. 936 209
Рис. 5.13. Автоматический радиопеленгатор А396/5 на KB с шес- тимачтовой U-образной антенной системой Рис. 5.14. Антенное устройство УКВ радиопеленгатора А638/180 (разобрано) 213
соседние диполи включены параллельно. Размеры дипб- лей в пеленгаторе А638/90 составляют 1,4 м, разнос между противоположными антеннами также 1,4 м. В пеленгаторе А638/180 размеры диполей 0,84 м, разнос 0,83 м [39]. На рис. 5.14 приведена антенная система радиопеленгатора А638/180 в разобранном виде. Шести- и восьмиыачтовые пеленгаторные антенны по сравнению с четырехмачтовыми имеют значительно меньшие инструментальные ошибки, которые порождаются разносом между антеннами, и называются ошибками разноса. Применение многомачтовых антенн не только уменьшает ошибки разноса, но и заметно повышает реальную чувствительность пеленгатора путем увеличения числа приемных проводов. Радиопеленгаторы с разнесенными рамка м и В годы второй мировой войны в Англии и США выпускались разведывательные радиопеленгаторы с разнесенными рамками, используемые в коротковолновом диапазоне при пеленговании ионосферных радиоволн. Необходимость разработки KB радиопеленгаторов с разнесенными рамками была вызвана тем, что на расстояниях 50—350 км пеленгаторы с антенной Эдкока дают большие поляризационные ошибки (до 90°). По мере увеличения угла (3 наклона фронта приходящих электромагнитных волн уменьшается ЭДС (Ев = = EcosP), наводимая в вибраторах антенного устройства Эдкока. Одновременно уменьшается и разность хода радиоволн между вибраторами в вертикальной плоскости. Вследствие этого ЭДС на входе пеленгатора оказывается примерно пропорциональной cos2 p и существенно падает с увеличением угла р, что приводит к резкому возрастанию поляризационных ошибок. От этого недостатка в значительной мере свободны радиопеленгаторы с разнесенными рамками, в которых вместо вертикальных вибраторов используются рамочные антенны. Рамочная антенна имеет в вертикальной плоскости диаграмму направленности в виде окружности и наводимая в ней ЭДС не зависит от угла наклона 14* 211
приходящих радиоволн. Поэтому ЭДС на входе пеленгатора с разнесенными рамками будет пропорциональна лишь первой степени cos р, т. е. полезный прием при увеличении наклона фронта волны ухудшается не так резко, как в случае вертикальных разнесенных антенн. Кроме того, рамка является симметричной нагрузкой фидера, что также уменьшает поляризационные ошибки. В результате при приеме радиоволн, приходящих под большими углами наклона |3, разнесенные рамки обеспечивают значительно более высокую точность пеленгования, чем разнесенные вертикальные антенны. Рамочная антенна в отличие от вертикального вибратора обладает направленностью приема в горизонтальной плоскости. Диаграмма направленности рамки в горизонтальной плоскости зависит от поляризации и угла наклона фронта волны. Поэтому результирующая диаграмма направленности антенного устройства, состоящего из двух разнесенных рамок, также будет зависеть от поляризации и угла наклона фронта волны. Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости при приеме вертикально поляризованных радиоволн имеет четыре минимума, из которых два (90 и 270°) обусловлены отсутствием разности хода волны между рамками. Они называются истинными. Другие два минимума, вызванные отсутствием приема в каждой из рамок, называются ложными. Их наличие и положение зависят от характера поляризации и угла наклона фронта волны. Следует указать, что действующая высота антенного устройства с разнесенными рамками в X/2nd раз меньше действующей высоты каждой из рамок. Однако этот недостаток разнесенных рамок с избытком окупается их высокой точностью при пеленговании на коротких волнах на расстоянии 50—350 км, когда углы р падения фронта волны большие. Радиопеленгаторы могут иметь разнесенные рамки вращаемые и неподвижные. Неподвижные перпендикулярно расположенные пары разнесенных антенн используются, в частности, в автоматических двухканальных пеленгаторах Ватсои Ватта. 212
Слуховой отсчет пеленга Для слухового отсчета пеленга на выходе приемника используются головные телефоны или громкоговорители. Большинство наземных разведывательных радиопеленгаторов периода второй мировой войны имело слуховой отсчет пеленга. Лишь в последние десятилетия слуховые радиопеленгаторы стали уступать место автоматическим с визуальным отсчетом пеленга. Однако до настоящего времени на некоторых пеленгаторах длинных, коротких и ультракоротких волн используют слуховые методы индикации пеленга. В слуховых пеленгаторах с малой базой, как правило, используется принцип пеленгования по минимуму слышимости сигнала. Это объясняется тем, что характеристика направленности этих антенн имеет наибольшую крутизну в районе минимума сигнала. Кроме того, при малых уровнях сигнала человеческое ухо лучше улавливает изменение громкости звука. Эти факторы обусловливают высокую чувствительность и точность отсчета при пеленговании по минимуму. Однако процесс слухового пеленгования занимает значительное время. Это является недостатком метода, так как приходится: — отсчитывать пеленги по двум минимумам; — исключать ошибку, обусловленную антенным эффектом; — дополнительно вращать антенну (искатель гониометра) на 90° для однозначного определения пеленга по кардиоидной характеристике. Вращая антенну или искатель гониометра, оператор определяет на слух минимум слышимости сигнала и по шкале находит пеленг. Слуховая индикация пеленга в значительной мере субъективна, особенно при наличии неустойчивых и размытых минимумов. Она не удовлетворяет требованиям оперативности и точности отсчета при большом уровне шумов на выходе приемника и поэтому вытесняется визуальным методом индикации. Однако благодаря высокой помехоустойчивости, обусловленной избирательными свойствами человеческого слуха, слуховая инди- 213
кация Иногда применяется и в визуальных приемно-ин- дикаторных устройствах как резервный способ индикации и пеленга. 5.4. Автоматические радиопеленгаторы с визуальным отсчетом пеленга Автоматические радиопеленгаторы с визуальным отсчетом пеленга являются в настоящее время основным типом радиопеленгаторов, используемых в радиоэлектронной разведке капиталистических стран. В наземных автоматических радиопеленгаторах с малой базой используют антенны, обладающие восьме- рочной характеристикой направленности, размеры и разнос между которыми, как правило, меньше самой короткой волны рабочего диапазона. В автоматических радиопеленгаторах с большой базой используют сложные антенные системы, состоящие из нескольких одиночных антенн, имеющих разнос в несколько длин волн и узкую диаграмму направленности. Приемно-индикаторное устройство составляет неотъемлемую часть любого автоматического пеленгатора. Выделение полезного сигнала на фоне различного рода помех и усиление сигнала до необходимого уровня производятся приемной частью приемно-индикаторного устройства — радиоприемником. В качестве визуального индикатора пеленга используются в основном электронно-лучевые трубки, а также стрелочные электрические и другие приборы. Как известно, сигналы пеленгуемой радиостанции, поступающие на вход приемно-индикаторного устройства, строго зависят от угла прихода радиоволн. Характер этой зависимости определяется антенно-фидерным и входным устройствами пеленгатора. При этом пеленг определяют по величине амплитуды или по значению фазы сигнала, в связи с чем различают амплитудные и фазовые приемно-индикаторные устройства. Сущность измерения пеленга сводится к сравнению двух напряжений по амплитуде или но фазе. Результаты сравнения в том или ином виде проявляются на индикаторе, с помощью которого и определяется пеленг на источник радиоизлучения. 214
Перечислим лишь некоторые основные типы автоматических радиопеленгаторов, которые используются в зарубежной радиоэлектронной разведке: — амплитудные двухканальные автоматические радиопеленгаторы системы Ватсон Ватта с разными принципами выравнивания амплитудно-фазовых характеристик каналов; — фазометрические одноканальные автоматические радиопеленгаторы с малой базой антенного устройства; — фазометрические автоматические радиопеленгаторы системы «Вулленвебер» с большой антенной базой; — фазометрические автоматические широкобазисные радиопеленгаторы с использованием эффекта Допплера. Амплитудный двухканальный автоматический радиопеленгатор Ватсон Ватта с эле к троп но-лучевым индикатором пеленга Амплитудный автоматический радиопеленгатор с двумя приемными каналами и визуальным отсчетом пеленга на экране ЭЛТ был предложен и запатентован англичанином Ватсон Ваттом еще в 1926 г. Схема автоматического радиопеленгатора Ватсон Ватта имеет большие достоинства по сравнению со схемами других типов автоматических радиопеленгаторов (рис. 5.15). ЭДС от двух взаимно перпендикулярных антенн АА', ВВ', каждая из которых обладает восьмерочной характеристикой направленности, подаются на входные цепи двух одинаковых по усилению и фазовым характеристикам приемников. Выходные напряжения с УПЧ приемников подаются на вертикально и горизонтально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки, где происходит сравнение их амплитуд и определение пеленга. Мгновенное значение напряжения на сетке входной лампы первого приемника Uа = ЕР cos в cos at. Мгновенное значение напряжения на вертикально отклоняющих пластинах (/вер = КЕР cos.e cos {a>t + о), 215
где К — коэффициент усиления приемника; Е —напряженность поля в месте пеленгования; Р — эффективность входа; Ф — сдвиг фаз при прохождении сигнала через приемник. ю Рис. 5.15. Структурная схема двухканального автоматического радиопеленгатора системы Ватсон Ватта Мгновенное значение напряжения на сетке входной лампы второго приемника UB — ЕР sin в cos cat. Поскольку приемники идентичны как по усилению, так и по резонансным характеристикам, их выходные напряжения остаются синфазными и мгновенное значение напряжения на горизонтально отклоняющих пластинах [/гор = КЕР sin 0 cos (cot + <р). Под воздействием напряжений f/Bep и UTOp электронный пучок будет отклоняться как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Величина этих отклонений У и X пропорциональна напряжениям на соответствующих пластинах: Y = AUBep', X = AUгор, где А — чувствительность электронно-лучевой трубки. Тогда: У = D cos в cos (art -f- (p); X = D sine cos (art где D=AKEP. 216
Таким образом, электронный пучок совершает одновременно два взаимно перпендикулярных синфазных синусоидальных колебания. В результате луч будет перемещаться вдоль прямой 2—4, последовательно отклоняясь в течение одного периода промежуточной частоты от центра до точки 2 и обратно и затем от центра к t Рис. 5.16. Схема, поясняющая принцип автоматической пеленгации двухканальным пеленгатором точке 4 и обратно (рис. 5.16). Угол г|), образованный линией 2—4 и вертикальной осью симметрии, определяется из выражения tg^= D sin 0 cos (о./+ У) =tge< D cos 0 cos (o>/ + ?) Следовательно, угол ij> равен углу 0 прихода радиоволн (рис. 5.15). Для отсчета пеленга на экране ЭЛТ 217
устанавливают кольцеобразную неподвижную 360-градусную шкалу, нуль которой соответствует вертикальному положению светящейся линии. Однозначность в отсчете пеленга можно получить применением III канала (аналогичного двум первым), на вход которого подается ЭДС от ненаправленной антенны. Для этой цели можно использовать и один из двух каналов направленного приема. Напряжение на выходе III канала искусственно фазируют так, чтобы оно было в фазе либо в противофазе с выходными напряжениями от каналов направленных антенн. Выходное напряжение канала ненаправленной антенны подается на управляющий электрод электроннолучевой трубки. Режим работы выбирается таким, чтобы трубка отпиралась лишь в момент подачи положительного полупериода переменного напряжения на управляющий электрод ЭЛТ. Основными достоинствами двух- канального автоматического радиопеленгатора являются: — возможность пеленгования импульсных передач с высокой скважностью и кратковременных передач длительностью до долей секунды; — удобство отсчета радиопеленга и наблюдения за характером его изменения, облегчающее работу оператора и повышающее точность отсчета в тяжелых условиях пеленгования, когда вследствие поляризационных и интерференционных ошибок пеленги периодически меняются относительно некоторого среднего значения; — высокая помехоустойчивость, обусловленная наличием визуальной избирательности; визуальная избирательность (при линейности обоих каналов) позволяет раздельно пеленговать две и даже три радиостанции, одновременно работающие в полосе пропускания приемника. Это является основным достоинством рассматриваемого радиопеленгатора по сравнению с другими типами автоматических радиопеленгаторов. Тем не менее схема двухканального автоматического радиопеленгатора Ватсон Ватта, несмотря на ее преимущества, долгое время не находила широкого применения из-за трудностей обеспечения идентичности обоих приемных каналов как по усилению, так и по фазовым характеристикам. Неравенство усиления в каналах в 5% вызывает ошибку пеленга около 1,5° (пунктирный пе- 218
ленг, рис. 5.17). В случае равенства усиления и неодинаковости резонансных характеристик обоих каналов между выходными напряжениями, подаваемыми на отклоняющие пластины трубки, появится сдвиг фаз Д<р. При этом фигуры пеленга будут высвечиваться на экране в виде эллипсов разной конфигурации (рис. 5.17). &(p=Z7O° &<p-3f5° Рис. 5.17. Фигура пеленгов в случае неодинаковости резонансных характеристик в обоих каналах В случае одновременного наличия неодинаковости усиления и неравенства фаз выходных напряжений общая ошибка явится результатом суммирования ошибок, вызванных каждым из этих факторов. Для обеспечения идентичности каналов приемно-ин- дикаторного устройства по коэффициенту усиления и по фазе необходимо, чтобы амплитудно-частотные характеристики обоих каналов были идентичны на всем диапазоне частот радиопеленгатора (рис. 5.18, а). Могут иметь место следующие различия амплитудно- частотных характеристик каналов: — резонансные характеристики каналов одинаковы по форме, но имеют разные резонансные частоты (рис. 5.18,6); — резонансные частоты совпадают, но амплитудно- частотные характеристики имеют разные полосы пропускания (рис. 5.18, в); 219
— резонансные характеристики каналов и резонансные частоты разные (рис. 5.18, г). Идентичность электрических характеристик приемных каналов обеспечивается разными схемными решениями ± л I 1 Рис. 5.18. Неидентичность амплитудно-частотных характеристик каналов: а-каналы имеют одинаковые характеристики; б - разные резонансные частоты, „о одинаковые полосы пропускания; в - разные полосы пропускания- г - резонансные характеристики и резонансные частоты каналов разные ' Амплитудный двух канальный автоматический радиопеленгатор с приемно-индикаторным устройством Sig-638 Фирма «Телефункен» (ФРГ) на основе схемы двух- канального автоматического радиопеленгатора Ватсон Ватта разработала и выпустила в послевоенный период несколько моделей автоматических двухканальных радиопеленгаторов PST-396 универсального назначения, в 220
том числе разведывательного. В этих пеленгаторах выравнивание характеристик двух каналов приемно-инди- каторного устройства и их контроль осуществлялись с помощью сигнала пеленгуемой радиостанции. Амплитудные двухканальные автоматические радиопеленгаторы фирмы «АЕГ—Телефункен» с диапазоном частот 1—25 МГц, в которых используются U-образная шестимачтовая антенная система А396/5 и приемно-ин- дикаторное устройство Sig-638, являются дальнейшей модификацией радиопеленгатора PST-396. Упрощенная структурная схема приемно-индикаторного устройства Sig-638 приведена на рис. 5.19. Как видно из рисунка, приемно-индикаторное устройство имеет два радиоприемных канала с общими гетеродином и электронно-лучевой трубкой для визуальной индикации пеленга. Составляющие напряжения принимаемого сигнала, поступающие от трех пар мачт антенной системы Эдкока, подаются на входы I и II приемно-индикаторного устройства. Одна из составляющих пропорциональна косинусу угла в прихода радиоволны, а другая — синусу этого угла. На входе и выходе приемно-индикаторного устройства имеются электронные коммутаторы, с помощью которых осуществляется контроль и управление идентичностью настройки двух каналов. Синхронная коммутация входа и выхода приемных каналов через электронные коммутаторы производится с помощью напряжения специального генератора с частотой колебания 50 Гц. При этом сигналы от входа I (антенны Север — Юг), пройдя в зависимости от положения коммутатора приемный канал I или II, подаются на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ. Точно так же сигналы от входа II (антенны Восток — Запад), пройдя приемный канал I или II, подаются на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ. Таким образом, сигнал, поступающий, например, от входа I, поочередно усиливается радиоприемными каналами 1 и II, а затем подается на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ. Аналогично усиливается сигнал от входа II, который поступает на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ. Если на частоте пеленгуемого сигнала усиление и фазовые сдвиги приемных каналов одинаковые, то изображение пеленга в любом положении коммутатора бу- 221
■а х ОТ to 'К я ■а о р о ■а »■ Электронный коммутатор Общий гетеродин Автоматическая регулировка усиления Ручная регулировка усиления ручная регулировка фазового смещения Электронный коммутатор
дет правильно указываться световой линией па экране ЭЛТ, так как при обоих положениях коммутатора световые линии будут иметь одно и то же значение пеленга. В этом случае обеспечивается правильная индикация пеленга на экране ЭЛТ в зависимости от угла прихода электромагнитных волн (рис. 5.20, а) а Рис. 5.20. Экран ЭЛТ двухканального пеленгатора с одинаковыми фазовыми сдвигами: а — усиление каналов равно; б — усиление каналов не равно Если приемные каналы имеют одинаковые фазовые сдвиги, но различное усиление, то напряжения, подаваемые на пластины трубки при первом и втором положении коммутатора, будут различными и на экране ЭЛТ будут видны две ошибочные линии (рис. 5.20,6), углы наклона которых могут быть найдены из выражений: и, 2А и: 2В и 1А U' 1В При наличии двух линий правильный пеленг отсчи- тывается по биссектрисе угла между ними. Усиление и различие фазовых характеристик каналов выравниваются ручной регулировкой. Большим преимуществом приемно-индикаторного устройства считается то, что в процессе пеленгования можно установить 223
правильность работы устройства и, не прекращая работу, выравнить характеристики каналов. Основное ДОСТО1ШС1ВО данного приемно-индикаторно- го устройства состоит в том, что при приеме сигналов мешающего передатчика с другого направления помеха пеленгуется раздельно (пространственная селекция). В этом случае вместо одной линии на экране появляется параллелограмм, параллельные стороны которого указывают соответственно пеленги искомого и мешающего передатчиков. Приемные каналы между входным и выходным электронными коммутаторами имеют одинаковые каскады усиления высокой частоты (ВЧ1 и ВЧ2) и промежуточной частоты (ПЧ1 и ПЧ2). Основная избирательность в приемно-индикаторном устройстве достигается применением трехзвенных кварцевых фильтров по промежуточной частоте. Ширина полосы пропускания для визуального отсчета пеленга составляет 600 Гц. В пеленгаторе предусмотрена возможность компенсации инструментальных погрешностей при нарушении симметричности антенной системы пеленгатора. В качестве индикатора пеленга используется ЭЛТ с ^-экраном в 31 см. Для устранения двузначности пеленга и для слухового приема используется один из каналов приемно- индикаторного устройства, на вход которого в этом случае подается напряжение от ненаправленной антенны. Для приема звуковых сигналов в схеме приемно-инди- каторного устройства имеются демодулятор амплитудно- модулированных колебаний, усилитель низкой частоты и громкоговоритель. Индикация пеленга на экране ЭЛТ первоначально неоднозначная, поскольку световая линия фиксируется по всему диаметру экрана. Для однозначного определения стороны пеленга в пеленгаторе предусмотрена специальная схема, под воздействием которой ненужная половина линии пеленга на экране затемняется. Приемно-индикаторное устройство состоит из отдельных блоков, размещенных в металлическом каркасе. К приемоиндикатору придаются дополнительные устройства, в том числе магнитофон, буквопечатающий аппарат, фотообъектив и система дистанционного управления [38]. 224
Ф а з о м е т р и ч е с к и н с е к т о р н ы й радиопеленгатор «Вулленвебер» с большой антенной базой В годы второй мировой войны в Германии фирмой «Телефункен» был создан принципиально новый разведывательный коротковолновый радиопеленгатор «Вулленвебер» с большой антенной базой [9]. Антенное устройство радиопеленгатора представляло собой сложное стационарное сооружение. Оно состояло из 40 вертикальных широкополосных антенн объемной конструкции, расположенных по окружности радиусом 120 м. Позади антенн по внутреннему кругу установлена металлическая отражательная сетка для обеспечения однонаправленности радиоприема. С каждой антенны в направлении к центру окружности проложены закопанные в землю фидеры с волновым сопротивлением 75 Ом. Фидеры подключались к входу синус-компенсатора. Радиопеленгатор был разработан для работы в диапазоне частот 6—20 МГц. Благодаря узкой диаграмме направленности и высокому коэффициенту усиления антенной системы радиопеленгатор «Вулленвебер» имел высокую для радиопеленгаторов с малой базой чувствительность. По утверждению зарубежных авторов [29], радиопеленгатор может принимать и пеленговать на слух радиосигналы с напряженностью поля 0,1 — 0,01 мкВ/м при угле молчания 10°. Принцип работы радиопеленгатора «Вулленвебер» сводится к измерению разности фаз принимаемых сигналов с помощью двух одинаковых групп антенн, разнесенных на несколько длин волн. Это достигается вращением синус-компенсатора горизонтальной характеристики направленности антенной системы в пределах 360°. Синус-компенсатор представляет собой большой емкостный гониометр специальной конструкции, состоящий из статорных и роторных пластин, между которыми включены фазосдвигающие цепочки. Напряжения от отдельных антенн через фидеры и согласующие элементы поступают на статорные пластины синус-компенсатора. Его ротор состоит из двух симметрично расположенных одинаковых половин. В каждой половине суммируются ЭДС одной группы, содержащей шесть антенн. 15 Зак. 936 225
J V Г 3' 4' 5' Рис. 5.21. Прием на две группы расположенных в ряд антенн 226
Таким образом одновременно работают две соседние группы антенн по шесть антенн в каждой и тем самым сектор пеленгования ограничивается действием этих 12 антенн. Основное назначение синус-компенсатора: при вращении его ротора вращать характеристику направленности антенны аналогично случаю вращения антенной системы, состоящей из двух групп антенн, расположенных вдоль одной прямой. Если бы антенны находились вдоль одной прямой (рис. 5.21), то в случае приема с направления, перпендикулярного этой прямой, фазы ЭДС, наводимые во всех антеннах, были бы одинаковы. Поскольку антенны расположены по окружности, то в случае приема с направления, перпендикулярного линии АВ, радиоволны раньше достигнут антенн 1,1', затем 2,2' и т. д. до крайних антенн 6,6'. Вследствие разности хода волны ЭДС, наводимые в первых и последующих антеннах, будут опережать по фазе ЭДС, наводимые в крайних антеннах (6,6'). Для того чтобы на первичную обмотку группового трансформатора (ТГ1 или ТГ2), в котором суммируются ЭДС от каждой группы антенн, напряжения всех антенн были поданы в той же фазе, что и напряжения от крайних антенн, необходимо искусственно скомпенсировать опережение по фазе, возникающее вследствие разности хода волны. Для этой цели напряжения с роторных пластин каждой из ячеек компенсатора подаются на первичные обмотки групповых трансформаторов не непосредственно, а через фазосдвигающие цепочки. Каждая из включенных между двумя соседними антеннами цепочка создает запаздывание фазы, равное по абсолютной величине опережению по фазе, возникающему вследствие разности хода волны между этими антеннами данной группы. В результате действия синус-компенсатора представляется возможным измерить разности фаз ЭДС принимаемых сигналов в двух группах антенн. В каждой группе происходит сложение ЭДС шести антенн, результирующая ЭДС (Ел или Еп) будет иметь узкую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости с одним главным лепестком, максимум которого направлен перпендикулярно к линии АВ. Независимо от направления прихода радиоволны ЭДС Ел и Еп будут 15* 227
всегда равны по амплитуде. Сдвиг фаз между Ел и Еп зависит от разности хода А волны между центрами обеих групп и определяется направлением прихода радиоволны (рис. 5.21): д = АС = Д sin a cos |3, где р — угол наклона фронта радиоволн в вертикальной плоскости. Рис. 5.22. Диаграммы направленности антенн в секторном пеленгаторе: « — при сложении ЭДС; б —при вычитании ЭДС При сложении ЭДС Ел и Еп на входе приемника суммарная характеристика направленности будет иметь главный лепесток с максимумом в направлении, перпендикулярном линии АВ (рис. 5.22, а), поскольку при приеме с этого направления равные по амплитуде ЭДС Ел и Еа находятся в одинаковой фазе и имеют максимальную амплитуду. Суммарная ЭДС при этом равна удвоенной ЭДС одной группы. С других направлений (например, OF на рис. 5.21) прием будет меньше, так как ЭДС Ея и Еа уменьшаются по амплитуде и, кроме того, между ними появляется сдвиг фаз за счет разности волны (АС) между центрами (А и В) двух антенн. Если ЭДС Ел и Еп вычесть одну из другой, то результирующая характеристика направленности будет 228
иметь два главных лепестка (рис. 5.22,6). Нулевой прием будет с направления, перпендикулярного линии АВ, соединяющей центры групп, так как в этом случае разность хода волны между центрами отсутствует, а ЭДС Ел и Еп равны между собой не только по амплитуде, но и по фазе и, следовательно, результирующая разностная ЭДС будет равна нулю. тп Tf>ez Рис. 5.23. Функциональная схема входной части секторного пеленгатора «Вулленвебер» При изменении направления прихода радиоволны возникнет разность хода, появится сдвиг фаз между Ел и £п и возрастет результирующая разностная ЭДС. На рис. 5.23 приведена функциональная схема части входа секторного пеленгатора «Вулленвебер». Сигналы от двух групп антенн суммируются с помощью синус- компенсатора и трансформаторов ТП и ТГ2 в два групповых сигнала, поступающих через коллектор к обмоткам входного трансформатора Трвх, где происходит их объединение. В зависимости от положения переключателя «Сумма — Разность» сигналы могут складываться либо вычитаться, что соответствует характеристикам направленности, приведенным на рис. 5.22, а и б. Одно- лепестковая характеристика используется в режиме по- 229
иска, двухлепестковая — в режиме слухового пеленгования по минимуму. Фирмой «Телефункен» в те же годы были подготовлены исходные данные для создания фазометрического секторного радиопеленгатора «Вулленвебер» с автоматическим отсчетом пеленга. В послевоенный период в капиталистических странах были разработаны секторные широкобазисные автоматические радиопеленгаторы на KB и УКВ с использованием принципов построения антенной системы и входа данного пеленгатора и двух- канального приемно-индикаторного устройства Ватсон Ватта. В частности, в США был создан секторный автоматический радиопеленгатор AN/CRD-9 в диапазоне частот 225—400 Мгц. Фазометрический одноканальный автоматический радиопеленгатор с малой базой В США были созданы фазометрические радиопеленгаторы с вращением узконаправленной антенны с малой базой. Простейший радиопеленгатор этого типа (рис. 5.24) состоит из вращающейся направленной антенны 2, приемника и электронно-лучевой трубки 7. Отклоняющие катушки 8 электронно-лучевой трубки вращаются синхронно с антенной. Благодаря этому в каждый момент угловое смещение светящегося изображения 6 на экране относительно азимутальной шкалы зависит от положения антенны. Отклоняющие катушки питаются выпрямленным выходным током приемника, который, проходя через катушку, вызывает радиальное отклонение пучка, пропорциональное ЭДС в антенне. В результате на экране высвечивается изображение характеристики направленности 6. Установим азимутальную шкалу на экране таким образом, чтобы в положении антенны, при котором максимум ее характеристики направлен на север, световая отметка совместилась бы с нулевым делением азимутальной шкалы. Тогда при вращении антенны световое изображение сместится относительно нуля шкалы. Пусть угол между меридианом и направлением на 230
Рис. 5.24. Функциональная схема фазометрического одноканального автоматического радиопеленгатора с малой базой: /_ ненаправленная антенна; 2 — направленная вращающаяся антенна; 3— двигатель вращения антенны и сельсин-датчик; 4 — характеристика направленности антенны; 5 —усилитель и детектор; 5 —светящееся изображение характеристики направленности; 7 — электронно-лучевая трубка; « — отклоняющая катушка; 9 — редуктор 231
пеленгуемую радиостанцию равен в. В тот момент, когда характеристика направленности антенны обращена своим максимумом на передатчик, световая отметка на экране расположена под углом 6. Следовательно, деление шкалы индикатора, против которого расположен максимум световой отметки, соответствует пеленгу на радиостанцию. Существуют аналогичные радиопеленгаторы с индикаторами, имеющими электронно-лучевые трубки с электростатическим управлением лучом. Фазометрические радиопеленгаторы обеспечивают возможность пеленгования как непрерывных сигналов, так и серии импульсных сигналов. В последнем случае фигура на экране индикатора будет представлять серию радиальных линий, создаваемых отдельными импульсами. Применяя интегрирующие элементы, фигура пеленга может принять такой же вид, как и в случае непрерывного сигнала и при пеленговании серии импульсных сигналов. Пеленгование отдельных (одиночных) кратковременных сигналов, длительность которых меньше периода вращения антенны пеленгатора, невозможно. Чем уже характеристика направленности антенны радиопеленгатора, тем точнее отсчет пеленга по ее максимуму. Чаще всего фазометрические радиопеленгаторы применяют на ультракоротких волнах, на которых легче создать антенны с узкой характеристикой направленности. Автоматический радиопеленгатор с большой базой на основе использования эффекта Допплера В последние десятилетия за рубежом стали создавать фазометрические радиопеленгаторы с большой антенной базой па основе нспользования эффекта Допплера [33]. Принцип действия такого пеленгатора сводится к использованию обусловленной эффектом Допплера фазовой модуляции, возникающей при круговом вращении приемной антенны. Напомним, что относительное (взаимное) перемещение приемника и передатчика приводит к изменению частоты (фазы) принимаемых колебаний. В этом случае 232
О' частота принимаемых колебаний меняется и отличается от частоты передатчика. Пусть ненаправленная в горизонтальной плоскости приемная антенна (например, вертикальный вибратор) вращается с угловой частотой Q по окружности радиусом R в поле, создаваемом удаленным передатчиком и излучающим высокочастотные электромагнитные колебания с угловой частотой со. Обусловл е н н о е вращением антенны приращение фазы наводимой в ней JL_i J L Фронт волны Приемная антенна ^. гг /" \ # / направление ЭДС отрицательно в \ / вращения промежутки време- \ / антенны ни, когда антенна удаляется от передатчика. В ЭТОМ слу- Рис. 5.25. К объяснению принципа приращения фазы в радиопеленгаторе с использованием эффекта Доп- плера чае проекция вектора скорости движения антенны на линию 00' совпадает с направлением распространения радиоволны (рис. 5.25). Приращение фазы положительно, когда антенна приближается к передатчику, и равно нулю, когда антенна движется перпендикулярно направлению распространения. Фазу ЭДС, наводимой в антенне, расположенной в центре окружности (точка О), примем за начальную (равную cpo = tot). При вращении антенны но окружности с центром О мгновенное значение фазы наводимой ЭДС отличается от начальной на величину <р = — «cos (^t — а), К где а — азимут на передатчик; Qt — текущее значение азимута вращающейся антенны. 233
Тогда мгновенное значение ЭДС в антенне еа = ЕА sin \<ot + y R cos (Qt — a)l. Это означает, что ЭДС в антенне меняется со временем по фазе с частотой Q. При этом фаза модулирующего колебания соответствует азимуту на пеленгуемую радиостанцию. Величина фм = 2л^Д, называемая индексом фазовой модуляции, характеризует максимальное значение отклонения фазы (относительно фо), происходящего при вращении антенны. Если принятые колебания усилить и подать на фазовый детектор, то при малых значениях R/X на выходе детектора можно получить колебания модулирующей частоты Q, фаза которых соответствует азимуту а на пеленгуемую радиостанцию, т. е. Uс — UM cos {Qt — a). Для выявления фазы этих колебаний и, следовательно, определения азимута на передатчик они подаются на фазометр, где сравниваются по фазе с опорным напряжением. В качестве опорного напряжения используется напряжение частоты Q от местного генератора UOn=UMoacos fit, фаза которого равна нулю в моменты прохождения вращающейся антенной северного направления. На практике вместо вращающихся антенн применяют группу неподвижных антенн, расположенных по окружности, которые с помощью механических или электронных коммутаторов поочередно с частотой Q подключаются соответствующим образом к входу приемника. В дифференциально-фазовых пеленгаторах с большой базой приняты меры для недопущения искажений формы кривой напряжения на выходе фазового детектора при больших значениях R/X, а также меры для устранения паразитной фазовой модуляции и многозначности отсчета пеленга из-за непостоянства фазы поля принимаемого сигнала. В этих пеленгаторах применена схема, которая реагирует не на абсолютные значения Ф фаз ЭДС в отдельных антеннах, а на разность фаз Агр между ЭДС, наводимыми в коммутируемых антеннах и в расположенной в центре системы ненаправленной 234
антенны, фаза ЭДС которой равна ф0. Тогда любые колебания фазы принимаемого сигнала вызовут одинаковые изменения фаз сигналов в коммутируемой и центральной антеннах; разность фаз Агр при этом остается неизменной. Генератор опорного напряжения fn; Рис. 5.26. Упрощенная структурная схема допплеровского автоматического радиопеленгатора: / — электронный коммутатор; 2 — центральная антенна; 3 — первые смесители; 4—гетеродин; 5—*УПЧ; 6 — второй смеситель; 7 — кварцевый генератор; 8—фильтр; 9 — третий смеситель; 10— линия задержки; И — фазовый детектор; 12 — индикатор Рассмотрим структурную схему дифференциально- фазового автоматического радиопеленгатора с электронной коммутацией неподвижных антенн, созданного на основе использования эффекта Допплера (рис. 5.26). Антенная система радиопеленгатора состоит из восьми отдельных вибраторов и центральной антенны 2. Каждый вибратор с частотой Q = 2nF поочередно коммутируется с помощью электронного коммутатора 1, управляемого n-фазным генератором импульсов. Управляющие работой коммутатора импульсы формируются из синусоидального напряжения частоты Q, вырабатываемого генератором опорного напряжения. Одновременно опорное напряжение поступает на индикатор 12. Снимаемое с коммутатора фазомодулированное напряжение и сигнал от центральной антенны 2 поступают на двухканальную схему, состоящую из идентичных уси- 235
лителей напряжения высокой частоты и первых смеси' телей 3 с общим гетеродином 4 и усилителей напряжения промежуточной частоты 5. Напряжение промежуточной частоты ^Пч канала центральной антенны и напряжение от стабилизированного кварцевого генератора 7 колебаний частоты fr воздействуют на смеситель 6, где преобразуются в напряжение разностной частоты /=/пч—fr, поступающее далее через фильтр 8 на смеситель 9. На смеситель подается также напряжение частоты /ПЧ1 со смесителя канала фазомодулированных сигналов. На выходе смесителя 9 формируется напряжение частоты /г2, фаза которого модулирована частотой вращения антенны Q. Это напряжение поступает как непосредственно, так и через линию задержки 10 на фазовый детектор П. В фазовом детекторе выделяется напряжение частоты й, фаза которого соответствует азимуту на пеленгуемую радиостанцию. Оно поступает на индикатор, где в результате его взаимодействия с опорным напряжением регистрируется пеленг [52]. Фирмой Роде и Шварц (ФРГ) разработан подвижный радиопеленгатор с большой базой на основе использования допплеровского эффекта (рис. 5.27). Этот пеленгатор перекрывает диапазон частот 100—156 МГц. Антенная система пеленгатора состоит из 30 диполей, расположенных по окружности. При пеленговании принимаемых сигналов используются электронный коммутатор антенной системы и визуальный индикатор. Ф а з о метрический автоматический радиопеленгатор для пространственной пеленгации Разведывательные органы США уделяют большое внимание ведению радиоэлектронной разведки с помощью ИСЗ, а также определению местоположения спутников в космическом пространстве. Одним из средств для определения координат космических объектов при наличии на их борту источников радиоизлучения являются широкобазисные фазовые радиопеленгаторы «Минитрэк», которые использовались в американской системе наземного контроля и слежения за траекторией ИСЗ. 236
Рис. 5.27. Подвижный УКВ радиопеленгатор на основе использования эффекта Допплера 237
В системе «Минитрэк» для установления пространственных координат космического объекта с помощью фазометрического радиопеленгатора измеряют углы а, Р, у, определяющие пространственное положение линии пеленга в сферической системе координат, и измеряют расстояние до космического объекта R = OQ с помощью радиодальномерного устройства (рис. 5.28). }исз Рис. 5.28. Определение местоположения космических объектов при помощи радиопеленгования В простейшем случае фазовый радиопеленгатор состоит из двух взаимно перпендикулярных пар разнесенных антенн и приемно-индикаторного устройства, измеряющего разность фаз между ЭДС, наводимыми в антеннах, входящих- в каждую пару. Одна пара антенн (Ль А2) располагается по оси X, а другая (А3, Л4) по оси Y (рис. 5.29). Разнос (di и йг) между антеннами значительно больше длины волны %. Измеряемая с помощью приемно-измерительного устройства разность фаз \рх между ЭДС, наводимыми в антеннах At и А2, пропорциональна углу а: = L cos a. 238
Аналогично разность фаз между ЭДС, находимыми в антеннах А3 и Ak\ фу = —-з. cos Р, Из полученных выражений можно найти значения косинусов углов а, р, у: cosa = cos 13 = Отсюда cosf=T/ 1 — cos2 a — cos2 p. По результатам измерений (cos a, cos p, cos у и R) могут быть непосредственно вычислены координаты спутника в декартовой системе координат XYZ. Ол, -е Рис. 5.29. Расположение антенн фазового пеленгатора Как видно из выражений для г|>х и г^у, чем больше отношение d/K, тем большее изменение разности фаз -фх и tyr вызывает определенное приращение a (P). Поэтому при заданной погрешности измерения, определяемой возможностями приемно-измерительного устройства, точность определения углов возрастает с увеличением отношения разноса к длине волны (d/%). Однако при больших значениях отношения d/K характеристика направленности пары разнесенных антенн становится многолепестковой. В результате в от- 239
счете разности фаз (а следовательно, и в определении пеленга) возникает неоднозначность. Количество п повторяющихся значений разности фаз при изменении значений а и р в пределах от нуля до 180° (что соответствует размещению антенной системы на земле), может быть найдено по формуле 2d п — —. X Для устранения неоднозначности пеленга кроме основной пары антенн Аи А2 с большим разносом применяется дополнительная пара антенн Av A2 с малым разносом. Антенны с малым разносом обеспечивают однозначность отсчета. Вначале, измеряя разность фаз tyx между ЭДС, наводимыми в антеннах Аи Лг, грубо, но однозначно определяют cos а. Для повышения точности переходят к измерению разности фаз г|)х между ЭДС в паре антенн Ль Л2. Аналогично для устранения неоднозначности измерений величины cos p используют вспомогательную пару антенн Л3, Ац. Основными элементами приемно-измерительного устройства являются фазометрические блоки (по количеству антенных пар). Каждый блок собран по двух- канальной схеме, усиливающей сигналы, поступающие от входящих в данную пару антенн, и преобразующей эти сигналы в низкочастотные напряжения. Разность фаз между низкочастотными напряжениями измеряется как непрерывно, так и дискретно (с интервалами 50 мс). Для привязки результатов измерений к единому времени на фазоизмерительный блок от эталонного генератора поступают сигналы точного времени. Данные измерений передаются по каналам связи в координационно-вычислительный центр, где -в результате их обработки вычисляют параметры траектории спутников. Одновременно полученные результаты автоматически фиксируются с помощью записывающих устройств. 5.5. Электрические характеристики радиопеленгаторов. Эксплуатация наземных радиопеленгаторов Радиопеленгатор как измерительный прибор должен удовлетворять определенным требованиям. Вместе с 240
тем для его нормальной работы должны соблюдаться необходимые эксплуатационные условия. Институтом радиоинженеров США в свое время была разработана методика испытаний наземных радиопеленгаторов. Методика определяла выбор места установки радиопеленгаторов, способы измерения их чувствительности, инструментальной и эксплуатационной точности, порядок проверки поляризационных ошибок, уровни помех и их влияние на точность пеленгования и другие эксплуатационные параметры. Очевидно, что только при выполнении всех этих требований при эксплуатации радиопеленгаторов можно обеспечить высокую точность пеленгования. Характеристики радиопеленгаторов По мнению зарубежных авторов, первостепенное значение имеют следующие характеристики разведывательных радиопеленгаторов: — чувствительность; — точность; — оперативность; — помехоустойчивость; — широкодиапазонность. Чувствительность радиопеленгатора характеризует его способность пеленговать слабые сигналы дальних и маломощных радиостанций. Чувствительность радиопеленгатора определяется минимальной напряженностью поля пеленгуемой радиостанции в месте приема при заданных условиях пеленгования. За рубежом стремятся добиться предельных норм чувствительности радиопеленгаторов на фоне внешних помех и внутренних шумов приемника применением узконаправленных антенн с высоким коэффициентом усиления. Чувствительность автоматических радиопеленгаторов в значительной степени определяется шириной полосы пропускания приемпо-иидикаторного устройства. Если чувствительность слуховых радиопеленгаторов благодаря избирательным свойствам уха практически не зависит от полосы пропускания приемника (при условии, что последняя превышает полосу маскирующего шума), то чувствительность автоматических радиопеленгаторов обратно пропорциональна квадратному корню из ширины полосы пропускания приемника. Поэтому полосу про- 16 За^. 936 24}
пускания автоматического пеленгатора стремятся сделать узкой (у приемно-индикаторного устройства Sig-638 полоса пропускания 600 Гц). Однако значительное сужение полосы пропускания ограничивается трудностью обеспечения идентичности обоих каналов и невозможностью обеспечения неискаженного приема импульсных сигналов небольшой длительности. За рубежом используют различные методики для измерения чувствительности радиопеленгатора. В частности, по американским стандартам чувствительность автоматического радиопеленгатора характеризуется напряженностью поля, необходимой для обеспечения на выходе приемно-индикаторного устройства отношения суммы сигнала и шума к уровню шума в 20 дБ при установке антенной системы в положение максимального приема. Точность радиопеленгатора определяется угловой ошибкой пеленгования. Средняя точность пеленгования, обеспечиваемая в условиях нормальной эксплуатации радиопеленгаторов, называется еще эксплуатационной точностью. Она характеризуется обычно средней арифметической, вероятной либо средней квадратичной угловой ошибкой, определяемой по большему числу пеленгов, снятых в различных условиях эксплуатации. Процесс пеленгования, как и всякое измерение, сопровождается ошибками. Несмотря на многообразие этих ошибок, последние могут быть разделены по своему характеру на случайные и систематические ошибки. Характерной особенностью для случайных ошибок является то, что они возникают под влиянием многих независимых факторов, действие которых при переходе от одного измерения к другому меняется. Поэтому случайные ошибки не могут быть учтены внесением каких- либо поправок в результат пеленгования. Систематические ошибки возникают под влиянием постоянно действующих в данных условиях (т. е. в течение всего времени измерения) факторов и поэтому могут быть учтены путем внесения соответствующих поправок. Иногда одни и те же ошибки могут быть рассмотрены как случайные или как систематические — в, зависимости от условий наблюдения,
Ошибки радйопеленгования и радиопеленгаторов в зависимости от причин, вызывающих их, делятся на субъективные, инструментальные. Они зависят также от условий распространения радиоволн и характера местности. Субъективные ошибки обусловлены неточностью отсчета пеленга оператором и зависят от чувствительности пеленгатора, напряженности поля пеленгуемой радиостанции, опыта и индивидуальных способностей оператора. Наибольшего значения субъективные ошибки достигают при пеленговании в трудных условиях (малые мощности сигнала, расплывчатые минимумы пеленга, помехи радиоприему). Инструментальные ошибки радиопеленгаторов обусловлены несовершенством либо неточностью изготовления и регулировки радиопеленгатора в целом либо отдельных его элементов. К ним относят в первую очередь ошибки, вызванные: неточностью балансировки ан- тенно-фидерной системы; неравномерностью магнитного поля в гониометре; неточностью установки и отсчета индикаторного устройства. К ошибкам, зависящим от условий распространения радиоволн, относятся: — ошибки пеленга, обусловленные боковым отклонением отраженных радиоволн при их распространении через ионосферу; — ошибки, обусловленные отклонением земных (поверхностных) радиоволн при их распространении над почвой различной проводимости, в том числе и обусловленные береговым эффектом; ■— поляризационные ошибки, зависящие как от условий распространения, так и от схемы и конструкции антенной системы радиопеленгатора; — высотные ошибки, вызываемые отклонением угла наклона фронта волны от расчетной величины, задаваемой при проектировании радиопеленгатора; — интерференционные ошибки, возникающие вследствие многолучевого распространения радиоволн в ионосфере и непрерывного изменения амплитуды и фазы отдельных лучей. Ошибки, обусловленные характером местности, окружающей радиопеленгатор, имеют место вследствие влияния вторичных электромагнитных полей, создаваемых 16* 243
различного рода переизлучателями, находящимися R районе расположения радиопеленгатора. Оперативность пеленгования определяется минимальным временем, в течение которого завершается процесс настройки и взятия пеленга. Автоматические радиопеленгаторы с визуальным отсчетом пеленга и с возможностью дистанционного синхронного управления, естественно, имеют высокую оперативность пеленгования. Зарубежными авторами особенно подчеркивается важность пеленгования кратковременных сигналов как один из основных показателей оперативности пеленгования. Помехоустойчивость характеризует избирательные свойства радиопеленгатора, позволяющие принимать и пеленговать нужные сигналы с заданной точностью при наличии радиопомех. Двухканальные автоматические радиопеленгаторы с электронно-лучевым индикатором имеют сравнительно высокую помехоустойчивость, обусловленную наличием визуальной селекции, позволяющей при условии линейности процессов в обоих каналах раздельно запеленговать две-три радиостанции, одновременно работающие в полосе пропускания приемника. Широкодиапазонность разведывательного радиопеленгатора имеет существенное значение, так как позволяет пеленговать источники радиоизлучения в широком диапазоне частот. Отсюда понятно стремление специалистов капиталистических стран создавать радиопеленгаторы с высоким коэффициентом перекрытия диапазона частот. Эксплуатация наземных радиопеленгаторов Для определения местонахождения пеленгуемой радиостанции в наземных условиях создается пеленгатор- ная сеть, состоящая из двух-трех радиопеленгаторов и более.. Выбирая расстояние между пеленгаторами данной сети (базу пеленгования), определяют границы рабочей зоны, в пределах которой пеленгование может быть произведено с заданной точностью. Важнейшим критерием по выбору расстояния между пеленгаторами 244
является соблюдение правила, по которому линии пеленгов от двух пеленгаторов не должны пересекаться под очень острыми либо очень тупыми углами. Обычно диапазон допустимых значений угла пересечения пеленгов принимается равным 30—150°. В противном случае ошибки пеленгования резко возрастают. Существует тесная взаимосвязь между базой, точностью и дальностью пеленгования. а П2 /О Рис. 5.30. Треугольник засечек при использовании трех радиопеленгаторов Задаваясь радиопеленгаторной сетью, состоящей из трех пеленгаторов, и произведя пеленгование объекта А с какой-то ошибкой, получим треугольник засечек или ошибок абв (рис. 5.30). Для определения линейной ошибки и местонахождения пеленгуемого объекта достаточно провести биссектрисы из трех углов треугольника засечек. Пересечение биссектрис в центре треугольника определит местонахождение пеленгуемого объекта и позволит вычислить линейную ошибку. Обычно считают, что чем меньше треугольник засечек, тем точнее результаты пеленгования. На самом деле это не совсем так. Оказывается, что в ряде случаев большому треугольнику засечек может соответствовать незначительная линейная ошибка, а маленькому треугольнику или даже точке — большая линейная ошибка. 245
Учитывая это обстоятельство, за рубежом разработаны новые методы вероятностной оценки точности пеленгования на основе статистической теории засечек [30]. В соответствии с этой теорией при совместной работе двух пеленгаторов и многократном пеленговании фигурой, внутри которой с заданной вероятностью может находиться пеленгуемый объект, является эллипс равной Рис. 5.31. График семейств эллипсов вероятного распределения ошибок при совместной работе трех радиопеленгаторов вероятности с центром в точке засечки и с размерами полуосей, зависящими от заданных значений вероятности. Плотность засечек в эллипсе убывает по мере удаления от истинного местонахождения пеленгуемого объекта. В английской печати были приведены графики нескольких семейств эллипсов для пеленгаторных сетей, состоящих из двух-трех пеленгаторов. Графики построены из расчета, что в 50% случаев средняя квадратичная ошибка пеленгования не будет выходить из пределов этих эллипсов (рис. 5.31). Графики семейств эллипсов дают размеры и направление отдельного эллипса рассеяния в зависимости от того, на каком расстоянии он находится от пеленгаторной базы и от каждого пеленгатора. Для обеспечения нормальной эксплуатации наземных радиопеленгаторов первоначально выбирают места их установки. В соответствии с американскими стандар- 246
тами площадка, где развертывается радиопеленгатор, должна быть равной во всех направлениях на расстоянии не менее одной рабочей волны. Во избежание ошибок рефракции радиоволн центр площадки должен быть расположен на удалении не менее пяти длин волн от береговой линии. Проводимость почвы должна быть высокая и равномерная, скалистые и песчаные почвы считаются неудовлетворительными. Место установки пеленгатора проверяется также с целью установления уровня промышленных и атмосферных помех, влияния переизлучающих предметов и объектов, проводимости и диэлектрической постоянной почвы. После выбора места развертывания пеленгатора приступают к ориентировке его антенной системы по отношению к северному направлению истинного меридиана (при этом пеленгуемая радиостанция, находящаяся в северном направлении от пеленгатора, должна иметь пеленг, равный 0°). В начале эксплуатации проверяют инструментальную точность пеленгатора и находят систематические ошибки пеленгования для их учета. В процессе эксплуатации пеленгатора завершающим этапом является обработка результатов пеленгования путем прокладки на карте значений пеленгов и определения местонахождения пеленгуемого источника радиоизлучения. Для этой цели пользуются картами различной картографической проекции (конической, меркатор- ской, центральной) и вспомогательными устройствами (планшетами, транспортирами) для прокладки пеленгов на карте. По утверждению зарубежных авторов [9, 59], все более широкое распространение получают методы автоматической обработки данных радиопеленгования с помощью ЭЦВМ. Электронно-машинная обработка пеленгов позволяет существенно повысить оперативность определения местонахождения пеленгуемых радиостанций и получить на перфокартах их координаты. Автоматическая обработка пеленгов наряду с автоматическим синхронным пеленгованием с помощью ЭЦВМ обеспечивает определение местоположения неизвестных источников излучения с высокой точностью и с минимальной затратой времени. 247
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Радиоэлектронная разведка, как пишут зарубежные специалисты, является неизбежным спутником радиосвязи, радиолокации и других видов радиоизлучения. Невозможно ее ни запретить, ни предотвратить. Разведывательные службы империалистических государств все интенсивнее ведут поиск, перехват, пеленгование и анализ (обработку) интересующих их всевозможных радиопередач на огромном диапазоне частот. На основе последних достижений науки и техники за рубежом разрабатываются и используются все более совершенные технические средства и методы ведения радиоэлектронной разведки. Американские разведывательные службы используют многочисленные наземные посты, расположенные в различных странах земного шара, морские суда, пилотируемые и беспилотные самолеты, специальные ИСЗ для ведения электронного шпионажа в тотальном масштабе. В радиоэлектронной разведке США, Англии и других стран НАТО широко используется криптографический анализ для расшифровки перехваченных кодированных и шифрованных радиограмм. Большие группы криптографов этих стран, работая в строжайшей тайне и пользуясь научными познаниями в области математики, кибернетики и электронно-вычислительной техники, пытаются расшифровать добытые засекреченные сообщения других стран, т. е. найти ключи к чужим шифрам. Особое место в этой сфере работы занимает Агентство национальной безопасности (АНБ), являющееся главным органом радиоэлектронной разведки США.
Радиоэлектронная разведка империалистических государств, направленная прежде всего против СССР и других социалистических стран, представляет большую опасность, и трудно переоценить ущерб, который может быть причинен ею оборонной мощи нашей страны. В связи с этим приобретает исключительное значение постоянная бдительность советских людей, имеющих отношение к разработкам и эксплуатации радиоэлектронных средств и систем. Проявить бдительность — значит тщательно учитывать особенности и характер распространения радиоволн в используемом частотном диапазоне, уметь произвести оценку основных параметров, применяемых передающих и приемных антенн и в особенности их направленных свойств в зависимости от принципа действия, хорошо знать тактико-технические возможности современных радиоприемных устройств, радиопеленгаторов и других электронных приборов, используемых в радиоэлектронной разведке империалистических государств. Проявить бдительность •— значит не допускать малейшего нарушения правил пользования активными радиоэлектронными системами и средствами, строго выполнять организационно-технические меры защиты передаваемых сообщений от радиоэлектронной разведки и тем самым исключить возможность утечки информации. Проявить бдительность — значит ясно представлять коварные методы и приемы разведывательных служб империалистических государств, в частности в радиоэлектронной разведке, и не допускать благодушия и самоуспокоенности.
ЛИТЕРАТУРА 1. Шлезингер Р. Дж. Радиоэлектронная война (перевод с английского). Воениздат, 1963. 2. Tully Andrew. The Super Spies. New York, 1969. 3. Me. Lachlan, Donald. Room 39, Naval Intelligence in action 1939—1945. London, 1968. 4. Джонсон Томе М. Американская разведка во время мировой войны (перевод с английского). Воениздат, 1938. 5. Ронге Макс. Разведка и контрразведка (перевод с немецкого). Воениздат, 1943. 6. Роуан Р. Очерки секретной службы (перевод с английского). Воениздат, 1946. 7. В сетях шпионажа (переводные статьи). Воениздат, 1965. 8. Уайз Д., Росс Т. Невидимое правительство (перевод с английского). Воениздат, 1965. 9. Gaertner Herbert. Aufklarungstechnik. Teil III, „Jahrbuch der Wehrtechnik", 1969, № 4. 10. Опасная деятельность Агентства безопасности США. Заявление для прессы Вильяма X. Мартина и Бернона Ф. Митчелла. „Красная звезда", 1960, 7 сентября. 11. Радиотехническая разведка и применение атомного оружия. Альгемейне Швейцарише Милитерцейтшрифт (переводная статья). 1957, январь. 12. Киссел Р. Технические средства стратегической разведки. „Our Navy", 1969, August, pp. 2—4, 6—7, 50. 13. Carroll J. M. The Silent War. Electronic Spying „Electronics". 1964, v. 37, № 14, pp. 78—81. 14. Электронная разведка. „Electronic Design", 1965, v. 13, № 21, pp. 32—33. 15. „Aviation Week and Technology", 1965, v. 83, № 13, pp. 26—27, № 2; 1966, v. 84, № 6, p. 48, № 12, pp. 78, 79, 81, 84, v. 85, № 16 и № 25; 1967, v. 87, № 2, № 13> № 20, p. 23, v. 86, № 2. 16. „Electronic Design", 1965, v. 13, № 21, pp. 26—33; 1967, v. 15, № 14, p. 29, 1970, v. 18, № 6, pp. 36—40. 17. „Electronics", 1964, v. 37, № 14, pp. 74—81; 1969, v. 42, № 8, p. 10. 18. „Navy", 1969, v. 74, № 11, pp. 404, 405, 420; 1970, v. 75, № 10. 250
19. Вакин С. А., Шустов Л. Н. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. Изд-во „Советское радио", 1968. 20. „Microwaves", 1969, v. 8, № 3, pp. 70—72, № 6, pp. 55, 104, № 7, p. 55, № и, pp. 43—44, 60—64, 70—71, 85—87. 21. Симонян Р. Г., Еременко Ф. И., Николаев Н. С, Тумас В. А. Тактическая разведка. Воениздат, 1968. 22. Петере Томас Б. Электронная борьба, „Wehr und Wirtschaft",, 1969, № 5, S. 297—304. 23. Палий А. И. Радиоэлектронная борьба. Воениздат, 1974. 24. „Space/Aeronautics", 1964, v. 41, № 6, pp. 92—93; 1965, v. 44, № 2, pp. 89—91, 1968, v. 50, № 2, pp. 68—71. 25. „Interavia", 1967, v. XXII, № Ю, p. 1520. 26. „Missile/Space Daily", 1966, v. 17, № 27, p. 196. 27. „Signal", 1969, v. 23, № 11, pp. 1, 19, 69. 28. Система электронной разведки. „The Microwave Journal", 1967, v. 10, № 6, pp 88, 90, 92. 29. „The Journal of the Institution of Electrical Engineers", 1947, v. 94, Part III A, № 11, pp. 23—43, 115—129, 132—136. 30. Stanfield R. G. Статистическая теория засечек радиопеленгаторов. ЛЕЕ 1947, Part III A, v. 94, № 15, pp. 762—770. 31. KHpper Harold, Spectrum Analyzers — Let's Look at the Field. „Electronic Design", 1970, v. 18, № 24, pp. 74—77. 32. „Ships World", 1970, № 151, pp. 18—F3. 33. Lingk W. Grossbasis Dopplerpeiler fur die Flugnavigation „Fanvschau", 1959, № 19, S. 461—463. 34. Яковлев Н. Н. Загадка Пирл-Харбора. Изд-во „Энергия", 1970. 35. Wyndham Brian A., Radar Pulse Compession. „Wireless World", 1968, May. 36. „Space World", 1965, V.B. 4—18, April, pp. 34-40. 37. Steffmann P., Electronische Schutzmassnahmen, „Truppenpraxis", Marz, № 3, s. 165—169. 38. Siupka Georg und Zehendncr Kurt. Das Funkpeilsystem Tele- gon IV, „Tech. Mftt". AEG Telefunken, 59 (1969), 7. 39. Bodemann Gerhard und Fliege Hans-Joachim, UKW — Peilantennen und Peilvorsatze fur das Funkpeilsystem Telegon IV. Tech. Mitt. AEG. Telefunken, 59 (1969), 7. 40. Bucher Otto und Flicge Hans-Joachim. Zusatzgerate fur Empfanger und Funkpeiler. Tech. Mitt. AEG Telefunken, 59 (1969), 7. 41. Zehendner Kurt. Der Allwellencmpfanger E 639 AW/2 fur den Frequenzbereich 250 kHz bis 30 MFIz. Telegon IV, Tech. Mitt. AEG Telefunken, 59 (1969), 7. 42. Шенон К- Работы но теории информации и кибернетике. Изд-во Иностр. лит., 1963. 43. „Electronic News", 1965, v. 10, № 505, p. 14; 1966, v. II, № 572, pp. 1, 20; 1967, v 12, № 618, p. 27, № 628, p. 14; 1968, v. 13, № 638, pp. 1, 32, 33; № 645, p. 40, 1969, v. 14, № 173, pp. 1, 18; № 705, pp. 1, 30. 44. Атражев М. П., Ильин Н. П., Марьин Н. П. Борьба с радиоэлектронными средствами. Воениздат, 1972. 4?. „Ships World", 1970, № 151, pp 18—53. 46. „Microwa\e Journal", 1969. v. 12, № 9, pp. 63—67, 1970, v. 13, № 11, p. 59. 251
47. Technical Manuel 32 and 33 Teletypewriter sets, Bulletin 273B, v. 1, v. 2. Teletype Corporation, 1965. 48. „Aerospace Daily", 1969, v. 37, № 18, pp. 118—119; v. 40, № 32, pp. 233—234; 1970, v. 45, № 33, pp. 257—259; v. 44, № 18, p. 137. 49. „Space Business Daily", 1970, v. 48, № 34, p. 227; v. 51, № 17, p. 105. 50. „Flight International", 1969, v. 95, № 3135, pp. 604—607. 51. „За рубежом", 1968, № 12, стр. 18—20; 1969, № 3, стр. 23—25, № 16, стр. 22—26, № 17, стр. 22—26, № 20, стр. 10—12; 1973, № 12, стр. 24—26. 52. Steiner F. Wide-Base Doppler Very High Frequency Direction finder Transactions IRE, 1961, AHE-7, № 3, pp. 98—105. 53. „Business Week", 1969, April 26. 54. Долуханов М. П. Распространение радиоволн. Изд-во „Связь", 1965. 55. Колосов М. А., Арманд Н. А., Яковлев О. И. Распространение радиоволн при космической связи. Изд-во „Связь", 1969. 56. Кочержевский Г. Н. Антенно-фидерные устройства. Изд-во „Связь", 1968. 57. Пистелькорс А. А. Антенны будущего. Журнал „Радио", № 3, 1970. 58. Сифоров В. И. Радиоприемные устройства. Воениздат, 1964. 59. „Aviation Week and Technology", 1969, v. 91, № 7, pp. 10—11, № 9, pp. 52—F3, 55—59, 62, № 10, № 11, pp. 55—61, № 12, v. 90, № 1, p. 13, № 2, p. 13, № 4, p. 13, № 8, p. 23, № 11, pp. 55—61. 60. Чистяков Н. И. Основы радиосвязи и радиорелейные линии. Изд-во „Связь", 1964. 61. Кукес И. С, Старик М. Е. Основы радиопеленгации. Изд-во „Советское радио", 1964. 62. Вартанесян В. А., Гойхман Э. И., Рогаткин М. И. Радиопеленгация. Воениздат, 1966. 63. Мартынов В. А., Селихов Ю. И. Панорамные приемники и анализаторы спектра. Изд-во „Радио", 1964. 64. Сапожков Н. А. Речевой сигнал в кибернетике и связи. Гос. изд-во литературы по вопросам связи и радио, 1963. 65. Гончаров А. В., Лазарев В. И., Пархоменко В. И., Штейн А. Б. Техника магнитной видеозаписи. Изд-во „Энергия", 1970. 66. Beniot R., Furlow M. Design for Wide Aperture Direction Finder, AN/CRD. „Tele-Tech", 1965, № 9, pp. 60—62. 67. Mengel I. Minitrack Sistem „Design Criteria, Electrical Engineers", 1957, № 8. 68. Мюллер Ф., Гудвин Р. Широкополосный приемник со сжатием импульса для разведки в сантиметровом диапазоне волн. „Зарубежная радиоэлектроника", № 6, 1963. 69. „Aviation Week and Technology", 1969, v. 90, № 18, № 19, p. 27, № 26, p. 13, 1970, v. 92, №7, p. 45, № 12, p. 11,№ 25, pp. 169—189, v. 93, № 19, pp. 46—52, № 20, pp. 67—76, № 24. 70. Секреты секретных служб США. Политиздат, 1973.
ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. Введение 5 Глава I. Общая характеристика радиоэлектронной разведки 9 1.1. Радиоэлектронная разведка — ее структура, особенности и возможности 10 1.2. Радиоэлектронная разведка — основа радиоэлектронной борьбы 15 1.3. Технические средства радиоэлектронной разведки 18 1.4. Из истории радио- и радиотехнической разведки . . 21 Радиоразведка в первой мировой войне — Радио- и радиотехническая разведка во второй миг ровой войне 26 Пирл-Харбор 32 Мидуэй 34 1.5. Радиоэлектронная разведка в послевоенный период 37 Наземная радиоэлектронная разведка 44 Морская радиоэлектронная разведка 48 Воздушная радиоэлектронная разведка 51 Космическая радиоэлектронная разведка 56 Глава II. Использование радиочастот в радиоэлектронной разведке 61 2.1. Поляризация принимаемых электромагнитных волн и их классификация 62 2.2. Влияние ионосферы на распространенна и прием ра- диовэлн 70 2.3. Особенности распространения и приема сверхдлинных, длинных и средних радиоволн 76 2.4. Особенности ионосферного распространения и приг ема коротких радиоволн 78 2.5. Особенности распространения и приема радиоволн ультракоротковолнового и оптического диапазонов 80 Распространенна и прием УКВ в пределах прямой видимости 81 Тропосферное распространение и прием, УКВ ... 83 Ионосферное распространенна и прием УКВ .... 85 253
Стр. Распространение и прием радиоволн оптического диапазона 87 2.6. Особенности распространения и приема радиоволн в условиях космической связи 88 Глава III. Приемные антенны в радиоэлектронной разведке 91 3.1. Технические параметры антенн 92 3.2. Антенны для приема на сверхдлинных, длинных и средних волнах 98 3.3. Антенны для дальнего приема на коротких волнах 99 3.4. УКВ антенны 104 3.5. Фидерные линии 117 Глава IV. Аппаратура поиска, перехвата и анализа радиосигналов 120 4.1. Основные характеристики разведывательных радиоприемных устройств 121 4.2. Разведывательные радиоприемные устройства . . . 1.29 Радиоприемники прямого усиления 130 Супергетеродинные радиоприемники 137 4.3. Панорамный обзор и анализ радиосигналов .... 152 Основные электрические параметры панорамных устройств 154 Принцип действия панорамного устройства .... 157 Определение несущей частоты кратковременного импульсного сигнала Г64 Описание некоторых радиоприемников панорамного обзора и анализа сигналов 17Q 4.4. Устройства для индикации и регистрации радиопередач 178 Глава V. Радиопеленгаторы в радиоэлектронной разведке 190 5.1. Принципы работы радиопеленгаторов 191 5.2. Радиопеленгаторы с рамочной антенной 196 Однозначное определение пеленга на передатчик . . 200 Рамочные антенны с магнитодиэлектриком .... 202 5.3. Радиопеленгаторы с вертикальными разнесенными антеннами 203 Радиопеленгаторы с неподвижными разнесенными антеннами и гониометром 207 Радиопеленгаторы с многомачтовыми антеннами . . 209 Радиопеленгаторы с разнесенными рамками .... 211 Слуховой отсчет пеленга 213 5.4. Автоматические радиопеленгаторы с визуальным отсчетом полешга 214 Амплитудный двухканальный автоматический радиопеленгатор Ватсон Ватта с электронно-лучевым индикатором пеленга 215 Амплитудный двухканальный автоматический радио- петенгатор с приемно-индикаторньш устройством Sig-638 220 Фазометрический секторный радиопеленгатор „Вул- ленвебер" с большой антенной базой 225 Фазоматричоский одноканальный автоматический радиопеленгатор с малой базой 23Q 254
Стр. Автоматический радиопеленгатор с большой базой на основе использования эффекта Допплера . . . 232 Фазометрнческий автоматический радиопеленгатор для пространственной пеленгации 236 5.5. Электрические характеристики радиопеленгаторов. Эксплуатация наземных радиопеленгаторов .... 240 Характеристики радиопеленгаторов 241 Эксплуатация наземных радиопеленгаторов .... 244 Заключение 248 Литература 250
Вартгес Агаронович Вартанесян РАДИОЭЛЕКТРОННАЯ РАЗВЕДКА Редактор В. Л. Стерлигов Технический редактор Е. Н. Слепцова Корректор Л. Д. Сысоева Художник Я. Б. Попова Г-70600 Сдано в набор 1.4.74. Подписано в печать 7.1.75. Формат 84X103/1!- Бумага тип. №2. Печ. л. 8. Уел печ. 13.44. Уч-изд л. 12,802 Тираж 16 000 экз. Цена 59 коп. Изд. № 6/2033 Зак. 936 Воениздат 103160, Москва, К-160 1-я типография Воениздпта 103006, Москва, К-6, проезд Скворцова-Степанова, дом 3