Text
                    В связи с широким внедрением радиоэлектроники в оборону и экономику

Общие принципы построения, структурные в
яические характеристики в условия эксплуатации,
1 — САП, ПП и входящих в них отдельных генераторных

1. СОВРЕМЕННАЯ КОНЦЕПЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ПОДАВЛЕНИЯ. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИНФОРМАЦИОННОГО ПОДАВЛЕНИЯ информационное ормации в условиях воздействия воздействии сигнала помехи принимаемая информация может искажаться, "качество” передаваемой информации падает. Для оценки "качества" передаваемой информации используется один из ИПК. Основными объектами ИП являются: РЭС системы ПВО: обзорные РЛС и РЛС автоматического сопровождения по направлению (ACHJ— "угловые координаторы", командные радиолинии управления (КРУ), а также связные радиостанции.
обнаружении отраженного сигнала и измерении времени его задержки Тз и, следовательно, дальности цели: т,— 2Ric -> R, где R —дальность до цели, с— скорость распространения электромагнитной волны. Передатчик Приемник о сигнала (ОС) на выходе детектора приемника появляется напряжение 14 = 14 > L4o₽- При наличии шума 14, появляется РЛС проектируется таким образом, что при заданном уровне внутренних (РГоб) при заданной вероятности ложной тревоги. При > ложной тревоги 14.» и пропуска цели, а вероятность правильного
«бнаружение становится невозможным, падает до нуля. Для РЛС самонаведения или угловых координаторов информационным рсвождения Л®. Такие РЛС работают с непрерывным сигналом излучения с. 1.4) и коническим сканированием антенны с частотой (рис. 1.5). При [ическом сканировании основной лепесток диаграммы направленности 1) антенны вращается с частотой F„ таким образом, что его ось движется
Рис. 1.5
приемника оказывается промодулированным по амплитуде с частотой F„, причем амплитуда и начальная фаза огибающей амплитудно-модулированного выходе детектора приемника U. = 0. Поворотный механизм, управляемый к определенной ошибке в определении направления на цель Лб. Для командных радиолиний управления ИПК является коэффициент команды Рис. 1.6
Конкретное РЭБ определяется соотношением I эффективности ИП. При этом под понимают способность РЭС сохранять токазатель качества при воздействии активных Соотношение помехоустойчивости РЭС и эффективности г от структуры полезных и помеховых сигналов. 2. СТРУКТУРА ПОЛЕЗНЫХ И ПОМЕХОВЫХ СИГНАЛОВ 2.1. Полезные сигналы В современных информационных РЭС используют следующие виды параметры сигналов: А — амплитуда; . частота; А„ — амплитуда несущей (частота^); F„—частота модулирующего гармонического сигнала; т = (Лпих'Ля1пУ(4«м+Лпт) — коэффициент глубины модуляции, индекс частотной модуляции M=bfKIF, — девиация частоты,
индекс фазовой модуляции в = Д<рта1 (амплитуда отклонения фазы). Спектр ФМ колебаний соответствует спектру ЧМ колебаний при замене М на 6. и©| S(f>| А- . I I Г . рЛЩШII11 иУ-'чЧП] 1 I fcf« ь ь+fm f ЧМ; MckI: fo . (йЬ 1о(М) ЙЕЬ. ФМ; M>h Ч» |Дф«х Ь(М) Ii(M)b(M) ' * *' wi® X а) 6) Fbc.2.1 2) простые импульсные сигналы (рис. 2.2, где т — длительность импульса; Г — период повторения; A, ft>, <р0 — амплитуда, частота и фаза "заполнения" (несущей) соответственно); частотной модуляцией (ЛЧМ) и внутриимпульсной фазовой манипуляцией (рис. 2.3,« и рис. 2.3,6 соответственно).

2.2. Помеховые сигналы - активные помехи Временная характеристика НШП определяется законом Гаусса: дисперсия; р(х) — плотность вероятности, спектральная хара равномерна в бесконечной полосе частот S(f) = const (рис.2.4,2.5). Рис.2.4
Реальные шумовые помехи имеют ограничения по частоте F„ и длительности Тп и отличаются от НШП временными и частотными б) хаотическая импульсная помеха (ХИП) (последовательность радиочастотных импульсов, длительность, амплитуда и частота повторения 1. Для обзорных РЛС: V^SzJdt. How 2. ДпяРЛСАСН: частоте полезного сигнала с амплитудной модуляцией гармоническим частоте полезного сигнала, модулированное сигналом с изменяющейся частотой модуляций FK (например, по линейному закону, как показано на 3. Для КРУ: кода (ПК), а на каждый импульс исполнительного кода формируется импульс опорного кода (рис. 2.9).
Рис.2.8 ЛИИ II___U___ИВ IHI t> 3. КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНФОРМАЦИОННОГО ПОДАВЛЕНИЯ РЭС ИП (станций активных помех или передатчиков помех) и параметрами подавляемых РЭС. Основное практическое применение находят следующие 1) информационный; 2) энергетический; 3) оперативно-тактический.
Информационный критерий используется для синтеза оптимальной полезного сигнала. В любой информационной РЭС до приема полезного сигнала всегда имеется априорная неопределенность, мерой которой является энтропия полезного сигнала. В соответствии с теорией вероятности энтропия Я(С)=- f Pc{x)logpc(x)dx, одномерная плотность распре. В случае отсутствия помех 1 полностью исчезает, и колю оценено как 1е=Н(С), т. е. рав > энтропии полезного сигнала. определенность полностью не снимается и нформации может быть оценено как которого равна энтропии полезного сигнала Я(П)=Я(С). сигнал и чем больше параметров этого сигнала используется для выделения информации, тем сложнее процедура синтеза оптимального помехового Я(С)=1пч|2яехр(ст2), (3.2) Для гауссовского шума, ограниченного по времени и частоте соответствующей длительностью Гя и полосой F„, энтропия определяется как Н(П)=2TVF„ \п^2еяаг . (3.3) Для шумовых помех, отличных от гауссовского шума, энтропия всегда меньше и маскирующие свойства помехи хуже, следовательно, эффективность
информационного подавления ниже. Для оценки подавляющих свойств шумовых помех используются следующие параметры: Р^> — энтропийная шума с той же полосой и длительностью, энтропия которого равна энтропии рассматриваемого шума: где Нп = энтропия рассматриваемого шума; Выражение (3.4) получено следующим образом: (3.4) мощности шума Р^ к его средней мощности Рв. rjm = P,rfPB. Для белого гауссовского шума т)ш = 1; для реальных (негауссовских) шумовых помех итерии определяет энергетические характеристики их источников — станций активных помех, которые тиками помеховых сигналов и их информационный показатель качества системы снижается до заданной величины: Мощность помехи на входе подавляемой РЭС оценивается как ,(/Ж
как средняя за время длительности сигнала мощность полезного сигнала. от вида подавляемой РЭС и помехового сигнала. Например, в случае ИП РЛС кругового обзора маскирующей шумовой помехой необходимая величина К„ определяется на основании характеристик обнаружения этой РЛС (рис. 3.1), правильного обнаружения Wa от отношения (РсАМ» для различных значений вероятности ложной тревоги = const. Если полагать, что заданная эффективность ИП этой РЛС соответствует уменьшению W& до уровня W& = абсциссой соответствующей точки на кривой для заданного значения _______W'jit > W"jit> •ЪЖ'. Кп-1 (Рс/Рш)вх В случае ИП канала АСН этой РЛС прицельной по частоте сканирования величиной ошибки углового сопровождения цели Двм» на основании характеристик наведения, показанных на рис. 3.2, где 0О<5—ширина основного лепестка ДН антенны РЛС, тп—коэффициент глубины АМ-помехи. Таким образом, ИП какой-либо РЭС с заданной эжх-------------— определяемой необходимой величиной К„, обеспечивается щ отношении мощности помехи и сигнала на входе приемника; i определенном ОЙ РЛС. входе приемника подавляемой РЛС от параметров этой РЛС, параметров САП — источника помехового сигнала и их взаимного расположения (рис. 3.3). На
- мощность полезного сигнала (передатчика РЛС); - цели (Ц); Gc — КВД антенны РЛС; g(6,<p)— диаграмма направленности антенны РЛС; Sj — эффективная поглощающая поверхность антенны РЛС; помехоносителя (П); Р„—мощность помехового сигнала (передатчика помех); G„—КВД антенны ПП; 0П—угловое смещение самолета-помехоносителя по коэффициент затухания Рис.3.2 Рис. 3.3
Мои бытьз р G а - 0.2aR СЕХ С 1 А^10 " 4<R“ 4дЯ* л (3.7) гае шзический смысл отдельных сомножителей соответствует: -плотность потока мощности полезного сигнала в точке расположения — плотность потока мощности отраженного от цели сигнала в точке pacnoj ожения РЛС; — мощность сигнала на входе приемника РЛС с учетом затухания в Moi ность помехи на входе приемника подавляемой РЛС может быть лена аналогично: (3.8) где На < мощно уп — коэффициент, учитывающий различие поляризации антенн ПП и = 1 при совпадении поляризации антенн, (y„sl). □сновании (3.7) и (3.8) определим отношение мощности помехи к ста сигнала на входе приемника РЛС. Mil >10""°™ (3” Это уравне потено подавл Еслс из ри< нием радиопротиводействия (РПД) для РЛС. При заданном значении это уравнение определяет мощность ПП Р- или энергетический ;иал (PnGn), необходимые для ИП РЛС, с заданной эффективностью, к зависимости K(RJ), построенный на основании (3.9) для различных ий (PnGr), показан на рис. 3.4, где I — зона обнаружения, II — зона :. 3.4, вся зона действия РЛС по дальности распадается на зону
обнаружения (30), где К < Л"», и зону подавления (ЗП), где К > Кп обусловливающем границу зоны подавления (ГЗП) Ru = /?11|,Я112,Яиз (рис. 3.4), помеха становится неэффективной, перестает прикрывать цель и цель обнаруживается. Таким образом, граница зоны подавления определяет, по существу, дальность действия ПП (или САП) и называется минимальной (3.10) ГЗП1 Рис.3.4 РЛС (при отсутствии помех): —чувствительность приемника РЛС. Таким образом, сущность ИП РЛС шумовой помехой сводится к дальности действия РЛС до границы зоны подавления. Чем
3.9) получаем P|,G„« РсСс, т.е. энергетический потенциал подавляющей САЛ 3. Для КРУ и линий связи приемник и переде РЭС Рис. 3.6
Для КРУ и линий связи уравнение РИД имеет вид слабонаправленных антенн (Gc = G„=l, g(e,«p)=l) с одинаковой поляризацией (Yu" 1) и прицельной помехи (Д^ = AF„). При использовании направленных антенн, учитывая, что в рассматриваемом случае помеха может быть создана только по боковым лепесткам, и принимая g2(6,<p) < 0,01, (Rn/R^O.l, Kn=l, AfupM a ДРп, имеем из (3-12): (PiGn)mb“ P«G«» т. e. энергетический потенциал САП должен быть, по крайней мере, равным энергетическому потенциалу передатчика КРУ. Критерий определяет качество мероприятий по организации и применению РЭС ИП в условиях боевых действий с точки зрения снижения вероятности поражения цели: где W, — вероятность поражения цели данным средством поражения при одиночной атаке; и—количество атак. Чем больше атак, тем выше i коэффициент подавления где пт — среднее число атак при ИП (воздействии помех); и — среднее число атак при отсутствии ИП (помех). Так как воздействие маскирующей шумовой помехи на РЛС сводится к уменьшению дальности действия РЛС и сокращению времени для анализа обстановки, принятия решения и перенацеливания средств поражелия например, (ЗУР), для этого случая можно полагать Для имитационной помехи типа ложной цели можно принять где Мц, ияц—соответственно число истинных и ложных целей.
и —вероятность наведения при отсутствии ИП и при воздействии лех соответственно. Помеха будет эффективной, если величина окажется тьше заданной. Вспомогательным оперативно-тактическим критерием {гективности ИП КРУ является величина промаха А (минимальное стояние до цели, на котором пролетит ракета) (рис. 3.7). Помеха будет 4. СТАНЦИИ АКТИВНЫХ ПОМЕХ 4.1. Структурные схемы станций активных помех. Функциональное назначение элементов и требования к ним Генерацию 1) САП ретрансляционного типа. В них источником колебаний несущей частоты является принимаемый полезный сигнал подавляемой РЭС. Обобщенная функциональная схема САП ретрансляционного типа показана на рис. 4.1, где РП — разведывательный приемник; ГВЧ — генератор высокочастотных колебаний; ГНЧ — генератор низкочастотных колебаний; ПП—передатчик помех; Al, А2—приемная и передающая антенны;
2) САП генераторного типа. В них источником колебаний несущей Рис. 4.1 рис. 4.2, где БПП — блок перестройки передатчика; А2 — передающая управления ।— или от ЭВМ I---1— -----*1 БПП
Приведем примеры функциональных схем САП различного назначения. • имитационных импульсных помех (ИИП); • многократных синхронных импульсных помех (МСИП); • хаотических импульсных помех (ХИП). излучаемый с некоторой задержкой т3 относительно принятого полезного сигнала. Такая помеха создает на выходе приемника РЛС сигнал ложной цели ложных целей; 2) с упреждением ложных целей, когда задержка меняется с определенной скоростью, имитирующей реально движущуюся цель Многократные синхронные импульсы (МСИП) — помеховый сигнал ' сигналу подавляемой РЛС и излучаемый в ответ на Хаотическая импульсная помеха является последовательностью радиоимпульсов, параметры которых (ти, Т, А) изменяются по случайному закону. По характеру воздействия на подавляемую РЛС такая помеха сходна с НШП (при AM несущей ограниченным шумом), т. е. помеха является Vc(t)
Функциональная схема САП приведена на рис. 4.4, где СЗЧ — схема запоминания частоты; ПУ — предварительный усилитель; ОУ — оконечный усилитель; СЗ — схема задержки; М — модулятор; УМ — усилитель мощности Рис.4.4 Станция прицельных по частоте сканирования помех (для ИП канала автоматического сопровождения по направлению (АСН) включается путем же средней мощностью полезного сигнала коническим сканированием антенны сигнал н...._............ ..г.________ собой AM-колебание, модулированное гармоническим сигналом с частотой PJS). В канале АСН с : модулирующего сигнала. Основной которая, суммируясь с направления цели—ошибку сопровождения Аб. Для подавления таких систем используются помехи, прицельные по частоте
Рис.4.5 Станция прицельных по коду диверсионных помех (для подавления Объектом воздействия помех является в данном случае приемное устройство, установленное на борту истребителя-перехватчика (ИПх) или ЗУР. Сигналы, излучаемые передатчиком КРУ, представляют собой последовательность радиоимпульсов, содержащую две кодовые группы импульсов (рис. 4.6). На рисунке ОК—опорный код , ИК—исполнительный дешифруются. по коду, принятые САП коды команды. Функциональная схема станции прицельных по коду диверсионных помех показана на рис. 4.7.

функциональная гма станции ienp ывных шуг вых мех показана на рис. 4.8, где ЧД — частотный детектор; Г — гетеродин; ГШ — генератор шума; У-О—усилитель-ограничитель; М—модулятор. Станция хаотических импульсных помех. собой последовательность радиоимпульсов, частота следования, длительность и амплитуда которых изменяется по случайному закону — (ХИП). В данной схеме ПП включает в себя: генератор шума (ГШ); усилитель-ограничитель (У-О); пороговое устройство (ПУ); схему формирования модулирующих импульсов (СФМИ)—модулятор. Рис. 4.9
повторения и длительностью. Эти импульсы запускают ждущую о схему, состоящую из порогового устройства и схемы формирования юших импульсов. Модулирующие импульсы поступают на ГВЧ, Функциональная схема передатчика одноразового действия маскирующей Функциональная схема передатчика одноразового действия прицельной по астоте сканирования помехи показана на рис. 4.И, где УНЧ — усилитель
Универсальная комплексная многофункциональная САП. Обобщенная структурная схема универсальной i многофункциональной САП приведена на рис. 4.12, где радиотехнической разведки; СГИС — станция генер; сигналов; РП — разведывательный пеленгационный прис целью; ЭВМ—электронно-вычислительная машина. Рис. 4.12
приоритета угроз на буквенно-цифровом индикаторе и распределение мощности излучения по направлениям наибольших угроз, формируя СГИС выполняет функции генерации и излучения помехового сигнала пределенной заданной структуры и мощности в заданном направлении. Разведывательный панорамный приемник осуществляет прием, усиление, етектироваиие, сортировку сигналов в широком диапазоне частот. ков РЦ — ПП,. Таким образом, как видно из приемник; частоты (модулятор). Рассмотрим назначение основных элементов тектромагнитные волны, чаше всего с круговой поляризацией (в силу чего ээффициент в уравнениях противорадиолокации следует принимать % - 0,5). Тип антенны определяется рабочим диапазоном частот, подавляемых Широкое применение находят вибратсрные, логопериодические, араболические, спиральные и рупорные антенны и ФАР, а также пениальные остроналравленные антенны. В коротковолновом диапазоне рименяют антенны бегущей волны и ромбические антенны. Диапазонность нтенн оценивается отношением полосы пропускания к средней несущей Усилитель мощности обеспечивает заданную мощность помехового игнала и амплитудную модуляцию его по заданному закону.
помехового сигнала и заданный способ и закон его модуляции. Усилитель мощности и генератор должны обеспечивать: • работу в широком диапазоне частот без существенных изменений мощности и КОД по диапазону; высокий КПД, малую энергоемкость (потребляемую мощность); модуляции: амплитудная, фазовая и >рного типа частотная модуляция яется комбинированная формировать низкочастотные модулирующие , величины и параметров. Обычно он представляет выхода РП, либо от специального Блок перестройки передатчика определяет точность и время настройки ПП на заданную несущую частоту. В некоторых случаях ВПП может отсутствовать. Требования к точности настройки ПП определяются видом В этом случае точность настройки должна быть порядка полосы пропускания приемника подавляемой РЭС (М « АС,».); для станций прицельно- заградительных помех Д&> ДГлри для станций заградительных помех Afc » кратковременного и длительного запоминания частоты. Принцип действия этих устройств основан на рециркуляции или регенерации колебаний, распространяющихся в электромагнитной системе СВЧ какого-либо типа. Простейшей СЗЧ является схема АПЧ генератора. В простейших САП схема запоминания частоты отсутствует и запоминание несущей частоты и следующие требования: время запоминания, точность фиксирования и удержания частоты, диапазон запоминания, разрешающая способность (одновременного запоминания нескольких частот).
Передатчик помех в любой САП состоит из источника колебаний несущей низкочастотных модулирующих колебаний (модулятора) — генератора 4.2.Общие принципы построения и технические характеристики

Рис. 4.17 Рис. 4.18 Рис. 4.19 (начало)

— устройство оповещения об облучении РЛС противника; • антенной; 5 — контейнер и устройство сбрасывания ПОД, дипольных отражателей и трассеров; б = передатчик помех (три ПП, общим объемом 0,2 №); 7— боеприпасы; 8—РЛС; 9—пушка. На рис. 4.21 показан стратегический бомбардировщик В-1, аппаратура средств ИП зачернена. Таким образом, развитие техники ИП проходило в направлении от простейших систем РТР и разведывательного оборудования средств индивидуальной защиты боевых самолетов к универсальным комплексным
САП специализированных В настоящее время основными тенденциями этого развития являются: I) улучшение технических характеристик и уменьшение стоимости средств , эсминец ДЦ-963 (фирма Ф. Литтон, США). в САП (фирмы Грумман) оборудован комплексной универсальной системой ИП (рис. 4.22), в состав которой входят три САП: станция маскирующих заградительных шумовых помех РЛС противника типа ALQ-99; станция имитационных ответных помех РЛС противника типа ALQ-1O0; станция одним панорамным приемником станции РТР, выходными [ которого являются программируемый цифровой вычислитель с ножевая антенна системы ALQ-92; 2 — антенна системы ALQ-100; 3 — подвесные контейнеры; 4—хвостовой обтекатель. Комплексная система ИП РЛС противника ALQ-99,100, структурная схема которой показана на рис. 4.23, содержит 10 приемопередатчиков различных диапазонов частот, расположенных в пяти подвесных контейнерах по два в каждом (см. рис. 4.22,6), где 7 — турбина; 2, 4 — приемопередатчики; 3 — разведывательный приемник; 5, 6 — крышки контейнера. Контейнеры устанавливаются на вертикальных стабилизаторах под нижней плоскостью каждого 1фыла (см. рис. 4.22,а). Каждый приемопередатчик содержит приемник сопровождения цели и управляемый им передатчик помех.
работающий в одном из двух l кнъ:х pew импульсных помех (н антенну ALQ-100) или шумовых помех (на антенну ALQ-99). Рис.4.22 Рис.4.23

управление автоматически с помощью соответствующих приемников сопровождения цели (в станции ALQ-92), которые, выделяя сигнал подавляемой РЭС, настраивают ПП на ее несущую частоту и формируют управляющие и модулирующие сигналы, обеспечивающие включение соответствующего режима модуляции и необходимые параметры помехового сигнала. повторения, государственная принадлежность цели и т. п., которые используются оператором для управления средствами ИП. Электропитание системы ИП вырабатывается посредством турбины с приводом от набегающего воздушного потока, установленной внутри каждого контейнера (см. рис. 4.2,6).
11 01 " д~] Рис.4.26 >ремя общепринятыми и используются либо полностью, либо частично для F-15 и др.). Полностью аналогичная система меньшей мощности ALQ-76, работающая в ограниченном диапазоне частот и при ограниченном управлении антенной и содержащая пять ПП иа контейнер, установлена на самолете F-4. Для индивидуальной обороны самолет F-14 оснащен САП ALQ- 100, работающей в Х-диапазоне, и комплектом из двух контейнеров с дипольными отражателями. Истребитель F-15 оборудован бортовой САП, которая представляет собой двухфункциональный ПП (заградительных маскирующих шумовых и имитационных импульсных ответных), размещенный внутри фюзеляжа и другими средствами ИП. Оснащение системой ИП стратегического бомбардировщика В-1 состоит из станции РТР, станции воздушной ПК-разведки и ПП. Передатчик помех установлен внутри и имитационных) помех, излучаемых через ФАР. Этот ПП управляется посредством цифрового вычислительного устройства, программируемого оператором в зависимости от обстановки Количество антенн иа В-1 составляет 56. Кроме того, самолет оснащен контейнером с ПОД дипольными отражателями и трассерами. Размещение оборудования ИП показано на рис. 4.20 зачерненными контурами; система ИК-разведки размещена в обтекателе задней полусферы. Экипаж такого самолета может содержать до 15 офицеров- операторов систем ИП (в среднем, а на некоторых самолетах 3 оператора).
источников тока мощностью 60 кВт на два генератора переменного тока мощностью по 90 кВт. Приемная часть аппаратуры располагается в хвостовом Большое внимание уделяется в настоящее время разработкам систем ИП различных самолетах. Примером таких систем является САП типа ALQ-13 (фирма Вестингауз, США), предназначенная для установки на самолетах F-4, F-l 11 и др. Эта система имеет 7 модулей ПП различных диапазонов, которые в разных комбинациях могут размещаться в оном из нескольких стандартных контейнеров (рис. 4.27, где цифрами обозначены отдельные участки антенны; 4—антенны; 7—приемник и процессор; 5—резервный объем. Вес одного контейнера 281 кг; габариты (440x25x62) см; питание от воздушной Другим примером аппаратуры ИП модульного типа являются САП типа собой оказано на рис. 4.28. Каждая из этих САП представляет двух радиопередатчиков шумовых помех 3, 4, РЛС ужения, способных работать в любом из возможных излучение по азимуту. Управление САП осуществляется с пульта управления в кабине летчика, в состав которого входят: общий переключатель "включено- выключено" для источника питания и системы охлаждения; два кнопочных переключателя "излучение включено" (на каждый ПП); два кнопочных
—г----------- —J------------------, две контрольные лампочки. Заранее (перед полетом, на Земле) задаются: средняя частота, ширина спектра и частота модуляции. Контейнер подвешивается к самолету с помощью пилона 1. Габариты контейнера с аппаратурой •'Аллигатор" (5.75x0.59) м, вес 500 кг, питание от сета 400 Гц, 200 В, потребляемая мощность на один ПП б кВт; вес Рис. 4.27
Рис. 4.28
На рис. 4.33 показаны установка контейнера с ПОД на самолете и направление его сбрасывания. Рис. 4.30
Рис. 4.32 Рис. 4.33
4.2.5. САП распределенного типа (ответчик Эта САЛ представляет собой АФАР (возможен и пассивный вариант — ФАР), состоящий из большого количества излучателей (диполей или попарно соединены коаксиальными кабелями одинаковой длины -и длины антенно-фидерной системы излучателей 1 и б (так же, как и всех других попарно соединенных излучателей) равны. В результате этого сигналы, принятые и переизлучаемые, проходят одинаковый путь и имеют одинаковый сдвиг по фазе. Поэтому направление максимума ДН переизлучеиия совпадает металлическим экраном под различными углами (как правило,каждая пара под САП этого типа коэффициент усиления усилителя — модуля АФАР не превышает 20 дБ, что является основным их недостатком.
5. ПЕРЕДАТЧИКИ ПОМЕХ передатчика помех высокой частоты, и генератора низкой * колебания, управляющие ВЧ-колебаниями. несколько каскадов и устройств, осуществляющих генерацию и различного рода преобразования ВЧ-сигналов: задающих генераторов (ЗГ), усилителей мощности УМ, умножителей частоты (УЧ) и т. п. Каскады и устройства, входящие в состав ГВЧ, образуют высокочастотный тракт передатчика, в Генератор низкой частоты создает НЧ-колебания, используемые для правления ВЧ-колебаниями в ГВЧ. В общем случае это также иогокаскадное устройство, в состав которого входят усилители НЧ (УНЧ), адающие генераторы (тональные или шумовые), образующие изкочастотный тракт передатчика. Иногда НЧ-тракт разделяют на две ункциональные части: подмодулятор, осуществляющий формирование НЧ- олебаний, и модулятор, осуществляющий формирование НЧ-колебаний
необходимого уровня мощности (напряжения, тока). Подмодулятор может >льтных импульсов. ред атчика помех сводятся к следующим: бамий — процесс преобразования энергии источника мощность Р, как показано на рис. 5.2. лебаний — колебательная Ро Рис. 5.2 Принцип генерации электромагнитных колебаний основан на явлении регенерации, т. е. восстановления, или компенсации потерь электрической цепи за счет энергии, вносимой активным элементом (АЭ). Всякая энектрическая цепь может быть представлена энектрическим участок электрической цепи, который выделяет энергию во и, потребляющий энергию, Рт > 0 (рис. 5.3). Рис. 5.3 Рассмотрим физическую картину процесса генерации на примере ростейшего дугового передатчика (рис. 5.4).
Активным элементом схемы передатчика является электрическая дуга (Д), Если напряжение источника питания E„=UD превышает напряжение пробоя электроны (см. рис. 5.4), количество и скорость которых определяют величину постояиного тока 4 в электрической цепи. При возникновении иа электродах
е. эти электроны "забирают" энергию переменного электрического поля. Электроны, двигающиеся в течение отрицательного полупериода переменного напряжения, замедляются, их энергия уменьшается и преобразуется в энергию переменного электрического поля, в результате чего энергия переменного пространстве дуги в течение периода колебаний возникает процесс энергообмена между постоянным и переменным электрическим полем, в которой зависит, как следует из соотношением между выделяемой энергией Е„ и энергией потерь пассивного режим частичной компенсации потерь, или режим усиления мощности. • автогенераторы (АГ) с самовозбуждением — переменное напряжение подается на АЭ с выхода собственной колебательной системы генератора;
внешним возбуждением (ГВВ) (усилители мощности эе напряжение подается на АЭ с выхода специального В соответствии с видом генерируемого сигнала различают два возможных гжима работы генератора (рис. 5.6). 1) непрерывный, при котором генерация электромагнитных колебаний ооисходит в течение длительного времени Т,» f'п: сменяются длительными паузами. иному значению управляющего модулирующего напряжения Щт). 2. Импульсный. Um период генерации Рис. 5.6 Модуляция колебаний осуществляется в одном из генераторных каскадов ередатчика путем изменения одного из параметров генерируемых колебаний а счет воздействия модулирующего (управляющего) напряжения Щ/). При гом амплитудная модуляция может осуществляться, например, за счет зменения постоянного напряжения питания 1/0 активного элемента
за счет изменения резонансной частоты настройки Соответственно различают различные методы модуляции. — модуляторе, обобщенная функциональная схема которого показана на рис. 5.7. В этом случае модулятор представляет собой шестиполюсиик с двумя входами, на один из которых подается гармоническое ВЧ-напряжение p^_.f В соответствии с приведенной функциональной схемой передатчик помех L в энергию ВЧ-колебаний; В соответствии с двойным функциональным назначением передатчика омех (энергетический и частотный преобразователь) параметры ПП делятся а две группы: 1. Энергетические параметры:
— Ро — потребляемая мощность (мощность, потребляемая от источников —КПД-11—TWPo. Требования к Лш, определяются заданной величиной коэффициента подавления Кг на основании энергетического критерия оценки эффективности питания и условна — AF = Fmx - Fam — полоса передаваемых частот (определяется шириной спектра НЧ-напряжения); —необходимая полоса частот (НПЧ), занимаемая полоса частот (ЗПЧ); отклонение частоты от номинального значения). Под нестабильностью частоты передатчика понимают отношение максимального отклонения частоты от номинального к номинальному значению: Б[=^-=~ В зависимости от времени наблюдения Тмк» различают: частоты характеризуется шумовыми Рассмотрим спектральное излучение передатчика в широком диапазоне частот (рис. 5.8).
Рис. 5.8 Внеполосным называется ь непосредственно связанное j пределах занимаемой полосы частот, определяется коэффициентом подавления внеполосного излучения (в дБ) где Рг — средняя мощность излучения в полосе частот. = равной 1 Гц на частоте отстройки F от несущей. внеполосного. Основными компонентами являются: гармоники комбинационные составляющие
передатчиков; интермодуляционная составляющая передатчиков или каналов; паразитные составляющие излучение, за исключением названных компонентов. I, где Р, — мощность оответствующей составляющей побочного излучения. Рассмотрим требования к спектральным параметрам передатчиков помех. : РЭС. Требования к полосе и уровню внеполосного излучения видом помехи, полосой пропускания приемника подавляемой ия к занимаемой полосе частот определяются условиями читной совместимости. При этом нормируется, как правило, величина внеполосного или побочного излучения. Уровень этих 100 Вт, Lf < ЧЮО+120) дБ. также необходимой величиной :я на+Af (рис. 5.9)
При этом в полосу пропускания приемника подавляемой РЭС попадает значительно меньшая мощность помехи и не обеспечивается величина kfw или нестабильность Af должна быть много меньше передатчика на заданном объекте помех, прицельных по частоте сканирования помех I полупроводниковые и т. п.; 4) по роду работы (диапазону и способу перестройки): узкодиапазонные сцдав^ой перестройкой, широкодиапазонные с сеткой дискретных частот и т. 5) по диапазону рабочих частот (в соответствии с ГОСТ 24375-80): миллиметровые, дециметровые, очень низких частот, очень высоких частот и 6) по месту установки: бортовые, космические, наземные, переносные Технические требования к параметрам передатчиков помех обеспечиваются в каскадах ВЧ-тракта передатчика, поэтому будем рассматривать соответствующие схемы только ВЧ-тракта передатчика. Структурная схема представляет ВЧ-тракт передатчика в виде соединения отдельных каскадов, каждый из которых осуществляет определенные функциональные
преобразования сигнала, поступающего на его вход: усиление мощности, генерацию колебаний и т. д. ора показана на рис. 5.10, где ПУМ—предварительный усилитель ПЧ — преобразователь частоты, В У М — выходной усилитель Г—гетеродин. Рис. 5.10 Обобщенная функциональная схема ВЧ-тракта передатчика помех Если ££(100+200) МГц, Лг < (1+10) МВт
мощности или умножитель частоты в режиме отсутствия входного тока, т. е. < частоты Л. В тех случаях, когда полный коэффициент умножения ^=[/o//.r]»L УЧ реализуется в виде каскадного соединения умножителей Для диодных УЧ усиление по мощности отсутствует и их коэффициент который усиления транзистора в типовом режиме усиления = справочный параметр. В связи с этим УЧ всегда используется в структурных схемах ПП на малых избежать) применение УЧ с высокой кратностью умножения.
неосновного излучения выходе выходного усилителя мощности (если LF, L, < -20 дБ), либо за счет высокой добротности выходных ВЧ-цепей выходного усилителя мощности структурная схема дополняется каскадом модулятора либо один из перечисленных каскадов структурной схемы используется в качестве модулятора (рис. 5.12). ВУ правило, в выходном усилителе (иногда одновременно в предварительном усилителе и выходном усилителе) за счет изменения питающего напряжения на одном из электродов активного прибора. Соответственно различают коллекторную, базовую, эмитгерную, анодную и т. д. модуляции. 5.5. Особенности построения структурных схем возбудителей передатчиков с частотной модуляцией Существуют две группы методов осуществления частотной модуляции- 1) прямые методы: модулирующее напряжение воздействует непосредственно на задающий генератор, при этом снижается стабильность частоты за счет воздействия ЧМ, что может быть устранено за счет применения схемы АПЧ (рис. 5.13).
U<t), Fm |_АПЧ_| Рис. 5.13 «смодулированных колебаний, а ЧМ осуществляется: а) либо на основной частоте с помощью фазового модулятора (рис. 5.14,я); б) либо на промежуточной частоте с помощью смесителя и дополнительного ЧМ- Преимуществом косвенных методов является возможность обеспечения ысокой стабильности частоты ЧМ-колебаний. Для ЧАМ на промежуточной астоте это реализуется в том случае, если /1Г» Д (ДГК » дД );
£ hh реализации сделанного предположения между ЗГ и смесителем йот дополнительный УЧ с коэффициентом умножения N< 10+100, при 1абочие частоты ЧМ-генератора лежат в диапазоне промежуточных Л„= (30+70) МГц. Особенности построения структурных схем полуг Характерной особенностью полупроводниковых приборов является ограничение максимальной частоты рабочего диапазона некоторой предельной частотой определенной для каждого типа прибора, а также ограничение выходной мощности приборов, которые работают в заданном Рис. 5.15
Если Рвы)1 > Рмн „в,, то каскад ВУМ выполняется по схеме сложения мощности (рис. 5.16, где ДМ — делитель мощности, СМ — сумматор мощности). Рис.5.16 5.7. Особенности построен! широкополосных передатчиков структурных схем мощных Не слишком высокие требования, предъявляемые к стабильности частоты аких передатчиков, позволяют выполнять их структурные схемы в ростейшем однокаскадном варианте (рис. 5.17). Рис. 5.17 стабильности частоты высокочастотная схема может быть выполнена в двухкаскадном варианте (рис. 5.18, где УЛБВ—усилитель на ЛЕВ).
5.8. Особенности построения структурных схем возбудителей диапазонных передатчиков Диапазонные передатчики (ДП) классифицируются 1) узкодиапазонные—Д/#о< 1%; 2) широкополосные—t^fo> 3*5%; в) с сеткой фиксированных частот ияется переключением высокостабильных ЗГ (рис. 5.19, где БК — i каскад, ЗГ—задающий генератор).
Плавная перестройка осуществляется на основе интерполяционного метода Рис. 5.20 В широкодиапазонных передатчиках перестройка осуществляется либо с ©мощью комбинации дискретной (по поддиапазонам) и плавной (внутри аждого поддиапазона (рис. 5.21) перестройки, либо с помощью синтезаторов Рис. 5.21
Обобщенная функциональная схема синтезатора показана на рис. 5.22. Кт,/щ)±(пъ/«£Й Ь Принцип действия такого возбудителя рассмотрим на примере синтезатора Таким образом перестройка частоты осуществляется путем выбора соответствующих значений т,, п-,: fc,= nt,rnt т, — коэффициент умножения частоты опорного генератора; п,—коэффициент деления делителя Например, сетка частот с шагом/о = 200 МГц может быть сформирована д ля 10 МГц и рабочей частоты/фа = 20 МГц при выборе следующих значений для коэффициентов:
Основные преимущества синтезатора косвенного некогерентного синтеза: Рис. 5.23
Рис. 5.24 5.9. Элементная база передатчиков помех 5.9.1. Элементная база активных приборов Элементной базы активных приборов и элементной базы пассивных приборов. Элементная база полупроводниковых активных приборов показана на рис. Рис. 5.25
Элементная база электровакуумных приборов показана на рис. 5.26. Рис. 5.26 Современные уровень состояния элементной базы активных приборов 2 — клистроны; 2 — ЛБВ; 3 — усилитель М-типа; 4 — биполярные транзисторы; 5 —МПД; 6—полевые транзисторы; 7—ЛПД). Рис. 5.27
5.9.2. Элементная база пассивных элементов Основными компонентами пассивных элементов являются: катушки индуктивности, конденсаторы, колебательные контуры, реле, переключатели, соединительные провода. По конструктивному признаку пассивные элементы делятся на две группы: 1) объемные элементы, для которых все три габаритных размера являются величинами одного порядка; пассивные элементы делят: того разделения электрического и магнитного полей 1 элемента значительно меньше рабочей длины волны. :ние электрического и магнитного полей и в каждой индуктивности, монтажных проводов или печатных схем. Элементы с распределенными параметрами выпол] в зависимости от рабочего используется коаксиальная линия (рис. 5.29), где показана структура электрического (сплошные линии) и магнитного (пунктирные линии) поля для
основной электромагнитной волны типа Р. “601g^. Л. = Л. > * г). В метровом диапазоне используется двухпроводная линия (рис 5.30) Рис.5.30

элементы выполняются на основе несимметричной полосковой линии (рис. 5.34). Рис. 534
Параметры линии для основной 7-волны: Я, —длины волны в линии; дляа/Ьь I; LAL - + (1 - Mo}6 ) ДЛЯ а 1. —эффективная диэлектрическая проницаемость; Пассивные элементы с сосредоточенными параметрами используются на частотах, меньших 1+3 ГГц, и выполняются за счет различной конфигурации верхнего проводника полосковой линии, при этом варианты выполнения индуктивности могут быть различными (рис. 5.35). Конденсаторы мотут быть выполнены в однослойном (рис.5.36/г) ним в трехслойном (рис. 5.36,6) варианте. Однослойный вариант используется для реализации емкости от 1 до 10 пФ. используются пассивные элементы распределенного типа, которые выполняются на короткозамкнутных или разомкнутых (рис. 5.37,6) отрезках
микрополосковой линии (аналогично объемным пассивным элементам). На принципиальную схему которого иллюстрирует рис. 5.37,в. Рис. 5.36 *) 1. Вакин С.А., Шустов Л.Н. Основы радиопротиводействия и адиотехнической разведки.—М.: Сов. Радио, 1968. 2. Палий А.И. Радиоэлектронная борьба.—М.: Воениздат,1993. 4. Атрашев М.П., Ильин В.А., Марьин А.В. Борьба с радиоэлектронными редствами.—М.: Воениздат, 1972. 5. Радиопередающие устройства: Учебник для вузов / под ред. М.В.