Система радиоэлектронного подавления

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство высшего образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Рязанский государственный радиотехнический университет

Кафедра РТС

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине:

«Средства, системы и комплексы радиоэлектронного подавления»

на тему: Система радиоэлектронного подавления

Выполнил: ст. гр.414

Супорткин Р.А.

Проверил:

Андреев В.Г.

Рязань, 2019



Введение

Радиоэлектронное подавление (РЭП) - это комплекс мероприятий и действий по нарушению управления войсками (силами) в операции (боевых действиях) или снижению эффективности боевого применения радиоэлектронных систем и средств (РЭС) противника путём воздействия на них радиоэлектронными помехами, а также по изменению условий распространения электромагнитных (акустических) волн и радиолокационной контрастности местности; составная часть радиоэлектронной борьбы. Включает радиоподавление, оптико-электронное подавление и гидроакустическое подавление. Объектами РЭП являются средства радиолокации, радиосвязи, радионавигации, лазерной, инфракрасной, акустической техники и другие РЭС, составляющие основу современных систем управления войсками, оружием и разведки. РЭП достигается созданием активных и пассивных помех, радиоблокадой, применением ложных целей, ловушек и др.

Когда говорят о поражении РЭС, имеют в виду не только огневое поражение в результате применения оружия, но и функциональное поражение мощным электромагнитным полем. Такое воздействие приводит к выходу из строя или как минимум к необратимому изменению характеристик элементов РЭС. радиоэлектронный подавление диапазон

Пассивные помехи наиболее просты в реализации: для их постановки достаточно одновременно сбросить с высоты большое количество так называемых дипольных отражателей. Первоначально они представляли собой длинные и узкие полоски тонкой металлизированной фольги и их выпускали в виде рулончиков размером с обычную фотопленку. После сброса такие рулончики легко разматывались и благодаря большой поверхности и ничтожной массе долго парили в воздухе, образуя многокилометровые облака. В настоящее время используются нити и полоски из металлизированного волокна. В зависимости от высоты и метеоусловий подобные завесы могут держаться в воздухе от 30 мин. и до 5-6 ч. Радиоволны, отражаясь от облака пассивных помех, образуют на экранах РЛС обширные секторы сплошной засветки, форма которых зависит от пространства, заполненного диполями. Под покровом подобной "ширмы" ударные самолеты могут незамеченными прорываться к целям либо преодолевать зоны огня средств ПВО.

Активные помехи гораздо более сложны и разнообразны и требуют значительно больших материальных и энергетических ресурсов. Их создают с помощью специальных передатчиков помех. Последние генерируют собственное излучение, которое подавляет или искажает эхо-сигналы РЛС. Не получая четкой отметки от цели на экране, операторы либо лишаются возможности видеть объекты в определенных секторах воздушного пространства, либо наблюдают ложные отметки.

В данном курсовом проекте будет рассмотрена разработка средств радиоэлектронного подавления станции дальнего радиолокационного обнаружения аэродинамических целей и изучение принципа её помехозащиты от пассивных помех.

Анализ и формализация задачи

Согласно ТЗ необходимо спроектировать наземный комплекс РЭБ для прикрытия бомбардировщика и обеспечить для него максимально допустимую дальность обнаружения 120 км.

Тип подавляемой системы: стационарная с однозначным измерением дальности активная РЛС с пассивным ответом.

Назначение подавляемой системы - дальнее радиолокационное обнаружение аэродинамических целей. Максимальная дальность обнаружения без помех - 300 км.

При расчете следует учесть влияние неорганизованных пассивных помех - гидрометеора и отражений от подстилающей поверхности.

Курсовая работа включает в себя следующие пункты:

расчет параметров бортовой РЛС, обеспечивающих требования ТЗ;

расчет средств помехозащиты от пассивных помех

анализ эффективности применения помех и средств помехозащиты путем построения характеристик обнаружения

принятие решения о дополнительных средствах подавления - активных помех

построение спектральной плотности мощности сигнала и пассивных помех на входе подавляемой системы

подведение итогов

Расчет и построение характеристик обнаружения, построение СПМ будем производить в системе MathCad.



Техническое задание

Тактико-технические данные подавляемой радиотехнической системе

л=0.2 м - длина волны зондирующих сигналов;

=300* м - максимальная дальность действия без помех;

R=150 м -разрешающая способность по дальности;

м - однозначно измеряемая дальность до цели;

Дб=360? - сектор обзора по азимуту;

Дв=15? - сектор обзора по углу места;

дб=2? - разрешающая способность по азимуту;

дв=15? - разрешающая способность по углу места;

=15c - время обзора;

- вероятность правильного обнаружения;

F= - вероятность ложной тревоги;

q=5 - порядок нерекурсивного фильтра подавления помех;

=-60 дБ - динамический диапазон(отношение шум-помеха по мощности) на входе;

Сведения о прикрываемом объекте

Тип прикрываемого объекта: бомбардировщик

S=10 м2 - эффективная поверхность рассеяния;

H=12*103м - высота над подстилающей поверхностью;

W=30083.33 - средняя путевая скорость;

dW=0.3 - СКО путевой скорости;

Данные о помехах

=25 м; высота первого мешающего объекта над подстилающей поверхностью

; относительная эффективная поверхность рассеяния первого мешающего объекта.

; относительная эффективная поверхность рассеяния второго мешающего объекта.

; путевая скорость первого мешающего объекта

;путевая скорость второго мешающего объекта

; СКО путевой скорости первого мешающего объекта

; СКО путевой скорости второго мешающего объекта

Допустимая дальность обнаружения прикрываемого объекта

Расчетная часть

Тактико-технические данные подавляемой радиотехнической системе

- период повторения ЗИ;

- скорость обзора;

- время облучения цели;

- число импульсов в пачке;

- однозначно измеряемая скорость;

Сведения о прикрываемом объекте

- доплеровская частота цели;

- относительная доплеровская частота;

Гц - ширина спектра флюктуаций;

- относительная ширина спектра флюктуаций;

Данные о пассивных помехах

1) Подстилающая поверхность

- доплеровская частота;

- относительная доплеровская частота;

- ширина спектра флюктуаций;

- относительная ширина спектра флуктуаций;

- пространственный объем;

2) Гидрометеор

- доплеровская частота;

- относительная доплеровская частота;

- ширина спектра флюктуаций;

- относительная ширина спектра флуктуаций;

- пространственный объем;

Корреляционные свойства

Прикрываемый объект

;

нормированная корреляционная матрицасигнала

Мешающие объекты

Соотношение мощностей, пропорциональных эффективным площадям рассеяния объектов

= - ЭПР подстилающей поверхности;

= - ЭПР гидрометеоров;

;

- эквивалентная ЭПР для оценки уровня естественного шума;

- отношение сигнал/(помеха+шум) на входе;

;

Общие нормированные корреляционные матрицы

-нормированная корреляционная матрица шума;

-нормированная корреляционная матрица на входе системы при наличии сигнала;

Расчет спектральной плотности мощности

1) Метод авторегрессии

- коэффициенты авторегрессии;

;

;

;

;

Построим спектральную плотность мощности



Рис.1. Спектральная плотность мощности сигнала и пассивных помех на входе подавляемой системы.

2) Метод корролелограмма

Рис.2. Спектральная плотность мощности сигнала и пассивных помех на входе подавляемой системы



Вывод: метод корролелограмма намного грубее метода авторегрессии, поэтому при слабом сигнале от цели, при использовании данного метода, возможен пропуск цели. Метод авторегрессии является более точным и позволяет исследовать цель в наихудших для нас условиях.

Анализ диапазона скоростей прикрываемого объекта

W=3002500 км/ч=83.33

1) при скорости прикрываемого объекта W=300 км/ч,

Рис.4. Спектральная плотность мощности сигнала и пассивных помех на входе подавляемой системы.

2) при скорости прикрываемого объекта W=800 км/ч,

Рис.5. Спектральная плотность мощности сигнала и пассивных помех на входе подавляемой системы.



3) при скорости прикрываемого объекта W=1000 км/ч,

Рис.6. Спектральная плотность мощности сигнала и пассивных помех на входе подавляемой системы.

4) при скорости прикрываемого объекта W=1400 км/ч,

Рис.7. Спектральная плотность мощности сигнала и пассивных помех на вхо

де подавляемой системы.

Вывод анализа: наиболее «благоприятный» для прикрываемого объекта диапазон скоростей - от 450 км/ч (125 м/с) до 1350 км/ч (350 м/с) и от 1700 км/ч (472 м/с) и выше. Соответственно, остальные скорости не рекомендуются для полёта, так противник сможет увидеть нас.

Характеристики нерекурсивного фильтра подавления пассивных помех подавляемой системы

;

Рис.2. АЧХ нерекурсивного фильтра 5-го порядка и СПМ сигнала и помех.



Вывод: обнаружения не будет, даже придвижении цели в неблагоприятных диапазонах скоростей, например, при=0,15. В данном примере 5-й порядок явно недостаточен, при столь сложной помеховой обстановке нужен 15-ый порядок фильтра. Дальнейшее наращивание мало что даст, выйдем на уровень белого шума.

Характеристики обнаружения

Предельные коэффициенты для когерентного накопления

- предельный коэффициент подавления помехи;

-предельный коэффициент накопления сигнала;

- предельный коэффициент улучшения отношения сигнал/(помеха+шум);

Предельные коэффициенты для некогерентного накопления

- предельный коэффициент подавления помехи;

-предельный коэффициент накопления сигнала;

- предельный коэффициент улучшения отношения сигнал/(помеха+шум);



Построение характеристик обнаружения

-отношение сигнал/шум на входе, дБ;

- вероятность правильного обнаружения для когерентного накопления;

- вероятность правильного обнаружения для некогерентного накопления;

Рис.3. Характеристики обнаружения прикрываемого объекта подавляемой системой для когерентного и некогерентного накопления сигнала в условиях воздействия естественных и специально организованных помех.



Принятие решения об использовании дополнительных средств подавления РЭС

По полученным ранее характеристикам обнаружения можно сделать следующий вывод: для обеспечения вероятности правильного обнаружения равной 0.5 ( согласно техническому заданию) на входе РЭС должно быть отношение сигнал/(помеха+шум) равное -31.5 дБ (7.079*)для когерентного накопления и -23.6 дБ (4.365*для некогерентного накопления.

Ранее мы нашли отношение сигнал/(помеха+шум) на входе системы с учетом полезного сигнала прикрываемой цели, естественных шумов и неорганизованных помех от гидрометеора и отражений от подстилающей поверхности:

или , что гораздо меньше необходимой величины для обеспечения обнаружения цели на расстоянии 120 км с заданными вероятностными характеристиками.

Таким образом, для обеспечения прикрытия цели на максимально допустимой дальности обнаружения 120 км, наша система РЭП может не применять дополнительных средств подавления в виде активных помех, используя при этом свойства естественных пассивных помех.



Заключение

В данной курсовой работе был рассмотрен очень сложный вопрос радиоэлектронного подавления. Были получены навыки расчета основных тактико-технических характеристик РЛС и помехопостановщика. Был проведен анализ эффективности подавления пассивных помех РЛС на основе фильтрации при помощи характеристик обнаружения. Кроме того, возможная помеховая обстановка была рассмотрена при помощи изображения спектральной плотности мощности.

В результате проделанной работы можно сделать следующий вывод: исходя из полученных результатов, система подавления пассивных помех РЛС не позволяет обнаружить объект типа бомбардировщик на максимально допустимой дальности обнаружения более 120 км из-за сильного воздействия естественных мешающих помех в виде подстилающей поверхности и гидрометеора.



Список литературы

1. Бакулев П.А., Радиолокационные системы: учебник для вузов. - М.: "Радиотехника", 2004

2. Финкельштейн М.И., Основы радиолокации, 2 изд. - М.: Радио и связь, 1983

3. Радиотехнические системы: методические указания к практическим занятиям/ Рязан. гос. радиотехн. ун-т; сост. В.И. Кошелев, И.С. Холопов. Рязань, 2015. 40с.

4. Андреев В.Г., курс лекций по дисциплине «средства, системы и комплексы радиоэлектронного подавления

Размещено на Allbest.ru

...