Алгоритмы пространственного подавления активных шумовых помех в радиотехнических системах с частично адаптивными ФАР

• Автор: Штрунова, Екатерина Сергеевна
• Шифр специальности: 05.12.04, 05.12.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 127 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 Обзор литературы
1.1 Анализ сигнально-помеховой обстановки в условиях радиоэлектронного противодействия
1.2 Классификация методов защиты радиотехнических систем от активных шумовых помех
1.3 Алгоритмы пространственной обработки сигналов
1.3.1 Адаптивные алгоритмы пространственной обработки сигналов
1.3.2 Адаптивные алгоритмы пространственной обработки сигналов в условиях пространственной нестационарности
1.3.3 Алгоритмы определения количества источников активных помех и их угловых координат
1.4 Выводы к разделу
2 Синтез алгоритмов защиты радиотехнической системы от активных помех
2.1 Статистическое описание полезного сигнала и активных шумовых помех
2.2 Синтез оптимального и двухэтапного пространственных алгоритмов подавления активных шумовых помех
2.3 Анализ зависимостей эффективности алгоритмов защиты от параметров отраженного от цели сигнала и активной шумовой помехи
2.4 Влияние количества активных шумовых помех и углового расстояния между ними на эффективность их подавления
2.5 Устойчивость алгоритмов помехозащиты к ошибкам оценивания корреляционной матрицы активных шумовых помех
2.6 Применение экстраполяции для формирования оценочной межкапальной корреляционной матрицы активных шумовых помех
2.7 Выводы к разделу
3 Синтез алгоритма с регулированием части элементов фазированной антенной решетки и анализ эффективности его работы
3.1 Выбор настраиваемых элементов плоской антенной решетки с
прямоугольным раскрывом
3.2 Влияние расположения настраиваемых элементов на характеристики фазированной антенной решетки
3.3 Исследование эффективности алгоритма частичной адаптации
3.4 Выводы к разделу
4 Вычислительные аспекты реализации алгоритмов защиты РТС от активных шумовых помех
4.1 Вводные замечания
4.2 Оценка вычислительных затрат при реализации алгоритмов
4.3 Выбор элементной базы для реализации алгоритмов защиты
4.4 Выводы к разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Библиографический список
Приложение
Приложение II

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Важным тактическим показателем радиотехнических систем (РТС) является способность функционировать на фоне помех. Если в области защиты систем радиолокации, радионавигации, передачи данных от пассивных помех разработана достаточно эффективная теория, то задача защиты от активных помех (АП) далека от своего решения в связи с постоянным эффективным совершенствованием средств радиоэлектронного подавления (РЭП).
К наиболее универсальному виду маскирующих АП относятся активные шумовые помехи (АШП) [1,2]. Применительно к радиолокационной системе (РЛС) их действие приводит к подавлению капала обнаружения цели, к ухудшению точности пеленгации и измерения дальности и скорости.
Использование фазированной антенной решетки (ФАР) в качестве антенной системы средства РЭП привело к увеличению энергетического потенциала постановщика активных помех (ПАП); к возможности формирования нужного количества лучей в заданном секторе обзора. Поэтому все большую роль приобретают многоточечные по пространству АШП, действующие по боковым лепесткам (БЛ) диаграммы направленности (ДН) антенны РТС.
Примерами постановщика маскирующих и имитирующих помех для индивидуальной и групповой защиты летательных аппаратов являются самолетные и вертолетные системы отечественного производства («Азалия», «Букет» - Ту-16, «Фасоль», «Герань», «Сирень» - носитель МиГ-25, «Сорбция» - Су-27, «Смальта» - Ми-8) и зарубежные (AN/ALQ-99D, Е, AN/ALQ-137 -носитель EF-111A «Рейвен», AN/ALQ-99F(V), AN/ALQ-92, AN/ALQ-126, AN/ALE-39 - ЕА-6В «Prowler» и F/A(EA)-18G «Growler»).
Цифровое формирование лучей ФАР в средствах РЭП за счет обработки принимаемых сигналов непосредственно в элементах ФАР также имеет ряд преимуществ, способных препятствовать эффективной работе различного рода РТС [3]:

При условии узкополосности сигнала в пространственно-временном смысле, когда можно пренебречь изменением комплексной огибающей за максимальное время запаздывания Д?тах [12], полезный сигнал, принимаемый /-м элементом ФАР:
5, (/-/,) = А(Г - тл)ехр(-12я(/0 + АД)АГС;.), (2.3)
где А(/ - тг) - комплексная огибающая сигнала.
Совокупность сигналов (2.3), принятых А-элементной ФАР, представляется в виде А-мерного вектора-столбца [12, 3031]:
8(АФС,9С) = Яф(Г-0,...,у(1 - ?Л,_,)]Г = Ке[^(ОГс(фс,0с)], (2.4)
где 1'с - направляющий вектор сигнала, зависящий от пространственных параметров, 1’0 = {1,ехр(1ус1),...,ехр[(А-1)1усЛМ]}т -для принимаемого сигнала от источника в дальней зоне в направлении, задаваемом координатами (<рс, 6С) относительно нормали; V,,, - обобщенная угловая координата источника сигнала, ус,- = 2п(/0+Ел)А(с.
Направленную (прицельную по углу) помеху, принимаемую А-элементной ФАР, в силу узкополосности в пространственно-временном смысле можно представить аналогично (2.4):
Р(СФп,0п) = Кс[р(( - /,),...,/?(/ - ^_,)]т = Ке[^(/)Гп(фп,0п)], (2.5)
где ^ - направляющий вектор АШП, ^ = {1,ехр(1уп1),...,ехр[(А - 1)1упЛ,_1]}т , уп,- -обобщенная угловая координата источника помехи, уш- = 2л/поА/п/; время запаздывания Д?п/ фронта волны АШП, принимаемой /-м элементом относительно начала координат, определяется аналогично (2.2) для угловых координат ап, 0П прихода АШП.
При обнаружении радиолокационных целей на фоне АШП следует учитывать как флуктуации эффективной площади рассеяния (ЭПР), связанные со сложностью конфигурации объекта, электрическими свойствами материалов, отношением размеров цели к длине волны излучения, так и изменение фазового фронта ввиду угловых перемещений цели, изменения