Состояние проблем определения координат объектов и влияние помех в радиолокации
Некоммерческое акционерное общество
«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»
Кафедра «Телекоммуникационные системы»
Специальность: 6M071900 «Радиотехника, электроника и телекоммуникации»
ДОПУЩЕН К ЗАЩИТЕ
Зав. кафедрой
к.т.н., профессор Байкенов А.С.
(ученая степень, звание, ФИО)
______________________________ (подпись)
«_____»______________2016 г.
МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ
Пояснительная записка
на тему: «Защита объектов с использованием пассивных помех от бистатических РЛС »
Магистрант: Турганбекова Т.А. _________ группа МТСп -14-01
(Ф.И.О.) (подпись)
Руководитель: д.т.н., профессор __________ Рутгайзер О. З.
(ученая степень, звание) (подпись) (Ф.И.О.)
Рецензент: к.т.н., профессор _________ Хасенова Г.И
(ученая степень, звание) (подпись) (Ф.И.О.)
Консультант по ВТ: ст. преподаватель _________ Демидова Г. Д.
(ученая степень, звание) (подпись) (Ф.И.О.)
Нормоконтроль: ст. преподаватель _________ Кондратович А. П.
(ученая степень, звание) (подпись) (Ф.И.О.)
Алматы 2016
Некоммерческое акционерное общество
«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»
Факультет: «Радиотехники и связи»
Специальность: 6M071900 «Радиотехника, электроника и телекоммуникации»
Кафедра: «Телекоммуникационные системы»
ЗАДАНИЕ
на выполнение магистерской диссертации
Магистранту: Турганбековой Т. А.
(фамилия, имя, отчество)
Тема диссертации: «Защита объектов с использованием пассивных помех от бистатических РЛС»
Утверждена Ученым советом университета № 141 от 28.10.2014 г.
Срок сдачи законченной диссертации «___»____________________________
Цель исследования состоит в построении системы защиты объектов с использованием пассивных помех от бистатических РЛС
Перечень подлежащих разработке в магистерской диссертации вопросов или
краткое содержание магистерской диссертации:
1. Состояние проблем определения координат объектов и влияние помех в радиолокации
2.Определение местоположения цели в бистатических радиолокационных системах
3. Экспериментальное исследование мощности распространения сигнала в бистатических РЛС
4 Способ постановки ДО и оценка качества ослабления сигнала
Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)
Рисунок 1 – Бистатическая РЛС с введением объекта и помехи лицевой стороной к передатчику
Рисунок 2 – Бистатическая РЛС с введением объекта и помехи лицевой стороной к приемнику
Рисунок 3 - Бистатическая РЛС с введением объекта и помехи с обеих сторон к устройствам
Рисунок 4 - Бистатическая РЛС с введением объекта и помехи лицевой стороной к передатчику от базовой линии на 0,6 – 1,5 м
Рисунок 5 - Траектория движения катера до пересечения базовой линии
Рисунок 6 – Траектория установки помех
Рекомендуемая основная литература:
1. Ф. Н. Ковалев, В.В. Кондратьев Формулы расчета параметров траектории цели в просветных бистатических радиолокаторах/ Ф. Н. Ковалев, В.В. Кондратьев// Радиотехника и электроника. – 2013. - 35-36 с.
2. Гордеев А. Ю., Яцышен В.В, Радиолокация при наличии пассивных помех с помощью поляризованных электромагнитных волн и анализа рассеянного излучения/ Гордеев А. Ю.// Радиолокационные системы, станции. -2012.-26-28 с.
Г Р А Ф И К
подготовки магистерской диссертации
| Наименование разделов, перечень разрабатываемых вопросов | Сроки представления научному руководителю | Примечание |
| 1. Информационный обзор согласно теме | 05.10.2014 | |
| 2. Основные направления развития и проблемы радиолокации (теоретическая часть) | 14.01.2015 | |
| 3. Исследование мощности распространения сигнала в бистатических РЛС(исследовательская глава) | 02.02.2015 | |
| 4. Расчет объема дипольных отражателей для защиты от БРЛС (расчетная часть) | 18.10.2015 | |
| 5. Анализ полученных экспериментальных и расчетных данных | 10.12.2015 |
Дата выдачи задания_____________________________________________
Заведующий кафедрой _____________________ (Байкенов А.С.)
(подпись) (Ф.И.О.)
Руководитель диссертации __________________ (Рутгайзер О.З.)
(подпись) (Ф.И.О.)
Задание принял к исполнению
магистрант _______________________________ (Турганбекова Т.А.)
(подпись) (Ф.И.О.)
Адатпа
Осы жмыста сіресе бистатик радар атысты радиолокациялы проблемаларды мртебесіне атысты таырыптар каралады. Радиолокациялы сигналы тараан билік эксперименттік зерттеулеп, сондай-а БРЛС-тын нысанды орау шін пассивті басуын серін мен сипатын дамуы. Пассив басуын дісін, сигнала деген серін, згерістерді сипатын талдау.
Аннотация
В работе рассматриваются темы, касающиеся состояния проблем в радиолокации, в особенности это касается бистатических РЛС. Проведено экспериментальное исследование мощности распространения сигнала в бистатических РЛС, а также влияние и характер постановки пассивных помех для защиты объекта от бистатических РЛС. Разработан способ постановки пассивных помех, проведен анализ над характером изменения сигнала при таком воздействии.
Abstract
This dissertation deals with the topics relating to the status of problems in radar, especially with respect to bistatic radar . There was conducted an experimental study of the power of signal propagation in bistatic radar, as well as the impact and nature of passive jamming to protect the object from the bistatic radar. There was worked out a method of passive jamming, the analysis of the nature of the signal changes with this exposure.
Содержание
Введение…………………………………………………………………………….7
1 Состояние проблем определения координат объектов и влияние помех в
радиолокации…….…………………...…………………………………………..8
1.1 Общие сведения о радиолокации………………..…………………………8
1.1.1 Виды радиолокационных систем……………………………………9
1.1.1.1 Основные типы наземных и самолетных РЛС…………………..….9
1.1.1.2 Разновидности РЛС по назначению………………………………..10
1.1.1.3 Разновидности РЛС по виду измеряемого элемента……………...10
1.1.2 Виды зондирующих излучений…………………………………….11
1.1.2.1 РЛС с импульсным зондирующим и непрерывным зондирующим
излучением………….………………………………………………....11
1.1.2.2 Сравнение РЛС с непрерывным и импульсным излучением……...12
1.1.3 Разновидности методов измерения координат и параметров движения
целей в радиолокационных системах…………………………….......…13
1.1.3.1 Амплитудный метод в радиолокационных системах измерений
координат……………………………………………………………...13
1.1.3.2 Частотный метод определения дальности………………………….15
1.1.3.3 Фазовый метод определения дальности……………………………18
1.2 Источники и классификация помех в радиолокационных системах…….19
1.2.1 Естественные и искусственные помехи………………………………...20
1.2.1.1 Преднамеренные помехи……………………………………………..20
1.2.2 Маскирующие и имитирующие помехи……………………………..…20
1.2.2.1 Хаотические импульсные помехи (ХИП)…………………...………21
1.2.2.2 Прицельные и заградительные помехи……………………………...21
1.2.2.3 Имитирующие активные радиопомехи……………………………...22
1.2.2.4 Имитирующие пассивные помехи…………………………………...23
1.3 Бистатическая радиолокация…………………………………………….....25
1.3.1 Введение в понятие «бистатической радиолокации»………………….25
1.3.2 Организация работы в бистатической радиолокации…………………26
1.3.3 Актуальность использования бистатической радиолокации………….27
1.4 Технология снижения заметности для радара……………………………..27
1.4.1 Технология STEALTH в радиолокации………………………………...28
1.4.1.1 Радиоэлектронная борьба…………………………………………….28
1.4.2 Уязвимость для современных средств обнаружения………………….29
1.5 Выводы……………………………………………………………………….30
2 Определение местоположения цели в бистатических радиолокационных
системах………………………………………………………………………....31
2.1 Модель просветной бистатической радиолокационной системы………..31
2.1.1 Доплеровская частота в БРЛС…………………………………………..32
2.2 Зоны Френеля в БРЛС……………………………………………………....35
2.2.1 Дифракция Френеля……………………………………………………...37
2.3 Мощность сигнала в бистатических РЛС………………………………….38
2.4 Радиолокация при наличии пассивных помех…………………………….38
2.4.1 Эффективная площадь рассеяния……………………………………….39
2.5 Постановка пассивных помех………………………………………………39
2.5.1 Дипольные отражатели…………………………………………………..40
2.5.2 ЭПР для дипольного отражателя…………………………………….….41
2.6 Постановка дипольных отражателей ……………………………………...43
2.6.1 Известные технические решения…………………………………….…45
2.7 Выводы……………………………………………………………………….47
3 Экспериментальное исследование мощности распространения сигнала в
бистатических РЛС…………………………………………….……………….49
3.1 Условие проведения эксперимента………………………………….……..49
3.2 Программа проведения эксперимента……………………………….…….51
3.3 Схемы проведения эксперимента…………………………………..………51
3.4 Влияние пассивных помех на значение мощности сигнала приемника
на расстояниях 0,6 – 1,5 м от БЛ………………………………..……….…57
3.5 Определение интервальной оценки изменения мощности сигнала в
БРЛС……………………………………………………………………….....59
3.6 Выводы……………………………………………………………………….64
4 Способ постановки ДО и оценка качества ослабления сигнала…………..…66
4.1 Предлагаемый способ защиты от бистатических РЛС……………………66
4.1.1 Последовательность действий при установке помех……………….…66
4.1.2 Определение основных параметров движения объекта в бистатических
РЛС……………………………...………………………………………...68
4.2 Интерференция сигнала в приемнике в бистатических РЛС……………..69
4.3 Биения сигнала в приемнике в бистатических РЛС………………………70
4.4 Амплитудное детектирование сигналов в приемнике в бистатических
РЛС…………………………………………………………………………...72
4.5 Характеристики влияния помех на определения параметров положения
объекта…………………………………………………………………….....74
4.5.1 Расчет объема дипольных отражателей в БРЛС…………………….…76
4.6 Выводы……………………………………………………………………….77
Заключение………………………………………………………………………..78
Перечень сокращений…………………………………………………………….79
Список литературы…………………………………………………………….…80
Приложение А Моделирование постановки помех к ПРД…………………….82
Приложение Б Моделирование постановки помех к ПРМ ……………...…….84
Введение
Актуальность использования радиолокационных систем (РЛС) в современном мире остается неизменной по сей день, так как они находят широкое применение для обнаружения не только воздушных, но и наземных, надводных, морских объектов, определяют их дальности, скорости и многие другие геометрические параметры. Таким образом, с развитием радиолокации, появились и технологии снижения заметности СТЕЛС - (англ. stealth technology), которые посредством специально разработанных геометрических форм и радиопоглощающих материалов и покрытий способны резко уменьшать радиус обнаружения объектов, тем самым способны повысить выживаемость объекта. Главной целью с выбором формы приходится отражение волн в сторону от излучателя, то есть, таким образом, часть сигнала способна поглощаться специальными покрытиями, а другая, оставшаяся часть отражается в сторону, которая не позволяет радиоэху вернуться к наблюдающей РЛС. Данный метод особенно эффективен против совмещённых приёмопередающих станций. Для обнаружения объекта, построенной по технологии снижения заметности, может быть применена многопозиционная РЛС с разнесенными передающим и приемным позициями, в частности бистатическая РЛС.
Местоположение объекта в бистатических радиолокационных системах определяется по измерениям доплеровской частоты и направления прихода рассеянного объектом сигнала. Однако, вблизи базовой линии эффект Доплера практически не проявляется, что приводит к ошибкам в определении положения объекта вдоль базовой линии. Таким образом доплеровский эффект не проявляется при неподвижном объекте, что приводит к невозможности оценке положения неподвижных и малоподвижных целей.
Общеизвестно, что любая радиосвязь подвержена помехам. Радиоэлектронные помехи являют собой непоражающие электромагнитные излучения, способные ухудшать качество функционирования и анализа данных радиоэлектронных средств, управляемого оружия, систем обработки и передачи информации. Помехи могут иметь различное происхождение. В данной работе подробно раскрывается суть использования пассивных помех в качестве защиты объектов от бистатических радиолокационных систем и способ постановки помех для максимально эффективного воздействия на объект.
Состояние проблем определения координат объектов и влияние помех в радиолокации
В соответствии с темой диссертации необходимо оценить возможности РЛС по определению координат цели и влияние помех снижения заметности объекта. При этом необходимо оценить способы радиолокации, схемы РЛС, возможные варианты постановки помех.