2.1 Выводы по главе

В данной главе, опираясь на основы теории радиолокации и теории вероятностей, разработана методика количественного оценивания возможностей ионозондов по обнаружению воздушно-космических объектов в зависимости от типа объекта и дальности полета.

3. Предложения по методам противодействия ионозондам в интересах защиты воздушно-космических объектов

Для разработки предложений по методам противодействия ионозондам в интересах защиты воздушно-космических объектов необходимо провести расчет вероятностей обнаружения объектов данного типа в зависимости от эффективной площади рассеяния объектов, высоты их полета, расстояния между ионозондом и объектом. Основываясь на полученных зависимостях, предложить способы противодействия.

Опираясь на предложенную в предыдущей главе методику оценки разведывательных возможностей ионозондов, будем вести расчет, предполагая, что ионосфера однородна на всей протяженности трассы «ионозонд-объект», отсутствуют гидрометеоры, волны декаметрового диапазона испытывают незначительное затухание в тропосфере даже при неблагоприятных метеорологических условиях. Высоты полета рассматриваемых объектов позволяют исключить из рассмотрения влияние земной поверхности на распространение радиоволн. Процедуру обнаружения объектов будем осуществлять по критерию Неймана-Пирсона, фиксируя вероятность ложной тревоги на уровне , полагая, что неизвестна фаза и амплитуда принимаемого сигнала, при этом фаза распределена по равномерному закону, а амплитуда – по обобщенному закону Релея (закону Райса). Выделим три случая расположения воздушно-космического объекта относительно ионосферы:

- объект расположен ниже ионосферы;

- объект расположен выше ионосферы;

- объект расположен в ионосфере.

Рассмотрим каждый из этих случаев, принимая нижнюю границу ионосферы равную 50 километрам, верхнюю границу равную 250 километрам.

3.1 Расчет вероятности обнаружения объектов расположенных ниже ионосферы.

Рисунок 3.1 - объект расположен ниже ионосферы

Ионозонд расположен в точке А, объект в точке В. Необходимая для расчетов горизонтальная дальность определяется как расстояние АВ на рисунке 3.1, - есть расстояние АС, высота полета объекта – ВС.

В соответствии с критерием Неймана-Пирсона вероятность обнаружения равняется

,

где - отношение сигнал/шум на входе приемника равное

.

- мощность принимаемого сигнала определяется по формуле

.

Мощность внутренних шумов приемника , приведенная к его входу, равна

,

где k – постоянная Больцмана,

N – Коэффициент шума приемника;

Т – абсолютная температура;

– полоса пропускания приемника.

Проведем расчет вероятности обнаружения объекта находящегося на высоте 5 километров, обнаружение осуществляется на частотах 2-3 МГц, коэффициент усиления приемной и передающей антенны равен 11 дБ, полоса пропускания приемника 1.2 кГц, коэффициент шума приемника не более 1.2, абсолютная температура 290 К, мощность 20 Вт.

Получим результат вычислений для случая, когда объект расположен вертикально над ионозондом

.

.

Данные расчетов приведены в таблицах 3.1, 3.2.

Таблица 3.1 – Вероятности обнаружения объектов с эффективной площадью рассеяния и на высоте 5 километров.

, км	, км	при	при
0	5	0,999	0,999
1	5,09	0,999	0,999
5	7,07	0,999	0,999
10	11,18	0,999	0,999
15	15,81	0,999	0,999
20	20,62	0,998	0,999
30	30,41	0,996	0,999
50	50,24	0,973	0,997
80	80,17	0,842	0,982
90	90,15	0,758	0,972
100	100,12	0,659	0,957
150	150,08	0,169	0,807
200	200,06	0,019	0,523
300	300,04	0,00163	0,078

Кривые зависимостей вероятности обнаружения от горизонтальной дальности цели на высоте 5 километров представлены на рисунке 3.2. Целям с ЭПР равной соответствует кривая 1, целям с ЭПР равной соответствует кривая 2.

1

2

Рисунок 3.2 - Вероятности обнаружения объектов с эффективной площадью рассеяния и на высоте 5 километров

Таблица 3.2 – Вероятности обнаружения объектов с эффективной площадью рассеяния и на высоте 5 километров.

, км	, км	при	при
0	5	0,999	0,999
10	11,18	0,999	0,999
30	30,41	0,999	0,999
50	50,24	0,999	0,999
80	80,17	0,994	0,998
90	90,15	0,991	0,997
100	100,12	0,986	0,996
150	150,08	0,930	0,978
200	200,06	0,798	0,933
300	300,04	0,353	0,712
400	400,031	0,071	0,371

Кривые зависимостей вероятности обнаружения от горизонтальной дальности цели на высоте 5 километров представлены на рисунке 3.3. Целям с ЭПР равной соответствует кривая 1, целям с ЭПР равной соответствует кривая 2.

Рисунок 3.3 - Вероятности обнаружения объектов с эффективной площадью рассеяния и на высоте 5 километров

Результаты вычислений вероятности обнаружения объекта находящегося на высоте 10 километров приведены в таблицах 3.3, 3.4.

Таблица 3.3 – Вероятности обнаружения объектов с эффективной площадью рассеяния и на высоте 10 км.

, км	, км	при	при
0	10	0,999	0,999
5	11,18	0,999	0,999
10	14,14	0,999	0,999
20	22,36	0,999	0,999
30	31,62	0,996	0,999
50	50,99	0,973	0,996
80	80,62	0,840	0,981
100	100,49	0,658	0,956
150	150,33	0,168	0,805
200	200,25	0,018	0,522
300	300,16	0,0016	0,076

Таблица 3.4 – Вероятности обнаружения объектов с эффективной площадью рассеяния и на высоте 10 км.

, км	, км	при	при
0	5	0,999	0,999
10	11,18	0,999	0,999
30	30,41	0,999	0,999
50	50,24	0,998	0,999
80	80,17	0,993	0,999
100	100,12	0,985	0,995
150	150,08	0,929	0,977
200	200,06	0,797	0,932
300	300,04	0,352	0,710
400	400,03	0,068	0,370

Кривые зависимостей вероятности обнаружения от горизонтальной дальности цели на высоте 10 километров представлены на рисунке 3.4.

1

2

Рисунок 3.4 - Вероятности обнаружения объектов с эффективной площадью рассеяния и на высоте 10 километров