6. Система селекции движущихся целей

6.1. Особенности системы селекции движущихся целей рлс роп

Для РЛС РОП пассивными помехами чаще всего являются отражения от гидрометеоров (дождя, снега, града) и искусственных дипольных отражателей, выбрасываемых при разрыве специальных снарядов или мин на определенной высоте. При боевой работе на PЛC РОП пассивные помехи затрудняют, а порой делают и невозможным ведение поиска и обнаружение баллистических целей по индикатору, без включения системы СДЦ, т.к. часть экрана индикатора оказывается засвеченной отражениями от помех.

Вследствие целого ряда причин система СДЦ РЛС РОП имеет ряд особенностей, обусловленных в основном малой ЭПР баллистических целей и большими радиальными скоростями их перемещения, которые рассматриваются в Л-1 (стр. 3) и в Л-2 (стр. 162).

Характерной особенностью РЛС РОП является сравнительно большой разрешаемый объем:

где Д - дальность до помехи,

_и - длительность импульса РЛС;

- ширина ДНА по углу места и по азимуту.

Например, для РЛС с параметрами , д.у. на дальности Д = 10 км разрешаемый объем составляет . Интенсивность сигнала, отраженного от пассивной помехи, будет определяться суммарной ЭПР пассивной помехи , т.е. произведением разрешаемого объема РЛС на удельную ЭПР ( ) пассивной помехи:

Например, , для гидрометеоров составляет в среднем , в этом случае для самого слабого дождя , а для дипольных помех и при =5 см будет равно . Таким образом, ЭПР пассивных помех, определяющая интенсивность отраженных сигналов, находится в диапазоне от десятков квадратных сантиметров (что соизмеримо с ЭПР снарядов, мин) до нескольких десятков квадратных метров (что значительно превосходит ЭПР любой баллистической цели). Как видно из примеров, вести боевую работу без системы СДЦ, при наличии любого вида пассивных помех, практически невозможно.

Поэтому для успешного выполнения боевой задачи в любой помеховой обстановке необходима система СДЦ с достаточно большим коэффициентом подавления пассивных помех.

Второй особенностью условий функционирования систем СДЦ РЛС РОП является то, что диапазон радиальных скоростей для баллистических целей лежит в пределах 5-1000 м/с, а диапазон доплеровских частот этих целей от 200 Гц до 40 кГц. Так как величина частоты повторения импульсов F_П для РЛС РОП обычно находится в пределах 3-4 кГц, следовательно, во всем возможном диапазоне доплеровских частот баллистических целей будет несколько "слепых зон", обусловленных слепыми скоростями F_д = пF_П,, а также зонами непрозрачности (см. рис. 6.1), примыкающих к слепым скоростям с обеих сторон.

Рис. 6.1.

Неучет этого явления может привести к пропуску (необнаружению) баллистической цели, радиальная скорость которой попадает в зону непрозрачности, или к потере сопровождения цели. Как известно, одной из эффективных мер борьбы со слепыми скоростями является вобуляция частоты повторения.

6.2. Требования к системе сдц

Одной из важных характеристик системы СДЦ является коэффициент подавления пассивной помехи - К_под. Определим требуемое значение К_под для РЛС РОП. Для этого воспользуемся следующим выражением:

где К_р - коэффициент различимости;

- средняя ЭПР баллистической цели.

Подставляя значения , и значения , К_р3, получаем

Системы СДЦ обычно реализуются либо в виде системы ЧПК, либо в виде фильтровой системы. Системы ЧПК обеспечивают , а фильтровые системы имеют . Отсюда видно, что наиболее близко к требуемым значениям коэффициента подавления лежат характеристики фильтровой системы СДЦ. Напомним свойства фильтровой системы:

1. Система СДЦ с прямоугольной АЧХ доплеровского фильтра лучше подавляет широкополосную помеху.

2. Малоскоростные цели (или цели с V_r , расположенной рядом со слепой скоростью) селектируется с меньшими потерями.

3. Шумы на выходе ФДЧ становятся низкочастотными, время шумового всплеска может быть сравнимо с всплеском ЭПР, что увеличивает вероятность ложной тревоги.

4. В фильтре теряется информация о дальности до цели.

Учитывая достоинства фильтровой системы и принимая меры по нейтрализации недостатков, в изделии 1РЛ239 выбрана фильтровая система СДЦ. Определим полосу пропускания фильтров доплеровской частоты (ФДЧ). Спектр, отражений от местных предметов, гидрометеоров и т.п., может быть описан следующим выражением:

где n = 23;

g(f₀) - спектральная плотность помехи на частоте f₀=0;

f_0,5 - ширина спектра помехи на уровне 0,5.

Рис 6.2.

За счет сканирования ДНА в режиме поиска происходит расширение спектра помехи на величину

где - частота сканирования ДНА;

- длительность пачки на уровне 0,5.

Если учесть еще возможное расширение спектра помехи за счет нестабильности СВЧ элементов, то суммарная ширина спектра помехи доходит до величин 350…400 Гц. Такую нижнюю границу среза и должен иметь ФДЧ. Частоте F_д400 Гц соответствует V_r10 м/с, эта величина соответствует очень небольшой части (10%) разведываемых мин, и такие потери считаются допустимыми, т.к. при этом обеспечивается высокое качество подавления пассивной помехи. Верхняя граница фильтра определяется из условия однозначности определения частоты Доплера и равна F_п /21600 Гц (см. рис. 6.1). С учетом режима вобуляции величина F_п /2 может достигать значения 1800 Гц, это значение и выбирают в качестве верхней частоты среза ФДЧ. Для оценки качества селекции используют коэффициент улучшения

где K_ф - коэффициент передачи фильтра.

В режиме вобуляции обеспечивается К_ф =1 во всем диапазоне, за исключением отдельных значений частоты, где К_ф=0,3…0,5. Определим количество фильтровых каналов. Исходя из масштабов работы индикатора РЛС 10 и 20 км, а также учитывая длительность импульса _u=0,6 с100м, необходимо 100 фильтровых каналов в масштабе 10 км и 200 в масштабе 20 км. Современная элементная база позволяет создать в приемлемых весах и габаритах не более 100 каналов. Поэтому в масштабе 20 км на один фильтровой канал будет приходиться 200 м. Следовательно, в схеме выработки стробов фильтровых каналов необходимо предусмотреть две длительности стробов: и .