РАЗДЕЛ 2
РАЗРАБОТКА МЕТОДА КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ПЕЛЕНГАЦИИ ИСТОЧНИКОВ АКТИВНЫХ ШУМОВЫХ ПОМЕХ ПРИ МНОГОКАНАЛЬНОМ РАЗНЕСЕННОМ ПРИЁМЕ СИГНАЛОВ
В данном разделе рассматриваются существующие способы борьбы с приёмом помех по боковым лепесткам диаграммы направленности, в том числе анализируются методы, которые применяются для борьбы с боковым приёмом в пассивной радиолокации. Предлагается метод корреляционной пеленгации источников активных шумовых помех на основе многопозиционного приёма сигналов.
2.1. Анализ потенциально возможных методов подавления бокового приёма основной антенны при приёме шумоподобных непрерывных сигналов на фоне помех аналогичной структуры
2.1.1. Возможности метода пространственной селекции на основе многоканальных автокомпенсаторов. Основным методом защиты от АШП по БЛ диаграммы направленности в активных каналах приёма РЛС является метод когерентной автокомпенсации, реализованный несколькими (до четырёх) каналами АК со вспомогательными антеннами и общим сумматором.
Метод относится к пространственной селекции, хотя фактически основан на пространственно-временной селекции, так как для прохождения через АК полезного (импульсного) сигнала без ослабления используется метод "малой" постоянной времени цепи обратной связи АК (обычно ? 10, где - длительность импульса РЛС) т. е. используется различие по временной протяжённости сигналов цели и активных шумовых помех.
В пассивных обнаружителях типа пеленгационных каналов РЛС полезный и помеховый (принятый боковыми лепестками ДН) сигналы имеют одинаковую структуру и длительность, поэтому стандартные схемы АК (и МАК) неприменимы.
Теоретически разработаны инвариантные к длительности полезного сигнала схемы АК (например, схема Уиндроу) [16], которые используют весовую обработку (ВО) с вычитанием "веса", определяющего амплитуду сигнала. Значение "веса" рассчитывается на этапе проектирования по соотношению коэффициентов усиления основной и вспомогательной антенн. Инвариантные к длительности АК (обозначим АК-ВО) в принципе могут использоваться для формирования провалов в боковых лепестках ДН систем пеленгации, но следует учитывать, что априорное определение "веса" сигнала снижает качество их работы по сравнению со стандартным АК в активных радиолокационных станциях. Поскольку в поставленной задаче исследований необходимо обеспечить подавление бокового приёма при сложной помеховой обстановке (), то необходимо применять многоканальный АК-ВО, который даже при имеет низкую устойчивость и невысокое качество подавления помех. В связи с этим может быть использован только устойчивый в сложной помеховой обстановке МАК с параллельно-последовательной обработкой, так называемый МАК по схеме "треугольника" [20] (предложенный Бондаренко Б.Ф. и Прокофьевым В.П. в КВИРТУ ПВО). Структурная схема МАК-ВО представлена на рис.2.1.
Данная схема МАК имеет высокую устойчивость, но эффективность подавления БЛ (так же, как и МАК активных РЛС) при не превышает 10 дБ. Кроме того, ценой повышения устойчивости является избыточность модулей АК-ВО. Для подавления помех от "n" источников АШП необходимо иметь число модулей АК-ВО, равное
. (2.1)
Поэтому даже при ограниченном числе дополнительных каналов , необходимое число модулей больше 10.
Рис.2.1. Структурная схема МАК по алгоритму "треугольника"
Таким образом, метод пространственной селекции на базе МАК-ВО в принципе применим, но при ограниченной сложности помеховой обстановки () и значительных затратах.
2.1.2. Новые методы пеленгации, основанные на специальных алгоритмах современной цифровой обработки в системах на базе цифровых антенных решёток. Радиотехнические системы (активные и пассивные) с антенной в виде цифровой линейной антенной решётки (ЦЛАР) позволяют реализовать пространственную обработку сигналов и производить разрешение источников излучения, используя их пространственные характеристики. Традиционные методы обработки реализуются на базе адаптивной диаграмообразующей схемы.
Бурное развитие цифровой вычислительной техники расширило сферы приложения спектральных методов к обработке информации, сформировав направление цифрового спектрального оценивания (ЦСО). Предложенное почти два десятилетия назад быстрое преобразование Фурье (БПФ) в сочетании с опытом в технологии цифровой техники привело к революции в обработке сигналов. Быстрое преобразование Фурье и структуры матричных процессоров позволили эффективно решать задачи нахождения эмпирических спектральных оценок, представляющих собой классические методы ЦСО [21].
В последнее время растёт интерес к новым альтернативным методам ЦСО, обладающим лучшими характеристиками при использовании данных ограниченной длины, с которыми, в частности, приходится иметь дело при обнаружении источников излучений. Новые методы ЦСО имеют очевидное преимущество по частотному разрешению по сравнению с классическим спектральным оцениванием.
Новые или "современные" методы ЦСО были разработаны в последние 15 лет и открыли целый ряд новых практических приложений. Одним из таких приложений является теоретически разработанный новый метод пеленгации источников излучений, в том числе АШП, основанный на вычислении спектра пространственных частот и разрешении источников методами ЦСО. Координаты источников АШП определяются путём идентификации полученных оценок пространственного спектра. Высокое спектральное разрешение и идентификация с опорным вектором, определяющим текущее направление антенны, позволяют исключить возможности появления ложных пеленгов [22].
Таким образом, анализ новых методов цифровой пеленгации источников АШП позволяет сделать следующий вывод: системы пеленгации, построенные на базе ЦЛАР и новых альтернативных методах цифрового оценивания спектров пространственных частот с высоким разрешением, безусловно, имеют высокую эффективность, в том числе при многих источниках АШП, но в связи с экономическими трудностями их следует отнести к перспективным