"Технология цифровой радиочастотной памяти и её применение в системах РЭБ"
Приведу с сокращениями статью кандидатов технических наук Н. Егорова и В. Кочемасова (с моими выделениями).
С полным текстом статьи, опубликованной в журнале "Электроника: Наука, технология, бизнес" № 10 за 2016 год и размещённой в открытом доступе, можно ознакомиться по ЭТОЙ ССЫЛКЕ.
Важнейшие элементы современных систем радиоэлектронной борьбы ( Read more... )
С полным текстом статьи, опубликованной в журнале "Электроника: Наука, технология, бизнес" № 10 за 2016 год и размещённой в открытом доступе, можно ознакомиться по ЭТОЙ ССЫЛКЕ.
Важнейшие элементы современных систем радиоэлектронной борьбы ( Read more... )
Поясню. Что бы РЭБ ни излучала, для атакующего радара всё будет приходить из одной точки в пространстве угловых координат антенны. Есть физические ограничения на задачу, например, отсутствие в воздухе излучателей сложных сигналов в интересующем диапазоне частот, кроме авиации; предполётное целеуказание с районом поиска цели; рамочные ограничения на скорость авиации и конкретной цели, и подобное. В результате атакующий радар (допустим с АФАР) может излучить обычный сложный импульс, а его приёмник будет параллельно считать два алгоритма: обычный, будто РЭБ не существует, и простейший, будто РЭБ может всё. Простейший строит диаграмму амплитуды полученного сигнала в пространстве угловых координат. Поскольку импульсов будет много, и строить можно быстро (пошагово сужая зоны поиска сигнала, а не перебирая все пары координат), пока передатчик радара будет дразнить РЭБ, простой алгоритм в приёмнике найдёт угловые координаты цели, на которые потом прицепится сложный алгоритм. В целом РЭБ лишь даст несколько секунд, за которые ничего не изменится даже для ракеты. Чтобы такая РЭБ была эффективной, она должна быть на отдельном ЛА, очевидно БЛА, и сопровождать защищаемый объект, контр-атаковать атакующий объект, уводить атакующие ракеты на себя, а не привлекать к защищаемому объекту внимание и ракеты своими излучениями.
Передатчик и приёмник атакующего радара разделены во времени. Для маневрирующей платформы, например ракеты, возможно некоторое разделение и в пространстве. Можно сделать несколько предположений о профпригодности конструкторов атакующего радара: интервал между зондирующими импульсами будет нестабильным, некоторые импульсы в последовательности будут пропущены (не будут излучаться), и каждый импульс будет отличим от соседних. При такой работе радара, фронт каждого излучённого импульса становится уникальным и непредсказуемым, и для РЭБ возникнет несколько нерешаемых проблем:
1. фронт отражённого сигнала всегда прибудет к радару первым -- все ложные сигналы будут отставать, потому что распространение сигнала внутри систем РЭБ всегда медленнее чем отражение от поверхности защищаемого объекта;
2. решение проблемы №1 через анализ и экстраполяцию последовательности зондирующих импульсов, чтобы излучить ложный отражённый импульс прежде прибытия зондирующего, невозможно при непредсказуемом интервале и зондирующих импульсов, и непредсказуемых пропусках в их последовательности;
3. любой излучённый ложный импульс, принятый приёмником атакующего радара в ответ на неизлучённый (пропущенный) его передатчиком импульс, выдаст не только присутствие цели, но и работу РЭБ такого типа, что позволяет приблизительно классифицировать цель и выбрать оптимальные алгоритмы для атаки.
Да, Stunner. Только что порылся и узнал что он стоит 400 килобаксов. Это само по себе достижение на государственную премию, если у израильтян такое практикуется. :)
Reply
И сколько градусов у "карандаша"?
http://alnam.ru/book_rts.php?id=90
"...Моноимпульсные системы, разработанные первоначально как средство устранения погрешностей СИН (следящих измерителей направления) из-за флуктуаций амплитуды сигнала, обнаружили свойства, позволившие расширить область их применения. Оказалось, например, что моноимпульсная система позволяет одновременно измерять координаты нескольких объектов, находящихся в пределах ДНА..."
http://www.sozvezdie.su/uploads/files/files/ttr/ttr_2010_1.pdf
"ОБОСНОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СИГНАЛОПОДОБНОЙ ПОМЕХИ МОНОИМПУЛЬСНОЙ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ
[...]
В настоящее время наиболее распространенные моноимпульсные РЛС ЗРК способны противодействовать шумовым заградительным помехам и большинству имитационных помех, таких как уводящие помехи по скорости и дальности. В то же время наиболее важным для наведения ракет ЗРК является угломерный канал, т.к. при отсутствии информации о дальности до цели и скорости сближения с ней задачи ближнего наведения ракеты на цель и ее поражения могут быть успешно решены. Отсутствие же информации об угловом положении цели в результате подавления угломерного канала РЛС помехами, как правило, резко снижает вероятность наведения [2, 3]. Поэтому при ведении радиоэлектронной борьбы наибольшее внимание уделяется противодействию угломерному каналу, обеспечивающему автосопровождение цели по угловым координатам.
Формирование сигналоподобной помехи угломерному каналу моноимпульсной РЛС целесообразно осуществлять непосредственно с прикрываемого самолета [2]. В этом случае в раскрыве антенной решетки действует суммарное электромагнитное поле, образованное отражением зондирующего сигнала от планера самолета и ретрансляцией данного сигнала устройством постановки сигналоподобной помехи. При изменении ракурса наблюдаемой двухэлементной цели принятый сигнал оказывается промодулированным по амплитуде и фазе случайным процессом, характеризующим соответствующие флюктуации (мультипликативная помеха).
[...]
Из вышеизложенного следует, что при варьировании угловых отклонений и параметров сигналоподобной помехи будут формироваться угловые координаты, отличающиеся на величину ошибки от реальных значений. Имеют смысл такие значения ошибок, при которых происходит срыв подготовки к пуску ракет ЗРК или срыв углового сопровождения ракетой прикрываемого помехой самолета. Проведя статистическое моделирование, возможно определить ограничения на точность характеристик сигналоподобной помехи, влияющих на значение вероятности наведения ЗУР."
>Да, Stunner. Только что порылся и узнал что он стоит 400 килобаксов. Это само по себе достижение на государственную премию, если у израильтян такое практикуется. :)
На каком то украинском форуме я видел документ по продаже всякого разного, в том числе и ракет Р-73 ЕМНИП в Перу. Так вот, Р-73 продавались по 15 килобаксов штука, на общую сумму ~470 тыс. килобаксов. Вот это действительно впечатлило.
Reply
По угловым помехам и выделенному вами. Если в диаграмме направленности (ДН) два объекта, и ближний не полностью затеняет дальний, ясное дело что будут два отражённых сигнала. А вот дальше начинается не то.
1. Волновой фронт от передатчика достигает цели, отражается за нулевое время, и отправляется назад в приёмник -- он прибудет в приёмник первым, и РЭБ ничего с этим не может сделать. Принятый РЭБ сигнал должен пройти через её системы, что создаёт ненулевую задержку между отражением оригинального сигнала и излучением ложного, и потому ложный придёт позже оригинального. Приёмник радара получит первый сигнал, проверит его уникальные характеристики, и любой последующий сигнал с такими характеристиками будет распознан как ложный, что ещё и выдаст работу РЭБ.
2. Сколько градусов -- это характеристика конкретной системы. Отфонарно, пусть будет 0.1° -- это ничего не меняет для самолёта, на котором установлена РЭБ. Допустим, радар смотрит по азимуту 100°, получает отражённый сигнал, и в результате действия магической РЭБ измерение азимута цели получается 99° при ширине ДН 0.1°. Радар сразу делает два важных вывода:
1. это точно брехня, потому что азимут получился вне ДН;
2. там магическая РЭБ, потому что обычная РЭБ так не может;
3. наверно лучше туда больше не светить -- мало ли что там ещё магическое. :)
Ясно что не все (может даже никакие) существующие радары всё это умеют, и что РЭБ создаётся на основе недостатков радаров. Но нарушать принцип причинности РЭБ не может, и грамотно построенный радар будет делать выводы лишь по первому вернувшемуся сигналу, если он уникален.
Reply
Reply
Reply
Reply
Ограничением является мощность передатчика. Чтобы накопить сигнал, нужно увеличивать либо длительность, либо количество импульсов. Если длительность, РЭБ эффективна. Если количество, РЭБ эффективна против регулярного сигнала, а нерегулярный -- это трудно, может люди и не заморачивались. А теперь придётся. :)
Разговор начался с РЭБ на самолётах, для которых актуальнее всего защита от АРЛГСН. Это значит дальность не так важна -- ракета и так поближе подлетит. А вот дуэль РЭБ и АРЛГСН на конечном участке траектории полёта ракеты -- это самое интересное в этом разговоре.
Reply
Отчего это для АРЛГСН дальность не важна? У них дальность действия РЛС как раз мала, любое дополнительное ее снижение резко снизит их полезность. ЕМНИП у Р-77 дальность захвата цели типа истребитель около 15 км всего. Если ее снизить в 5 раз за счет помех то совсем мало получается. А у РЛС какой-нибудь С-400 дури столько, что пятикратное снижение дальности доведет ее примерно до уровня РЛС С-300 :)
Reply
Например, дальность 15км, но и скорость ракеты 4250 км/ч -- от обнаружения цели до поражения проходит максимум 13 секунд. В первые из этих секунд ракете выгодно светить так чтобы лишь знать направление на цель и дальность, для чего достаточно простейшего и кратчайшего импульса максимальной мощности, причём интервал между импульсами выгодно начинать с большого, а параметры выгодно качественно менять, чтобы не дать РЭБ набрать статистику -- каждая выигранная у РЭБ секунда увеличивает вероятность поражения цели. Лишь в последние несколько секунд конечного участка траектории ракете выгодно перейти на максимально содержательные импульсы -- у РЭБ не останется времени.
Если же принять "дальность важна" как основной принцип, последствием этого сразу получается максимальное время для работы РЭБ. Это строго противоречит задаче ракеты.
Reply
Во вторых Вы не подумали что для селекции истинной цели важна её скорость, то бишь доплеровские параметры отраженного сигнала? В противном случае, если скорость "в первые секунды не важна" ракета банально наведётся на облако дипольных отражателей.
И тут уж нужно определяться какова должна быть продолжительность импульсов и частота их повторения для однозначной селекции цели по скорости и дальности, в тот момент когда бортовая система РЭБ атакуемого самолёта "любезно" предлагает АРГСН выглядящие "как настоящие" (состоящие из отражений сигнала от нескольких десяток блестящих точек) фантомные цели с несколько другой скоростью и дальностью, и лишь потом приступает внедрять в эти фантомы помеху плавно уводящую по угловым координатам.
Как бы то ни было, американцы считают что с помехозащищенностью АРГСН их ракет AIM-120 от имитирующих зондирующий сигнал помех, формируемых с применением устройств цифровой радиочастотной памяти, что то сегодня глубоко не так.
Reply
Определиться нужно с предметом дискуссии. Либо это история и динозавры, либо это современный уровень технологии, с которого и началось: запись и даже модификация радиосигналов для использования в РЭБ. Имея такой уровень технологии, АРЛГСН ракеты получится совсем не как в учебнике.
Reply
Только вот чтобы вычислять систему координат "в системе координат с собой в центре" нужно знать истинную скорость целей и дальность до них. В противном случае "у мозгов" ракеты будет лишь набор значений направлений на множество целей, большинство из которых ложные. Точность же определения дальности лишь по изменению со временем угловых координат цели (угломерный способ) относительно невелика и не позволяет разобраться в мешанине множества близко расположенных целей, лишь одна из которых истинная.
Ракете же достаточно промахнуться всего на несколько десятков метров, и она не опасна. На этом к примеру основан подход с использованием буксируемых ложных целей, при котором ЛЦ за счёт "переизлучения принимаемых эхо-сигналов имитируют цель с большой эффективной площадью отражения и отвлекают на себя активные средства перехвата".
"РЛС противника принимает два сигнала: один - слабый, который отражается от самолета, и другой - более мощный, который излучается ретранслятором ЛЦ и который наземная РЛС или головка самонаведения воспринимает как эхо-сигнал от цели. Ложная цель AN/ALE-50 осуществляет также некоторую модуляцию излучаемого ею сигнала для имитации сигнатур двигателя самолета, что еще больше затрудняет задачу для наземной РЛС или головки самонаведения по различению эхо-сигнала от самолета и сигнала ретранслятора ЛЦ."
Reply
1. Нет. Расстояние до измеряется напрямую -- у ракеты есть разница между временем излучения и прихода отражения, вектор собственного перемещения за это время, и угловые координаты (при АФАР -- возможно и для всех отражений одновременно) цели. Этого достаточно для вычисления координат цели в момент отражения относительно себя. Два-три импульса и знание собственной скорости позволяют оценить скорость цели. Анализ отражённых импульсов может использоваться для обнаружения признаков работы РЭБ; часть импульсов могут быть в допплеровском режиме.
2. На дистанции километр и меньше РЭБ уже не сможет помочь цели. Большая частота повторения коротких импульсов и случайная их последовательность исключают действие эффектов РЭБ с памятью -- каждый импульс по характеристикам уникален, а интервал между ними (порядка миллисекунды) позволяет строить траекторию цели с точностью ~1м при относительной скорости 1000м/с -- без Допплера. Буксируемые и свободнолетающие ложные цели будут эффективны против такого метода наведения, но РЭБ на самой цели уже не спасёт. Однако буксируемые могут тоже не спасти: ракета может обнаружить группу целей с одинаковым вектором движения, и всегда выбирать головную цель в группе. Свободнолетающие остаются эффективными, если не просто следуют за защищаемым самолётом, иначе они "квазибуксируемые".
3. Анализ сигналов сейчас не должен сводиться к сравнению амплитуд. Сигнал несёт информацию о цели, и ракета должна сравнивать результаты анализа, например как описано выше для буксируемых ЛЦ. Ракета может активно исследовать цель: менять характеристики сигнала, менять параметры последовательности импульсов, маневрировать для изменения вектора облучения -- всё это даёт информацию о цели, которую не получится сымитировать в ЛЦ.
Reply
К слову вполне сносный учебник на тему. Так и называется "Методы и средства радиоэлектронной защиты летательных аппаратов":
Часть 1
http://www.ssau.ru/files/education/uch_posob/%D0%9C%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4%D1%8B%20%D0%B8%20%D1%81%D1%80%D0%B5%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0-%D0%9D%D0%B8%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9%20%D0%91%D0%90.pdf
Часть 2
http://repo.ssau.ru/bitstream/Uchebnye-posobiya/Metody-i-sredstva-radioelektronnoi-zashity-letatelnyh-apparatov-ucheb-posobie-Ch-2-Metody-i-sredstva-radioelektronnoi-zashity-letatelnyh-apparatov-ucheb-posobie-55195/1/%D0%9D%D0%B8%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9%20%D0%91.%20%D0%90.%20%D0%9C%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4%D1%8B%20%D0%B8%20%D1%81%D1%80%D0%B5%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0.pdf
А вот товарищ диссертацию пишет, работая над алгоритмом решающей задачу верной селекции ГСН атакуемого ЛА и буксирумой ложной цели. Увы ложной цел излучающей только квазинепрерывную или непрерывную, шумовые, но не имитирующую помеху:
https://aspirantura.hse.ru/data/2014/12/26/1103953921/2014-12-04-savin.pdf
Обратите внимание что у ГСН дурацкая манера наводится на энергетический центр системы самолёт + буксируемая ложная цель.
Reply
Автор диссера подходит к проблеме похожим методом: обнаружение и анализ средств противодействия, и куча (очень маленькая, но больше двух) алгоритмов для нейтрализации. Интересно что он направляет ДН антенны в упреждённую точку, что нейтрализует все буксируемые и летящие следом ЛЦ. Жаль что это лишь диссер -- до появления в ракете может пройти много лет, а может и вечность.
Reply
Дальность важна, потому как в цель еще и попасть надо, а для этого её точно надо захватить. Сильное снижение дальности фактически низводит ракеты с АРЛГСН до уровня Р-27 какой-нибудь, раз ее на почти всем протяжении полета надо с носителя направлять.
Reply
Leave a comment