2. Устройство и работа

2.1. Основные принципы работы аппаратуры помех

Аппаратура помех принимает сигналы импульсных РЛС, определяет с заданной точностью частоту принятого сигнала и на каждый приня­тый сигнал формирует и излучает ответный сигнал импульсной (МИП) или комбинированной (ШП+МИП) помехи. Упрощенная функциональная схема аппаратуры помех приведена на рис. 2 (альбом № 1).

Принятый приемной антенной сигнал РЛС (рис. 2) усиливается во входном усилителе и поступает на систему определения и воспроизве­дения частоты. Система определения и воспроизведения частоты опре­деляет и воспроизводит с определенной точностью частоту принятого сигнала, обеспечивает запуск импульсных формирующих устройств.

Импульсные формирующие устройства вырабатывают на каждый из принятых сигналов группу (пачку) импульсов в режиме МИП (рис. Зг, альбом № 1) или один широкий импульс (импульс модуляции) и пачку импульсов (импульсы выделения отметок в режиме ШП+МИП (рис. Зг, альбом № 1), которые выдаются на модулятор выходного усилителя.

Сигналы ответной помехи, промодулированные и усиленные в кас­кадах выходного усилителя, излучаются через передающую антенну.

Ответный сигнал МИП представляет собой группу высокочастотных импульсов, заполненных шумами (рис. Зд, альбом № 1).

Ответный сигнал ШП+МИП представляет собой группу высокочастот­ных импульсов на фоне шума, промодулированного импульсом (рис. Зд, альбом № 1) .

Основными характеристиками ответного сигнала являются несущая частота и временные параметры. Несущая частота ответного сигнала Достаточно точно воспроизводит частоту принятого сигнала, что не­обходимо для приема его радиолокационными станциями. Временная структура ответных сигналов задается из условий эффективного при­крытия объектов в заданном районе местности путем затруднения наблюдения целей на экране индикатора РЛС средств воздушного на­падения. Длительность группы импульсов в режиме МИП (импульса модуляции в режиме ШП+МИП) задается, исходя из требуемой глубины прикрываемого помехой района, а длительность самих импульсов (в режиме МИП) и импульсов выделения отметок (в режиме ШП+МИП) - исходя из размеров прикрываемых объектов.

С течением времени импульсы в группе (режим МИП) и импульсы выделения отметок (режим ШП+МИП) по определенным закономерностям меняет свои положения (задержки относительно принимаемых сигна­лов). Эти закономерности выбраны такими, чтобы ложные отметки, создаваемые на экране индикатора РЛС ответными сигналами, суще­ственно не отличались по своим азимутальных размерам от отметок, создаваемых прикрываемыми объектами, и не имели выраженной законо­мерности во взаимном расположении.

Основу аппаратуры помех составляет система определения и вос­произведения частоты принимаемых сигналов и импульсные формирующие устройства.

Каждый принятый сигнал регистрируется в системе определения частоты, и его частота определяется с точностью, не хуже указанной в формуляре. После регистрации частота сигнала запоминается на заданное время (рис. 36, альбом № 1), и формирующие устройства при­водят систему воспроизведения частоты в готовность к воспроизве­дению найденной частоты принятого сигнала и формируют группу ком­мутирующих импульсов, структура которой соответствует требуемой временной структуре ответного высокочастотного сигнала МИП, или формирует одиночный коммутирующий импульс (в режиме ШП+МИП).

Коммутирующие импульсы поступают в систему воспроизведения частоты, при этом последняя воспроизводит найденную частоту при­нятого сигнала в течение каждого коммутирующего импульса.

2.1.1. Принцип определения и воспроизведения частоты принимаемых сигналов

В аппаратуре помех применена единая система определения и воспроизведения частоты матричного типа, имеющая три ступени определения и воспроизведения частоты (рис. 4, альбом № 1). Каждая ступень матричной системы имеет, в свою очередь, ряд одинаковых частотно-избирательных каналов (каналов определения и воспроизве­дения частоты). В примененной системе первая ступень содержит одиннадцать таких каналов, вторая - шесть, третья - двадцать два канала. Для упрощения на рис. 4 изображены по 2 канала в каждой ступени - первый и последний. Остальные каналы - аналогичны.

Первая ступень с помощью своих частотно-избирательных каналов (разветвителя и полосовых фильтров Ф1...Ф11) разделяет весь диапа­зон рабочих частот аппаратуры помех ∆F₁ на одиннадцать одинаковых полос

∆F₁=(1/11)∙∆F₁ (рис. 4а, альбом № 1), так что принимаемый сиг­нал в зависимости от значения его частоты поступает а тот или иной канал ступени. В каждом частотно-избирательном канале ступе­ни при поступлении на него сигнала регистрируется момент появле­ния этого сигнала с помощью линеек ЛУФ. В смесителе канала сигнал f_c преобразуется в сигнал более низкой частоты

f_пр.1 = f_c - f_г’(k) , (1)

где k = 1, 2, 3...11 - номера каналов первой ступени.

Частоты гетеродинов первой ступени выбраны таким образом, что полосы пропускания каждого из каналов первой ступени ∆f₁ преобра­зуются в полосу пропускания второй ступени ∆F₁₁

Вторая ступень аналогичным образом разделяет полосу своих рабочих частот ∆F₁₁ на шесть одинаковых полос

∆f₁₁ = (1/6)∙∆F₁₁ .

Каждый частотно-избирательный канал этой ступени при посту­плении в него сигнала преобразованной частоты (из первой ступени), как и в предыдущем случае, преобразует его частоту в полосу еще более низких частот третьей ступени ∆F₁₁₁ = ∆f₁₁ и с помощью линейки ЛУФ регистрирует момент появления этого сигнала.

Как и в первой ступени, частота преобразованного сигнала f_пр.2 определяется как разность частоты сигнала, поступившего на вход второй ступени, f_пр.1, и частоты гетеродина канала, по которому принят сигнал, f_г’’(n):

f_пр.2 = f_пр.1 - f_г’’(n) (2)

где n = 1,2...6 - номера каналов второй ступени.

Третья ступень с помощью разветвителя и полосовых фильтров

Ф1...Ф22 разделяет полосу своих рабочих частот ∆F₁₁₁ на двадцать две одинаковых полосы ∆f₁₁₁ = (1/22)∙∆F₁₁₁

Частотно-избирательные каналы этой ступени лишь регистрируют

моменты появления сигналов с помощью линеек ЛУФ. При этом частота

вторично преобразованного сигнала f_пр.2 приближенно определяется

как средняя частота полосы канала третьей ступени, по которому провел сигнал,

f_пр.2 = f_{ср’’’}(m) (3)

где m = 1, 2...22 - номера каналов третьей ступени.

Ошибка при этом не превышает половины ширины полосы пропуска­ния канала. Из формул (1), (2), (3) очевидно, что частота прини­маемого сигнала f_c определяется частотами соответствующих гетеро­динов первой и второй ступеней и средней частотой полосы пропу­скания соответствующего канала третьей ступени

f_c ≈ f_г’(k) + f_г’’(n) + f_ср’’’(m).

Эти частоты известны, поэтому в результате регистрации про­хождения сигнала по каналам становится известной частота принятого сигнала (с указанными выше ошибками).

В каждый канал третьей ступени введена ячейка гетеродина (ЯГ), настроенная на среднюю частоту полосы канала

f_г’’’ = f_ср’’’(m)

Частота принятого сигнала воспроизводится путем последователь­ного преобразования сигналов гетеродинов третьей, второй и первой ступеней в смесителях тех каналов, которыми принят сигнал.

Гетеродины каналов, по которым принят сигнал, подключаются к соответствующим смесителям через линейки ЛУ.

Линейка ЛУ-111, по которой прошел сигнал, выдает импульс за­пуска на соответствующий гетеродин третьей ступени. Сигнал с этого гетеродина усиливается усилителем КУ второй ступени, подготовлен­ным к работе линейкой ЛУ-11, по которой прошел сигнал. Далее в соответствующем смесителе второй ступени сигнал f_пр.2 преобразуется в сигнал f_пр.1. Аналогично происходит преобразование сигнала f_пр.1 в f_c Таким образом, для воспроизведения частоты принятого сигнала достаточно образовать сумму известных частот гетеродинов

f_г’(k) + f_г’’(n) + f_ср’’’(m) = f_∑ .

Для этого достаточно подключить гетеродины принявших сигнал каналов всех ступеней к соответствующим смесительным устройствам на заданный интервал времени. На выходе этих устройств будет вы­делен сигнал нужной частоты f_∑ ≈ f_c

2.1.2. Принцип разделенного (по времени) воспроизведения частот различных принимаемых сигналов

При работе аппаратуры помех по группе РЛС сигналы различной частоты в ступенях будут приниматься различными частотно-избира­тельными каналами. При этом интервалы времени, в течение которых формирующие устройства должны "помнить" каналы, принявшие различ­ные сигналы, могут перекрываться по времени. Если в таких случаях специально не различать каналы, принявшие сигналы различных РЛС, и подключать их гетеродины к смесительному устройству одновременно, то на выходе смесительного устройства в течение каждого коммути­рующего импульса могут возникать комбинационные частоты. Так, на­пример, если один сигнал принят в первой, второй и третьей ступе­нях каналами 1, 3, 5 соответственно, а другой - каналами 1,4, 10, то при одновременном подключении гетеродинов всех этих каналов к смесительному устройству кроме полезных частот

f_∑1 = f_г’₍₁₎ + f_г’’₍₃₎ + f_г’’’₍₅₎ ,

f_∑1 = f_г’₍₁₎ + f_г’’₍₄₎ + f_г’’’₍₁₀₎ .

возникают ложные комбинационные частоты

f_∑л1 = f_г’₍₁₎ + f_г’’₍₃₎ + f_г’’’₍₁₀₎ ,

f_∑л2 = f_г’₍₁₎ + f_г’’₍₄₎ + f_г’’’₍₅₎ .

Возникновение ложных частот приводит к значительному уменьше­нию мощности сигналов на полезных частотах, а следовательно, и к снижению эффективности работы станции.

Для снижения вероятности образования ложных комбинационных частот при работе аппаратуры помех по группе РЛС в задающем фор­мирующем устройстве формируются группы коммутирующих импульсов поочередно двумя отдельными каналами размножения (рис. 5, аль­бом № 1).

При этом группы коммутирующих импульсов одного канала размно­жения подключают к смесительным устройствам гетеродины каналов, принявших один сигнал, а группы коммутирующих импульсов другого канала размножения - гетеродины каналов, принявших другой сигнал.

В результате этого во время, когда формирующие устройства "помнят" каналы, одновременно принявшие различные сигналы, комби­национные частоты возникают только при перекрытии во времени са­мих коммутирующих импульсов.

Из рисунка очевидно, что вероятность образования ложных ком­бинационных частот при двух каналах размножения меньше, чем при одном канале размножения.

Все изложенное о раздельном (по времени) воспроизведении ча­стот различных принимаемых сигналов относится к работе станции в режиме МИП, когда задействованы оба канала воспроизведения формирующих устройств. При работе станции в режиме ШП+МИП работает только один канал, поэтому временного разделения нет.