Метод повышения помехозащищенности бортовой радиолокационной станции истребителя

Рассмотрены вопросы разработки методов повышения 
помехозащищённости для бортовой радиолокационной 
станции истребителя как на этапах первичной, так и вторичной обработки сигналов, а также алгоритмов, их реализующих, которые позволят значительно повысить эффективность боевого применения истребителя в сложной помеховой обстановке.

МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ ПОМЕХОЗАЩИЩЁННОСТИ БОРТОВОЙ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ ИСТРЕБИТЕЛЯ 

Монография

Министерство образования и науки Российской Федерации 
Сибирский федеральный университет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ 
ПОМЕХОЗАЩИЩЁННОСТИ 
БОРТОВОЙ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ  
СТАНЦИИ ИСТРЕБИТЕЛЯ 
 
 
Монография 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Красноярск 

СФУ 
2018 

УДК 621.396.969:623.746.3 
ББК  68.517 
М545 
 
Авторы: 
А. В. Богданов, Д. В. Закомолдин (руководитель авторского коллектива), 
И. В. Лютиков, В. Н. Бондарев, И. В. Кочетов, А. Ю. Федотов,  
Я. С. Докучаев, В. О. Черваков 
 
 
Р е ц е н з е н т ы: 
О. В. Васильев, доктор технических наук, профессор, ведущий 
научный сотрудник ОАО «БАНС»; 
С. Б. Жиронкин, доктор технических наук, профессор, начальник 
научно-исследовательской лаборатории ВА ВКО им. Г. К. Жукова 
 
 
 
 
М545 
 
Метод повышения помехозащищённости бортовой радиолокационной станции истребителя : монография / А. В. Богданов [и др.] ; рук. авт. коллектива Д. В. Закомолдин. – Красноярск : 
Сиб. федер. ун-т, 2018. – 182 с. 
ISBN 978-5-7638-3836-7 
 
Рассмотрены вопросы разработки методов повышения помехозащищённости для бортовой радиолокационной станции истребителя как на этапах 
первичной, так и вторичной обработки сигналов, а также алгоритмов, их реализующих, которые позволят значительно повысить эффективность боевого 
применения истребителя в сложной помеховой обстановке. 
Адресована инженерам и научным работникам, занимающимся исследованиями в области радиолокации и радиоэлектронного подавления при 
решении задач повышения помехозащищённости, а именно обеспечения 
скрытности работы бортовой радиолокационной станции на излучение 
и помехоустойчивости при воздействии активных помех. Может быть полезна студентам (курсантам учебных военных центров), аспирантам и адъюнктам военных академий. 
 

Электронный вариант издания см.: 
УДК 621.396.969:623.746.3 

http://catalog.sfu-kras.ru 
ББК 68.517 
 
 
ISBN 978-5-7638-3836-7 
© Сибирский федеральный 
университет, 2018 

Список сокращений и условных обозначений 

3 

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ  
И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 
 
 
АКФ 
– автокорреляционная функция, с. 77 
АСД 
– автоматическое сопровождение дальности, с. 13 
АСС 
– автоматизированное сопровождение скорости, с. 14
АФР 
– антенная фазированная решетка, с. 27 
БВ 
– блок вычитания, с. 140 
БД 
– блок дифференцирования, с. 140 
БЛ 
– блок логики, с. 140 
БПФ 
– быстрое преобразование Фурье, с. 50 
БРЛС 
– бортовая радиолокационная станции, с. 5 
БЦВМ 
– бортовая цифровая вычислительная машина, с. 74 
ВВС 
– Военно-воздушные силы, с. 9 
ВЦ 
– воздушная цель, с. 5 
ГВЦ 
– групповая воздушная цель, с. 9 
ДМ 
– динамическая модель, с. 85 
ДНА 
– диаграмма направленности антенны, с. 14 
КИМ-помехи – комбинированные, имитирующие и маскирующие 
помехи, с. 14 
КНД 
– компрессор низкого давления, с. 33 
ЛА 
– летательный аппарат, с. 26 
ЛЭИ 
– лётно-экспериментальные исследования, с. 32 
МОЖ 
– математическое ожидание, с. 20 
МРАУ 
– массированный ракетный авиационный удар, с. 9 
ОЗУ 
– оперативное запоминающее устройство, с. 111 
ОФ 
– оптимальный фильтр, с. 75 
ПУ 
– пороговое устройство, с. 140 
ПХЗ 
– помехозащищенность, с. 154 
РГС 
– радиолокационная головка самонаведения, с. 5 
РЛ 
– радиолокационные, с. 8 

Список сокращений и условных обозначений 

4 

РЛЗ 
– радиолокационная заметность, с. 27 
РЛС 
– радиолокационная станция, с. 6 
РТР 
– радиотехническая разведка, с. 6 
РЭБ 
– радиоэлектронная борьба, с. 16 
РЭП 
– радиоэлектронное подавление, с. 5 
САП 
– станция активных помех, с. 36 
СДП 
– спектрально-доплеровский портрет, с. 32 
СКО 
– среднее квадратичное отклонение, с. 82 
СУ 
– согласующее устройство, с. 141 
ТВД 
– турбовинтовой двигатель, с. 33 
ТДП 
– траекторно-доплеровский портрет, с. 32 
ТРД 
– турбореактивный двигатель, с. 33 
УД 
– уводящие по дальности помехи, с. 139 
УС 
– уводящие по скорости помехи, с. 139 
ФДО 
– формирователь доплеровских отсчетов, с. 140 
ФК 
– фильтр Калмана, с. 140 
ЭПО 
– эффективная площадь отражения, с. 26 
 
 

Введение 

5 

ВВЕДЕНИЕ 
 
 
Анализ [1, 2] особенностей современных войн и вооружённых 
конфликтов показывает, что основной сферой ведения боевых действий является воздушное пространство, в котором вероятный противник существенную роль отводит проведению воздушной наступательной операции.  
Решающую роль в достижении конечных целей воздушной наступательной операции и военного конфликта (войны) в целом авиация может сыграть только при условии завоевания тактического превосходства в воздухе.  
Очевидно, что с этой целью лётчику истребителя необходима 
информационная поддержка принятия его решений [3, 4], а также 
обеспечение качественного предстартового целеуказания радиолокационным головкам самонаведения (РГС) ракет. Причём при информационной поддержке лётчика одним из основных источников информации о воздушной цели (дальность, скорость, угловые координаты, класс и тип цели, характер её полёта – стационарный, манёвр) 
является бортовая радиолокационная станция (БРЛС) истребителя. 
БРЛС, как правило, функционирует по импульсно-доплеровскому 
принципу обработки сигналов, где основным информативным параметром отражённого от воздушной цели (ВЦ) радиолокационного 
(РЛ) сигнала является доплеровская частота, обусловленная скоростью сближения истребителя с ВЦ [5–7], которая также является информативным параметром и при предстартовом целеуказании РГС 
ракеты. Поэтому достоверность оценки доплеровской частоты, формируемой в импульсно-доплеровской БРЛС истребителя, имеет первостепенное значение. 
Однако следствием всё бóльшего развития средств радиоэлектронного подавления (РЭП) и увеличения интенсивности их применения в современных войнах [8, 9] является то, что достоверность из

Введение 

6 

меряемых в импульсно-доплеровской БРЛС параметров полёта ВЦ, 
в том числе и доплеровской частоты, существенно снижается, а следовательно, снижается и качество информационной поддержки решений лётчика и предстартового целеуказания РГС ракеты. 
Исходя из вышеизложенного, следует, что повышение помехозащищённости БРЛС истребителя, с точки зрения способности её 
формировать достоверную оценку доплеровской частоты в интересах информационной поддержки принятия решений летчика истребителя и предстартового целеуказания РГС ракеты, является весьма 
актуальным. 
Вопросам разработки методов и алгоритмов повышения помехозащищённости радиолокационных станций (РЛС) воздушного и наземного базирования посвящён достаточно большой объём публикаций [12–16, 19–23, 46, 59] отечественных учёных: М. В. Максимов, 
С. А. Вакин, Ю. Л. Козирацкий, В. И. Меркулов, Ю. М. Перунов, 
В. С. Чернов, Я. Д. Ширман, Л. Н. Шустов, В. Н. Антипов и их учеников. Однако анализ данных работ показал, что, несмотря на многообразие методов и алгоритмов повышения помехозащищённости существующих и перспективных БРЛС, вопросы, связанные со способностью 
БРЛС формировать достаточно достоверную информацию о доплеровской частоте при воздействии уводящей по скорости (доплеровской 
частоте) помехи, обусловленной скоростью сближения истребителя 
с ВЦ, в известной литературе рассмотрены недостаточно полно.  
В монографии с целью разработки метода повышения помехозащищённости в интересах формирования в БРЛС истребителя достоверной оценки доплеровской частоты рассматриваются следующие 
задачи и предлагаются варианты их решения. 
Для получения достоверной оценки доплеровской частоты выполнены следующие работы: 
Проанализированы варианты воздушной целевой обстановки 
и влияния помех, применяемых противником для подавления импульсно-доплеровских БРЛС истребителя. 

Введение 

7 

Произведена оценка ожидаемой эффективности поражения ВЦ 
в различных вариантах воздушной целевой обстановки и видах целераспределения. 
Проанализированы существующие методы и алгоритмы повышения помехозащищённости БРЛС истребителя. 
Проанализированы информационные свойства радиолокационных сигналов, отражённых от реальных ВЦ, и на основе результатов 
анализа сформированы экспериментальные исходные данные для 
разработки процедуры обеспечения помехоустойчивости. 
Разработана процедура обеспечения скрытности за счёт варьирования энергетическим потенциалом БРЛС. 
Разработана процедура обеспечения помехоустойчивости при 
возможном воздействии уводящей по скорости помехи, заключающейся в её идентификации и формировании соответствующих оценок доплеровских частот. 
Синтезирована структура метода совместного обеспечения 
скрытности работы БРЛС истребителя на излучение при ведении противником радиотехнической разведки (РТР) и помехоустойчивости 
при воздействии уводящей по скорости помехи. 
Синтезирован оптимальный алгоритм совместного обеспечения 
скрытности работы БРЛС истребителя на излучение при ведении противником РТР и помехоустойчивости при воздействии уводящей по 
скорости помехи. 
Разработаны рекомендации по практической реализации метода, 
представленные в виде технических решений (алгоритмов) с их характеристиками и оценки требуемых вычислительных затрат при программной реализации алгоритмов. 
 

Метод повышения помехозащищённости БРЛС истребителя 

8 

1. ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 

НЕОБХОДИМОСТИ РАЗРАБОТКИ МЕТОДА  

ПОВЫШЕНИЯ ПОМЕХОЗАЩИЩЁННОСТИ 

БОРТОВОЙ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ 

ИСТРЕБИТЕЛЯ 

 
 
В данной главе монографии изложено тактико-техническое 
обоснование необходимости разработки метода повышения помехозащищённости БРЛС истребителя, которая определяется скрытностью и помехоустойчивостью [20, 22] при ведении противником РТР 
и воздействии организованных помех. Под скрытностью понимается 
способность БРЛС препятствовать обнаружению и разведке излучаемых ею сигналов станцией РТР противника с целью дальнейшей организации помех, а под помехоустойчивостью – способность БРЛС 
формировать достоверную оценку доплеровской частоты в условиях 
воздействия активных помех. С этой целью: 

 произведён анализ воздушной целевой обстановки и влияния 
воздействия активных радиопомех, применяемых противником для 
подавления импульсно-доплеровских БРЛС; 

 осуществлена количественная оценка ожидаемой эффективности поражения воздушных целей в различных вариантах воздушной целевой обстановки; 

 выполнен анализ существующих методов и алгоритмов обеспечения скрытности и помехоустойчивости как составляющих помехозащищённости БРЛС истребителя; 

 проанализированы информационные свойства радиолокационных (РЛ) сигналов отражённых от реальных воздушных целей 
в беспомеховой обстановке и в условиях воздействия преднамеренных помех различного типа интенсивности. 

1. Тактико-техническое обоснование необходимости разработки метода повышения … 

9 

1.1. Анализ вариантов воздушной целевой обстановки  

и влияния помех, применяемых противником  

для подавления импульсно-доплеровских  

БРЛС истребителя 

 
Анализ опыта применения авиации при проведении учений 
и действий в вооруженных конфликтах в последние годы показал, что 
имеет место тенденция группового применения авиации, где высшей 
формой при нанесении массированных и сосредоточенных ударов является проведение операций военно-воздушных сил (ВВС), когда разнородные силы авиации действуют в едином оперативно-тактическом 
построении.  
Кроме того, установлено, что наиболее весомым в составе массированного ракетного авиационного удара (МРАУ) являются самолёты тактической и палубной авиации, принадлежащие к классу летательных аппаратов «самолет с турбореактивным двигателем». 
В [4, 42, 43] показана возможность распознавания группы воздушных целей (ГВЦ), под которой понимается определённым образом функционально связанное в пространстве расположение самолётов, объединённых в группу и действующих по единому замыслу, по 
следующим принципам: численному и типовому составу, функциональному назначению самолётов в группе, в различных формах боевых порядков, характеру полёта. Также в этих изданиях изложены 
решения лётчика, поддерживаемые на основе информации, полученной в результате распознавания по тому или иному принципу. Обладая достоверной информацией о цели летчик истребителя будет способен принять обоснованное и единственно правильное решение. 
В то же время всё активнее и активнее стали применяться преднамеренные помехи, действие которых значительно снижает качество обнаружения, сопровождения и распознавания ВЦ, что обусловлено затруднением «извлечения» или искажением информационных пара