Методы и средства радиоэлектронной борьбы
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Военная техника
Издательство:
Инфра-Инженерия
Год издания: 2021
Кол-во страниц: 376
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 978-5-9729-0591-1
Артикул: 759973.02.99
Рассматриваются радиоэлектронные системы и средства, функционирующие в условиях информационного противоборства, а также средства и способы радиоэлектронного подавления информационных каналов радиоэлектронных систем различной структуры и функционального назначения. Приводятся технические решения при построении средств радиоэлектронного противодействия, методы оценки эффективности средств радиоэлектронной борьбы и тенденции развития этих средств. Для студентов и аспирантов радиотехнических специальностей. Может быть полезно специалистам в области радиоэлектронной борьбы.
Тематика:
ББК:
УДК:
- 621: Общее машиностроение. Ядерная техника. Электротехника. Технология машиностроения в целом
- 623: Военная техника
ОКСО:
- ВО - Магистратура
- 11.04.01: Радиотехника
- ВО - Специалитет
- 11.05.01: Радиоэлектронные системы и комплексы
- 11.05.02: Специальные радиотехнические системы
- 25.05.03: Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
СОДЕРЖАНИЕ Ю. М. Перунов А. И. Куприянов МЕТОДЫ И СРЕДСТВА РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ БОРЬБЫ Монография Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2021
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ БОРЬБЫ 2 УДК 621.37:623 ББК 32.84:68 П27 Р е ц е н з е н т ы : профессор, доктор технических наук, заслуженный деятель науки В. А. Цимбал; профессор, доктор физико-математических наук С. И. Козлов Перунов, Ю. М. П27 Методы и средства радиоэлектронной борьбы : монография / Ю. М. Перунов, А. И. Куприянов. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2021. – 376 с. : ил., табл. ISBN 978-5-9729-0591-1 Рассматриваются радиоэлектронные системы и средства, функционирующие в условиях информационного противоборства, а также средства и способы радиоэлектронного подавления информационных каналов радиоэлектронных систем различной структуры и функционального назначения. Приводятся технические решения при построении средств радиоэлектронного противодействия, методы оценки эффективности средств радиоэлектронной борьбы и тенденции развития этих средств. Для студентов и аспирантов радиотехнических специальностей. Может быть полезно специалистам в области радиоэлектронной борьбы. УДК 621.37:623 ББК 32.84:68 ISBN 978-5-9729-0591-1 © Перунов Ю. М., Куприянов А. И., 2021 © Издательство «Инфра-Инженерия», 2021 © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2021
СОДЕРЖАНИЕ 3 СОДЕРЖАНИЕ Список сокращений ..................................................................................................................................... 7 Введение .................................................................................................................................................... 10 Глава 1.Цели и задачи РЭБ ....................................................................................................................... 13 1.1. Состав и задачи РЭБ........................................................................................................................... 13 1.2. Ранжирование средств РЭБ по задачам применения ................................................................... 16 1.3. Оценки характеристик информационных каналов ......................................................................... 18 1.4. Типы средств РЭБ ранжированные по целям и задачам применения ........................................ 27 1.4.1.Средства РЭБ индивидуальной защиты ............................................................................ 28 1.4.2.Средства РЭБ зональной защиты ...................................................................................... 29 1.5. Средства радио- и радиотехнической разведки ............................................................................. 31 1.5.1.Однокоординатные станции РРТР ..................................................................................... 34 1.5.2.Беcпоисковые однокоординатные методы пеленгации ИРИ ......................................... 41 1.5.3.Двухкоординатные станции ПРЭР ..................................................................................... 44 1.5.4. Трехкоординатные системы пассивной радиоэлектронной разведки сигналов ИРИ ....................................................................................................................... 46 1.5.5.Триангуляционный метод определения местоположения ИРИ ..................................... 46 1.5.6.Разностно-дальномерные системы определения местоположения ИРИ ..................... 51 1.5.7.Корреляционный метод определения координат местоположения ИРИ ..................... 55 1.5.8.Однопозиционный метод определения дальности .......................................................... 63 Глава 2.Радиопомехи при РЭБ ................................................................................................................. 66 2.1. Факторы, определяющие условия создания помех ........................................................................ 66 2.2. Эффективная поверхность рассеяния защищаемых объектов .................................................... 67 2.3. Антенны в технике РЭП ...................................................................................................................... 71 2.4. Влияние земной поверхности на распространение сигналов помех .......................................... 73 2.5. Распространение радиоволн в атмосфере ..................................................................................... 74 2.6. Энергетические соотношения при создании активных помех РЛС и ГСН ................................... 76 2.7. Уравнение противорадиолокации при создании помех РЛС с помощью передатчика генераторного типа ................................................................................. 77 2.8. Уравнение противорадиолокации применительно к ретрансляционному передатчику помех ....................................................................................... 80 2.9. Энергетические соотношения для противодействия полуактивной системе ГСН ракеты с помощью ретрансляционного передатчика помех ..................................................................... 82 2.10. Энергетические соотношения при создании помех радиолиниям управления зенитными ракетами ............................................................................................................................................ 85 2.11.Основные энергетические соотношения при РЭП радиолиний связи и передачи данных ......... 89 2.12. Основные энергетические соотношения при радиоэлектронном подавлении радиолинии связи ретрансляционным передатчиком помех ...................................................... 97 Глава 3.РЛС как объекты РЭБ ................................................................................................................. 100 3.1. Нарушение работоспособности РЛС организованными помехами ........................................... 100 3.2. Классификация методов радиоэлектронного подавления РЛС .................................................. 102 3.3. Основные типы РЛС и особенности из функционирования в условиях РЭБ ............................. 107 3.4. Воздействие помех на каналы радиолокационного распознавания ......................................... 110 Глава 4.Помеховое воздействие на каналы сопровождения по дальности ..................................... 114 4.1. Принцип создания уводящей по дальности помехи ..................................................................... 114 4.1.1.Однопротраммная уводящая по дальности помеха ..................................................... 115 4.1.2.Многопрограммная уводящая по дальности помеха .................................................. 116 4.1.3.Уводящая по дальности помеха с программируемым изменением мощности ....... 117 4.1.4.Уводящая по дальности помеха, использующая несколько помеховых импульсов ..... 118
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ БОРЬБЫ 4 4.1.5.Уводящая помеха системе сопровождения цели но дальности путем смешения "энергетического центра" ............................................................... 118 4.1.6.Уводящая по дальности помеха, перенацелнвающая строб дальности РЛС на сигнал с ложной дальностью ..................................................................................................... 119 4.1.7.Уводящая по дальности помеха системе сопровождения по дальности, работающей в режиме поиска цели ........................................................................... 119 4.1.8.Уводящая по дальности помеха РЛС с непрерывным ЧМ-излучением ...................... 120 4.2. Прицельные и заградительные по частоте шумовые помехи ..................................................... 123 4.3. Применение пассивных помех РЛС ............................................................................................... 124 4.4. Многократные ответные помехи, создающие ложные цели ....................................................... 124 4.4.1.Генератор ложных сигналов с делением частоты ......................................................... 124 4.4.2.Генератор ложных целей с поиском и захватом по частоте ........................................ 125 4.4.3. Генератор ложных целей с взаимообратным преобразованием частоты ................ 126 4.4.4.Имитация ложных целей когерентной РЛС сопровождения ........................................ 128 4.5. Создание помех по дальности РЛС с последетекторным интегрированием ............................. 129 4.6. Технические средства создания помех радиолокационным системам сопровождения по дальности ...................................................................................................................................... 132 4.6.1.Рециркуляторы радиоимпульсов .................................................................................... 132 4.6.2.Устройства запоминания сигналов на основе приборов с зарядовой связью ......... 139 4.6.3. Запоминание частоты с использованием перестраиваемого генератора ............... 139 4.6.4.Запоминание частоты с помощью линий задержки ..................................................... 140 4.6.5.Режим работы ЛБВ в системе запоминания частоты .................................................. 142 4.6.6.Система запоминания частоты с использованием пространства в качестве задерживающей среды .............................................................................. 142 4.6.7.Цифровые системы запоминания сигнала ................................................................... 142 Глава 5. Помеховое воздействие на каналы сопровождения радиолокационных целей по скорости ............................................................................................................................. 154 5.1. Возможности РЭП каналов селекции целей по скорости ............................................................ 154 5.2. Помехи уводящие по скорости........................................................................................................ 156 5.2.1. Однопрограммная уводящая помеха по скорости ....................................................... 154 5.2.2.Многопрограммная уводящая по скорости помеха ..................................................... 158 5.2.3.Уводящая по скорости помеха с регулируемым уровнем мощности ......................... 159 5.2.4.Уводящая помеха по скорости с перенацеливанием на ложный сигнал ................... 160 5.2.5.Уводящая по скорости помеха наземной командной РЛС .......................................... 161 5.2.6.Узкополосные шумовые помехи со спектром доплеровских частот ........................... 162 5.2.7.Помехи по скорости со свипированием частоты .......................................................... 163 5.2.8. Мерцающие помехи доплеровским РЛС ....................................................................... 164 5.3. Формирователи уводящих и маскирующих помех по скорости ................................................. 165 5.4. Радиоэлектронное подавление двухканальной системы сопровождения, использующей одновременно импульсное и непрерывное излучения ..................................... 170 5.5. Согласование увода по скорости и дальности .............................................................................. 172 Глава 6. Методы и техника создания помех РЛС сопровождения по направлению ..................... 176 6.1. Роль систем сопровождения по направлению и возможности их подавления ........................ 176 6.2. Принципы моноимпульсной радиолокации ................................................................................... 178 6.3. Принцип создания помехи на кроссполяризации и эффект ее действия .................................. 180 6.4. Техника создании помехи на кроссполяризации ......................................................................... 183 6.5. Когерентные помехи, создаваемые из двух разнесенных в пространстве точек.................... 192 6.6. Мерцающие помехи, создаваемые из двух и более точек пространства ................................. 202 6.7. Создание мерцающих помех с помощью передатчиков, перестраиваемых по частоте ........ 205 6.8. Прерывистые помехи ....................................................................................................................... 207 6.9. Помеха на частоте коммутации приемных каналов .................................................................... 208 6.10. Помеха по зеркальному каналу приема ..................................................................................... 209 6.11. Расстроенная по частоте помеха, действующая на скатах полосы пропускания подавляемого приемника ............................................................................................................. 210 6.12. Двухчастотная помеха ................................................................................................................... 211
СОДЕРЖАНИЕ 5 Глава 7. Радиосистемы передачи информации как объекты РЭБ .................................................. 214 7.1. Типы и классы радиосистем передачи информации ................................................................... 214 7.2. Подавление радиолиний связи и командного радиоуправления ............................................... 216 7.3. Станции активных помех радиолиниям командного радиоуправления .................................... 219 7.4. Станции активных помех радиолиниям передачи информации ................................................ 221 7.5. Радиоэлектронное подавление цифровых линий связи и передачи данных ............................ 222 7.6. Имитирующие помехи радиосистемам передачи информации ................................................. 228 7.7. Основные технические характеристики станций помех подавления информационных каналов систем передачи информации ......................................................... 232 Глава 8. Перенацеливающие помехи ................................................................................................. 234 8.1. Принцип создания перенацеливающих помех ............................................................................. 234 8.2. Перенацеливание на облака дипольных отражателей ................................................................ 234 8.2.1.Применение дипольных отражателей для подавления радиолокаторов сопровождения .................................................................................. 235 8.2.2.Создание дипольных помех радиолокаторам сопровождения с импульсным некогерентным излучением ................................................................ 235 8.2.3.Создание дипольных помех радиолокаторам с когерентно-импульсным и непрерывным излучением ......................................................................................... 237 8.2.4.Принципы построения адаптивной системы постановки дипольных помех .............. 243 8.2.5.Защита надводных кораблей от противокорабельных ракет с помощью дипольных отражателей ............................................................................ 244 8.3. Перенацеливание на пассивные ловушки .................................................................................... 246 8.3.1.Переиацеливание на управляемые ловушки ................................................................ 246 8.3.2.Перенацеливание на буксируемые ловушки ................................................................ 248 8.4. Перенацеливание на передатчик помех одноразового действия .............................................. 249 8.5. Перенацеливание на подстилающую поверхность ...................................................................... 253 Глава 9. Радиовзрыватели как объекты РЭБ ..................................................................................... 258 9.1. Принципы работы и построения радиовзрывателей ................................................................... 258 9.2. Радиовзрыватели артиллерийских боеприпасов .......................................................................... 258 9.3. Радиовзрыватели зенитных ракет .................................................................................................. 260 9.4. Основные способы РЭП радиовзрывателей ................................................................................. 262 Глава 10. Передатчики помех ................................................................................................................ 265 10.1. Схемотехнические принципы создания передатчиков ретрансляционных помех ................ 265 10.2. Основные характеристики усилительного тракта ретранслятора ............................................ 265 10.3.Задержка переизлучаемого сигнала в ретрансляторе ............................................................... 271 10.4. Время восстановления импульсного ретранслятора ................................................................ 274 10.5. Временное стробирование ретранслятора для обеспечения развязки ................................. 275 10.6. Упреждающий синхронизирующий импульс .............................................................................. 276 10.7. Канал защиты импульсного ретранслятора от перегрузки ....................................................... 277 10.8. Ретранслятор с ФАР и двумя диаграммообразующими схемами ........................................... 279 10.10. Ретранслятор направленного действия с решеткой Ван-Атта ................................................ 281 10.11. Сравнение характеристик передатчиков генераторного и ретрансляционного типов ...... 282 10.12. Станции активных шумовых помех (САП) ................................................................................. 285 10.13. Прямошумовые помехи ............................................................................................................. 286 10.14. Модуляционные шумовые помехи ........................................................................................... 290 10.15. Ответные непрерывные шумовые помехи (ОНШП) ................................................................ 291 10.16. Ответные импульсные шумовые помехи и методы их создания .......................................... 293 10.17. Ответные шумовые помехи, прицельные по углу .................................................................... 295 Глава 11. Противодействие работе РЭС со сложными сигналами .................................................... 298 11.1. Широкополосные сигналы. Определения и применение ......................................................... 298 11.2. Классы широкополосных сигналов .............................................................................................. 300 11.3. Широкополосные сигналы с ЧМ ................................................................................................... 303 11.4. Расширение спектра за счет бинарной фазовой модуляции ................................................... 303 11.5. Расширение спектра за счет перестройки частоты ................................................................... 307
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ БОРЬБЫ 6 11.6. Сигналы с частотно-фазовой манипуляцией ............................................................................... 309 11.7. Принцип работы РЛС со сложными сигналами .......................................................................... 310 11.8. Работа РЛС с ЛЧМ- и ФКМ-сигналами ......................................................................................... 311 11.9. Общие принципы организации РЭП РЛС со сложными сигналами ......................................... 312 11.10. Сравнение дальности действия РЛС со сложными сигналами и систем РТР ....................... 313 11.11. Приемная аппаратура системы РЭП РЛС со сложными сигналами ...................................... 315 11.12. Метод РЭП РЛС со сжатием импульса, основанный на формировании накрывающих помеховых импульсов ...................................................... 320 11.13. Передатчик ложных целей для РЛС с ЛЧМ ................................................................................ 321 11.14. Передатчик уводящих помех по дальности импульсной РЛС с ЛЧМ ...................................... 322 11.15. Принципы создания помех РЛС с ФКМ-сигналами ................................................................. 324 11.16. Передатчик ложных целей для РЛС с ФКМ-сигналами и быстрой перестройкой по частоте ..................................................................................................................................... 326 11.17. Создание помех РЛС с ФКМ-сигналами путем разрушения фазовой структуры кода ........ 327 11.18. Помеха в виде накрывающего импульса с ложной доплеровской частотой ....................... 328 11.19. Помехи РЛС с быстрой перестройкой рабочей частоты ......................................................... 329 11.20. Генератор ложных целей с использованием набора узкополосных шумов ......................... 332 11.21. Генератор ложных целей с устройством запоминания на основе широкополосного источника радиошума .............................................................. 334 11.22. Передатчик имитационных ответных помех ............................................................................ 334 Глава 12. Эффективность средств и способов РЭБ ........................................................................... 338 12.1. Методы исследования эффективности комплексов РЭБ ........................................................... 338 12.2. Критерии боевой эффективности комплексов РЭБ ................................................................... 340 12.3. Критерии технической эффективности комплексов РЭБ .......................................................... 349 12.4. Информационные критерии оценки качества имитирующих помех ....................................... 352 12.5. Стоимость комплекса РЭБ ............................................................................................................. 357 12.6. Принципы разработки комплексов РЭБ ...................................................................................... 359 12.7. Оптимальная структура комплекса РЭБ самолета при ограничениях на массу .................... 364 12.8. Оценка средств РЭП по критерию "эффективность-стоимость" ................................................ 366 Заключение ............................................................................................................................................... 372 Литература ................................................................................................................................................. 373
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 7 Список сокращений АМ – амплитудная модуляция АПЧ – автоматическая подстройка частоты АРУ – автоматическая регулировка усиления АС – автоматическое сопровождение АСД – автоматическое сопровождение по дальности АСН – автоматическое сопровождение по направлению АСС – автоматическое сопрововдение по скорости АФАР – активная фазированная антенная решетка АФВ – аналоговый фазовращатель АЦП – аналого-цифровой преобразователь БПЛА – беспилотный летательный аппарат БРЛС – бортовая радиолокационная станция БРЭО – бортовое радиоэлектронное оборудование БЧ – боевая часть ВВСТ – вооружение, военная и специальная техника ВИМ – временная импульсная модуляция ВТО – высокоточное оружие ГОН – генератор опорных напряжений ГСН – головка самонаведения ДН – диаграмма направленности ДНА – диаграмма направленности антенны ДПЛА – дистанционно пилотируемый летательный аппарат ДО – дипольные отражатели ДОС диаграммообразующая. схема ЗРК – зенитный ракетный комплекс ЗУ – запоминающее устройство ЗУР – зенитная управляемая ракета ИКО – индикатор кругового обзора ИС – интегральная схема КПД – коэффициент полезного действия
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ БОРЬБЫ 8 КРУ – командная радиолиния управления ЛА – летательный аппарат ЛЗ – линия задержки ЛЦ – ложная цель ЛЧМ – линейная частотная модуляция МНЧ – мгновенное измерение частоты МЛАР – многолучевая антенная решетка ОМП – ортомодовый разделитель поляризации ПВО – противовоздушная оборина ПКР – противокорабельная ракета ПОД – передатчик помех одноразового действия ПРР – противорадиолокационная ракета ПП – постановщик помех ППП – переключатель приемопередачи ПРО – противоракетная оборона ПСП – псевдослучайная последовательность ПХ – пеленгационная характеристика ПЧ – промежуточная частота РВ – радиовзрыватель РЛС – радиолокационная станция РРТР – радио- и радиотехническая разведка РСН – равносигнальное направление РТР – радиотехническая разведка РЭБ – радиоэлектронная борьба РЭП – радиоэлектронное подавление РЭС – радиоэлектронная система СДЦ – селекция движущихся целей СМ – смеситель СП – станция помех УНЧ – усилитель низкой частоты УПЧ – усилитель промежуточной частоты
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 9 ФАР – фазированная антенная решетка ФАПЧ – фазовая автоматическая подстройка частоты ФКМ – фазово-кодовая манипуляция ХИП – хаотическая импульсная помеха ЦАП – цифроаналоговый преобразователь ЦЗС – цифровая запоминающая система ЦУ – центр управления ЧИР – частотно-избирательный разделитель ЧМ – частотная модуляция ШП – шумовая помеха ЭМС – электромагнитная совместимость ЭПР – эффективная поверхность рассеяния
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 10 ВВЕДЕНИЕ Внедрение в начале XX века в вооруженные силы радиоэлектронных средств естественно вызвало конфликтное взаимодействие информационных систем, важной, а вскоре и основной технической основой которых стали радиосистемы. Так возникла техническая проблема разработки и внедрения способов и средств радиоразведки и подавления радиоэлектронных средств помехами. Применение радиопомех потребовало защиты РЭС, т. е. создание средств и методов радиоэлектронной защиты. Вначале из всего многообразия РЭС применялись исключительно средства радиосвязи, прежде всего в военно-морском флоте. Поэтому впервые радиоразведка и радиопомехи были применены в боевых действиях на море экипажами русских военных кораблей. В 1904 году во время русско-японской войны. 15 апреля 1904 г. боевые японские корабли предприняли артиллерийский обстрел внутреннего рейда Порт-Артура и самого города, а разведывательный корабль японцев "Таракаро", стоявший в пределах прямой видимости результатов стрельбы, вел по радиотелеграфу корректировку этой стрельбы. В процессе обстрела работа японского корректировщика огня была подавлена российскими средствами радиопомех. В официальной истории русскояпонской войны этот факт нашел такое отражение: командовавший Российским флотом контр-адмирал Ухтомский приказал броненосцу "Победа" и береговому посту (радиостанции) Золотая гора "перебивать телеграммы (радиограммы) большой искрой, что и исполнено было с большим успехом, так как из японских источников видно, что с трудом удавалось корректировать попадания снарядов с крейсера "Таракаро" [26]. Контр-адмирал Ухтомский в своем докладе командованию писал: "Неприятелем выпущено более 60 снарядов большого калибра. Попаданий в суда не было". Но были и примеры противоположного отношения к РЭБ. Адмирал З. П. Рожественский, командовавший Второй и Третьей Тихоокеанскими эскадрами в Цусимском сражении, запретил использование радиопомех в ситуациях, когда их необходимость была очевидной для многих офицеров российского флота. Сразу после окончания Русско-Японской войны причины и обстоятельства Цусимской трагедии стали предметом особого рассмотрения специальной комиссии под председательством адмирала А. В. Колчака, созданной при Главном морском штабе. Выводы комиссии были совершенно конкретны: "Адмиралу Рожественскому надлежало, как только он был открыт японцами, сделать все возможное, чтобы нарушить радиотелеграфную связь между отрядами противника. Японцы, дабы не упустить нашей эскадры, были принуждены рассеять свои силы по большому пространству, и радиотелеграфная связь являлась существеннейшим элементом их сил. Нарушение этой связи радиостанциями нашей эскадры, шедшей соединено и потому не столь нуждающейся в радиотелеграфе, было тем преимуществом нашей эскадры, которым грех было не воспользоваться. Несколько мощных, умело примененных радиотелеграфных станций на русской эскадре, нарушив связь между отрядами противника, сделали бы больше, чем десяток пушек." [14]. Современная история создания отечественной техники РЭБ начинается с двух крупных событий. Первое – это подписанное И.В. Сталиным Постановление Государственного Комитета Обороны (ГКО) от 16 декабря 1942 г. № ГОКО 2633сс "Об организации в Красной Армии специальной службы по забивке немецких радиостанций, действующих на поле боя" [17]. И второе событие – Постановление ГКО от 7 июля 1943 г. об образовании Совета по радиолокации, в компетенции которого находились вопросы разработки техники радиопротиводействия (РПД). В локальных войнах и конфликтах в Корее, во Вьетнаме и на Ближнем Востоке радиоэлектронная борьба велась всеми видами вооруженных сил воюющих стран, но наиболее интенсивно ВВС и ПВО (достаточно сказать, что в США до 70 % материальных ресурсов, предназначенных для развития и совершенствования РЭБ, поступают в авиацию [14]). Благодаря эффективной РЭБ потери в самолетах снизились в (3…7) раз [14]. Опыт локальных войн свидетельствует: вкладывать деньги в развитие средств РЭБ сегодня очень выгодно.