Математика

Неотражающие структуры могут быть построены на базе антенных решеток, конструкций с большим числом дифракционных элементов и неотражающих проводящих поверхностей сложной формы. Они формируют диаграмму переизлучения с минимумом в направлении приема.

Здания можно маскировать, покрывая стены пористым бетоном с примесью графита или многослойными материалами, имеющими поры и зерна различной величины. Размеры зерен постепенно уменьшаются от 20 до 1,0мм.

Поглощающие материалы для маскировки наземных объектов выполняются в виде волосяных, резиновых матов, пропитанных особыми смолами, содержащими каучук и сажу. Подобные маты толщиной в 40-50мм способны уменьшать мощность отраженного сигнала в 20-50 раз.

Форма внешней поверхности поглощающего покрытия так же должна обеспечивать плавность изменения его структуры от внешней границы к внутренней. Для уменьшения интенсивности отражения внешнюю поверхность покрытия часто выполняют в виде шипов, имеющих форму конуса или пирамиды.

Поглощающие покрытия подразделяют на узкодиапазонные и широкодиапазонные.

Рабочий диапазон частот узкодиапазонных поглощающих покрытий не превышает 5% резонансной частоты поглощения. Коэффициент отражения зависит так же от угла падения радиоволн на поглощающий материал. Он быстро увеличивается до единицы при углах падения радиоволн более 60-70^о.

Широкодиапазонное поглощающее покрытие представляет собой слой проводящего диэлектрика, наложенного на защищаемую металлическую поверхность. Его толщина на много больше длины волны в материале поглощающего слоя, поэтому падающая волна теряет значительную часть энергии прежде, чем успеет отразиться от металлической поверхности. Отраженная от этой поверхности радиоволна также сильно ослабляется, распространяясь в обратном направлении в поглощающем материале. Обычно, широкодиапазонные поглощающие покрытия выполняются в виде многослойных диэлектриков, проводимость которых увеличивается с приближением к металлической поверхности. Обычно радиопоглощающие материалы отражают около одного процента падающей на них энергии. Доля отраженной энергии зависит от угла падения.

Неотражающие структуры

Примером простейшего неотражающего устройства может служить противорадиолокационный экран из проводящего материала, установленный наклонно к направлению прихода радиоволн. Максимум переизлучаемой энергии электромагнитных волн находится под углом, сопряженным с углом падения, а в сторону источника имеет место лишь незначительное излучение за счет дифракционных явлений второго и более высоких порядков.

Ложные цели и радиолокационные ловушки

Одной из задач радиоэлектронного подавления является внесение ложной информации в системы управления войсками и оружием ПВО и ВВС противника. Эта задача, в частности, может быть решена применением ложных целей, устанавливаемых на земле, а также ложных целей и ловушек, запускаемых с летательных аппаратов или земли.

Ложные цели представляют собой устройства, имитирующие реальные цели в различных диапазонах электромагнитных волн. В соответствии с этим, они могут быть радиолокационными и тепловыми. Применяются ложные цели в основном для радиоэлектронного подавления радиоэлектронных средств разведки и целеуказания (РЛС обнаружения целей, средств телевизионной, инфракрасной и других видов разведки). С помощью ложных целей на экранах индикаторов РЛС разведки и целеуказания создаются отметки, подобные отметкам от реальных целей. Эти отметки усложняют радиоэлектронную обстановку, перегружают работу операторов и ЗВМ систем целераспределения, увеличивают время на опознавание истинных целей, отвлекают на себя активные средства Сил воздушной обороны.

Ложные цели могут быть воздушными, наземными (морскими) и космическими. По конструкции такие ложные цели подобны небольшим самолетам или ракетам, полет которых после пуска может осуществляться автономно по программе или по командам с пункта управления.

Применение ложных целей эффективно в том случае, если их статистические характеристики совпадают с соответствующими характеристиками полезного сигнала.

Для увеличения ЭПР ложных радиолокационных целей используются пассивные переизлучатели электромагнитной энергии(уголковые и линзовые отражатели, переизлучающие решетки) и активные усилители-ретрансляторы. Эти переизлучатели используются также в качестве ложных наземных и морских объектов.

Как показал опыт локальных войн и военных конфликтов, ложные цели весьма эффективно применялись для скрытия от разведки радиоэлектронными средствами противника военных и промышленных объектов, самолетов, кораблей, бронетанковой техники, пусковых установок ракет, заводов, мостов, военно-морских баз и др. Применение ложных целей в сочетании со снижением радиолокационной, тепловой и оптической заметности объектов может затруднить противнику обнаруживать с помощью РЭС и поражать важнейшие военные объекты и технику.

В настоящее время на вооружении ВВС США находятся следующие ложные воздушные радиолокационные цели: «Файроби-20», SCAD, «Грин-Квейл», «Макси-Декой» -1,-2, «Пропеллд-Декой». В Англии разработана воздушная ложная цель «Растон ЛЛ», оборудованная отражателями злектромагнитных волн в радио-, инфракрасном и видимом диапазонах волн.

Ложная цель «Файроби-20» предназначена для отвлечения на себя противосамолетных ракет. Она может запускаться с самолетов или наземных пусковых установок. На экранах индикаторов РЛС она создает отметку цели как бомбардировщик. В ее носовой части установлен усилитель-ретранслятор на ЛБВ, а в хвостовой части-линза Люнеберга. Масса ложной цели около 1000кг, длина 7м. размах крыльев 3,9м. Скорость полета-близка к звуковой.

Ложная цель «Грин-Квейл», управляемая автопилотом, снабжена двигателем и усилителями-ретрансляторами.

На ложной цели SCAD установлены уголковые отражатели и передатчики шумовых и ответных импульсных помех. Эти ложные цели имеют такую же ЭПР, как стратегический бомбардировщик, и дозвуковую скорость полета. Их носителями являются самолеты В-52 (до 20 шт.), В-1(до 30шт) и F-111. Длина ложной цели 4,3м, диаметр 53 см, масса около 800 кг, дальность действия 1600 км, скорость полета дозвуковая.

Ложные радиолокационные цели могут бать созданы также в результате ионизации локальных областей пространства при распылении или сжигании в атмосфере легких металлов (цезия, натрия).

Для дезинформации оптико-злектронных средств разведки (тепловых, телевизионных и др.) могут использоваться ложные тепловые и световые цели. В качестве таких целей находят применение источники теплового излучения, надувные макеты и специальные отражатели света. Ложными тепловыми целями могут быть осветительные бомбы и ракеты, пиропатроны, специальные передатчики, излучающие сигналы, совпадающие по спектру и мощности с сигналами, излучаемыми реальными целями.

Ловушка представляет собой техническое средство, имитирующее объект (цель) для РЛС управления (наведения) оружия противника. Они обеспечивают переключение (перенацеливание) системы управления оружием с истинной цели на ловушку. Как и ложные цели они могут быть радиолокационными и тепловыми.

Радиолокационные ловушки предназначены для переключения систем автосопровождения цели РЛС или РГС на себя. Для этого ЭПР ловушки должна превышать ЭПР истинной цели. Кроме того, сигнал, порождаемый ловушкой, по своим характеристикам должен имитировать сигнал, поступающий от реальной цели, с учетом ее скорости и ускорения полета.

По способу применения ловушки могут быть управляемыми, буксируемыми и сбрасываемыми.

Управляемые ловушки подобны управляемым ложным целям и представляют собой ракеты, на которых устанавливаются активные или пассивные переизлучатели электромагнитной энергии.

В качестве буксируемых радиолокационных ловушек могут использоваться металлические сети, пассивные или активные переизлучатели электромагнитной энергии. Ловушка может выполнять свою роль, если она не выделяется на экране РЛС по угловым координатам.

Сбрасываемые ловушки не имеют двигателей и представляют собой активные и пассивные переизлучатели электромагнитной энергии. Самолеты, корабли. Ракеты могут применять сбрасываемые ловушки в виде уголковых и дипольных отражателей, ИК- пиропатронов, торпед и других устройств.

На некоторых радиолокационных ловушках устанавливаются вращающиеся уголковые отражатели для нарушения работы РЛС с коническим сканированием диаграммы направленности антенны. При вращении отражателей осуществляется амплитудная модуляция отраженного сигнала с частотой сканирования и увод антенны РЛС в сторону от направления на цель. Применение радиолокационной ловушки будет эффективным, если в начальный момент времени после ее пуска (сброса) прикрываемый самолет и ловушка не разрешаются по угловым координатам, дальности и скорости. Скорость удаления ловушки от самолета должна быть такой, чтобы обеспечивался увод следящих стробов системы АСД (АСС), а затем и систем АСН на себя.

Для оптико-электронного подавления оптико-электронных средств применяются тепловые (пиропатроны, противоинфракрасные снаряды и др.) и оптические ловушки (макеты объектов), предназначенные для отвлечения на себя ракет, авиационных бомб с оптико-электронными системами самонаведения. Для подавления тепловой головки самонаведения ракеты тепловая ловушка в начальный момент времени должна находиться в угле ее зрения вместе с прикрываемым самолетом

УГОЛКОВЫЕ И ЛИНЗОВЫЕ ОТРАЖАТЕЛИ

Радиолокационная контрастность окружающего объект фона может быть увеличена путем применения дипольных отражателей, уголковых и линзовых отражателей (пассивные переизлучатели), а также активных усилителей–ретрансляторов.

Для увеличения эффективной площади рассеяния объектов (подстилающей поверхности) могут применяться различные пассивные направленные переизлучатели электромагнитной энергии. К таким переизлучателям относятся: уголковые отражатели, линзы Люнеберга и антенные решетки Ван-Атта.

Уголковые отражатель представляет собой жесткую конструкцию из двух или трех взаимно перпендикулярных металлических граней (различной формы). В зависимости от формы они могут быть треугольными, прямоугольными, секторными (рис.4). Важнейшим свойством уголковых отражателей является то, что значительная доля электромагнитной энергии. падающей на них с любого направления в пределах внутреннего угла, отражается обратно, в сторону облучающей РЛС. Благодаря этому уголковые отражатели даже небольших размеров обладают значительными ЭПР.

Рис. 4. Уголковые отражатели:

а)–с треугольными гранями; б)–с секторными параметрами; в).с квадратными гранями.

Простейший уголковый отражатель представляет собой двугранный угол (Рис. 5, а). Наибольшее отражение в нем происходит в том случае, когда электромагнитные волны падают параллельно биссектрисе угла отражателя. Интенсивность рассеяния волн можно изменить в некоторых пределах вращения отражателя в одной из плоскостей. Особенность двугранного уголкового отражателя состоит в том, что он рассеивает основную часть энергии в сторону источника облучения в том случае, если она приходит с направления, перпендикулярного ребру.

Для треугольных, квадратных и секторных уголковых отражателей максимальные ЭПР соответственно будут

_=; ; , ,

где a -длина ребра отражателя.

Максимальная ЭПР уголкового отражателя возрастает при увеличении размера его граней а и уменьшении длины падающей волны. Например, при длине ребра 0,5м отражателя с треугольными гранями его максимальная ЭПР для l=10см составляет s_тр =25м², на волне l=3см имеет s_тр= 290м². При одинаковой длине ребра максимальная ЭПР отражателя с квадратными гранями примерно в 10 раз больше, чем с треугольными гранями.

Наибольшая интенсивность отражения радиоволн получается, когда грани уголка строго взаимно перпендикулярны. Уголковые отражатели должны изготавливаться весьма тщательно и требуют осторожного обращения, так как отклонение от прямого углавсего лишь на 1 град. уменьшает ЭПР на несколько десятков раз.

Ширина основного лепестка диаграммы переизлучения уголковых отражателей на уровне половинной мощности составляет около 20^о. В целях увеличения сектора переизлучения применяют группы уголковых отражателей, по–разному ориентированных в пространстве. Внешний вид одного из образцов такой группы показан на рис.5.

Рис. 5. Конструкция из уголковых отражателей с квадратными гранями.

Такая конструкция позволяет получить достаточно равномерную круговую диаграмму переизлучения. Уже четыре уголковых отражателя создают многолепестковую диаграмму.

Одним из основных недостатков уголковых отражателей является сравнительно малая ширина диаграммы переизлучения.

Более широкой диаграммой переизлучения обладают линзы Люнеберга при относительно малых габаритах. Линзы Люнеберга могут быть выполнены в различных вариантах (Рис.6) и позволяют сформировать те или иные диаграммы переизлучения.

Рис.6. Некоторые типы линз Люнеберга

Вследствие потерь в диэлектрическом материале ЭПР линзы практически получается несколько меньше расчетной. Несмотря на небольшие размеры, линзовые отражатели имеют значительные ЭПР. Так, линза диаметром 60см и массой 40кг имеет на l=10см ЭПР s> 150м² , на l= 3см ЭПР s>1000м² , а на l=1,5см, ЭПР s»7200м² .

Линзы Люнеберга, обеспечивая рассеяние энергии радиоволн в ограниченных направлениях, имеют довольно большую массу. Поэтому для рассеяния радиоволн при их приходе со всех направлений применяют всенаправленные по азимуту линзовые отражатели. В этом случае они представляют собой сферу с отражающим металлическим кольцом (рис.7). Изменяя положение и ширину кольца, можно формировать различные диаграммы отражения (рассеяния) линзовых отражателей.

Рис.7. Линза Люнеберга с металлическим кольцом (а) и ее диаграмма направленности (б)

На базе линзы Люнеберга разработано несколько вариантов линзовых отражателей, позволяющих сформировать те или иные диаграммы переизлучения (рассеяния).

Для увеличения ЭПР объектов могут использоваться антенные решетки Ван-Атта. Они состоят из полуволновых диполей, удаленных от проводящей поверхности на расстояние l /4 (рис.8).

Рис.8. Ответчик Ван-Атта

Пары диполей расположены симметрично относительно центра пластины (металлизированного экрана). Электрические длины коаксиальных кабелей, соединяющих симметричные диполи, одинаковы. Благодаря этому обеспечивается отражение радиоволн в обратном направлении. Падающая и отраженные волны проходят одинаковый путь. Поэтому максимум диаграммы направленности вторичного излучения совпадает с направлением прихода радиоволн.

На рис.8 изображена линейная решетка, состоящая из трех полуволновых вибраторов, соединенных коаксиальными кабелями равной длины.

Эффективными средствами радиоэлектронной борьбы являются ложные цели и ловушки, применяемые для имитации различных реальных объектов, перегрузки разведывательных радиоэлектронных средств или отвлечения на себя самонаводящегося оружия.

в формулах и таблицах

Дата добавления: 2014-10-22