www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основы радиолокации

Пассивные помехи в радиолокации


отражения от
гидрометеоров
неподвижная
пассивная
помеха
цель

Рисунок 1. Индикатор кругового обзора радиолокатора управления воздушным движением, на котором видны отметки целей и пассивные помехи


отражения от
гидрометеоров
неподвижная
пассивная
помеха
цель

Рисунок 1. Индикатор кругового обзора радиолокатора управления воздушным движением, на котором видны отметки целей и пассивные помехи

Пассивные помехи в радиолокации

Радиолокационные эхо-сигналы порождаются практически всеми поверхностями, на которые попадают излучаемые радиолокаторами электромагнитные волны. Поэтому наряду с эхо-сигналами целей существует множество нежелательных сигналов различного происхождения. В радиолокаторах обнаружения к нежелательным сигналам обычно относят шумы и помехи. Шумы рассматривались нами ранее при изложении основ радиолокации. Помехи подразделяют на активные и пассивные. В контексте данного раздела (когерентная радиолокация) нас будут интересовать, главным образом, пассивные помехи, поскольку именно технология когерентной обработки радиолокационных сигналов дает возможность эффективно бороться с пассивными помехами. На Рисунке 1 показан индикатор радиолокатора, на котором отображаются отметки целей и пассивные помехи различных видов.

В радиолокации пассивными помехами называют сигналы, отраженные от земной поверхности и местных предметов, от морской поверхности, гидрометеорологических образований (так называемых гидрометеоров), птиц и насекомых. Следует отметить, что определение пассивных помех зависит и от назначения радиолокатора. Так, например, сигналы, отраженные от гидрометеоров, не являются помехами для метеорологических радиолокаторов, предназначенных для обнаружения и изучения погодных явлений. Однако, например, для радиолокаторов управления воздушным такие сигналы будут мешающими и подлежат подавлению.

При разработке методов и устройств борьбы с пассивными помехами исходят из предположения, что летательные аппараты, как правило, движутся со скоростями, превышающими скорости перемещения гидрометеоров. Этим же (наличием скорости) летательные аппараты отличаются и от местных предметов, которые вообще являются неподвижными. Таким образом, если радиолокатор способен различать факт движения обнаруженного и его скорость, то это дает возможность не отображать на индикаторе нежелательные сигналы пассивных помех. Входящие в состав радиолокаторов системы, которые обнаруживают и обрабатывают только сигналы от движущихся целей, называют системами селекции движущихся целей, СДЦ (англ. Moving Target Indicators, MTI).

Пассивные помехи подразделяют следующим образом:

Пассивные помехи могут быть флюктуирующими и не флюктуирующими. Отражения от земной померхности и от местных предметов, как правило, являются не флюктуирующими, поскольку физические свойства таких объектов статичны. В отличие от них, отражения от гидрометеоров, движущихся под воздействием ветра, считают флюктуирующими.

Пассивную помеху считают однородной, если плотность всех откликов одинакова. Большинство протяженных и объемных помех рассматривают на основе такой модели, однако на практике такое упрощение не всегда корректно. Неоднородными пассивными помехами называют такие помехи, амплитуда которых существенно меняется от ячейки к ячейке. Такие помехи обычно порождаются высокими зданиями в районах плотной застройки.

Морские помехи

Рисунок 2. Морская помеха на индикаторе кругового обзора

Sea-Clutter: eine starke örtliche Rose um das Schiffsradar herum. Zwei schmale dunkle Sektoren (etwa 1 Uhr und 7 Uhr), deren Seitenwinkel senkrecht zur Windrichtung (etwa aus Nord-Ost) stehen, sind störunsfrei: Hier haben die Störungen keine Radialgeschwindigkeit!

Рисунок 2. Морская помеха на индикаторе кругового обзора

Морские помехи — это мешающие отражения от гребней морских волн. Такие помехи также имеют допплеровскую добавку, вызванную влиянием ветра. Это означает, что картина отражения от морской поверхности со временем «уходит», тогда как в случае пассивных помех от земной поверхности она остается постоянной. Поэтому на практике подавление морских помех будет сопровождаться некоторыми потерями в качестве обнаружения целей.

Пример морской помехи можно видеть на Рисунке 2. В данном случае ветер дует в направлении около 310° (северо-восток) или с противоположного направления (к сожалению, по индикатору кругового обзора невозможно определить положительный или отрицательный знак имеет допплеровский сдвиг частоты).

А вот область, в которой радиальная скорость волн достаточно мала, хорошо «очищается» от пасивных помех системой селекции движущихся целей.

Карта помех

Данный метод сохранился со времен аналоговых радиолокаторв, когда все функции радиолокатора выполнялись оператором по картинке, отображаемой на экране индикатора кругового обзора. В настоящее время этот метод используется только в случаях, когда все другие устройства СДЦ вышли из строя: оператор запоминает конфигурацию (карту) пассивных помех вокруг радиолокатора, чтобы обнаруживать цель на их фоне.

Статистический метод с картой помех

С появлением возможности использования компьютеров для обработки радиолокационных сигналов метод, основанный на использовании карты помех получил дальнейшее развитие. Значения оцифрованного сигнала хранятся в виде чисел (слов данных) для каждого азимутального направления и для каждой ячейки дальности. Данные числа сравниваются между собой в каждом обзоре. Информация в ячейке выводится на отображение только если число в ней существенно изменилось.