УДК 621.396.96(075.8) ББК 32.95 К92 Р е ц е н з е н т ы: зав. кафедрой радиосистем передачи информации и радиоуправления Московского авиационного института (государственного технического университета), д-р техн. наук, проф. Р.Б. Мазепа; ученый секретарь секции «Инженерные проблемы стабильности и конверсии» Российской инженерной академии, д-р техн. наук, проф. В.Л. Лукин; директор НИИ радиоэлектронной техники МГТУ им. Н.Э. Баумана, канд. техн. наук Г.П. Слукин К92 Куприянов А. И. Теоретические основы радиоэлектронной разведки : учеб. пособие / А. И. Куприянов, П. Б. Петренко, М. П. Сычев. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. — 381, [1] с. : ил. ISBN 978-5-7038-3325-4 Изложены основные технические принципы построения средств радио-, радиотехнической и радиолокационной разведки, проанализированы методы проведения измерений, а также потенциальные характеристики качества этих средств. Для студентов старших курсов и аспирантов радиотехнических специальностей вузов. УДК 621.396.96(075.8) ББК 32.95 ISBN 978-5-7038-3325-4 © Куприянов А.И., Петренко П.Б., Сычев М.П., 2010 © Оформление. Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010 ВВЕДЕНИЕ В учебном пособии рассмотрены теоретические основы радиоэлектронной разведки, а также основные классы радиоэлектронных систем (РЭС), используемых средствами технической разведки для извлечения информации в процессе и в результате анализа электромагнитных полей радиодиапазона. При этом принято традиционное деление радиоэлектронной разведки на радиоразведку, радиотехническую разведку (РТР) и радиолокационную разведку (РЛР). Поскольку задачи, решаемые радиоразведкой и РТР, обладают большим сходством, они рассмотрены с единых позиций и точек зрения. В частности, это относится к методам поиска радиосигналов по частоте и по направлению. Средства радиоразведки перехватывают сигналы систем передачи информации (связи и передачи данных) и извлекают переносимую этими сигналами информацию. Средства РТР, обрабатывая принятые излучения радиоэлектронных средств, определяют пространственно-временные параметры их сигналов. В РЛР для получения информации используется эффект рассеяния (отражения) электромагнитных волн радиолокационными целями. В пособии рассмотрены также методы радиоэлектронного противодействия техническим средствам радиоэлектронной разведки. Особое место в пособии отводится методам измерения параметров сигналов средствами радио- и радиотехнической разведки (РРТР), а также причинам возникновения погрешностей измерений. Специфика методов определения частоты средствами РРТР обусловлена, с одной стороны, ограниченностью времени разведки, а с другой стороны — широким диапазоном частот, в котором ведется разведка. При изучении информационных возможностей систем РРТР описаны фильтровые, дискриминаторные, корреляционные (интерференционные) и цифровые методы измерения частоты. 4 Введение В пособии рассмотрено решение задач построения поисковой аппаратуры, синтеза алгоритмов сканирования поискового пространства и процедур обнаружения полезных сигналов на фоне помех. Также выполнен анализ характеристик качества обнаружения сигнала, в том числе в условиях неопределенности параметров сложной помеховой обстановки. При описании методов определения угловых координат объектов разведки подробно рассмотрены пеленгаторы и радиосистемы углового сопровождения. Все пеленгаторы являются радиотехническими измерителями угловых координат объектов, а радиосистемы углового сопровождения отождествляют направление прихода сигнала с направлением нормали к фронту волны, созданной источником излучения. Показано, что различие методов пеленгации и типов пеленгаторов сводится именно к техническим особенностям построения ориентации этой нормали. В пособии представлен большой раздел, относящийся к методам РЛР, которые базируются на теоретических основах радиолокации и позволяют обеспечить обнаружение искусственных и природных объектов, проведение их идентификации, определение координат и параметров их движения. Особое внимание к РЛР обусловлено объективными преимуществами ее средств: их способностью функционировать независимо от времени суток и погоды, обеспечивать большую дальность действия, высокую точность и разрешающую способность по дальности и угловым координатам. Рассмотрены особенности ведения РЛР в условиях неопределенности. Обычно результаты РЛР обусловливаются полнотой и достоверностью измерительной информации и зависят от времени радиолокационного наблюдения, погрешностей измерений и обработки информации. В этом случае под неопределенностью понимают ситуацию, когда информация о возможных состояниях измерительной системы и внешней среды полностью или частично отсутствует либо когда в системе возможны непредсказуемые события. Вследствие этого неопределенность сопряжена с риском получения недостоверных оценок вычисляемых характеристик, риском планирования и, как следствие, риском принятия ошибочного решения. В пособии рассмотрены методы повышения точности радиолокационных измерений на основе компенсации нестабильности Введение 5 параметров измерительных каналов, обусловленных воздействием совокупности дестабилизирующих факторов, в том числе дальномерного шума цели. Изложен метод повышения точности измерений, основанный на использовании структурной избыточности в измерительной системе (которая создается с помощью дополнительных измерительных каналов со вспомогательными нелинейными либо нестационарными системами). Рассмотрен модифицированный метод вспомогательных систем, применяемых для идентификации параметров расширенного вектора состояния измерительных каналов РЛС. Для повышения достоверности решения задачи идентификации параметров движения радиолокационных целей при аномальных измерениях предложено использовать метод нелинейной фильтрации и модели временных рядов, составленных из массива измеренных значений амплитуд отраженных сигналов. Рассмотрен метод параметрического оценивания функций распределения амплитуд отраженных сигналов при ограниченном объеме измерений и отсутствии априорной информации о виде теоретического распределения. Актуальность этой задачи обусловлена тем, что при ограниченном объеме измерений применение методов, основанных на группировке наблюдений, не позволяет достичь заданной точности и достоверности оценок функций распределения. В пособии представлен метод вычисления статистически устойчивых, обладающих высоким разрешением спектральных оценок нестационарных реализаций сигналов. Метод заключается в разделении исходной реализации на квазистационарные интервалы, выборе оптимального перекрытия интервалов и последующем усреднении частных периодограмм. В пособии рассмотрены методы пассивной радиотеплолокации (РТЛ), при которой обнаружение объектов происходит вследствие приема их естественного радиотеплового излучения в диапазонах радиоволн. При этом используется тот факт, что интенсивность радиотеплового излучения зависит от температуры объекта, а прием радиотепловых сигналов позволяет определять эти параметры на основе анализа создаваемого объектом радиотеплового излучения. Показано, что специфические особенности РТЛ позволяют при любой погоде обнаруживать источники тепловой энергии и без непосредственного контакта измерять распределения температуры 6 Введение объектов с учетом того, что информационные возможности РТЛ сочетаются с абсолютной скрытностью. В заключительной главе рассмотрены методы противорадиолокационной маскировки и снижения радиолокационной заметности. Показано, что применение радиопоглощающих материалов и противорадиолокационных покрытий представляет собой мощный резерв для снижения радиолокационной заметности за счет уменьшения эффективной поверхности рассеяния. Вместе с тем для изменения наблюдаемости объектов разведки можно использовать методы и средства воздействия на среду распространения сигнала. Арсенал методов и средств модификации среды распространения сигналов постоянно пополняется как благодаря использованию новых физических эффектов, так и в результате совершенствования способов применения известных механизмов рефракции, поглощения, отражения, рассеяния сигнала в среде. Однако следует учитывать, что самое значительное снижение радиолокационной заметности происходит тогда, когда упомянутые методы применяются в комплексе, обеспечивая при этом больший эффект, чем сумма возможных эффектов от применения каждого конкретного метода отдельно. Технический прогресс в области элементной базы радиоэлектронных систем, совершенствование алгоритмического и программного обеспечения, процессов обработки информации, развитие сетей передачи данных отразились на современном состоянии средств РТР, которые постоянно и непрерывно развиваются и совершенствуются. Повышается их точность и оперативность, расширяются их возможности. Указанные аспекты нашли отражение в данном пособии. Авторы выражают признательность рецензентам за полезные замечания и многочисленные советы, которые были учтены при работе над пособием. СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ АКФ — автокорреляционная функция АМ — амплитудная модуляция АРПСС — авторегрессионный процесс проинтегрированного скользящего среднего АРСС — авторегрессионный процесс скользящего среднего АРУ — автоматическая регулировка усиления АЦП — аналого-цифровое преобразование БМ — балансная модуляция БПФ — быстрое преобразование Фурье ВС — вспомогательная система ГОН — генератор опорного напряжения ДКС — дискретно-кодированные сигналы ДКФ — двумерная корреляционная функция ДН — диаграмма неопределенности ДНА — диаграмма направленности антенны ДО — дипольный отражатель ДОР — диаграмма обратного рассеяния ДОС — диаграммообразующая схема ДПЛА — дистанционно пилотируемый летательный аппарат ДПФ — дискретное преобразование Фурье ДРЛО — комплекс дальнего радиолокационного обнаружения ЗГ РЛС — загоризонтная радиолокационная система ИВК — импульсно-временной код ИСЗ — искусственный спутник Земли ИФД — импульсно-фазовый детектор КИМ — кодово-импульсная модуляция ЛА — летательный аппарат ЛЗ — линия задержки 8 Список сокращений ЛЦ ЛЧМ-сигнал МВС ОБП ПГ РЛДН РЛК РЛР РЛС РЛХ РРТР РСН РТЛ РТР РЭБ РЭП РЭС СА СДЦ СП СПД УЛЗ УПЧ УЭ ФАПЧ ФАР ФКМ ФМ ФМС ФН ЗС ФР ФРМ ФЧХ ЧМ ЧПИ ЭМС ЭПР — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — ложная цель линейно-частотно-модулированный сигнал метод вспомогательных систем амплитудная модуляция с одной боковой полосой перестраиваемый генератор комплекс радиолокационного дозора и наблюдения радиолокационный измерительный канал радиолокационная разведка радиолокационная система радиолокационные характеристики радио- и радиотехническая разведка равносигнальное направление радиотеплолокация радиотехническая разведка радиоэлектронная борьба радиоэлектронное противодействие радиоэлектронные системы синтезированная апертура селекция движущихся целей случайный процесс система передачи данных ультразвуковая линия задержки на поверхностных акустических волнах усилитель промежуточной частоты управляющий элемент фазовая автоподстройка частоты фазированная антенная решетка фазокодовая модуляция фазовая модуляция фазометрические системы функция неопределенности зондирующего сигнала функция распределения фазоразностная модуляция фазочастотная характеристика частотная модуляция частота повторения импульсов электромагнитная совместимость эффективная площадь рассеяния 1. РАДИОРАЗВЕДКА И РАДИОТЕХНИЧЕСКАЯ РАЗВЕДКА 1.1. Принципы работы технических средств радиоэлектронной разведки Принято считать, что радиоразведка добывает сведения о противнике путем поиска, обнаружения, пеленгования излучений его радиосредств и перехвата сообщений, циркулирующих в радиоканалах и сетях передачи данных [1]. Радиотехническая разведка (РТР) получает сведения о пространственно-временных параметрах сигналов радиоэлектронных систем (РЭС) противника и на основании анализа этих параметров определяет тип и назначение РЭС [1]. Поскольку задачи, решаемые радиоразведкой и РТР, имеют больше сходства, чем различий, удобнее рассматривать физические и технические принципы построения и функционирования средств радио- и радиотехнической разведки (РРТР) с единых позиций и точек зрения. Деление радиоэлектронной разведки в радиодиапазоне на радиоразведку и радиотехническую разведку не является единственно возможным. По другим системам классификации различают стратегическую, тактическую РРТР и РТР непосредственной поддержки радиоэлектронной борьбы (РЭБ). Подробное обсуждение этих и других классификационных признаков систем и средств РРТР можно найти в [2 – 6], а также в других источниках, специально посвященных не созданию, а использованию технических средств разведки. Классификация признаков методов и средств РРТР показана на рис. 1.1. С техническими проблемами, возникающими при создании и использовании средств разведки, тесно связаны проблемы проектирования и эксплуатации радиоэлектронных средств и систем 2. РАДИОЛОКАЦИОННАЯ РАЗВЕДКА 2.1. Технические основы РЛР 2.1.1. Задачи и организация РЛР Радиолокация — мощное средство, расширяющее возможности человека по обнаружению различных искусственных и природных объектов, их идентификации (соотнесение с определенным классом объектов), определению координат и параметров движения. Для решения этих и некоторых других задач в радиолокации используется созданное и специальным образом организованное электромагнитное поле радиодиапазона. Ближайшим аналогом и конкурентом радиолокационных разведывательных средств при выполнении функций технических средств разведки является оптическая и оптоэлектронная техника. Но преимущество радиолокационных средств по сравнению с оптическими и инфракрасными средствами состоит в том, что они могут работать независимо от времени суток и погоды (в темноте, сквозь облака, дождь и снег), обладают большей дальностью, высокой точностью и разрешающей способностью [14 – 16]. Появление и развитие радиолокации — важный аспект научнотехнической революции XX в. Военная техника, в которой были реализованы принципы и возможности радиолокации, появилась перед самым началом Второй мировой войны. С этого времени начался быстрый и непрерывный прогресс радиолокационных систем и средств в различных областях, требующих применения дистанционных методов извлечения информации. Заметное место среди этих областей занимают области, традиционно относящиеся к сфере технической разведки. Ко времени зарождения радиолокации относится и появление термина «радар», образованного как аббревиатура английского выражения “Radio Detection and Rang- 3. ПРОТИВОРАДИОЛОКАЦИОННАЯ МАСКИРОВКА 3.1. Уменьшение радиолокационной заметности 3.1.1. Заметность объектов РЛР В главе 1 уже указывалось на то, что заметность объектов для средств радиолокационной разведки принято оценивать значением ЭПР [2]: σ0 = ξРотр П1 = ξD(α, β) Ррас П1 = Sр.ц D(α, β)ξ, (3.1) где ξ ∈ [0; 1] — коэффициент деполяризации рассеянного целью поля (ξ); Ротр — мощность отраженного радиолокационной целью сигнала; П1 — плотность потока мощности радиолокационного сигнала в окрестности точки расположения цели; D(α, β) — функция диаграммы обратного рассеяния (ДОР) цели в направлении на радиолокатор; Sр.ц — полная площадь рассеяния цели. Физически ЭПР представляет собой размерный коэффициент пропорциональности между мощностью отраженного радиолокационной целью сигнала и плотностью потока мощности электромагнитного поля, созданного антенной радиолокатора в окрестности точки расположения цели. Очевидно, что σ0 измеряется в кубических метрах и зависит от формы, размеров и электрических свойств материала поверхности цели. Объекты радиолокационной разведки — радиолокационные цели — имеют весьма сложную форму и рассеивают электромагнитные волны не изотропно. Значения ЭПР для каждого конкретного направления (α, β) могут сильно различаться. Поэтому обычно ЭПР представляют в виде произведения [5]: σ0 = σ0 max D (α, β), (3.2) ЛИТЕРАТУРА 1. Военный энциклопедический словарь. М.: Воениздат, 1986. 2. Бакулев П.А., Сосновский А.А. Радиолокационные и радионавигационные системы: учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1994. 3. Меньшаков Ю.К. Защита объектов и информации от технических средств разведки. М.: Изд-во РГГУ, 2002. 4. Радиолокационные станции воздушной разведки / под ред. Г.С. Кондратенкова. М.: Воениздат, 1983. 5. Цветнов В.В., Демин В.П., Куприянов А.И. Радиоэлектронная борьба: радиоразведка и радиопротиводействие. М.: Изд-во МАИ, 1998. 6. Цветнов В.В., Демин В.П., Куприянов А.И. Радиоэлектронная борьба: радиомаскировка и помехозащита. М.: Изд-во МАИ, 1999. 7. Вакин С.А., Шустов Л.Н. Основы радиоэлектронной борьбы: учеб. пособие. Ч. 1. М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1998. 8. Цифровые радиоприемные системы: Справочник / под ред. М.И. Жодзижского. М.: Радио и связь, 1990. 9. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. М.: Радио и связь, 1982. 10. Хореев А.А. Технические средства и способы промышленного шпионажа. М.: ЗАО Концерн «Дальснаб», 1997. 11. Березин Л.B., Вейцель В.А. Теория и проектирование радиосистем: учеб. пособие для вузов. М.: Сов. радио, 1977. 12. Покровский Н.Б. Расчет и измерение разборчивости речи. М.: Связьиздат, 1962. 13. Основы радиоуправления / П.А. Агаджанов, В.А. Вейтцель, С.А. Волковский и др. М.: Радио и связь, 1995. 14. Теоретические основы радиолокации / под ред. В.Е. Дулевича. М.: Сов. радио, 1978. 15. Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации. М.: Сов. радио, 1970. 376 Литература 16. Сосулин Ю.Г. Теоретические основы радиолокации и радионавигации. М.: Радио и связь, 1992. 17. Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны. М.: Радио и связь, 1988. 18. Стадник А.М., Ермаков Г.В. Искажение СШП электромагнитных импульсов в атмосфере Земли // РТиЭ. 1995. Т. 40. Вып. 7. 19. Уфимцев П.Я. Метод краевых волн в физической теории дифракции. М.: Сов. радио, 1962. 20. Боровиков В.А., Кинбер Б.Е. Геометрическая теория дифракции. М.: Связь, 1978. 21. Keller J.B. Gtometrical theory of diffraction // Opt. Sec. Am. 1962. V. 52. N 2. 22. Кобак В.О. Радиолокационные отражатели. М.: Сов. радио, 1975. 23. The scattering of electromagnetic waves by conducting spheres and discs / J.S. Hey, G.S. Steward, J.J. Pinson, P.E.W. Prince // Proc. Phys. Soc. B. 1956. V. 69. 24. Отражательная способность радиолокационных целей // ТИИЭР. 1965. Т. 53. № 8. 25. Гринберг Г.А., Пименов Ю.В. К вопросу о дифракции ЭМВ на бесконечно тонких идеально проводящих экранах // ЖТФ. 1957. Т. 27. № 27. 26. Ross R.A. Scatteriry by finite cylinder // Proc. IEEE. 1967. V. 114. N 7. 27. Хенл Х., Мауэ А., Вестпфаль К.Т. Теория дифракции: пер. с англ. М.: Мир, 1964. 28. Гольдштейн Л.Д., Зернов Н.В. Электромагнитные поля и волны, М.: Сов. радио, 1971. 29. De Lano R.N. A Teory of Target Glint or Angular Scintillation in Radar Tracking // Propc. IRE. 1953. V. 41. N 4. 30. Штагер Е.А. Рассеяние радиоволн на телах сложной формы. М.: Радио и связь, 1986. 31. Борзов А.Б., Быстров Р.П., Соколов А.В. Анализ радиолокационных характеристик объектов сложной пространственной конфигурации: Лекция для студентов физич. факультета МГУ. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1998. 32. Космические траекторные измерения / под ред. П.А. Агаджанова, В.Е. Дулевича, А.А. Коростелева. М.: Сов. радио, 1970. 33. Петренко П.Б., Бонч-Бруевич А.М. Моделирование и оценка ионосферных искажений широкополосных радиосигналов в локации и связи // Вопросы защиты информации. 2007. № 3. 34. Васин В.В., Степанов Б.М. Справочник-задачник по радиолокации. М.: Сов. радио, 1977. Литература 377 35. Алтунин А.Е., Семухин М.В. Модели и алгоритмы принятия решения в нечетких условиях. Тюмень: Тюменский гос. ун-т, 2000. 36. Newell A. Heuristic Programming: Ill Structured Problem // Progress in Operation Pexarch. V. 3. New York: New Yorks Weley and Sons, 1969. 37. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники: в 3 кн. Кн. 3. М.: Сов. радио, 1976. 38. Справочник по теории автоматического управления / под ред. А.А. Красовского. М.: Наука, 1987. 39. Тихонов А.И., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1974. 40. Калиткин Н.Н. Численные методы. М.: Наука, 1978. 41. Статистические методы обработки результатов наблюдений / под ред. Р.М. Юсупова. М.: МО СССР, 1984. 42. Хан Г., Шапиро С. Статистические методы в инженерных задачах: пер. с англ. М.: Мир, 1969. 43. Гаскаров Д.В., Шаповалов В.И. Малая выборка. М.: Статистика, 1978. 44. Царьков В.М. Многоканальные радиолокационные измерители. М.: Сов. радио, 1980. 45. Принцип инвариантности в измерительной технике / Б.Н. Петров, В.А. Викторов, Б.В. Лукин и др. М.: Наука, 1976. 46. Белорусец В.Б. Метод вспомогательных систем для идентификации динамических объектов при неизвестном входном воздействии // Автоматика и телемеханика. 1981. № 8. 47. Функциональный анализ / под ред. С.Г. Крейна. М.: Наука, 1972. 48. Стрюков Б.А., Барон Л.П., Петренко П.Б. Об устойчивости метода вспомогательных систем для идентификации динамических объектов при неизвестном входном воздействии // Изв. вузов СССР. Приборостроение. 1987. № 2. 49. Loeb J.M., Cahen G.M. More about process identification // IEEE Trans. Control. 1965. July. V. 10, N 4. 50. Беляевский Л.С., Новиков В.С., Олянюк П.В. Основы радионавигации. М.: Транспорт, 1982. 51. Петренко П.Б., Стрюков Б.А. Повышение точности измерения дальности на основе параметрической идентификации измерительных каналов // Радиотехника. 1990. № 8. 52. Чайлдерс Д.Дж., Скиннер Д.П., Кемерейт Р.Ч. Кепстр и его применение при обработке данных: Обзор // ТИИЭР. 1977. Т. 65. № 10. 378 Литература 53. Стокхэм Т., Кэннон Т., Ингебретсен Р. Цифровое восстановление сигналов посредством неопределенной инверсной свертки: пер. с англ. // ТИИЭР. 1975. Т. 63, № 4. 54. Подповерхностная радиолокация / под ред. М.И. Финкенштейна. М.: Радио и связь, 1994. 55. Бокс Дж., Дженкинс Г. Анализ временных рядов. Прогноз и управление: пер. с англ. М.: Мир, 1974. Вып. 1. 56. Марпл-мл. С.А. Цифровой спектральный анализ и его приложения: пер. с англ. М.: Мир, 1990. 57. Rissanen J. Universal prior for the integers and estimation by minimum descriptions length // Ann. Stat. 1983. V. 11. 58. Parzen E. On Consistent Estimates of the Spectrum of a Stationary Time Series // Ann. Math. Stat. 1957. V. 28. 59. Durbin J. An alternative to the bounds tests for testify serial correlation in east squares regression // Economica. 1969. № 37. 60. Боровиков В.П., Ивченко Г.И. Прогнозирование в системе STATISTIKA в среде Windows. М.: Финансы и статистика, 1999. 61. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной спектральный анализ случайных процессов: пер. с англ. М.: Мир, 1989. 62. Welch P.D. The use of Furrier transform for Estimation of Power Spectra // IEEE Trans. Audio and Electroacoustic. 1967. V. AU-15. N 2. 63. Жовинский А.Н., Жовинский В.Н. Инженерный экспресс-анализ случайных процессов. М.: Энергия, 1979. 64. Петренко П.Б. Метод вычисления спектральных характеристик нестационарных случайных процессов // Вопросы защиты информации. 2007. № 1. 65. Jonson N.L. Systems of Frequancy Curves Genererated by Method of Translation // Biometrica. 1949. V. 36. 66. Фельдман Ю.И., Мандуровский И.А. Теория флуктуаций локационных сигналов, отраженных распределенными целями. М.: Радио и связь, 1988. 67. Куприянов А.И., Сахаров А.В. Радиоэлектронные системы в информационном конфликте. М.: Вузовская книга, 2003. ОГЛАВЛЕНИЕ Введение .....................................................................................................3 Список сокращений ..................................................................................7 1. Радиоразведка и радиотехническая разведка ....................................9 1.1. Принципы работы технических средств радиоэлектронной разведки .................................................................9 1.1.1. Состав аппаратуры средств РРТР ...............................................10 1.1.2. Анализ сигнальной обстановки ..................................................12 1.1.2.1. Поиск информативных радиосигналов средствами РРТР ..12 1.1.2.2. Поиск по частоте .................................................................13 1.1.2.3. Поиск в пространстве (по направлению) ............................22 1.2. Обнаружение сигнала средствами РРТР ............................................27 1.2.1. Оптимальный приемник РРТР для обнаружения сигнала ..........27 1.2.2. Показатели качества обнаружения точно известного сигнала .....34 1.2.3. Качество обнаружения при ограниченных априорных сведениях о сигнале ..................................................37 1.3. Измерение параметров сигналов ........................................................47 1.3.1. Измерение и запоминание частоты сигнала средствами РРТР ....47 1.3.2. Пеленгация РЭС средствами РРТР .............................................53 1.4. Точность определения сигнальных параметров средствами РРТР .....67 1.4.1. Условия возникновения погрешности. Нормальные и аномальные погрешности .........................................................67 1.4.2. Аномальные погрешности при измерении задержки и частоты радиосигнала ..............................................................84 1.5. Перехват сообщений средствами радиоразведки ..............................97 1.5.1. Перехват аналоговых сообщений ...............................................97 1.5.2. Перехват сигналов систем с кодово-импульсной модуляцией ....118 2. Радиолокационная разведка ............................................................130 2.1. Технические основы РЛР .................................................................130 2.1.1. Задачи и организация РЛР ........................................................130 2.1.2. Принципы формирования и извлечения радиолокационной информации ...............................................................................136 380 Оглавление 2.1.2.1. Прямолинейность и постоянство скорости распространения электромагнитного поля .........................................137 2.1.2.2. Отражательная способность радиолокационных целей и физическая природа рассеяния электромагнитных волн ...138 2.1.2.3. Эффект Доплера ................................................................143 2.1.2.4. Эффект направленного излучения и приема радиоволн антенными системами .......................................................145 2.1.3. Классификация и сравнительный анализ методов расчета ЭПР ...............................................................................146 2.1.4. Оценка влияния атмосферы на распространение сигналов при широкополосном радиолокационном зондировании объектов .....................................................................................151 2.1.5. Показатели качества работы средств РЛР ................................159 2.1.6. Зондирующие сигналы средств РЛР .........................................164 2.2. РЛР в сложной радиолокационной обстановке ...............................176 2.2.1. Особенности ведения радиолокационной параметрической разведки в условиях неопределенности ....................................176 2.2.2. Повышение точности радиолокационных измерений на основе параметрической идентификации измерительных каналов .........180 2.2.3. Идентификация радиолокационных целей по результатам измерений в условиях неопределенности .................................194 2.2.3.1. Применение методов нелинейной фильтрации для идентификации целей на фоне помех ...............................194 2.2.3.2. Идентификация радиолокационных целей по динамическим радиолокационным характеристикам на основе использования моделей временных рядов ........................199 2.2.4. Оценка статистических радиолокационных характеристик целей по результатам измерений ..............................................207 2.2.4.1. Метод вычисления спектральных характеристик нестационарных случайных процессов .............................207 2.2.4.2. Повышение точности оценивания радиолокационных характеристик целей по малой выборке измерительной информации .......................................................................212 2.3. Использование в РЛР принципов ЗГ РЛС .......................................222 2.3.1. Физические принципы ЗГ РЛС .................................................222 2.3.2. Режимы работы ЗГ РЛС ............................................................228 2.3.3. Зона действия средств ЗГ РЛС ..................................................233 2.3.4. Измерение координат цели средствами ЗГ РЛС ......................239 2.4. Средства радиолокационного дозора и дальнего радиолокационного обнаружения ....................................................242 2.5. Средства РЛР с синтезированной апертурой ...................................253 Оглавление 381 2.6. Пассивная радиолокация ..................................................................270 2.6.1. Особенности работы пассивных средств РЛР ..........................270 2.6.2. Угломерные методы определения местоположения объектов РЛР .............................................................................272 2.6.3. Разностно-дальномерные системы определения местоположения объекта РЛР ...................................................278 2.6.4. Определение местоположения движущегося объекта разведки доплеровским методом..................................285 2.7. Радиотеплолокация ..........................................................................287 2.7.1. Принцип и применение радиотеплолокации ............................287 2.7.2. Сигналы в радиотеплолокации .................................................288 2.7.3. Прием радиотепловых сигналов ...............................................293 2.7.4. Чувствительность радиометров ................................................299 2.7.5. Определение координат и параметров движения объектов радиотеплолокационной разведки ............................................300 2.7.6. Основные схемные элементы радиотеплолокаторов ...............307 2.8. Подповерхностная радиолокация ....................................................309 2.8.1. Физические основы подповерхностной радиолокации ............309 2.8.2. Подповерхностное зондирование протяженных объектов ......313 2.8.3. Подповерхностная радиолокация малоразмерных целей ........317 3. Противорадиолокационная маскировка ........................................318 3.1. Уменьшение радиолокационной заметности ...................................318 3.1.1. Заметность объектов РЛР .........................................................318 3.1.2. Применение противорадиолокационных покрытий .................324 3.1.3. Уменьшение радиолокационной заметности антенных систем ........................................................................332 3.1.4. Комплексное применение методов противорадиолокационной маскировки .........................................................................339 3.2. Маскирующие воздействия на среду распространения сигнала .....343 3.2.1. Модификация среды распространения сигнала .......................343 3.2.2. Дипольные помехи ....................................................................345 3.2.3. Маскировка сигнала плазменными образованиями .................358 3.2.4. Противодействие средствам РЛР на основе модификации сигнального пространства .........................................................364 Литература ............................................................................................375 382 Оглавление Учебное издание Куприянов Александр Иванович Петренко Павел Борисович Сычев Михаил Павлович ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ РАЗВЕДКИ Редактор С.А. Серебрякова Технический редактор Э.А. Кулакова Корректоры Е.В. Авалова, Г.С. Беляева Художник Н.Г. Столярова Компьютерная верстка С.А. Серебряковой Оригинал-макет подготовлен в Издательстве МГТУ им. Н.Э. Баумана. Санитарно-эпидемиологическое заключение № 77.99.60.953.Д.003961.04.08 от 22.04.2008 г. Подписано в печать 31.01.2010. Формат 6090/16. Усл. печ. л. 24,0. Тираж 500 экз. Заказ . Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5. E-mail:
[email protected] http://www.baumanpress.ru Отпечатано в ГУП ППП «Типография «Наука». 121099, Москва, Шубинский пер., 6.