Раздел I МЕТОДЫИ СРЕДСТВА
РАДИОПРОТИВОДЕЙСТВИЯ
Общие сведения
В настоящее время основу систем управления войсками и оружием во всех видах вооружённых сил современных государств составляют радиоэлектронные средства. Наиболее широко такие средства используются в авиации, в войсках противовоздушной и противоракетной обороны, на флоте. Современные радиоэлектронные комплексы управления ракетным и ствольным оружием значительно повысили вероятность поражения любых летательных аппаратов, надводных судов и наземных объектов.
В то же время радиоэлектронные средства являются одним из наиболее уязвимых звеньев систем управления, поскольку они обнаруживаются по излучению и их работе может быть оказано радиопротиводействие, т.е. противодействие радиотехническими методами.
Радиопротиводействие (РПД) – это временное нарушение нормального функционирования радиоэлектронных систем и средств управления войсками и оружием при воздействии на них умышленно создаваемых помех.
Из этого определения видно, что в отличие от физических средств поражения, системы РПД временно нарушают нормальное функционирование радиоэлектронных средств и тем самым срывают выполнение возложенных на них задач. В совремённых условиях РПД является одним из важнейших видов обеспечения боевых действий авиации, флота, сухопутных войск.
В зависимости от реальной обстановки и конкретной боевой задачи РПД может осуществляться активными или пассивными методами, а также с помощью комплексирования этих методов.
Эффективность РПД во многом зависит от информационного обеспечения о расположении радиоэлектронных систем эвентуального противника, о режимах их работы, о тактических и технических характеристиках. Эту информацию получают всеми видами разведки, в том числе методами и средствами радиотехнической разведки.
Развитие методов и средств РПД породило контррадиопротиводействие, в задачу которого входит разработка методов и средств защиты радиоэлектронных систем, снижающих эффективность РПД, обеспечивающих получение необходимой информации с помощью радиоэлектронных средств в условиях радиопротиводействия и затрудняющих противнику организацию и применение средств РПД.
Борьба методов радиопротиводействия и контррадиопротиводействия составляет две стороны конфликтной ситуации. В философском смысле это диалектическая борьба мер и контрмер: с одной стороны разработка эффективных радиотехнических методов и средств подавления радиоэлектронных систем и комплексов управления, а с другой – разработка эффективных методов преодоления мешающего действия систем РПД, т.е. разработка методов защиты от помех. Такую конфликтную ситуацию называют радиоэлектронной борьбой [1] (радиоэлектронной войной [2], радиовойной [3]). Успех в радиоэлектронной борьбе достигается превосходством в количестве и качестве радиоэлектронной техники, умением её боевого применения, обеспечением скрытности работы и внезапности действия.
В данном разделе рассмотрены физические основы наиболее распространенных методов активного и пассивного радиопротиводействия и приведено структурное построение некоторых средств радиоэлектронной борьбы.
Классификация помех
Разнообразные радиоэлектронные средства (РЭС), используемые для управления войсками и оружием подавить помехами одного вида невозможно. В связи с этим используют специальные виды помеховых сигналов, наиболее эффективно воздействующие на определённые типы и каналы РЭС. Кроме того, для подавления средств одного и того же класса, но использующих различные виды сигналов и способы их обработки, применяют отличающиеся друг от друга виды помех.
Классификацию помех осуществляют по различным критериям. Рассмотрим некоторые из них, наиболее часто встречающиеся в литературе.
По происхождению помехи разделяют на неорганизованные (естественные, неумышленные) и организованные (искусственные, умышленные).
Неорганизованные помехи возникают вследствие отражений электромагнитной энергии от местных предметов, облаков, дождевых капель и других природных образований, а также от воздействия грозовых разрядов, электромагнитного излучения Солнца и космического пространства, радиоизлучения промышленных установок и т.д. Сюда же относятся помехи, создаваемые собственными шумами приёмных устройств, и взаимные помехи радиосредств, работающих на близких или совпадающих частотах.
Организованные помехи создаются специальными средствами предназначенными для подавления РЭС. В дальнейшем рассматриваются характеристики только организованных помех, способы их реализации, эффективность воздействия на различные каналы подавляемых РЭС.
По виду средств создания помех различают активные и пассивные помехи.
Активные помехи создаются передатчиками помех и излучаются в ту область пространства, где дислоцируются подавляемые РЭС.
Пассивные помехи формируются за счёт отра- жения зондирующих сигналов подавляемых РЭС от искусственно создаваемых отражателей, например облаков дипольных отражателей ОДО (рис.1.1), изменения свойств среды распространения радио- волн, уменьшения эффективной поверхности расе- яния (ЭПР) объектов защиты и т.п.
По характеру (эффекту) воздействия помехи разделяют на маскирующие, имитирующие и пода- вляющие.
Маскирующие помехи ухудшают характеристики приёмных устройств подавляемых РЭС, создают на экранах индикаторов мешающий фон, который значительно затрудняет или полностью исключает обнаружение и распознавание объектов, выделение полезных сигналов, отражённых от целей, не позволяют измерить с необходимой точностью параметры сигналов, несущих информацию о состоянии целей (пространственном положении, параметрах движения и т.д.). Используя терминологию теории обнаружения, можно сказать, что вероятность правильного обнаружения при действии маскирующих помех может быть снижена практически до нуля. С увеличением мощности помех их маскирующее действие возрастает.
Имитирующие (дезинформирующие) помехи создают на входе подавляемой РЭС сигналы, подобные полезным, но имеющие ложные значения некоторых информационных параметров. Это приводит к потере части полезной информации, снижает пропускную способность подавляемой системы, вводит в заблуждение операторов, увеличивает вероятность ошибки в виде ложной тревоги, приближая её к единице.
Действие подавляющих помех основано на том, что усилительные тракты реальных приёмников РЭС имеют ограниченный динамический диапазон входных сигналов. Поэтому можно создать некоторое значение мощности помехового сигнала на входе РЭС, при котором приёмные каналы теряют возможность выполнять свои функции по выделению полезной информации. Особенно сильно перегружаются последние каскады УПЧ, рабочая точка которых при воздействии мощной помехи выходит за пределы линейного участка амплитудной характеристики и полезный сигнал подавляется помехой.
Упрощено действие подавляющих помех показано на рис.1.2, на котором приведены амплитудная характеристика приёмника (а) и временны/е диаграммы сигналов на его входе (б) и выходе (в). Для наглядности происходящих процессов диаграмма входных сигналов (б) повёрнута на 90° по часовой стрелке.
В интервале времени от 0 до t 1 на входе действует полезный сигнал, рабочая точка (р.т.1) находится на середине линейного участка амплитудной характеристики, перегрузки приёмника нет и сигнал с выхода приёмника используется в последующих устройствах РЭС, например, для формирования отметки цели на экране индикатора обзорной радиолокационной станции (РЛС) или для создания управляющих сигналов в системе радиоэлектронного слежения за целью.
В интервале от t 1 до t 2 на вход поступает аддитивная смесь полезного сигнала и мощной помехи, приёмник перегружается, рабочая точка (р.т.2) перемещается в нелинейную область амплитудной характеристики и на выходе приёмника полезный сигнал отсутствует. Это может привести к тому, что исчезнет отметка цели на экране индикатора обзорной РЛС или следящая система из режима сопровождения перейдёт в режим поиска.
По тактическому использованию помехи разделяют на помехи самоприкрытия и помехи создаваемые для групповой защиты.
В первом случае, когда атакующая или атакуемая цель Ц сама несет источник помех S п, реализуется так называемая индивидуальная защита объекта (рис.1.3). Во втором случае источник помех S п устанавливают на отдельном постановщике помех ПП, который включают в состав боевой группы для осуществления групповой защиты объектов (рис.1.4).
Часто постановщик помех барражирует вдоль линии фронта за пределами досягаемости средств ПВО и создаёт так называемую «закордонную» помеху. Это в значительной степени повышает живучесть средств защиты.
По перекрытию частотного диапазона помехи разделяют на заградительные и прицельные.
Заградительные помехи имеют широкий спектр частот, во много раз превышающий полосу пропускания подавляемого приёмника (рис.1.5)
F п >> f пр, (1.1)
где F п – спектр частот помехового сигнала; 
f пр – полоса пропускания подавляемого приёмника.
Помехами такого типа можно подавлять несколько РТС, работающих на близких частотах и дислоцированных в одном районе. Для создания таких помех достаточно знать лишь приближённо диапазоны рабочих частот подавляемых РТС, и поэтому разведывательная аппаратура, управляющая передатчиками по- мех, будет относительно простой.
К недостаткам заградительных помех можно отнести малую эффективность использования энергии передатчика помех, так как лишь незначительная доля мощности передатчика попадает на вход приёмника подавляемой РТС. Эта доля приблизительно равна отношению полосы пропускания приёмника f пр к ширине спектра помехового сигнала F п
f пр / F п = q. (1.2)
С учётом этого соотношения можно определить плотность потока мощности помехового сигнала на входе приёмника подавляемой РТС
Пп = k Эп q, (1.3)
где k – коэффициент пропорциональности; Эп – энергетический потенциал станции помех
Эп = Р пп G пп; (1.4)
где Р пп – мощность передатчика помех; G пп – коэффициент усиления передающей антенны.
Подставляя значение q из (1.2) в (1.3), получим
(1.5)
Отношение
Э п /Δ F п = S п (1.6)
называют спектральной плотностью мощности помеховых сигналов и выражают в [Вт / МГц].
Рассмотрим типовой пример.
Если Р пп = 103 Вт; G пп = 10; Δ F п = 10 3 МГц; то
10 Вт / МГц.
При создании помех необходимо, чтобы спектральная плотность мощности была достаточной для эффективного нарушения работоспособности подавляемой РТС. Особенно это важно при создании маскирующих помех. В связи с этим в станции помех необходимо иметь мощный передатчик, что значительно увеличивает масса – габаритные характеристики средств РПД. Эти обстоятельства приводят к тому, что такие помехи создаются для осуществления групповой защиты, когда средства РПД размещают на специальных летательных аппаратах - постановщиках помех.
Прицельные помехи имеют относительно узкий спектр частот, соизмеримый с полосой пропускания подавляемого устройства (рис.1.6)
Δ F п ≈ Δ f пр. (1.7)
Средняя частота спектра помехового сигнала должна примерно совпадать с несущей частотой подавляемой РТС. В этом случае мощность передатчика прицельных помех используется более эффективно, но необходи- мо точно знать несущую частоту подавляемой РТС. Это усложняет систему управления станцией помех и требует применения высокочас- тотных генераторов с быстрой перестройкой несущей частоты в широком диапазоне. Кроме того, из рис.1.6 видно, что одновремённое создание помех возможно только одной РТС.
Рассмотрим пример.
Для получения спектральной плотности мощности S п = 10 Вт / МГц, при G пп =10 и Δ F п ≈ Δ f пр = 5 МГц требуется иметь передатчик мощностью
Вт
В предыдущем примере при использовании помех заградительного типа для создания такой же спектральной плотности мощности, в пределах полосы пропускания подавляемого приёмника, необходим был передатчик в 200 раз мощнее.
Так как при одной и той же спектральной плотности мощности помеховых сигналов при создании прицельных помех можно получить значительно меньшие масса – габаритные характеристики аппаратуры по сравнению с реализацией заградительных помех, то такие помехи чаще всего используются для индивидуальной защиты летательных аппаратов.
По виду излучения помехи бывают непрерывные и импульсные.
Непрерывные помехи представляют собой высокочастотные непрерывные колебания модулированные по амплитуде, частоте или фазе. Иногда используют одновремённо амплитудную и угловую (частотную или фазовую) модуляции. В соответствии с видом модуляции различают амплитудно – модулированные (АМ), частотно – модулированные (ЧМ) или амплитудно – частотно – модулированные (АЧМ) помехи. В качестве модулирующего напряжения может использоваться и напряжение шума. В этом случае реализуются непрерывные шумовые помехи.
Импульсные помехи создаются в виде серии немодулированных или модулированных высокочастотных импульсов.
Особенности тактики применения средств РПД
Управление ракетным и ствольным оружием, как правило, осуществляется многофункциональными радиотехническими комплексами, в которые входят системы обзора и целеуказания, РЛС сопровождения целей по направлению, по дальности, по скорости, радиотехнические системы передачи информации (например команд) и др. Поэтому радиоподавление таких комплексов также должно носить комплексный характер и воздействовать на различные системы и каналы, полностью подавляя их или снижая эффективность действия этих систем и каналов до заданного уровня.
Тактика применения средств РПД должна быть разная на различных этапах функционирования комплекса управления. Примерную последовательность этапов радиоподавления можно представить следующим образом:
• В первую очередь необходимо дезориентировать и подавить системы дальнего обнаружения и целераспределения.
• Далее нужно подавить РЛС сопровождения целей и РЛС сопровождения управляемого оружия командного пункта, предотвратив тем самым пуск ракеты или стрельбу зенитного артиллерийского комплекса (ЗАК).
• Если пуск состоялся необходимо воздействовать на бортовые системы радиоуправления (ГСН – головку самонаведения, приёмник КРЛ – командной радиолинии и т.д.) для обеспечения срыва сопровождения, потери цели, перенацеливания на ложные цели, ловушки.
• Если система управления обеспечивает наведение оружия на цель, нужно воздействовать на систему подрыва боевой части в безопасной для защищаемого объекта зоне.
Для того, чтобы реализовать такую последовательность этапов включения различных средств РПД, системы защиты должны иметь в своём составе соответствующие средства радиотехнической разведки и анализа полученной информации.
Эффективность РПД в сильной степени зависит от общих мер по снижению уязвимости защищаемых объектов снижение уровней собственных радио и теплоизлучений, временно/е ограничение работы излучающих систем, уменьшение эффективной поверхности рассеяния целей и т.д. К этим же мерам относится определение оптимальных моментов включения средств РПД.
Если передатчики помех будут включены слишком рано, то сигналы помехи могут быть обнаружены подавляемой РТС до того, как она начнёт принимать сигналы своего передатчика, отражённые от защищаемого объекта. Это объясняется тем, что мощность прямого сигнала передатчика помех на больших дальностях будет значительно превышать мощность сигнала, отражённого от цели. В этом случае дальность обнаружения защищаемого объекта может быть значительно увеличена и у эвентуального противника появляется дополнительное время для принятия контрмер.
Запаздывание включения средств РПД может привести к тому, что подавляемая система успеет использовать свои возможности по обнаружению цели, определению параметров движения защищаемого объекта и захватить цель на устойчивое сопровождение.
В связи с этим существует оптимальный интервал дальностей, в пределах которого необходимо включать средства РПД. Этот интервал составляет примерно (1,2 – 1,3) 
, где – максимальная дальность действия подавляемой системы.
Основным критерием эффективности РПД является сохранение защищаемого объекта. Такая оценка эффективности может быть сделана только после завершения боевой операции и анализа выполненных действий. Однако, и во время проведения боевой операции нужно осуществлять оценку эффективности РПД в реальном времени, чтобы оперативно адаптировать характеристики сигналов передатчиков помех к изменяющейся обстановке. Для этого необходимо осуществлять непрерывный контроль за работой облучающих РТС, т.е. производить приём сигналов облучения во время работы передатчиков помех и по реакции подавляемых систем определять моменты изменения режимов их работы.
Информация, полученная при приёме сигналов во время работы передатчиков помех, может быть использована для повышения их эффективности за счёт следующих мер:
1) Осуществление более точной настройки передатчиков помех по частоте и по направлению излучения.
2) Включение передатчиков помех только во время работы облучающих РТС.
3) Не реагирование на сигналы облучения не подлежащие подавлению (например, на приняты анализатором облучения сигналы, частота которых лежит за пределами диапазона частот передатчиков помех).
4) Обнаружение новых сигналов облучения во время излучения помех.
5) Постоянная подстройка параметров сигналов помех в соответствии с изменениями параметров сигналов облучения.
Реализация приёма во время работы передатчиков помех может быть осуществлена многими способами. Наибольшее распространение получили следующие способы:
1) Обеспечение надёжной развязки между приёмной и передающей антеннами, позволяющей осуществлять приём и передачу одновремённо.
Чтобы получить максимальную развязку, используют самые разнообразные методы: располагают антенны на возможно большем расстоянии друг от друга, используют конструктивные элементы летательного аппарата в качестве экрана, ставят настроенные и поглощающие экраны между антеннами, используют круговую поляризацию с вращением в противоположные стороны у приёмной и передающей антенн, используют антенны с высоким коэффициентом направленного действия и т.д. Если развязка между антеннами не обеспечивает того уровня, когда возможен непрерывный приём сигналов облучения, то дополнительно производят периодическое выключение или отстройку передатчика помех по частоте (способы 2 и 3).
2) Выключение передатчика помех на очень короткие интервалы, во время которых производится приём сигналов подавляемой РТС.
Паузы в излучении помех должны быть как можно меньше, чтобы защищаемые объекты не были обнаружены. Значения коэффициента заполнения
(1.8)
где 
– время работы передатчика помех; 
– передатчик выключен (рис.1.7), должны составлять не менее 0,99.
Следует избегать строгого периодического режи- ма управления передатчиками помех для контроля за работой подавляемой РТС поскольку такой режим позволяет синхронии зировать работу РТС с паузами в излучении помехи.
3) Кратковременная отстройка передатчика по частоте, во время которой производится приём сигналов на частоте облучающей РТС.
4) Компенсация сигналов помехи в приёмном тракте системы РПД.
Компенсация основана на различии спектров сигналов облучения и помеховых сигналов. Реализация способа компенсации показана на рис.1.8. Часть мощности передатчика помех Пп подаётся через фазовращатель ФВ в компенсатор КМП, включённый на входе приёмника Пр. При соответствующей настройке по амплитуде и по фазе осуществляется компенсация части энергии помехового сигнала S пп, проникающего в приёмную антенну Апр из передающей антенны Ап. Этот метод обеспечивает хорошее подавление помехи при незначительных потерях мощности сиг 
нала подавляемой РТС.
При реализации этого метода важно обеспечить жесткий монтаж антенн с конструкцией носителя, так как изменение относительного положения антенн в результате движения носителя в пространстве (вибрации, развороты и т.д.) может привести к неустранимому фазовому рассогласованию и ухудшению работы компенсатора.
5) Фильтрация помехи в приёмном канале.
Фильтрация осуществляется с помощью режекторного фильтра, настраиваемого на центральную частоту спектра сигнала передатчика помех, которая должна совпадать со средней частотой спектра сигнала подавляемой РТС. Структурная схема станции помех с фильтрацией помеховых сигналов приведена на рис.1.9.
Сигналы передатчика помех Пп через комму- татор К1 поступают на передающую антенну Ап и излучаются в направлении подавляемой РТС. Спектр излучаемого помехового сигнала показан на рис.1.10,а. Коммутатор К2 в это время закрыт и помеховые сигналы на вход приёмника Пр не поступают.
Под воздействием устройства управления УУ коммутатор К1 периодически вместо прямого подключения передатчика к антенне подаёт помеховые сигналы на антенну через режекторный фильтр РФ. Одновремённо открывается коммутатор К2, подключая приёмную антенну ко входу приёмника, который принимает сигналы подавляемой РТС, давая возможность настроить передатчик помех и режекторный фильтр на частоту сигнала РТС. Если центральная частота передатчика помех f о пп настроена правильно, то режекторный фильтр вырежет в спектре помехи Δ F пп полосу частот Δ f р, через которую будет беспрепятственно проходить сигнал подавляемой РТС (рис.1.10,б). Если сигнал РТС не появляется в частотной полосе режекции помехи, то устройство управления УУ с помощью системы комплексной перестройки СКП подстраивает приёмник, режекторный фильтр и центральную частоту передатчика до тех пор, пока не появится сигнал РТС.
В этом режиме излучение помехи продолжается с некоторым уменьшением мощности, однако имеется уверенность в том, что центральная частота передатчика помех настроена на частоту подавляемой РТС. Непрерывность излучения помехи является преимуществом данного метода перед методом, предусматривающим полное выключение помехи в определённые интервалы времени.
6) Использование естественных пауз в излучении передатчика помех, формирующего импульсные помехи, т.е. использование временно/й развязки между передающей и приёмной антеннами, как это осуществляется в импульсных РТС.
Таким образом, процесс применения средств РПД состоит из следующих основных этапов:
• Получение и оценка радиотехнической обстановки.
• Выбор наиболее оптимальных способов РПД.
• Своевременная реализация выбранных способов.
• Оценка эффективности применения РПД.