РАДИОЭЛЕКТРОННАЯ БОРЬБА: РАДИОРАЗВЕДКА И РАДИОПРОТИВОДЕЙСТВИЕ

В.В.Цветнов В.П.Демин А.И.Куприянов

РАДИОЭЛЕКТРОННАЯ БОРЬБА: РАДИОРАЗВЕДКА И РАДИОПРОТИВОДЕЙСТВИЕ

Рекомендовано Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации в качестве учебного пособия для

студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению "Авиа- и ракетостроение" и специальности "Средства радиоэлектронной борьбы"

Москва

Издательство МАИ

1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие

Введение Часть1. РАДИОЭЛЕКТРОННАЯРАЗВЕДКА

Глава 1. Радио- и радиотехническая разведка (РРТР) 1.1. Блок-схема станции радио- и радиотехнической разведки 1.2. Измерение частоты сигнала средствами РРТР

1.3. Пеленгация РЭС средствами РРТР Глава 2. Системы местоопределения в РРТР 2.1. Триангуляционные системы

2.2. Разностно-дальномерные системы местоопределения Глава 3. Эффективность средств РРТР

3.1. Работа средств разведки в сложной сигнальной обстановке 3.2. Потенциальные характеристики обнаружения сигналов средствами РРТР в сложной сигнальной обстановке 3.3. Точность определения параметров сигналов РЭС

Глава 4. Качество выделения сообщений средствами радиоразведки 4.1. Перехват аналоговых сообщений 4.2. Перехват сигналов систем с кодово-импульсной модуляцией

Часть 2. РАДИОЭЛЕКТРОННОЕ ПРОТИВОДЕЙСТВИЕ Глава 5. Классификация методов, средств, систем и комплексов

радиоэлектронного противодействия Глава 6. Станции активных шумовых помех

6.1. Общие сведения о станциях активных шумовых помех (САП) 6.2. Энергетический потенциал станций шумовых помех

Глава 7. Генераторные шумовые помехи 7.1. Прямошумовые помехи 7.2. Модуляционные шумовые помехи

Глава 8. Ответные шумовые помехи, заградительные по углу 8.1. Ответные непрерывные шумовые помехи (ОНШП) 8.2. Ответные импульсные шумовые помехи и методы их

создания Глава 9. Ответные шумовые помехи, прицельные по углу

9.1. Многолучевые антенные решетки (МЛАР) 9.2. Схемы САП на решетках Ван-Атта

Глава 10. Станции активных имитационных помех 10.1. Ответные имитационные помехи

10.2. Эффективность ответных имитационных помех 10.3. Генераторы ложных целей (ретрансляционные ОИП) 10.4. Помехи каналу дальности 10.5. Помехи каналу скорости

10.6. Совмещенные помехи угломерным каналам с линейным сканированием 10.7. Совмещенные помехи угломерным каналам с коническим сканированием

10.8. Совмещенные помехи моноимпульсным угломерным каналом 10.9. Станции пространственно разнесенных помех

10.10. Вынесенные имитационные помехи 10.11. Подавление взаимокорреляционных систем пространственно разнесенными помехами

ЛИТЕРАТУРА

ББК 23.2.2.1 Ц27

УДК: 623.61:621.391

Рецензенты:

Н.Ю.Жибуртович, кафедра радиоприемных устройств МИРЭА

В.В.Цветнов, В.П.Демин, А.И.Куприянов

Ц27 Радиоэлектронная борьба: радиоразведка и радиопротиводействие.-М.: Изд-во МАИ, 1998.-248с.:ил.

ISBN 5-7035-2186-6

Рассматриваются устройства и способы ведения радио- и радиотехнической разведки, а также схемы построения устройств и принципы организации работы средств радиоэлектронного противодействия.

Для студентов радиотехнических специальностей вузов.

Ц (2302020100-336 /094(02)-98)

Без объявл.

ББК 23.2.2.1

ISBN 5-7035-2186-6 © В.В.Цветнов. ВЛ.Демин, А.И.Куприянов, 1998

ПРЕДИСЛОВИЕ

На протяжении многих лет, от зарождения радиотехники до совсем недавнего времени, основным фактором и главной движущей силой развития информационных систем было преодоление помех естественного происхождения. Природа, создавая естественные помехи, не злонамеренна. Она довольно слабо сопротивляется коллективному техническому гению инженеров - создателей систем передачи и извлечения информации. Но в настоящее время информационным системам все чаще противостоит изощренный разум человека. Такое противодействие не всегда целенаправлено на нарушение работы радиосистем. Мощный пласт помех обязан своим происхождением нарушениям электромагнитной совместимости (ЭМС) радиоустройств и радиосистем. Тем не менее антропогенные и техногенные факторы, влияющие на эффективность и даже на работоспособность радиосистем и радиосредств (РЭС), в настоящее время приобрели определяющее значение. Именно эти факторы являются основным предметом рассмотрения в предметной области, именуемой радиоэлектронной борьбой (РЭБ) и именно они обсуждаются в предлагаемой читателю книге.

Книга задумана и написана как учебное пособие по курсам специализации новой специальности "Средства радиоэлектронной борьбы" (2017.00 по общероссийской рубрикации специальностей). Первоначально книга была задумана профессором В. В.Цветаевым как основной учебник по названной специальности и, в соответствии с этим замыслом, должна была содержать материалы по всем основным разделам учебного плана и государственного образовательного стандарта. Рукопись оказалась очень большой как по разнообразию рассматриваемых вопросов, так и по объему. К сожалению, обстоятельства сложились так, что профессор В.В.Цветнов не смог довести замысел столь монументального труда до завершения. При обсуждении материалов рукописи Валерия Всеволодовича

Цветаева и при подготовке к изданию пришлось одновременно ее и сократить за счет исключения разделов, непосредственно не относящихся к проблемам РЭБ, и дополнить разделами, содержащими те проблемы РЭБ, литература по которым стала доступна только в недавнее время.

В двух разделах, составляющих данное учебное пособия, рассматривается методы ведения и основные характеристики средств радио- и радиотехнической разведки (РРТР), а также методы и схемы построения средств радиопротиводействия (РЭП). Строгие антагонисты радиоэлектронной разведки и радиопротиводействия, соответственно радиомаскировка (РЭМ) и защита радиоэлектронных систем и средств от организованных помех (РЭЗ), заслуживают подробного рассмотрения в отдельной книге.

В силу целого ряда известных причин доступной литературы по вопросам радиоэлектронной борьбы очень мало. Во всяком случае много меньше, чем нужно исходя из современных общественных потребностей. Среди основных книг по теории и технике РЭБ, изданных в России необходимо назвать весьма основательные, признанные и популярные в широких кругах специалистов по радиосистемам различного назначения и работы С.А.Вакина и Л-Н-Шустова [2], А.И.Палия [З], В.А. Вартасаряна [4]. Специалистам известно многотомное справочное издание [5], подготовленное Ван-Брантом и изданное в США. На этих книгах воспитаны поколения специалистов в разных областях и отраслях РЭБ. Но и сейчас эти работы не утратили актуальности. Авторы предлагаемого пособия считают себя последователями авторитетной отечественной школы РЭБ и подготовили издание следуя традициям этой школы. Основной материал книги базируется на открытых отечественных публикациях, но используются и зарубежные издания. Значительный объем занимают материалы лекционных курсов, которые авторы читали на протяжении последних примерно 10 лет в Московском государственном авиационном институте (техническом университете).

Специфика сложной комплексной проблемы РЭБ такова, что далеко не все ее аспекты могут излагаться с одинаковой степенью подробности в общедоступной литературе. Авторы просят благосклонного читателя иметь в виду это обстоятельство, критикуя предлагаемый ему труд.

Авторы считают своим приятным долгом поблагодарить уважаемых рецензентов, а также всех, кто принял участие в на этапах подготовки предлагаемого пособия и способствовал улучшению качества его формы и содержания.

ВВЕДЕНИЕ

Военный энциклопедический словарь [1] определяет радиоэлектронную борьбу как совокупность взаимосвязанных по цели, задачам, месту и времени мероприятий, действий, направленных на выявление радиоэлектронных средств и систем противника, их подавлению, а также по радиоэлектронной защите своих радиоэлектронных систем и средств от средств РЭП. Емкое синтетическое понятие РЭБ включает и радиоэлектронную разведку (РЭР) - именно она выявляет РЭС противника и добывает о них сведения, нужные для РЭП, а также радиоэлектронную маскировку (РЭМ), противостоящую радиоэлектронной разведке противника.

Диалектическое единство и конфликтное взаимодействие таких противоположностей, как РЭР и РЭМ, РЭП и РЭЗ в основном определяет динамику бурного развития средств и методов радиоэлектронной борьбы. Не будет большим преувеличением и утверждение о том, что единство и борьба этих противоположностей во многом определяет характер современного этапа развития радиоэлектроники.

Проблема РЭБ характеризуется широтой, глубиной и многообразием. В конфликтное взаимодействие вовлечены информационные системы всех известных классов: передачи и извлечения информации, радиоуправления и разрушения информации. Эти системы работающие во всех освоенных к настоящему времени диапазонах волн от сверхдлинных радиоволн и инфранизкочастотных колебаний земной коры до волн ультрафиолетового излучения и используют все известные в технических приложениях физические поля (электромагнитные, акустические, сейсмические и др.).

Проблема РЭБ глубоко стратифицирована. Она предусматривает разделение на уровни и объединение множества уровней описания. На этих уровнях располагаются описания физических и технических принципов построения и функционирования средств, участвующих в конфликте; описания и модели системных принципов их проектирования и организации взаимодействия; принципы тактики и оперативного искусства применения средств и методов РЭБ в мирное время и на разных этапах развития вооруженных конфликтов.

Многообразные проявления конфликта информационных систем и систем разрушения информации объединяют как довольно простые взаимодействия типа создания помех и обеспечения помехозащиты, так и изо-

щренные методы дезинформации и способы обеспечения достоверности, надежности и аутентичности (подлинности) сообщений.

Стремление в одной книге изложить все аспекты проблемы РЭБ во всей их широте, глубине и многообразии было бы очень похоже на негодную попытку объять необъятное. Чтобы избежать этого авторы книжки хотели бы сосредоточить внимание (свое и читателя) только на задачах РЭБ радиодиапазоне электромагнитных волн. В этой области радио- и радиотехническая разведка конфликтует с радиомаскировкой, а радиосисгемы передачи и извлечения информации вынуждены работать в условиях радиопротиводействия. Поэтому в дальнейшем при обсуждении проблем РЭБ имеется в виду именно радиотехнические системы и средства, а не средства использующие другие физические поля (не электромагнитные) равно как и излучения других, не радиочастотных, диапазонов электромагнитных волн.

В ограниченных таким образом рамках иерархически организованную проблему РЭБ можно условно представить графом (деревом) как на рис.0.1.

Разумеется, возможны и другие способы структурирования проблемы РЭБ. Но приведенная на рис.0.1. структура в наибольшей степени отвечает вкусам авторов и наилучшим образом соответствует организации материала дальнейших разделов книги.

Но и в указанных сильно обуженных рамках проблемы радиоэлектронной борьбы укладывается так много разнообразных вопросов, что их просто невозможно втиснуть в одну книжку. Поэтому содержание предлагаемого пособия вынужденно ограничено и охватывает только две левые ветви дерева на рис.0.1, а именно - вопросы радио- и радиотехнических разведок и вопросы радиоэлектронного противодействия, осуществляемого путем постановки радиопомех информационным системам. Основное внимание в книге уделяется принципам построения указанных систем и средств радиоэлектронной борьбы, техническим решениям при проектировании таких средств и, разумеется, обсуждению основных показателей качества средств, создаваемых для ведения радиоэлектронной разведки и радиоэлектронного противодействия. При этом сведения о средствах технических разведок в радиодиапазоне содержатся в первой части пособия. Материалы о принципах формирования и применения активных помех радиоэлектронным системам и средствам составляют содержание второй части.

Известно, что ни научные книжки, ни учебники никогда не читаются подряд от начала до конца. Более того, их листают вперед и назад с примерно одинаковой скоростью. Имея в виду этот эффект, авторы не стремились упорядочить материал так, чтобы все возникающие по ходу изложения вопросы тут же и разрешались. Вместо этого в книге используются перекрестные ссылки на разные разделы и подразделы.

ЧАСТЬ 1. РАДИОЭЛЕКТРОННАЯ РАЗВЕДКА

Глава 1. РАДИО- И РАДИОТЕХНИЧЕСКАЯ РАЗВЕДКА (РРТР)

Общепринято, что радиоразведка добывает сведения о противнике путем поиска, обнаружения, пеленгования излучений его радиосредств и перехвата сообщений, циркулирующих в радиоканалах и сетях [I]. Радиотехническая разведка добывает сведения о параметрах (пространственно-временных) сигналов РЭС противника и, на основании анализа этих сигналов, определяет тип и назначение РЭС [I]. Как видно, между задачами, решаемыми радио- и радиотехнической разведками (РРТР), больше сходства, чем различия. Поэтому нет резонов порознь рассматривать физические и технические принципы функционирования этих видов технических разведок. Деление радиоэлектронных разведок в радиодиапазоне на радио и радиотехническую не является единственно возможным. По другим системам классификации различают стратегическую, тактическую РРТР и РТР непосредственной поддержки РЭБ [4,6].

Стратегическая РЭР ведется для добывания всесторонней информации о экономическом и техническом потенциале противника, о его вооруженных силах. Такая информация используется для подготовки собственных вооруженных сил, для мобилизации и ресурсов страны, для принятия планирования военных действий и скоординированного с реальной обстановкой ведения стратегических операций. Стратегическая разведка является также инструментом контроля за ходом выполнения международных соглашений об ограничениях вооружений и разоружению [7]. Будучи важнейшим звеном общей стратегической разведки, РРТР призвана не только определять оборонные и экономические потенциалы вероятного противника, но вскрывать местоположение военных баз и стартовых площадок ракетно-ядерного оружия, аэродромов стратегической авиации, командных пунктов. других важнейших военных и военно-промышленных объектов.

Тактическая РРТР добывает сведения о группировках, численности и намерениях противника, выявляет его боевые порядки на всю оперативно тактическую глубину и обеспечивает необходимой информацией командование и штабы войск. Для решения этих задач РРТР ведет непрерывный анализ сигнальной обстановки, поиск, перехват и пеленгование сигналов различных радиопередач противника, в том числе сигналов систем управления войсками и оружием. При этом тактическая РРТР использует информацию не только от наземной, но и от воздушной и космической разведки.

РРТР в интересах радиоэлектронной борьбы (РРТР оперативной поддержки РЭБ) действует в период военных операций и добывает сведения о радиоэлектронной и боевой обстановке, о работающих радиоэлектронных средствах противника, устанавливает их назначение, принадлежность, местонахождение, определяет основные параметры сигналов этих средств. На основании добытых РРТР данных принимается решение о создании преднамеренных помех для подавления РЭС противника и о мерах по радиомаскировке собственных РЭС. В зависимости от боевой обстановки и поставленной оперативной задачи на основании данных РРТР может быть принято решение об уничтожении радиосредств связи, систем управления оружием противника путем нанесения огневых ударов с земли или с воздуха.

По содержанию добываемой информации радиоэлектронную разведку вообще и РРТР в частности условно делят на оперативную и техническую [4].

Оперативная информация содержит сведения, необходимые для решения оперативных задач командования. К ним относятся:

- открытые или зашифрованные сообщения, циркулирующие в системах и сетях передачи информации противоборствующей стороны;

-тактико-технические данные, особенности и параметры разведываемых РЭС (рабочая частота, вид и индекс модуляции, форма диаграмм направленности антенн, мощность излучения и т.п.). В совокупности эти данные составляют "электронный образ" РЭС, а записанные в формализованном виде - сигнатуру РЭС;

-типы радиоэлектронных средств и систем радиосвязи, радиолокации, радионавигации, наведения ракет, дальнего обнаружения, радиотелеметрии и передачи данных;

-количество обнаруженных радиоэлектронных систем;

-местонахождение и территориальная плотность размещения источников электромагнитного

излучения (электромагнитная или сигнальная обстановка в зоне действия РРТР);

-замаскированное ракетно-ядерное оружие, его местоположение, типы и количество носителей;

-самолеты на аэродромах (типы и количество);

-корабли и подводные лодки в море, их характеристики;

-местонахождение механизированных и бронетанковых сил и средств;

-места скопления живой силы (войск) и боевой техники и т. п. Анализ и сопоставление полученных разведывательных сведений позволяют сделать важные выводы стратегического, оперативного и тактического характера.

Техническая информация содержит сведения о характеристиках систем вооружения, использующих радиоэлектронные системы и средства.

На основании технической разведывательной информации создаются контробразцы вооружений и военной техники, предназначенные дам борьбы с разведанными средствами противника, разрабатываются методы и средства РЭП новых систем оружия противника. Для получения технической информации средствами РРТР ведется систематический поиск новых, ранее неизвестных источников радиоизлучении, отличающихся диапазонами частот, видами модуляции и манипуляции, параметрами сигналов и другими характеристиками, а также наблюдение за известными системами и средствами. На основе анализа технических признаков неизвестных ранее РЭС, а также способов их применения, устанавливается факт появления у противника нового оружия или новых средств управлении, а на основе результатов наблюдения за известными сигналами обнаруживаются перегруппировки объектов разведки и добываются другие разведданные.

Объектами РРТР могут быть [4]:

-средства, системы и сети передачи информации (как аналоговые, так и цифровые), используемые в контурах государственного управления, управления войсками и оружием, на транспорте, в промышленности, в коммерческих и бытовых целях;

-РЛС различных типов и назначения, применяемые в противовоздушной обороне, в системах управления воздушным движением, в морской, воздушной и космической навигации;

-системы управления ракетами и противоракетами;

-автоматизированные системы управления наземными военными объектами;

-другие военные и военно-промышленные объекты.

Методы и средства РРТР широко применяются при ведении промышленного шпионажа [9]. Разведывательные службы ведущих промышленных государств ведут РРТР, размещаемые на земле и на море, в воздухе и в космосе. В соответствии с этим различают наземную, морскую, воздушную и космическую РРТР.

Наземная РРТР используется весьма интенсивно, поскольку размещение средств разведки на поверхности Земли создает наиболее благоприятные возможности для построения крупных центров и постов радиоэлектронной разведки, оснащенных сложной и многоцелевой аппаратурой стационарного или подвижного типа, а также мощными средствами обработки разведданных.

Морская РРТР использует разведывательные средства, базирующиеся на судах разного водоизмещения и класса, подводного и надводного плавания, оснащенные необходимой радиоэлектронной аппаратурой.

Воздушная (авиационная) РРТР является одним из главных видов технических разведок. Для ведения воздушной разведки используются как пилотируемые, так и беспилотные летательные аппараты, способные вести стратегическую и оперативно-тактическую разведку.

Космическая разведка ведется с помощью специальных искусственных спутников Земли, которые оснащены различными комплексами средств РЭР и, прежде всего, РРТР. Эти космические системы позволяют решать сложные разведывательные задачи как стратегического, так и оперативнотактического уровня. Разведывательные спутники в состоянии вести наблюдение за любой частью земной поверхности и контролировать интересующие объекты многократно (а при размещении ИСЗ на стационарной орбите - непрерывно), обеспечивать высокую достоверность добываемой информации и оперативно передавать полученные сведения наземным пунктам сбора и обработки.

Перечисленные классификационные системы представлены на рис.1.1 в виде графа (дерева).

пеленгации разведываемых устройств также применяют специальную конфигурацию антенной системы РРТР.

Приемные устройства станций радио- и радиотехнической разведки характеризуются следующими основными параметрами:

- разведываемым диапазоном частот δf;

-временем перестройки Т, которое характеризует оперативность разведки в диапазоне δf ;

-чувствительностью;

-разрешающей способностью ∆f;

-способом поиска разведуемого сигнала по несущей частоте и вероятностью его обнаружения. Наиболее важной технической характеристикой разведывательного приемника является

полный диапазон частот, в котором с его помощью можно осуществлять поиск разведываемых сигналов. Желательно, чтобы один разведывательный приемник перекрывал по возможности более широкий диапазон частот, в котором могут работать наиболее важные радиоэлектронные устройства противника.

Многообразие задач, решаемых при помощи средств РРТР, определяет многообразие типов используемых приемных устройств. Так, некоторые системы непосредственной поддержки РЭП работают в таких условиях, когда от РРТР требуется только обнаружение работающих РЭС противника (например, для оповещения экипажа самолета о радиолокационном облучении). При этом могут использоваться одноканальные широкополосные приемники. Полоса пропускания таких приемников перекрывает весь частотный диапазон, в котором могут работать РЭС объектов разведки. Для более детальной разведки применяют устройства с узкополосными приемными каналами - сканирующие и многоканальные приемники.

Сканирующие приемники (рис. 1.3) настраиваются по программе на все частоты в диапазоне разведки.

Чаще всего программа перестройки сводится к последовательному просмотру всех частот разведываемого диапазона δf (панорамный последовательный частотный анализ). Но возможны и другие программы. Например, с пропуском участков диапазона, в которых работают неинформативные для разведки РЭС. Портативные сканирующие приемники способны вести разведку в полосе частот от δfε(100 кГц...2 ГГц) [8]. Для приемников РТР этот диапазон шире, так как он перекрывает все возможные рабочие частоты РЛС, т.е. простирается до 30 ГГц и выше.

Разрешающая способность приемника ∆f определяется полосой пропускания УПЧ и

может изменяться в зависимости от сигнальной обстановки в разведываемом диапазоне, требуемой точности измерения частоты, от ширины спектра разведываемого сигнала которая, в свою очередь, определяется видом и индексом модуляции, от времени анализа Т. Связь δf, ∆f и Т иллюстрируется диаграммой рис. 1.4.

На рис. 1.4 принято, что сканирование разведываемого диапазона происходит по линейному закону. Сигналы на рис. 1.4 представляются своими диаграммами неопределенности (ДН) [9], которые представляют собой проекцию функции неопределенности на горизонтальную плоскость. Протяженность ДН вдоль оси абсцисс равна длительности импульса сигнала, вдоль оси

ординат, т.е. ширине его спектра. У непрерывного сигнала продолжительность больше приведенной на рис. 1.4 длины отрезка оси абсцисс. Непрерывный сигнал, как видно, наблюдается приемником в течение времени Тн. Импульсный сигнал может быть пропущен приемником, если период повторения импульсов анализа