Pojam "šum" odnosi se na različite smetnje koje izobličuju signal koji se prenosi i dovode do gubitka informacija.

Tehnički uzroci smetnji:

Loš kvalitet komunikacijskih linija;

Nesigurnost jedne od drugih različitih tokova informacija koje se prenose istim kanalima.

Prisustvo buke dovodi do gubitka informacija.

Shannon je razvio specijal teorija kodiranja, davanje metoda bavljenja bukom. Jedna od najvažnijih ideja ove teorije je da kod koji se prenosi preko komunikacione linije mora biti suvišan.

Redundantnost koda – Ovo je višestruko ponavljanje prenesenih podataka.

Redundantnost koda ne može biti prevelika. To će dovesti do kašnjenja i većih troškova komunikacije.

Teorija kodiranja vam upravo omogućava da dobijete takav kod koji će biti optimalan: redundantnost prenesenih informacija bit će minimum mogućih, ali autentičnost primljene informacije - maksimum.

Prethodno je napomenuto da pri prenošenju poruka komunikacijskim kanalima može doći do smetnji koje mogu dovesti do izobličenja primljenih znakova. Tako, na primjer, ako pokušate prenijeti govornu poruku osobi koja je na znatnoj udaljenosti od vas po vjetrovitom vremenu, onda se ona može uvelike izobličiti takvim smetnjama kao što je vjetar. Općenito, prijenos poruka u prisustvu smetnji predstavlja ozbiljan teorijski i praktični problem. Njegov značaj raste u vezi sa raširenim uvođenjem kompjuterskih telekomunikacija, u kojima su smetnje neizbježne. Prilikom rada sa kodiranim informacijama iskrivljenim interferencijom, mogu se razlikovati sljedeći glavni problemi: utvrđivanje same činjenice da je informacija iskrivljena; saznanje na kom se konkretnom mjestu prenesenog teksta to dogodilo; ispravke grešaka, barem sa određenim stepenom sigurnosti.

Smetnje u prenosu informacija prilično su uobičajene u svim oblastima profesionalna aktivnost i u svakodnevnom životu. Jedan od primjera je dat gore, drugi primjeri su razgovor na telefonu čija slušalica "puca", vožnja automobila po magli itd. Najčešće se osoba dobro nosi sa svakim od navedenih zadataka, iako nije uvijek svjesna kako to radi (tj. ne algoritamski, već na osnovu neke vrste asocijativnih veza). Poznato je da prirodni jezik ima veliku redundantnost(u evropskim jezicima - do 7%), što objašnjava visoku otpornost na buku poruka koje se sastoje od znakova iz abecede takvih jezika. Primjer koji ilustruje otpor ruskog jezika na smetnje je rečenica "u riječima vso glono zomonono side o". Ovdje je 26% likova "udarano", ali to ne dovodi do gubitka značenja. Dakle, u ovom slučaju, redundancija je korisno svojstvo.

Redundancija se također može koristiti prilikom prijenosa kodiranih poruka u tehnički sistemi. Na primjer, svaki fragment teksta ("rečenica") se prenosi tri puta, a par fragmenata koji se potpuno podudaraju smatra se ispravnim. Međutim, velika redundantnost dovodi do velikih vremenskih troškova u prijenosu informacija i zahtijeva veliku količinu memorije za njihovo skladištenje. Po prvi put, teorijsku studiju efektivnog kodiranja preduzeo je K. Shannon.

Prva teorema Shannon deklarira mogućnost stvaranja sistema za efikasno kodiranje diskretnih poruka, u kojem prosječan broj binarnih simbola po jednom simbolu poruke asimptotski teži entropiji izvora poruke (u odsustvu smetnji). Zadatak efikasnog kodiranja opisan je trijadom:

X = (X 4i) - koder - IN.

Evo X, B - ulazna i izlazna abeceda, respektivno. pod mnoštvom x i bilo koji znakovi (slova, riječi, rečenice) se mogu razumjeti. IN - skup čiji je broj elemenata, u slučaju kodiranja znakova brojevima, određen bazom brojevnog sistema (npr. T= 2). Koder mapira svaku poruku x i od X kombinacija koda sastavljena od n i set znakova IN. Ograničenje ovog zadatka je odsustvo smetnji. Potrebno je procijeniti minimalnu prosječnu dužinu kodne riječi.

Da bi se riješio ovaj problem, vjerovatnoća mora biti poznata P i pojavi se poruka x i, koji odgovara određenom broju znakova n i abeceda IN. Zatim matematičko očekivanje broja znakova iz IN definiran na sljedeći način:

n c p = n i R i(prosječna vrijednost).

Ovaj prosječan broj abecednih znakova IN odgovara maksimalnoj entropiji Hmax = n cp log T. Da bi se osigurao prijenos informacija sadržanih u porukama X kombinacije kodova iz IN, uslov H4max ≥ H(x), ili n cf log T≥- R i log R i . U ovom slučaju, kodirana poruka ima redundantnost n cf≥H(x) / log t, n min = H(x) / log T.

Faktor redundance

TO u = ( H max- H(x)) / H max = ( n cp- n min) / n k.č

Ove vrijednosti zapisujemo u obliku tabele. 1.8. Imamo:

N min = H(x) / log 2 = 2,85, K u = (2,92 - 2,85) / 2,92 = 0,024,

one. kod gotovo da nema suvišnosti. Može se vidjeti da prosječan broj binarnih znakova teži entropiji izvora poruke.

Tabela 3.1 Primjer za Shanonovu prvu teoremu

N	Rh i	x i	Šifra	n i	p i - ∙ P i	Rh i log Rh i
	0,19	x1			0,38	-4,5522
	0,16	x2			0,48	-4,2301
	0.16	x3			0,48	-4,2301
	0,15	x4			0,45	-4,1054
	0,12	x5			0,36	-3,6706
	0,11	x6			0,33	- 3,5028
	0,09	X7			0,36	-3,1265
	0,02	x8			0,08	-3,1288
	Σ=1	Σ=2,92	Σ=2,85

Šenonova druga teorema navodi da je u prisustvu smetnji u kanalu uvijek moguće pronaći takav sistem kodiranja u kojem će se poruke prenositi sa zadatom pouzdanošću. Ako postoji ograničenje, propusni opseg kanala mora premašiti kapacitet izvora poruke.

Dakle, Shanonova druga teorema uspostavlja principe kodiranja za ispravljanje grešaka. Za kanal sa diskretnim šumom, teorema kaže da ako je brzina kreiranja poruke manja ili jednaka kapacitetu kanala, onda postoji kod koji osigurava prijenos sa proizvoljno niskom stopom greške.

Dokaz teoreme zasniva se na sljedećem rezonovanju. Početni niz X = (xi) kodirano znakovima iz IN tako da se postigne maksimalna propusnost (kanal nema smetnji). Zatim u nizu IN dužina P uveden r znakova i novu sekvencu p + r karaktera. Broj mogućih sekvenci dužine i + T veći od broja mogućih nizova dužine P. Skup svih nizova dužine P + r može se raščlaniti na P podskupovi, od kojih je svaki pridružen jednom od nizova dužine P. U prisustvu smetnji na nizu P + r izvodi ga iz odgovarajućeg podskupa sa proizvoljno malom vjerovatnoćom.

Ovo vam omogućava da odredite na prijemnoj strani kanala koji podskup pripada primljenom nizu dužine iskrivljene smetnjama n + r, i time obnoviti originalni niz dužina P.

Ova teorema ne daje konkretan metod za konstruisanje koda, ali ukazuje na granice onoga što se može postići u kreiranju kodova za ispravljanje grešaka i stimuliše potragu za novim načinima za rešavanje ovog problema.

Veliki doprinos naučna teorija veze su uspostavili sovjetski naučnici Vladimir Aleksandrovič Kotelnikov(1940-1950. XX vijeka). IN savremeni sistemi digitalna komunikacija za borbu protiv gubitka informacija tokom prijenosa:

Cela poruka je podeljena na delove - blokove;

Za svaki blok izračunava se kontrolni zbroj (zbir binarnih cifara), koji se prenosi zajedno sa ovim blokom;

Na mjestu prijema se ponovo izračunava kontrolna suma primljenog bloka, ako se ne poklapa sa originalom, prijenos se ponavlja.

Tabela 3.2. Model Claudea Shanona za prijenos informacija u tehničkim komunikacijskim sistemima

Dodatna literatura:

№	Tema lekcije	Književnost
	Informacija kao jedinstvo nauke i tehnologije.	Mogilev “Informatika”
	Društveni aspekti informatika.	“Sociokulturni aspekti hakovanja” (na osnovu materijala sa Wikipedije, besplatne elektronske enciklopedije)
	Pravni aspekti informatika.	“Pravni aspekti informatike” (na osnovu materijala sa sajta “Informatika na 5”) http://www.5byte.ru/referat/zakon.php
	Informacije i fizički svijet. Informacije i društvo.	"Uvod u računarstvo" iz udžbenika N. Ugrinovich "Računarstvo i informacione tehnologije" str. 12-17
	Informatizacija društva.	na osnovu materijala elektronski časopis PC World http://schools.keldysh.ru/sch444/MUSEUM/pres/cw-01-2000.htm
	Telekomunikacije u Baškortostanu	Portal "Republika Baškortostan" - Telekomunikacijska sekcija http://bashkortostan.rf/potential/telecommunications/
	Sigurnost informacija društva i pojedinca.	„Informaciona sigurnost pojedinca, društva, države“ (na osnovu materijala e-knjiga V.A. Kopylova „Zakon o informacijama“, poglavlja 10-11) http://www.i-u.ru/biblio/archive/kopilov_iform/04.aspx
	Tema 2.1. Razni nivoi ideje o informacijama. Značenja pojma u različitim oblastima znanja.	"Semantički pristup definiciji informacija" (materijali iz Wikipedije - besplatne elektronske enciklopedije, odjeljak "Informacije u ljudskom društvu") http://ru.wikipedia.org/wiki/%C8%ED%F4%EE%F0% EC%E0 %F6%E8%FF

MINISTARSTVO PROSVETE I NAUKE RUJSKE FEDERACIJE

Federalna državna budžetska obrazovna ustanova

visoko stručno obrazovanje

"KUBANSKI DRŽAVNI UNIVERZITET"

(FGBOU VPO "KubGU")

Fizičko-tehnološki fakultet

Katedra za optoelektroniku

NASTAVNI RAD

Proučavanje metoda otpornosti na buku radiotehničkih sistema

Uradio sam posao

Andrijaš Maksim Vladimirovič

Specijalnost 210302 - Radiotehnika

naučni savetnik

vanredni profesor, dr.

A.N. Kazakov

Krasnodar 2013

ESSAY

Andriyash M.V. ISTRAŽIVANJE METODA IMUNITETA RADIO-TEHNIČKIH SISTEMA. Nastavni rad: 29 str. 1 sl., 4 izvora.

IMUNOST NA BUKU, IMUNOST SISTEMA, STEALTH OF SYSTEMS.

Ovo seminarski rad je unapređenje obrazovno-metodološkog kompleksa discipline radiotehničkih sistema, koji uključuje: opravdati potrebu za korišćenjem i poboljšati RTS otporan na buku, analizirati glavne karakteristike i parametre otpornog na buku RTS, glavne metode za povećanje prikrivenosti RTS-a, glavne metode za povećanje otpornosti RTS-a na namerne smetnje.

Osnovni rezultati nastavnog rada su sljedeći: u toku nastavnog rada dato je opravdanje za potrebu korištenja i poboljšanja otpornog na buku RTS-a, urađena je analiza glavnih karakteristika i parametara RTS-a otpornog na buku. , urađena je analiza glavnih metoda za povećanje tajnosti RTS-a i analiza glavnih metoda za povećanje stabilnosti RTS-a na namerno ometanje .

Uvod

1. Otpornost na buku

2. Opće informacije o metodama protiv ometanja

2.1 Opće karakteristike imuniteta

2.2 Odnos između efikasnosti radio sistema i njegove otpornosti na smetnje

2.3 Imunitet sistema

2.4 Prikrivenost sistema

2.5 Opće karakteristike otpornosti na buku

4. Otpornost na buku SRS

4.1 opšte karakteristike otpornost na smetnje radio komunikacionih sistema sa frekvencijskim skokom

Zaključak

otpornost na buku radiotehnička tajna

Uvod

Problem povećanja otpornosti na buku upravljačkih i komunikacionih sistema je veoma akutan i još uvek nije našao svoje rešenje u većini primenjenih problema. Rješenje ovog problema je olakšano integriranom upotrebom razne metode i sredstva (signali složenog oblika, optimalne metode za njihovu obradu, fazni antenski nizovi, digitalna tehnologija velike brzine, savremena tehnologija, organizacione mjere).

Najvažniji način da se postigne potrebna otpornost na buku radiokomunikacionih sistema (RSS) pod uticajem organizovanih (namernih) smetnji je upotreba signala sa pseudo-slučajnim skakanjem frekvencije (PRFC) i korišćenje optimalnih i kvazioptimalnih algoritama. za obradu takvih signala.

Međutim, problem efikasnosti SRS uz skakanje frekvencije, istraživanje i razvoj obećavajućih načina za poboljšanje otpornosti SRS na buku, posebno u kontekstu kontinuiranog unapređenja taktike i tehnike elektronskog ometanja (REB), ostaju relevantni i važni kako sa naučnog tako i sa praktične tačke. pogleda.

Pojavio se u U poslednje vreme mogućnost široko rasprostranjenog uvođenja brze mikroprocesorske tehnologije i moderne baze elemenata u SRS omogućavaju implementaciju novih principa za formiranje, prijem i obradu signala sa skakanjem frekvencije, uključujući frekvencijski razmak simbola velike množine i kratkog trajanja. elementi, zajednička upotreba M-arnog frekvencijskog pomaka (FM) i kodiranja signala otpornog na šum sa skakanjem frekvencije i adaptivnim antenskim nizovima. Sve ovo omogućava visoku otpornost SRS na buku kada je izložen razne vrste organizovane smetnje.

1. Otpornost na buku

Sposobnost radiotehničkog sistema (RTS) da funkcioniše sa datim kvalitetom u uslovima elektronskih protivmera (REP) naziva se njegovom otpornošću na buku. Otpornost na buku može se okarakterizirati sljedećim indeksom vjerovatnoće:

(1)

Gde, Ppd - verovatnoća potiskivanja RTS-a, karakteriše tajnost sistema; n0 - verovatnoća (otpornost na buku) da RTS uspešno izvrši svoj zadatak u odsustvu REB-a; n1 - verovatnoća uspešnog izvršenja zadatka RTS-a u uslovima REB-a. Zauzvrat, predlaže se da se vjerovatnoća Ppd odredi u obliku:

(2)

Gde je Rrz verovatnoća da će parametri signala koji se koriste u RTS biti određeni (izviđani) od strane neprijateljskog ECM sistema;

Risp - vjerovatnoća da će neprijatelj koristiti REB, pod uslovom da se parametri signala izviđaju sa tačnošću neophodnom za organizovanje suzbijanja;

Rpp je verovatnoća efekta smetnji elektronskog ometanja na prijemnik RTS-a koji se razmatra, pod uslovom da se parametri signala izviđaju (procenjuju) sa zadatom tačnošću i koriste sredstva za elektronsko suzbijanje.

Propusnost Kod jednokanalnih ili višekanalnih, ali sa uniformnim RS kanalima, obično se procjenjuje u bitovima u sekundi. Za heterogene kanale tokom digitalne obrade, ovaj indikator se takođe meri u istim jedinicama. Dakle, propusnost

(3)

U E ETP,

gdje je J količina informacija dobijenih u vremenu T,

e je pokazatelj tačnosti,

edop je njegova dozvoljena vrijednost.

2. Opšte informacije o metodama protiv smetnji

U svakom radiotehničkom sistemu može se značajno uticati na uticaj različitih vrsta smetnji, od kojih se metode zaštite zasnivaju na korišćenju razlika u signalima i smetnjama. Ove razlike omogućavaju primarni odabir signala: frekvencijski, vremenski, prostorni i polarizacijski. Kada su spektri signala i šuma superponirani, moguće je potiskivanje šuma u uređajima za obradu koji uzimaju u obzir razlike u finoj strukturi signala. Moguće razlike između signala i smetnje koje se koriste za suzbijanje efekta smetnje su sljedeće.

U slučaju razlike u spektru signala i smetnji, koriste se šeme filtriranja za borbu protiv smetnji. Moguće su sljedeće situacije:

− spektri interferencije i signala se ne preklapaju,

− spektar interferencije je koncentrisan na dio spektra signala,

− spektri šuma i signala se preklapaju, ali postoje razlike u njihovoj finoj strukturi.

Kada se spektri interferencije i signala preklapaju, kada je podešavanje frekvencije ili urezivanje neefikasno, koriste se češljasti ili usklađeni filteri. Razlike u strukturi signala i spektra interferencije koriste se i kod uređaja za selekciju pokretnih ciljeva (MTS) na pozadini pasivnih smetnji. Principi SDC-a će biti razmotreni u nastavku.

Razlike u vremenskoj strukturi signala i šuma koriste se za suzbijanje impulsnog šuma koji ima parametre različite od signala: trajanje, period ponavljanja, vrijeme dolaska. Upotreba kodiranja signala po broju impulsa i intervalu između njih, odabir po trajanju tokom automatskog praćenja cilja - ovo su neki od postojeće metode boriti se protiv ovih vrsta smetnji.

Razlike u prostornom položaju izvora signala i smetnje mogu značajno smanjiti učinak smetnji povećanjem rezolucije radara i RNS-a u ugaonim koordinatama, potiskivanjem bočnih režnjeva AP-a i kompenzacijom smetnji koje padaju na bočne režnjeve AP-a. .

Razlike u polarizacionoj strukturi signala i smetnje trenutno se koriste za suzbijanje ometajućih refleksija od hidrometeora upotrebom polarizovanih antena.

1 Opće karakteristike otpornosti na buku

Otpornost radio sistema na buku karakteriše njegovu sposobnost da održi datu tačnost ekstrakcije informacija i protoka u prisustvu smetnji.

Otpornost na buku RTS-a je obezbeđena otpornošću na buku i tajnovitošću njegovog delovanja. Za naučno izdvajanje informacija RTS-a, tajnost sistema nije obavezna, pa se koncept otpornosti na buku poklapa sa konceptom otpornosti na buku.

Bandwidth RTS ekstrakcije informacija je određen maksimalnom brzinom ekstrakcije informacija sa zadatom tačnošću

Propusnost Kod jednokanalnih ili višekanalnih, ali sa uniformnim RS kanalima, obično se procjenjuje u bitovima u sekundi. Za heterogene kanale tokom digitalne obrade, ovaj indikator se takođe meri u istim jedinicama. Dakle, propusnost C = max(Jr) na e UTP, gdje je J količina informacija dobijenih u vremenu T, e je indikator tačnosti, EDOP je njegova dozvoljena vrijednost.

Granična teoretski dostižna širina pojasa C naziva se potencijal. Zavisi od podataka uzetih u njegovoj definiciji. U nedostatku šuma za diskretne poruke, teorija informacija je gdje je Vk prosječna stopa ponavljanja k-tog signala, u je broj tipova prenesenih simbola.

U prisustvu smetnji u obliku normalnog bijelog šuma, Šenonova formula je važeća

Očigledno, propusnost C prestaje da zavisi od DD.

U sistemima za pronalaženje informacija savršeno kodiranje izvornih poruka nije moguće.

Rezolucija RTS-a je sposobnost sistema da održi specificiranu tačnost ekstrakcije informacija pod ometajućim dejstvom susednih signala (koji dolaze iz susednih opsega, sa bliskim Doplerovim pomacima, itd.). Ovaj indikator potpuno određena rezolucijom signala.

2 Odnos između efikasnosti radio sistema i njegove otpornosti na buku

Radio kontrole i komunikacioni sistemi su obično sastavni dio kompleksne upravljačke komplekse (objekti, ljudi) i namijenjeni su za evaluaciju i prijenos mjernih informacija koje karakterišu vektor stanja kontrolisanih objekata, za prenos komandi i različitih vrsta komunikacionih informacija.

Sposobnost kontrolnog kompleksa da izvrši zadatak pod datim uslovima obično se karakteriše njegovom efikasnošću. Naravno, za sisteme radio-upravljanja i komunikacije koji su dio takvog kompleksa, preporučljivo je uvesti koncept efikasnosti, koji treba shvatiti kao sposobnost izvršavanja zadatka (privatnog, u odnosu na kompleks u cjelini) pod datim uslovima. Efikasnost sistema upravljanja i komunikacije zavisi od niza faktora, kao što su tačnost, preživljavanje, pouzdanost, otpornost na buku, vernost prenosa informacija. IN različiti sistemi menadžment i komunikacije, kao i različite faze njihov radni značaj navedeni faktori možda neće biti isti. Tako u sistemima upravljanja pokretnim objektima po pravilu dolazi do izražaja faktor tačnosti u proceni parametara kretanja ili tačnosti procene vektora stanja objekta. Ako se takva procjena vrši u uslovima radio smetnji, tada faktor otpornosti na buku ili otpornost na buku radio sistema postaje od velike važnosti. U ovom slučaju, potrebna tačnost procjene vektora stanja objekta mora se postići u složenom okruženju buke, koje će u velikoj mjeri biti određeno otpornošću na buku upravljačkog sistema. Karakteristike tačnosti su takođe veoma važne u komunikacionim sistemima. Dakle, tačnost primljenih informacija zavisi od tačnosti sinhronizacije u digitalnim komunikacionim sistemima. U ovom slučaju, preciznost i otpornost na buku često su usko povezani.

Savremeni radio-upravljački sistemi su složeni multifunkcionalni (kombinovani) sistemi u kojima se isti signal može koristiti kako za merenje parametara kretanja, tako i za sinhronizaciju i prenos komandnih (komunikacijskih) informacija. Očigledno, u takvim sistemima, odnos između tačnosti i otpornosti na buku postaje još bliži.

3 Imunitet sistema

Pod otpornošću na buku upravljačko-komunikacijskog sistema podrazumijevamo njegovu sposobnost izvršavanja zadataka u uslovima elektronskog ometanja (REW). Dakle, otpornost na buku je ona komponenta efikasnosti sistema, koju karakteriše sposobnost da izdrži ECM mere. Prema tome, kvantitativni kriterijum otpornosti na buku mora biti u skladu sa kriterijumom efikasnosti. Budući da se vjerovatnoća njegovog završetka uzima kao kriterij efikasnosti kao mjera uspješnosti datog zadatka, onda, kao za kriterijum otpornosti na buku, preporučljivo je uzeti verovatnoću izvršavanja datog zadatka od strane sistema (na primer, data vernost prenosa informacija ili tačnost) u uslovima REB-a;

U opštem slučaju, REB uključuje dvije uzastopne faze - elektronsko obavještavanje i radio protumjere. Svrha elektronske obavještajne službe je utvrđivanje činjenice rada (zračenja) radioelektronskog sistema (RES) i utvrđivanje njegovih parametara neophodnih za organizovanje radio protumjera. Svrha radio protumjera je stvaranje uslova koji bi ometali rad OIE ili čak doveli do ometanja zadatka.

Glavna metoda radio protumjera je ometanje. Ometanje će biti efikasnije, što će se više informacija o potisnutim OIE otkriti u fazi radio-izviđanja i koristiti u organizaciji radio protivmjera. Dakle, otpornost OIE na buku zavisiće od tehničkih karakteristika OIE, od relativnog položaja OIE i opreme za izviđanje i suzbijanje, od taktike korišćenja OIE, od vremena rada itd. ove karakteristike i uslovi su nasumični, stoga treba uzeti u obzir otpornost na buku za neke striktno definisane uslove.

Ako odredimo - vjerovatnoću izviđanja parametara RES neophodnih za organizovanje radio protumjera, i - vjerovatnoća poremećaja OIE kao rezultat radio smetnji, zatim kriterij otpornosti na buku može se predstaviti u sljedećem obliku: . Vjerovatnoća kvantitativno odražava svojstvo OIE, koje se može nazvati tajnošću. Pod tajnošću podrazumijevamo sposobnost RES-a da se odupre mjerama elektronske inteligencije koje imaju za cilj otkrivanje činjenice rada RES-a i određivanje parametara signala neophodnih za radio protumjere. Shodno tome, vrijednost može se uzeti kao kriterijum tajnosti.

Vjerovatnoća zavisi od sposobnosti OIE da izvrši zadatak pod uticajem smetnji. Dakle, vrijednost može se uzeti kao kriterijum za otpornost na buku. Ovaj kriterijum određuje verovatnoću da sistem izvrši zadatak u uslovima radio ometanja. Dakle, otpornost OIE na buku određena je njegovom tajnovitošću i otpornošću na buku. Razmotrimo zasebne pokazatelje otpornosti na buku.

4 Prikrivenost sistema

Elektronsko izviđanje, po pravilu, uključuje uzastopno izvršavanje tri glavna zadatka: otkrivanje činjenice rada OIE (detekcija signala), određivanje strukture detektiranog signala (na osnovu određivanja niza njegovih parametara) i otkrivanje sadržanih informacija ( prenosi) u signalu. Posljednji zadatak ponekad ima samostalnu vrijednost (to je jedan od konačnih ciljeva). U opštem slučaju, otkrivanje značenja prenete informacije omogućava organizovanje efikasnijeg REP-a. Navedenim zadacima radio inteligencije mogu se suprotstaviti tri tipa tajnosti signala: energetska, strukturna i informaciona. Energetska stealth karakterizira sposobnost otpora mjerama usmjerenim na otkrivanje signala od strane izviđačkog prijemnika. Kao što je poznato, detekcija signala se javlja u uslovima kada na izviđački prijemnik deluje smetnja (šum), a može biti praćena dvema vrstama grešaka: izostavljanjem signala kada je prisutan na ulazu i lažnom detekcijom (lažnim alarmom) kada nema signal. Ove greške su vjerovatnoće po prirodi. Kvantitativna mjera energetske tajnosti može biti vjerovatnoća ispravne detekcije (za datu vjerovatnoću lažnog alarma RT), koje zauzvrat zavise od omjera signal-interferencija u radio-vezi koja se razmatra i pravila odlučivanja za detekciju signala.

Strukturna tajnost karakteriše sposobnost da se odupre elektronskim obaveštajnim merama koje imaju za cilj otkrivanje signala. To znači prepoznavanje oblika signala, određenog metodama njegovog kodiranja i modulacije, odnosno identificiranje detektovanog signala s jednim od mnogih a priori poznatih signala. Stoga, da bi se povećala strukturna tajnost, potrebno je imati što veći ansambl korištenih signala i prilično često mijenjati oblik signala. Zadatak određivanja strukture signala je takođe statistički, a vjerovatnoća otkrivanja strukture signala može poslužiti kao kvantitativna mjera tajnosti strukture. pod uslovom da je signal detektovan. Na ovaj način, je uslovna vjerovatnoća.

Tajnost informacija određena je sposobnošću odupiranja mjerama koje imaju za cilj otkrivanje značenja informacija koje se prenose pomoću signala. Otkrivanje značenja prenesene informacije znači identifikovanje svakog primljenog signala ili njihove kombinacije sa porukom koja se prenosi. Ovaj problem se rješava rasvjetljavanjem niza znakova signala, na primjer, mjesta datog signala u skupu primljenih, učestalosti njegovog pojavljivanja, odnosa između faktora pojave određenog signala i promena stanja kontrolisanog objekta itd. Prisustvo apriornih i aposteriornih neizvesnosti čini ovaj problem probabilističkim, a kao kvantitativno merilo tajnosti informacija uzima se verovatnoća otkrivanja značenja prenete informacije. pod uslovom da se signal detektuje i izoluje (tj. otkriva se njegova struktura). shodno tome, je takođe uslovna verovatnoća.

Stealth je određen vjerovatnoćom izviđanja RES signala , zbog toga . Često se zadatak otkrivanja značenja prenesene informacije ne postavlja, a onda je moguće prihvatiti I . U nekim slučajevima, za organizovanje radio protumjera, dovoljno je otkriti signal potisnutog OIE. Gde identifikovan sa . Energetska i strukturna tajnost su najvažnije karakteristike signala i OIE sa kojima se suočavaju i inženjeri radio-projektanta i inženjeri koji njime upravljaju. Stoga će se ovakvim vrstama tajnosti u budućnosti posvećivati ​​glavna pažnja.

5 Imunitet

Pod otpornošću OIE na buku podrazumeva se sposobnost izvršavanja zadatka pod uticajem smetnji koje nastaju prilikom organizacije OIE. Dakle, otpornost na buku je sposobnost OIE da izdrži štetne efekte smetnji. Često se analiza otpornosti na buku vrši bez obzira na uzrok pojave smetnji na ulazu OIE. Budući da otpornost na buku zavisi od brojnih slučajnih faktora, njena kvantitativna mjera može biti vjerovatnoća kršenja funkcionisanja OIE (neizvršavanje navedenog zadatka) kada su izloženi smetnjama.

Vjerovatnoća može se definirati kao vjerovatnoća! činjenica da će stvarna vrijednost omjera signal-šum (na izlazu RES prijemnika postati manja od neke kritične (za datu vrstu smetnji), u kojoj je poremećeno funkcionisanje OIE, tj. ). Otpornost OIE na buku zavisi od kombinacije velikog broja faktora - vrste (oblika) smetnje, njenog intenziteta, oblika korisnog signala, strukture prijemnika, antene, metoda koje se koriste za suzbijanje smetnji, itd. Ovi faktori određuju pravce proučavanja otpornosti na buku, što će biti djelimično razmotreno kasnije. Ovdje se zadržavamo na energetskoj otpornosti prijema na šum, koja je određena energetskim karakteristikama signala i smetnje, pretpostavljajući njihovu razliku u obliku i usklađivanje prijemnika sa signalom tokom fluktuirajuće smetnje. Ovaj dogovor se odvija u realnim uslovima i ne narušava opštost analize. Takvo razmatranje omogućava identifikaciju brojnih korisnih obrazaca, kao i postavljanje zahtjeva za RES signale, koji obezbjeđuju povećanje otpornosti na buku.

Prvo razmotrite otpornost na buku samog prijemnika složenog signala, a zatim i otpornost na buku OIE. Poznato je da maksimalni odnos signal-bijeli šum na izlazu optimalnog prijemnika ne zavisi od oblika signala i jednak je Stoga, ako je signal izoliran na pozadini samo unutrašnjeg šuma prijemnika, tada će otpornost na buku prijemnika usklađenih sa signalima bilo kojeg oblika biti ista. Ako smetnju stvara vanjski izvor smetnji, onda je zgodno predstaviti q kao omjer snage signala i interferencije. Ako interferencija ima ujednačenu spektralnu gustinu u opsegu signala F, tada za signal trajanja T možemo pisati

(4)

gdje, .

Pokažimo da će formula (1.20) vrijediti i pod djelovanjem uskopojasne interferencije sa snagom . Dakle, ako optimalni prijemnik predstavimo u obliku korelatora, tada će se na izlazu množitelja korelatora spektar ove smetnje proširiti na vrijednost širine signala F, a samo dio spektra interferencije će proći kroz integrator sa granicom integracije T. Kao rezultat toga, snaga smetnje i signala na izlazu korelatora, respektivno, bit će jednaki , a omjer signal-šum je određen iz (1.20). Iz formule (1.20) proizlazi da što je veća baza signala, to će biti potrebna veća snaga smetnje da se suzbije prijemnik za date vrijednosti q, .

Lako je pokazati da je otpornost na šum prijemnika složenog signala u odnosu na impulsni šum trajanja će se utvrditi Očigledno, kada je mješavina širokopojasnog i uskopojasnog smetnje s ovlasti I , onda

3. Obrazloženje potrebe za korišćenjem i unapređenjem RTS-a otpornog na buku

Intenzivan razvoj sredstava za prenos informacija (radio komunikacija, telemetrija, radar itd.) doveo je do značajnog zasićenja etra elektromagnetnim zračenjem. Štaviše, situacija je komplikovana činjenicom da u ograničenom prostoru desetine i stotine REM-a mogu istovremeno da rade u neprekidnom i impulsnom zračenju, sa jednostavnim i složenim signalima, za prijem i prenos. Dakle, na okeanskom brodu koji se koristi kao kontrolna tačka za praćenje, komunikaciju i letjelicu, nalazi se: HF i VHF radio komunikaciona oprema; sistem za određivanje koordinata broda; jednovremenski sistem; sistem za prijem podataka o satelitskoj poziciji; sistem medicinska kontrola stanje astronauta; satelitski sistem za praćenje pomoću radara (Rizl=1 MW, f Î 5,4¸ 5,8 Hz); komandni sistem upravljanja (Rizl=10 kW, f Î 400¸ 500 MHz); telemetrijski sistem prijema podataka (Rpr= -127 dB/V, f Î 105¸ 140 MHz, 210 ¸ 200 MHz; 2.2 ¸ 2,3 GHz); HF i UHF radio komunikacioni sistem za prenos telemetrijskih podataka primljenih sa satelita u realnom vremenu itd.

Nepropusnost u zraku se povećava ne samo kvantitativnim rastom radioelektronske opreme, već i nekim njenim kvalitativnim promjenama. Visok nivo osjetljivosti (do 10-22 W) i širok propusni opseg mnogih modernih RPU-a čine ih vrlo osjetljivim na radio smetnje. To se, na primjer, odnosi na prijemnu opremu sa niskošumnim lanserima, TWT-ovima i TR-ovima, u čijem se razvoju glavna pažnja posvećuje povećanju osjetljivosti. Takva oprema je podložna ne samo redovnom zračenju od predajnika, već i haotičnim širokopojasnim smetnjama koje stvaraju različiti prekidači, komunikacijski uređaji, sistemi paljenja itd.

Stvaranje super-moćnih odašiljača impulsa (na primjer, ICR) dovelo je do povećanja zračenja na drugom, trećem i sljedećim harmonicima osnovne frekvencije.

Treba napomenuti da značajan broj OIE radi istovremeno u istom frekventnom opsegu. Iz ovoga je jasno da u savremenim uslovima na ulazu radio prijemnika (RPU) vrlo je vjerovatno da se primaju smetnje od obližnjih OIE, a ta smetnja može imati vrlo visok nivo. Uprkos tome, često je fokus dizajnera radio opreme na dobijanju najvećeg mogućeg omjera signal-šum. Ovdje se treba zadržati na kriteriju svrsishodnosti, tj. u tako složenoj situaciji smetnji, kao što je gore spomenuto, možda nije preporučljivo postići vrlo veliki omjer signal-šum. Preporučljivo je da se nastoji postići određeni (za praksu zadovoljavajući) odnos signal/šum. najbolja izvedba RES kompatibilnost. Dakle, jedan od problema koji se javlja prilikom stvaranja i rada REA je osiguranje elektromagnetne kompatibilnosti OIE (EMC RES). Pod ovim nazivom se podrazumeva i skup svojstava OIE i uslova njihovog rada pod kojima je to moguće normalan rad OIE (tj. očuvanje njihovih određenih kvalitativnih karakteristika). Ovaj problem pokriva široku oblast radio elektronike i uključuje:

matematički model - analiza interferencijskih situacija i prolaska signala (međusobne smetnje) kroz tipične OIE;

sinteza RPU signala, predajnika i antenskih uređaja koji obezbeđuju EMC OIE;

organizacija rada OIE, koja obezbeđuje minimalan uticaj OIE jednih na druge (regulacija frekvencije, vremena i polarizacije itd.);

razvoj standardizacije i metoda za mjerenje parametara EMC.

4. Otpornost na buku SRS

Radio-upravljački i komunikacioni sistemi su, po pravilu, sastavni deo složenih kontrolnih kompleksa (objekti, ljudi) i namenjeni su za prenos mernih informacija koje karakterišu vektor stanja kontrolisanih objekata, prenos komandi i razne vrste komunikacionih informacija. . Istovremeno, potrebna tačnost prenosa poruke, kao i izvođenje drugih funkcija, mora se postići u složenom okruženju smetnji, koje će u velikoj meri biti determinisano otpornošću na buku komunikacionog kanala.

U vezi sa teškom kriminalnom situacijom i terorističkom prijetnjom, važna je stabilnost komunikacijskog kanala do efekta namjernog ometanja koje stvaraju treća lica u cilju iskrivljavanja, obustavljanja ili zaustavljanja prijenosa informacija. Posebna pažnja je potrebna za objekte od kritične važnosti (na primjer, glavne produktovode) koji koriste otvorene komunikacione kanale za praćenje njihovog tehničkog stanja.

Po pravilu, za takve objekte poznata je priroda i struktura informacija koje se prenose komunikacijskim kanalom (signali senzora, komande za upravljanje pojedinačnim uređajima). Poruke se obično prenose periodično i u rafovima. Uz pomoć elektronskih obavještajnih sredstava, treće strane mogu dugo akumulirati informacije o načinu komunikacije, korištenim frekventnim opsezima, vrstama signala, modulaciji itd.

Ove informacije se mogu koristiti kako za formiranje načina suprotstavljanja komunikacijskom sistemu u cjelini, tako i za specifično namjerno ometanje kanala. Stoga, da bi se poboljšala otpornost na buku, postaje neophodno blagovremeno otkriti prisustvo namjernih smetnji u primljenom signalu i prilagoditi komunikacijski kanal efektu smetnji.

Kao što znate, otpornost na buku radio komunikacija (SRS) postiže se nizom organizacionih mera, metoda i sredstava koji imaju za cilj da obezbede stabilan rad SRS pod uticajem organizovanog (namernog) elektronskog ometanja (REC) smetnji.

Proces funkcionisanja SRS u uslovima organizovanog mešanja u njegovu fizičku suštinu može se predstaviti kao elektronski sukob, u kojem, s jedne strane, učestvuje SRS, as druge strane sistem REB, koji se uglavnom sastoji od elektronska obavještajna stanica (RTR) i sama stanica za ometanje. Slika 1 in opšti pogled predstavljeno strukturna šema elektronski konflikt.

Kanal se smatra sigurnim ako obezbjeđuje potrebne pokazatelje tajnosti prijenosa informacija i otpornosti na namjerne smetnje. Model zaštićenog komunikacionog kanala (PSC) mora dodatno sadržavati model posebno dizajniranog prenošenog signala, model namjerne smetnje i metode za suzbijanje smetnji.

1 Opšta karakteristika otpornosti na buku radio komunikacionih sistema sa skakanjem frekvencije

Otpornost na buku radio komunikacionih sistema sa frekvencijskim skokom

Poznato je da su otpornost na buku i tajnost dve najvažnije komponente otpornosti na buku SRS.

U ovom slučaju, u opštem slučaju, otpornost na buku SRS-a sa frekvencijskim skokom (međutim, kao i svaki drugi SRS) podrazumeva se kao sposobnost da normalno funkcioniše, obavljajući zadatke prenosa i primanja informacija u prisustvu radio smetnji. Dakle, otpornost na buku SRS-a je sposobnost da izdrži štetne efekte različitih vrsta radio smetnji, uključujući, pre svega, organizovane smetnje.

Strategija borbe protiv organizovanog ometanja SRS-a sa skakanjem frekvencije sastoji se, po pravilu, u „izbegavanju” signala SRS od efekata smetnji, a ne u „konfrontaciji” sa njima, kao što se sprovodi u SRS sa FM1IPS. Stoga je kod SRS sa frekvencijskim skokom važna karakteristika u zaštiti od smetnji stvarno vrijeme rada na jednoj frekvenciji. Što je ovo vreme kraće, veća je verovatnoća da na SRS signale sa skakanjem frekvencije neće uticati organizovane smetnje.

Otpornost na buku SRS-a sa skakanjem frekvencije ne zavisi samo od vremena rada na jednoj frekvenciji, već i od drugih važnih parametara stanice za ometanje (SP) i SRS-a, na primjer, od vrste smetnji i njene snage, snaga korisnog signala, struktura prijemnog uređaja i metode zaštite od buke ugrađene u SRS.

Efikasan efekat smetnji na SRS sa skakanjem frekvencije može se postići samo ako ometač zna relevantne parametre SRS signala, na primjer, centralne frekvencije kanala, stope skakanja frekvencije, propusni opseg informacija, jačinu signala i smetnje na lokaciji SRS prijemnik. Navedene CRS parametre ometač dobija, po pravilu, direktno uz pomoć elektronske obaveštajne stanice (RTR), kao i preračunavanjem izmerenih parametara CRS u druge karakteristike CRS-a koje su funkcionalno povezane sa njima. Na primjer, mjerenjem trajanja frekvencijskog skoka, možete izračunati propusni opseg frekvencijskog kanala CPC prijemnika.

U opštem slučaju, RTR, prijemom i analizom presretnutih signala ne samo sa SRS, već i sa drugih radio-elektronskih sredstava (RES), obezbeđuje prikupljanje informacija o protivničkoj strani u celini. SRS i RES signali sadrže mnoge tehničke karakteristike koje su obavještajne informacije. Ove karakteristike definišu „elektronski rukopis“ SRS i RES i omogućavaju vam da utvrdite njihove mogućnosti, namenu i pripadnost.

Generalizovani algoritam za prikupljanje podataka elektronskom inteligencijom o parametrima signala i karakteristikama SRS-a prikazan je na slici 1.

Slika 1 - Generalizovani algoritam za prikupljanje podataka elektronskom inteligencijom o parametrima signala i karakteristikama CRS-a

Za procenu otpornosti SRS na buku pod uticajem različitih vrsta smetnji, potrebno je imati odgovarajuće indikatore. Uz odabrane modele signala, inherentne buke prijemnog uređaja i aditivne smetnje u sistemima za prenos diskretnih poruka, preferirani indikator kvantitativne mjere otpornosti na buku je prosječna vjerovatnoća greške (MEP) po bitu informacije.

Ostali pokazatelji otpornosti na buku CRS-a, na primjer, potreban odnos signal-šum, koji obezbjeđuje dati kvalitet prijema informacija, vjerovatnoća greške u kodnoj riječi i drugi, mogu se izraziti u terminima CBO po bitu. . Minimizacija SVR-a po bitu pod uslovom jednako vjerovatnog prijenosa simbola može se postići korištenjem algoritma koji implementira pravilo maksimalne vjerovatnoće

, (6)

koji za binarni SRS ima oblik:

, (7)

gdje je omjer vjerovatnoće za -th signal.

U daljem izlaganju najviše pažnjeće se fokusirati na razvoj i analizu algoritama za izračunavanje SVR-a po bitu informacije. Analiza CBO po bitu će se vršiti pod dejstvom Gausovog šuma SRS prijemnika i aditivno organizovane smetnje, uglavnom u odnosu na kanonske (tipične) FM sisteme, koji su osnovna osnova za složenije SRS.

Zaključak

Glavni rezultati rada na kursu su sljedeći:

Dato je opravdanje za potrebu korišćenja i poboljšanja RTS-a otpornog na buku.

Urađena je analiza glavnih karakteristika i parametara RTS-a otpornog na buku.

Urađena je analiza glavnih metoda za povećanje tajnosti RTS-a.

Urađena je analiza glavnih metoda za povećanje otpornosti RTS-a na namerne smetnje.

Spisak korištenih izvora

Informacione tehnologije u radiotehničkim sistemima: udžbenik / V.A. Vasin, I.B. Vlasov, Yu.M. Egorov i drugi, Ed. I.B. Fedorova. -m.: Izdavačka kuća Moskovskog državnog tehničkog univerziteta po imenu N.E. Bauman, 2004.-672s.

Radiotehnički sistemi: Udžbenik za fakultete na specijal. Radiotehnika . Pod uredništvom Yu.P.Kazarinova. - M.: Viša škola, 2005.

Gonorovsky I.S. Radiotehnička kola i signali. -M.: Radio i komunikacija, 1986.-512 str.

Zyryanov Yu.T., Belousov O.A., Fedyunin P.A. Osnove radiotehničkih sistema: udžbenik. - Tambov: Izdavačka kuća FGBOU VPO TSTU, 2011. - 144 str.

Otpornost SAR na buku u uslovima elektronskog ratovanja

Otpornost na buku je najvažnija karakteristika SAR-a, koja određuje mogućnost efikasnog rešavanja funkcionalnih problema u uslovima elektronskog ratovanja (EW).

Trenutno se elektronsko ratovanje definiše kao skup mjera i radnji sukobljenih strana usmjerenih na otkrivanje i elektronsko suzbijanje (REW) neprijateljskih radioelektronskih sredstava (RES) i elektronsku zaštitu njihovih RES od namjernih i nenamjernih smetnji, kao i tehničko izviđanje RES signala. Istovremeno, otpornost OIE na buku karakteriše sposobnost izvršavanja funkcionalnih zadataka sa datom efikasnošću pod uticajem namernih i nenamernih smetnji, kao i sposobnost suprotstavljanja elektronskoj inteligenciji (RTR) njihovih signala.

Analiza otpornosti na buku zahteva sistematski (holistički) pristup, uzimajući u obzir sve strukture uključene u elektronsko ratovanje, odnos ciljeva, zadataka i kriterijuma za procenu njihovog funkcionisanja u dinamici interakcije i razvoja. Dinamika interakcije (konfrontacije) sredstava i metoda elektronskog ratovanja i RTR čini osnovu elektronskog ratovanja. U tom smislu, otpornost na buku kao dio elektronskog ratovanja je vojno-tehnička kategorija i znači sposobnost implementacije ciljna funkcija uz organizovano protivljenje neprijatelja.

Otpornost OIE na buku postiže se kombinacijom odbrambenih i ofanzivnih akcija (slika 7.11). Ofanzivne akcije uključuju uništavanje ometača, na primjer, udarnim avionima usmjeravanjem projektila na izvor zračenja, kao i elektronsko suzbijanje RTR sredstava i kontrolu neprijateljskih aktivnih stanica za ometanje (kontra-REP). Odbrambene akcije uključuju zaštitu OIE od specifičnih smetnji i tehničku inteligenciju, koja je obezbeđena kombinacijom RES uređaja i algoritama, uključujući prilagođavanje okruženju mete za ometanje, redundantnost i agregaciju kanala, kao i povećanu tajnost zračenja, imitaciju i maskiranje.

Procena otpornosti na smetnje RES zahteva poznavanje snaga i sredstava elektronskog ratovanja, sposobnosti i karakteristika rada neprijateljskih sistema, međusobne informacije o delovanju elektronskog ratovanja i RTR (taktike upotrebe). Dakle, karakteristike otpornosti na buku mogu se utvrditi ako se daju svi mogući uslovi za funkcionisanje REF-a (interference-target environment) i njihove promjene u procesu elektronskog ratovanja.

Imunitet na ometanje kao dio elektronskog ratovanja ocjenjuje se prema mnogim kriterijima: informacionim, energetskim, operativno-taktičkim i vojno-ekonomskim. Uzimajući u obzir složenu multifaktorsku prirodu interakcije OIE i EC sistema u procesu elektronskog ratovanja, samo specifikacije konfliktnih sistema, koji određuju posebne indikatore zaštite OIE od specifičnih smetnji uključenih u ukupna ocjena otpornost na buku.

Što se tiče SAR-a premjera zemljišta, otpornost na buku određena je tajnošću i otpornošću na buku radova.

Stealth karakteriše stepen zaštite emitovanih SAR signala od detekcije i merenja njihovih parametara od strane neprijateljskog RTR sistema.

Otpornost na buku karakteriše efikasnost rada SAR-a pod uticajem datih smetnji.

Dakle, pokazatelji otpornosti na buku su određeni kao rezultat analize antagonističkog sukoba sistema RTR, REB i SAR u uslovima elektronskog ratovanja. Dakle, stvaranje efektivnih smetnji u radu SAR premjera zemljišta moguće je samo ako postoje dovoljno potpune informacije o parametrima SAR zračenja. Dakle, direktni RTR sistem neprijateljskog kompleksa za elektronsko ratovanje mora sa potrebnom efikasnošću da vrši detekciju i procenu parametara SAR signala u interesu elektronskog ratovanja. Zauzvrat, efikasnost rešavanja RTR problema zavisi od karakteristika emitovanih SAR signala, a efikasnost smetnji ne zavisi samo od vrste smetnje, već i od algoritama za obradu SAR signala.

Tajnost rada SAR premjera

Iako su tajnost i otpornost na buku SAR-a međusobno povezani prvenstveno sa strukturom i algoritmima obrade signala, preporučljivo je razmotriti njihove karakteristike odvojeno. To je zbog redoslijeda djelovanja sukobljenih strana u toku elektronskog ratovanja.

Na sl. 7.12 prikazuje funkcionalni dijagram sukoba informacija SAR i REB kompleksa u obliku aktivne stanice za ometanje (SAP). Informaciona podrška SAP obavlja direktna elektronska obavještajna stanica (NRTR).

Struja SAR signala i drugih izvora zračenja koji se nalaze u području prijema HPTR stiže do HPTR prijemnih antena. Detekciju i određivanje parametara zračenja (noseća frekvencija, modulacija, pravac dolaska) vrši prijemni uređaj. Na osnovu analize dobijenih karakteristika signala i pohranjenih u bazi podataka (DB), prepoznaju se izvori zračenja i donosi se odluka o suzbijanju rada SAR-a.

Na osnovu informacija o parametrima racionalne (optimalne) smetnje za detektovane SAR signale pohranjene u ESA bazi podataka, signal smetnje se formira, pojačava (generira) i emituje u pravcu SAR-a.

SAR procesor analizira ciljno okruženje smetnje i mijenja parametre sondirajućeg signala i algoritam za obradu primljenih signala i smetnji kako bi optimizirao rješenje zadatog taktičkog problema, na primjer, mapiranje.

Nadalje, ponavlja se proces suprotstavljanja REP-u i RSA. Važno je napomenuti da u informacionom sukobu sa REP-om inicijativa pripada RSA. REB reakcija na pojavu SAR signala je uvijek odgođena. Što je početak zračenja i promena parametara SAR signala nepredvidiviji, to je veće kašnjenje u smetnji i veća je efikasnost SAR-a u uslovima EW.

Tajnost rada SAR-a određena je kako svojstvima emitovanog signala, tako i mogućnostima HPTR sistema za detekciju i mjerenje njihovih parametara.

Glavne karakteristike HPTR-a su: radna osjetljivost, preklapanje opsega i propusni opseg istovremenog (trenutnog) prijema, tačnost mjerenja signala, kašnjenje odgovora i propusni opseg.

Na ulazu HPTR prijemnika, koji obezbeđuje rešavanje zadataka elektronske inteligencije sa zadatom efikasnošću. Radna osjetljivost HPTP-a varira u vrlo širokom rasponu ovisno o vrsti signala i tipu prijemnika.

10 MHz. Osim domaćih

buke, na ulazu RTR prijemnika javljaju se vanjski šumovi uzrokovani brojnim izvorima zračenja.

SAR snimanje zemljišta karakteriziraju široki frekventni opsezi sondirajućeg signala (100 ... 500 MHz), određen potrebnom rezolucijom opsega (1,5 ... 0,3) m. Stoga čak ni potencijalna osjetljivost ne prelazi -100 .. -110 dBW kada radite na SAR signalima.

Trenutno se kao prijemni uređaji koriste detektorski (energetski) i superheterodinski prijemnici. Superheterodinski prijemnici pružaju osjetljivost blizu potencijala. U ovom slučaju, za pregled cijelog frekventnog opsega (1 ... 10 GHz), koristi se brzo podešavanje prijemnika (1 ... 4 GHz / s) uz istovremenu propusnost za analizu od 2 ... 10 MHz. Sekvencionalno skeniranje frekvencijskog opsega rezultira promašenim signalima i greškama u mjerenju frekvencije. Kada se frekvencija nosioca SAR signala brzo podešava (od impulsa do impulsa), sekvencijalna analiza frekvencijskog opsega dovodi do neprihvatljivih grešaka.

i lažna uzbuna

u svakom elementu gated signala, što zahtijeva

odnos signal-šum je 13 ... 15 dB.

Uzimajući u obzir svu buku i gubitke, radna osjetljivost, tj. minimalna potrebna snaga izviđačkog signala na ulazu HPTR prijemnika varira u širokom rasponu i zavisi kako od tipa prijemnog uređaja tako i od parametara signala. Dakle, u frekvencijskom opsegu od 4 GHz (8 ... 12 GHz), višekanalni frekventni prijemnik sa filterskim opsezima od 10 MHz ima radnu osjetljivost od -80 ... -90 dBW. Kada se propusni opseg filtera proširi na 100 MHz, što je tipično za SAR, osjetljivost se smanjuje za faktor od 5...10.

Snaga SAR signala na ulazu prijemnika zavisi od pojačanja HPTP antene. Osiguravanje istovremenog otkrivanja i preciznog određivanja SAR koordinata zahtijeva korištenje višekanalnih (više-beam) antena i višefrekventnih prijemnika. Ovo rezultira visokom složenošću HPTP sistema. Stoga se zadaci detekcije i određivanja smjera dolaska signala često obavljaju u dvije faze. U prvoj fazi, koristeći omnidirekcionu antenu (nekoliko snopova), frekvencija nosioca signala se detektuje i meri pomoću višekanalnog frekventnog prijemnika. U drugoj fazi, smjer dolaska i parametri detektiranog signala određuju se pomoću visoko usmjerene (višedimne) antene. Na osnovu mjerenja signala i baze podataka, prepoznaje se tip radara.

Najvažnija karakteristika HPTR sistema i kompleksa elektronskog ratovanja u cjelini je vrijeme odziva na pojavu SAR signala i njegovu promjenu. Ovo vrijeme je određeno kašnjenjem zbog izvršavanja algoritama za detekciju, mjerenje parametara signala i prepoznavanje tipa radara, kao i vrijeme nastanka smetnji.

impulsa/s) koje treba detektovati, odrediti parametre i prepoznati izvor zračenja. Mogućnosti rješavanja ovih problema karakterizira propusnost. HPTP propusnost zavisi od performansi multi-channel™ prijemnika i procesora.

Ministarstvo obrazovanja Ruske Federacije

Bijski tehnološki institut (filijala)

Altai State Technical University

njima. I.I. Polzunova

Odeljenje MSIA

Sažetak kursa:

"Osnove projektovanja uređaja i sistema"

Otpornost uređaja i sistema na buku

Završeno:

student grupe IITT-02 Kulishkin M.A.

student grupe IITT-02 Danilov A.V.

Supervizor:

Vanredni profesor Sypin E.V.

Bijsk - 2004

Stranica

Uvod3

Otpornost na buku 4

Otpornost na statički elektricitet 4

Dinamička otpornost na buku 5

Primjena karakteristike dinamičke otpornosti na buku 8

Zaključak 10

Uvod

Otpornost na buku- svojstvo uređaja ili sistema da izdrži spoljašnje i unutrašnje elektromagnetne smetnje, realizovano kroz metode projektovanja kola koje ne narušavaju odabranu strukturu korisnog signala i princip konstrukcije uređaja ili sistema.

Otpornost na buku- svojstvo uređaja ili sistema da izdrži spoljašnje i unutrašnje elektromagnetne smetnje, realizovano zbog izabrane strukture korisnog signala i principa konstrukcije uređaja ili sistema.

Dakle, izraz " otpornost na buku" više se odnosi na aspekte sklopova dizajna uređaja ili sistema, a izraz " otpornost na buku„na dizajn uređaja ili sistema u cjelini, odnosno otpornost na buku je glavna komponenta otpornosti na buku.

Otpornost na buku

Otpornost uređaja na buku može biti sljedećih tipova:

1. Otpornost na statičku buku - kada je izložen konstantnim naponima.

2. Dinamička otpornost na buku - na uticaj impulsne buke različitih oblika.

Statički imunitet

Na grafikonu se može uočiti niz karakterističnih nivoa napona:

U pošto- prag preklopnog nivoa mikrokola. Kada se dostigne, mikrokolo prelazi iz jednog logičkog stanja u drugo;

U 0 st.pu- nivo otpornosti na statičku buku u odnosu na nivo 0;

U 1 st.pu- nivo otpornosti na statičku buku u odnosu na nivo 1.

Nivo praga se izračunava pomoću statičkih nivoa 0 i 1: U pošto = 0,5 (U 0 + U 1 ) .

Nivoi otpornosti na statičku buku izračunavaju se na sljedeći način: U 0 st.pu = U pošto - U 0 ; U 1 st.pu = U 1 - U pošto .

Kao što se vidi |U 0 st.pu | = |U 1 st.pu | = U st.pu .

primjer:

Općenito, što je veća brzina mikrokola, to je niža njegova otpornost na buku, posebno dinamičku.

Dinamička otpornost na buku

U opremi uglavnom dominiraju dinamički procesi povezani sa promjenom vremena struja i napona. Ove promjene indukuju naizmjenične struje i EMF, koji se doživljavaju kao šum, u provodnicima na pločama i vezama između ploče. Stoga je impulsni šum tipičniji za ES.

Karakteristika dinamičke otpornosti na buku grafički opisuje sposobnost integriranih kola da izdrže impulsni šum koji ulazi na ulaz mikrokola. Interferenciju u ovom slučaju predstavljaju impulsi proizvoljnog oblika. Mjerenja ove karakteristike mogu se izvršiti na instalaciji, čija je pojednostavljena slika prikazana na (Slika 2.11).

Generator signala je simulator pulsnog šuma koji vam omogućava kontrolu parametara impulsa. Oblik impulsa treba da bude što je moguće bliži obliku potencijalne smetnje. Moguće aproksimacije buke prikazane su na slici.

Rice. 3. Aproksimacija impulsa

Generisanje impulsa sa kontrolisanim parametrima je veoma težak zadatak. Iz tog razloga, pravougaoni impuls je dobio glavnu distribuciju u analizi otpornosti na buku, iako impulsi br. 2 - 4 imaju oblik bliži obliku stvarnog šuma. Kada se kao ispitni koristi pravokutni impuls, javlja se problem proučavanja IC-a maksimalne brzine. U ovom slučaju, generator signala mora biti izgrađen na elementima čija je brzina za red veličine veća od brzine testiranog mikrokola.

Varijable ovdje su amplituda interferentnog impulsa U P i trajanje interferentnog impulsa t P .

Moguće je izvoditi računske eksperimente, što smanjuje ograničenje na oblik i parametre impulsa, ali zahtijeva adekvatan model mikrokola koji se testira, što nije uvijek lako implementirati.

Indikator- najjednostavniji uređaj bez inercije, na primjer, LED, koji fiksira događaje prebacivanja IC-a.

Za dobijanje karakteristike dinamičkog imuniteta provode se brojna mjerenja, fiksirajući stanje indikatora, pripisujući, na primjer, znak "+" događaju rada mikrokola, a znak "-" odsustvu rada. Hajde da uradimo 4 testa. Rezultati eksperimenta su sljedeći: u prvom i četvrtom slučaju ne dolazi do okidanja, au drugom i trećem slučaju indikator bilježi događaj okidanja IC-a: 1.“-“; 2.“+”; 3.“+”; 4."-". Rezultati eksperimenta su prikazani na grafikonu u koordinatama t P , U P. Tačke 1, 2, 3, ... imaju koordinate koje odgovaraju trajanju i amplitudama impulsa koje daje generator.

Sa kraćim trajanjem smetnji t p.min mikrokolo radi stabilno pri bilo kojoj amplitudi smetnji, ali ovo trajanje je malo, što praktički isključuje prisustvo takvih smetnji. Ako na ulazu mikrokruga ima vrlo kratkih interferentnih impulsa značajne amplitude, njihov naboj je mali, ulazni kapaciteti nemaju vremena za ponovno punjenje, a napon na ulazu mikrokruga ne prelazi dozvoljeni.

Primjena karakteristike dinamičke otpornosti na buku

Karakteristika dinamičke otpornosti na buku se široko koristi u dizajnu ES-a za procjenu mogućeg poremećaja operativnosti digitalnih čvorova u prisustvu indukovane smetnje. Kao primjer, razmotrite komunikacijsku liniju prikazanu na slici.

U ovom zadatku, prilikom analize kvaliteta rada digitalnih čvorova, potrebno je utvrditi rizik od smetnji određenih parametara. dakle:

Prvo se procjenjuju međusobni električni i magnetni parametri veze (tj. M I OD m);

Parametri interferencije se određuju (U P , t P ) u pasivnoj liniji;

Procjenjuje se rizik od smetnji (U P , t P ) prema karakteristikama dinamičke otpornosti na buku.

Ako se oprema razvija na određenoj seriji mikro krugova, tada se jednom dobijena karakteristika za tipični ventil može primijeniti na cijelu seriju. Prilikom promjene baze elemenata, karakteristika se mora ponovo dobiti. U normativno-tehničkoj dokumentaciji, statička otpornost na buku je obavezna, au većini slučajeva - dinamička

Zaključak

Da bi se poboljšala otpornost uređaja ili sistema na buku, efektima smetnji doprinose posebne mjere koje se predviđaju u fazi projektovanja i izgradnje (zaštita, uzemljenje, racionalna instalacija itd.).

Mnogi misle da je zaštita električnih signala i prenesenih informacija od elektromagnetnih smetnji isključivo zaštićena žicama, udaljenosti od izvora smetnji i testiranjem primopredajne opreme. Međutim, to nije slučaj, postoji mnogo načina da se poboljša otpornost na buku mjernog kanala ili kanala za prijenos informacija. Dizajneri i programeri često zanemaruju važne tačke, o čemu ćemo dalje razgovarati. Jedan od nedostataka žičanih linija je niska otpornost na buku i mogućnost jednostavnog neovlaštenog povezivanja. Razmotrite glavne uobičajene načine za poboljšanje otpornosti na buku.

Izbor medija za prenos. upredeni par. Uvrtanje žica zajedno smanjuje valni otpor provodnika, kao rezultat, i smetnje. Twisted pair je prilično otporan na buku. Važnu ulogu u zaštiti od smetnji imaju i konektori na koje je kabl povezan, kao što je RJ45 za Ethernet arhitekturu ili RS konektori sa ugrađenim filterima. Nedostaci kabela s upredenim paricama uključuju mogućnost jednostavnog neovlaštenog povezivanja na mrežu. Koaksijalni kabl je otporniji na smetnje od upredenog para. Smanjuje vlastito zračenje, ali je skuplji i teži za ugradnju. Kablovski optički komunikacioni kanali. Optički kabel - zahtijeva konverziju električnog signala u svjetlosni, može se kombinirati sa kanalnim enkoderom. Izuzetno visok nivo otpornosti na buku i odsustvo zračenja pri brzinama podataka od 3Gbps. Glavni nedostaci optičkog kabla su složenost njegove instalacije, niska mehanička čvrstoća i osjetljivost na WWF, uključujući jonizujuće zračenje.

Drugi način je, začudo, redundantnost komunikacijskih kanala. Vrlo često, na primjer nuklearne elektrane u ACS kanalima. Ovdje bih želio podsjetiti na još 2 točke: maskiranje od udara groma u žicu dalekovoda pod naponom iza uzemljenog vodiča i pogoršanje ili poboljšanje kvalitete prijema kada se krećete u blizini TV ili radio antene. Dakle, nije uvijek polaganje vašeg kabla u uobičajeni nosač ili kanal ono što igra destruktivnu ulogu, ponekad druge linije mogu maskirati vaš i preuzeti većinu energije smetnji.

Odabir interfejsa. Unificirani signal 4 - 20 mA se već nekoliko decenija naširoko koristi za prenos analognih signala u kreiranju automatizovanih sistema upravljanja. Prednost ovog standarda je jednostavnost njegove implementacije, mogućnost prijenosa analognog signala otpornog na šum na relativno velike udaljenosti. Ovo je živopisan primjer uklanjanja frekvencije prijenosa od karakterističnih frekvencija najvjerovatnijih elektromagnetnih smetnji. Međutim, sasvim je jasno da nije efikasan u modernom digitalnom ACS-u. U mjernim sistemima, objedinjeni signal od 4-20 mA može se koristiti samo za prijenos signala od senzora do sekundarnog pretvarača. Otpornost na buku takvog signala omogućava odmak od RF smetnji na jednosmernu struju i jednostavnost rješenja kola za filtriranje smetnji. RS-485 interfejs je relativno slabo otporan na buku. USB je bolje zaštićen jer je serijski interfejs. Međutim, zbog slabih prvih protokola i dizajna konektora, koji je u električnom smislu neuspješan (podsjeća na mikrotrakastu liniju), često zaluta visokofrekventnim smetnjama. Poboljšanje kvaliteta kodiranja u USB 3.0 i prelazak na mikro-USB konektore značajno povećavaju njegovu otpornost na elektromagnetne smetnje. Eternet i Internet - sa stanovišta mernih sistema, prednosti i mane ovih interfejsa su generalno slični USB interfejsu. Naravno, kada mjerni instrumenti rade u velikim distribuiranim mrežama, ova sučelja danas praktično nemaju alternativu. GPIB ili IEEE-488 - princip rada sučelja na bajt-serijskoj, bit-paralelnoj razmjeni informacija i to objašnjava njegovu visoku otpornost na buku u odnosu na paketni prijenos.

Logička otpornost na buku. Na fizičkom nivou, postoji mnogo tehnika za digitalizaciju signala za poboljšanje otpornosti na buku. Na primjer, korištenje određenog napona umjesto neutralnog vodiča ili "uzemljenja" za logičku nulu. Još bolje, ako su nivoi pomaknuti: + 12V i -5V ili +3V i +12V. Ovdje treba koristiti softversku implementaciju otpornosti na buku povratne informacije za ponovno ispitivanje uređaja u slučaju izobličenja informacija i korištenje metoda kodiranja otpornih na buku i obnavljanje.

Još nekoliko tehnika za poboljšanje otpornosti na buku:

primjena metoda diferencijalnog signala i prijema;

korištenje odvojenih povratnih provodnika unutar kabela;

uzemljenje neiskorištenih ili rezervnih provodnika;

eliminacija različitih potencijala na različitim tačkama uzemljenja ili zajedničkih provodnika;

povećanje snage i amplituda signala;

prevod jednog interfejsa u drugi, isključujući nedostatke oba;

povećanje potencijalne razlike između logičkih nivoa;

uklanjanje emitovanih frekvencija iz karakterističnog spektra interferencije;

izbor metoda okidanja (po frontovima, amplitudi, inkrementu, frekvenciji, fazi, određenom nizu, itd.);

sinhronizacija;

korištenje logičkih i signalnih uzemljenja i njihovo oklop;

Lista tehnika nije ograničena, možda, samo na resurse, znanje i domišljatost određene osobe ili organizacije.

Kombinirajte sa Emctestlab