Termenul „zgomot” se referă la diferite tipuri de interferențe care distorsionează semnalul transmis și duc la pierderea de informații.

Cauze tehnice ale interferenței:

Calitatea slabă a liniilor de comunicare;

Nesiguranța reciprocă a diferitelor fluxuri de informații transmise prin aceleași canale.

Prezența zgomotului duce la pierderea de informații.

Shannon a dezvoltat un special teoria codificarii, oferind metode de tratare a zgomotului. Una dintre cele mai importante idei ale acestei teorii este că codul transmis prin linia de comunicare ar trebui să fie redundant.

Redundanța codului – este o repetare multiplă a datelor transmise.

Redundanța codului nu poate fi prea mare. Acest lucru va duce la întârzieri și la costuri mai mari de comunicare.

Teoria codării vă permite doar să obțineți un astfel de cod care va fi optim: redundanța informațiilor transmise va fi minim posibil, A credibilitate informatii primite - maxim.

Mai devreme s-a observat că în timpul transmiterii mesajelor prin canalele de comunicare pot apărea interferențe care pot duce la denaturarea caracterelor primite. Deci, de exemplu, dacă încercați să transmiteți un mesaj vocal unei persoane care se află la o distanță considerabilă de dvs. pe vreme cu vânt, atunci acesta poate fi foarte distorsionat de un astfel de obstacol precum vântul. În general, transmiterea mesajelor în prezența interferențelor este o problemă serioasă teoretică și practică. Importanța sa este în creștere datorită introducerii pe scară largă a telecomunicațiilor computerizate, în care interferențele sunt inevitabile. Când se lucrează cu informații codificate distorsionate prin interferență, se pot distinge următoarele probleme principale: stabilirea faptului însuși că informația a fost distorsionată; aflarea unde exact s-a întâmplat acest lucru în textul transmis; remedieri de erori, cel puțin cu un anumit grad de certitudine.

Interferența în transmiterea informațiilor este destul de comună în toate domeniile activitate profesională si acasa. Unul dintre exemple a fost dat mai sus, alte exemple - vorbirea la telefon, în receptorul căreia „zocănește”, conducerea unei mașini în ceață etc. Cel mai adesea, o persoană se descurcă complet cu fiecare dintre sarcinile de mai sus, deși nu își dă întotdeauna seama cum o face (adică nu algoritmic, ci pornind de la unele legături asociative). Se știe că limbajul natural are o mare redundanţă(în limbile europene - până la 7%), ceea ce explică imunitatea mai mare la zgomot a mesajelor compuse din caracterele alfabetelor unor astfel de limbi. Un exemplu care ilustrează rezistența limbii ruse la interferență este propoziția „în cuvintele vso glosnoo zomonono side o”. Aici 26% dintre simboluri sunt „uimite”, dar acest lucru nu duce la o pierdere a sensului. Astfel, în acest caz, redundanța este o proprietate utilă.

Redundanța poate fi folosită și la transmiterea mesajelor codificate în sisteme tehnice... De exemplu, fiecare bucată de text („propoziție”) este transmisă de trei ori, iar perechea corectă de fragmente este cea care a coincis complet. Cu toate acestea, redundanța mare duce la cheltuieli mari de timp la transferul de informații și necesită o cantitate mare de memorie la stocarea acesteia. Primul studiu teoretic al codificării eficiente a fost întreprins de K. Shannon.

Prima teoremă Shannon declară posibilitatea creării unui sistem de codificare eficientă a mesajelor discrete, în care numărul mediu de simboluri binare per simbol de mesaj tinde asimptotic către entropia sursei mesajului (în absența interferenței). Sarcina de codificare eficientă este descrisă de triada:

X = (X 4i) - codificator - V.

Aici X, B - alfabetul de intrare și, respectiv, de ieșire. Sub platou x i orice semne (litere, cuvinte, propoziții) pot fi înțelese. V - o mulțime, al cărui număr de elemente, în cazul codificării semnelor prin numere, este determinat de baza sistemului numeric (de exemplu, T= 2). Codificatorul corespunde fiecărui mesaj x i din X o combinație de cod alcătuită din n i simboluri ale setului V. Limitarea acestei sarcini este absența interferenței. Este necesar să se estimeze lungimea medie minimă a cuvântului de cod.

Pentru a rezolva această problemă, probabilitatea trebuie cunoscută Р i apare mesajul x i, care corespunde unui anumit număr de caractere n i alfabet V. Apoi așteptarea matematică a numărului de caractere din V este definită după cum urmează:

n c p = p i P i(valoarea medie).

Acest număr mediu de caractere din alfabet V corespunde entropiei maxime Htax = n cf log T. Pentru a asigura transferul informațiilor conținute în mesaje X combinații de coduri din V, starea H4max ≥ H (x), sau n Mier Buturuga T≥- Р i Buturuga P i.În acest caz, mesajul codificat are redundanță n Mier≥H (x) / Buturuga t, n min = H (x) / Buturuga T.

Raportul de redundanță

LA u = ( H max - H(X)) / H max = ( n cp - n min) / n cp

Să scriem aceste valori sub forma unui tabel. 1.8. Noi avem:

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

acestea. codul practic nu are redundanță. Se poate observa că numărul mediu de simboluri binare tinde spre entropia sursei mesajului.

Tabelul 3.1 Un exemplu de prima teoremă a lui Shannon

N	Px i	x i	Codul	n i	n i - ∙ Р i	Px i∙ jurnal Px i
	0,19	X 1			0,38	-4,5522
	0,16	X 2			0,48	-4,2301
	0.16	X 3			0,48	-4,2301
	0,15	X 4			0,45	-4,1054
	0,12	X 5			0,36	-3,6706
	0,11	X 6			0,33	- 3,5028
	0,09	X 7			0,36	-3,1265
	0,02	X 8			0,08	-3,1288
	Σ = 1	Σ = 2,92	Σ = 2,85

A doua teoremă a lui Shannon afirmă că, în prezența interferențelor în canal, este întotdeauna posibil să se găsească un astfel de sistem de codare în care mesajele să fie transmise cu o anumită fiabilitate. Dacă există o limitare, lățimea de bandă a canalului trebuie să depășească performanța sursei de mesaj.

Astfel, a doua teoremă a lui Shannon stabilește principiile codificării corectoare de erori. Pentru un canal zgomotos discret, teorema afirmă că dacă rata de creare a mesajului este mai mică sau egală cu capacitatea canalului, atunci există un cod care asigură transmisia cu o rată de eroare arbitrar scăzută.

Demonstrarea teoremei se bazează pe următorul raționament. Secvența inițială X = (xi) codificat cu caractere din V astfel încât să fie atins debitul maxim (canalul nu are interferențe). Apoi în secvența de V lungime P introdus r personaje și o nouă secvență de n + r personaje. Numărul de secvențe posibile de lungime și + T mai mult decât numărul de secvenţe posibile de lungime P. Set de toate secvențele de lungime P + r poate fi descompus în P submulțimi, fiecare dintre acestea fiind asociată cu una dintre secvențele de lungime P. Dacă există interferențe în secvența de la P + r o scoate din submulțimea corespunzătoare cu o probabilitate arbitrar mică.

Acest lucru face posibilă determinarea, pe partea de recepție a canalului, care subset aparține secvenței de lungime recepționate n + r,și, prin urmare, restaurați secvența originală lungime P.

Această teoremă nu oferă o metodă specifică de construire a unui cod, dar indică limitele a ceea ce este realizabil în crearea codurilor de corectare a erorilor, stimulează căutarea unor noi modalități de rezolvare a acestei probleme.

Mare contribuție la teorie științifică comunicarea a fost introdusă de un om de știință sovietic Vladimir Alexandrovici Kotelnikov(1940-1950 al secolului XX). V sisteme moderne comunicare digitală pentru combaterea pierderii de informații în timpul transmisiei:

Întregul mesaj este împărțit în bucăți - blocuri;

Pentru fiecare bloc, se calculează o sumă de control (suma cifrelor binare), care este transmisă împreună cu acest bloc;

La locul recepției se recalculează suma de control a blocului primit, dacă nu coincide cu originalul, transmiterea se repetă.

Tabelul 3.2. Modelul lui Claude Shannon de transmitere a informațiilor în sistemele tehnice de comunicații

Literatură suplimentară:

№	Subiectul lecției	Literatură
	Informația ca unitate de știință și tehnologie.	Mogilev „Informatică”
	Aspecte sociale informatica.	„Aspecte socio-culturale ale hackingului” (pe baza materialelor din Wikipedia, enciclopedia electronică gratuită)
	Aspecte legale informatica.	„Aspecte juridice ale informaticii” (pe baza materialelor de pe site-ul „Informatica 5”) http://www.5byte.ru/referat/zakon.php
	Informația și lumea fizică. Informație și societate.	„Introducere în informatică” din manualul N. Ugrinovich „Informatică și tehnologii informaționale” p.12-17
	Informatizarea societatii.	pe baza de materiale jurnal electronic„PC World” http://schools.keldysh.ru/sch444/MUSEUM/pres/cw-01-2000.htm
	Telecomunicații în Bashkortostan	Portalul „Republica Bashkortostan” - secțiunea Telecomunicații http: //bashkortostan.rf/potential/telecommunications/
	Securitatea informațiilor societate și personalitate.	„Securitatea informațională a individului, societății, statului” (pe baza materialelor e-carte V. A. Kopylova „Legea informației”, capitolele 10-11) http://www.i-u.ru/biblio/archive/kopilov_iform/04.aspx
	Subiectul 2.1. Niveluri diferite idei despre informații. Semnificațiile termenului în diverse domenii ale cunoașterii.	„Abordare semantică a definiției informației” (materiale din Wikipedia - enciclopedie electronică gratuită, secțiunea „Informația în societatea umană”) http://ru.wikipedia.org/wiki/%C8%ED%F4%EE%F0%EC %E0 % F6% E8% FF

MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL FEDERATIEI RUSE

Instituția de învățământ bugetară de stat federală

studii profesionale superioare

„UNIVERSITATEA DE STAT KUBAN”

(FSBEI HPE „KubGU”)

Facultatea de Fizică și Tehnologie

Departamentul de optoelectronică

LUCRARE DE CURS

Cercetarea metodelor de imunitate la zgomot a sistemelor de inginerie radio

Am făcut treaba

Andriyash Maxim Vladimirovici

Specialitatea 210302 - Inginerie radio

consilier științific

Conf. univ. dr.

UN. Kazakov

Krasnodar 2013

ESEU

Andriyash M.V. CERCETAREA METODELOR DE IMUNITATE A SISTEMELOR DE INGINERIE RADIO. Lucrări de curs: 29 p. 1 poză, 4 surse.

IMUNITATE, IMUNITATE DE SISTEM, ASCUNSARE DE SISTEM.

Scopul acestui lucru termen de hârtie este, îmbunătățirea complexului educațional și metodologic al disciplinei sistemelor de inginerie radio, care include: fundamentarea necesității utilizării și îmbunătățirea RTS-ului imunitar la zgomot, analizarea principalelor caracteristici și parametri ai RTS imun la zgomot, principalele metode. de creștere a secretului RTS, principalele metode de creștere a rezistenței RTS la interferența deliberată.

Principalele rezultate ale cursului sunt următoarele: în cursul cursului finalizat, s-a justificat necesitatea utilizării și îmbunătățirii RTS imunitar la zgomot, analiza principalelor caracteristici și parametri ai sistemului imunitar la zgomot. A fost realizat RTS, a fost efectuată analiza principalelor metode de creștere a secretului RTS și a fost efectuată analiza principalelor metode de creștere a rezistenței RTS la interferența deliberată. ...

Introducere

1. Imunitate la interferențe

2. Informatii generale privind metodele de protecție împotriva interferențelor

2.1 Caracteristici generale ale imunității la interferențe

2.2 Relația dintre eficiența unui sistem radio și imunitatea acestuia la interferențe

2.3 Imunitatea sistemelor

2.4 Sisteme ascunse

2.5 Caracteristicile generale ale imunității

4. Imunitate la interferențe SRS

4.1 caracteristici generale imunitatea la interferențe a sistemelor de comunicații radio cu salt de frecvență

Concluzie

imunitate la interferență secret tehnic radio

Introducere

Problema creșterii imunității la zgomot a sistemelor de control și comunicații este foarte acută și nu și-a găsit încă soluția în majoritatea problemelor aplicate. Soluția la această problemă este facilitată de utilizarea complexă a metode diferiteși mijloace (semnale de formă complexă, metode optime de procesare a acestora, rețele de antene în fază, tehnologie digitală de mare viteză, tehnologie modernă, măsuri organizatorice).

Cea mai importantă modalitate de a obține imunitatea la zgomot necesară a sistemelor de comunicații radio (SRS) atunci când sunt expuse la interferențe organizate (intenționate) este utilizarea semnalelor cu reglaj pseudo-aleatoriu de frecvență (PFC) și utilizarea algoritmilor optimi și cvasi-optimi pentru procesarea unor astfel de semnale.

Cu toate acestea, problema eficacității CPC cu salt de frecvență, cercetarea și dezvoltarea modalităților promițătoare de creștere a imunității la zgomot a SRS, în special în contextul îmbunătățirii constante a tacticilor și tehnicilor de suprimare electronică (REP), rămân relevante și importante atât din punct de vedere științific, cât și practic. de vedere.

Aparut in În ultima vreme posibilitatea implementării pe scară largă a tehnologiei microprocesoarelor de mare viteză și a bazei de elemente moderne în CDS permite implementarea de noi principii pentru formarea, recepția și procesarea semnalelor cu salt de frecvență, inclusiv spațierea în frecvență a simbolurilor cu multiplicitate mare și durată scurtă a elementelor , utilizarea în comun a M-ary frecvență shift keying (FM) și a semnalelor de codare imune la zgomot cu salt de frecvență și rețele de antene adaptive. Toate acestea fac posibilă asigurarea unei imunitate ridicate la zgomot a CPC atunci când este expus tipuri diferite interferență organizată.

1. Imunitate la interferențe

Capacitatea unui sistem de inginerie radio (RTS) de a funcționa cu o calitate dată în condiții de contramăsuri electronice (EW) se numește imunitate la zgomot. Imunitatea la interferențe poate fi caracterizată prin următorul indicator de probabilitate:

(1)

Unde, Pпд - probabilitatea de a suprima RTS, caracterizează secretul sistemului; ny0 este probabilitatea (imunitate la zgomot) de îndeplinire cu succes a sarcinii sale de către RTS în absența unui EW; ny1 este probabilitatea de finalizare cu succes a sarcinii RTS în condițiile REP. La rândul său, probabilitatea Pпд se propune să fie determinată sub forma:

(2)

Unde, Ррз - probabilitatea ca parametrii semnalelor utilizate în RTS să fie determinați (recunoscuți) de sistemul de război electronic al inamicului;

Risp este probabilitatea ca inamicul să folosească un agent de război electronic, cu condiția ca parametrii semnalelor să fie recunoașteți cu acuratețea necesară organizării suprimării;

Рп - probabilitatea acțiunii interferenței de suprimare electronică asupra receptorului RTS considerat, cu condiția ca parametrii semnalelor să fie recunoașteți (estimați) cu o precizie dată și să fie utilizate mijloacele de suprimare electronică.

Debitul C monocanal sau multicanal, dar cu canale PTC omogene, este de obicei estimat în biți pe secundă. Pentru canale diferite în procesarea digitală, acest indicator este, de asemenea, măsurat în aceleași unități. Astfel, lățimea de bandă

(3)

Cu E UTP,

Unde, J este cantitatea de informații extrase în timpul T,

e este un indicator al preciziei,

edop este valoarea sa valabilă.

2. Informații generale despre metodele de protecție împotriva interferențelor

În orice sistem de inginerie radio, influența diferitelor tipuri de interferență poate fi afectată semnificativ, metodele de protecție împotriva cărora se bazează pe utilizarea diferențelor de semnale și interferențe. Aceste diferențe permit selecția primară a semnalelor: frecvență, timp, spațial și polarizare. Cu semnalul suprapus și spectrele de interferență, anularea interferenței este posibilă în dispozitivele de procesare care iau în considerare diferențele în structura fină a semnalului. Diferențele posibile între semnal și interferență, care sunt utilizate pentru a suprima efectul interferenței, sunt următoarele.

În cazul unei diferențe în spectrele semnalului și a interferenței, se folosesc circuite de filtrare pentru a combate interferența. Sunt posibile următoarele situații:

- spectrele de interferență și semnal nu se suprapun,

- spectrul de interferență este concentrat pe o porțiune din spectrul semnalului,

- spectrele de interferență și semnal se suprapun, dar există diferențe în structura lor fină.

Când spectrele de interferență și semnal se suprapun, când reglarea frecvenței sau crestarea este ineficientă, se folosesc filtre tip pieptene sau potrivite. Diferențele în structura spectrelor de semnal și interferența sunt, de asemenea, utilizate în dispozitivele pentru selectarea țintelor în mișcare (MTS) pe fundalul interferenței pasive. Principiile SDC vor fi discutate mai jos.

Diferențele în structura temporală a semnalelor și interferența sunt folosite pentru a combate interferența impulsurilor cu parametri care diferă de semnal: durata, perioada de repetiție, ora de sosire. Utilizarea codării semnalului după numărul de impulsuri și intervalul dintre ele, selecția după durată în timpul urmăririi automate a țintei - acestea sunt câteva dintre metode existente lupta împotriva tipurilor specificate de interferență.

Diferențele de poziție spațială a surselor de semnal și interferența pot slăbi semnificativ efectul interferenței prin creșterea rezoluției radarului și a RNS în coordonate unghiulare, suprimând lobii laterali ai modelului antenei și compensând interferența care se încadrează de-a lungul lobilor laterali ai modelul.

Diferențele în structura de polarizare a semnalelor și interferența sunt utilizate în prezent pentru a suprima reflexiile interferente de la hidrometeori prin utilizarea antenelor polarizate.

1 Caracteristici generale ale imunității la interferențe

Imunitatea unui sistem radio caracterizează capacitatea acestuia de a menține o acuratețe dată a regăsirii și debitării informațiilor în prezența interferențelor.

Imunitatea la zgomot a RTS este asigurată de imunitatea la zgomot și de secretul acțiunii sale. Pentru RTS științific de extragere a informațiilor, secretul sistemului nu este obligatoriu și, prin urmare, conceptul de imunitate la zgomot coincide cu conceptul de imunitate la zgomot.

Lățimea de bandă RTS de extragere a informațiilor este determinat de viteza maximă de extragere a informațiilor cu o acuratețe dată

Debitul C monocanal sau multicanal, dar cu canale PTC omogene, este de obicei estimat în biți pe secundă. Pentru canale diferite în procesarea digitală, acest indicator este, de asemenea, măsurat în aceleași unități. Astfel, debitul C = max (Jr) la e UTP, unde J este cantitatea de informație recuperată în timpul T, e este indicatorul de precizie, EDOP este valoarea sa permisă.

Debitul limitator teoretic realizabil C se numește potențial. Depinde de datele luate în definiția sa. În absența zgomotului pentru mesaje discrete, teoria informațiilor este în cazul în care Vk este rata medie de repetiție a semnalului k --lea, u este numărul de tipuri de simboluri transmise.

În prezența interferenței sub formă de zgomot alb normal, formula lui Shannon este valabilă

Evident, debitul C încetează să mai depindă de DD.

În sistemele de extragere a informațiilor, codificarea ideală a mesajelor sursă este imposibilă.

Puterea de rezoluție a RTS este capacitatea sistemului de a menține o acuratețe dată a extragerii informațiilor sub acțiunea de interferență a semnalelor adiacente (care provin din intervale adiacente, cu deplasări Doppler apropiate etc.). Acest indicator este complet determinată de rezoluția semnalelor.

2 Relația dintre eficiența unui sistem radio și imunitatea acestuia la interferențe

Sistemele de radiocomandă și comunicații sunt de obicei parte din sisteme complexe de control (obiecte, persoane) și sunt destinate evaluării și transmiterii informațiilor de măsurare care caracterizează vectorul de stare al obiectelor controlate pentru transmiterea comenzii și a diverselor tipuri de informații coerente.

Capacitatea unui complex de control de a îndeplini o sarcină în condiții date este de obicei caracterizată de eficacitatea sa. Desigur, pentru sistemele de radiocomandă și comunicații care fac parte dintr-un astfel de complex, este recomandabil să se introducă conceptul de eficiență, care ar trebui înțeles ca capacitatea de a îndeplini o sarcină (în special, în raport cu complexul în ansamblu) sub conditii date. Eficacitatea sistemelor de control și comunicare depinde de o serie de factori, cum ar fi acuratețea, supraviețuirea, fiabilitatea, imunitatea la zgomot și fidelitatea transmiterii informațiilor. V sisteme diferite control și comunicare, precum și diferite etape relevanța lor în muncă factorii de mai sus poate să nu fie la fel. Deci, în sistemele de control pentru obiecte în mișcare, factorul preciziei estimării parametrilor de mișcare sau precizia estimării vectorului stării obiectului, de regulă, vine în prim-plan. Dacă o astfel de evaluare este efectuată în condiții de rezistență radio, atunci factorul de imunitate la zgomot sau imunitatea la zgomot a sistemului radio devine de mare importanță. În acest caz, precizia necesară pentru estimarea vectorului de stare a obiectului ar trebui atinsă într-un mediu de interferență complex, care va fi determinat în mare măsură de imunitatea la zgomot a sistemului de control. Caracteristicile de precizie sunt, de asemenea, foarte importante în sistemele de comunicații. Deci, acuratețea informațiilor primite depinde de acuratețea sincronizării în sistemele de comunicații digitale. În acest caz, acuratețea și imunitatea la zgomot sunt adesea strâns legate.

Sistemele moderne de control radio sunt sisteme complexe multifuncționale (combinate) în care unul și același semnal poate fi utilizat atât pentru măsurarea parametrilor de mișcare, cât și pentru sincronizarea și transmiterea informațiilor de comandă (coerente). Evident, în astfel de sisteme, relația dintre acuratețe și imunitatea la zgomot devine și mai strânsă.

3 Imunitatea sistemelor

Sub imunitatea la zgomot a unui sistem de control și comunicare, ne referim la capacitatea acestuia de a îndeplini sarcini în condiții de suprimare electronică (EW). Astfel, imunitatea la zgomot este termenul de eficiență a sistemelor, care se caracterizează prin capacitatea de a rezista la măsurile războiului electronic. Prin urmare, criteriul cantitativ pentru imunitate la zgomot trebuie să fie în concordanță cu criteriul pentru eficiență. Deoarece probabilitatea de finalizare a acesteia este luată ca un criteriu de eficiență ca măsură a succesului unei sarcini date, apoi, ca criteriul imunității la zgomot, este oportun să se accepte probabilitatea de a îndeplini o anumită sarcină de către sistem (de exemplu, o anumită fidelitate a transferului de informații sau acuratețe) în condițiile unui semnal electronic;

În cazul general, războiul electronic cuprinde două etape succesive - recunoașterea radio-tehnică și contramăsurile radio. Scopul inteligenței electronice este stabilirea faptului de funcționare (radiație) a unui sistem radio electronic (RES) și determinarea parametrilor acestuia necesari organizării contramăsurilor radio. Scopul contramăsurilor radio este de a crea condiții care să împiedice funcționarea SRE sau chiar să conducă la eșecul sarcinii.

Principala metodă de contramăsuri radio este bruiajul. Bruiajul va fi cu atât mai eficient, cu atât mai multe informații despre REM suprimat vor fi dezvăluite în stadiul de informații radio și utilizate în organizarea contramăsurilor radio. Astfel, imunitatea la zgomot a SRE va depinde de caracteristicile tehnice ale SRE, de poziția relativă a SRE și a echipamentului de recunoaștere și suprimare, de tactica de utilizare a SRE, de timpul de funcționare etc. Combinația de aceste caracteristici și condiții sunt aleatorii, prin urmare, imunitatea la zgomot ar trebui luată în considerare pentru unele condiții strict definite.

Dacă notăm - probabilitatea de recunoaștere a parametrilor echipamentului electronic necesar organizării contramăsurilor radio, și este probabilitatea de întrerupere a funcționării dispozitivului electronic radio ca urmare a interferențelor radio, apoi criteriul imunitații la zgomot poate fi prezentat sub următoarea formă: ... Probabilitate reflectă cantitativ proprietatea SRE, care poate fi numită secret. Prin secret înțelegem capacitatea SRE de a rezista măsurilor de inteligență electronică care vizează detectarea faptului de funcționare a SRE și determinarea parametrilor de semnal necesari contramăsurilor radio. În consecință, valoarea poate fi luat ca criteriu de secret.

Probabilitate depinde de capacitatea RES de a îndeplini sarcina sub influența interferenței. Prin urmare, valoarea poate fi luat ca criteriu pentru imunitatea la zgomot. Acest criteriu determină probabilitatea ca sistemul să îndeplinească sarcina în condiții de bruiaj radio. Astfel, imunitatea la zgomot a RES este determinată de secretul și imunitatea la zgomot. Să luăm în considerare câțiva indicatori ai imunității la zgomot.

4 sisteme ascunse

Inteligența radio, de regulă, implică implementarea secvențială a trei sarcini principale: detectarea faptului de funcționare a sistemului electronic radio (detecția semnalului), determinarea structurii semnalului detectat (pe baza determinării unui număr de parametri ai acestuia) și dezvăluirea informaţia conţinută (transmisă) în semnal. Această din urmă sarcină are uneori un sens independent (este unul dintre scopurile finale). În cazul general, dezvăluirea sensului informațiilor transmise face posibilă organizarea unui EW mai eficient. Trei tipuri de secretizare a semnalului pot fi opuse sarcinilor enumerate ale inteligenței electronice: energetică, structurală și informațională. Secretul energetic caracterizează capacitatea de a rezista măsurilor care vizează detectarea unui semnal de către un receptor de recunoaștere. După cum știți, detectarea semnalului are loc în condițiile în care interferența (zgomotul) acționează asupra receptorului de recunoaștere și poate fi însoțită de erori de două tipuri: sărirea semnalului dacă există una la intrare și detecția falsă (alarma falsă) în absența un semnal. Aceste erori sunt de natură probabilistică. O măsură cantitativă a secretului energetic poate fi probabilitatea detectării corecte (pentru o probabilitate de alarmă falsă dată rlt), care la rândul lor depind de raportul semnal-zgomot din legătura radio considerată și de regula de decizie pentru detectarea semnalului.

Secretul structural caracterizează capacitatea de a rezista la măsurile de inteligență a semnalului care vizează dezvăluirea unui semnal. Aceasta înseamnă recunoașterea formei de undă determinată de metodele de codificare și modulare a acesteia, adică identificarea semnalului detectat cu unul dintre numeroasele semnale cunoscute a priori. In consecinta, pentru a creste secretul structural este necesar sa existe un ansamblu cat mai mare de semnale folosite si sa se schimbe destul de des forma semnalelor. Problema determinării structurii semnalului este, de asemenea, una statistică, iar probabilitatea dezvăluirii structurii semnalului poate servi ca măsură cantitativă a secretului structural. cu condiția să fie detectat un semnal. În acest fel, este o probabilitate condiționată.

Secretul informației este determinat de capacitatea de a rezista măsurilor care vizează dezvăluirea sensului informațiilor transmise prin intermediul semnalelor. Dezvăluirea semnificației informațiilor transmise înseamnă identificarea fiecărui semnal primit sau combinarea acestora cu mesajul care este transmis. Această problemă este rezolvată prin elucidarea unui număr de caracteristici ale semnalului, de exemplu, locul unui semnal dat în setul de semnale primite, frecvența apariției acestuia, relația dintre factorii apariției unui semnal cu o modificare a semnalului. starea obiectului controlat etc. Prezența incertitudinilor a priori și a posteriori face ca această problemă să fie probabilistică, iar ca măsură cantitativă a secretului informației se ia probabilitatea dezvăluirii sensului informațiilor transmise. cu condiția ca semnalul să fie detectat și izolat (adică, structura sa este dezvăluită). Prin urmare, este, de asemenea, o probabilitate condiționată.

Stealth este determinat de probabilitatea de recunoaștere a semnalului RES , De aceea ... Adesea, sarcina de a dezvălui sensul informațiilor transmise nu este pusă, iar apoi puteți lua și ... În unele cazuri, pentru a organiza contramăsuri radio, este suficientă detectarea semnalului RES suprimat. în care identificat cu ... Energia și secretul structural sunt cele mai importante caracteristici ale semnalului și RES, cu care se confruntă atât inginerii proiectanți ai echipamentelor radio, cât și inginerii care îl operează. Prin urmare, în viitor, atenția principală va fi acordată acestor tipuri de secrete.

5 Imunitate

Imunitatea la zgomot a RES este înțeleasă ca capacitatea de a îndeplini sarcina sub influența interferenței create de organizarea RED. Astfel, imunitatea la zgomot este capacitatea RES de a rezista efectelor dăunătoare ale interferenței. Adesea, analiza imunității la zgomot este efectuată indiferent de cauza apariției zgomotului la intrarea REM. Deoarece imunitatea la zgomot depinde de un număr de cauze aleatorii, măsura sa cantitativă poate fi probabilitatea perturbări în funcționarea RES (neîndeplinirea sarcinii atribuite) atunci când este expus la interferențe.

Probabilitate poate fi definit ca o probabilitate! faptul că valoarea reală a raportului semnal-zgomot (la ieșirea receptorului RES va deveni mai mică decât unele critice (pentru acest tip de interferență), în care funcționarea SRE este perturbată, i.e. ). Imunitatea la zgomot a RES depinde de o combinație a unui număr mare de factori - tipul (forma) interferenței, intensitatea acesteia, forma semnalului util, structura receptorului, antena, metodele utilizate pentru combaterea interferențelor etc. Acești factori determină direcțiile studiului imunității la interferențe, care vor fi luate în considerare parțial în viitor. ... Aici ne vom concentra asupra imunității energetice a recepției, care este determinată de caracteristicile energetice ale semnalului și interferențe, presupunând că acestea diferă ca formă și că receptorul potrivește semnalul cu interferențe fluctuante. Acest acord în condiții reale are loc și nu încalcă generalitatea analizei. Această considerație face posibilă dezvăluirea unui număr de regularități utile, precum și impunerea cerințelor asupra semnalelor RES, care asigură o creștere a imunității la zgomot.

În primul rând, vom lua în considerare imunitatea la zgomot a receptorului unui semnal complex în sine și apoi imunitatea la zgomot a RES. Se știe că raportul maxim semnal-zgomot alb la ieșirea unui receptor optim nu depinde de forma semnalului și este egal cu Prin urmare, dacă semnalul este izolat doar pe fundalul zgomotului intern al receptorului, atunci imunitatea la zgomot a receptorilor potrivite cu semnale de orice formă va fi aceeași. Dacă interferența este creată de o sursă externă de interferență, atunci este convenabil să se reprezinte q sub forma raportului dintre puterile semnalului și interferența. Dacă interferența are o densitate spectrală uniformă în banda de semnal F, apoi pentru un semnal de durată T poți scrie

(4)

Unde, .

Să arătăm că formula (1.20) va fi valabilă și sub acțiunea unei interferențe de bandă îngustă cu o putere ... Deci, dacă reprezentăm receptorul optim sub forma unui corelator, atunci la ieșirea multiplicatorului corelatorului, spectrul acestei interferențe se va extinde la valoarea lățimii de bandă a semnalului F și doar o parte din spectrul de interferență va trece. prin integratorul cu limita de integrare T. Ca urmare, puterea interferenței și respectiv a semnalului la ieșirea corelatorului vor fi egale , iar raportul semnal-zgomot este determinat din (1.20). Din formula (1.20) rezultă că cu cât baza semnalului este mai mare, cu atât este necesară puterea de interferență mai mare pentru a suprima receptorul la valori date ale lui q, .

Este ușor de demonstrat că imunitatea la zgomot a receptorului unui semnal complex în raport cu zgomotul de impuls de durată va fi determinat Evident, atunci când un amestec de bandă largă și interferență în bandă îngustă cu puteri și , atunci

3. Justificarea necesității utilizării și îmbunătățirii RTS anti-blocare

Dezvoltarea intensivă a mijloacelor de transmitere a informațiilor (comunicații radio, telemetrie, radar etc.) a condus la o saturație semnificativă a eterului cu radiații electromagnetice. Mai mult, situația este complicată de faptul că într-un spațiu limitat, zeci și sute de REM-uri pot funcționa simultan în radiație continuă și pulsată, cu semnale simple și complexe, pentru recepție și transmisie. Astfel, o navă oceanică folosită ca punct de urmărire, comunicare și control pentru o navă spațială are: echipamente de comunicații radio HF și VHF; sistem de determinare a coordonatelor navei; sistem de timp uniform; un sistem de recepție a datelor privind coordonatele satelitului; sistem supraveghere medicală starea astronauților; sistem de urmărire prin satelit folosind radar (Rizl = 1 MW, f Î 5,4¸ 5,8 Hz); sistem de control al comenzii (Rizl = 10 kW, f Î 400¸ 500 MHz); sistem de recepție a datelor de telemetrie (Рпр = -127 dB / V, f Î 105¸ 140 MHz, 210 ¸ 200 MHz; 2.2 ¸ 2,3 GHz); Sistem de comunicații radio HF și UHF pentru transmiterea în timp real a datelor de telemetrie primite de la un satelit etc.

Etanșeitatea în aer este sporită nu numai de creșterea cantitativă a echipamentelor radio-electronice, ci și de unele dintre modificările calitative ale acestuia. Nivelul ridicat de sensibilitate (până la 10-22 W) și lățimea de bandă largă a multor transmițătoare radio moderne le fac foarte susceptibile la interferențe radio. Acest lucru se aplică, de exemplu, echipamentelor de recepție cu PU, TWT și TU cu zgomot redus, în dezvoltarea cărora se acordă atenția principală creșterii sensibilității. Un astfel de echipament este susceptibil nu numai la emisiile regulate de la transmițătoare, ci și la interferența haotică în bandă largă generată de o varietate de comutatoare, dispozitive de comunicație, sisteme de aprindere etc.

Crearea transmițătoarelor de impulsuri ultra-puternice (de exemplu, MCR) a condus la o creștere a emisiilor la a doua, a treia și armonicele ulterioare ale frecvenței fundamentale.

Trebuie remarcat faptul că un număr semnificativ de RES operează simultan în același interval de frecvență. Aceasta arată că în conditii moderne la intrarea receptoarelor radio (RFU) este foarte probabil să fie localizată interferența de la posturile radio din apropiere, iar această interferență poate avea un nivel foarte ridicat. În ciuda acestui fapt, adesea principalul obiectiv al designerilor de radio este obținerea celui mai ridicat raport semnal-zgomot posibil. Aici este necesar să ne oprim asupra criteriului oportunității, i.e. într-o situație de interferență atât de complexă, care a fost menționată mai sus, poate să nu fie recomandabil să se obțină un raport semnal-zgomot foarte mare. Este recomandabil ca un anumit raport semnal-zgomot (satisfăcător pentru practică) să se străduiască să se obțină cele mai bune caracteristici Compatibilitate RES. Astfel, una dintre problemele apărute în crearea și funcționarea echipamentelor electronice este asigurarea compatibilității electromagnetice a echipamentelor electronice radio (echipamente electronice radio EMC). Acest nume înseamnă, de asemenea, totalitatea proprietăților SRE și condițiile de funcționare a acestora, în care este posibil munca normala SRE (adică menținerea anumitor caracteristici de calitate). Această problemă acoperă o arie largă de electronice radio și include:

model matematic - analiza situațiilor de interferență și trecerea semnalelor (interferență reciprocă) prin dispozitive radio electronice tipice;

sinteza semnalelor de la stațiile de control radio, emițătoarele și dispozitivele de antenă care asigură EMC pentru echipamente electronice radio;

organizarea funcționării SRE, asigurând influența minimă a SRE unul asupra celuilalt (reglarea frecvenței, timpului și polarizării etc.);

dezvoltarea standardizării și a metodelor de măsurare a parametrilor EMC.

4. Imunitate la interferențe SRS

Sistemele de radiocomandă și comunicații, de regulă, sunt parte integrantă a sistemelor complexe de control (obiecte, oameni) și sunt destinate să transmită informații de măsurare care caracterizează vectorul de stare al obiectelor controlate, transmiterea comenzii și diverse tipuri de informații conectate. În același timp, precizia necesară a transmiterii mesajelor, precum și performanța altor funcții, trebuie atinse într-un mediu de bruiaj complex, care va fi determinat în mare măsură de imunitatea la zgomot a canalului de comunicație.

În legătură cu situația complexă a criminalității și amenințarea teroristă, este de mare importanță rezistența canalului de comunicare la acțiunea de ingerință deliberată creată de terți cu scopul de a denatura, suspenda sau opri transmiterea de informații. Obiectele de importanță critică (de exemplu, conducte de produse trunchi) care utilizează canale de comunicare deschise pentru a monitoriza starea tehnică necesită o atenție specială.

De regulă, pentru astfel de obiecte se cunoaște natura și structura informațiilor transmise prin canalul de comunicație (semnale de la senzori, comenzi pentru controlul dispozitivelor individuale). Mesajele sunt de obicei transmise periodic și în modul burst. Terții cu ajutorul inteligenței electronice înseamnă o acumulare pe termen lung de informații despre modul de comunicare, intervalele de frecvență utilizate, tipurile de semnale, modulație etc.

Această informație poate fi utilizată atât pentru a forma un mod de contracarare a sistemului de comunicații în ansamblu, cât și pentru interferența intenționată specifică a canalului. Prin urmare, pentru a crește imunitatea la zgomot, devine necesară detectarea în timp util a prezenței interferențelor intenționate în semnalul primit și adaptarea canalului de comunicație la efectul interferenței.

După cum știți, imunitatea la zgomot a comunicațiilor radio (SRC) se realizează printr-un set de măsuri organizatorice, metode și mijloace menite să asigure funcționarea stabilă a SRC sub influența bruiajului organizat (deliberat) de suprimare electronică (EW).

Procesul de funcționare a unui SRS în condiții de interferență organizată în esența sa fizică poate fi reprezentat ca un conflict electronic, în care sunt implicați, pe de o parte, SRS, iar pe de altă parte, un sistem EW, constând în cazul unei stații de recunoaștere electronică (RTR) și stația de bruiaj în sine. Figura 1 în vedere generala prezentat schema structurala conflict electronic.

Un canal protejat este un canal care oferă indicatorii necesari privind secretul transmisiei informațiilor și rezistența la interferența intenționată. Modelul unui canal de comunicație securizat (ZKS) trebuie să conțină în plus un model de semnal transmis special conceput, un model de interferență intenționată, metode de contracarare a interferenței.

1 Caracteristica generală a imunității la zgomot a sistemelor de comunicații radio cu salt de frecvență

Imunitatea sistemelor de comunicații radio cu salt de frecvență

Se știe că imunitatea la zgomot și secretul sunt cele mai importante două componente ale imunității la zgomot a unui SRC.

În acest caz, în cazul general, imunitatea la zgomot a unui SRS cu un salt de frecvență (totuși, ca orice alt SRS) este înțeleasă ca capacitatea de a funcționa normal, îndeplinind sarcini de transmitere și recepție a informațiilor în prezența interferențelor radio. În consecință, imunitatea la zgomot a CDS este capacitatea de a rezista la efectele dăunătoare ale diferitelor tipuri de interferențe radio, inclusiv, în primul rând, interferențe organizate.

Strategia de a face față interferenței organizate a CDS cu salt de frecvență este, de regulă, în „scăparea” semnalelor CDS de efectele interferenței și nu în „confruntarea” cu acestea, așa cum este implementat în CDS cu FM1IPS. Prin urmare, în SRS cu salt de frecvență, protejând în același timp împotriva interferențelor, o caracteristică importantă este timpul real de funcționare la o frecvență. Cu cât acest timp este mai scurt, cu atât este mai mare probabilitatea ca semnalele CPC cu salt de frecvență să nu fie afectate de interferența organizată.

Imunitatea la zgomot a unui SRS cu salt de frecvență depinde nu numai de timpul de funcționare la o frecvență, ci și de alți parametri importanți ai stației de bruiaj (SP) și SRS, de exemplu, de tipul de interferență și puterea acesteia, puterea semnalul util, structura dispozitivului de recepție și metodele de imunitate la zgomot încorporate în SRS. ...

Impactul efectiv al interferenței asupra CPC cu saltul de frecvență poate fi atins numai dacă bruiajul cunoaște parametrii corespunzători ai semnalelor CPC, de exemplu, frecvențele centrale ale canalelor, frecvența salturilor de frecvență, lățimea de bandă a informațiilor, semnalul. putere și interferență în punctul în care se află receptorul CPC. De regulă, parametrii specificați ai SRS sunt obținuți de bruiaj direct cu ajutorul stației de recunoaștere radiotehnică (RTR), precum și prin recalcularea parametrilor măsurați ai SRS în alte caracteristici ale SRS care sunt funcțional. legate de acestea. De exemplu, măsurând durata saltului de frecvență, puteți calcula lățimea de bandă a canalului de frecvență al receptorului CPC.

În cazul general, RTR, prin recepţionarea şi analizarea semnalelor interceptate nu numai de la SRS, ci şi de la alte mijloace radio-electronice (RES), asigură colectarea de informaţii despre partea adversă în ansamblu. Semnalele SRS și RES conțin multe caracteristici tehnice care sunt informații de informații. Aceste caracteristici determină „scrierea de mână electronică” a SRS și RES și fac posibilă stabilirea capacităților, scopului și afilierea acestora.

În Fig. 1 este prezentat un algoritm generalizat pentru colectarea datelor prin inteligență electronică despre parametrii semnalelor și caracteristicile SRS.

Figura 1 - Algoritm generalizat de colectare a datelor prin inteligență electronică despre parametrii semnalelor și caracteristicile SRS

Pentru a evalua imunitatea la zgomot a CPC sub influența diferitelor tipuri de interferență, este necesar să existe indicatori corespunzători. Cu modelele de semnal selectate, zgomotul intrinsec al dispozitivului de recepție și zgomotul aditiv în sistemele de transmitere a mesajelor discrete, indicatorul preferabil al unei măsuri cantitative a imunității la zgomot este probabilitatea medie de eroare (MER) per bit de informație.

Alți indicatori ai imunității la zgomot CPC, de exemplu, raportul semnal-zgomot necesar, la care este asigurată o anumită calitate a recepției informațiilor, probabilitatea unei erori într-un cuvânt de cod și alții, pot fi exprimați în termeni de CBO pe bit. Minimizarea CBO pe bit în condiția transmiterii echiprobabile a simbolurilor poate fi realizată prin utilizarea unui algoritm care implementează regula de maximă probabilitate

, (6)

care pentru CPC binar are forma:

, (7)

unde este raportul de probabilitate pentru semnal.

La prezentarea ulterioară cea mai mare atenție se va concentra pe dezvoltarea și analiza algoritmilor pentru calcularea CBO pe bit de informație. Analiza biților CBO va fi efectuată în condițiile acțiunii zgomotului gaussian al receptorului CPC și a interferenței organizate aditiv, în principal în raport cu sistemele FM canonice (tipice), care sunt baza de bază a CPC mai complexe.

Concluzie

Principalele rezultate ale cursului sunt următoarele:

A fost efectuată justificarea necesității utilizării și îmbunătățirii RTS imune la zgomot.

S-a făcut o analiză a principalelor caracteristici și parametri ai RTS anti-jamming.

A fost efectuată analiza principalelor metode de creștere a secretului RTS.

A fost efectuată analiza principalelor metode de creștere a rezistenței RTS la interferența deliberată.

Lista surselor utilizate

Tehnologii informaționale în sistemele de inginerie radio: manual / V.A. Vasin, I.B. Vlasov, Yu.M. Egorov și colab., Ed. I.B. Fedorova. -m .: editura Universității Tehnice de Stat Bauman din Moscova, 2004.-672s

Sisteme de inginerie radio: Manual pentru universități pe special. Inginerie radio ... Editat de Yu.P. Kazarinov. - M.: Liceu, 2005.

Gonorovsky I.S. Circuite și semnale de inginerie radio. -M .: Radio și comunicare, 1986.-512 p.

Fundamentele sistemelor de inginerie radio: un tutorial / Yu.T. Zyryanov, O. A. Belousov, P. A. Fedyunin. - Tambov: Editura FGBOU VPO TSTU, 2011 .-- 144p.

Imunitatea la zgomot a SAR-urilor în condiții de război electronic

Imunitatea la zgomot este cea mai importantă caracteristică a SAR, care determină posibilitatea de a rezolva eficient sarcinile funcționale în condiții de război electronic (EW).

În prezent, războiul electronic este definit ca un ansamblu de măsuri și acțiuni ale părților în conflict care vizează detectarea și bruiarea mijloacelor radio electronice (RES) ale inamicului și protecția electronică a SRE a acestora de interferențe intenționate și neintenționate, precum și recunoașterea tehnică a Semnale RES. În același timp, imunitatea la zgomot a RES caracterizează capacitatea de a îndeplini sarcini funcționale cu o eficiență dată sub influența interferențelor intenționate și neintenționate, precum și capacitatea de a contracara inteligența radio (RTR) a semnalelor sale.

Analiza imunității la zgomot necesită o abordare sistemică (holistică), luând în considerare toate structurile implicate în războiul electronic, interrelațiile dintre scopuri, obiective și criterii de evaluare a funcționării acestora în dinamica interacțiunii și dezvoltării. Dinamica interacțiunii (confruntării) a mijloacelor și metodelor de război electronic și războiul electronic formează baza războiului electronic. În acest sens, imunitatea la zgomot ca parte a războiului electronic este o categorie militaro-tehnică și înseamnă capacitatea de a implementa funcția țintă cu opoziţia organizată a inamicului.

Rezistența la interferență se realizează printr-o combinație de acțiuni defensive și ofensive (Fig. 7.11). Acțiunile ofensive includ distrugerea bruiajelor, de exemplu, de către aeronave de lovitură prin țintirea rachetelor către o sursă de radiații, precum și suprimarea electronică a echipamentelor RTR și controlul stațiilor de bruiaj active inamice (contraREP). Acțiunile defensive includ protecția SRE de interferențe specifice și recunoaștere tehnică, care este asigurată de un set de dispozitive și algoritmi ai SRE, inclusiv adaptarea la mediul de bruiaj, redundanța și integrarea canalelor, precum și creșterea secretului radiațiilor, imitație și mascare.

Evaluarea imunității la bruiaj a sistemelor de război electronic necesită cunoașterea forțelor și mijloacelor de război electronic, a capacităților și a caracteristicilor de performanță ale sistemelor inamice, informații reciproce despre acțiunile războiului electronic și a războiului electronic (tactici de utilizare). Prin urmare, caracteristicile imunității la zgomot pot fi determinate dacă sunt stabilite toate condițiile posibile pentru funcționarea sistemului radio electronic (situația zgomot-țintă) și modificările acestora în procesul de război electronic.

Imunitatea la interferență ca parte a războiului electronic este evaluată după mai multe criterii: informațional, energetic, operațional-tactic și militar-economic. Ținând cont de natura complexă multifactorială a interacțiunii dintre dispozitivele electronice radio și sistemele de război electronic în procesul de război electronic, numai specificații sisteme conflictuale care determină indicatorii particulari ai protecției SRE împotriva interferențelor specifice incluși în evaluare generală imunitate la zgomot.

În ceea ce privește SAR al unui sondaj de teren, imunitatea la zgomot este determinată de secretul și imunitatea la zgomot a operațiunii.

Stealth caracterizează gradul de protecție a semnalelor SAR emise de detectarea și măsurarea parametrilor acestora de către sistemul RTR al inamicului.

Imunitatea la zgomot caracterizează eficiența operațiunii SAR în condițiile interferenței specificate.

Astfel, indicatorii imunității la zgomot sunt determinați ca urmare a analizei conflictului antagonic al sistemelor RTR, REB și RSA în condițiile războiului electronic. Deci, crearea unei interferențe efective cu funcționarea SAR a sondajului terestre este posibilă numai dacă există informații suficient de complete despre parametrii radiației SAR. Prin urmare, sistemul RTR direct al complexului de război electronic al inamicului trebuie să detecteze și să evalueze parametrii semnalelor SAR cu eficiența necesară în interesul sistemului de război electronic. La rândul său, eficacitatea rezolvării problemelor RTR depinde de caracteristicile semnalelor SAR radiate, iar eficacitatea efectului de interferență depinde nu numai de tipul de interferență, ci și de algoritmii de procesare a semnalului SAR.

Secretul SAR de topografie

Deși secretul și imunitatea la zgomot a SAR-urilor sunt interconectate în primul rând cu structura și algoritmii de procesare a semnalului, este recomandabil să luați în considerare caracteristicile lor separat. Acest lucru se datorează succesiunii de acțiuni ale părților în conflict în cursul războiului electronic.

În fig. 7.12 prezintă o diagramă funcțională a conflictului informațional al complexului RSA și REB sub forma unei stații de bruiaj activ (EPS). Suport informațional SAP este realizat de o stație de recunoaștere radio-tehnică directă (NRTR).

Un flux de semnale de la SAR și alte surse de radiație care se află în zona de recepție a NRTR vine la antenele de recepție ale NRTR. Detectarea și determinarea parametrilor de radiație (frecvența purtătoare, modulația, direcția de sosire) se realizează de către dispozitivul de recepție. Pe baza analizei caracteristicilor semnalului obținute și stocate în baza de date (DB), sursele de radiații sunt recunoscute și se ia decizia de suprimare a operațiunii SAR.

Pe baza informațiilor despre parametrii de interferență rațională (optimală) pentru semnalele SAR detectate stocate în baza de date, EPS-ul este format, amplificat (generat) și emite un semnal de interferență în direcția SAR.

Procesorul PCA analizează situația zgomotului țintă și modifică parametrii semnalului de sunet și algoritmul de procesare a semnalelor și interferențelor primite pentru a optimiza soluția unei sarcini tactice date, de exemplu, cartografierea.

În plus, procesul de contracarare a REB și SAR se repetă. Este important de menționat că în conflictul de informații cu REP, inițiativa aparține RSA. Răspunsul REB la apariția semnalelor SAR este întotdeauna întârziat. Cu cât apariția radiațiilor și modificarea parametrilor semnalelor SAR sunt mai imprevizibile, cu atât întârzierea interferenței este mai mare și eficiența SAR mai mare în condițiile războiului electronic.

Secretul operațiunii SAR este determinat atât de proprietățile semnalului emis, cât și de capacitățile sistemului NRTR de a detecta și măsura parametrii acestora.

Principalele caracteristici ale HPTR sunt: ​​sensibilitatea de funcționare, suprapunerea intervalului și banda de frecvență de recepție simultană (instantanee), precizia de măsurare a parametrilor semnalului, decalajul de răspuns și debitul.

La intrarea receptorului NRTR, la care se asigură rezolvarea sarcinilor de recunoaștere radiotehnică cu o eficiență dată. Sensibilitatea de funcționare a HPTR variază într-o gamă foarte largă în funcție de tipul de semnal și tipul de receptor.

10 MHz. Pe lângă interne

zgomot, zgomotul extern este prezent la intrarea receptorului RTR din cauza numeroaselor surse de radiație.

SAR-urile pentru sondaje terestre sunt caracterizate de benzi de frecvență largi ale semnalului de sondare (100 ... 500 MHz), determinate de rezoluția necesară a intervalului (1,5 ... 0,3) m. Prin urmare, chiar și sensibilitatea potențială nu depășește -100 .. .- 110 dBW când se lucrează la semnale PCA.

În prezent, detector (putere) și receptoare superheterodine sunt utilizate ca dispozitive de recepție. Receptoarele superheterodine oferă o sensibilitate aproape potențială. În același timp, pentru a vizualiza întreaga gamă de frecvență (1 ... 10 GHz), se utilizează reglarea rapidă a receptorului (1 ... 4 GHz / s) cu o lățime de bandă de analiză simultană de 2 ... 10 MHz. Scanarea secvenţială a intervalului de frecvenţă are ca rezultat semnale omise şi erori de măsurare a frecvenţei. Atunci când frecvența purtătoare a semnalului PCA este reajustată rapid (de la puls la puls), analiza secvențială a intervalului de frecvență duce la erori inacceptabile.

si alarma falsa

în fiecare element de semnal cu poartă, care necesită

raportul semnal-zgomot este de 13 ... 15 dB.

Luând în considerare toate zgomotele și pierderile, sensibilitatea de funcționare, i.e. puterea minimă necesară a semnalului de recunoaștere la intrarea receptorului HPTR variază într-o gamă largă și depinde atât de tipul receptorului, cât și de parametrii semnalului. Deci, la un interval de frecvență de 4 GHz (8 ... 12 GHz), un receptor de frecvență multicanal cu benzi de filtrare de 10 MHz are o sensibilitate de funcționare de -80 ...- 90 dBW. Când lățimea de bandă a filtrului este extinsă la 100 MHz, ceea ce este tipic pentru SAR, sensibilitatea este redusă cu un factor de 5 ... 10.

Puterea semnalului SAR la intrarea receptorului depinde de câștigul antenei sistemului HPTR. Furnizarea de detectare simultană și determinare precisă a coordonatelor SAR necesită utilizarea de antene cu mai multe canale (multi-faz) și receptoare de frecvență cu mai multe canale. Acest lucru duce la o complexitate ridicată a sistemului HPTR. Prin urmare, sarcinile de detectare și determinare a direcției de sosire a unui semnal sunt adesea efectuate în două etape. În prima etapă, folosind o antenă omnidirecțională (faze multiple), frecvența purtătoare a semnalului este detectată și măsurată folosind un receptor de frecvență multicanal. În a doua etapă, direcția de sosire și parametrii semnalului detectat sunt determinați utilizând o antenă foarte direcțională (multi-faz). Pe baza măsurătorilor de semnal și a bazei de date se recunoaște tipul de radar.

Cea mai importantă caracteristică a sistemului HPTR și a complexului EW în ansamblu este timpul de reacție la apariția semnalului de difracție de raze X și modificarea acestuia. Acest timp este determinat de decalajul cauzat de execuția algoritmilor de detectare, măsurare a parametrilor de semnal și recunoaștere a tipului de radar, precum și timpul de bruiaj.

impulsuri/e) de detectat, parametri determinați și sursa de radiație identificată. Posibilitățile de rezolvare a acestor probleme sunt caracterizate de debit. Debitul HPTP depinde de performanța receptorului multicanal ™ și a procesorului.

Ministerul Educației al Federației Ruse

Institutul Tehnologic Biysk (filiala)

Universitatea Tehnică de Stat din Altai

lor. I.I. Polzunova

Departamentul MCIA

Rezumat curs:

„Elementele de bază ale proiectării dispozitivelor și sistemelor”

Imunitatea la interferențe a dispozitivelor și sistemelor

Efectuat:

elev al grupei IITT-02 Kulishkin M.A.

elev grupa IITT-02 Danilov A.V.

supraveghetor:

conf. univ. Sypin E.V.

Biysk - 2004

P.

Introducere3

Imunitatea 4

Imunitatea statică 4

Imunitatea dinamică 5

Aplicarea caracteristicii de imunitate la zgomot dinamic 8

Concluzia 10

Introducere

Imunitatea la interferențe- proprietatea unui dispozitiv sau sistem de a rezista la interferențe electromagnetice externe și interne, realizate prin metode de proiectare a circuitelor care nu încalcă structura selectată a semnalului util și principiul construcției dispozitivului sau sistemului.

Imunitate- proprietatea unui dispozitiv sau sistem de a rezista la interferențe electromagnetice externe și interne, realizate datorită structurii selectate a semnalului util și principiului de construcție a dispozitivului sau sistemului.

Astfel, termenul „ imunitate la zgomot„este mai aplicabil la aspectele de circuite ale proiectării dispozitivelor sau sistemelor și termenului” imunitate la zgomot„la proiectarea dispozitivului sau a sistemului în ansamblu, adică imunitatea la zgomot este componenta principală a imunității la zgomot.

Imunitate

Imunitatea dispozitivelor poate fi de următoarele tipuri:

1. Imunitate la zgomot static - atunci când este expus la tensiuni constante.

2. Imunitate dinamică la zgomot - la efectele zgomotului de impuls de diferite forme.

Imunitatea statică

Un număr de niveluri caracteristice de tensiune pot fi notate pe grafic:

U de cand- nivelul pragului de comutare a microcircuitului. Când este atins, microcircuitul trece de la o stare logică la alta;

U 0 st.pu- nivelul de imunitate la zgomot static relativ la nivelul 0;

U 1 st.pu- nivelul de imunitate la zgomot static relativ la nivelul 1.

Nivelul pragului este calculat folosind nivelurile statice 0 și 1: U de cand = 0,5 (U 0 + U 1 ) .

Nivelurile de imunitate statică sunt calculate după cum urmează: U 0 st.pu = U de cand - U 0 ; U 1 st.pu = U 1 - U de cand .

Așa cum se vede | U 0 st.pu | = | U 1 st.pu | = U st.pu .

Exemplu:

În general, cu cât viteza microcircuitului este mai mare, cu atât este mai scăzută imunitatea la zgomot, în special cea dinamică.

Imunitate dinamică la zgomot

Echipamentul este dominat în principal de procese dinamice asociate cu schimbarea în timp a curenților și tensiunilor. Aceste modificări induc curenți variabili și EMF, percepuți ca zgomot, în conductoarele de pe plăci și conexiunile de la bord la bord. Prin urmare, zgomotul de impuls este mai tipic pentru ES.

Caracteristică de imunitate dinamică la zgomot descrie grafic capacitatea circuitelor integrate de a rezista la zgomotul de impuls care ajunge la intrarea microcircuitelor. Interferența în acest caz este reprezentată de impulsuri de formă arbitrară. Măsurătorile acestei caracteristici pot fi efectuate pe instalație, a cărei imagine simplificată este prezentată în (Figura 2.11).

Generator de semnal este un simulator de zgomot de impuls care vă permite să controlați parametrii impulsurilor. Forma impulsurilor ar trebui să fie cât mai apropiată de forma interferenței potențiale. Posibilele aproximări ale zgomotului sunt prezentate în figură.

Orez. 3. Aproximarea pulsului

Generarea de impulsuri cu parametri controlați este o sarcină foarte dificilă. Din acest motiv, distribuția principală în analiza imunității la zgomot a primit un impuls dreptunghiular, deși impulsurile nr. 2 - 4 au o formă mai apropiată de forma zgomotului real. Când se folosește un impuls dreptunghiular ca unul de testare, apare problema de a investiga viteza maximă a IC. În acest caz, generatorul de semnal trebuie să fie construit pe elemente, a căror viteză este cu un ordin de mărime mai mare decât viteza microcircuitului testat.

Mărimile variabile aici sunt amplitudinea pulsului de zgomot U Pși durata impulsului de interferență t P .

Este posibil să se efectueze experimente de calcul, ceea ce reduce limitarea formei și parametrilor impulsurilor, dar necesită un model adecvat al microcircuitului testat, care nu este întotdeauna ușor de implementat.

Indicator- cel mai simplu dispozitiv non-inerțial, de exemplu, un LED care înregistrează evenimentele de comutare a circuitului integrat.

Pentru obtinerea caracteristici dinamice de imunitate la zgomot se efectuează o serie de măsurători, fixând starea indicatorului, atribuind, de exemplu, semnul „+” evenimentului de declanșare a microcircuitului, iar semnul „-” absenței declanșării. Să facem 4 teste. Rezultatele experimentului sunt următoarele: în primul și al patrulea caz nu are loc nicio declanșare, iar în al doilea și al treilea - indicatorul înregistrează evenimentul declanșării IC: 1. „-“; 2. „+”; 3. „+”; 4."-". Rezultatele experimentului sunt afișate pe grafic în coordonate t P , U P... Punctele 1, 2, 3, ... au coordonate care corespund duratelor și amplitudinilor impulsurilor stabilite de generator.

Dacă durata interferenței este mai mică t n.min microcircuitul funcționează stabil la orice amplitudine a interferenței, dar această durată este scurtă, ceea ce exclude practic prezența unei astfel de interferențe. Dacă la intrarea microcircuitului există impulsuri de zgomot foarte scurte de amplitudine semnificativă, sarcina lor este mică, capacitățile de intrare nu au timp să se reîncarce, iar tensiunea la intrarea microcircuitului nu depășește valoarea admisă.

Aplicarea caracteristicii de imunitate dinamică la zgomot

Caracteristica imunității dinamice la zgomot este utilizată pe scară largă în proiectarea sistemelor electronice pentru a evalua posibila perturbare a performanței nodurilor digitale în prezența interferență indusă... Ca exemplu, luați în considerare linia de comunicație prezentată în figură.

În această sarcină, atunci când se analizează calitatea funcționării nodurilor digitale, este necesar să se determine pericolul de interferență cu anumiți parametri. Asa de:

În primul rând, sunt estimați parametrii reciproci de cuplare electrică și magnetică (de ex. Mși CU m);

Parametrii interferenței sunt determinați (U P , t P ) în linie pasivă;

Se evaluează riscul de interferență (U P , t P ) pe caracteristica imunității dinamice la zgomot.

Dacă se realizează dezvoltarea de echipamente pe o anumită serie de microcircuite, atunci, odată ce caracteristica obținută pentru o supapă tipică poate fi aplicată pentru întreaga serie. La schimbarea bazei elementului, caracteristica trebuie obținută din nou. În documentația normativă și tehnică, imunitatea la zgomot static este obligatorie, iar în cele mai multe cazuri - dinamică

Concluzie

Pentru a crește imunitatea la zgomot a dispozitivelor sau sistemelor la efectele interferențelor, măsuri speciale care sunt stabilite în etapa de proiectare și construcție (ecrare, împământare, instalare rațională etc.)

Mulți oameni cred că protecția semnalelor electrice și a informațiilor transmise împotriva interferențelor electromagnetice este asigurată exclusiv de fire ecranate, distanța de la sursele de interferență și testarea echipamentelor transceiver. Cu toate acestea, acesta nu este cazul; există multe modalități de a crește imunitatea la zgomot a canalului de măsurare sau a canalului de transmitere a informațiilor. De multe ori, designerii și dezvoltatorii trec cu vederea Puncte importante, despre care vom discuta mai jos. Unul dintre dezavantajele liniilor cu fir este imunitatea redusă la zgomot și posibilitatea unei simple conexiuni neautorizate. Luați în considerare principalele modalități comune de îmbunătățire a imunității la zgomot.

Alegerea mediului de transmisie. Pereche răsucită. Răsucirea firelor împreună reduce impedanța de undă a conductorilor, ca rezultat, și pickup-ul. Twisted pair este un cablu destul de robust. Conectorii la care este conectat cablul, de exemplu, RJ45 pentru arhitectura Ethernet sau conectorii RS cu filtre incorporate, joaca si ei un rol important in protectia impotriva interferentelor. Dezavantajele unui cablu cu perechi răsucite includ posibilitatea unei simple conexiuni neautorizate la rețea. Cablul coaxial este mai imun la interferențe decât perechea torsadată. Reduce propria radiație, dar este mai scump și mai dificil de instalat. Canale de comunicații prin fibră optică prin cablu. Cablu fibră optică - necesită conversia unui semnal electric într-un semnal luminos, poate fi combinat cu un codificator de canal. Nivel extrem de ridicat de imunitate la zgomot și fără radiații la rate de date de 3Gb/s. Principalele dezavantaje ale unui cablu cu fibră optică sunt complexitatea instalării acestuia, rezistența mecanică scăzută și sensibilitatea la VVF, inclusiv radiațiile ionizante.

O altă modalitate este, în mod ciudat, rezervarea canalelor de comunicare. Foarte frecvente, de exemplu pe centrale nucleareîn canalele APCS. Aici aș dori, de asemenea, să reamintesc 2 puncte: mascarea de la o lovitură de fulger a unei linii de transmisie a energiei electrice sub tensiune în spatele unui conductor împământat și o deteriorare sau îmbunătățire a calității recepției atunci când vă deplasați lângă o antenă TV sau radio. Deci, nu întotdeauna dirijarea cablului într-o tavă sau conductă comună joacă un rol distructiv, uneori alte linii îl pot masca pe al tău și preia cea mai mare parte a energiei de interferență asupra lor.

Selectarea interfeței. Semnalul unificat de 4 - 20 mA a fost utilizat pe scară largă pentru transmiterea semnalelor analogice de câteva decenii în crearea sistemelor de control automate. Avantajul acestui standard este simplitatea implementării sale, posibilitatea transmiterii imune la zgomot a unui semnal analogic pe distanțe relativ mari. Acesta este un exemplu izbitor de eliminare a frecvenței de transmisie de la frecvențele caracteristice celei mai probabile interferențe electromagnetice. Cu toate acestea, este destul de clar că nu este eficient în ACS digital modern. În sistemele de măsurare, semnalul unificat de 4-20 mA poate fi utilizat doar pentru a transfera semnalul de la senzor la convertorul secundar. Imunitatea la zgomot a unui astfel de semnal oferă o abatere de la interferența de înaltă frecvență la curent continuu și simplitatea soluțiilor de circuite la filtrarea interferențelor. Interfața RS-485 este relativ slab imună la interferențe. USB este mai bine protejat deoarece este o interfață serială. Cu toate acestea, din cauza primelor protocoale slabe și a unui design de conector electric nereușit (care amintește de o linie microstrip), se pierde adesea în timpul interferențelor de înaltă frecvență. Îmbunătățirea calității codificării în USB 3.0 și trecerea la conectorii micro-USB îi sporesc semnificativ imunitatea la influențele electromagnetice. Ethernet și Intenet - din punct de vedere al sistemelor de măsurare, avantajele și dezavantajele acestor interfețe sunt în general similare cu interfața USB. Desigur, atunci când instrumentele de măsurare funcționează în rețele mari distribuite, aceste interfețe astăzi nu au practic nicio alternativă. GPIB sau IEEE-488 este principiul de funcționare al interfeței bazat pe schimbul de informații octet-serial, biți-paralel și aceasta explică imunitatea sa ridicată la zgomot în comparație cu transmisia de pachete.

Imunitatea logică la zgomot. La nivel fizic, există multe tehnici de digitizare a unui semnal pentru a îmbunătăți imunitatea la zgomot. De exemplu, folosind o anumită tensiune în loc de un conductor neutru sau „împământare” pentru un zero logic. Este chiar mai bine dacă nivelurile sunt părtinitoare: + 12V și -5V sau + 3V și + 12V. Implementarea software a imunității la zgomot aici este de utilizat părere pentru interogarea repetată a dispozitivelor în caz de distorsiune a informațiilor și utilizarea metodelor de codare anti-brulare și restaurare.

Încă câteva tehnici pentru creșterea imunității la zgomot:

utilizarea unui semnal diferenţial şi metode de recepţie;

utilizarea conductoarelor de retur separate în interiorul cablului;

împământarea conductoarelor neutilizate sau de rezervă;

eliminarea diferitelor potențiale în diferite puncte de împământare sau conductori comuni;

o creștere a puterii și amplitudinilor semnalelor;

traducerea unei interfețe la alta, excluzând dezavantajele ambelor;

o creștere a diferenței de potențial între nivelurile logice;

eliminarea frecvențelor transmise din spectrul caracteristic de interferență;

selectarea metodelor de declanșare (prin muchii, amplitudine, increment, frecvență, fază, o anumită secvență etc.);

sincronizare;

utilizarea terenurilor logice și de semnal și ecranarea acestora;

Lista tehnicilor nu se limitează probabil la nimic altceva decât resursele, cunoștințele și ingeniozitatea unei anumite persoane sau organizații.

Combinați cu Emctestlab