Казаков В. Д., Машошин Ф. Г., Бобнев М. П. Радиоэлектронные средства систем управления ПВО и ВВС. М., Воениздат, 1987, страница 2

Радиоэлектронные средства получения и передачи информации. Радиосигнал — переносчик информации Для управления силами и боевыми средствами ПВО и ВВС ис.пользуются различные системы управления, в том числе автоматизированные и автоматические. Управление в принципе невозможно без непрерывного получения, передачи и обработки информации о противнике, своих 'силах и средствах, без взаимного обмена информацией между отдельными звеньями систем управления.

Для получения и передачи информации применяются разнообразные по своим свойствам и возможностям технические средства. Одними из таких средств являются радиоэлектронные средства (РЭС). Широкое применение РЭС в системах управления ПВО н ВВС объясняется тем, что РЭС позволяют передавать речевые сообщения, команды управления, данные от ЭВМ, неподвижные и движущиеся изображения (средства связи, передачи команд и данных, телевизионные средства); обнаруживать и определять координаты, параметры движения, опознавать государственную принадлежность различных объектов (средства локации); управлять движением летательных аппаратов (средства навигации и управления); определять параметры принимаемых электромагнитных излучений (средства разведки).

РЭС, входящие в состав систем управления ПВО и ВВС, являются зачастую основными средствами получения и передачи информации. Так, например, отражение воздушного нападения противника предполагает последовательность действий по обнаружению воздушных целей и опознаванию их государственной принадлежности, определению координат (местоположения) и паоаметров их движения и, наконец, уничтожение авиации противника. Эффективность борьбы при этом будет в значительной степени зависеть от своевременности обнаружения и оповещения войск ПВО о начале нападения, от быстроты приведения нх в готовность к отражению налета н непрерывности управления боевыми действиями.

Решение подобных задач возможно только при широком применении РЭС, имеющих существенные преимущества по сравнению с другими средствами получения и передачи информации, например со средствами визуального и акустического обнаружения, со средствами проводной телефонной связи. Преимущества РЭС заключаются в том, что в качестве, переносчика информации в них используются электромагнитные волны. Последние позволяют передавать и получать информацию с максимально возможной скоростью (скоростью света) и в широком диапазоне дальностей (от нескольких метров до нескольких тысяч километров). Возможность получения и передачи информации с помощью электромагнитных волн обусловливается тем, что их параметры (амплнтуда, частота, фаза, поляризация) могут изменяться в широких пределах и принимать некоторую совокупность значений. По совокупности значений указанных параметров можно установить соответствующие значения передаваемого процесса (речевого сообщения, команд управления) илн состояние объекта (местоположение, подвижное или неподвижное, изменение дальности до объекта во времени и т.

д.). Передача и получение информации о значениях того или иного процесса, состоянии объекта осуществляется с помощью радиосигналов, представляющих собой электромагнитные колебания (излучения), параметры которых несут полезную информацию для ее получателя. Спектр электромагнитных колебаний, используемых в РЭС, достаточно широк (табл. 1.1). Таблице!.1 Спектр злектромагмнтных колебаннй Волны Частоты Двавазов частот Двавазов воля Мнрнаметровые (сверхдлннные — СДВ) Километровые (КМВ) (длннные — ДВ) Гектометровые (ГМВ) (средине — СВ) Декаметровые (ЙКВ) (короткне — КВ) Метровые (МВ) 100 — 10 км 10 — 1 км 1000 — 100 м 100 — 10 м 1Π— 1 м 1ОΠ— 10 см 10 — 1 см 10 — 1 мм ! — 0,1 мм Децнмегровые (Й|(В) Сантнметровые (СМВ) Мнллнметровые (ММВ) Децнмнллнметровые Световые Менее 0,1 мм Выбор диапазона электромагнитных волн и частоты радиосигнала для конкретного РЭС определяется несколькими факторами: возможностью генерирования колебаний требуемой мощности, Очень низкие частоты (ОНЧ) Низкие частоты (НЧ) Средние частоты (СЧ) Высокие частоты (ВЧ) Очень высокие частоты (ОВЧ) Ультравысокне частоты (УВЧ) Сверхвысокие частоты (СВЧ) Крайне высокие частоты (КВЧ) Гнпервысокне частоты (ГВЧ) Оптическое излучение 3 — 30 кГц ЗΠ— 300 кГц 300 — 3000 кГц 3 — 30 МГц ЗΠ— 300 МГц 300 — 3000 МГц 3 — 30 ГГц 30 — 300 ГГц 300 — 3000 Гц Более 3 ТГц возможностью управления параметрами этих колебаний,' необходимой направленностью излучения и приема электромагнитных волн, особенностями распространения электромагнитных волн данного диапазона.

Следует заметить, что не всякое электромагнитное излучение является радиосигналом. Так, применительно к радиолокации радиосигналом является сигнал, отраженный от лоцируемого объекта или излучаемый им. Именно этот сигнал несет полезную информацию о лоцируемом объекте: о направлении на объект и дальности до него, его скорости движения, отражательной или излучательной способности. Сигнал, излучаемый РЛС (зондирующий сигнал), не является радиосигналом для нее (в частности, для оператора РЛС), так как не несет полезной информации об объекте: Вместе с тем этот же сигнал является радиосигналом для станций радиотехнической разведки противника (получателя информации о РЛС), так как по его параметрам могут быть определены назначение и тип РЛС, ее местоположение и принадлежность к той нли иной системе управления.

Передача и получение полезной информации с помощью радиосигналов чаще всего связаны с преднамеренным (искусственным) изменением одного или нескольких его параметров во времени по определенному закону. Параметры радиосигналов могут изменяться во цремени также под воздействием внешних факторов. Последнее особенно характерно прн радиолокации объектов: параметры отраженных радиосигналов зависят не только от параметров сигналов, излучаемых РЛС, но и от характеристик лоцнруемого объекта, от взаимного пространственного положения РЛС и объекта. Значительные изменения параметров отраженного сигнала (по сравнению с зондирующим) могут возникать при изменении во времени взаимного пространственного положения РЛС и объекта.

В основу передачи и получения информации с использованием радиосигналов в качестве переносчика информации положены различные физические явления: излучение, отражение, интерференция, дифракция, прямолинейность и постоянство скорости распространения, эффект Доплера н т.

д. Краткая характеристика этих явлений будет дана в гл. 3. Здесь же в качестве примера отметим, что активная радиолокация — облучение движущихся и неподвижных лоцируемых объектов с приемом и обработкой отраженных от них сигналов — использует совокупность явлений, связанных с отражением электромагнитных волн: изменянием интенсивности и поляризации отраженного сигнала, его временным за-. паздыванием относительно излученного сигнала и доплеровским приращением частоты отраженного сигнала. Получение и передача информации с помощью электромагнитных волн предполагает в общем случае наличие источника их излучения, среды распространения и приемника электромагнитного излучения. Рассмотрим кратко принцип функционирования РЭС, осуще- ствляющего передачу информации из одного пункта в другой.

Упрощенная структурная схема РЭС приведена на рис. 1.1. Источником передаваемой информации может быть любой процесс (речевое сообщение, закон изменения высоты и скорости полета летательного аппарата во времени и т. д.). Соответствующим преобразователем (датчиком) информации (микрофон, датчик высоты и скорости полета) первичная информация преобразуется в электрические колебания. Последние используются для модуляции (изменения параметров) несущего колебания генера- тель сообмения й трическое колебание Источник соотиения (ин(оормоции) ис ГРЧ модулятор Г ' 1~ Радиоприемное устройстбо' Рнс.

Ьк Упрощенная струнтурная схема РЗС передачи информации тора радиочастоты (ГРЧ). С помощью антенны А,р„модулированное радиочастотное колебание создает в пространстве электромагнитные волны, несущие передаваемое сообщение. Электромагнитные волны (ЭМВ), пройдя среду распространения, воспринимаютея антенной А.р„радиоприемного устройства. В радиоприемном устройстве осуществляется преобразование электромагнитных волн в электрические колебания радиочастоты, их демодуляция (детектирование) и преобразование низкочастотных электрических колебаний в передаваемое сообщение. Электромагнитные волны, излучаемые антенной радиопередающего устройства, проходя различные среды, могут быть приняты в различных разнесенных точках пространства. В последующих главах будут более подробно изложены вопросы излучения и распространения электромагнитных волн, рассмотрены передающие, приемные и антенно-фидерные устройства, принципы функционирования РЭС локации, связи, навигации и управления.

1.2. Классификация радиосигналов Множество изменяемых параметров радиосигналов (амплитуда, частота, фаза, поляризация) и их возможных совместных сочетаний, множество законов изменения параметров во времени и пространстве позволяют получать радиосигналы, отличающиеся пространственно-временнбй структурой. На практике нашли применение сигналы различных видов. В основу классификации радиосигналов могут быть положены различные признаки. Одним из признаков классификации является классификация по виду модуляции генерируемых и излучаемых колебаний.

В общем случае радиосигнал, переносящий информацию, можно'представить в виде колебания з(1)=5 (1)соз (в„8+ ~(1)1=8 (8)сов ф(1), (1.1) где 5 (1), во, ~р(1) — амплитуда, частота и фаза колебания. Если Ю и ~р — постоянные величины, то з(1) представляет собой простое гармоническое («несущее») колебание, которое не сс.держит в себе никакой информации. Если Я нли Ч~ (а следовательно, н ф) преднамеренно изменяются для передачи информации, то колебание з(1) становится модулированным. В зависимости от того, какой из двух параметров радиосигналов изменяется— амплитуда Я или угол ф — различают два основных вида модуляции: амплитудную или угловую. Угловая модуляция подразделяется на частотную н фазовую.

Радиосигналы с амплитудной и угловой модуляцией будут рассмотрены более подробно в гл. 2. В зависимости от вида модуляции радиосигналы подразделяются на сигналы с амплитудной, частотной нли фазовой модуляцией. Наряду с указанными видами модуляции применяется и так называемая поляризационная модуляция. Радиосигналы с поляризационной модуляцией представляют собой сигналы, у которых параметры поляризации излучаемых электромагнитных волн преднамеренно изменяются во времени.