Куприянов А.И. Радиоэлектронная борьба (2013) (1186257), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Поскольку вероятность правильного обнаружения Роб„сигнала, принимаемого на фоне помех, является монотонной функцией его энергии (точнее — соотношения энергии наблюдаемой реализации сигнала и спектральной плотности помехи), в литературе [2, 13, 231 такой показатель называется характеристикой энергетической скрытности Р, Р дн Факторы, влияющие на заметность объекта разведки в радиодиапазоне (радиоэлектронную заметность — РЭЗ), т. е. на энергетическую скрытность излуче- ния, создаваемого этим объектом, можно структурировать в виде графа повышения скрытности всемерно снижают мощность основного излучения. Понижать мощность сигнала можно как за счет рационального выбора структуры основного излучаемого сигнала маскируемых РЭС, так и за счет организации его обработки на приемной стороне. Следовательно, требование обеспечения энергетической скрытности предусматривает поиск и обоснование таких алгоритмов кодирования и декодирования сообщений и таких способов модуляции и демодуляции несущих колебаний, при которых на выходе радиоканала обеспечивается наилучшее воспроизведение сообщений при заданной мощности передаваемого сигнала, а также требуется сигнал минимальной мощности для обеспечения заданного качества передачи или воспроизведения сообщений.
Методы выбора оптимальной структуры сигнала и способа его обработки известны и разработаны теорией потенциальной помехоустойчивости и теорией кодирования. Энергетическая скрытность основного излучения РЭС улучшается при использовании широкополосных сигналов (сигналов с большой базой, обладающих очень большим значением произведения ширины спектра на длительность В = Л~Т» 1). За счет увеличения базы можно создавать сиг- налы с очень малой спектральной плотностью мощности и тем самым за- 8.2.
Количественные характеристики качества маскировки 185 184 Глава 8. Маскировка и незаметность радиоэлектронных средств 8.2. Количественные характеристики качества маскировки вается эффективной поверхностью рассеяния (ЭПР). Поэтому методы снижения интенсивности отраженного сигнала иначе называются метода- Условия ведения радио- и радиотехнической разведки обычно таковы, ми уменьшения ЭПР. Для уменьшения ЭПР существуют два основных что их средствам заранее точно не известно, с каким сигналом придется способа, применяемых как порознь, так и совместно, в комплексе. Пер- работать.
Поэтому единственным признаком наличия сигнала я(~) в колевый способ — выбор малоотражающей формы радиолокационной цели. бании х(Г) на входе приемника может служить то, в какой мере мощность Второй способ — применение специальных противорадиолокационных этого колебания превосходит мощность собственного шума приемника покрьггий, уменьшающих энергию отраженного целью радиолокационного средства разведки. А судить об уровне мощности принятого колебания 1 сигнала. можно по ее оценке Р, сформированной за некоторое время наблюдения Следует иметь в виду, что уменьшение ЭПР радиолокационных це- Т, или, что то же самое, по оценке мощности реализации процесса х(Г), лей — очень дорогой и не очень эффективный метод радиолокационной ~ т т~ Важное направление в технике снижения заметности РЭС вЂ” уменьшение вторичного (отраженного, рассеянного) излучения радиолокационных целей.
Это излучение не связано с работой собственных РЭС маскируемых объектов и возникает за счет взаимодействия объектов с рмиолокационными полями. Коэффициент пропорциональности между мощностью волны, падающей на поверхность маскируемого объекта, и мощностью сигнала, излучаемого в направлении на антенны приемных устройств средств радиолокационной разведки, имеет размерность площади и назы- снижение мощности сигнала (вернее, уменьшение числителя соотношения сигнал/шум) в канале утечки информации.
Деление способов маскировки на активные и пассивные весьма условно и, скорее всего, не очень верно отражает суть дела: любая реализация «пассивных» методов радио- маскировки тоже требует усилий, т. е. некоторых активных действий. 187 186 Глава 8. Маскировка и незаметность радиоэлектронных средств 8.2. Количественные характеристики качества маскировки обнаружения выбирается таким, чтобы минимизировалась полная вероятность ошибочного решения: 1-Р„„,=Р, =Р(0)Р +Р(1)Р„р, (8.4) где Р(1) и Р(0) — соответственно априорные вероятности наличия и отсутствия сигнала в смеси с шумом на входе приемника Р, и Р лт пр условные вероятности ошибок типа ложной тревоги и пропуска.
В частном случае равных априорных вероятностей Р(1) = Р(0) = 0,5 (8.5) критерий идеального наблюдателя минимизирует сумму условных вероятностей ошибок (наблюдателю безразличны и одинаково опасны пропуски и ложные тревоги) ли подходит для систем, использующих эти средства; пропуски сигнала и ложные тревоги отнюдь не равнозначны. В соответствии с критерием Неймана — Пирсона априорные вероятности наличия и отсутствия сигнала в расчет не принимаются, а от оптимального приемника требуется, чтобы он минимизировал условную вероятность пропуска сигнала при заданной фиксированной вероятности ложной тревоги.
Критерий обнаружения в такой форме очень прост для применения и позволяет получать аналитические оценки качества мер и средств обеспечения незаметности. Осторожный, пессимистический, ми- Ж' нимаксный критерий основывается на том, что разведка стремится деиствовать наилучшим для себя образом и обеспечивать максимум минимальной вероятности ошибки при наихудшей априорной осведомленности о Р +Р =гшп. (8.6) наличии обнаруживаемого сигнала.
лт пр гшп. 4' Перечисленные критерии применяются для формирования двухальЗависимость вероятности правильного обнаружения сигнала по к иР рт~лс гн а по кри- тернативных решений. Но разведка может использовать и более сложные терию идеального наблюдателя от соотношения д = — ' в полосе раз- многоальтернативные решения и применять соответствующие критерии. ,. Р(0) Так, например, в соответствии с критерием последовательного наблюда- 1 ведывательного приемника и от отношения априорных вероятностеи ' ' теля (критерием Вальда) производится непрерывный анализ 191 Контрольные вопросы 190 Глава 8. ЛХаскировка и незаметность радиоэлектронных средств Условиям работы обнаружителя в радиолокаторе хорошо соответствует модель сигнала со случайной начальной фазой и флюктуирующей амплитудой. При этом случайные изменения амплитуды сигнала, вызванные прежде всего флюктуациями отражающей поверхности цели при изменениях ракурса, считаются распределенными по закону Редея.
Рабочие характеристики обнаружителя для этого случая можно найти в работе [121. В наших обозначениях вероятности ошибок оптимального обнаружителя сигнала со случайной фазой и флюктуирующей амплитудой выражаются зависимостями Р„= ехр — — ~ Р„р =1-ехр-- (8.13) (8.14) где да — пороговое для обнаружения соотношение сигнал/шум, получае- Рис. 8.4. Рабочие поверхности обнаружителя мое в соответствии с критерием Неймана — Пирсона как решение уравне- в составе средства РРТР ния (8.7) при заданной вероятности ложной тревоги; В=АУ Т вЂ” база зондистранственного маневрирования, то оно при некоторых довольно р ро а, то оно при некоторых довольно общих 9.1.
Оптимизация сигналов и их пространственно-временной обработки 193 ГХ~И 9 СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАДИОНЕЗАМЕТНОСТИ временной обработки в передатчике и приемнике (разумеется, собственном приемнике системы, а не разведывательном). Самый лучший приемник не может сделать ничего, кроме как максимизировать некоторую монотонную неубывающую функцию от апостериорного распределения вероятностей принимаемого сигнала. Конкретный вид функции определяется принятым критерием оптимальности, а выбор критерия не относится к процедуре синтеза. Апостериорное распределение сигнала я(~) (точнее, сообщения, содержащегося в сигнале) при известной реализации х(~) 9.1. Оптимизация сигналов и их пространственно-временной обработки РЯх) = $сРЯР(хЯ, 19.2) Серьезным резервом обеспечения незаметности является снижение где к — константа, нормирующая РЯх) к единице и не зависящая от з, мощности сигнала.
Но уменьшить мощность сигнала можно только в а потому не влияющая на результаты синтеза приемника; Р(хЯ - — плот- обмен на применение оптимальных методов его приема и обработки. Для ность вероятностей реализации х(г) при заданном в; Р(ю) — априорная обозначения проблемы рационального выбора алгоритмов формирования, плотность вероятности сигнала ю(1). а также временной и пространственной обработки сигналов 111] приме- Обычно считается, что процесс х(~) имеет спектр, сосредоточенный няется термин «синтез пары сигнал — фильтр» 112). в ограниченной полосе Л1"; Поэтому реализация х(г) может быть пред- Математический синтез пары «сигнал — фильтр» при произвольных ставлена как совокупность (вектор) выборочных значений: Глава 9, Способы обеспечения радионезаметности 194 9.1.
Оптимизация сигналов и их пространственно-временной обработки 195 Т((2 0 Р(л)х) =к"Р(х)ехр — ( хл(ггйг ехр —, О тд О Т~2 где к" = к'ехр — ) х (Г) от — константа, для каждои данной реали- О Т(2 зации не зависящая от х(1) и поэтому не влияющая на результаты синтеза; Т~2 Д= ) л (Г)Шà — энергия сигнала. 2 — Т/2 Таким образом, как следует из (9.7), вид апостериорного распределения Рих), монотонную функцию от которого должен максимизировать оптимальный приемник, определяется главным образом корреляционным интегралом Выражение (9.6) можно представить в виде мать только одно из двух значений я((г) =я(г), ю2(г) =— О, как следует из (9.8), достаточно вычислить одно значение корреляционного интеграла (9.7) т~2 Х(х,л~)= ( ю,(Г)от, -Т(2 соответствующее образцу (копии) обнаруживаемого сигнала ю(г).
При этом задача решающего устройства в схеме на рис. 9.1 сводится к сравнению значения 2 (х, ю() с некоторым порогом АО. Таким образом, для рассмотренного вида помехи (адцитивной шумо- вой) оптимальная фильтрация сигнала в приемном устройстве сводится к "М обработке, согласованной с ожидаемым сигналом л~г) и состоящей в ос/ !) новном в вычислении корреляционного интеграла вида (9.8). Поскольку при выводе этого результата на форму сигнала ю(~) не накладывалось никаких ограничений (за исключением того, что эта форма должна быть точно известна в месте приема), задача отыскания оптимальной пары «сиг- (9.8) нал — фильтр» сводится ко второму этапу синтеза, т. е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
