Куприянов А.И., Сахаров А.В. Радиоэлектронные системы в информационном конфликте (2003) (1186258), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Оптимизация сигналов и их пространственно-временной обработки 319 где К,(/гв) — передаточная функция фильтра Ф„соответствующая его импульсной реакции гс,(г, вз). Оптимальный приемник обеспечивает получение минимального значения среднего квадрата ошибки воспроизведения сообщения, которое оказывается равным М(е ) = с(г, г), (13.29) где с(г, г) — значение функции с(г,т) при г= е. При этих условиях математическое ожидание ошибки равно нулю, так что дисперсия ошибки о~, совпадает с ее средним квадратом. Если спектр сообщения ).(г) убывает с частотой как аз з то 2а„Т х( ) 2 1 (геу ) (! 3.30) 2 г ду ~ г) ое (!3.31) х/! ер Из схемы на рис.
13.2 следует, что в оптимальном приемнике лискриминатор является оптимальным в том смысле, что обеспечивает воспроизведение «сигнала ошибки» е(г) с минимальным значением спектральной плотности 6 „шума (ошибки) ое,(г). Фильтр же Ф обеспечивает наилучшее подавление помехи Кде„(г), прошелшей на выход дискриминатора, и тем самым, получение наибольшей точности (наименьшего среднего квадрата ошибки) воспроизведения сообщения Цг).
Все сказанное подтверждает, что при сделанных предположениях о характере смеси сигнала и помех оптимальное приемное устройство имеет вид следящей за сообщением системы, состоящей из дискриминатора и линейного фильтра. В более общих случаях (например, при негауссовском характере сообщения и не очень высокой точности воспроизведения сообщения) четкое разбиение системы на дискриминатор и фильтр невозможно или хотя и возможно, но оптимальный фильтр оказывается нелинейным.
Алгоритм оптимальной нелинейной фильтрации во многих практических задачах оказывается очень сложным, требующим для реализации вычислителей с большим быстродействием и объемом памяти. Поэтому часто приходится заменять оптимальные алгоритмы квази- оптимальными (в смысла помехоустойчивости). Показателем качества такого модифицированного алгоритма и его приемлемости для обеспечения энергетической скрытности РЭС является величина проигрыша по сравнению с потенциальной точностью и потенциальной помехоустойчивостью, соответствующей оптимальному алгоритму. 320 Глава 13.
Способы обеспечения радионезаметности 13.2. Экраиироваиие Кроме основного излучения сигнала на несущей частоте в главном лепестке диаграммы направленности антенны, работу РЭС сопровождают побочные и непреднамеренные электромагнитные излучения (ПНЭМИ), которые, тем не менее, переносят сигналы, информативные для средств разведки. ПНЭМИ создаются также и системами, не рассчитанными на работу с излучением. Конструкторы РЭС располагают довольно большим набором методов и средств для снижения заметности паразитных н непреднамеренных излучений.
Но большинство технических решений по снижению ПНЭМИ основывается на использовании электромагнитных экранов. Экранирование как средство снижения заметности ПНЭМИ применяется на всех уровнях, начиная с отдельных компонентов (реле, усилители и т. д.) и кончая подсистемами и системами (здания, самолеты, автомобили и т. д.). Экран, образованный металлическим барьером, можно анализировать и проектировать, используя методы как теории поля, так и теории цепей [25[. Теория поля более универсальна и в настоящее время используется шире. Напряженности электрического (Ев, Е„) и магнитного (Оф) полей, создаваемых источником ПНЭМИ, описываются уравнениями [25): т,=тяп,е[-[ )„,[ — — Н вЂ”,)и[ — — ф + соз — — азт Е, = -2Е,/ге зй — — ' соа — — ~г — — яп — — гвг; (13 33) гт = )г яп Π— ~ — [сов~ — — азг ~ — сов| — — азг, (13 34) [2лг! [ 2лг ~ [ 2лг где йв = — = 120л=-377 Ом — волновое сопротивление свободного Е, Уф 7! пространства; /с = —; 7 — ток в проволнике ллиной (, создающем поле, 2г).
' ). — длина волны, соответствующая частоте оз = 2л)." г — расстояние от проводника до точки, где определяется Е и О; Π— аргумент радиуса- вектора г, отсчитанный от нормали к направлению тока; / — время. 32! 13.2. Экраннрованне ! Коэффициент )г в (! 3.32). (13.33) и (13.34) содержит множитель— с и, слеловательно, уменьшается по мере удаления от источника излучения. При 㻠— (в децчьней зоне) имеет значение только последнее сла- 2к гаемое в (13.32) и (13.34), а волновое сопротивление со — — — о = 377 Ом. Ео Эта дальняя зона иначе называется зоной излучения или зоной плоской волны.
При г « — (в ближней зоне), напротив, в (13.32) и 2л (13.34) следует учитывать только первое слагаемое. Зля такого случая Еч А,~. оказывается, что ' = ' ~~ 7о . Это соответствует электрическому ))о 2лс полю или полю высокого волнового сопротивления (относительно сопротивления излучении). Если излучатель эквивалентен не короткому проводнику (вибратору) с высоким сопротивлением, а витку (рамке) с низким сопротивлением, то в уравнении (13.32) можно пренебречь первым слагаемым. Тогда волновое сопротивление в ближней зоне Еч А' оказывается — ' = —.
Этот случай соответствует магнитному полю И )с ' или полю низкого волнового сопротивления (относительно сопротивлсния излучения). Условие — = 1 определяет границу между дальней 2лг и ближней зонами. Рис. 13.3 иллюстрирует сгучап формирования поля соответственно с высоким (рис.
!3.3, а) и низким (рис. 13.3, б) импедансом (волновым сопротивлением). Рамка вибратор Рис. )3.3. Вгчсогсо- а) и иггзкоггггиес)ансиюе б) ггзг)гчаогсгггг 322 Глава 13. Способы обеспечения радяонезаметности Высокое волновое сопротивление характерно лля поля вблизи прямого короткого проводника, по которому течет малый ток. Из-за высокого волнового сопротивления в структуре поля преобладает электрическая составляюшая, которая уменьшается по мере удаления от излучателя 1 1 как —, т.е. быстрее.
чем магнитная, пропорциональная —. Соответ- г г ственно этому волновое сопротивление уменьшается, асимптотически приближаясь к Уе в дальней зоне. Рис. !3.3, бсоответствует источнику с низким сопротивлением, в силу чего в структуре создаваемом им поля преоблалает магнитная составляюшая. Но это сопротивление рас~ет по мере улаления от источника, асимптотически стремясь к Уе = 377 Оч. Изменения волнового сопротивления с расстоянием от источника иллюстрируется графиками рис.
13.4. ~,, Ом 10 310 10 300 100 30 10 3 Г=— 2п 10 0,1 Рггс. 73.4. Изнененгге волнового сопротивления Эта зависимость позволяет рассчитывать конструкцию электромагнитного экрана. Схематично взаимодействие плоской волны с металлическим экраном иллюстрируется на рис. 13.5. Плоская волна П, = !ЕгхПг1, падаюшая на экран, на его поверхности частично отражается, созлавая обратную волну П, = (Егх Пг1, а частично проходит через экран. Амплитуды обеих составляюших зависят от поверхностного сопротивления материала, из которого выполнен экран, и волнового сопротивления для палаюшей волны в экранируемом пространстве. 13 2.
Экраннрованне 323 Прошедшая в толщу экрана волна распространяется почти в том же направлении, что и палаюшая. Часть ее энергии поглощается в материале экрана. На внешней гранипе экрана волна вновь частично отражается, а частично проходит с преломлением во внешнее пространство. В результате во внешнее пространство волна переносит энергию, остав- Расз )35. Взаояооейсглвие щуюся после отражения на гра- ллоской волны с зкрааолз ницах экрана и после поглощения в его материале. Разумеется, теоретически во внешнем пространстве присутствуют и волны, многократно отраженные и преломленные на внешних и внутренних поверхностях экрана.
Но суммарная энергия этих составляющих ничтожна. Экранирующий эффект для плоских волн, с учетом принятой модели взаимодействия волны с экраном, легко рассчитывается. Коэффипиент экранирования определяется как отношение плотности потока мощности во внешнем пространстве к плотности потока мощности падающей волны в экранируемом пространстве: ~[Н, '~~Е, х Н, ) э ]Н~ р Н» м п г2н (13.
35) ![Е, х Н,1 где 1[Ех Н]/ — модуль векторного произведения; Кш = 1 и ![Е4 х Н,~ [[Е, х Н, Ко = оЕ э — коэффипиенты ослаблениЯ за счет отРажений на Е, х Нз ! внешней и внутренней поверхностях экрана; ʄ— коэффипиент зату- хания волны в материале экрана.
Обычно как коэффипиент экранирования, так и его мультигщика- тивные составляющие измеряется в депибелах. При таком определе- нии эффективности экранирования из (13.35) следует. что К,[дБ] = 20)й —, Е, (13. 36) тле Е, и Е; — напряженности электрических полей соответственно на внутренней и на внешней поверхностях экрана. В/м. Затухание за счет отражения зависит от того, насколько различа- юзся волновое сопротивление в экранируемом пространстве и поверх- нос гное сопротивление экрана: Глана 13. Способы обеспечения ралионезаиетности 324 К„[дБ[ = 2018 — '", У.- 42а (13.37) где Уа — волновое сопротивление экранируемого пространства, а Кз— поверхностное сопротивление экрана. Из (13.37) следует, что экранирование за счет отражения эффективно, если волновое сопротивление велико (электрическое поле в ближней зоне), а поверхностное сопротивление мало (медный или серебряный экран) и, наоборот, затухание за счет отражения мало, если волновое сопротивление мало (магнитное поле), а поверхностное сопротивление велико (стальной экран).
Учитывая свойства материала экрана, влияюшие на величину поверхностного сопротивления, затухание при отражении плоской волны можно также выразить соотношением [25[: ст Ка![дБ] = 106 ч- 2018 йГ' где б — относительная по отношению к мели проводимость материала экрана (6и„я=1); р — магнитная пронипаемость по отношению к вакууму или к той же меди; à — частота, МГп. Затухание при поглошении не зависит от типа падающей волны [25[: К„[дБ[ = 0,132!,/бра'. (13. 38) Ка,[дБ)= 382 ч-10/8 С .Г'н ' (13.39) где г — расстояние до экрана, мм. Как видно, экранирование низкочастотных излучений осуществить труднее, чем высокочастотных. Этим эффектом, в частности, объясняется высокая эффективность портативных средств радиоразведки, осушествляюших перехват низкочастотных сигналов систем связи, вычислительных систем и различной оргтехники.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
