Куприянов А.И., Сахаров А.В. Радиоэлектронные системы в информационном конфликте (2003) (1186258), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Обычно максимальное побочное излучение соответствует первому боковому лепестку )= !. Именно его значение приведено в табл 13 1. Коэффициент усиления антенны — это отношение мощности, излучаемой в данном направлении (а, ()), к мошности, излучаемой антенной с изотропной ДНА по всем направлениям в телесном угле 4л; а яР (а, (')) Р 13.3.
Снижение заметности излучения по боковыч лепесткам 331 где Рх — полная излучаемая антенной мошность (отличаюшаяся от подводимой к антенне мошности в КПД раз). Как видно из табл. 13.1, наибольшие уровни боковых лепестков ДНА соответствуют равномерному распределению поля по раскрыву ,т!х,у) = сов хч у = 1 п)зи х, уе Л. 12 2 (13.53) Учитывая неравномерность распрелеления поля по раскрыву, можно снизить уровень боковых лепестков. Но в обмен на уменьшение мощности излучения в побочных направлениях расширяется главный лепесток ДНА и, соответственно, падает коэффициент усиления.
Это непреложный факт: проблема уменьшения уровня излучения в боковых лепестках как раз н возникает лля остронаправленных антенн, которые должны концентрировать излучаемую мошность в узком секторе пространства. Поэтому при создании остронаправленных антенн всегда приходится разрешать некоторый компромисс между требованиями максимальной остротой главного лепестка ДНА и минимального уровня излучения в побочных направлениях. Но оптимальное в указанном смысле распределение поля на раскрыве всегда оказывается спадаюшим от максимума в центре к минимальным уровням на краях. Прн этом поверхность раскрыва антенны используется не полностью, эффективная поверхность, участвующая в формировании поля в дальней зоне, оказывается меньше геометрической.
Уменьшается и относительный размер раскрыва ф).. Известно, что наилучшим образом формирование узкой ДНА при одновременном уменьшении уровня боковых лепестков обеспечивается при чебышевском распределении поля по раскрыву антенны. Заданный закон распределения Г1х, у) поля по раскрыву технически легче всего получить на активных антенных решетках. У отражательных антенн для получения требуемого распределения поля применяют различные конструктивные приемы.
Прежде всего — изменение проводимости поверхности зеркала за счет применения поглошаюгпих материалов. ГЛ4ВА 14 РАДИОНЕЗАМЕТНОСТЬ ШИРОКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛОВ 14.1. Широкополосные сигналы, Определения и применение Ранее уже говорилось, что для уменьшения заметности работы РЭС слелует применять широкополосные сигналы — такие, у которых база В сушественно превосходит единицу: В= ду" >ъ !. ((4.!) Условие «много больше елиницы» настолько мягкое, что позволяет не уточнять определение длительности и ширины спектра.
Иные названия для широкополосных сигналов: сигналы с большой базой, шумоподобные сигналы, сигналы с расширением спектра (или полосы). Интерес к широкополосным сигналам обусловлен целым рядом их замечательных свойств и далеко не только свойством хорошей скрытности.
Помимо высокой скрытности для систем с широкополосными сигналами характерны также хорошая помехоустойчивость и помехозащищенность, высокая точность синхронизации и измерения задержки сигнала (измерения дальности), высокая разрешаюшая способность, способность к кодовому разделению и уплотнению сигналов при перелаче информации и при многоканальных траекторных измерениях, способность селективной адресации при многостанционном доступе, способность противостоять замираниям при многолучевом распространении сигнала, хорошая электромагнитная совместимость и использование частотного спектра по сравнению с узкополосными сигналами.
В гл. ! обсуждалась скрытность сигнала и было показано, что для обеспечения скрытности нужно, среди прочих мер, увеличивать его базу. Но скрьпность — неоднозначное понятие, хотя обычно под термином «скрытносгьь и имеют в виду затруднение несанкционированного приема сигнала. При более летальном рассмотрении свойств сигнала различают энергетическую, структурную и информационную скрытность. 14.1. Широкополосные сигналы. Опрелеления и применение 333 Ранее, в разд. 12.2, исследовалась энергетическая скрытность, т.е. способносгь сигнала противостоять обнаружению. Разведывательные приемники, используемые для несанкционированного приема сигнала, работают в широкой полосе, наблюлают сигналы на фоне помех и имеют плохую априорную осведомленность о параметрах сигнала.
Поэтому признаком, по которому приемники ралиоразведки или радиотехнической разведки судят о наличии сигнала, является энергия, которую имеет наблюдаемый процесс на интервале времени наблюдения: т Е* = ~ х'(г)й = (Р, + Р„,) Т„ (14.2) о где Р, — средняя на интервале времени наблюдения ҄— мошность сигнала; Р„, — могцность шума. Решение о наличии сигнала принимается на основе сравнения оценки энергии Е' с некоторым порогом Ьа. Если Е" > да, считается, что сигнал есть, т.е.
что Р, > О и х(г) = э(г) + л(г). Если Е" < Ьа, то принимается решение о наличии на входе приемника только шума: Р„.=О, а х(г) = л(г). При любом выборе порога обнаружения (Ьа), т.е. при любом критерии принятия решения о наличии сигнала, вероятность правильного обнаружения будет монотонно зависеть от соотношения сигнал/шум в полосе ф'разведывательного приемника: Е, Е, Е Ф дгT„ (14.3) если параметры разведывательного приемника подобраны оптимальным лля данного сигнала образом, т.е. если д/'равна ширине спектра сигнала (приемник использует всю мошность сигнала, распределенную по спектру), а время наблюдения Т„равно длительности сигнала (не теряется энергия, распределенная во времени), то соотношение сигнал/шум, а с ним и вероятность правильного обнаружения, уменьшается с ростом базы сигнала В= ЬгГ„.
Более летальный анализ [!5) показывает, что проигрыш энергетического приемника оптимальному (когерентному или приемнику с согласованным фильтром) по пороговому лля обнаружения сигналу пропорционален квадратному корню из базы сигнала. Маскировка от обнаружения ешс не исчерпывает всех проблем обеспечения скрытности радиосигналов.
Очень важна структурная скрытность — способность сигнала противостоять мерам радиотехнической разведки, направленным на распознавание сигнала, т.с. мерам по отождествлению сигнала с одним из известных, для которых имеются 334 Глава 14. Ралионезаиетность широкополосных сигналов эталонные образцы. Эталонный образец — это совокупность признаков сигнала, т.е. набор значений его параметров. Параметры могут быть количественными: частота, индекс молуляции, ширина спектра, пространственные координаты точки излучения, мошность.
Но могут быть и качественными: способ модуляции, вид поляризации и т.п. Таким образом, распознавание всегда сводится к установлению соответствия между параметрами наблюдаемого сигнала и параметрами эталона. Процесс распознавания состоит в следуюшем. Во-первых, на основе априорного описания множества сигналов, среди которых распознается принятый, вводится система признаков Х„~г' — номер признака; у— номер образца) и устанавливается решаюшее правило распознавания, по которому выносится суждение о том, какому из образцов в наибольшей степени соответствуют признаки принятого сигнала.
Во-вторых, в процессе работы разведывательный приемник обнаруживает сигнал. Если сигнал обнаружен густановлено его наличие в смеси с шумом на входе), выделяются его признаки Х,', т.е. измеряются те представительные параметры, по которым сигнал может отличаться от любого другого. По резулыатам этих действий, в-третьих, полученные оценки признаков (параметров) сигнала сравнивают с эталонами априори ожилаемых сигналов, то есть Х,* сравнивают с ).к Если устанавливается, что ).,* попали в собственные области Х„, решаюшее правило прелписывает вывод о том, что принят эцй сигнал. Более сложная ситуация складывается тогда, когда области возможных значений признаков разных сигналов пересекаются, а сами признаки определяются приемником с ошибками.
При этом нельзя исключить возможность попадания оценки Х,* гзго признака узго сигнала в область йд возможных значений соответствуюшего признака г)-го сигнала, 1сиу. Такие ошибки при некоторых условиях приводят к перепутыванию сигналов и, следовательно, к ошибочному распознаванию. Вероятность такого события совпадает с вероятностью ошибки распознавания структуры Р„сигнала данной РЭС. Это условная вероятность.
Она определяется при условии, что сигнал обнаружен. Представляется очевидным, что вероятность ошибки увеличивается с ростом вероятности неправильного соотнесения признаков данного сигнала к областям значений признаков любого другого. Но эта вероятность тем больше, чем больше ансамбль сигналов, среди которых произволится распознавание. Точно также вероятность ошибки распознавания увеличивается с ростом числа признаков сигнала, используемых для формирования эталонов и для сопоставления принятых сигналов с эталонными образцами. Большие ансамбли формиру- 14.1. Широкополосные сигналы. Определения и применение 335 ются на основе широкополосных сигналов: чем больше база В = ТЦ' (иногда это произведение называется информационной емкостью сигнала, чтобы подчеркнуть его влияние на параметрическую неопределенность сигнала), тем больше различных сигналов в пространстве Рх Т можно разместить [!О).
Другая особенность широкополосных сигналов состоит в их способности обеспечивать высокую информационную скрытность — способность сигнала противостоять несанкционированному раскрытию содержания циркулирующих в системе сообщений. Для систем перелачи информации стойкость к раскрытию содержания сообщения определяется стойкостью шифра (криптостойкостью). При шифрации сообщение взаимодействует с последовательностью ключа. При этом возможность создания стойкого шифра связана прежде всьчо с длинной ключевой последовательности: она должна быть не короче, чем сообщение. Чем длиннее ключевая последовательность, тем выше информационная стойкость сообщения. Но период повторения ключа — это, по сути, длительность сигнала в криптостойкой системе.
Поэтому период повторения ключа определяет базу сигнала. В радиосистемах управления раскрытие содержания передаваемой информации возможно на основе сопоставления каждого принятого сигнала с тем сообщением, которое его порождает и им передается. Для установления такой связи нужно выявлять изменения, которые вызывает сигнал в состояниях соответствующих объектов управления. При этом очевидно, что информационная скрытность систем радио- управления тем выше, чем больше разных сигналов способны вызывать одинаковые изменения состояний объектов управления.
Но увеличение размеров ансамбля сигналов достигается только за счет увеличения базы сигнала В = ТЦ'. Таким образом, общей чертой скрытных сигналов и общим показателем скрытности должна служить величина базы сигнала: из двух си~палов потенциально лучшей скрытностью обладает тот, у которого больше база.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
