Куприянов А.И., Сахаров А.В. Теоретические основы радиоэлектронной борьбы (2007) (1186259), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Для установления такой связи нужно выявлять изменения, которые вызывает сигнал в состояниях соответствуюших объектов управления. Г!ри этом очевидно, что информационная скрытность систем радиоуправления 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. Таким образом, общей чертой скрытных сигналов и обшим показателем скрытности должна служить величина базы сигнала: из двух сигналов потенциально лучшей скрытностью обладает тот, у которого больше база. И это утверждение справедливо для характеристик любых показателей скрытности (энергетической, структурной, информационной).
Величина базы сигнала определяет также и его помехозашншенность. 10.2. Классы широкополосных сигналов Широкополосные сигналы занимают полосу частот, сушественно превышающую ширину спектра переносимого ими сообшения. Образуются широкополосные сигналы за счет расширения полосы или за счет расширения спектра (рис. 1О.1). Когерентные Некогерентные Когерентные Некогерентные Рнс. 1О.1. Кгагси4икания широкопологиых сигиаюг 210 Глава Рй Ридипнезамепьноспьь широкопоаоснык сигналов Для сравнения двух методов образования широкополосных сигналов на рис, 10.2 приведены структурные схемы устройств формирования сигнала с расширением полосы (рис. 10.2, а) и с расширением спектра (рис, 10.2, б). ф~а В Рис.
!0.2. Схемы успьробств формирования сигнаяа; а — расширение полосы б — расширение спектра Расширение полосы достигается за счет такой модуляции несущего колебания ив (Г), при которой формируется сигнал с полосой более широкой, чем у модулирующей функции Б(Г). Классический и типичный пример сигнала с расширением полосы — ЧМ колебание с большим индексом пг = — '»!.
Расширяется полоса также и цифровыми сигна- чл~ лами, когда применяют помехоустойчивос кодирование. Общим недостатком систем, использующих расширение полосы, является то, что они способны удовлетворительно работать лишь при больших отношениях сигнал/шум во входной полосе д„.
» 1, т. е. во всей полосе спектра сигнала. Так, аналоговая ЧМ обеспечивает хорошую работу и позволяет реализовать преимущества широкополосных сигналов лишь при у,х > тчи. При меньших вп„наступает подавление сигнала шумом. Расширение спектра образуется в результате модуляции несущего колебания специальной функцией ~(Г), не зависящей от передаваемого сообщения, Поэтому сигналы с расширением спектра иначе называются сложными сигналами или сигналами с многоступенчатой модуляцией.
Операции, которые выполняются для расширения спектра модуляторами Мод! и Мод2 схемы рис.!0.2, б, можно поменять местами: сначала модулировать передаваемым сигналом Х(Г) расширяющую функцию л(!), а потом колебанием с расширенным спектром модулировать несущую иа (г). В этом случае ф) называется поднесушим колебанием, а сформированный на выходе сигнал — сложным сигналом с многоступенчатой модуляцией и с поднесущими (чаще всего — импульсными поднесущими) (17!. Как правило, за счет расширения спектра формируются сигналы, занимающие более широкий диапазон частот, чем прн расширении полосы. Расширяющая функция у(г) выбирается одинаковой для передатчика и приемника, так что на приемной стороне имеется возможность провести обратное преобразование («сворачиваниеь) спектра, при котором снимается модуляция и сигнал фильтруется в полосе сообщения.
!02. Класси широнооолосншх сигналов 211 Для расширения спектра модулируют амплитуду, фазу или частоту сигнала: з(г) = К(г) А, (1) соз( оэсг+ ср(г)), (!0.3) где А,(г) — амплитуда, а ф(г) — фаза сигнала, модулированного сообщением о(Г). В результате модуляции расширяющей функцией д(г) образуются следуюшие колебания. При балансной модуляции сигнала (БМ): о (Г) = К(Г) А, (1)соа( оъеГ+ ср(ГЯ; (1ОА) при фазовой модуляции сигнала (ФМ): 5(г) = А, (г)соз( соаг л- ЛсрК(г)+ <р(г)); (10.5) и при частотной модуляции (ЧМ) 1 о(1) = А,(Г)соа соаГ+ Ьсо) К(т)41т+ср(Г) .
о (10.6) К расширяющей функции предъявляются определенные требования. Во-первых, К(Г) должна быть детерминированной: иначе невозможно иметь идентичные реализации расширяющей функции на приемной и на передающей стороне. Во-вторых, сама К(Г) должна иметь широкий равномерный спектр (большую базу), а следовательно, относительно большую длительность и узкую автокорреляционную функцию с малыми боковыми выбросами. В-третьих, ансамбль разных расширяюших функций Ри(Г), ья 1:У, используемых разными системами или одной многоканальной системой, должен обладать хорошими взаимокорреляционными свойствами: любые К (1) и К;(г), /вв);/,)п1 должны быть коррелированны вминимальной степени.
В-четвертых, желательно, чтобы расширяюшая функция была периодической, так как это облегчает построение генераторов (синтезаторов) К(г). Связь свойств расширяющей функции К(1) со свойствами полученных в результате расширения спектра широкополосных сигналов, иллюстрируется графом рис. 10.3. Расширяюшая функция д(г) может быть аналоговой, импульсной, дискретной или цифровой. Самые большие возможности для создания широкополосных сигналов открывает применение дискретных по уровню и по времени расширяюших функций, получаемых на основе цифровых кодовых последовательностей. 21г глава /О. Раоионезаметность широкополосных сигнилов Свойства расширяющей функции д(1) Характеристики сигналое с расширением спектра Точность измерения дальности Хорошие автокорреляционные свойства 'Электромагнитная совместимость Равномерныйширокий спектр Подавление замираний в каналах с многолучевсстью ерошив езвимокорреляционные свойства Энергетическая скрытность Большой ансамбль сигналов Структурная скрытность Периодичность и простота генерации функции д(г] Помехоустойчивость Точность синхронизации Рис.
10лй Свойспгва сигналов с расгггирением спектра Это соотношение является эквивапентом базы для некогерентных сигналов и определяет выигрыш в помехоустойчивости при вьщелении широкополосных сигналов на фоне шумов. В некоторых случаях возможно одновременное расширение спектра и полосы сигнала. Например, наряду с применением расширяюшей функции д(Г) используют цифровое помехоустойчивое кодирование. Сигналы с расширением спектра делятся на когерентные и некогерентные. Пример некогерентного сигнала с расширением спектра — пачка радноимпульсов, модулированных по амплитуде (АИМ).
У такого сигнала информацию переносит амплитуда сигнала, а импульсная последовательность расширяет спектр. Другой характерный пример — сигналы с перестройкой частоты по случайному или псевдослучайному закону (ППРЧ вЂ” псевдослучайная перестройка частоты, скачки частоты). Некогерентные сложные сигналы характеризуются отношением полосы спектра сигнала е" к информационной полосе Л/ннф или, что то же самое, к скорости передачи информации К: е" Г В' = — = —. ~~' инф (10.
7) (о.3. Широкополосные сигналы с ЧЛ! Когерентные сложные сигналы по большинству показателей превосходят сигналы с некогерентным расширением спектра. Но некогерентные сигналы проще для реализации как приемников. так и передатчиков (модуляторов). В процессе приема и обработки широкополосного сигнала в оптимальном приемнике происходит уже упомянутое выше «сворачивание» или «сжатие» сигнала с базой В»! в простой сигнал с базой Вя 1, содержащий сообщение. Эффект сжатия — это основная особенносзь как самого сложного когерентного сигнала, так и оптимального приемника для него. Различают два вида сжатия сигнала: по времени и по частоте, Предельный коэффициент сжатия по времени и по частоте один и тот же.
Он равен базе сигнала и достигается в оптимальном, идеально согласованным с сигналом, приемнике. Физически сжатие достигается за счет суммирования всех спектральных составляющих сигнала с компенсацией различий их фазовых набегов, т, е, за счет когерентного накопления. При таком суммировании сложный сигнал упрощается, превращаясь в простой с базой, близкой к единице. С базой сигнала, определяющей большинство его свойств, связаны и другие количественные характеристики — сигнальная функция и функция неопределенности, размер ансамбля сигналов при заданной базе, взаимокорреляционные свойства ансамбля сигналов при заданной базе, алгоритмы и схемы формирования сигналов.
10.3. Широкополосные сигналы с ЧМ Ширина спектра ЧМ сигнала дус и 2Геоах(тп„+!) примерно равна двойной девиации частоты у' при больших индексах модуляции пгчи> 1 и равна удвоенной верхней частоте Рог в спектре модулирующей функции при малых индексах пгчы«! [10]. Иначе говоря. индекс частотной га модуляции пгп„= — может служить мерой расширения полосы при ~шах формировании широкополосного сигнала за счет расширения полосы: В= — '=2(т„и ч-1).
~ааах Широкополосные сигналы с ЧМ находят применение прежде всего в радиолокационных системах. Из множества возможных законов изменения частоты внутри импульсов радиолокационного сигнала преимущественно используют линейную частотную модуляцию (ЛЧМ). При этом база сигнала может достигать сотен и тысяч. Ограничения на величину 2!4 Глава йй Радионезальетиость широкололосиьи сигиалов базы в основном технические, накладываемые возможностями построения устройств согласованной обработки ЛЧМ сигнала в приемных устройствах РЛС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
