Введение

Псевдослучайная перестройка рабочей частоты представляет собой один из эффективных методов расширения спектра, при котором сигнал занимает полосу частот значительно более широкую по сравнению с полосой, минимально необходимой для передачи информации. Рабочая частота сигнала перестраивается в широких пределах выделенного для СРС частотного диапазона в соответствии с псевдослучайным кодом, известным на приемной стороне СРС и неизвестным постановщику помех.

Фундаментальный принцип псевдослучайности рабочей частоты препятствуют постановщику помех добиваться эффективного воздействия на СРС с ППРЧ организованных помех за счет повторения параметров сигнала и вынуждает систему РЭП с ограниченной мощностью передатчика распределять спектральную плотность помех либо по всему широкому диапазону частот; либо по некоторым участкам частотного диапазона СРС, оставляя остальные участки диапазона свободными от помех. Последнее предопределяет одну из возможных мер защиты СРС с ППРЧ от организованных помех. Стратегия этой меры защиты заключается в «уходе» сигналов с ППРЧ от воздействия помех, а не в «противоборстве» с ними, как это реализуется в СРС с непосредственной модуляцией несущей частоты псевдослучайной последовательностью (ПСП). Поэтому в СРС с ППРЧ важной характеристикой с точки зрения помехозащищенности является фактическое время работы на одной частоте. Чем меньше это время, тем выше вероятность того, что сигнал с ППРЧ «уйдет» от воздействия организованной помехи в другой участок частотного диапазона СРС, незанятого помехой.

При функционировании СРС в условиях РЭП выигрыш, получаемый за счет расширения спектра сигнала методом ППРЧ, не всегда обеспечивает требуемый уровень подавления организованных помех. В этих случаях в СРС с ППРЧ должны предусматриваться дополнительные способы повышения помехозащищенности, позволяющие снизить эффект воздействия помех.

Хорошие результаты по повышению помехозащищенности СРС позволяют получить: комплексное (совместное) использование различных методов расширения спектра сигналов, например, метода ППРЧ и метода непосредственной модуляции несущей частоты ПСП; помехоустойчивое кодирование и перемежение символов в СРС с медленной ППРЧ; последовательное применение двух и более кодов (каскадирование); совместное использование -ичной частотной манипуляции и разнесения информационных символов на независимые частотные элементы; одновременное применение -ичной частотной манипуляции, кодирования с исправлением ошибок и частотного разнесения кодовых слов.

Значительным резервом повышения помехозащищенности СРС в условиях сложной помехово-сигнальной обстановки является применение сигналов с ППРЧ и адаптивных антенных решеток (ААР), создание адаптивных СРС с решающей или с информационной обратной связью, в которых осуществляется выбор частотно-временных позиций передачи сигналов, свободных от помех РЭП.

Наряду с помехоустойчивостью СРС с ППРЧ важнейшей составляющей помехозащищенности СРС является скрытность сигналов с ППРЧ от перехвата станциями радиотехнической разведки (РТР). При этом основой скрытности СРС с ППРЧ является энергетическая скрытность сигналов, которая зависит как от структуры и параметров сигналов с ППРЧ, так и от типа обнаружителей, используемых в станциях РТР. Энергетические обнаружители станций РТР обеспечивают обнаружение сигналов, измерение их параметров и распознавание на этой основе класса (или типа) разведываемой СРС, что позволяет системе РЭП формировать наихудшие помехи.

Приведенные выше основные аспекты помехозащищенности СРС с ППРЧ в условиях воздействия организованных помех в большей или меньшей мере нашли отражение в материалах книги. Помехозащищенность СРС с ППРЧ и эффективность системы РЭП оцениваются с единых методических позиций, общими критериями: средней вероятностью ошибки на бит информации; вероятностью обнаружения сигнала при заданной вероятности ложной тревоги; отношением сигнал-помеха; частично затронуты и вероятностно-временные характеристики обнаружителей сигналов.

Книга состоит из восьми сравнительно самостоятельных по содержанию глав и двух приложений к восьмой главе.

В первой главе рассматриваются концепция и основные характеристики метода расширения спектра сигнала за счет перестройки частоты, разъясняются понятия помехоустойчивости и скрытности как основных составляющих помехозащищенности СРС, описываются виды скрытности сигналов СРС, дается краткое описание некоторых видов помех, применяемых для подавления СРС с ППРЧ.

Вторая глава содержит анализ помехоустойчивости типовых СРС с ППРЧ, неслучайной и случайной двоичной и -ичной частотной манипуляцией, оценку временных и энергетических возможностей станции ответных помех, а также анализ помехоустойчивости СРС с ППРЧ и двоичной частотной манипуляцией при применении простейших блоковых кодов.

Третья глава посвящена синтезу оптимальных и квазиоптимальных адаптивных алгоритмов различения сигналов с ППРЧ, двоичной частотной манипуляцией и разнесением символов по частоте в условиях априорной неопределенности относительно мощности шумовой помехи в части полосы и амплитуды принимаемых частотных элементов, а также анализу помехоустойчивости синтезированных алгоритмов для случая «слабого» и «сильного» сигнала.

В четвертой главе анализируется помехоустойчивость адаптивных алгоритмов демодуляции сигналов с ППРЧ, двоичной частотной манипуляцией и разнесением информационных символов по частоте при линейном и нелинейном сложении независимых субсимволов, а также при использовании жесткого ограничителя и самонормирующегося демодулятора, приводится сравнительный анализ помехоустойчивости различных демодуляторов сигналов с внутрибитовой ППРЧ и двоичной частотной манипуляцией.

Пятая глава содержит анализ помехоустойчивости СРС с ППРЧ при совместном применении -ичной частотной манипуляции и разнесения информационных символов по частоте, а также при -ичной частотной манипуляции, частотного разнесения информационных символов и блоковых кодов.

В шестой главе приводятся описательная модель, структурные схемы и алгоритмы функционирования основных устройств подсистемы синхронизации СРС с ППРЧ, а также показатели и методы оценки эффективности циклических процедур поиска.

Седьмая глава содержит изложение вопросов совместного применения в СРС сигналов с ППРЧ и адаптивных антенных решеток (ААР), в главе анализируется влияние сигналов с ППРЧ на рабочие характеристики ААР, приводится описание максиминного алгоритма и его возможностей при использовании в СРС сигналов с ППРЧ и ААР.

И, наконец, в восьмой главе анализируются возможности обнаружения сигналов с ППРЧ станцией РТР, в значительной мере влияющие на помехозащищенность СРС с ППРЧ в условиях РЭП. Рассматриваются рабочие характеристики одноканального и многоканального энергетических обнаружителей. Анализируется -канальный адаптивный энергетический обнаружитель в условиях воздействия мешающих сигналов.

В Приложении 8.1 рассматриваются алгоритмы вычисления обобщенной -функции Маркума. В Приложении 8.2 приводится анализ вероятностно-временных характеристик основных видов обнаружителей сигналов.

Работа по подготовке книги выполнена совместно всеми авторами под руководством В.И. Борисова.