СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРУКТУРЫ СИСТЕМ СВЯЗИ Российский патент 2000 года по МПК G01S5/04 G01S5/14 H04B17/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при пассивном радиоконтроле для решения задачи скрытного определения структуры (радиосетей и узлов) систем связи.

С появлением и совершенствованием систем связи, использующих сигналы с низкой вероятностью перехвата, то есть с повышенной криптоустойчивостью и скрытностью (например, со скачкообразным изменением частоты) возникают проблемы, связанные с определением их структуры традиционным способом - по смысловому содержанию сеансов связи.

В этих условиях необходим поиск способов определения радиосетей и узлов связи, использующих статистические закономерности радиообмена (взаимные связи в потоках сообщений) и другие особенности систем связи ("электронные адреса" передатчиков), не связанные с семантикой передаваемых сообщений.

Известен способ [1], при котором из выходных сигналов каждого элемента антенной решетки выделяются цифровые сигналы, характеризующие спектры принятых сигналов, и для каждой выбранной частоты в полосе приема, используя фазу сигналов, производится прямое вычисление пространственного ряда Фурье, дискретно описывающего угловой спектр мощности на выбранной частоте. После восстановления углового спектра на всех частотах определяется азимутальный пеленг любого источника, излучающего сигналы на любой из частот в пределах текущей полосы приема. Этот способ при пеленговании из максимально возможной амплитудно-фазовой информации использует только фазу сигнала и определяет только частотный и азимутальный "электронные адреса" передатчика, что не достаточно для определения структуры контролируемой системы связи.

Известен более эффективный способ [2], использующий при определении частотных и азимутальных электронных адресов передатчиков максимально возможную амплитудно-фазовую информацию и принятый за прототип.

Согласно этому способу:
1. Когерентно принимают и регистрируют многочастотные сигналы для всех баз, образованных опорной и всеми входящими в решетку антеннами.

2. Измеряют комплексные временные спектры сигналов каждой антенны и разбивают их на частотные поддиапазоны.

3. Выбирают поддиапазоны, в которых сравнением спектра мощности сигнала опорной антенны с порогом обнаружены сигналы передатчиков, то есть маркируют частотный диапазон.

4. Получают комплексные амплитуды выбранных сигналов путем свертки комплексно-сопряженных спектров опорной и остальных антенн.

5. Преобразованием Фурье комплексных амплитуд избирательно по частоте восстанавливают комплексный угловой спектр сигналов выбранных передатчиков, используя сигнал вспомогательной опорной антенны в качестве частотного маркера передатчика.

6. Получают оценки азимута передатчиков на выбранных частотах, используя модуль комплексного углового спектра.

В этом способе фактически с использованием одной станции обнаружения-пеленгования осуществляется однопозиционное определение двух самых простых элементов структуры системы связи: электронных адресов по частоте и азимутальному направлению. Однако собственно структура системы связи не определяются.

Таким образом, способ-прототип не обеспечивает определение структуры систем связи.

Используя электронные адреса по частоте и азимутальному направлению, можно попытаться сгруппировать обнаруженные передатчики и с невысокой вероятностью определить узлы связи, включая в них передатчики, использующие разные частоты и работающие с одних и тех же направлений. Без привязки ко времени фактов работы передатчиков такой подход обеспечивает низкую достоверность определения узлов связи и не позволяет использовать его на практике. Что же касается проблемы вскрытия радиосетей, то для ее решения этой информации недостаточно.

Задача, решаемая изобретением, - обеспечение возможности определения структуры (радиосетей и узлов) систем связи.

Поставленная задача решена тем, что в способе определения структуры систем связи, включающем когерентный прием и регистрацию станцией обнаружения - пеленгования (СОП) многочастотных сигналов от нескольких передатчиков для всех баз, образованных опорной и всеми входящими в решетку СОП антеннами, восстановление с использованием преобразования Фурье по времени комплексных спектров сигналов каждой антенны и спектра мощности сигнала опорной антенны, сравнением которого с порогом выбирают частоты, на которых вычисляют комплексные амплитуды обнаруженных сигналов, согласно изобретению используют несколько СОП, регистрацию сигналов со всех антенн всех СОП производят синхронно, на каждой СОП, используя комплексные амплитуды каждого обнаруженного сигнала, с помощью двумерного пространственного преобразования Фурье восстанавливают двумерный комплексный угловой спектр, по модулю которого определяют азимутальные и угломестные пеленги, преобразуют сигналы опорной антенны каждой СОП в потоки импульсных сигналов X_f,α,β(z) с электронными адресами (частота f, азимут α, угол места β), описывающие состояния излучения и паузы в излучении каждого передатчика, а в центральном вычислителе, связанном со всеми СОП, используя двумерные пеленги, совпадающие по времени и частоте, вычисляют местоположения передатчиков в пространстве, логическим перемножением потоков X_f,α,β(z) разных СОП формируют потоки совпадений с адресами (частота f, координаты ) и определяют радиосети и узлы связи по совпадению потоков и электронных адресов всех возможных пар излучавших передатчиков.

Возможны частные случаи осуществления способа, в которых:
1. Для повышения скорости обнаружения передатчиков со скачкообразным изменением частоты (СИЧ) из потоков выделяют группы потоков, отличающиеся по частоте, но совпадающие по координатам, логическим перемножением потоков выделенной группы формируют потоки совпадений , а логическим сложением - суммарные потоки с адресами (набор частот , координаты ), сравнением суммарной длительности импульсов потока с порогом принимают решение о наличии передатчика с СИЧ при не превышении порога или о возможном наличии узла связи при превышении, а сравнением каждой паузы потока передатчика с СИЧ с порогом формируют импульсы потока эквивалентных излучений , описывающие состояния передачи сообщения и паузы в передаче передатчика с СИЧ.

2. Для повышения эффективности определения радиосетей и узлов связи логическим перемножением потоков всех возможных пар передатчиков с СИЧ, а также потоков всех возможных пар типичных передатчиков формируют потоки совпадений P_s(z), описывающие величину статистических связей в потоках излучений, и принимают решение о том, что пара передатчиков входит в состав:
одночастотной (симплексной) радиосети, если частоты излучений передатчиков совпадают, местоположения отличаются, а интенсивность потока совпадений P_s(z) близка к нулю;
двухчастотной (дуплексной) радиосети, если частоты и местоположения отличаются, а интенсивность потока совпадений P_s(z) близка к нулю;
многочастотной радиосети с СИЧ, если местоположения отличаются, множество частот совпадает, а интенсивность потока совпадений P_s(z), сформированного из потоков эквивалентных излучений, близка к нулю;
узла связи, если местоположения совпадают, частоты отличаются, а интенсивность потока совпадений P_s(z) существенно отличается от нуля.

3. Для повышения скорости поиска одночастотных радиосетей потоки совпадений P_s(z) формируют из потоков , отличающихся координатами, но совпадающих по частоте.

4. Для повышения достоверности определения радиосетей и узлов связи принимают решение о наличии передатчика с СИЧ, о наличии статистических связей в потоках излучений и в потоках эквивалентных излучений, если выполняется неравенство

где τ_sn - длительность n-го импульса потока совпадений в выборке из N фиксированных испытаний; и - параметры распределения длительности импульсов, а - средние длительности импульсов потока совпадений для передатчика с СИЧ и для узла связи соответственно или для связанной (объединенной в радиосеть) и несвязанной пары передатчиков соответственно; c = 1 для критерия максимального правдоподобия, k - порог принятия решения.

За счет использования информации о статистических закономерностях радиообмена (статистические связи в потоках излучений отдельных передатчиков, а также взаимные статистические связи в потоках сообщений связанных радиообменом пар передатчиков) и таких особенностей систем связи, как многомерные электронные адреса передатчиков (частота, время, азимут, угол места, координаты), а также благодаря применению многопозиционного синхронного способа радиоконтроля, реализуемого совокупностью станций обнаружения - пеленгования, объединенных единой временной синхронизацией и центральным вычислителем, удается решить поставленную задачу с достижением технического результата.

На чертеже приведены:
Фиг. 1. Структурная схема устройства, в котором реализуется предложенный способ.

Фиг. 2. Пространственное разделение двух передатчиков РПД 1 и РПД 2, работающих на одной частоте.

Фиг. 3 и 4. Потоки сигналов на фиксированной частоте f:
A_f(z) - после амплитудной демодуляции отфильтрованных на частоте f сигналов;
X_f(z) - после преобразования сигналов A_f(z) в поток импульсных сигналов единичной амплитуды, описывающий потоки излучений на частоте f без привязки к конкретному передатчику;
X_f,α,β(z) - после преобразования потока X_f(z) в потоки сигналов, отличающиеся электронными адресами (частота f, азимут α, угол места β) и описывающие состояния излучения и паузы в излучении каждого передатчика.

Фиг. 5. Потоки сигналов X_f,α,β(z) и потоки состояний передатчиков с адресами (частота f, пространственные координаты ).

Фиг. 6. Двумерное бинарное изображение распределения излучений в координатах "частота f - условный номер p точки местоположения передатчиков в пространстве".

Фиг. 7,а. Потоки исходных и эквивалентных излучений передатчика с СИЧ:
- группа потоков с разными частотами (f1...fN) и совпадающим местоположением ;
- поток совпадений во времени импульсов потоков ;
- суммарный поток импульсов потоков
- поток эквивалентных излучений передатчика с СИЧ.

Фиг. 7,б. Потоки излучений передатчиков узла связи:
- группа потоков с разными частотами (f1...fN) и совпадающим местоположением ;
- поток совпадений во времени импульсов потоков
- суммарный поток импульсов потоков
Фиг. 8,а. Потоки связанной радиообменом пары передатчиков:
- поток отдельного передатчика;
P_s(z) - поток совпадений.

Фиг. 8,б. Потоки не связанной радиообменом пары передатчиков.

Фиг. 9. Пример отображения результатов контроля на электронной карте местности.

Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения, станут понятными при рассмотрении работы устройства, в котором реализуется предложенный способ со ссылками на прилагаемый чертеж (фиг. 1).

Устройство содержит M станций обнаружения - пеленгования (СОП), каждая из которых включает последовательно соединенные антенную систему 1, многоканальное когерентное радиоприемное устройство 2, многоканальный АПП 3, блок дискретного преобразования Фурье 4 и радиомодем 5. Каждая СОП через линию радиосвязи 6 и радиомодем 7 связана с центральным вычислителем 8.

Регистрация сигналов на всех СОП синхронизирована по времени от внешнего источника (приемник сигнала синхронизации не показан). Синхронизация необходима для корреляции высокочастотных полей передатчиков, когерентно принятых с разных антенн, при определении электронных адресов (двумерный пеленг, координаты), а также корреляции потоков бинарных сигналов (последетекторная корреляция сигналов опорной антенны, описывающих состояния излучения и паузы в излучении от каждого передатчика) для определения связанных пар передатчиков с помощью одной или нескольких СОП. Кроме внешнего сигнала высокостабильных часов, излучаемого, например, со спутника, возможна синхронизация времени от внутренних часов с высокостабильным опорным источником, установленных на центральном вычислителе 8 или на каждой СОП. В последнем случае необходимо периодическое сличение часов, например, с использованием реперного источника.

Антенная система 1 содержит опорную антенну n = 0 и n = 1...N антенн, объединенных в решетку. Многоканальное радиоприемное устройство 2 выполнено с общим гетеродином и с полосой пропускания каждого канала, во много раз превышающей ширину спектра одиночного сигнала передатчика. Общий гетеродин обеспечивает многоканальный когерентный прием сигналов, что является основным условием интерферометрической (голографической) регистрации комплексных сигналов волновых полей передатчиков. Широкая полоса пропускания каналов устройства 2 необходима для одновременной многочастотной регистрации сигналов многих передатчиков. Кроме этого устройство 2 обеспечивает подключение опорной антенны n = 0 вместо любой из N антенн решетки для периодической калибровки каналов по внешнему источнику сигнала с целью устранения их амплитудно-фазовой неидентичности.

Минимальное число каналов устройства 2 равно двум. В этом случае один из каналов устройства 2 постоянно подключен к опорной антенне n = 0, а второй канал последовательно во времени подключается к каждой из N антенн решетки. При этом реализуется более экономичный с точки зрения требуемого объема аппаратуры, но менее информативный метод последовательного синтеза углового спектра.

Многоканальный АЦП 3 синхронизируется от общего для всех СОП внешнего источника.

Блок преобразования Фурье 4 является многопроцессорным и обеспечивает параллельную обработку многочастотных сигналов, принимаемых опорной антенной 0 и всеми N антеннами решетки.

Радиомодемы 5 и 7 совместно с линиями связи 6 обеспечивают обмен информацией между СОП и центральным вычислителем 8.

Работает устройство, реализующее способ определения структуры (радиосетей и узлов) систем связи следующим образом.

Сигналы передатчиков контролируемых систем связи поступают на антенные системы 1 всех СОП. На фиг. 2 показан вариант приема и пеленгования сигналов двух передатчиков двумя разнесенными станциями: СОП 1 и СОП 2.

На каждой СОП, с помощью радиоприемного устройства 2, когерентно принимают многочастотные временные сигналы x_n(t), где n - номер антенного элемента, для всех баз, образованных опорной n = 0 и всеми входящими в решетку антеннами n = 1. . . N, в полосе приема, во много раз превышающей ширину спектра одиночного сигнала передатчика.

На всех СОП принятые радиоприемным устройством 2 сигналы x_n(t) с помощью АЦП 3 синхронно преобразуют в цифровые сигналы сигналов x_n(z), где z - номер временного отсчета сигнала, и регистрируются в блоке преобразования Фурье 4.

На каждой станции с помощью блока преобразования Фурье 4:
восстанавливаются комплексные спектры сигналов каждой антенны , где F_t{...} - оператор Фурье-преобразования по времени, а f - номер частотного отсчета, то есть входные сигналы разбиваются на частотные поддиапазоны;
выбирают f - e поддиапазоны, в которых сравнением спектра мощности сигнала опорной антенны с порогом обнаружены сигналы передатчиков, то есть маркируют частотный диапазон;
преобразуют на выбранных частотах с помощью обратного преобразования Фурье спектры опорной антенны на выбранных частотах во временные сигналы , где F_t ^-1{ ...} - оператор обратного Фурье-преобразования по времени;
демодулируют сигналы с помощью программно реализуемого амплитудного детектора (фиг. 3,а и фиг. 4,а);
преобразуют сигналы A_f(z) посредством сравнения с порогом U₀ в импульсные сигналы единичной амплитуды X_f(z) (фиг. 3,б и фиг. 4,б). Порог выбирают исходя из минимизации вероятности пропуска сигнала. Потоки импульсных сигналов X_f(z) описывают потоки излучений на частоте f без привязки к конкретному передатчику. Импульс потока сигналов X_f(z) соответствует наличию излучения на частоте f, а пауза потока - отсутствию излучения;
для предварительной привязки каждого импульса потока излучений X_f(z) к конкретному передатчику определяют двумерный пеленг излучения (по азимуту и углу места) на частоте f в интервале существования импульса. Для чего:
получают комплексные амплитуды выбранных сигналов на n-й антенне путем свертки комплексно-сопряженных спектров опорной и остальных антенн на выбранных частотах
определяют азимутальные α и угломестные β пеленги выбранных сигналов по квадрату модуля комплексного углового спектра избирательно по частоте восстановленному преобразованием Фурье с использованием комплексных амплитуд выбранных сигналов по следующей формуле:

где m = 0,..., K-1 - текущий номер узла, а K - число узлов сетки по углу α; δ = 2π/K; β_l - заданные узлы сетки по углу места β; L - число узлов, а l = 0. . . L-1 - текущий номер узла по углу β; - комплексная ДН n-го элемента; R - радиус решетки; λ - длина волны; α_n= nΔα,Δα = 2π/N;
выделяя на частоте f группы импульсов с совпадающими двумерными пеленгами, преобразуют поток импульсов X_f(z) в потоки импульсных сигналов X_f,α,β(z) с отличающимися электронными адресами (частота f, азимут α, угол места β), описывающие состояния излучения и паузы в излучении каждого передатчика.

На фиг. 2 для СОП 1 оба передатчика находятся на одном пеленге , а для СОП 2 один передатчик находится под углом , а другой - под углом , пеленг по углу β не показан.

На фиг. 3 для СОП 1 и на фиг. 4 для СОП 2 показаны демодулированные сигналы A_f(z), потоки импульсных сигналов X_f(z), а также потоки импульсных сигналов передатчиков Ξ_f,α,β(ζ).

Из сравнения фиг. 3,б и фиг. 3,в видно, что на СОП 1 поток X_f(z) соответствует потоку X_f,α,β(z), так как излучения, составляющие поток, не отличаются по азимутальному пеленгу (угол места для простоты принят одинаковым).

Из сравнения фиг. 4,б, 4,в и 4,г видно, что на СОП 2 поток X_f(z) преобразовался в два потока , отличающиеся азимутальными пеленгами.

Таким образом, в отличие от СОП 1 на СОП 2 выявлена работа двух передатчиков на одной частоте f. То есть на этом этапе разделяют передатчики с совпадающими пеленгами.

Используя радиомодемы 5 и 7, по линии связи 6 с выхода блока преобразования Фурье 4 каждой СОП потоки импульсных сигналов передатчиков X_f,α,β(z) с адресами (f,α,β) поступают в центральный вычислитель 8.

В центральном вычислителе 8 выполняются следующие действия:
1. На каждой частоте f, используя двумерные пеленги (α,β), полученные на разных СОП в совпадающие моменты времени, вычисляют триангуляционным способом местоположения передатчиков в пространстве ;
2. Выделяют из потоков X_f,α,β(z) разных СОП поток состояний передатчика с адресом (частота f, координаты ). Импульс потока сигналов соответствует факту одновременного приема всеми СОП излучения на частоте f, из точки пространства , в моменты времени z, а пауза потока - отсутствию излучения.

Для сигналов традиционных систем связи каждый импульс потока соответствует однократному непрерывному излучению сообщения. Сопоставляя частоты f, координаты и анализируя взаимные связи (один абонент говорит, а второй в это время слушает) в потоках всех возможных пар излучавших передатчиков, определяют одночастотные, двухчастотные и многочастотные радиосети. К узлу связи относят передатчики, которые сгруппированы в пространстве, разнесены по частоте и в их потоках отсутствуют взаимные связи.

На фиг. 5 приведен пример формирования из потоков СОП 1 и СОП 2 двух потоков X_f,r1(z) и X_f,r2(z) с совпадающими частотами, но отличающихся координатами. Это соответствует наличию на частоте f двух передатчиков, разнесенных в пространстве. Из анализа потоков X_f,r1(z) и X_f,r2(z) видно, что наличию импульса в потоке X_f,r1(z) соответствует пауза потока X_f,r2(z) и наоборот. Следовательно, эти два передатчика, работающие на одной частоте, из разных точек пространства составляют одночастотную радиосеть.

В отличие от традиционных систем связи в системах связи с СИЧ одно непрерывное сообщение передается на разных частотах в последовательные моменты времени. Для выявления статистических связей в радиообмене двух передатчиков с СИЧ необходимо предварительно по каждому передатчику объединить импульсы, непрерывно излучаемые на разных частотах из одной точки пространства. Это соответствует формированию эквивалентного изучения одного абонента радиосети с СИЧ.

3. С целью подготовки к формированию эквивалентного излучения отдельного передатчика с СИЧ:
выделяют из потоков потоки с совпадающими координатами, но отличающимися частотами. Эта операция позволяет предварительно отобрать излучения, возможно принадлежащие одному передатчику с СИЧ или нескольким передатчикам, входящим в узел связи;
выделяют из потоков потоки с совпадающими частотами, но отличающимися координатами. Эта операция позволяет предварительно отобрать излучения, возможно принадлежащие "одночастотной" радиосети.

Выделить группы потоков с совпадающими частотами или координатами можно разными способами. На фиг. 6 показано двумерное бинарное изображение распределения излучений в координатах "частота f - условный номер p точек местоположения передатчиков в пространстве". Точка на изображении соответствует наличию хотя бы одного излучения на частоте f из p-й точки пространства. Накладывая на это изображение маску в виде узкой щели и перемещая ее по требуемой координате, можно выделить требуемую группу.

Операции выделения групп частот и групп пространственных точек кроме формирования эквивалентного излучения отдельного передатчика с СИЧ позволяют существенно уменьшить число возможных переборов при поиске связанных пар передатчиков на следующих этапах обработки сигналов. То есть за счет целенаправленного поиска повысить скорость вскрытия структуры системы связи.

4. Для формирования эквивалентного излучения передатчика с СИЧ:
4.1. Логическим перемножением с применением многовходовой схемы И потоков выделенной группы частот формируют потоки совпадений импульсов выбранных потоков, а логическим сложением с применением схемы ИЛИ получают их суммарные потоки с адресами (множество частот , координаты ). Многовходовая схема И работает по принципу - "минимум 2 совпадения из n".

Примеры потоков представлены на фиг. 7. Анализ фиг. 7,а показывает, что импульсы отдельных потоков не перекрываются во времени и, как следствие, поток их совпадений во времени близок к нулю, что является признаком передатчика с СИЧ. В отличие от этого поток совпадений на фиг. 7,б существенно отличается от нуля и от суммарного потока , что является признаком узла связи.

4.2. Для повышения достоверности суммарную длительность импульсов потока совпадений сравнивают с порогом k и принимают решение о наличии передатчика с СИЧ, если выполняется неравенство

где τ_sn - длительность n-го импульса потока совпадений в выборке из N фиксированных испытаний;
- параметры распределений длительности импульсов, а - средние длительности импульсов потока совпадений для передатчика с СИЧ и для узла связи соответственно;
c зависит от используемого критерия качества выбора решения и для критерия максимального правдоподобия c = 1.

При невыполнении неравенства (1) принимают решение о наличии узла связи.

Формула (1) получена с использованием результатов теории проверки статистических гипотез о параметре распределения случайной величины [3].

4.3. Для передатчика с СИЧ сравнением каждой паузы ϑ_Σn суммарного потока с порогом ϑ₀ формируют импульсы потока эквивалентных излучений передатчика с СИЧ, группируя импульсы потока , паузы между которыми удовлетворяют условию ϑ_Σn≤ ϑ₀ (фиг. 7,а).

5. Логическим перемножением с применением двухвходовой схемы И потоков эквивалентных излучений всех возможных пар передатчиков с СИЧ, а также потоков всех возможных пар типичных передатчиков, формируют потоки совпадений P_s(z), описывающие величину статистических связей в потоках излучений, (фиг. 8) и принимают решение о том, что пара передатчиков входит в состав:
одночастотной (симплексной) радиосети, если частоты излучений передатчиков совпадают, местоположения отличаются, а потоки излучений статистически связаны, то есть интенсивность потока совпадений P_s(z) близка к нулю или, что более информативно, суммарная длительность импульсов потока P_s(z) удовлетворяет неравенству , где τ_sn - длительность n-го импульса потока совпадений P_s(z) в выборке из N фиксированных испытаний, - порог принятия решения; - параметры распределения длительности импульсов, а - средние длительности импульсов потока совпадений для связанной (объединенной в радиосеть) и несвязанной пары передатчиков соответственно; c = 1 для критерия максимального правдоподобия;
двухчастотной (дуплексной) радиосети, если частоты излучений и местоположения передатчиков отличаются, а ;
многочастотной радиосети с СИЧ, если местоположения передатчиков с СИЧ отличаются, множество частот излучений совпадает, а потоки эквивалентных излучений двух передатчиков статистически связаны, то есть ;
узлу связи, если местоположения передатчиков совпадают, частоты излучений отличаются, а потоки статистически несвязаны, то есть .

7. Для повышения информативности отображают на электронной карте местности пространственную структуру системы связи в виде точек, соответствующих местоположению передатчиков, и линий, соответствующих выявленным взаимным связям (фиг. 9).

Таким образом, выполняя перечисленные действия над сигналами в пространственно разнесенных станциях обнаружения - пеленгования и в центральном вычислителе, определяют радиосети и узлы связи, то есть вскрывают структуру системы связи по степени совпадения потоков излучений и электронных адресов (частота, местоположение) передатчиков.

Повышение точности и скорости определения радиосетей и узлов связи достигается за счет использования:
статистических закономерностей радиообмена (статистические связи в потоках излучений отдельных передатчиков, а также взаимные статистические связи в потоках сообщений связанных радиообменом пар передатчиков);
особенностей систем связи, таких как многомерные электронные адреса передатчиков (частота, время, азимут, угол места, координаты);
многопозиционного синхронного способа радиоконтроля, реализуемого совокупностью станций обнаружения - пеленгования, объединенных единой временной синхронизацией и центральным вычислителем.

Источники информации
1. US, патент, 4626859, кл. G 01 S 5/04, 1986 г.

2. RU, патент, 2096797, кл. G 01 S 3/14, 1996 г.

3. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. В трех книгах. Книга вторая. Изд. 2-е, перераб. и дополнен. - М.: Сов. Радио, 1975. - 392 с.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при пассивном радиоконтроле для решения задачи скрытого определения структуры систем связи, что и является достигаемым техническим результатом. Способ основан на использовании нескольких станций обнаружения - пеленгования (СОП). Регистрацию сигналов со всех антенн всех СОП производят синхронно. На каждой СОП когерентно принимают и регистрируют многочастотные сигналы от нескольких передатчиков для всех баз, образованных опорной и всеми входящими в решетку СОП антеннами. Преобразованием Фурье по времени восстанавливают комплексные спектры сигналов каждой антенны и спектр мощности сигнала опорной антенны, сравнением которого с порогом выбирают частоты, на которых вычисляют комплексные амплитуды обнаруженных сигналов. Используя комплексные амплитуды, с помощью двумерного пространственного преобразования Фурье восстанавливают двумерный комплексный угловой спектр обнаруженных сигналов, по модулю которого определяют азимутальные и угломестные пеленги. Преобразуют сигналы опорной антенны каждой СОП в потоки импульсных сигналов X_f,α,β(z) c электронными адресами (частота f, азимут α, угол места β), описывающие состояния излучения и пазы в излучении каждого передатчика. В центральном вычислителе, связанном со всеми СОП, используя двумерные пеленги, совпадающие по времени и частоте, вычисляют местоположения передатчиков в пространстве, логическим перемножением потоков X_f,α,β(z) разных СОП формируют потоки совпадений с адресами (частота f, координаты ) и определяют радиосети и узлы связи по совпадению потоков и электронных адресов всех возможных пар излучавших передатчиков. 4 з.п.ф-лы, 9 ил.

1. Способ определения структуры систем связи, включающий когерентный прием и регистрацию станцией обнаружения - пеленгования (СОП) многочастотных сигналов от нескольких передатчиков для всех баз, образованных опорной и всеми входящими в решетку СОП антеннами, восстановление с использованием преобразования Фурье по времени комплексных спектров сигналов каждой антенны и спектра мощности сигнала опорной антенны, сравнением которого с порогом выбирают частоты, на которых вычисляют комплексные амплитуды обнаруженных сигналов, отличающийся тем, что используют несколько СОП, регистрацию сигналов со всех антенн всех СОП производят синхронно, на каждой СОП, используя комплексные амплитуды каждого обнаруженного сигнала, с помощью двумерного пространственного преобразования Фурье восстанавливают двумерный комплексный угловой спектр обнаруженных сигналов, по модулю которого определяют азимутальные и угломестные пеленги, преобразуют сигналы опорной антенны каждой СОП в потоки импульсных сигналов X_f,α,β(z) с электронными адресами (частота f, азимут α угол места β), предварительно описывающие состояния излучения и паузы в излучении каждого передатчика, а в центральном вычислителе, связанном со всеми СОП, используя двумерные пеленги, совпадающие по времени и частоте, вычисляют местоположения передатчиков в пространстве триангуляционным способом, логическим перемножением потоков X_f,α,β(z) разных СОП формируют потоки совпадений с адресами (частота f, координаты ), анализируют взаимные связи передатчиков и определяют радиосети и узлы связи по совпадению потоков и электронных адресов всех возможных пар излучавших передатчиков. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что из полотков выделяют группы потоков, отличающиеся по частоте, но совпадающие по координатам, логическим перемножением потоков выделенной группы формируют потоки совпадений , а логическим сложением - суммарные потоки с адресами (набор частот , координаты , сравнением суммарной длительности импульсов потока с порогом принимают решение о наличии передатчика со скачкообразным изменением частоты (СИЧ) при не превышении порога или о возможном наличии узла связи при превышении, а сравнением каждой паузы потока передатчика с СИЧ с порогом формируют импульсы потока эквивалентных излучений , описывающие состояние передачи сообщения и паузы в передаче передатчика с СИЧ. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что логическим перемножением потоков всех возможных пар передатчиков с СИЧ, а также потоков всех возможных пар передатчиков, не отнесенных к классу СИЧ, формируют потоки совпадений P_s(Z), описывающие величину статических связей в потоках излучений, и принимают решение о том, что пара передатчиков входит в состав: одночастотной симплексной радиосети, если частоты излучений передатчиков совпадают, местоположения отличаются, а интенсивность потока совпадений P_s(Z), близка к нулю; двухчастотной дуплексной радиосети, если частоты и местоположения отличаются, а интенсивность потока совпадений P_s(Z), близка к нулю; многочастотной радиосети с СИЧ, если местоположения отличаются, множество частот совпадает, а интенсивность потока совпадений P_s(Z), сформированного из потока эквивалентных излучений, близка к нулю; узла связи, если местоположения совпадают, частоты отличаются, а интенсивность потока совпадений P_s(Z) существенно отличается от нуля. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что потоки совпадений P_s(Z) формируют из потоков , отличающихся координатами, но совпадающих по частоте. 5. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что принимают решение о наличии передатчика с СИЧ, о наличии статистических связей в потоках излучений и в потоках эквивалентных излучений, если выполняется неравенство

где τ_sn - длительность n - ого импульса потока совпадений P_s(Z), в выборке из N фиксированных испытаний;
параметры распределения длительности импульсов;
средние длительности импульсов потока совпадений для передатчика с СИЧ и для узла связи соответственно или для связанной и объединенной в радиосеть и несвязанной пары передатчиков соответственно;
с = 1 для критерия максимального правдоподобия.