СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ АДАПТИВНОЙ ПОМЕХИ Российский патент 2010 года по МПК H04K3/00 

Изобретение относится к радиоэлектронному подавлению (РЭП) и может быть использовано для формирования адаптивной помехи телефонным линиям радиосвязи (ТЛРС), радиовещанию (РВ), телевидению (ТВ).

Известен способ формирования адаптивной помехи, реализованный в широкополосном передатчике помех за счет дополнительного введения в него N-каналов формирования помех и управляемого контролера, с помощью которого обеспечивается дискретное адаптивное управление шириной полосы частот излучаемых помех. (Полезная модель РФ, №30054, 7 Н04К 3/00, 2002 г.).

Недостатком такого способа формирования помехи является отсутствие адаптивного управления уровнем помехи в зависимости от уровня сигнала.

Наиболее близким по технической сущности достигаемому эффекту является способ формирования многоуровневой шумовой помехи, включающей обнаружение и измерение параметров сигнала для формирования помехи, спектральная плотность которого имеет несколько уровней. За счет выбора уровня спектральной плотности такая помеха имеет дополнительные степени свободы и является дискретной адаптивной по уровню (В.И.Борисов и др., Пространственные и вероятностно-временные характеристики эффективности станций ответных помех при подавлении систем радиосвязи. «Созвездие», Воронеж, 2007 г., стр.17, 34, 318…322).

Многоуровневая помеха не является адаптивной по частоте при РЭП сигналов ТЛРС, ширина спектра которых непостоянна.

Способ имеет низкую эффективность использования энергии помехи, которая определяется степенью согласованности (схожести) мгновенных энергетических спектров помехи и сигнала.

Спектр помехи в полосе пропускания приемника имеет постоянный уровень, а мгновенный спектр сигнала изменяется во времени в соответствии с передаваемой информацией, в паузах - отсутствует. Существующие перечисленные помехи радиозаметны противнику, что вызовет контрмеры борьбы с ней, а также трудности в обеспечении электромагнитной совместимости (ЭМС) со своими РЭС.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности использования энергии помехи за счет ее адаптивности по ширине спектра, уровню и времени излучения при одновременном снижении ее радиозаметности.

Технический результат достигается тем, что в известном способе формирования адаптивной помехи, заключающемся в обнаружении, измерении параметров сигнала со спектром S_c(f) и формировании помехи, дополнительно измеряют средние частоты боковых полос спектра сигнала - f₀, формируют адаптивную помеху по частоте, уровню и времени излучения путем частотной инверсии боковых полос спектра сигнала относительно соответствующих их средних частот.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства формирования адаптивной помехи, реализующего предлагаемый способ.

На фиг.2 представлена функциональная схема частотного инвертора сигналов с одной боковой полосой (ОБП) в помеху.

На фиг.3 представлены спектрограммы, поясняющие работу частотного инвертора.

На фиг.4 представлена графическая зависимость разборчивости речи от отношения мощностей помехи к сигналу на входе приемного устройства ЧМ-сигнала для различных видов помех: 1 - немодулированная гармоническая помеха, 2 - тональная помеха, 3 - шумовая помеха, 4 - речеподобная помеха.

По способу формирования предлагаемая помеха относится к классу «помеха - преобразованная копия сигнала», реализуемая с помощью ретранслятора. (Современная радиоэлектронная борьба, под. ред. Б.Г.Радзиевского, М., «Радиотехника», 2006, стр.83…91).

При изучении других известных технических решений в данной области техники указанная совокупность признаков, отличающая изобретение от прототипа, не была выявлена, что указывает на соответствие заявленного изобретения критерию охраноспособности «новизна».

Результаты поиска известных технических решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными признаками заявляемого способа, показали, что в общедоступных источниках информации не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с его отличительными признаками. Из уровня техники также не подтверждена известность влияния отличительных признаков заявляемого изобретения на указанный заявителем технический результат. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «изобретательский уровень». Предлагаемый способ формирования адаптивной помехи промышленно применим, так как совокупность характеризующих его признаков обеспечивает возможность его существования, работоспособности и воспроизводимости, а для реализации способа могут быть использованы известные материалы и оборудование.

Устройство формирования адаптивной помехи ТЛРС содержит (Фиг.1) обнаружитель и измеритель параметров сигнала 1, сигнальный и измерительный выходы которого подключены к соответствующим входам частотного инвертора 2.

Формирование адаптивной помехи может быть выполнено на высоких частотах путем преобразования спектра сигнала по частоте, что характерно для РЭП сигналов с амплитудной двухполосной и однополосной модуляциями и на низких частотах путем «выворачивания» низкочастотного спектра с последующей модуляцией несущей, что характерно для РЭП сигналов с угловой модуляцией (И.С.Гоноровский, Радиотехнические цепи и сигналы, «Сов. радио», М., 1977 г., стр.319, 320).

Рассмотрим способ формирования адаптивной помехи на высокой частоте на примере РЭП телефонного ОБП сигнала.

Способ основан на обнаружении ОБП сигнала, спектр которого S_c(f) представляет множество составляющих в полосе частот - F (от нижних частот до верхних) , дополнительное измерение средней частоты боковой полосы - f₀ с помощью обнаружителя и измерителя параметров сигналов - 1, формирование адаптивной помехи по частоте, уровню и времени излучения путем частотной инверсии боковых полос спектра ОБП сигнала относительно f₀, которая выполняется с помощью частотного инвертора - 2. Для наглядности на фиг.3 составляющие спектра нижних частот - изображены большей ординатой, чем составляющие спектра верхних частот - . Частотная инверсия ОБП сигнала со спектром выполняется с помощью частотного инвертора - 2, который может состоять (фиг.2) из смесителя (нелинейный элемент) - 3, гетеродина (удвоитель частоты) - 4 и полосового фильтра - 5.

На смеситель 3 поступает ОБП сигнал со спектром частот в полосе и сигнал гетеродина 4, равный удвоенной средней частоты боковой полосы спектра - 2f₀. В результате перемножения двух сигналов на нелинейном элементе смесителя 3 на выходе образуются составляющие суммарной частоты и разностной частоты .

Составляющие с разностной частотой выделяются полосовым фильтром 5 с полосой пропускания F на средней частоте спектра сигнала - f₀,

Из анализа полученного выражения следует, что составляющие спектра ОБП сигнала, соответствующие верхним и нижним его частотам, изменили свое положение на оси частот относительно f₀, достигнут эффект преобразования низких частот спектра в высокие частоты, и наоборот, после чего сигнал с инвертируемым спектром становится неразборчивым и неузнаваемым, занимая ту же полосу частот, а амплитуда составляющих изменяется синхронно с исходным. Сигнал с инвертируемым спектром имеет все признаки адаптивной речеподобной помехи сигналу ТЛРС.

Аналогично инвертируются спектры боковых составляющих сигналов с амплитудной модуляцией, имеющих две боковые полосы, для чего в устройстве формирования адаптивной помехи используют соответствующие две схемы частотного инвертора.

При совмещении по частоте спектров сигнала и его инверсии разборчивость речи ухудшается и при некотором пороговом значении отношения мощности помехи - Р_п к мощности сигнала - P₀ на входе приемного устройства ТЛРС в пределах его полосы пропускания, называемого коэффициентом подавления , наступает нарушение радиосвязи.

Анализ экспериментально полученного графика (фиг.4) зависимости разборчивости речи от отношения мощностей помехи к сигналу на входе приемного устройства ЧМ-сигнала при различных видах помех показывает преимущество речеподобной адаптивной помехи над традиционными помехами. Эффективность РЭП речеподобной адаптивной помехи объясняется соизмеримостью интервалов корреляции помехи и сигнала. (М.С.Немировский, Помехоустойчивость радиосвязи, «Энергия, М-Л., 1966 г., стр.231…253).

Эффективность предлагаемого способа формирования адаптивной помехи выражается в рациональном использовании энергии помехи и снижения ее радиозаметности.

Количественная оценка эффективности использования энергии предлагаемой адаптивной помехи по сравнению с шумовой помехой прототипа представлена на графике (фиг.4), кривые 1 и 4. При обеспечении разборчивости речи ТЛРС на уровни W=40…60% эффективность использования энергетики предлагаемой адаптивной помехи по сравнению с шумовой помехой прототипа составляет 20…25%.

Снижение радиозаметности предлагаемой адаптивной помехи исключает организацию противником контрмер борьбы с ней. В случае применения на приемной стороне детектора сигнала с частотной инверсией боковых полос его спектра помехой детектору становится сам сигнал.

Таким образом, предлагаемый способ адаптивной помехи имеет преимущество над способом формирования помех аналогов по эффективности использования ее энергетики при одновременном снижении радиозаметности.

Изобретение относится к радиоэлектронному подавлению (РЭП) и может быть использовано для формирования адаптивной помехи телефонным линиям радиосвязи, радиовещанию, телевидению. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности использования энергии помехи за счет ее адаптивности по ширине спектра, уровню и времени излучения при одновременном снижении ее радиозаметности. Способ формирования адаптивной помехи характеризуется тем, что обнаруживают, измеряют параметры сигнала со спектром S_c(f) и формируют помехи, дополнительно измеряют средние частоты боковых полос спектра сигнала - f₀, формируют адаптивную помеху по частоте, уровню и времени излучения путем частотной инверсии боковых полос спектра сигнала относительно соответствующих их средних частот. 4 ил.

Способ формирования адаптивной помехи, включающий обнаружение, измерение параметров сигнала со спектром S_c(f) и формирование помехи, отличающийся тем, что дополнительно измеряют средние частоты боковых полос спектра сигнала, формируют адаптивную помеху по частоте, уровню и времени излучения путем частотной инверсии боковых полос спектра сигнала относительно соответствующих их средних частот.