Способ оценки эффективности радиоподавления сигнала спутниковой связи Российский патент 2018 года по МПК G01S13/88 

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к способам оценки эффективности радиоподавления линий спутниковой связи в условиях, исключающих деструктивное воздействие на сигналы линий спутниковой связи, а также может использоваться для подготовки и тренировки экипажей станции помех.

Из уровня техники известны источники информации, в которых описаны способы радиомониторинга и радиоподавления линий спутниковой связи (см., например, патенты RU 2316899, RU 2123238, US 4103237). Однако в них не рассматриваются вопросы объективного контроля эффективности радиоподавления линий спутниковой связи.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявленному способу является способ, описанный в патенте РФ на изобретение №2420760 по заявке №2009143758/09 от 26.11.2009. «Способ оценки эффективности радиоподавления сигнала спутниковой связи путем воздействия помехами на приемные системы ретрансляторов и устройство для его реализации».

В ближайшем аналоге для оценки эффективности радиоподавления сигнала спутниковой связи при воздействии помехами по входу приемной системы ретранслятора измеряют с помощью станции помех спутниковой связи несущую (центральную) частоту и уровень мощности сигнала спутниковой связи в отсутствие помех и при воздействии помех. Затем на основе этих данных вычисляют отношение мощностей и расстройку несущей (центральной) частоты сигнала спутниковой связи в отсутствие помех и при воздействии помех. Сравнивают полученное значение расстройки несущей (центральной) частоты с допустимым значением расстройки несущей (центральной) частоты и, если полученное значение расстройки превышает допустимое, принимают решение о подстройке частоты сигнала спутниковой связи при воздействии помех. Сравнивают полученное значение отношения мощностей сигнала спутниковой связи в отсутствие помех и при воздействии помех с допустимым значением указанных мощностей и по результатам сравнения с допустимым значением оценивают эффективность радиоподавления сигнала спутниковой связи при воздействии помехами по входу приемной системы ретранслятора.

Недостатком известного аналога является ограниченная область его использования, поскольку заявленное в нем техническое решение позволяет оценивать эффективность радиоподавления только в условиях непосредственного деструктивного воздействия помехами на приемные системы ретрансляторов, т.е. в условиях практической работы станций помех спутниковой связи, при которых происходит нарушение работы спутниковой связи.

Целью заявленного технического решения является разработка способа, расширяющего область его применения. А именно, обеспечение условий оценки эффективности радиоподавления, при которых не будет происходить нарушение работы спутниковой связи, что позволит проводить обучение, подготовку и тренировку экипажей станции помех без нанесения деструктивного урона системам спутниковой связи.

Поставленная цель достигается тем, что для оценки эффективности радиоподавления сигнала спутниковой связи при воздействии помехами по входу приемной системы ретранслятора измеряют с помощью станции помех спутниковой связи несущую частоту и уровень мощности сигнала спутниковой связи в отсутствие помех и при воздействии помех. По измеренным данным вычисляют отношение мощностей и расстройку несущей частоты сигнала спутниковой связи в отсутствие помех и при воздействии помех. Сравнивают полученное значение расстройки несущей частоты с допустимым значением расстройки несущей частоты и, если полученное значение расстройки превышает допустимое, принимают решение о подстройке частоты сигнала спутниковой связи при воздействии помех. Сравнивают полученное значение отношения мощностей сигнала спутниковой связи в отсутствие помех и при воздействии помех с допустимым значением отношений указанных мощностей. По результатам сравнения с допустимым значением оценивают эффективность радиоподавления сигнала спутниковой связи при воздействии помехами по входу приемной системы ретранслятора. При этом дополнительно вычисляют уровень шума в линии спутниковой связи, а перед воздействием помех излучаемую мощность помехи снижают до такого уровня, чтобы уровень помехи в линии спутниковой связи не превышал измеренный уровень шума, причем сформированную помеху запоминают. А измеряют уровень мощности сигнала спутниковой связи и расстройку несущей частоты сигнала спутниковой связи при воздействии помех, только после процедуры корреляции сигнала спутниковой связи при воздействии помех с запомненной сформированной помехой.

Благодаря новой совокупности существенных признаков, заключающихся в измерении уровня шума в линии спутниковой связи, снижении излучаемой мощности помехи до уровня, не превышающего измеренный уровень шума на входе приемной системы ретранслятора, запоминании сформированной помехи и ее последующей корреляции с сигналом спутниковой связи при воздействии помех, обеспечивается возможность оценки эффективности радиоподавления в условиях, при которых не будет происходить нарушение работы спутниковой связи.

Заявленный способ поясняется чертежами:

фиг. 1 - схема реализации способа оценки радиоподавления линий спутниковой связи путем воздействия преднамеренными помехами от наземных станций на приемные системы ретрансляторов спутника;

фиг. 2 - спектр измеренной реализации шума в линии спутниковой связи в отсутствие полезных сигналов и мешающих помех;

фиг. 3 - спектр реализации шума в линии спутниковой связи в условиях излучения помехи, уровень которой ниже уровня шумов ;

фиг. 4 - спектр принятой реализации, представляющий собой аддитивную смесь шума, помехи, уровень спектральных составляющих которой ниже уровня шумов и сигнала спутниковой станции .

фиг. 5 - спектр результата корреляции в спектральной области запомненной помехи и принятой реализации, представляющий собой аддитивную совокупность шума, помехи, уровень спектральных составляющих которой ниже уровня шумов и сигнала СпС .

Существующая проблема заключается в том, что в условиях имеющихся ограничений на энергопотенциал и количества станций помех (СП) спутниковой связи (СпС), наибольший эффект от радиоподавления (РП) достигается при воздействии прицельными по частоте помехами по входу приемной системы бортового ретранслятора (БР), установленного на спутнике. Достижение максимального количества подавляемых, с заданной эффективностью, линий СпС возможно лишь при условии адаптации СП к текущим условиям радиоэлектронной обстановки, внедрение которой возможно лишь при реализации объективного контроля эффективности РП.

Такая возможность обеспечивается наличием двух контуров передачи сигналов СпС и помехи:

первый контур - «земная станция СпС - БР - земная станция СпС» или «земная СпС - БР - станция помех СпС» и второго контура - «станция помех СпС - БР - станция помех СпС» или «станция помех СпС - БР - земная станция СпС».

При этом на станции помех СпС возможно наблюдение за выбранными для подавления сигналами СпС в отсутствие помехи и за излучением, представляющим аддитивную смесь сигнала СпС и помехи при воздействии помехи.

При этом аппаратура радиомониторинга станции помех СпС имеет возможность измерения уровня мощности и несущей (центральной) частоты принимаемых сигналов СпС на направлении «БР-Земля». На основе измерения этих параметров вычисляются соотношение мощностей помехового сигнала и мощности сигнала СпС и расстройка частоты между сигналом СпС и помеховым сигналом, а результаты этих вычислений служат данными для объективной оценки эффективности РП. Реализация этого подхода известна и описана в патенте РФ на изобретение №2420760 по заявке №2009143758/09 от 26.11.2009.

Реализация такого подхода оценки эффективности РП исключает возможности потенциальной оценки эффективности РП линий СпС без деструктивного вмешательства в ее работу, приводящую к нарушению связи между абонентами станции СпС №1 и СпС №2 (см. фиг. 1).

Однако на практике возникают ситуации, при которых необходимо оценить эффективность РП без нарушения работы линии СпС, например при обучении экипажей станций помех или оценки помехозащищенности линий СпС, деструктивное вмешательство в работу которых невозможно в силу различных обстоятельств (юридических, технических, коммерческих и т.д.). В таких условиях оценка эффективности РП возможна только при реализации заявляемого способа, которая осуществляется следующим образом.

При нахождении станции помех, состоящей из приемной системы (объект №5 на фиг. 1) и передающей системы (объект №4 на фиг. 1), в зоне обслуживания (электромагнитной доступности) БР (на фиг. 1 зона обслуживания показана пунктирными линиями), в которой расположены передающая станция СпС (объект №1 на фиг. 1) и приемная станция СпС (объект №2), между которыми образована линия СпС посредством приемной системы (на фиг. 1 объект №3.1) и передающей системы БР (на фиг. 1 объект №3.2) БР (объект №3 на фиг. 1) приемной системе станции помех (объект №5) предоставляется возможность оценки эффективности РП при воздействии помехами на приемную систему БР (объект №3.1), со стороны передающей системы станции помех (объект №4).

Реализация рассмотренных процедур известна и описана в патенте РФ на изобретение №2420760 по заявке №2009143758/09 от 26.11.2009.

Для достижения цели заявляемого технического решения на приемной части станции помех (объект №5) измеряют уровень шума в линии СпС при отсутствии сеанса связи между абонентами передающей станции СпС и приемной станции СпС. Процедуры измерения уровня шума аналогичны процедурам измерения уровня сигнала, которые описаны в патенте РФ на изобретение №2420760 по заявке №2009143758/09 от 26.11.2009. В качестве примера на фиг. 2 представлен модуль спектра измеренной реализации шума в линии СпС .

После этого на основании измеренного значения уровня шума вычисляют мощность помехи из условия, что уровень ее мощности будет ниже уровня мощности шумов в линии СпС. Расчеты потребного значения уровня мощности могут производиться на ЭВМ или вручную на основе методик энергетического расчета линий СпС, которые известны. Например, см. стр. 277-287 Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е испр. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. - 1104 с. При этом сформированную помеху запоминают в виде временных дискретных отсчетов с использованием ЭВМ или же в соответствии с предложениями, аналогичными запоминанию сигнала СпС, принятого в отсутствие помех, в соответствии с процедурами, представленными в патенте РФ на изобретение №2420760 по заявке №2009143758/09 от 26.11.2009.

После этого осуществляется измерение и оценка несущей (центральной) частоты и уровня мощности сигнала СпС в отсутствие помех. Указанные процедуры известны и описаны в патенте РФ на изобретение №2420760 по заявке №2009143758/09 от 26.11.2009.

Затем в режиме постановки помех передающая система станции помех (объект №4) излучает помеху с требуемым уровнем (описание процедур вычисления уровня помехи см. выше). Реализация указанных действий известна и описана в патенте РФ на изобретение №2420760 по заявке №2009143758/09 от 26.11.2009.

А при приеме излучения, представляющего аддитивную смесь сигнала СпС и помехи при воздействии помехи, осуществляют корреляцию принятой аддитивной смеси и запомненной ранее помехи. В результате указанных действий происходит возрастание помехи до уровня, позволяющего осуществлять последующие процедуры измерения и оценки несущей (центральной) частоты и уровня мощности сигнала СпС для выполнения последующих процедур оценки эффективности РП при постановке помех передающей системы станции помех СпС (объект №4).

Процедуры корреляции и корреляционного приема известны. Например, см. стр. 206-210 Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е испр. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. - 1104 с. Процедуры измерения и оценки несущей (центральной) частоты и уровня мощности сигнала СпС и выполнение последующих процедур оценки эффективности РП при постановке помех передающей системы станции помех СпС (объект №4) известны и описаны в патенте РФ на изобретение №2420760 по заявке №2009143758/09 от 26.11.2009.

В качестве примера на фиг. 3 показан модуль спектра принятой реализации шумов в линии СпС при наличии помехи, уровень спектральных составляющих которой ниже шумов .

В качестве примера на фиг. 4 показан модуль спектра принятой реализации, представляющий собой аддитивную смесь шума, помехи, уровень спектральных составляющих которой ниже уровня шумов и сигнала СпС .

В качестве примера на фиг. 5 показан модуль спектра, представляющего результат корреляции в спектральной области запомненной помехи и принятой реализации, представляющий собой аддитивную смесь шума, помехи, уровень спектральных составляющих которой ниже уровня шумов и сигнала СпС .

Таким образом, благодаря новой совокупности существенных признаков, заключающихся в измерении уровня шума на входе приемной системы ретранслятора, снижении излучаемой мощности помехи до уровня, не превышающего измеренный уровень шума в линии спутниковой связи, запоминании сформированной помехи и ее последующей корреляции с сигналом СпС при воздействии помех, обеспечивается возможность оценки эффективности РП в условиях, при которых не будет происходить нарушение работы СпС, что также позволит проводить обучение, подготовку и тренировку экипажей станции помех без нанесения деструктивного урона системам СпС.

Изобретение относится к области радиотехники, и может быть использовано для оценки эффективности радиоподавления линий спутниковой связи в условиях, исключающих деструктивное воздействие на сигналы линий спутниковой связи, а также для подготовки и тренировки экипажей станции помех. Технический результат - оценка эффективности радиоподавления, при котором не будет происходить нарушение работы спутниковой связи, и обеспечение возможности проводить обучение, подготовку и тренировку экипажей станции помех без нанесения деструктивного урона системам спутниковой связи. Для этого в способе оценки эффективности радиоподавления сигнала спутниковой связи при воздействии помехи по входу приемной системы ретранслятора вычисляют также уровень шума в линии спутниковой связи, а перед воздействием помех излучаемую мощность помехи снижают до такого уровня, чтобы уровень помехи в линии спутниковой связи не превышал измеренный уровень шума. Причем сформированную помеху запоминают, а уровень мощности сигнала спутниковой связи и расстройку несущей частоты сигнала спутниковой связи при воздействии помех измеряют только после процедуры определения уровня корреляции сигнала спутниковой связи при воздействии помех с запомненной сформированной помехой. 5 ил.

Способ оценки эффективности радиоподавления сигнала спутниковой связи при воздействии помехами по входу приемной системы ретранслятора, заключающийся в том, что измеряют с помощью станции помех спутниковой связи несущую частоту и уровень мощности сигнала спутниковой связи в отсутствие помех и при воздействии помех, по измеренным данным вычисляют отношение мощностей и расстройку несущей частоты сигнала спутниковой связи в отсутствие помех и при воздействии помех, сравнивают полученное значение расстройки несущей частоты с допустимым значением расстройки несущей частоты и, если полученное значение расстройки превышает допустимое, принимают решение о подстройке частоты сигнала спутниковой связи при воздействии помех, сравнивают полученное значение отношения мощностей сигнала спутниковой связи в отсутствие помех и при воздействии помех с допустимым значением отношений указанных мощностей и по результатам сравнения с допустимым значением оценивают эффективность радиоподавления сигнала спутниковой связи при воздействии помехами по входу приемной системы ретранслятора, отличающийся тем, что дополнительно вычисляют уровень шума в линии спутниковой связи, а перед воздействием помех излучаемую мощность помехи снижают до такого уровня, чтобы уровень помехи в линии спутниковой связи не превышал измеренный уровень шума, причем сформированную помеху запоминают, а уровень мощности сигнала спутниковой связи и расстройку несущей частоты сигнала спутниковой связи при воздействии помех измеряют только после процедуры определения уровня корреляции сигнала спутниковой связи при воздействии помех с запомненной сформированной помехой.