СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ РАДИОСИГНАЛОВ Российский патент 2024 года по МПК H04B7/491 H04W16/28 

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к способам передачи радиосигналов, и может быть использовано для избирательной передачи радиосигналов радиоприемным устройствам в подвижных системах радиосвязи, а также в системах радиоэлектронного подавления наземных и бортовых приемников сигналов радионавигационных систем.

Для передачи радиосигналов (далее - сигналов) используются устройства радиопередачи (далее - передатчики (ПРД)), а для приема - радиоприемники (далее - приемники (ПРМ)). Иногда в силу различных обстоятельств (например, в целях обеспечения скрытности или электромагнитной совместимости), необходимо ограничить излучение сигналов в направлении на несанкционированные приемники (НСП).

Известен пространственный метод повышения скрытности передачи информации в средствах радиосвязи [Владимиров В.И. Антагонистический конфликт радиоэлектронных систем. Методы и математические модели / В.И. Владимиров, В.П. Лихачев; под ред. В.М. Шляхина. - М.: Радиотехника, 2004. - С. 56], заключающийся в применении узконаправленных антенн. Как видно на фиг. 1,а (использование для передачи сигналов широконаправленной антенны (сигнал ПРД излучается в направлении НСП№1 и НСП №2)), в результате применения указанного метода исключается излучение сигналов от ПРД в направлении НСП №1.

Недостатком такого метода являются возможность приема сигнала НСП №2, расположенного на линии ПРД-ПРМ (фиг. 1, 6 (использование для передачи сигналов узконаправленной антенны (сигнал ПРД излучается в направлении НСП №2, исключение излучения сигнала ПРД в направлении НСП№1)), а также уменьшение зоны обслуживания, в пределах которой обеспечивается передача сигналов приемникам.

Наиболее близким к заявляемому способу является подход определения положения в пространстве постановщика активных помех [Васин В.В., Степанов Б.М., Справочник - задачник по радиолокации. - М.: Сов. радио, 1977. - С. 237], заключающийся в том, что, при использовании системы из двух РЛС и совместной обработке радиолокационной информации с использованием триангуляционного метода обеспечивается сокращение зоны неопределенности положения постановщика помех с сектора до четырехугольника (фиг. 2).

Так как принцип работы РЛС заключается в передаче и приеме радиосигналов, в данном случае РЛС рассматривается как ПРД.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является сокращение области, в пределах которой исключается прием излученного передатчиком сигнала несанкционированными приемниками, в том числе расположенными на линии ПРД-ПРМ, с сектора до четырехугольника, а также увеличение зоны обслуживания, в пределах которой обеспечивается передача сигналов приемникам, за счет использования не менее двух ПРД, оснащенных многолучевыми передающими антеннами и разнесенными на определенное расстояние, запрета излучения каждым из ПРД в направлениях на НСП, излучения каждым из ПРД в направлениях, не совпадающими с направлением на НСП, в пределах зоны обслуживания.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном подходе определения положения в пространстве постановщика активных помех, заключающемся в применении системы из двух РЛС, согласно предлагаемому изобретению вместо двух РЛС используют не менее двух ПРД радиосигналов, разнесенных на расстояние, не превышающее их дальность действия, и формирующих в пространстве совокупность пересекающихся секторов, образованных узкими диаграммами направленности (парциалами) их многолучевых антенн, определяют координаты ПРД, вводят координаты НСП, сравнивают координаты ПРД и НСП, определяют парциалы ПРД, направление которых совпадает с направлением на НСП, запрещают излучение сигналов в парциалах ПРД, направление которых совпадает с направлением на НСП, излучают сигналы в парциалах ПРД, направление которых не совпадает с направлениями на НСП.

За счет этого происходит сокращение области, в пределах которой исключается прием излученного передатчиком сигнала несанкционированными приемниками, в том числе расположенными на линии ПРД-ПРМ, с сектора до четырехугольника, а также увеличение зоны обслуживания, в пределах которой обеспечивается передача сигналов приемникам.

Сущность изобретения заключается в том, что для излучения сигналов используют не менее двух ПРД, формирующих в пространстве совокупность пересекающихся секторов, образованных узкими диаграммами направленности (парциалами) их многолучевых антенн (фиг. 3), определяют координаты ПРД, вводят координаты НСП, сравнивают координаты ПРД и НСП, определяют парциалы ПРД, направление которых совпадает с направлением на НСП, запрещают излучение сигналов в парциалах ПРД, направление которых совпадает с направлением на НСП, осуществляют излучение сигналов в парциалах ПРД, направление которых не совпадает с направлением на НСП.

Границы одного сектора определяются шириной одного парциала многолучевой антенны ПРД и дальностью действия ПРД. Совокупность секторов представляет собой зону обслуживания ПРД, в пределах которой осуществляется передача радиосигналов на ПРМ.

Передатчик в каждом из парциалов обеспечивает, во-первых, исключение излучения сигналов в направлении на НСП, и, во-вторых, передачу сигналов приемникам в направлениях, не совпадающих с направлением на НСП.

Так, например, многолучевые диаграммы направленности антенн ПРД №1 и ПРД №2 могут представлять собой совокупность из двенадцати парциалов, обеспечивающих излучение сигналов в секторах 1.1-1.12 и 2.1-2.12 соответственно (фиг. 3).

Для исключения приема сигналов НСП№1 и НСП №2 излучение ПРД №1 в секторах 1.11 и 1.4 запрещается. Для исключения приема сигналов НСП №2 излучение ПРД №2 в секторе 2.8 запрещается.

Так как ПРМ№1 находится на пересечении секторов 1.5 и 2.8 передатчиков №1 и №2, то при отсутствии сигналов от ПРД №2 передача сигналов на него осуществляется с ПРД №1.

Аналогичная ситуация с ПРМ №2, находящегося на пересечении секторов 1.4 и 2.9 передатчиков №1 и №2. При отсутствии сигналов от ПРД №1 передача сигналов на ПРМ №2 осуществляется с ПРД №2.

Передача сигналов на ПРМ №3, находящегося в секторе 2.4, осуществляется ПРД №2.

Таким образом, вокруг НСП №2, находящегося на пересечении секторов 1.4 и 2.8 соседних ПРД, формируется не протяженный сектор (как в случае с НСП№1), а меньшая по площади четырехугольная область, в пределах которой исключается прием сигналов любого из ПРД. С уменьшением ширины парциалов ПРД уменьшается площадь такой области. В пределах остальной зоны обслуживания обеспечивается излучение сигналов приемникам как минимум одним ПРД.

Предлагаемое изобретение может быть использовано для передачи сигналов в подвижных системах связи.

Также, предлагаемое изобретение может быть использовано в системах радиоэлектронного подавления (РЭП) наземных и бортовых приемников сигналов радионавигационных систем (ПРНС). Так, средство РЭП обеспечивает формирование и излучение помех, под воздействием которых ПРНС некорректно определяют свои координаты. Однако возможна ситуация, при которой в зоне обслуживания системы РЭП одновременно будут находится как ПРНС, назначенные к подавлению, так и охраняемые ПРНС (ОПРНС), корректную (беспомеховую) работу которых необходимо обеспечить. Очевидно, что в направлении на ОПРНС, излучение помех запрещается. Для системы РЭП такие ОПРНС по своей сути являются тем же самым, что и НСП для системы связи: вокруг ОПРНС формируется незначительная по площади область, в пределах которой постановка помех не осуществляется ни одним из передатчиков системы РЭП. В тоже время в остальной зоне обслуживания системы РЭП обеспечивается подавление ПРНС как минимум одним из передатчиков.

Очевидным достоинством предлагаемого способа является то, что несмотря на вынужденное ограничение излучения в направлении на НСП оно обеспечивает формирование зоны обслуживания большей площади по сравнению с известным пространственным методом повышения скрытности передачи информации в средствах радиосвязи, заключающемся в применении узконаправленных антенн.

Для примера оценим разницу между площадями зон обслуживания при исключении излучения в пределах отдельного четырехугольного района и всего сектора.

Допустим, что НСП расположен внутри четырехугольной области ABCD, образованной границами пересекающихся секторов соседних передатчиков ПРД №1 и ПРД №2 (фиг. 4).

Для определения площади четырехугольной области воспользуемся следующим алгоритмом:

1. Рассчитаем площадь сектора обслуживания в пределах одного парциала согласно выражению

где R - радиус зоны обслуживания; γ - угловая ширина одного парциала в азимутальной плоскости, формируемого передатчиком.

2. Рассчитаем площадь зоны обслуживания, формируемую из секторов обслуживания всех парциалов одного передатчика:

где N_c - количество парциалов, формируемых одним передатчиком.

3. Определим удаление вершин четырехугольника ABCD, образованного в результате пересечения границ секторов обслуживания соседних передатчиков, от каждого из передатчиков:

3.1. Определим значения углов границ парциалов соседних передатчиков, образующих четырехугольник Углы α отсчитываются от линии, проходящей через ПРД №1 и ПРД №2 против часовой стрелки (фиг. 4).

3.2. Рассчитаем значения углов четырехугольника ABCD (фиг. 4):

где - углы четырехугольника ABCD.

3.3. Определим расстояния от передатчиков до вершины А четырехугольника ABCD:

где В - расстояние между передатчиками (база).

3.4. Определим расстояния от передатчиков до вершины В четырехугольника ABCD:

3.5. Определим расстояния от передатчиков до вершины С четырехугольника ABCD:

3.6. Определим расстояния от передатчиков до вершины D четырехугольника ABCD.

4. Определим длины сторон четырехугольника ABCD:

5. Рассчитаем площадь четырехугольника.

5.1. Представим площадь четырехугольника ABCD как сумму площадей двух треугольников ABC и ACD.

5.2. Длину диагонали АС четырехугольника ABCD определим через решение треугольника ABC по двум сторонам и углу между ними:

5.3. Площадь треугольника ABC определим согласно формуле Герона:

где - полупериметр треугольника ABC.

5.4. Площадь треугольника Л CD определим аналогично:

где - полупериметр треугольника ACD.

5.5. Общую площадь четырехугольника ABCD определим согласно выражению:

6. Рассчитаем доли площадей одного сектора обслуживания и четырехугольника ABCD в общей площади зоны обслуживания одного передатчика.

6.1. Доля площади одного сектора в общей площади зоны обслуживания одного передатчика:

6.2. Доля площади четырехугольника ABCD в общей площади зоны обслуживания одного передатчика:

Так, при R=50 км; γ=10°; N_с=12; B=40 км; α_minl=40°; α_maxl=50°; α_min2=120°; α_mах2=130° (фиг. 4) доля площади одного сектора в общей

площади зоны обслуживания одного ПРД составляет Р_с ≈ 0,083≈8,3%,

а доля площади четырехугольной области - Р_ч ≈ 0,011≈1,1%.

Применение предлагаемого способа в рассматриваемом примере обеспечивает не только исключение приема сигнала НСП, расположенного на линии ПРД-ПРМ, но и увеличение зоны обслуживания, в пределах которой обеспечивается передача сигналов приемникам, более чем на 7%.

Этим достигается указанный в изобретении результат.

Таким образом, использование не менее двух ПРД радиосигналов, разнесенных на расстояние, не превышающее их дальность действия, и формирующих в пространстве совокупность пересекающихся секторов, образованных узкими диаграммами направленности (парциалами) их многолучевых антенн, причем при совпадении направления парциала каждого из ПРД с направлением на НСП передача радиосигнала в нем не осуществляется, обеспечивает сокращение области, в пределах которой исключается прием излученного передатчиком сигнала несанкционированными приемниками, в том числе расположенными на линии ПРД-ПРМ, с сектора до четырехугольника, а также увеличение зоны обслуживания, в пределах которой обеспечивается передача сигналов приемникам.

Заявляемый способ может быть реализован устройством, структурная схема которого представлена на фиг. 5, где обозначено: 1.1…1.N - передатчик, 1.1.1…1.N.1 - передающий блок с многолучевой антенной передатчика, 1.1.2…1.N.2 - навигационный блок передатчика, 2 - блок ввода координат НСП, 3 - блок управления.

Работа устройства заключается в следующем. Каждый из ПРД 1.1…1.N включают в себя блоки 1.1.1 и 1.1.2. С блоков 1.1.1…1.N.1 на блок 3 поступает информация о пространственном положении парциалов многолучевой антенны. С блоков 1.1.2…1.N.2 на блок 3 поступает информация о координатах соответствующего ПРД. С блока 2 на блок 3 поступает информация о координатах НСП. В блоке 3 осуществляется сравнение координат ПРД и НСП, определяются парциалы блоков 1.1.1… 1.N. 1, направление которых совпадает с направлением на НСП.

С блока 3 на блоки 1.1.1…1.N.1 поступает управляющая команда на запрет излучения парциалами, направление которых совпадает с направлением на НСП.

Предлагаемый способ практически применим, так как для его реализации могут быть использованы типовые элементы, широко распространенные в области электронной и электротехники.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к способам передачи радиосигналов, и может быть использовано для избирательной передачи радиосигналов радиоприемным устройствам в подвижных системах радиосвязи, а также в системах радиоэлектронного подавления наземных и бортовых приемников сигналов радионавигационных систем. Техническим результатом изобретения является сокращение области, в пределах которой исключается прием излученного передатчиком сигнала несанкционированными приемниками, в том числе расположенными на линии устройство радиопередачи - приемник, с сектора до четырехугольника, а также увеличение зоны обслуживания, в пределах которой обеспечивается передача сигналов приемникам, за счет использования не менее двух устройств радиопередачи (ПРД), оснащенных многолучевыми передающими антеннами и разнесенными на определенное расстояние, запрета излучения каждым из ПРД в направлениях на несанкционированные приемники (НСП), излучения каждым из ПРД в направлениях, не совпадающими с направлением на НСП, в пределах зоны обслуживания. Способ передачи радиосигналов дополнительно заключается в применении не менее двух ПРД, разнесенных на расстояние, не превышающее их дальность действия, и формирующих в пространстве совокупность пересекающихся секторов, образованных узкими диаграммами направленности (парциалами) их многолучевых антенн, определении координат ПРД, вводе координат НСП, сравнении координат ПРД и НСП, определении парциалов ПРД, направление которых совпадает с направлением на НСП, запрете излучения сигналов в парциалах, направление которых совпадает с направлением на НСП, излучении сигналов в парциалах, направление которых не совпадает с направлениями на НСП. 5 ил.

Способ передачи радиосигналов, заключающийся в применении не менее двух передатчиков сигналов, отличающийся тем, что используют не менее двух передатчиков радиосигналов (ПРД), разнесенных на расстояние, не превышающее их дальность действия, и формирующих в пространстве совокупность пересекающихся секторов, образованных узкими диаграммами направленности (парциалами) их многолучевых антенн, определяют координаты ПРД, вводят координаты несанкционированных приемников (НСП), сравнивают координаты ПРД и НСП, определяют парциалы ПРД, направление которых совпадает с направлением на НСП, запрещают излучение сигналов в парциалах, направление которых совпадает с направлением на НСП, излучают сигналы в парциалах, направление которых не совпадает с направлениями на НСП.