Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 [7] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82

где Un(i) и ф(/) - медленно меняющиеся (по сравнению с coso)0/) случайные функции. Скорость изменения огибающей и фазы колебания иа(1) обратно пропорциональна ширине спектра процесса.

Реально создаваемые непрерывные шумовые помехи оказывают худшее маскирующее действие, чем нормальный шум. Ниже на конкретных примерах будут пояснены причины уменьшения эффективности реальных помех.

Количественно эффективность помехи характеризуется коэффициентом подавления кПОд. который определяет минимально необходимое отношение мощности помехи Р„ к мощности сигнала Рс на его входе в пределах полосы пропускания Д/цр линейной части приемника для заданной степени подавления РЭС [5, 24], т. е.

«под = (Р п/Рс)вхмин- (2.1.9)

Под заданной степенью подавления для РЭС различного вида следует понимать разные события. Так, например, при использовании в радиотелеграфном канале связи двух детерминированных сигналов эффект подавления будет состоять в увеличении вероятности общей ошибки распознавания этих сигналов до заданного уровня. В радиолокации


Рис. 2.2.

необходимый эффект подавления в обзорных устройствах включается либо в увеличении вероятности ложной треноги до уровня, при котором нормальная работа невозможна (вероятность правильного обнаружения остается постоянной), либо в снижении вероятности правильного обнаружения ниже допустимого предела при постоянстве вероятности ложной тревоги. Заданная степень подавления радиолокационных устройств, обеспечивающих автоматическое слежение за целями, может выражаться вероятностью срыва слежения.

Радиоэлектронное устройство считается подавленным, гели в течение всего времени подавления отношение помеха/сигнал на входе приемника удовлетворяет неравенству

(PJPC)B* > «под- (2.1.Ю)

Чем меньше значение коэффициента подавления (при прочих равных условиях), тем эффективнее помеха.

Если при воздействии нормального шума на приемник РЭС коэффициент подавления составляет кво, а при использовании реальной помехи он становится равным кпод, то справедливо неравенство

«по < «под- (2.1.11)

Обычно /спс.д можно выразить через кпо следующим образом 124]:

«иод = Кпо(Рм1ц)- (2.1.12)

Здесь т) 1 - так называемый коэффициент качества помехи, представляющий собой отношение мощностей нормального шума и реальной шумовой помехи на входе приемника подавляемого РЭС при одинаковом эффекте подавления; рзащ > 1 - коэффициент, характеризующий ослабление помехи специальными схемами защиты, которые могут быть использованы в приемнике. Предполагая, что в приемнике РЭС всегда имеется фильтр, согласованный с сигналом, можно для нормального шума принять рзащ = = 1.

Ниже рассматриваются некоторые виды непрерывных шумовых помех и поясняются зависимости т] и раащ от характеристик этих помех. -



2. Виды непрерывных шумовых помех

Прямошумовые помехи. Прямошумовые помехи в наибольшей степени приближаются к нормальному шуму. Могут применяться два пути создания прямошумовых помех. Первый из них состоит в использовании генератора шума сверхвысоких частот. Колебания, образующиеся на выходетакого генератора, усиливаются по мощности и излучаются в пространство. В качестве первичных источников шума на СВЧ пригодны, например, газоразрядные лампы. Генератор шума состоит из газоразрядной трубки, отрезка передающей высокочастотной линии и согласующего устройства. В зависимости от типа применяемой высокочастотной линии генераторы бывают коаксиальными и волновод-ными. Генераторы шума волноводного типа создаются для волн от 0,2 до 10 см, а коаксиального -от 10-12 до 120- 140 см [168]. Газоразрядные трубки являются весьма широкодиапазонными источниками высокочастотных шумов и характеризуются высокой равномерностью спектра.

Второй путь создания прямошумовой помехи заключается в использовании метода гетеродинирования для переноса в область высоких частот шума низкочастотного генератора. На низких частотах роль первичных источников шума играют диоды прямого накала, тиратроны в магнитном поле и фотоэлектронные умножители [5, 168].

Коэффициент качества прямошумовой помехи был бы равен единице (при обычно выполняющемся условии Д/п > > Д/пр). если бы не ограничение колебаний- по амплитуде, имеющее место в любом физически реализуемом усилительном тракте. Амплитудное ограничение приводит к изменению спектра помехи и закона распределения ее мгновенных значений, в результате чего качество помехи снижается.

Если допустить, что спектр источника высокочастотного шума имеет прямоугольную огибающую и среднее значение частоты в спектре равно /а, то после безынерционного симметричного ограничителя спектр шума будет состоять из бесконечного ряда составляющих, группирующихся вблизи частот /о, 3/0, 5/0, ... [174]. Расширение основной части спектра (вблизи частоты /0), объясняемое образованием при ограничении комбинационных частот от составляющих спектра входного шума, не превышает 10%. На выходе ограничителя в основной части спектра содержится не менее 70% мощности выходного шума.

Плотность вероятности нормального процесса (2.1.2) реформируется на выходе безынерционного ограничителя. Пусть ограничитель имеет характеристику, изображенную па рис. 2.3, т. е.

"вх<

при - огр<иВх при uBX>U0l,o,

ОгР>

(2.1.13)

где £У0Гр - порог ограничения.

На интервале [-Uorr>, U0T0] преобразование ииЫХ = = f (цвх) является линейным, поэтому внутри этого интервала плотность вероятности не изменяется, Вероятность того, что ивых < - (/огр или «вых > С/огр, равна нулю. Все значения ывх, для которых справедливо цвх < < - огр, преобразуются ограничителем в одно значение выходного напряжения ывых = - с7огр; соответственно для всех значений цвх> (/огр получается ывых = £/огр. Поэтому вероятности

Pl= J W{UBX)dUBX И р2= J ш("вх)<*"вх

- оо ОГР

преобразуются для иВЬ1Х в дельта-функции, расположенные в точках ивых = - с/0Гр и ывых = Uorv; множители при дельта-функциях составляют рх и р2.

Таким образом, плотность вероятности шума на выходе ограничителя будет равна

( (Ивх)+/71б("вых + 01Р)+Раб(ивых-t/orp)

при - Уогр<ивых<(УОГр, (2.1.14)

,0 при «,ых<-Уогр иивых>Уогр.

График плотности вероятности w («вых) приведен на

рис. 2.4.

Амплитудное ограничение снижает эффективность помехи, во-первых, из-за перераспределения ее энергии по спектру. Но это не самое главное. Существенное ухудшение эффективности помехи связано с изменением ее рис. 2.3.

W ("вых)





структгуры при глубоком ограниче-

нии.

Рис. 2.4,

Если среднеквадратическое значение шума много больше порога ограничения (оп ;> Uorp), то помеха вырождается в импульсы ua(t) с приблизительно постоянной амплитудой Uo "вых и меняющимися по случайному закону длительностями it и интервалами (рис. 2.5, а). Допустив, что ширина спектра помехи согласована с полосой пропускания приемника подавляемого РЭС (Д/п да Д/пр), придем к выводу, что постоянство амплитуды помеховых импульсов сохранится и на выходе приемника (рис. 2.5, б). Помеха такого вида обладает плохими маскирующими свойствами [24].

Естественно поставить вопрос об уменьшении отношения о"п/огр Для повышения эффективности помехи. Действительно, при (ап/£/огр) < 1 амплитудное ограничение в усилителе не влияет на помеху, ее маскирующие свойства оказываются наилучшими, но выходные усилители мощности передатчика помех работали бы при этом в крайне невыгодном режиме и к. п. д. передатчика оказался бы весьма низким. Разумный компромисс мог бы быть получен при выборе (ап/£/огр) ~ 1. В этом случае качество помехи окажется несколько хуже, чем у нормального шума, но это

и„(Щ


Рис. 2.5, 48

Рис. 2.6.

О Рмам • ? а

ухудшение не очень существенно и коэффициент качества реальной помехи остается близким к единице.

По имеющимся данным [5, 79, 156], прямошумовая помеха считается перспективным видом помех.

Амплитудно-модулированные шумовые помехи. Ам-плитудно-модулированные шумовые помехи представляют собой незатухающие гармонические колебания, модулированные по амплитуде шумом. Помеховый сигнал на входе приемника может быть записан таким образом:

ua(t) = *Л.П + *аЛс/М0Я (01 cos<V- (2.1 • 15)

Здесь ка - крутизна модуляционной характеристики передатчика; AI/moaW- модулирующее напряжение, которое поступает от генератора шума.

Если модулирующий шум имеет постоянную спектральную плотность в пределах от нулевой частоты до FMaKC (рис. 2.6, а), то спектральная плотность модулированного колебания так же будет постоянной (рис. 2.6, б), а ширина спектра равна

Д/п = 2iw (2.1.16)

Спектр помехи включает колебание на несущей частоте и боковые составляющие. Нетрудно показать, что при 100%-ной модуляции гармонического колебания прямоугольными биполярными импульсами со средней скважностью 2 отношение МОЩНОСТИ бОКОВЫХ СОСТаВЛЯЮЩИХ Рбок к мощности

на несущей частоте Рае0 равно единице. Поэтому справедливо неравенство

где Ра - мощность передатчика помех.

Так как маскирующий эффект создают только боковые составляющие спектра, при амплитудной модуляции по



0 1 2 3 4 5 6 [7] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82



0.0011