Командная радиолиния

Полезная модель относится к области радиосвязи и может быть использовано при разработке широкополосных средств связи. Для обеспечения высоких показателей скрытности, помехоустойчивости и помехозащищенности используется передающее устройство, формирующее широкополосный двухчастотный сигнал, состоящий из пачки линейно-частотномодулированных сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты и приемное устройство, обеспечивающее свертку спектра сигнала с последующей демодуляцией.

Полезная модель относится к области радиосвязи и может быть использована при разработке широкополосных систем связи с повышенной скрытностью, помехоустойчивостью и помехозащищенностью, одной разновидностью которых являются командные радиолинии (КРЛ).

КРЛ образуют особый класс радиосистем передачи информации. Если в системах передачи информации решается задача доставки получателю информации с минимальными искажениями, то в КРЛ передается команда на выполнение объектом управления определенных операций и решается задача обнаружения сигнала на основе критерия Неймана-Пирсона. При этом очень важно обеспечить в КРЛ малую заранее заданную вероятность ложного приема команды, а затем принять все меры для получения максимальной вероятности правильного приема команды.

Известно устройство для передачи и приема модулированных по фазе и частоте сигналов [1], содержащее на передающей стороне - последовательно соединенные синхронизатор, первый коммутатор, фазовый модулятор, смеситель, ко второму входу которого подключен выход частотного модулятора, состоящего из двух ключей, выходы которых являются выходом частотного модулятора, первые входы которых через второй коммутатор подключены ко второму выходу синхронизатора, причем вторые входы ключей частотного модулятора через соответствующие выходы синтезатора частот подключены ко второму входу фазового модулятора, а также содержит выходной согласующий блок, выход которого является выходом передающей стороны, на приемной стороне - линейный согласующий блок, вход которого является входом приемной стороны, последовательно соединенные блок задержки, смеситель, ко второму входу которого подключен выход частотного модулятора, состоящего из двух ключей, выходы которого являются выходом частотного модулятора, усилитель промежуточной частоты и фазовый

детектор, выход которого является первым выходом приемной стороны, причем выход усилителя промежуточной частоты подключен к блоку формирования опорного сигнала, первый выход которого через синтезатор частот соединен с первыми входами ключей частотного модулятора, а второй выход соединен со вторым входом фазового детектора, а также содержит два полосовых фильтра, входы которых подключены к входу блока задержки, а выходы через соответствующие амплитудные детекторы соединены с соответствующими входами детектора максимального сигнала, выходы которого через соответствующие интеграторы подключены ко вторым входам ключей частотного модулятора и соответствующим входам триггера, выход которого является выходом приемной стороны.

Признаками данного аналога, совпадающим с существенными признаками заявляемого устройства, являются: а) на передающей стороне - синхронизатор, частотный модулятор, смеситель, синтезатор частот, выходной согласующий блок; б) на приемной стороне - линейный согласующий блок, смеситель, синтезатор частот, усилитель промежуточной частоты, два полосовых фильтра, два амплитудных детектора, два интегратора.

К причинам, препятствующим достижению технического результата, следует отнести: 1) низкую скрытность функционирования, поскольку для достоверной обработки информации необходимо, чтобы на входе приемной части отношение сигнал/помеха по мощности было значительно больше единицы, что существенно облегчает разведдоступность; 2) низкую помехозащищенность функционирования, поскольку при недостаточной энергетической скрытности для потенциального противника не составляет труда организовать радиоэлектронное подавление устройства.

Известно также устройство для передачи и приема модулированных по фазе и частоте сигналов [2], содержащее на передающей стороне - последовательно соединенные синхронизатор, первый коммутатор, фазовый модулятор, первый смеситель, ко второму входу которого подключен выход частотного (модулятора, состоящего из двух ключей, выходы которых являются

выходом частотного модулятора, первый полосовой фильтр, второй смеситель и выходной согласующий блок, выход которого является выходом передающей стороны, причем второй вход второго смесителя через последовательно соединенные первый линейный частотно-модулированный гетеродин, первый блок «ИЛИ», первый делитель частоты и первый блок «И» подключен ко второму входу второго ключа и через первый синтезатор частот - ко вторым входам фазового модулятора и первого ключа, первый вход которого соединен с первым входом второго ключа и выходом второго коммутатора, первый вход которого подключен ко второму выходу синхронизатора, а второй вход - через последовательно соединенные второй блок «ИЛИ» и второй блок «И» подключен ко второму входу передающей стороны, являющемуся информационным входом устройства, при этом первый вход второго блока «И» соединен со вторым входом первого блока «И», первым выходом блока управления и первым входом третьего блока «И», второй вход которого подключен к третьему входу передающей стороны, являющемуся информационным входом устройства, а выход через третий блок «ИЛИ» соединен со вторым входом первого коммутатора, причем второй вход третьего блока «ИЛИ» через последовательно соединенные блок «И-НЕ», второй выход которого подключен ко второму входу второго блока «ИЛИ», и первый согласованный фильтр соединен со вторым входом первого блока «ИЛИ» и первым входом блока управления, второй вход которого подключен к первому входу передающей стороны, являющемуся входом управляющего сигнала устройства, а второй выход блока управления соединен со вторыми входами блока «И-НЕ» и четвертого блока «И», первый вход которого через второй делитель частоты подключен ко второму выходу синтезатора частот, первому входу первого линейного частотно-модулированного гетеродина и выходу первого опорного генератора, а выход четвертого блока «И» через генератор кодов соединен с первым согласованным фильтром, на приемной стороне - последовательно соединенные линейный согласующий блок, вход которого является входом приемной стороны, третий смеситель, второй полосовой

фильтр, блок задержки, четвертый смеситель, ко второму входу которого подключен выход частотного модулятора, состоящего из двух ключей, выходы которых являются выходом частотного модулятора, и усилитель промежуточной частоты, выход которого подключен к первому входу фазового детектора и через блок формирования опорного сигнала соединен со вторым входом фазового детектора, выход которого является выходом приемной стороны, причем первый выход блока формирования опорного сигнала через второй синтезатор частот подключен к первым входам третьего и четвертого ключей, а также содержит два полосовых фильтра, входы которых подключены к входу блока задержки, а выходы через соответствующие амплитудные детекторы соединены с соответствующими входами детектора максимального сигнала, выходы которого через соответствующие интеграторы подключены ко вторым входам ключей частотного модулятора и соответствующим входам третьего триггера, выход которого через последовательно соединенные седьмой блок «И», второй согласованный фильтр, второй триггер, шестой блок «И», выход которого подключен ко второму входу второго триггера, первый триггер, формирователь импульсов, четвертый блок «ИЛИ» и второй линейный частотно-модулированный гетеродин подключен ко второму входу третьего смесителя, причем второй вход второго линейного частотно-модулированного гетеродина соединен со вторым входом шестого блока «И» и выходом второго опорного генератора, выход которого через последовательно соединенные пятый блок «И» и третий делитель частоты подключен ко второму входу четвертого блока «ИЛИ», а соответствующие выходы первого триггера соединены с соответствующими входами пятого и седьмого блоков «И».

Признаками данного аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются: а) на передающей стороне - синхронизатор, частотный модулятор, смеситель, полосовой фильтр, выходной согласующий блок; б) на приемной стороне - линейный согласующий блок, смеситель, синтезатор частот, усилитель промежуточной частоты, два полосовых

фильтра, два амплитудных детектора, два интегратора.

К причинам, препятствующим достижению технического результата, следует отнести существенную зависимость помехоустойчивости устройства от нестабильности частот гетеродинов и неидентичности законов перестройки частоты в гетеродинах линейно-частотно модулированных колебаний на приемной и на передающей сторонах.

Из известных устройств, подобных заявляемой командной радиолинии (КРЛ), наиболее близкой по технической сущности является устройство для передачи и приема модулированных по фазе и частоте широкополосных сигналов [3], содержащее на передающей стороне последовательно соединенные первый полосовой фильтр, смеситель и выходной согласующий блок, выход которого является выходом передающей стороны, а также синхронизатор, первый синтезатор частот, линейный частотно-модулированный гетеродин, первый и второй коммутаторы, на приемной стороне - последовательно соединенные линейный согласующий блок, вход которого является входом приемной стороны, второй смеситель и второй полосовой фильтр, усилитель промежуточной частоты, последовательно соединенные блок «И» и делитель частоты, а также блок «ИЛИ», второй синтезатор частот, амплитудный детектор, интегратор и два триггера, при этом выход первого триггера является выходом приемной стороны, а на передающей стороне первый вход линейного частотно-модулированного гетеродина соединен с выходом синхронизатора и первым входом второго коммутатора, второй вход линейного частотно-модулированного гетеродина подключен к входу синхронизатора и второму выходу первого синтезатора частот, первый выход которого соединен со вторым входом смесителя, третий вход линейного частотно-модулированного гетеродина соединен с выходом первого коммутатора, первый вход которого подключен к первому входу передающей стороны, являющемуся информационным входом устройства, причем второй вход первого коммутатора соединен с выходом второго коммутатора, а четвертый вход линейного частотно-модулированного гетеродина подключен ко второму

входу передающей стороны, являющемуся управляющим входом устройства, первый выход линейного частотно-модулированного гетеродина соединен с входом первого полосового фильтра, а второй выход линейного частотно-модулированного гетеродина подключен ко второму входу второго коммутатора, при этом синхронизатор выполнен в виде последовательно соединенных формирователя импульсов, вход которого подключен к входу синхронизатора и инвертора, выход которого соединен с выходом синхронизатора, на приемной стороне введены дисперсионный фильтр сжатия, ключ, мультиплексор и блок формирования селектирующих управляющих импульсов и выделения информационных сигналов, при этом выход второго полосового фильтра через дисперсионный фильтр сжатия подключен к информационному входу ключа, выход которого через последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты и амплитудный детектор подключен к интегратору, выход которого соединен с первыми входами блока формирования селектирующих, управляющих импульсов и выделения информационных сигналов и мультиплексора, выход которого подключен к первому входу второго триггера, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым входом блока ИЛИ и вторым (управляющим) входом ключа, причем второй вход блока ИЛИ подключен к первому выходу блока формирования селектирующих, управляющих импульсов и выделения информационных сигналов, второй вход которого соединен со вторым входом второго триггера и выходом делителя частоты, второй вход которого подключен к четвертому выходу блока формирования селектирующих, управляющих импульсов и выделения информационных сигналов, второй и третий выходы которого соединены соответственно со вторым и третьим входами мультиплексора, а первый и второй входы первого триггера подключены соответственно к пятому и шестому выходам блока формирования селектирующих, управляющих импульсов и выделения информационных сигналов, третий вход которого соединен со вторым выходом второго синтезатора частот и первым входом блока И, второй вход которого подключен к выходу блока

ИЛИ, а первый выход второго синтезатора частот соединен со вторым входом второго смесителя.

Признаками прототипа, совпадающего с признаками заявляемого устройства, являются: на передающей стороне - синхронизатор (Син), генератор линейно-частотномодулированного сигнала (ГС), первый полосовой фильтр (ПФ₁), первый смеситель (CM₁), первый гетеродин (Г₁), выходной согласующий блок (CБ₁), а на приемной стороне - линейный согласующий блок (СБ₂), второй смеситель (См₂), второй гетеродин (Г₂), второй полосовой фильтр (ПФ₂), амплитудный детектор (АД), интегратор (И).

К недостаткам прототипа следует отнести:

1) зависимость помехоустойчивости от а) неидентичности характеристик линейно-частотномодулированных сигналов на передающей стороне и дисперсионного фильтра сжатия на приемной стороне; б) нестабильности частот гетеродинов Г₁ и Г₂ ; в) дисперсионных искажений при распространении электромагнитных волн;

2) возможность радиоэлектронного подавления организованными помехами при наличии у потенциального противника информации о средней частоте сигнала.

Задачи, на решение которых направлено заявляемая полезная модель: а) повышение скрытности, помехоустойчивости и помехозащищенности КРЛ; б) обеспечение инвариантности к нестабильности частот гетеродинов, отклонению закона изменения частоты сигнала от линейного и к наличию дисперсионных искажений при распространении электромагнитных волн.

Технический результат достигается тем, что в известное устройство дополнительно введены:

- в передающее устройство:

а) балансный модулятор (8), перестраиваемый по частоте гетеродин (15), первый управитель (16); первый синтезатор частоты (9); источник сообщений (18) с целью формирования двухчастотного гетеродинного напряжения с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты;

б) первый квадратичный детектор (10), узкополосный фильтр (11), фазовый детектор (12), интегратор (13), умножитель частоты (14), второй управитель (19) с целью обеспечения когерентности в пачке импульсов ЛЧМ сигналов, образующих один бит передаваемой информации;

- в приемное устройство введены:

а) второй квадратичный детектор (25), частотный детектор (34), решающее устройство (35) с целью обеспечения свертки спектра двухчастотного сигнала и его демодуляции.

Для достижения технического результата в устройство-прототип, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные синхронизатор (17), генератор линейно-частотномодулированного сигнала (1), первый полосовой фильтр (2), первый смеситель (3), выходной согласующий блок (7), состоящий из последовательно включенных полосового фильтра (4), усилителя мощности (5) и передающей антенны (6), на приемной стороне - последовательно соединенные линейный согласующий блок (26), который состоит из последовательно включенных приемной антенны (20), усилителя высокой частоты (21), второго полосового фильтра (22), второго смесителя (23), усилителя промежуточной частоты (24), а также второго синтезатора частоты (27), дополнительно введены: на передающей стороне - балансный модулятор (8), первый синтезатор частоты (9), перестраиваемый по частоте гетеродин (15), первый и второй управители (16, 19), умножитель частоты (14), первый квадратичный детектор (10), узкополосный фильтр (11), фазовый детектор (12), интегратор (13), источник сообщений (18); на приемной стороне - второй квадратичный детектор (25), частотный детектор (34) и решающее устройство (35).

На фиг. приведена структурная схема заявляемой командной адиолинии (КРЛ), где 1 - генератор линейно-частотномодулированного сигнала (ГС); 2 - первый полосовой фильтр (ПФ₁) 3 - первый смеситель (См₁); 4 - третий полосовой фильтр (ПФ ₃); 5 - усилителя мощности (УМ); 6 - передающая антенна (А₁); 7 - выходной согласующий блок (СБ₁ ); 8 - балансный

модулятор (БМ); 9 - первый синтезатор частоты (CЧ₁); 10 - первый квадратичный детектор (КД ₁) 11 - узкополосный фильтр (УФ₀); 12 - фазовый детектор (ФД); 13 - интегратор (И₀); 14 - умножитель частоты (УЧ); 15 - перестраиваемый по частоте гетеродин (Г ₁); 16, 19 - первый и второй управители (Упр₁ , Упр₂); 17 - синхронизатор (Син); 18 - источник сообщений (ИС); 20 - приемная антенна (А₂); 21 - усилитель высокой частоты (УВЧ); 22 - второй полосовой фильтр (ПФ₂); 23 - второй смеситель (См₂); 24 - усилитель промежуточной частоты (УПЧ); 25 - второй квадратичный детектор (КД₂ ); 26 - линейный согласующий блок (СБ₂); 27 - второй синтезатор частоты (СЧ₂); 28, 29 - первый и второй узкополосные фильтры (УФ₁ УФ₂); 30, 31 - детекторы огибающей (ДО₁, ДО₂); 32, 33 - интеграторы (И₁, И₂); 34 - частотный детектор (ЧД); 35 - решающее устройство (РУ).

Возможность достижения поставленных задач полезной модели подтверждается приведенным ниже анализом работы КРЛ.

Для передачи информации в КРЛ используется комбинированная модуляция ЛЧМ-БМ-ППРЧ-ЧМн, где ЛЧМ - линейно-частотная модуляция; БМ - балансная модуляция; ППРЧ - псевдослучайная перестройка частоты; ЧМн - частотная манипуляция.

Рассмотрим особенности формирования сигналов в передающем устройстве.

Генератор сигналов (ГС) при воздействии на него тактовой последовательности U_c(t) от синхронизатора (Син) формирует последовательность ЛЧМ импульсов S₁ (t). При этом имеем

где rect(x) - временное окно; N - количество тактовых импульсов от синхронизатора за интервал времени, соответствующий длительности одного сеанса T_c в КРЛ; T_п - период повторения тактовой последовательности; _и - длительность тактовых импульсов; S₀ (t) - ЛЧМ импульсный сигнал длительностью _и; U₀, ₀ - амплитуда и начальная фаза S₀ (t); - скорость изменения частоты в S₀(t); В ₁ - база сигнала S₀(t).

Далее в передающем устройстве осуществляется преобразование частоты и балансная модуляция с целью формирования из базового ЛЧМ сигнала S₀(t) двухкомпонентного ЛЧМ сигнала S₂(t) на выходе ПФ₃

где f₂₁, f₂₂ - средние частоты ЛЧМ сигналов S₂₁{t) и S₂₂ (t) после прохождения сигнала S₀(t) через ПФ₁ , См₁ и ПФ₃; f_г1, f_г2 - частоты гетеродинного напряжения после его преобразования в БМ; F₁, F₂ - модулирующие частоты напряжения U_cч1(f), формируемые в СЧ₁.

При формировании гетеродинного напряжения следует учитывать, что

где U_г1, f_г0, _г0 - амплитуда, несущая частота и начальная фаза напряжения U_г1(t), снимаемого с выхода Г ₁, U_сч, F₁₍₂₎, _F - амплитуда, модулирующая частота и начальная фаза напряжения U_сч1(t), снимаемого с выхода СЧ ₁; U_бм, ₁, ₂ - амплитуда и начальные фазы напряжения U _бм(t), снимаемого с выхода БМ.

Для повышения помехозащищенности КРЛ одновременно с балансной модуляцией в передающем устройстве осуществляется ППРЧ.

Для этого по командам с Син и У_пр1 в Г₁ осуществляется перестройка его частоты.

В результате осуществления ППРЧ гетеродинное напряжение принимает следующий вид:

где _j, _j - значение частоты и начальной фазы j-го элемента частотно-временной матрицы (ЧВМ) напряжения U_г1(t,f); _n - ширина рабочего частотного диапазона КРЛ; _ск - величина частотного скачка в ЧВМ; T _cк - длительность элемента ЧВМ; M - количество частотных скачков в ЧВМ; T_б - длительность бита передаваемой в КРЛ информации, состоящего из В₂ ЛЧМ и импульсов; К_б - количество бит в одном сеансе КРЛ без повторов.

После преобразования гетеродинного напряжения U_г1(t,) в БМ имеем:

где _г1, _г2 - частоты напряжения U_бм(t) после осуществления ППРЧ.

На выходе ПФ₃ получаем двухкомпонентный ЛЧМ сигнал S_2j(t), который отличается ранее описанного сигнала S₂(t) тем, что вместо фиксированных частот f₂₁ и f₂₂ используются частоты f _21j=f₀+f_г1j и f_22j=f ₀+f_г2j.

Все вышерассмотренные виды модуляции сигнала в передающем устройстве, а, именно, ЛЧМ, БМ, ППРЧ предназначены для повышения скрытности, помехоустойчивости и помехозащищенности КРЛ.

Для передачи информации в КРЛ используется частотная манипуляция (ЧМн), которая осуществляется путем выбора модулирующей частоты F₁ или F₂ путем перестройки CЧ₁ на основе целеуказаний, поступающих от ИС.

При этом после УМ двухкомпонентный ЛЧМ сигнал имеет вид:

а) для передачи бита информации, соответствующего «1»,

а) для передачи бита информации, соответствующего «0»,

где К_ум - коэффициент передачи УМ по напряжению; _j1, _j0 - значения частот гетеродинного напряжения U_г1(t,) при передачи бит, соответствующих «1» и «0»; _0i - начальная фаза i-го ЛЧM импульса S ₀(t); _j1, _j0 - начальные фазы модулирующего напряжения U_сч1(t) с частотами F₁ и F₂.

При случайных значениях начальных фаз _0i, _j1, _j2 энергетический спектр каждого компонента сигнала S₃(t) является сплошным и имеет ширину f_s=f_д+2F₁₍₂₎.

Передача информации битами, состоящими из последовательности импульсных ЛЧМ сигналов, обеспечивает увеличение результирующей базы В сигнала S₃(t) до величины, равной В=B₁В₂ , что позволяет дополнительно повысить скрытность и помехоустойчивость КРЛ.

Однако при этом необходимо обеспечить условие когерентности для получаемых после свертки спектра соседних ЛЧМ импульсов, которое достигается при выполнении следующих соотношений:

F_1и=K₁, F_2и=K₂,

где K₁ , К₂ - целые числа.

С этой целью в передающее устройство вводится канал коррекции модулирующих частот, состоящий из КД₁ УФ₀, ФД, И₀ , У_пр2, УЧ, CЧ₁, функционирующий по принципу фазовой автоподстройки частоты.

На выходе КД ₁ и УФ₀ при передаче сигнала S₃(t), соответствующего биту

«1»,получаем

Напряжение U₃(t) представляет непрерывный процесс, состоящий из пачки примыкающих друг к другу простых радиоимпульсов с частотой 2F₁ длительностью _и и скачками фазы .

При больших и случайных значениях скачков фазы (_i1 рад) напряжение U₃(t) соответствует фазоманипулированному процессу со сплошным спектром шириной f₃=1/_и.

Для обеспечения нормального функционирования КРЛ необходимо устранить скачки фазы (_i0), чтобы напряжение U₃(t) соответствовало простому радиоимпульсу с длительностью Т_б с гармоническим заполнением и с шириной спектра f₃=1/T_б, что позволит при обработке сигнала S₃(t) увеличить базу В₁ в B ₂=Т_б/_и раз.

Напряжение рассогласования U₄(T₀), соответствующее величине скачков фазы _i, получаем на выходе ФД и И₀

где U_оп(t) - опорное напряжение, подаваемое на ФД с выхода CЧ₁ и УЧ; Т₀ - постоянная накопления И₀.

Напряжение U₄(T₀) через Упр₂ обеспечивает подстройку частоты F₁ так, чтобы F_1иK₁ и тогда U₄(T₀)0, а напряжение U₃(t) соответствует простому радиоимпульсу с длительностью Т_б. Результаты коррекции справедливы также и для частоты F₂, поскольку она выбирается из условия F_2и=К₂.

В приемном устройстве КРЛ происходит усиление в УВЧ, частотная селекция в ПФ₂ , преобразование частоты в СМ₂ с переносом на промежуточную частоту.

На выходе УПЧ имеем:

где U₅ (t) - аддитивная смесь сигнала S₄(t) и шума n₁(t) на выходе УПЧ; y₂(t) - аддитивная смесь сигнала S₃(t) и шума n(t) на входе УВЧ; h_упч(t) - импульсная реакция УПЧ; U_сч2(t) - напряжение СЧ₂ с амплитудой U_сч2 и частотой f_сч2; f_n, f _пч - средние частоты рабочего частотного диапазона КРЛ и УПЧ.

Сигнал S₄(t) отличается от сигнала S₃(t) тем, что его несущая частота смещена на величину f_сч2. Шум n(t) соответствует гауссовой стационарной помехе с автокорреляционной функцией

где - дисперсия шума n(t).

Двухкомпонентный ЛЧМ сигнал S₄(t) после прохождения КД₂ сворачивается по спектру и преобразуется в простые импульсные сигналы с длительностью T_б и частотами F₁ и F₂ в зависимости от того, что передается битом информации, «1» или «0».

После обработки в КД₂ сигнал и шум поступают на вход ЧД с полосовыми фильтрами УФ₁ и УФ₂, имеющими импульсные реакции

где f_уф - полоса пропускания УФ₁ и УФ ₂.

При передаче бита информации, соответствующего «1», после прохождения сигнала через УФ₁ , ДО₁ и И₁ имеем:

где S₅₁(t) - сигнал на выходе УФ₁; Т - постоянная интегрирования И₁, И₂.

При передаче бита информации, соответствующего «0», после прохождения сигнала через УФ₂, ДО₂ и И₂ имеем:

где S₅₂(t) - сигнал на выходе УФ₂.

В РУ реализуется алгоритм:

H₁: U₅₁(T)>U_пор ;

Н₀: U₅₂>U_пор ,

где H₁ - гипотеза о приеме бита, соответствующего «1»; Н₀ - гипотеза о приеме бита, соответствующего «0».

Проведем анализ основных характеристик КРЛ. Поскольку в ЧД реализуется некогерентная обработка, то вероятность ошибочных решений на бит Р_б определяется из следующего соотношения:

где g - отношение сигнал/помеха по напряжению на выходе И₁ и И₂; g_уф - отношение сигнал/помеха по напряжению на выходе УФ₁ и УФ₂.

Поскольку при обработке двухкомпонентного ЛЧМ сигнала S₄(t) на выходе КД₂ происходит свертка спектра, то при этом имеем

где - отношение сигнал/помеха по мощности на входе УВЧ; P _s, P_s1 - мощность двухкомпонентного и однокомпонентного ЛЧМ сигнала на входе УВЧ; - дисперсия помехи на входе УВЧ; N_s, N _n - спектральная плотность по мощности ЛЧМ сигнала и помехи на входе УВЧ.

Для обеспечения энергетической скрытности функционирования КРЛ необходимо, чтобы выполнялось условие N_s/N_n1.

При приеме слабых сигналов, когда 1, имеем

При использовании в сеансе КРЛ целеуказания, состоящего из K_б бит, при Р_б1, вероятность ошибочного приема команды Р_к1 составляет

P_к1=К_бР _б.

Для повышения достоверности функционирования КРЛ команда формируется путем нескольких повторений целеуказания, и при этом вероятность ошибочного приема команды Р_кш составляет Р_кш= где m - количество повторений целеуказания.

Реальная чувствительность КРЛ Р_р определяется из формулы Найквиста

P_p=kT₀N_шf_n; kT₀=4·10^-21Bт/Гц,

где N_ш - коэффициент шума.

Скорость передачи информации в КРЛ равна R=1/T_б=1/В_2и. База сигнала S₄(t) равна В=В ₁В₂=f_дТ_б.

Высокая помехозащищенность КРЛ обеспечивается ППРЧ, поскольку сигнал на каждой псевдослучайной частоте из УВЧ существует только на интервале времени, равном Т_б. Кроме того, постановка организованной помехи затруднена, так как разведка функционирования КРЛ практически невозможна, если выполняется условие N_s/N_n1.

Существенным достоинством данной КРЛ является инвариантность ее

основных характеристик к нестабильности частот Г₁ и СЧ₂, а также к отклонению закона перестройки частоты сигнала S₀ (t) от линейного. Такой результат обусловлен тем, что в двухкомпонентном ЛЧМ сигнале компонент, выполняющий роль опорного напряжения идентичен компоненту, выполняющему роль сигнала, а отличие имеется только в частотном сдвиге на величину 2F₁₍₂₎. Инвариантность к дисперсионным искажениям при распространении радиоволн обеспечивается, если модулирующие частоты F₁₍₂₎ не превышают частотного интервала когерентности, величина которого для большинства частотных диапазонов составляет 10⁷-10⁸ Гц.

Для иллюстрации полученных соотношений рассмотрим пример при следующих исходных данных: _д=10⁸ Гц; T_п=_и=10^-5 с; Т_б=10^-2 с; K_б=20; m=3; _n=10⁹ Гц; N_ш=10; =10³; F₁=10⁶ Гц; F ₂=1,5·10⁶ Гц.

В результате расчетов получаем:

1) база ЛЧМ импульсного сигнала S₀(t)-В₁=_ди=10³;

2) база ЛЧМ сигнала S₄(t), состоящего из B₂=T_б /_и=10³ примыкающих друг к другу импульсов - В=f_дT_б=10⁶;

3) количество скачков частоты в сигнале S₃(t) M=_n/_д=10;

4) скорость передачи информации в КРЛ - R=1/T_б=100 бит/с;

5) отношение сигнал/помеха по напряжению на выходе УФ₁₍₂₎ и И ₁₍₂₎-

g_уф=3,2; g=4,5;

6) вероятность ошибочных решений на бит - Р_б=2,3·10 ^-5;

7) вероятность ошибочных решений при передаче команды, состоящей из одного целеуказания - Р_к1 =4,6·10^-4 при T_c1=0,2 с;

8) вероятность ошибочных решений при передаче команды с трехкратным повторением целеуказания - Р_кт=10^-10 при Т_ст=0,6 с;

9) реальная чувствительность приемного устройства КРЛ - Р_р=4·10^-14 Вт;

10) отношение спектральных плотностей по мощности сигнала и помехи на входе УВЧ - N_S/N _n=2·10^-2.

Таким образом, поставленные цели полезной модели достигнуты, и

предлагаемое устройство обеспечит повышение скрытности, помехоустойчивости и помехозащищенности КРЛ, а также инвариантность к нестабильности частот гетеродинов и синтезаторов частот, отклонению закона изменения частоты сигнала от линейного и к наличию дисперсионных искажений при распространении электромагнитных волн.

Реализация устройства не вызывает затруднения. Все его функциональные узлы являются типовыми и могут быть выполнены на основе современной элементной базы.

Командная радиолиния, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные синхронизатор (17), генератор линейно-частотно-модулированного сигнала (1), первый полосовой фильтр (2), первый смеситель (3), выходной согласующий блок (7), состоящий из последовательно включенных полосового фильтра (4), усилителя мощности (5) и передающей антенны (6), на приемной стороне - последовательно соединенные линейный согласующий блок (26), который состоит из последовательно включенных приемной антенны (20), усилителя высокой частоты (21), второго полосового фильтра (22), второго смесителя (23), усилителя промежуточной частоты (24), а также второго синтезатора частоты (27), на передающей стороне дополнительно введены: балансный модулятор (8), первый синтезатор частоты (9), перестраиваемый по частоте гетеродин (15), первый и второй управители (16, 19), умножитель частоты (14), первый квадратичный детектор (10), узкополосный фильтр (11), фазовый детектор (12), интегратор (13), источник сообщений (18), причем второй выход синхронизатора (17) подключен ко входу первого управителя (16), а его выход соединен с управляющим входом гетеродина (15), выход которого соединен с первым входом балансного модулятора (8), выход которого подключен ко второму входу первого смесителя (3), ко второму входу балансного модулятора (8) подключен первый выход первого синтезатора частоты (9), а его второй выход через последовательно включенный умножитель частоты (14) соединен с первым входом фазового детектора (12), выход усилителя мощности (5) подключен ко второму входу фазового детектора (12) через последовательно соединенные первый квадратичный детектор (10) и узкополосный фильтр (11), выход фазового детектора (12) подключен к первому управляющему входу первого синтезатора частоты (9) через последовательно соединенные интегратор (13) и второй управитель (19), источник сообщения (18), являющийся информативным входом командной радиолинии, подключен ко второму управляющему входу первого синтезатора частоты (9); на приемной стороне дополнительно введены: второй квадратичный детектор (25), частотный детектор (34) и решающее устройство (35), причем выход второго синтезатора частоты (27) подключен ко второму входу второго смесителя (23), выход усилителя промежуточной частоты (24) соединен с двумя входами частотного детектора (34) через последовательно соединенный второй квадратичный детектор (25), первый вход частотного детектора (34) соединен с первым входом решающего устройства (35) через последовательно включенные первый узкополосный фильтр (28), детектор огибающей (30) и интегратор (32), а второй вход частотного детектора (34) соединен со вторым входом решающего устройства (35) через последовательно включенные второй узкополосный фильтр (29), детектор огибающей (31) и интегратор (33).