Лекция
Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про помехи радиосвязи защита от помех, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое помехи радиосвязи защита от помех , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Устройства приема и обработки радиосигналов, Передача, прием и обработка сигналов.
Помехой называют постороннее электрическое колебание, мешающее нормальному приему сигналов. Причиной и источниками помех могут являться различные факторы, и помехи могут быть классифицированы по различным признакам.
В зависимости от места возникновения посторонние электрические колебания можно разделить на внешние и внутренние помехи. Внутренние помехи возникают в узлах аппаратуры и трактах систем связи. Внешние помехи обусловлены действием источников помех, внешних по отношению к системе связи и не связанных с ее функционированием.
По степени возможности ликвидации помех последние могут быть классифицированы на устранимые и неустранимые помехи.
Принципиально неустранимым видом помех являются внутренние помехи. Они появляются сразу же после включения аппаратуры. По природе возникновения внутренние помехи разделяются на тепловые и дробовые шумы. Тепловые шумы обусловлены хаотическим движением электронов в проводниках и присущи практически всем элементам электрической цепи. Одним из наиболее эффективных приемов уменьшения этой составляющей помех является снижение температуры элементов этой цепи. Дробовые шумы характерны для так называемых активных приборов электрической цепи (биполярные и полевые транзисторы, электронно-вакуумные и газоразрядные лампы и так далее) и возникают в усилителях, преобразователях, модуляторах и т.д. Для уменьшения доли дробовых помех используют приборы с улучшенными шумовыми характеристиками.
Наибольшее влияние на характеристики связи имеют шумы приемной антенны и входных каскадов приемника. Это обусловлено тем, что шумы каскадов, расположенных ближе к входу приемника, получают такое же усиление, как и принимаемые сигналы. Шумы последующих каскадов усиливаются в меньшей степени, поэтому их вклад в результирующий шум на выходе приемника значительно меньше, чем шумов, поступающих с входных устройств.
Внутренние шумы электронных устройств проявляются во всех частотных диапазонах, используемых в радиосвязи. Удельный вес внутренних шумов возрастает с увеличением частоты, и в диапазоне сверхвысоких частот их значение становится преобладающим, так как доля остальных видов помех может быть значительно снижена. Внешние помехи обусловлены действием источников помех, не вызванных функционированием данного канала связи. По месту возникновения эти помехи можно разделить на следующие составляющие.
Атмосферные помехи обусловлены электрическими явлениями в атмосфере (грозы, молнии и т.д.). Спектр атмосферных помех сосредоточен преимущественно в области низких частот, и наибольшее влияние атмосферные помехи оказывают на средства радиосвязи длинноволнового диапазона.
Космические шумы вызываются радиоизлучением каких-либо объектов космоса, например, каких-либо созвездий. Солнце также является источником излучений в радиодиапазоне. На шумовые характеристики излучения Солнца, в частности, влияют солнечные пятна. Космические шумы оказывают наибольшее влияние на системы спутниковой связи, особенно при совпадении направлений приема полезных сигналов и источников шумовых излучений.
Индустриальные помехи вызываются непреднамеренным электромагнитным излучением электрического или электронного оборудования. В их числе могут быть установки промышленного, транспортного, медицинского, научного назначения. Источником подобного излучения обычно выступают цепи, в которых осуществляется коммутация сильных токов, сварочные аппараты, коллекторные электродвигатели и т.д. Уровень таких незапланированных излучений ограничивается нормами на предельно-допустимые уровни излучения. На местах возникновения таких помех принимаются меры для уменьшения уровня излучения.
Спектр индустриальных помех тяготеет к низкочастотному диапазону, и уровень частотных составляющих помехи падает с ростом частоты. В то же время, современные электронные устройства, не предназначенные для работы с радиоволнами, являются источниками радиоизлучения. В первую очередь это касается цифровых устройств, например, компьютеров. Спектр излучения таких устройств определяется быстродействием его основных процессов и распространяется в область высоких частот.
Еще одним источником помех радиосвязи являются побочные излучения радиосредств. Причина их возникновения заключается в следующем. Каждому средству радиосвязи для его нормального функционирования в общем частотном диапазоне выделяется определенная полоса частот. Эта полоса частот определяется государственными органами с учетом международных соглашений. Эти органы определяют не только диапазон разрешенных для работы частот, но и определяют уровни внеполосного излучения, то есть те уровни побочного излучения, которые могут вырабатываться данным устройством вне полосы разрешенных частот.
В реальных устройствах побочное излучение практически всегда существует и может влиять на характеристики радиосвязи других систем. Например, пусть приемник принимает слабые сигналы с частотой f1, а неподалеку работает источник радиосигналов с частотой, равной f1/2. Если уровень подавления второй гармоники этого источника радиосигналов будет недостаточным, то побочное излучение второй гармоники, излучаемое этим источником, и равной 2*f1/2=f1 будет мешать приему других сигналов с частотой f1.
Помехи могут быть классифицированы и по другим признакам.
Например, по длительности существования помех их можно разделить на импульсные и непрерывные помехи.
По характеру распределения энергии помех по частотному диапазону разделяют сосредоточенные по спектру и распределенные помехи.
По характеру взаимодействия с сигналом помехи можно разделить на аддитивные и мультипликативные помехи. При аддитивных помехах результат взаимодействия сигнала s(t) и помехи n(t) представляют их суммой
x(t)=s(t)+n(t); (4.15)
при мультипликативных помехах на результат обработки принимаемых сигналов влияет их произведение s(t)*n(t).
Приемы борьбы с помехами заключаются в обеспечении такого уровня сигнала в месте приема, который бы обеспечил требуемое качество принимаемого сигнала. Одной из важнейших характеристик принимаемого сигнала является отношение мощности сигнала к мощности шума. Этот параметр в радиотехнике так и называется - отношение сигнал/шум. Это отношение в месте приема может быть увеличено различными способами, например, увеличением мощности передатчика системы связи, применением передающей или приемной антенны с направленными свойствами (если это позволяют условия эксплуатации для данной системы связи). Отношение сигнал/шум можно увеличить при снижении уровня шумов. Например, долю внутренних шумов можно уменьшить, применяя во входных каскадах приемника малошумящие усилители.
Другие методы повышения качества принимаемых сигналов связаны с применением сложных сигналов и методов их обработки, обеспечивающих увеличение отношения сигнал/шум на выходе приемного устройства.
АИП предназначаются для внесения ложной информации в подавляемое РЭС. Они могут служить и для перегрузки соответствующих информационных каналов. В этом случае РЭС работает на пределе пропускной способности или даже пропускной способности РЭС недостаточно для передачи необходимой информации.
Помеховый имитирующий сигнал должен соответствовать истинному сигналу по несущественным (сопутствующим) параметрам и отличаться по информационному параметру.
В соответствии с назначением подавляющего РЭС различают имитирующие помехи для противодействия РЛС, линиям радиосвязи, командным радиолиниям управления, системам радионавигации и др.
Прерывистая помеха представляет собой периодическую последовательность мощных радиоимпульсов, излучаемых одним передатчиком помех со скважностью Q. Действие ПП на систему связи с АРУ основано на использовании переходных процессов, протекающих в системе АРУ при поступлении на ее вход мощных импульсных сигналов. Вследствие инерционности системы АРУ коэффициент усиления приемного тракта имеет ограничение снизу и сверху. По этим причинам прерывистая помеха приводит к перегрузке приемника и вызывает перерывы поступления информации.
Прерывистая помеха вызывает уменьшение среднего коэффициента передача системы АРУ. Эффективность ее зависит от интенсивности сигнала, длительности помеховых импульсов, периода их следования и параметров системы АРУ.
У большинства современных антенн наряду с излучением на собственной поляризации существует паразитное излучение на ортогональной поляризации. Это излучение получило название кросс-поляризационного.
Явления искажения результирующей ДНА РЛС при облучении ее полем с ортогональной поляризацией используется при создании помех на кросс-поляризации.
Структура кросс-поляризационных диаграмм зависит от многих факторов: кривизна отражателя, вида облучателя, выноса облучателя из фокуса и дифракции на краях зеркала, близлежащих телах, обтекателе и т.д. Уровень этого излучения невелик. Для зеркальных антенн он составляет - (10 - 20) дБ относительно главного максимума.
Типовая помеха, предназначенная для подавления приемника с АРУ –– это мощная прерывистая помеха. Во время переднего фронта импульса напряжение регулирования не успевает достигнуть величины, обеспечивающей линейный режим усиления, и приемник перегружается. В паузах между импульсами помехи чувствительность приемника может не успеть восстановиться до необходимого значения, при котором обеспечивается прием слабого (по сравнению с помехой) сигнала.
Здесь представлен общий случай, когда во время Т1 действия помехи Uп с амплитудой Uвх1 приемник, перегруженный в течение времени tп, успевает выйти из перегруженного состояния до окончания импульсной помехи. Во время T2 действия сигнала с амплитудой Uвх2 система АРУ сначала разомкнута («мертвое» время tм), затем вплоть до момента прихода очередного импульса помехи система АРУ замкнута.
Up = Up1 – напряжения в моменты поступления очередного помехового импульса;
Up = UpII – напряжения в моменты окончания помехового импульса;
Up = Upn - напряжение в точках выхода из режима перегрузки;
Up = Upм – напряжение в точках окончания «мертвого» времени, где восстанавливается чувствительность.
Чем выше быстродействие системы АРУ, тем меньше время tп, в течение которого приемник оказывается перегруженным.
При очень малом периоде помехи (по сравнению с постоянной времени фильтра АРУ) перегрузка практически отсутствует. Напротив, для малой частоты помехи перегрузка всегда имеет место, поскольку за полупериод T2 конденсатор фильтра успевает разрядиться и каждый новый импульс помехи застает приемник на высокой чувствительности.
При перегрузке приемника амплитуда напряжения на его выходе остается неизменной, равной некоторому пороговому значению Uпор независимо от того, как в дальнейшем меняется сигнал на входе. Выход из насыщения наступает, когда амплитуда напряжения на выходе вследствие нарастания напряжения регулирования и снижения коэффициента усиления упадет до значения, меньшего Ез.
Таким образом, между Uвх1 и Uвх2 имеется зависимость
.
Если Uвх2 поднимается выше уровня Uвх1 (Eз /Uпор), то в полупериоды T2 сигнал на выходе приемника успевает подняться выше уровня Eз.
Эти рассуждения показывают, что при фиксированных параметрах АРУ всегда можно подобрать параметры помехи так, что будут наблюдаться потери информации, заключенные в изменении амплитуды сигнала за счет временной перегрузки после воздействия очередного импульса помехи и за счет временной потери чувствительности после окончания импульса помехи.
В качестве главного объекта радиоподавления выступают системы радиосвязи военного назначения.
Под системами радиосвязи (СРС) понимают организационно-техническое объединение сил и средств связи, создаваемое в соответствующих военных структурах для управления войсками (силами) и оружием в операции (бою) и в их повседневной деятельности.
Под линией радиосвязи понимают совокупность технических устройств и среды распространения радиосигналов, обеспечивающих образование одного или нескольких каналов радиосвязи (КРС).
КРС является элементарным объектом радиоподавления ЛРС.
Канал радиосвязи как элемент радиоподавления СРС представляет собой совокупность передающих и приемных технических устройств и среды распространения, предназначенных для осуществления радиосвязи (передачи информации) на рабочей (присвоенной, назначенной) радиочастоте (комплекте рабочих частот).
Обобщенная структурная схема двухсторонней ЛРС
где Рош(q<q0) - вероятность суммарной ошибки как функция от отношения сигнал/шум q = Пс/Пш при оптимальных методах приема; q0 - пороговое отношение сигнал/шум, соответствующее требуемой достоверности передачи информации .
Пороговые отношения сигнал/шум
Тип |
Радиотелеграфии |
Низкоскоростные |
Двумерные ансамбли |
||||||||
ФМ |
ЧМ |
AM |
ЧМ -AM |
Q=1024 |
Q=256 |
Q=2 |
ФМ |
КАМ |
|||
Q=16 |
Q=4 |
Q=8 |
Q=16 |
||||||||
Рош=10-7 |
28 |
52 |
110 |
- |
»30 |
»80 |
15 |
- |
14 |
19 |
22 |
Рош=10-5 |
20 |
38 |
50 |
110 |
»50 |
»56 |
11 |
25 |
11 |
17 |
21 |
Рош=10-3 |
10 |
20 |
40 |
70 |
»30 |
»32 |
10 |
21 |
10 |
16 |
17 |
Для бинарных сообщений с равновероятными состояниями техническая скорость передачи информации Втс численно равна ширине полосы спектра DF0, в пределах которой находится значительная часть энергии сигнала.
Для передачи телеграфных сигналов и данных со скоростью до 1200 ... 2400 бит/с в СРС используются узкополосные КС, в том числе со специальной аппаратурой уплотнения. Высокоскоростная (более 2,4 х 103 бит/с) передача данных осуществляется по широкополосным каналам. В тропосферных СРС — до 2 Мбит/с.
Радиорелейные линии (РРЛ) связи по пропускной способности, можно разделить: на РРЛ
с малой пропускной способностью — В0 < 10 Мбит/с;
со средней — 10 Мбит/с < В0 < 100 Мбит/с;
с большой — В0> 100 Мбит/с.
Основными средствами радиоподавления СРС являются автоматизированные станции помех (АСП) и комплексы радиоэлектронного подавления (КРП).
АСП - техническое устройство, которое включает передатчик помеховых сигналов и совокупность подсистем, осуществляющих обнаружение и измерение параметров сигналов, их анализ, а также контроль за эффективностью подавления, и предназначено для исключения или затруднения (нарушения) функционирования СРС как целей радиоподавления.
КРП - совокупность АСП и (или) передатчиков помех, устройств (средств) радиоразведки (обнаружения, распознавания, пеленгации и т.д.) и пунктов управления, функционально связанных и совместно применяемых по единому алгоритму для решения задач радиоподавления СРС и (или) информационных датчиков СУ.
Типовая структурная схема КРП
с одним уровнем управления
Тактико-технические характеристики КРП (АСП):
Таблица - Типовые значения технических характеристик АСП
Тип АСП Параметр |
Р-378А | Р-325П5 (передатчик) | Р-ЗЗ0Б | Р-377А (передатчик) |
Диапазон (МГц) | 1,5 ... 30 | 1,5 ... 30 | 30... 100 | 20 ... 400 |
Вид управления | ручной автоматический централизобанный |
дистанционное | ручной автоматический централизовэнный |
дистанционное |
Время на подавление, с | 0,8 ... 1,5 | - | 0,8 ... 1,5 | - |
Время на контроль, с | 0,2 | 0,2 | ||
Время на доразведку, с | 0,5 | 0,3 | - | |
Максимальное время перестройки, с | 0,3 | 0,3 | 0,3 | - |
Выходная мощность, Вт | 103 | 5 х 103 | 103 | 3±1,5 |
В иды помех | ХИП ЧТ шумовая ЧМ |
- | ХИП ЧТ шумовая ЧМ |
шумовая |
Вид антенны | l - образная логопериодическая |
логопериодическая | штыревая дискоконусная |
|
Чувствительность разведприемника: в ручном режиме, мкВ в автоматическом режиме, мкВ/м |
1.5 15 | - | 1,6 7 | - |
где - средняя частота совпадения потоков; - средняя частота и длительность включения ЛРС на излучение; - средняя частота и длительность пребывания излучений ЛРС в ДН антенны станций радиоразведки ПСРР КРП.
Из соотношения (1.31) несложно получить оценку времени вскрытия РЭО:
.
Статью про помехи радиосвязи защита от помех я написал специально для тебя. Если ты хотел бы внести свой вклад в развитие теории и практики, ты можешь написать коммент или статью отправив на мою почту в разделе контакты. Этим ты поможешь другим читателям, ведь ты хочешь это сделать? Надеюсь, что теперь ты понял что такое помехи радиосвязи защита от помех и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Устройства приема и обработки радиосигналов, Передача, прием и обработка сигналов
Комментарии
Оставить комментарий
Устройства приема и обработки радиосигналов, Передача, прием и обработка сигналов
Термины: Устройства приема и обработки радиосигналов, Передача, прием и обработка сигналов