Характеристика непрерывных шумовых помех (НШП)

Активные маскирующие помехи (АМП) .

РПД - радиопередатчик.

Активными помехами называются радиосигналы, создаваемые специальными РПД и предназначенные для ухудшения или исключения нормальной работы РЭС противника. АМП создают на входе ПРМ подавляемого РЭС фон, который затрудняет обнаружение полезных сигналов, их распознавание и определение параметров. Как правило, МП линейно суммируются с сигналом на входе ПРМ и поэтому называются аддитивными.

3 группы АМП помех: 1. непрерывные шумовые помехи, 2. хаотические импульсные помехи; 3. последовательности детерминированных импульсных сигналов. Использование МП приводит к: 1. уменьшению вероятности правильного обнаружения полезного сигнала; 2. увеличению вероятности ложной тревоги и снижению точности измерения его характеристик. Эффективность МП зависит от временной и частотной структуры, как помехи, так и сигнала, а также от энергетического соотношения помехи и сигнала на входе приемника подавляемого РЭС.

Характеристика непрерывных шумовых помех (НШП)

Наиболее универсальные. НШП могут маскировать полезные сигналы на временной и частотной осях, по направлению прихода. НШП – ВЧ колебания, один или несколько параметров которых (амплитуда, частота, фаза) изменяются случайным образом. Требования к устройствам создания помех:

• постоянство значений основных параметров при выбранном режиме работы ПРД помех (мощность излучаемых колебаний, ширина спектра помехи и др.);

• относительная узостью спектра излучаемых колебаний; 3. сравнительная равномерность спектральной плотности помехи.

Напряжение ШП Uп(t) на входе ПРМ – стационарный эргодический узкополосный случайный процесс, имеющий нормальный закон распределения мгновенных значений и равномерный частотный спектр в пределах полосы . Такой процесс называют нормальным шумом с равномерным спектром. Uп(t) – случайный процесс, зависящий только от времени t.

Одномерная плотность вероятности процесса выражается гауссовым законом: Мп — МО;

— дисперсия процесса, равная средней мощности, которая выделяется на сопротивлении в 1 Ом от переменной составляющей напряжения U_П(t). М_П может быть принято равным нулю. Если мощность помехи на входе ПРМ РЭС , то ее спектральная плотность равна . Если G_П(f) симметрична относительно центральной частоты f₀, функция корреляции узкополосного процесса: , где - коэффициент корреляции, медленно изменяющаяся функция по сравнению с . Если спектральная плотность узкополосного процесса постоянна в пределах полосы , то . Время корреляции узкополосного процесса определяется из соотношения . Вне интервала t_K нет. Для узкополосного процесса с равномерным спектром шириной . Приближение НШП модулированным гармоническим колебанием: , где - медленно меняющие случайные функции. Скорость изменения огибающей и фазы колебания обратно пропорциональна ширине спектра процесса. Количественно эффективность помехи характеризуется коэффициентом подавления К_под, который определяет min необходимое отношение на его входе в пределах полосы пропускания линейной части ПРМ для заданной степени подавления РЭС, т.е. . Под заданной степенью подавления для РЭС понимают увеличение вероятности общей ошибки распознавая двух детерминированных сигналов в системе связи. Радиоэлектронное устройство считается подавленным, если в течение всего времени подавления отношение помеха/сигнал на входе ПРМ удовлетворяет неравенству: . Чем меньше при прочих равных условиях, тем эффективнее помеха. Если при воздействии нормального шума на приемник РЭС коэффициент подавления составляет , а при использовании реальной помехи он становится равным , то справедливо неравенство: коэффициент качества помехи (отношение мощностей нормального шума и реальной шумовой помехи на входе ПРМ подавляемого РЭС при одинаковом эффекте подавления); - коэффициент, характеризующий ослабление помехи специальными схемами защиты, которые могут быть использованы в ПРМ. Предполагая, что в приемнике РЭС всегда имеется фильтр, согласованный с сигналом, можно для .

Виды НШП.

• Прямошумовые помехи. В наибольшей степени приближаются к нормальному шуму. Создаются: генераторами шума СВЧ. Первичные источники шума на СВЧ: газоразрядные лампы, характеризующиеся высокой равномерностью спектра; гетеродинированием – переносом в область ВЧ шума НЧ генератора. На НЧ источники шума – диоды прямого накала, тиратроны в магнитном поле и фотоэлектронные умножители. Амплитудное ограничение снижает эффективность помехи из-за перераспределения энергии по спектру. Существенное ухудшение эффективности помехи связано с изменением ее структуры при глубоком ограничении. Если СКО шума много больше порога ограничения ( ), то помеха вырождается в импульсы с приблизительно постоянной амплитудой и меняющимися по случайному закону длительностями и интервалами . Если ширина спектра помехи согласована с полосой пропускания приемника подавляемого РЭС ( ), то постоянство амплитуды помеховых импульсов сохранится и на выходе приемника. Помеха такого вида обладает плохими маскирующими свойствами. При ( << 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 КПД передатчика оказался бы весьма низким. Оптимально – ( ). В этом случае качество помехи окажется несколько хуже, чем у нормального шума, но это ухудшение не очень существенно и коэффициент качества реальной помехи остается близким к единице.

• Амплитудно-модулированные шумовые помехи (АМ ШП). АМ ШП – незатухающие гармонические колебания, моделированные по
, здесь Ka - крутизна модуляционной характеристики передатчика;
- моделирующее направление, поступающее от генератора шума. Если модулирующий сигнал имеет постоянную спектральную плотность от 0 до , то спектр плотности модулированного колебания так же будет постоянной, а ширина спектра равна: . При 100% модуляции прямоугольными биполярными импульсами (Q=2) отношение . Поэтому справедливо неравенство , где - мощность передатчика помех.

Так как маскирующий эффект создают только боковые составляющие спектра, по прямому направлению используется не более 50% мощности помехи. Если ширина спектра помехи превышает полосу пропускания ПРМ подавляемого РЭС, а средняя частота спектра помехи и резонансная частота приемника одинаковы, то через приемник пройдет часть мощности боковых составляющих помехи, равная . Для подавления сигнала при отсутствии как минимум должно выполняться условие: . С учетом для мощности помехи попадающей в полосу пропускания ПРМ: и реальное значение коэффициента подавления будет равно: . Принимая :
, т.е. при расширении спектра АМ помехи по сравнению с полосой пропускания приемника РЭС почти пропорционально растет. Коэффициент качества помехи при этом соответственно уменьшается . Из-за наличия в спектре помехи составляющей на несущей частоте, не создающей маскирующего эффекта, коэффициент качества помехи не может быть больше 0,5 и уменьшается при возрастании по сравнению с . На качестве помехи сказывается ограничение амплитуды колебаний, имеющее место в любом ПРД. Введем , где

– эффективное значение модулирующего напряжения; Uогр напряжение порога ограничения.

Если m_Э << 1, то влиянием АО можно пренебрегать, помеха обладает хорошими маскирующими свойствами, но при этом очень мала глубина модуляции ВЧ колебаний. Следовательно, коэффициент качества помехи мал. При увеличении m_Э отношение РБОК/Р_НЕС растет и становится равным 1 при m . Поэтому при возрастании m_Э вначале наблюдается рост коэффициента качества помехи.

Если m_Э >> 1 помеха превращается в импульсы амплитуды, обладающие плохими маскирующими свойствами. Для наибольшей эффективности АМ ШП: , помеха мало чем отличается от нормального белого шума (за исключением наличия несущей частоты). Защита от ее воздействия основана на методах оптимальной фильтрации.