Патент на изобретение №2292650

(54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для контроля за изменениями радиоэлектронной обстановки. Достигаемый технический результат – обеспечение возможности обнаружения сигналов радиоэлектронных средств, сменивших рабочую частоту. Способ заключается в приеме сигналов многоэлементной антенной системой, их усилении, перемножении, фильтрации, представлении результатов перемножения и фильтрации в виде корреляционной матрицы сигналов, задержке этих сигналов, поэлементном вычитании сигналов текущей и задержанной матриц сигналов и представлении результатов вычитания в виде разностной корреляционной матрицы, дополнительном измерении полярности разностной корреляционной матрицы сигнала и определении по ее значению принадлежности сигнала к радиоэлектронным средствам, прекратившим или начавшим излучение, сравнении значения рабочей частоты и направления прихода сигнала вновь появившегося излучения со всеми записанными значениями рабочих частот и направлений прихода сигналов радиоэлектронных средств, прекративших излучение, и определении излучающего средства, сменившего рабочую частоту по признаку направления прихода сигнала этого радиоэлектронного средства. 6 ил.

Способ обнаружения радиоэлектронных средств относится к области радиотехники и может быть использован для контроля за изменениями радиоэлектронной обстановки, выделения сигналов радиоэлектронных средств, начавших или прекративших излучение, и измерения их частот и направлений прихода сигналов при реализации его в технике радиоподавления радиосвязи.

В настоящее время известны следующие способы обнаружения радиоэлектронных средств, реализованные методами поиска, описанные в Борисов В.И., Зинчук В.М. Помехозащищенность систем радиосвязи. Вероятностно-временной подход. Радио и связь,1999, стр.47-56, 62-71:

параллельный (многоканальный);

последовательный (одноканальный);

параллельно-последовательный поиск (комбинированный).

При параллельном поиске диапазон поиска f разделяется на ряд элементарных каналов (поддиапазонов) f_Э шириной . Обнаружение осуществляется с использованием N неперестраеваемых радиоприемников (или N-канального радиоприемника).

При этом в каждом канале одновременно производится анализ входного воздействия с целью установления факта наличия или отсутствия сигнала на входе радиоприемника. Недостаток алгоритма параллельного поиска: аппаратурная избыточность поста поиска, высокая его стоимость.

При одноканальном (последовательном) поиске обзор всего диапазона поиска производится путем последовательной перестройки одного радиоприемника с начала и до конца диапазона и анализа в ходе перестройки входного воздействия с целью установления факта наличия или отсутствия сигнала на входе радиоприемника. Последовательный поиск прост и экономичен в реализации, однако имеет существенно большее среднее время поиска, нежели параллельный поиск. При небольшой скорости перестройки велика вероятность пропуска (необнаружения) сигналов малой длительности. Увеличение скорости перестройки приводит к снижению чувствительности радиоприемника и динамическим ошибкам измерения параметров сигнала (частоты, амплитуды и др.).

Комбинированный алгоритм поиска обеспечивает возможность сочетания достоинств параллельного и последовательного способов поиска и достижения компромисса между требуемой эффективностью и стоимостью, однако полностью не исключает недостатков, присущих описанным выше способам: избыточность аппаратуры сохраняется, а время поиска для решения некоторых задач радиоразведки остается неприемлемо большим.

₃, значение которого обеспечивает выполнение условия, что вероятность изменения числа воздействующих на многоэлементную антенную систему за время ₃ сигналов более чем на один пренебрежимо мала, поэлементном вычитании сигналов текущей и задержанной матриц сигналов и представлении результатов вычитания в виде разностной корреляционной матрицы сигнала, которая является ненулевой матрицей в случае изменения количества излучающих радиоэлектронных средств за период времени, равный ₃, и представляет собой корреляционную матрицу появившегося или исчезнувшего сигнала и определении по ней значений рабочей частоты и направления прихода сигнала радиоэлектронного средства, прекратившего или начавшего излучение за этот период времени.

Недостаток данного способа заключается в том, что он не обеспечивает выявление обнаруженных сигналов радиоэлектронных средств, сменивших рабочую частоту. То есть при реализации данного способа не обеспечивается разделение обнаруженных сигналов на впервые появившиеся в эфире и на сигналы радиоэлектронных средств, прекративших излучение на одной частоте и вышедших в эфир на новой частоте. Своевременное обнаружение последних крайне актуально при ведении радиоэлектронной борьбы с радиоэлектронными средствами радиосвязи противника. Для предотвращения возможности передачи противником информации (особенно наиболее важных или коротких сообщений) необходимо отслеживать наиболее приоритетные радиолинии и создавать им помеху сразу после начала работы на новой частоте.

Задача изобретения – расширение функциональных возможностей способа обнаружения радиоэлектронных средств за счет обеспечения возможности обнаружения сигналов радиоэлектронных средств, сменивших рабочую частоту.

Для решения поставленной задачи в известном способе обнаружения радиоэлектронных средств, заключающемся в приеме сигналов многоэлементной антенной системой, их усилении, перемножении и низкочастотной фильтрации выходного напряжения каждого антенного элемента с выходными напряжениями всех остальных антенных элементов и представлении результатов перемножения и фильтрации в виде корреляционной матрицы сигналов, задержке этих сигналов на время задержки ₃, значение которого обеспечивает выполнение условия, что вероятность изменения числа воздействующих на многоэлементную антенную систему за время ₃ сигналов более чем на один пренебрежимо мала, поэлементном вычитании сигналов текущей и задержанной матриц сигналов и представлении результатов вычитания в виде разностной корреляционной матрицы сигнала, которая является ненулевой матрицей в случае изменения количества излучающих радиоэлектронных средств за период времени, равный _з, и представляет собой корреляционную матрицу появившегося или исчезнувшего сигнала и определении по ней значений рабочей частоты и направления прихода сигнала радиоэлектронного средства, прекратившего или начавшего излучение за этот период времени, дополнительно измеряют полярность разностной корреляционной матрицы сигнала и по ее значению определяют принадлежность сигнала к радиоэлектронным средствам, прекратившим или начавшим излучение, записывают значения рабочей частоты, направления прихода сигнала раздельно для сигнала радиоэлектронного средства, прекратившего излучение, и сигнала радиоэлектронного средства, начавшего излучение, сравнивают значения рабочей частоты и направления прихода сигнала вновь появившегося излучения со всеми записанными значениями рабочих частот и направлений прихода сигналов радиоэлектронных средств, прекративших излучение, и определяют излучающее радиоэлектронное средство, сменившее рабочую частоту, по признаку направления прихода сигнала этого радиоэлектронного средства.

При изучении других известных технических решений в данной области техники указанная совокупность признаков, отличающая изобретение от прототипа, не была выявлена.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства, поясняющего сущность заявляемого способа обнаружения радиоэлектронных средств, на фиг.2 – схема расположения антенных элементов антенной системы, на фиг.3 – структурная схема блока корреляционной матрицы сигналов, на фиг.4 – структурная схема коррелятора, входящего в состав блока корреляционной матрицы сигналов, на фиг.5 – структурная схема блока определения частотных и пространственных параметров сигналов, на фиг.6 – временные диаграммы, поясняющие сущность заявляемого способа.

На фиг.1 приняты следующие обозначения:

1 – многоэлементная антенная система;

2 – усилитель;

3 – блок корреляционной матрицы сигналов (КМС);

4 – вычитающее устройство;

5 – блок линий задержки;

6 – блок определения знака разностной корреляционной матрицы сигнала;

7 – блок определения частотных и пространственных параметров сигналов;

8 – запоминающее устройство параметров сигналов радиоэлектронных средств, прекративших излучение;

9 – запоминающее устройство параметров сигналов радиоэлектронных средств, начавших излучение;

10 – блок сравнения;

11 – блок учета погрешности оценивания;

12 – устройство управления.

На фиг.3 приняты следующие обозначения:

13.1-13.9 – корреляторы.

На фиг.4 приняты следующие обозначения:

14 – умножитель;

15 – низкочастотный фильтр.

На фиг.5 приняты следующие обозначения:

16.1-16.3 – генераторы значений параметров;

17 – блок формирования эталонных сигналов;

18 – блок корреляционной матрицы эталонного сигнала;

19 – вычитающее устройство;

20 – блок оценки разности;

21 – преобразователь “параметр – цифровой код”;

22 – блок управления генераторами;

23 – электронный коммутатор.

На фиг.6 приняты следующие обозначения:

U₁-U₄ – напряжения сигналов на входе антенной системы;

U_БО3 – напряжения сигналов на выходе блока определения знака КМС.

Устройство, поясняющее сущность заявляемого способа обнаружения радиоэлектронных средств (фиг.1), содержит последовательно соединенные антенную систему 1, усилитель 2, блок корреляционной матрицы сигналов 3, блок линий задержки 5, вычитающее устройство 4, блок определения частотных и пространственных параметров сигналов 7, запоминающее устройство параметров сигналов радиоэлектронных средств, прекративших излучение 8, блок сравнения 10, блок учета погрешности оценивания 11, устройство управления 12, а также содержит блок определения знака разностной корреляционной матрицы сигналов 6, вход которого соединен с выходом вычитающего устройства 4, а выход соединен с вторым входом устройства управления 12, блок определения частотных и пространственных параметров сигналов 7, вход которого соединен с выходом блока определения частотных и пространственных параметров сигналов 7, а выход соединен с вторым входом блока сравнения 10, выход блока корреляционной матрицы сигналов 3 соединен с вторым входом вычитающего устройства 4, выход устройства управления 12 соединен с управляющими входами запоминающего устройства параметров сигналов радиоэлектронных средств, прекративших излучение 8, запоминающего устройства параметров сигналов радиоэлектронных средств, начавших излучение 9, блока сравнения 10 и блока учета погрешности оценивания 11.

Блоки, используемые в устройстве, осуществляющем предложенный способ, могут быть реализованы следующим образом.

Антенная система 1 в общем случае представляет собой N-элементную антенную решетку (в качестве примера на фиг.2 приведена 3-элементная).

Усилитель 2 представляет собой N-канальный усилитель.

Блок корреляционной матрицы сигналов 3 представляет собой N×N корреляторов, выходные сигналы которых характеризуют корреляционную связь между сигналами в соответствующих антенных элементах, и может быть реализован по схеме, приведенной на фиг.3. Входящие в состав блока КМС 3 корреляторы 13.1…13.9 широко используются в устройствах обработки сигналов многоканальных АС, например Ямпольский В.Г., Фролов О.П. Антенны и ЭМС. – М.: Радио и связь, 1983, с.235, рис.10.10, с.240, рис.10.16, Венскаускас К.К. Компенсация помех в судовых радиотехнических системах. – Л.: Судостроение, 1989, с.111, рис.2.31 и могут быть реализованы по схеме фиг.4 в виде последовательно соединенных умножителя 14 и низкочастотного фильтра 15.

Вычитающее устройство 4 представляет собой набор функциональных узлов (количество которых определяется числом сигналов, составляющих КМС) и может быть реализовано с использованием соответствующих дифференциальных усилителей, реализующих операции вычитания сигналов.

Блок линий задержки 5 содержит N×N идентичных линий задержки и может быть реализован на основе ультразвуковых линий задержки.

Блок определения знака разностной корреляционной матрицы сигналов

6 может быть реализован с использованием логических элементов.

Блок определения частотных и пространственных параметров сигналов 7 может быть выполнен по структурной схеме, приведенной на фиг.5. Он содержит последовательно соединенные блок формирования эталонных сигналов 17, блок корреляционной матрицы эталонного сигнала 18, вычитающее устройство 19, блок оценки разности 20, электронный коммутатор 23, а также блок управления генераторами 22, генераторы значений параметров 16.1…16.3, входы которых соединены с соответствующими выходами блока управления генераторами 22, преобразователь “параметр – цифровой код” 21, входы которого соединены с соответствующими входами блока формирования эталонных сигналов 17 и выходами соответствующих генераторов значений параметров 16.1…16.3, а выходы соединены с соответствующими входами электронного коммутатора 23.

Запоминающие устройства параметров сигналов радиоэлектронных средств 8, 9 реализуются с использованием цифровых регистров записи двоичного кода, выполненных на основе RS- или D-триггеров.

Схема сравнения 10 является цифровым аналогом компаратора (используемого для сравнения напряжений при операциях с непрерывными сигналами), представляет собой комбинационное логическое устройство и реализуется на основе каскадов логических элементов И-ИЛИ-НЕ.

Блок учета погрешности оценивания 11, устройство управления 12 могут быть реализованы с использованием цифровой элементной базы (программируемого микропроцессора).

Таким образом, реализация предложенного способа не вызывает сомнений, так как в устройстве для его осуществления используются типовые радиотехнические устройства и элементы цифровой техники.

Заявляемый способ обнаружения радиоэлектронных средств основан на использовании методов пространственной обработки сигналов, реализуемых многоканальными устройствами, в составе которых применяются многоэлементные антенные системы (АС).

Устройство, реализующее предложенный способ, работает следующим образом.

В качестве примера рассмотрим трехэлементную антенную систему, элементы которой расположены в вершинах равностороннего треугольника, вписанного в окружность радиусом R (фиг.2).

На выходе каждого антенного элемента (АЭ) напряжения (отклики) одного и того же входного сигнала отличаются для идентичных АЭ фазовыми сдвигами, определяемыми разностью хода электромагнитной волны до АЭ.

Напряжения i-го сигнала на выходах антенных элементов АС 1 (фиг.1) имеют следующий вид:

где _i1 – сдвиг фазы i-го сигнала в первом антенном элементе относительно центра антенной системы 1;

_i2 – сдвиг фазы i-го сигнала во втором антенном элементе относительно центра антенной системы 1;

_i3 – сдвиг фазы i-го сигнала в третьем антенном элементе относительно центра антенной системы 1,

то есть на выходах антенных элементов АС 1 напряжения (отклики) i-го сигнала имеют фазовые сдвиги _i1, _i2, _i3, величины которых определяются соотношением радиуса круга антенного массива R, длины волны (частоты) сигнала , а также направлением прихода электромагнитных волн, и определяются следующими формулами:

где – азимут, – угол места, характеризующие направление прихода сигнала.

Для обеспечения возможности дальнейшей обработки сигналов с выходов АЭ производится их усиление в соответствующих каналах усилителя 2 до необходимого уровня.

Извлечение информации, заложенной в набеге (сдвиге) фазы выходных напряжений АЭ, имеет определенные трудности, обусловленные следующими факторами. Выходное напряжение каждого АЭ представляет собой аддитивную смесь сигнала, помех и шума. Сигналы, помехи и шумы описываются статистическими характеристиками, а оцениваются усредненными значениями, которые получают путем корреляционной обработки. Результаты корреляционной обработки выходных сигналов многоэлементных АС удобно представлять в виде корреляционной матрицы (КМ) сигналов. Корреляционная матрица сигналов содержит полную информацию о внешних источниках, воздействующих на АС. Диагональные элементы КМ дают информацию о мощности собственных и внешних шумов в парциальных каналах приема, остальные элементы КМ содержат информацию о длинах волн (частотах) и о направлениях прихода сигналов, см., например, Ямпольский В.Г., Фролов О.П. Антенны и ЭМС. – М.: Радио и связь, 1983, стр.227, Монзинго Р.А., Миллер Т.У. Адаптивные антенные решетки: введение в теорию: Пер. с англ. – М: Радио и связь, 1986, с.71-73, Венскаускас К.К. Компенсация помех в судовых радиотехнических системах. – Л.: Судостроение, 1989, с.13, 14., Адаптивная компенсация помех в каналах связи/ Ю.И.Лосев, А.Г.Бердников, Э.Ш.Гойхман, Б.Д.Сизов/ под. ред. Ю.И.Лосева. – М.: Радио и связь, 1988, с.22-23.

Для удобства извлечения информации, заложенной в набеге (сдвиге) фазы сигнала, необходимо получить корреляционную матрицу сигналов на выходе АС 1, диагональные элементы которой являются функциями автокорреляции, а остальные элементы – функциями взаимной корреляции сигналов в соответствующих антенных элементах.

Для получения элементов КМ производится перемножение и низкочастотная фильтрация выходного напряжения каждого АЭ с выходными напряжениями всех остальных АЭ в блоке КМС 3, схема которого приведена на фиг.2. Корреляторы в блоке КМС 3 идентичны.

Для рассматриваемого случая корреляционная матрица сигналов на выходе блока КМС 3 при наличии М сигналов радиоэлектронных средств имеет вид

где _i12=_i1–_i2 – набег фазы принимаемого сигнала в первом АЭ относительно второго;

_i13=_i1–_i3 – набег фазы принимаемого сигнала в первом АЭ относительно третьего;

_i21=_i1–_i1 – набег фазы принимаемого сигнала в третьем АЭ относительно второго и так далее.

Задержка сигналов, являющихся элементами КМ, производится в блоке линий задержки 5, причем количество линий задержки определяется числом сигналов, составляющих КМ.

Время задержки ₃ выбирается из условий: вероятность изменения числа воздействующих на многоэлементную антенную систему за время ₃ сигналов более чем на один должна быть пренебрежимо мала, в то же время величина ₃ должна быть не меньше длительности переходных процессов при формировании выходных сигналов корреляторов.

Поэлементное вычитание сигналов текущей и задержанной матриц и представление результатов вычитания в виде разностной корреляционной матрицы сигналов осуществляется в вычитающем устройстве 4 путем вычитания из каждого сигнала, являющегося элементом текущей КМС вида (3), соответствующего сигнала задержанной КМС. Таким образом, на выходе вычитающего устройства 4 в рассматриваемом примере имеются девять разностных сигналов, являющихся элементами разностной КМС:

При выполнении операции вычитания КМС возможны три исхода:

1. За время, равное _з, число сигналов, воздействующих на АС 1, не изменилось, тогда соответствующие элементы текущей и задержанной КМС не отличаются друг от друга, и поэтому все элементы разностной КМС равны нулю:

2. За время, равное ₃, число воздействующих на АС 1 сигналов уменьшилось на один (исчез k-й сигнал), тогда разностная КМС является отрицательной матрицей и имеет вид

3. За время, равное ₃, число воздействующих на АС 1 сигналов увеличилось на один (появился l-й сигнал), тогда разностная КМС является положительной матрицей и имеет вид

Так как значение времени задержки ₃ выбрано с тем условием, что вероятность изменения числа воздействующих на многоэлементную антенную систему за время ₃ сигналов более чем на один пренебрежимо мала, то разностная КМС представляет собой корреляционную матрицу появившегося или исчезнувшего сигнала. При этом знак матрицы позволяет определить: появился сигнал или исчез, что поясняется эпюрами, приведенными на фиг.5 применительно к четырем сигналам, воздействующим в различные моменты времени на АС 1. Сигналы, являющиеся элементами разностной КМС, подаются на блок определения частотных и пространственных параметров сигналов 7 и на блок определения знака разностной корреляционной матрицы сигнала 6.

Определение рабочих частот и направлений прихода (азимутов и углов места) сигналов радиоэлектронных средств производится в блоке определения частотных и пространственных параметров сигналов 7. Принципы определения пространственных и частотных параметров радиосигналов известны и основаны на приеме сигнала несколькими антенными элементами, расположенными в разнесенных точках пространства, обработке напряжений, наведенных в этих антенных элементах с использованием различных методов (амплитудный, фазовый, амплитудно-фазовый, доплеровский и др.) с целью извлечения информации о пространственных и частотных параметрах, которая содержится в разности фаз напряжений в антенных элементах, например, Кукес И.С., Старик М.Е. Основы радиопеленгации. – М.: Сов. радио, 1964, с.20-35.

В заявляемом способе используется фазовый метод, реализующий алгоритм пространственной обработки сигналов: наведенные в каждом АЭ напряжения подвергаются корреляционной обработке в блоке КМС 3, в результате которой формируются сигналы (являющиеся элементами КМС). Фазы этих сигналов содержат информацию об азимуте , угле места и длине волны (частоте), стр.8 описания. Сигналы разностной КМС, содержащие информацию об азимуте, угле места и длине волны появившегося или исчезнувшего сигнала, поступают на блок определения частотных и пространственных параметров сигналов 7.

Определение параметров сигнала , и в блоке определения частотных и пространственных параметров сигналов 7 (фиг.5) осуществляется следующим образом. Блок управления генераторами 22 для заданных (установленных пользователем) границ поиска по частотному диапазону f_min, f_max; азимуту _min, _max; углу места _min, _max и соответствующих значений разрешения по частоте, азимуту и углу места f; ; управляет соответствующими генераторами 16.1…16.3, формирующими множество вариантов сочетаний напряжений, пропорциональных соответственно значениям частоты (в МГц), азимута и угла места (в град.). В блоке формирования эталонных сигналов 17 имитируются сигналы с антенных элементов АС 1 для текущих сочетаний значений f; ; в соответствии в выражением (1) на стр.8 описания. Блок корреляционной матрицы эталонного сигнала 18 и вычитающее устройство 19 в блоке определения частотных и пространственных параметров сигналов 7 идентичны соответственно блоку КМС З и вычитающему устройству 4 на фиг.1 и выполняют те же функции. В блоке оценки разности 20 определяется точность совпадения корреляционной матрицы появившегося или исчезнувшего в эфире сигнала и корреляционной матрицы сформированных копий (эталонных сигналов) по заданному пороговому значению. При неизменной РЭО (отсутствии сигнала на входе блока определения частотных и пространственных параметров сигналов 7) значение напряжения выходного сигнала блока оценки разности 20 равно 0. В случае, если разность корреляционных матриц сигналов на выходе вычитающего устройства 19 не превышает порогового значения (т.е. эталонный сигнал максимально совпал с сигналом на выходе вычитающего устройства 4 (фиг.1) и параметры которого надо определить), на выходе блока оценки разности 20 появляется сигнал высокого уровня (логическая единица), который открывает электронный коммутатор 23, при этом сигналы с выходов генераторов значений параметров f; ; 16.1…16.3, присутствующие на входе электронного коммутатора 23 в виде кода частоты, азимута и угла места (в результате аналого-цифрового преобразования в преобразователе “параметр – цифровой код”), поступают на выход блока определения частотных и пространственных параметров сигналов 7. Таким образом оценки значений ; ; соответствуют значениям параметров сигналов, начавшим или прекратившим излучение.

Таким же образом (путем формирования множества эталонных сигналов и сравнения каждого из них с принятым многоэлементной АС сигналом корреляционным методом) определяются пространственные параметры сигналов в малобазовом интерферометре, см. Германия, патент DE 4128191 A1, 1993, МПК 7 G 01 S 3/46.

Полярность разностной КМС определяется полярностью сигналов, являющихся диагональными элементами разностной КМС на выходе вычитающего устройства 4, и измеряется с целью разделения сигналов на принадлежность к радиоэлектронным средствам, прекратившим или начавшим излучение, осуществляемой устройством управления 12, которое относит сигналы к радиоэлектронным средствам, прекратившим работу, если полярность напряжения импульса, поступающего с выхода блока определения знака разностной КМС 6, отрицательна, и соответственно к начавшим излучение, если она положительна.

Запись значений рабочих частот, направлений прихода сигналов излучающих радиоэлектронных средств производится в виде двоично-десятичного кода (электрических импульсов низкого и высокого уровня) в соответствующие запоминающие устройства 8 и 9, которые предназначены для хранения параметров сигналов радиоэлектронных средств, соответственно прекративших и начавших излучение.

Сравнение значений рабочих частот и направлений прихода сигналов вновь появившихся излучений с записанными значениями рабочих частот и направлений прихода сигналов радиоэлектронных средств, прекративших излучение производится в блоке сравнения 10 путем поимпульсного сравнения кодовых комбинаций записанных параметров сигнала и кодовых комбинаций параметров вновь появившихся сигналов, содержащихся в запоминающих устройствах 8 и 9 с учетом погрешностей оценивания параметров сигналов в блоке учета погрешности оценивания 11.

Разделение излучающих средств, сменивших рабочую частоту, по признаку направлений прихода сигналов этих средств производится следующим образом: если при поэлементном сравнении количество несовпадений импульсов не превышает порог, определяемый блоком учета погрешности оценивания 11, то устройство управления 12 принимает решение об обнаружении сигнала радиоэлектронного средства, сменившего рабочую частоту, в противном случае источник сигнала классифицируется как новый.

Поясним динамику работы устройства, реализующего заявляемый способ. Пусть в момент времени t₁ количество сигналов на входе антенной системы 1 увеличилось на один. При этом корреляционная матрица сигналов на выходе блока КМС 3 изменилась, а за счет задержки ее предыдущего вида в блоке линий задержки 5 разностная КМС на выходе вычитающего устройства 4 (являющаяся нулевой до момента времени t₁) становится ненулевой и положительной. Блок определения частотных и пространственных параметров сигналов 7 определяет длину волны _i (частоту), азимут _i, угол места _i сигнала данного радиоэлектронного средства и выдает эти параметры на информационные входы запоминающих устройств 8 и 9. Сигнал с выхода блока определения знака разностной КМС 6 (в данном случае положительного уровня) поступает на устройство управления 12, которое при этом подает команду на управляющий вход запоминающего устройства 9, по которой осуществляется запись параметров сигнала этого радиоэлектронного средства в одну из ячеек памяти запоминающего устройства 9. Далее устройство управления 12 инициирует операцию сравнения азимута и угла места сигнала данного радиоэлектронного средства с азимутами и углами места сигналов, хранящимися в запоминающем устройстве 8 параметров сигналов, прекративших работу. Для этого на второй вход блока сравнения 10 с выхода запоминающего устройства 9 подается значение азимута _i и угла места _i, а на ее первый вход последовательно считывается информация об азимутах и углах места всех сигналов, хранящихся в запоминающем устройстве 8. Результаты сравнения азимутов и углов места поступают в блок учета погрешности оценивания 11 (в котором заданы границы доверительных интервалов и ). Если модуль разности азимута появившегося сигнала и азимутов сигналов, хранящихся в запоминающем устройстве 8, для всех сочетаний азимутов превышает или модуль разности угла места появившегося сигнала и углов места, хранящихся в запоминающем устройстве 8, для всех сочетаний углов места превышает , то обнаруженный сигнал не принадлежит радиоэлектронному средству, ранее сменившему рабочую частоту, и является сигналом радиоэлектронного средства, вышедшего в эфир впервые.

Пусть в момент времени t₂ количество сигналов на входе антенной системы 1 уменьшилось на один. При этом разностная КМС на выходе вычитающего устройства 4 (являющая нулевой до момента времени t₂, то есть пока количество сигналов, воздействующих на антенную систему 1, не изменялось) становится ненулевой и отрицательной. Далее, по аналогии с вышеописанным, производится вычисление и запись параметров сигнала радиоэлектронного средства, прекратившего работу, (_j, _j и _j) в запоминающее устройство 8. Появление сигнала (в данном случае отрицательного уровня) на выходе блока определения знака корреляционной матрицы 6 является сигналом для устройства управления 12 на инициирование операции сравнения азимута _j, угла места _j и частоты f_j исчезнувшего сигнала с параметрами сигналов, хранящихся в запоминающем устройстве 9, проводимой способом, аналогичным вышеописанному. Результаты сравнения и учета погрешности оценивания поступают в устройство управления 12, после чего оно производит очистку ячейки запоминающего устройства 9, в которой хранились данные об исчезнувшем сигнале радиоэлектронного средства.

Пусть в момент времени t₃ количество сигналов на входе антенной системы 1 увеличилось на один. Если после проведения операций, аналогичных вышеописанным, по результатам сравнения азимутов _q и углов места _q окажется, что модули их разностей _q и _q не превышают заданных доверительных интервалов и , то обнаруженный сигнал принадлежит радиоэлектронному средству, ранее сменившему рабочую частоту, после чего устройство управления 12 производит очистку соответствующей ячейки запоминающего устройства 8, в которой хранились значения азимута, угла места и предыдущей рабочей частоты этого радиоэлектронного средства.

Заявляемый способ обеспечивает автоматическое решение задач радиоразведки, связанных с обнаружением целей радиоподавления, сменивших рабочую частоту из-за воздействия помех. В существующих средствах решение этой задачи возможно с помощью специального алгоритма, для реализации которого необходимо использование совокупности нескольких технических устройств: обнаружителя, измерителя параметров сигналов, радиопеленгатора, объединенных общим управлением, и обработкой полученных разведсведений на специализированном пункте (автоматизированном или ручном). Длительность выполнения этих операций зачастую может быть неприемлимо большой, что приводит к снижению эффективности радиоподавления.

Заявляемый способ обеспечивает обнаружение радиоэлектронных средств – объектов радиоподавления, сменивших рабочую частоту из-за воздействия помех, в масштабе времени, близком к реальному, и таким образом расширяет функциональные возможности прототипа.

Реализация предлагаемого способа обнаружения радиоэлектронных средств в технике радиоподавления обеспечивает существенное сокращение временных затрат на обнаружение радиоэлектронных средств, сменивших рабочую частоту по сравнению с аналогами за счет реализации беспоискового обнаружения сигналов и пеленгования их источников и повышает оперативность постановки помех радиоэлектронным средствам, назначенным на радиоподавление.

Формула изобретения

Способ обнаружения радиоэлектронных средств, заключающийся в приеме сигналов многоэлементной антенной системой, их усилении, перемножении и низкочастотной фильтрации выходного напряжения каждого антенного элемента с выходными напряжениями всех остальных антенных элементов и представлении результатов перемножения и фильтрации в виде корреляционной матрицы сигналов, задержке этих сигналов на время задержки ₃, значение которого обеспечивает выполнение условия, что вероятность изменения числа воздействующих на многоэлементную антенную систему за время ₃ сигналов более, чем на один, пренебрежимо мала, поэлементном вычитании сигналов текущей и задержанной матриц сигналов и представлении результатов вычитания в виде разностной корреляционной матрицы сигнала, которая является ненулевой матрицей в случае изменения количества излучающих радиоэлектронных средств за период времени, равный ₃, и представляет собой корреляционную матрицу появившегося или исчезнувшего сигнала, и определении по ней значений рабочей частоты и направления прихода сигнала радиоэлектронного средства, прекратившего или начавшего излучение за этот период времени, отличающийся тем, что дополнительно измеряют полярность разностной корреляционной матрицы сигнала и по ее значению определяют принадлежность сигнала к радиоэлектронным средствам, прекратившим или начавшим излучение, записывают значения рабочей частоты, направления прихода сигнала раздельно для сигнала радиоэлектронного средства, прекратившего излучение, и сигнала радиоэлектронного средства, начавшего излучение, сравнивают значения рабочей частоты и направления прихода сигнала вновь появившегося излучения со всеми записанными значениями рабочих частот и направлений прихода сигналов радиоэлектронных средств, прекративших излучение, и определяют излучающее радиоэлектронное средство, сменившее рабочую частоту, по признаку направления прихода сигнала этого радиоэлектронного средства.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 28.04.2007

Извещение опубликовано: 10.09.2008 БИ: 25/2008