СИСТЕМА ДИСКРИМИНАЦИИ ИСТОЧНИКОВ РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ ПО КРИВИЗНЕ ФРОНТА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ

January 25, 2013 by admin Комментировать »

Авдеенко Г. Л., Якорнов Е. А. Национальный технический университет Украины «КПИ» Индустриальный пер.2, г. Киев, 03056, Украина Тел.: 380-44-236-40-14; e-mail: django2006@rambler.ru

Аннотация – Показана структурная схема системы дискриминации ИСТОЧНИКОВ полезного и помехового радиоизлучения по кривизне фронта электромагнитной волны (ЭМВ), дан критерий оценки эффективности ее работы, показана возможность определения местоположения источника помех при использовании данной системы.

I.                                       Введение

в настоящее время широкое распространение и развитие получили радиотехнические системы (РТС) различного назначения: радиосвязи, радиолокации, радионавигации и. т. д. Однако до сих пор острым остается вопрос повышения помехозащищенности приемных устройств РТС и их электромагнитной совместимости (ЭМС). Особенно это касается приемных устройств спутниковых радионавигационных систем (СРНС), обладающих низкой помехозащищенностью по причине очень малого (порядка – 160 дБВт) уровня сигналов на их входе, актуальность защиты которых от радиопомех обусловлена широким использованием этого класса приемных устройств в различных областях деятельности человека. Подобного рода задачи на практике эффективно решаются с помощью адаптивных антенных систем (ААС). Однако эффективность работы ААС снижается при условии совпадения пеленгов источников сигнала и помехи, кроме того данные системы в большинстве случаев не позволяют получить информацию о пространственном положении источника помех, наличие которой позволяет принять меры по нейтрализации последнего. Поэтому в данном докладе представлена структурная схема системы дискриминации источников радиоизлучения, основанная на способе выделения полезного сигнала из смеси полезного сигнала и помехи по кривизне (сферичности) фронта ЭМВ с подавлением помехи, возможность осуществления которого показана в [1] с определением пространственного положения источника помех.

II.                              Основная часть

Основываясь на результатах работы [2], можно приближенно оценить дальность до источника помех, которая равна

где ΑΑφ =              –  Αφ^^ – параметр разности разности

фаз, однозначно характеризующий степень кривизны фронта ЭМВ источника помех, где Αφ^^,Αφ^^разность фаз между первым и вторым, третим и вторым элементами антенной решетки (АР) соответственно; λ-длина волны, Ζ-база АР.

С другой стороны в докладе показано, что:

Подставив Кп и Косл ПОЛуЧИМ фуНКЦИЮ

Рис. 1.

Следовательно, задача определения местоположения источника помех при заданной геометрии АР сводится к измерению с помощью фазометров значений Αφ^^ν\Αφ^^, вычислению по формуле (2)

дальности, а на основании формулы (1) пеленга ис- точ-ника помех

Исходя из вышеизложенного, вариант системы дискриминации источников для системы сопровождения транспортного средства в условиях постановки активных помех показан в работе [2], упрощенная структурная схема которого для канала СРНС GPS данной системы представлена на рис.1. Необходимо отметить, что структурная схема системы дискриминации источников для канала связи системы сопровождения имеет аналогичный вид.

Fig. 1.

В докладе приведены основные математические соотношения для вычисления коэффициентов подавления помех (Кп) и ослабления полезного сиг-нала (Косл) для РТС с широкополосными сигналами (ШПС), использующих данную систему дискриминации источников.

Кроме того, в докладе показан критерий эффективности работы системы дискриминации источников с точки зрения обеспечения подавления сигнала от источника помех и ослабления полезного сигнала:

где Δζρ = 2τιΐ5ίη(β)/λ ,                   –   фазовый  сдвиг  между

элементами АР при приеме полезного сигнала, имеющего плоский фронт ЭМВ и отношение помеха/шум, выраженное в дБ, соответственно.

На графике, показаном в докладе, все значения функции К (β, d), которые лежат ниже сечения, проведенного на уровне О дБ соответствуют выполнению условия (3), при котором будет обеспечиваться такое отношение помеха/сигнал, при котором приемник ШПС будет нормально функционировать в условиях постановки организованных помех.

Схема на рис.1 в условиях постановки помехи S работает следующим образом. Сигналы с выходов крайних элементов 4^и 4зАР 5 через сумматор 7, регулируемый фазовращатель 9 поступают на первый вход мостового сумматора 8, на второй вход которого с выхода регулируемого аттенюатора 6 поступает сигнал центрального элемента 4гАР. Одновременно с этим на первый вход устройства управления 70 поступает сигнал от радиомодема 72, формируемый при перегрузке помехой GPS приемника 77, а на второй вход – мощный сигнал помехи с выхода первого плеча мостового сумматора 8. При наличии этих двух сигналов устройство управления начинает решать оптимизационную задачу поиска экстремума помехового сигнала путем управления аттенюатором 6 и фазовращателем 9. Максимум на выходе первого плеча мостового сумматора 8, который соответствует определенной кривизне фронта ЭМВ (дальности до источника помех) будет в том случае, когда сигналы на входах данного сумматора будут равны по амплитуде и сдвинуты по фазе на 90°. Тогда по свойствам мостовых сумматоров на первом входе будет происходит суммирование помех, а на втором – вычитание (подавление). Для увеличения скорости адаптации в схеме на рис.1 включены фазометры, позволяющие выполнить грубую настройку на фронт ЭМВ помехи с помощью дискретного фазовращателя с последующей подстройкой системы с помощью непрерывного фазовращателя [3]. Сигналы от навигационных космических аппаратов будут иметь плоский фронт ЭМВ и частично проходить на второй выход сумматора 8 и на вход GPS приемника 77 и далее через радиомодем 72 по линии связи 2 на центральный пост Здля дальнейшей обработки. При постановке помехи каналу связи система дискриминации работает аналогично.

III.                                  Заключение

в докпаде представлен вариант структурной схемы системы дискриминации источников помехо-вого и полезного радиоизлучения с возможностью определения местоположения и подавления первого на основании информации о кривизне фронта ЭМВ, а также показана эффективность ее работы.

IV.                           Список литературы

[1]  Авдеенко Г. П., Якорнов Е. А. Подавление источника радиоизлучения на основе использования различия в сферичности фронтов электромагнитных волн сигнала и помехи //15-я Международная конференция «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии» 12-16 сентября 2005 г. Севастополь.

[2]  Патент № 63867 (Украина) от 15.01.2004. Система для сопровождения подвижных объектов с использованием сигналов глобальной спутниковой системы радионавигации, кл. G01S5/14// Якорнов Е. А., Копытко И. И, Рогов П. Д., Левшенко А. С, Ильченко М. Е.

[3] Патент № 8150 (Украина) от 15.07.2005 (Полезная модель). Система для сопровождения подвижных объектов с использованием сигналов глобальной спутниковой системы радионавигации, кп. G01S5/14//Авдеенко Г. Л., Жукова М. В., Копытко И. И., Сарычев Ю. А., Якорнов Е. А.

RADIATION SOURCES DISRIMINATION SYSTEM WITH USING CURVATURE OF THE FRONT OF THE ELECTROMAGNETIC WAVE

Avdeyenko G. L., Yakornov E. A.

National Technical University of Ukraine «ΚΡΙ» Industrialniy per2, Kiev, 03056, Ukraine Ph.: (044) 236-40-14, e-mail: django2006@rambler.ru

Abstract – Structure scheme of the radiation sources discrimination system with using curvature of the front of the electromagnetic wave is shown with possibility of jammer suppression and its location determination.

I.                                         Introduction

At present time there is an actual problem of the protection increase in the radioreceiver systems from the point of view of the intentional and unintentional interference source suppression and electromagnetic compatibility. This problem also regards to Global Navigation Satellite System GPS due to low signal level on the receiver’s input. This problem could be solved with adaptive antenna system (AAS) which uses various signal parameters such as frequency, radiation time, arrival direction, polarization etc. But the AAS perfomance is limited then signal and interference sources has the same bearing because of the signal attenuation during adaptation process to suppress interference. Thus it is possible to use differences in spherical waves of the signal and interference to suppress the interference without considerable signal attenuation and deter-mine space location of the interference source [1].

II.                                        Main Part

Fig.1 illustrates simplified variant of the radiation discrimination system for GPS channel of the automatic vehicle location system (AVLS) [2].

The distance from interference source to the antenna system could be calculated using the equation (2) and the bearing angle of the interference source could be calculated using equation (1).

Equation (3) describes the criterion of the radiosources discrimination system normal functioning with necessary interference source suppression and without excessive signal level attenuation.

When there is a strong jammer on antenna array 5 input there are control signal on the first input of the control device 70 from radiomodem 72 and jammer signal on the second input of 70 from the first output of the power combiner 8.

For jammer suppression control device 10 generates control signals for adjustable attenuator 6 and phaseshifter 9. When the signal levels at the power combiner 8 are equal and have phase shift 90° then there are strong jammer signal on the first output of the power combiner and the weak GPS signal with no jammer at the second output. This maximum deter-mines the optimal tuning of the attenuator 6 and the phase-shifter 9. For adaptation process acceleration for interference suppression there are two phase-angle meters in the structure scheme [3].

So there is a possibility to suppress the interference without significant signal attenuation when the signal and interference sources have the same bearing angle but the different distance (or wave sphericity) to antenna system.

III.                                       Conclusion

Interference cancellation system with using differences in curvature (sphericity) of the electromagnetic waves of the signal and interference is shown. Both interference level suppression and signal attenuation characteristics are presented. The criterion of the normal operating of the discrimination system is shown.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты