RU2420760C2 - Evaluation method of radio countermeasure efficiency of signal of satellite communication by interference influence on receiving systems of retranslators, and device for its implementation - Google Patents
Evaluation method of radio countermeasure efficiency of signal of satellite communication by interference influence on receiving systems of retranslators, and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2420760C2 RU2420760C2 RU2009143758/09A RU2009143758A RU2420760C2 RU 2420760 C2 RU2420760 C2 RU 2420760C2 RU 2009143758/09 A RU2009143758/09 A RU 2009143758/09A RU 2009143758 A RU2009143758 A RU 2009143758A RU 2420760 C2 RU2420760 C2 RU 2420760C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- interference
- signal
- frequency
- input
- satellite communication
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y02B60/50—
Landscapes
- Radio Relay Systems (AREA)
- Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники, а именно к области способов и систем оценки эффективности радиоподавления линий спутниковой связи.The invention relates to the field of radio engineering, and in particular to the field of methods and systems for evaluating the effectiveness of radio suppression of satellite communication lines.
Из уровня техники известно достаточное количество источников информации, касающихся вопросов радиомониторинга и радиоподавления линий спутниковой связи (см., например, патенты RU 2316899, RU 2123238, US 4103237). Однако каких-либо источников информации, касающихся способа и устройства объективного контроля эффективности радиоподавления линий спутниковой связи, не выявлено.A sufficient number of information sources are known from the prior art regarding issues of radio monitoring and radio suppression of satellite communication lines (see, for example, patents RU 2316899, RU 2123238, US 4103237). However, no sources of information regarding the method and device for the objective monitoring of the effectiveness of radio suppression of satellite communication lines have been identified.
Задачей изобретения является повышение эффективности радиоподавления линий спутниковой связи при воздействии прицельными по частоте помехами по входу приемной системы бортового ретранслятора на направлении «Земля-КА» путем адаптации станций помех спутниковой связи к изменению радиоэлектронной обстановки в ходе радиоподавления за счет ведения на станции помех объективного контроля эффективности радиоподавления.The objective of the invention is to increase the radio jamming efficiency of satellite communication lines when exposed to interference interference-frequency interference at the input of the receiver system of the onboard transponder in the Earth-KA direction by adapting satellite jamming stations to changes in the electronic environment during radio jamming due to the objective effectiveness monitoring at the jamming station radio suppression.
Целью изобретения является разработка способа осуществления объективного контроля эффективности радиоподавления линий спутниковой связи при воздействии прицельными по частоте помехами по входу приемной системы бортового ретранслятора на направлении «Земля-КА» и технического устройства, его реализующего, а также оценить факторы, влияющие на точность получаемой оценки эффективности радиоподавления.The aim of the invention is to develop a method for the objective monitoring of the effectiveness of radio suppression of satellite communication lines when exposed to interference-frequency interference at the input of the receiver system of the onboard transponder in the Earth-KA direction and the technical device that implements it, as well as to evaluate factors affecting the accuracy of the resulting performance assessment radio suppression.
Указанные задача и цель заявленной группы изобретений достигается тем, что способ оценки эффективности радиоподавления сигнала спутниковой связи при воздействии помехами по входу приемной системы ретранслятора, заключается в том, что:The specified objective and purpose of the claimed group of inventions is achieved by the fact that the method of evaluating the effectiveness of radio suppression of a satellite signal when exposed to interference at the input of the receiving system of the relay, is that:
- измеряют с помощью станции помех спутниковой связи несущую (центральную) частоту и уровень мощности сигнала спутниковой связи в отсутствие помех и при воздействии помех,- measure using a satellite jamming station the carrier (central) frequency and power level of the satellite signal in the absence of interference and when exposed to interference,
- на основе этих данных вычисляют отношение мощностей и расстройку несущей (центральной) частоты сигнала спутниковой связи в отсутствие помех и при воздействии помех,- based on these data, the power ratio and the mismatch of the carrier (central) frequency of the satellite signal in the absence of interference and when exposed to interference are calculated,
- сравнивают полученное значение расстройки несущей (центральной) частоты с допустимым значением расстройки несущей (центральной) частоты и, если полученное значение расстройки превышает допустимое, принимают решение о подстройке частоты сигнала спутниковой связи при воздействии помех,- compare the obtained value of the detuning of the carrier (central) frequency with an acceptable value of the detuning of the carrier (central) frequency and, if the obtained value of the detuning exceeds the permissible, decide on adjusting the frequency of the satellite signal when exposed to interference,
- сравнивают полученное значение отношения мощностей сигнала спутниковой связи в отсутствие помех и при воздействии помех с допустимым значением указанных мощностей, и по результатам сравнения с допустимым значением оценивают эффективность радиоподавления сигнала спутниковой связи при воздействии помехами по входу приемной системы ретранслятора.- compare the obtained value of the ratio of the power of the satellite signal in the absence of interference and when exposed to interference with an acceptable value of the indicated powers, and according to the results of comparison with an acceptable value, evaluate the radio interference suppression of the satellite signal when exposed to interference at the input of the relay receiving system.
Устройство оценки эффективности радиоподавления сигнала спутниковой связи при воздействии помехами по входу приемной системы ретранслятора содержит последовательно соединенные приемную антенную систему, коммутатор, приемную систему, блок промежуточной частоты, измеритель частоты сигнала, вычислитель и индикатор, при этом вторые входы коммутатора, приемной системы и измерителя частоты сигналов соединены с пятым, шестым и седьмым выходами устройства управления соответственно, второй выход вычислителя соединен с входом устройства управления, выход генератора эталонных (калиброванных) сигналов соединен с третьим входом коммутатора, вход генератора эталонных (калибровочных) сигналов соединен с первым выходом вычислителя, первый вход измерителя мощности сигнала соединен с первым выходом блока промежуточной частоты, а его второй вход с первым выходом устройства управления, выход измерителя мощности сигнала соединен со вторым входом вычислителя, второй выход устройства управления соединен с третьим входом вычислителя, третий выход устройства управления соединен с входом блока формирования помех, выход которого соединен с первым входом передающей системы, второй вход которой соединен с четвертым выходом устройства управления, а выход передающей системы с входом передающей антенной системы, при этом устройство управления предназначено для обеспечения синхронной работы коммутатора, приемной системы, измерителя частоты сигналов, измерителя мощности сигнала, вычислителя, блока формирования помех и передающей системы, а вычислитель предназначен для определения, на основе полученных результатов измерения уровней мощности и частоты сигнала спутниковой связи в отсутствие помех и при воздействии помех, отношения мощности помехи к мощности сигнала, разности частот сигнала спутниковой связи в отсутствие помех и при воздействии помех, и оценки эффективности радиоподавления, на основе этих данных, путем сравнения с пороговыми значениями.The device for evaluating the effectiveness of radio suppression of a satellite signal when exposed to interference at the input of the receiving system of the repeater contains a series-connected receiving antenna system, a switch, a receiving system, an intermediate frequency unit, a signal frequency meter, a calculator and an indicator, while the second inputs of the switch, receiving system and frequency meter signals are connected to the fifth, sixth and seventh outputs of the control device, respectively, the second output of the computer is connected to the input of the device the output of the reference (calibrated) signal generator is connected to the third input of the switch, the input of the reference (calibration) signal generator is connected to the first output of the calculator, the first input of the signal power meter is connected to the first output of the intermediate frequency unit, and its second input to the first output of the control device , the output of the signal power meter is connected to the second input of the calculator, the second output of the control device is connected to the third input of the calculator, the third output of the control device is connected to the odor generating unit, the output of which is connected to the first input of the transmitting system, the second input of which is connected to the fourth output of the control device, and the output of the transmitting system with the input of the transmitting antenna system, while the control device is designed to provide synchronous operation of the switch, receiving system, frequency meter signals, a signal power meter, a computer, an interference generating unit, and a transmitting system, and the computer is designed to determine, based on the received measurement results the rhenium of the power levels and frequencies of the satellite signal in the absence of interference and when exposed to interference, the ratio of the interference power to the signal power, the frequency difference of the satellite signal in the absence of interference and when exposed to interference, and the assessment of the effectiveness of radio suppression, based on these data, by comparison with threshold values.
Признаки и сущность изобретения поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом чертежами, где показано следующее:The features and essence of the invention are explained in the following detailed description, illustrated by the drawings, which show the following:
Фиг.1 - схема реализации способа осуществления объективного контроля радиоподавления линий спутниковой связи путем воздействия преднамеренными помехами от наземных станций на приемные системы ретрансляторов спутника;Figure 1 is a diagram of an implementation of a method for objective monitoring of radio interference suppression of satellite communication lines by means of deliberate interference from ground stations on the receiving systems of satellite relay stations;
Фиг.2 - графические зависимости Рош=f(Рп/Рс) при радиоподавлении прямошумовой помехой линий спутниковой связи, использующих для организации связи ЧМн и ОФМн сигналы;Figure 2 - graphical dependence of R OSH = f (R p / R s ) when radio noise suppression direct noise interference satellite communication lines that use for the organization of the FMN and OFNm signals;
Фиг.3 - графические зависимости вероятности ошибки от погрешности определения соотношения помеха-сигнал;Figure 3 - graphical dependence of the probability of error on the error in determining the ratio of noise-signal;
Фиг.4 - графические зависимости вероятности ошибки от соотношения сигнал-шум на входе приемной системы станций помех;Figure 4 - graphical dependence of the probability of error on the signal-to-noise ratio at the input of the receiving system of interference stations;
Фиг.5 - графические зависимости вероятности ошибки от величины указанной относительной частотной расстройки на входе приемной системы станций помех;Figure 5 - graphical dependence of the probability of error on the magnitude of the specified relative frequency detuning at the input of the receiving system of interference stations;
Фиг.6 - структурная схема устройства осуществления объективного контроля эффективности радиоподавления линий спутниковой связи;6 is a structural diagram of a device for implementing objective control of the radio interference suppression of satellite communication lines;
Фиг.7 - алгоритм функционирования устройства управления, выполненного на базе микропроцессора.7 is a functioning algorithm of a control device based on a microprocessor.
В условиях имеющихся ограничений на энергопотенциал и количество станций помех (СП) спутниковой связи (СпС), наибольший эффект от радиоэлектронного подавления (РЭП) достигается при воздействии прицельными по частоте помехами по входу приемной системы бортового ретранслятора (БРТР), установленного на спутнике. Достижение максимального количества подавляемых, с заданной эффективностью, линий спутниковой связи возможно лишь при условии адаптации средств помех к текущим условиям радиоэлектронной обстановки, внедрение которой возможно лишь при реализации объективного контроля эффективности радиоподавления.Under the existing restrictions on the energy potential and the number of satellite communications (SPS) jamming stations (SPs), the greatest effect of radio-electronic suppression (REB) is achieved when impacted by frequency-targeted interference at the input of the receiver system of the on-board relay (BRTR) installed on the satellite. Achieving the maximum number of suppressed, with a given efficiency, satellite communication lines is possible only if the interference means are adapted to the current conditions of the electronic environment, the implementation of which is possible only if objective monitoring of the effectiveness of radio suppression is implemented.
Такая возможность обеспечивается наличием двух контуров передачи сигналов спутниковой связи и помехи:This possibility is provided by the presence of two satellite signal transmission loops and interference:
первый контур - «земная станция спутниковой связи - КА - земная станция спутниковой связи» или «земная станция спутниковой связи - КА - станция помех спутниковой связи» и второго - «станция помех спутниковой связи - КА - станция помех спутниковой связи» или «станция помех спутниковой связи - КА - земная станция спутниковой связи».the first loop is “satellite communications earth station - KA - satellite communications earth station” or “satellite communications earth station - KA - satellite communications jamming station” and the second - “satellite communications jamming station - SC - satellite jamming station” or “jamming station satellite communications satellite - satellite earth station. "
При этом на станции помех спутниковой связи возможно наблюдение (на направлении «КА-Земля») за выбранными для подавления сигналами спутниковой связи в отсутствие помехи и суммарными помеховыми и связными сигналами при воздействии помехи. При этом аппаратура радиоразведки станции помех спутниковой связи имеет возможность измерения уровня мощности и несущей (центральной) частоты принимаемых сигналов спутниковой связи на направлении «КА-Земля». На основе измерения этих параметров вычисляются соотношение мощностей помехового сигнала и мощности сигнала спутниковой связи и расстройка частоты между сигналом спутниковой связи и помеховым сигналом, а результаты этих вычислений служат данными для объективной оценки эффективности радиоподавления.At the same time, at a satellite communications jamming station, it is possible to observe (on the KA-Earth direction) the satellite signals selected for suppression in the absence of interference and the total interference and communication signals when exposed to interference. At the same time, the radio reconnaissance equipment of a satellite communications jamming station has the ability to measure the power level and the carrier (central) frequency of the received satellite communications in the KA-Earth direction. Based on the measurement of these parameters, the ratio of the power of the interfering signal and the power of the satellite signal and the frequency mismatch between the satellite signal and the interfering signal are calculated, and the results of these calculations serve as data for an objective assessment of the effectiveness of radio suppression.
Необходимо отметить, что при радиоподавлении других родов связи (отличных от спутниковой), такая возможность осуществления объективного контроля эффективности радиоподавления отсутствует. Контроль эффективности радиоподавления таких средств радиосвязи осуществляется косвенным образом, путем обнаружения наличия (отсутствия) излучения связного сигнала.It should be noted that with radio suppression of other types of communication (other than satellite), there is no such possibility of objective monitoring of the effectiveness of radio suppression. Monitoring the effectiveness of radio suppression of such radio communications is carried out indirectly by detecting the presence (absence) of radiation from a connected signal.
На фиг.1 представлена схема реализации способа осуществления объективного контроля радиоподавления линий спутниковой связи путем воздействия преднамеренными помехами от наземных станций на приемные системы ретрансляторов спутника.Figure 1 presents a diagram of an implementation of the method of objective monitoring of radio interference suppression of satellite communication lines by exposure to deliberate interference from ground stations on the receiving systems of satellite transponders.
В отсутствие преднамеренных помех (I этап) связной сигнал S(t) излучается земной станцией (ЗС) спутниковой связи №1 в направлении спутника-ретранслятора (см. фиг.1). На принимаемый спутником-ретранслятором, связной сигнал S'(t), ослабленный на трассе распространения, накладываются шумы приемной системы ретранслятора ηртр(t). В ретрансляторе аддитивная смесь связного сигнала и шумов приемной системы ретранслятора переносится в диапазон частот передачи, затем усиливается, образуя выходной сигнал ретранслятора:In the absence of intentional interference (stage I), the connected signal S (t) is emitted by satellite earth station (ST) of satellite communication No. 1 in the direction of the relay satellite (see Fig. 1). On the received satellite-relay, the connected signal S '(t), attenuated on the propagation path, superimposed noise of the receiving system of the relay η ptr (t). In the repeater, an additive mixture of the connected signal and noise of the receiving system of the repeater is transferred to the transmission frequency range, then amplified, forming the output signal of the repeater:
Выходной сигнал излучается спутником-ретранслятором в направлении Земли, где он одновременно принимается ЗС спутниковой связи №2 и станцией помех. При этом на связной сигнал ретранслятора S''ртр(t), ослабленный на трассе распространения, накладываются шумы приемных систем ЗС спутниковой связи №2 ηзс(t) или станции помех ηсп(t) соответственно. На этапе создания помех (II этап) станция помех излучает прицельный по частоте и согласованный по спектру помеховый сигнал Z(t), в направлении спутника-ретранслятора. Этот помеховый сигнал совместно со связным сигналом и шумами ретранслятора поступает на вход приемной системы ретранслятора Z'(t). После указанных преобразований в ретрансляторе формируется выходной суммарный сигнал, который помимо связной и шумовой составляющих содержит и помеховую составляющую:The output signal is emitted by the repeater satellite in the direction of the Earth, where it is simultaneously received by the satellite communication satellite No. 2 and the jamming station. In this case, the noise of the receiving systems of the satellite communication satellite systems No. 2 η ss (t) or the jamming station η cn (t), respectively, are superimposed on the connected signal of the relay S '' rtr (t), attenuated on the propagation path. At the stage of creating interference (stage II), the interference station emits a frequency-targeted and spectrum-matched interference signal Z (t) in the direction of the repeater satellite. This interfering signal together with the connected signal and the noise of the repeater is fed to the input of the receiving system of the relay Z '(t). After these transformations, an output total signal is generated in the repeater, which, in addition to the connected and noise components, also contains an interference component:
Выходной суммарный сигнал ретранслятора излучается в направлении Земли, где он также одновременно принимается ЗС спутниковой связи №2 и станции помех. При этом на сигнал ретранслятора S''c+п ртр(t) накладываются шумы приемных систем ЗС спутниковой связи или станции помех соответственно. Анализ соотношений входных суммарных сигналов ЗС и станции помех показывает, что на первом и на втором этапах они отличаются на величину помеховой составляющей, а на входе ЗС и СП они отличаются лишь величиной собственных шумов. Следовательно, измерив на СП соответствующие параметры суммарных входных сигналов в отсутствие и при воздействии помехи, можно определить показатели, которые определяют эффективность подавления сигнала помехой в ЗС СпС.The output total signal of the repeater is emitted in the direction of the Earth, where it is also simultaneously received by the satellite communications satellite No. 2 and the jamming station. At the same time, the noise of the receiving systems of the satellite communication satellite communication system or the jamming station, respectively, is superimposed on the signal of the repeater S '' c + p rtr (t). An analysis of the ratios of the input total signals of the ES and the interference station shows that at the first and second stages they differ by the value of the interference component, and at the input of the ES and SP they differ only in the amount of intrinsic noise. Therefore, by measuring the corresponding parameters of the total input signals in the absence and under the influence of interference in the SP, it is possible to determine the indicators that determine the effectiveness of the signal suppression by interference in the SPS ATP.
При РП линий СпС, осуществляющих передачу цифровых сообщений, с практической точки зрения наиболее удобной и наглядной количественной мерой оценки эффективности РП является показатель - вероятность ошибочного приема элементарной посылки при поэлементном приеме или кодовой комбинации при приеме в целом Рошэп(кк). Выбор этого показателя эффективности РП обусловлен тем, что с одной стороны он функционально связан с показателем эффективности более высокого уровня, в частности со средним временем задержки сообщения, передаваемого в линии СпС Тср=f(Рош). С другой стороны, для данного вида связного сигнала и помехи вероятность ошибочного приема является функцией от соотношения помеха-сигнал на входе ЗС СпС Рош=f(Рп/Pc).In case of RPs of ATP lines transmitting digital messages, from a practical point of view, the most convenient and obvious quantitative measure of evaluating the effectiveness of RPs is an indicator - the probability of an erroneous reception of an elementary packet when receiving element-wise reception or a code combination when receiving a whole R osap (kk) . The choice of this RP performance indicator is due to the fact that, on the one hand, it is functionally related to a higher level performance indicator, in particular, to the average delay time of a message transmitted in the ATP line T cf = f (P OS ). On the other hand, for this type of coherent interference signal, and the probability of erroneous reception is a function of the ratio of the interference signal at the input of AP ATP oui F = f (P n / P c).
Применение в качестве показателя эффективности соотношения помеха-сигнал оправдано с практической точки зрения, так как этот показатель может быть определен на СП путем измерения соответствующих параметров суммарного входного сигнала в отсутствие и при воздействии помехи. В зависимости от условий РЭО и решаемых задач РЭП (полное РП линии СпС или имитация сбоев и неисправностей в линии СпС) может быть задано среднее время задержки сообщения в линии СпС (Тср зад), для которого можно определить соответствующую требуемую величину вероятности ошибочного приема (Рош тр). В свою очередь, для требуемой величины вероятности ошибочного приема и определенных видов и параметров сигналов линий СпС и помех возможно определить требуемое соотношение помеха-сигнал (Рп/Рс)тр. Таким образом, на практике для осуществления контроля эффективности радиоподавления в большинстве практических случаев достаточно определить (измерить) соотношение помеха-сигнал в РП линии СпС (Рп/Рс) и сравнить его с пороговым значением (Рп/Рс)≥(Рп/Рс)тр.The use of the interference-signal ratio as an indicator of efficiency is justified from a practical point of view, since this indicator can be determined in the SP by measuring the corresponding parameters of the total input signal in the absence and under the influence of interference. Depending on the conditions of the REO and the solved tasks of the REP (full RP of the ATP line or simulating failures and malfunctions in the ATP line), the average message delay time in the ATP line (T cf ass ) can be set, for which the corresponding required value of the probability of erroneous reception can be determined ( R osh tr ). In turn, for the required probability of erroneous reception and certain types and parameters of signals of the ATP lines and interference, it is possible to determine the required interference-signal ratio (R p / R s ) tr . Thus, in practice, in order to monitor the effectiveness of radio suppression in most practical cases, it is sufficient to determine (measure) the interference-signal ratio in the RP line of the ATP (P p / P s ) and compare it with a threshold value (P p / P s ) ≥ (P s / R s ) tr .
Определение отношения помеха-сигнал на входе приемной системы ЗС СпС, применительно к типовым условиям организации последней и РП одной линии СпС прицельной по частоте помехой осуществляется следующим образом.Determination of the noise-signal ratio at the input of the receiver system of the ATP ATP, with reference to the typical conditions for organizing the last and RP of one SPS line, an interference frequency-targeted interference is as follows.
В отсутствие и при воздействии помехи суммарный сигнал на входе приемной системы ЗС СпС (СП) описывается, соответственно, системой уравнений:In the absence and under the influence of interference, the total signal at the input of the receiving system of the ZS SpS (SP) system is described, respectively, by the system of equations:
где Р∑с - суммарная мощность связного сигнала на входе приемной системы ЗС в отсутствие помехи;where Р ∑с is the total power of the connected signal at the input of the receiver system in the absence of interference;
Рс - мощность связного сигнала на входе приемной системы ЗС СпС (СП);P with - the power of the connected signal at the input of the receiving system ZS SpS (SP);
Р∑c+n - суммарная мощность помехи и связного сигнала на входе приемной системы ЗС СпС (СП) при воздействии помехи;P ∑c + n is the total power of the interference and the connected signal at the input of the receiving system of the AP SPS (SP) under the influence of interference;
Рп - мощность помехи на входе приемной системы ЗС СпС (СП);R p - the interference power at the input of the receiving system ZS SpS (SP);
Р∑ш - суммарная мощность шумов;Р ∑ш - total noise power;
Суммарная мощность шума определяется в соответствием с выражениемThe total noise power is determined in accordance with the expression
где Рш бр - мощность шумов приемной системы бортового ретранслятора (БРТР) спутника;where R w br - the noise power of the receiving system of the onboard transponder (BRTR) of the satellite;
Рш зс(сп) - мощность шумов приемной системы ЗС СпС (СП);R w ss (sp) - power of the noise of the receiving system ZS SpS (SP);
Ркп - мощность комбинационных помех, возникающих в БРТР спутника, работающего в многосигнальном режиме.R KP - the power of the Raman noise arising in the BRTR satellite operating in a multi-signal mode.
Указанные соотношения на входах приемных систем ЗС СпС и СП отличаются мощностью шумов приемных систем последних.The indicated relations at the inputs of the receiving systems of the ZS ATP and SP are distinguished by the noise power of the receiving systems of the latter.
Из системы уравнений (3) определяется отношение помеха-сигнал на входе приемной системы СП (ЗС СпС):From the system of equations (3), the interference-signal ratio at the input of the receiver system of the SP (ZS SpS) is determined:
Входящие в выражение (5) составляющие Р∑с и Р∑с+п сигнала подавляемой линии СпС возможно измерить на СП при отсутствии помехи и при воздействии помехи. Составляющую Р∑ш сигнала подавляемой линии СпС измерить на СП напрямую не представляется возможным из-за наличия связного сигнала.The components Р Рс and Р ∑с + п of the signal of the suppressed ATP line included in expression (5) can be measured on a SP in the absence of interference and under the influence of interference. It is not directly possible to measure the component P ∑sh of the signal of the suppressed ATP line on an SP due to the presence of a connected signal.
При реализации многостанционного доступа к ретранслятору спутника с частотным разделением каналов и наличии защитных интервалов между ретранслируемыми сигналами, суммарную мощность шумов в отсутствие помехи можно измерить в соседнем с подавляемым сигналом защитном интервале. Измеренная при этом суммарная мощность шумов практически эквивалентна суммарной мощности шумов в полосе подавляемого сигнала.When implementing multiple access to a satellite repeater with frequency division of channels and the presence of protective intervals between relayed signals, the total noise power in the absence of interference can be measured in the protective interval adjacent to the signal being suppressed. The total noise power measured in this case is almost equivalent to the total noise power in the band of the suppressed signal.
При реализации многостанционного доступа к ретранслятору спутника с временным или кодовым (с использованием фазо-кодо-манипулированных сигналов) разделением сигналов или при отсутствии защитных интервалов между ретранслируемыми сигналами и при наличии связного сигнала (сигналов) измерить суммарную мощность шумов не представляется возможным. В этом случае возможно измерение суммарной мощности шумов на этапе подготовки, когда ретранслятор находится в режиме «молчания» (без ретрансляции связных сигналов).When implementing multiple access to a satellite repeater with time or code (using phase-code-manipulated signals) signal separation or in the absence of protective intervals between relayed signals and in the presence of a connected signal (s), it is not possible to measure the total noise power. In this case, it is possible to measure the total noise power at the preparation stage when the repeater is in silent mode (without relaying the connected signals).
Необходимо отметить, что при реализации многостанционного доступа к ретранслятору спутника с временным или кодовым разделением сигналов, входящее в выражение (4), третье слагаемое равно нулю или стремится к нему.It should be noted that when implementing multi-station access to a satellite repeater with time or code division of signals included in expression (4), the third term is equal to zero or approaches it.
В случае невозможности измерения суммарной мощности шумов БРТР спутника и ЗС СпС, возможно ее определение теоретическим путем в соответствии с выражением (4), в котором первое и второе слагаемые (Рш бр и Рш зс) определим в соответствии с выражением:If it is not possible to measure the total noise power of the BRTR satellite and the SPS ATP, it is possible to determine it theoretically in accordance with expression (4), in which the first and second terms (R w br and R w ss ) are determined in accordance with the expression:
где k - постоянная Больцмана;where k is the Boltzmann constant;
Т∑ш бр(зс) - суммарная шумовая температура БРТР спутника (ЗС СпС);Т ∑ш бр (зс) - total noise temperature of the satellite’s BRTR (ЗС SpS);
Δfс - ширина спектра связного сигнала.Δf s is the spectrum width of the connected signal.
В случае, если измерить или определить теоретическим путем суммарную мощность шумов БРТР спутника и ЗС СпС не представляется возможным, возникает ошибка определения отношения помеха-сигнал, которая в наихудшем случае (при отношении сигнал-шум в линии СпС, составляющем порядка 7 дБ и при отношении помеха-сигнал порядка 0 дБ) может быть занижена примерно на 0,83 дБ.If it is not possible to measure or determine theoretically the total noise power of the BRTR satellite and the SPS ATP, an error arises in determining the noise-signal ratio, which in the worst case (with a signal-to-noise ratio in the SPS line of about 7 dB and with a ratio interference signal of the order of 0 dB) can be underestimated by approximately 0.83 dB.
При РП линий СпС, использующих для организации связи ЧМн и ОФМн сигналы, прямошумовой помехой зависимость вероятности ошибки от соотношения помеха-сигнал имеет вид:In the case of RP lines of ATP using signals for the organization of FMN and OFMn communication, by direct noise interference, the dependence of the probability of error on the interference-signal ratio has the form:
На фиг.2 показаны графические зависимости Рош=f(Рп/Рс) при РП прямошумовой помехой линий СпС, использующих для организации связи ЧМн и ОФМн сигналы, где 1 и 2 - графические зависимости, построенные с учетом всех составляющих, входящих в выражение (5), 3 и 4 - графические зависимости, построены без учета составляющей Р∑ш.Figure 2 shows a graph of P err = f (P p / P s) at RP pryamoshumovoy hindrance ATP lines for communication using FSK and DPSK signals, where 1 and 2 - Graphic dependence constructed taking into account all the components included in the expression (5), 3 and 4 are graphical dependencies constructed without taking into account the component P ∑ш .
Анализ этих зависимостей показывает, что при больших значениях Рп/Рс (когда Рош≥0,1) влияние составляющей Р∑ш на Рош незначительное.The analysis of these dependences shows that at large values of P p / P s (when P osh ≥0.1) the influence of the component P o on P osh is insignificant.
Как показывают расчеты, входящая в выражение для Р∑ш компонента Ршзс(сп) составляет величину порядка (0,05…0,2)·Р∑ш, а следовательно, ее влиянием на Рош возможно пренебречь.As the calculations show, the component P ш ss (cn) included in the expression for P ∑sh is a value of the order of (0.05 ... 0.2) · P ееsh , and therefore its effect on P osh can be neglected.
Другим фактором, влияющим на достоверность определения Рош, является точность (погрешность) определения (измерения) компонент, входящих в выражение (5) и определяющих соотношение помеха-сигнал (Δ). С учетом наличия ошибки в определении соотношения помеха-сигнал выражение для результирующей вероятности ошибки будет иметь следующий вид:Another factor affecting the reliability of the determination of Rsh is the accuracy (error) of the determination (measurement) of the components included in expression (5) and determining the signal-to-noise ratio (Δ). Given the presence of an error in determining the interference-signal ratio, the expression for the resulting error probability will have the following form:
На фиг.3 показаны графические зависимости вероятности ошибки от погрешности определения соотношения помеха-сигнал, где 1 и 2 - линии, ограничивающие область изменения вероятности ошибки при РП прямошумовой помехой ЧМн сигнала, 3 и 4 - линии, ограничивающие область при РП ОФМн сигналов. Верхние кривые соответствуют наличию погрешности определения соотношения помеха-сигнал со знаком плюс, нижние - со знаком минус.Figure 3 shows the graphical dependence of the probability of error on the error in determining the noise-signal ratio, where 1 and 2 are the lines that limit the area of change of the probability of error in the case of direct noise interference of the FSK signal, 3 and 4 are the lines that limit the area in the case of RP OFS signals. The upper curves correspond to the presence of an error in determining the interference-signal ratio with a plus sign, the lower ones - with a minus sign.
Анализ полученных зависимостей показывает, что вероятность ошибки с увеличением погрешности определения соотношения помеха-сигнал увеличивается либо уменьшается, в зависимости от знака погрешности, причем если погрешность имеет знак плюс, то погрешность определения вероятности ошибки возрастает, если погрешность имеет знак минус, то погрешность определения вероятности ошибки убывает. Отклонение вероятности ошибки от истинного значения, при погрешности со знаком плюс может достигать: 35% при РП сигналов ЧМн, 24% при РП сигналов ОФМн, при погрешности со знаком минус, 97% и 100% при РП сигналов ЧМн и ОФМн соответственно.An analysis of the obtained dependences shows that the error probability with an increase in the error in determining the interference-signal ratio increases or decreases, depending on the sign of the error, and if the error has a plus sign, then the error in determining the probability of an error increases, if the error has a minus sign, then the error in determining the probability errors are decreasing. The deviation of the probability of error from the true value, with an error with a plus sign, can reach: 35% with RP signals of FSK, 24% with RP of signals OFMn, with errors with a minus sign, 97% and 100% with RP of signals of FSK and OFM, respectively.
Для определения соотношения помеха-сигнал необходимо измерить мощности нескольких компонент выражения (5), которые, в общем случае, представляют собой случайные параметры, которые можно считать некоррелированными между собой, на временных интервалах между их измерениями, значительно превышающих время реализации измеряемого параметра.To determine the interference-signal ratio, it is necessary to measure the powers of several components of expression (5), which, in the general case, are random parameters that can be considered uncorrelated among themselves, at time intervals between their measurements, significantly exceeding the implementation time of the measured parameter.
Ошибки измерения, как правило, распределены по нормальному закону. В этом случае дисперсию измеряемого параметра вычислим в соответствии с выражением:Measurement errors are usually distributed according to the normal law. In this case, the variance of the measured parameter is calculated in accordance with the expression:
где N - количество измеряемых параметров;where N is the number of measured parameters;
- математическое ожидание производной определяемой величины по Xi параметру; - the mathematical expectation of the derivative of the determined quantity with respect to the X i parameter;
- дисперсия изменения Xi параметра. - variance of the change in X i parameter.
При измерении мощности указанных компонент наиболее удобно пользоваться относительной оценкой амплитуды, при использовании которой в качестве измеряемой величины достигается минимум ошибки измерения.When measuring the power of these components, it is most convenient to use a relative estimate of the amplitude, when used as a measured quantity, a minimum of measurement error is achieved.
В соответствии с выражением (3) для определения соотношения сигнал-шум целесообразно производить измерение мощности сигнала относительно суммарной мощности шумов и суммарной мощности сигнала и помехи относительно суммарной мощности шумов. При проведении расчетов примем математическое ожидание отношения сигнал-шумIn accordance with expression (3), to determine the signal-to-noise ratio, it is advisable to measure the signal power with respect to the total noise power and the total signal power and interference relative to the total noise power. In the calculations, we take the mathematical expectation of the signal-to-noise ratio
и математическое ожидание отношения помеха-сигнал .and mathematical expectation of the signal-to-noise ratio .
ТогдаThen
где - дисперсия измерения отношения сигнал-шум;Where - variance of the measurement of signal-to-noise ratio;
- дисперсия измерения отношения суммарной мощности сигнала и помехи к суммарной мощности шумов. - the variance of the measurement of the ratio of the total signal power and interference to the total noise power.
При измерении относительной амплитуды сигналов (А) со случайной начальной фазой дисперсию оценки определим в соответствии с выражением [7]When measuring the relative amplitude of the signals (A) with a random initial phase, the variance of the estimate is determined in accordance with the expression [7]
где α - коэффициент пропорциональности, зависящий от формы огибающей измеряемого сигнала (для прямоугольного радиоимпульса α=1,414, для радиоимпульса гауссовой формы α=1,059).where α is the coefficient of proportionality, depending on the shape of the envelope of the measured signal (for a rectangular radio pulse, α = 1.414, for a radio pulse of a Gaussian shape, α = 1,059).
Подставив (9) в (8) и приняв получимSubstituting (9) into (8) and accepting we get
Это выражение позволяет оценить потенциальную точность определения соотношения помеха-сигнал.This expression allows us to evaluate the potential accuracy of determining the signal-to-noise ratio.
На фиг.4 представлены зависимости вероятности ошибки от соотношения сигнал-шум на входе приемной системы СП, где 1 и 2 - кривые, ограничивающие область изменения вероятности ошибки при РП прямошумовой помехой ЧМн сигнала, 4 и 5 - кривые, ограничивающие область изменения вероятности ошибки при РП прямошумовой помехой ОФМн сигнала, 3 и 6 - кривые, ограничивающие область изменения вероятности ошибки при РП прямошумовой помехой в отсутствие погрешности определения соотношения помеха-сигнал при РП ЧМн и ОФМн сигналов. При этом верхние кривые соответствуют наличию погрешности определения соотношения помеха-сигнал со знаком плюс, а нижние - со знаком минус.Figure 4 shows the dependences of the probability of error on the signal-to-noise ratio at the input of the SP receiving system, where 1 and 2 are the curves limiting the region of variation of the probability of error in the case of direct noise interference of the FSK signal, 4 and 5 are curves limiting the region of variation of the probability of error at RP direct noise interference OFMn signal, 3 and 6 - curves that limit the area of change of the probability of error in RP direct noise interference in the absence of an error in determining the noise-signal ratio for RP FMN and OFMn signals. In this case, the upper curves correspond to the presence of an error in determining the interference-signal ratio with a plus sign, and the lower ones with a minus sign.
Анализ полученных зависимостей показывает, что с увеличением соотношения сигнал-шум, независимо от знака погрешности определения соотношения помеха-сигнал, вероятность ошибки приема элементарного сообщения приближается к истинному значению.An analysis of the obtained dependences shows that with an increase in the signal-to-noise ratio, regardless of the sign of the error in determining the noise-signal ratio, the probability of an error in receiving an elementary message approaches the true value.
Другим фактором, влияющим на достоверность определения Рош, является точность совмещения помехи и сигнала по частоте. Из-за неточности совмещения сигнала и помехи по частоте реальное отношение помеха-сигнал может оказаться меньше отношения, определяемого в соответствии с выражением (3), а вероятность ошибки завышена. При этом коэффициент ослабления мощности помехи, вследствие наличия расстройки несущей частоты помехи (δfп) относительно центральной частоты приемной системы ЗС СпС (СП) (fo), определим в соответствии с выражениемAnother factor affecting the reliability of the determination of R OS is the accuracy of combining interference and signal frequency. Due to the inaccuracy of combining the signal and the interference in frequency, the real noise-to-signal ratio may be less than the ratio determined in accordance with expression (3), and the probability of error is overestimated. In this case, the attenuation coefficient of the interference power, due to the presence of a detuning of the carrier frequency of the interference (δf p ) relative to the center frequency of the receiving system of the AP SPS (SP) (f o ), is determined in accordance with the expression
где Sп(f), Sп(f±δf)- частотный спектр помехи в отсутствие и при наличии расстройки по частоте;where S p (f), S p (f ± δf) is the frequency spectrum of the interference in the absence and presence of a frequency detuning;
- квадрат модуля передаточной характеристики приемной системы ЗС СпС (СП). - the square of the module of the transfer characteristic of the receiving system ZS SpS (SP).
С учетом допущения о том, что РП линий СпС осуществляется прямошумовой помехой, частотный спектр которой имеет вид:Given the assumption that the RP of the ATP lines is carried out by direct noise interference, the frequency spectrum of which has the form:
где fп - несущая частота помехи;where f p is the carrier frequency of the interference;
Δfп - ширина спектра помехи,Δf p - the width of the interference spectrum,
а квадрат модуля передаточной характеристики приемной системы ЗС СпС (СП) может быть определен в соответствии с выражениемand the square of the module of the transfer characteristic of the receiving system ZS ATP (SP) can be determined in accordance with the expression
где fо - центральная частота приемной системы ЗС СпС (СП);where f about - the Central frequency of the receiving system of the AP ATP (SP);
Δfпp - полоса пропускания приемной системы ЗС СпС (СП).Δf pp is the passband of the receiving system of the ZS SpS (SP) system.
Вероятность ошибочного приема, с учетом наличия частотной расстройки помехи, определяется в соответствии с выражением The probability of erroneous reception, taking into account the presence of a frequency detuning interference, is determined in accordance with the expression
На фиг.5 представлены графические зависимости вероятности ошибки от величины указанной относительной частотной расстройки на входе приемной системы СП, где 1 и 2 - кривые зависимости вероятности ошибки от величины указанной относительной частотной расстройки на входе приемной системы при РП ЧМн сигнала прямошумовой помехой, при и соответственно, 3 и 4 - при РП ОФМн сигнала прямошумовой помехой при и соответственно.Figure 5 shows graphical dependences of the probability of error on the magnitude of the indicated relative frequency detuning at the input of the receiving system SP, where 1 and 2 are the curves of the probability of error on the magnitude of the indicated relative frequency detuning at the input of the receiving system when the signal and respectively, 3 and 4 - when RP RPMn signal direct noise interference at and respectively.
Анализ полученных зависимостей показывает, что при увеличении относительной частотной расстройки вероятность ошибочного приема уменьшается относительно истинного значения. При малых соотношениях помеха-сигнал (порядка 1) и относительных частотных расстройках 0,4 (при РП ЧМн), 0,3 (при РП ОФМн) и более снижение вероятности ошибочного приема относительно истинного значения составляет более 1%. При больших соотношениях помеха-сигнал (порядка 10) такое же снижение вероятности ошибочного приема достигается при относительных частотах расстройках 0,85 (при РП ЧМн), 0,7 (при РП ОФМн) и более.An analysis of the obtained dependences shows that with an increase in the relative frequency detuning, the probability of erroneous reception decreases relative to the true value. With small noise-to-signal ratios (of the order of 1) and relative frequency detunings of 0.4 (for RP FMn), 0.3 (for RP OFMn) and more, the reduction in the probability of erroneous reception relative to the true value is more than 1%. With large noise-to-signal ratios (of the order of 10), the same reduction in the probability of erroneous reception is achieved at relative detuning frequencies of 0.85 (for RP RPMn), 0.7 (for RP RPMn) and more.
Способ осуществления объективного контроля эффективности радиоподавления линий спутниковой связи при воздействии прицельными по частоте помехами по входу приемной системы ретранслятора с прямым переносом спектра сигналов заключается в следующем:The method of objective monitoring the effectiveness of radio suppression of satellite communication lines when exposed to interference-frequency interference at the input of the receiving system of the relay with direct transfer of the spectrum of signals is as follows:
- измерение с помощью аппаратуры радиоразведки СП СпС параметров несущей (центральной) частоты и уровня мощности сигнала спутниковой связи в отсутствие помех и суммарного помехового и связного сигнала при воздействии помехи;- measurement of the parameters of the carrier (central) frequency and the power level of the satellite signal in the absence of interference and the total interference and communication signal under the influence of interference with the help of the radio intelligence equipment of the joint venture ATP;
- определение необходимых параметров сигналов и вычисление отношения мощности помехового сигнала к мощности связного сигнала;- determining the necessary parameters of the signals and calculating the ratio of the power of the interfering signal to the power of the connected signal;
- сравнение полученного значения расстройки частоты с допустимым значением и при его превышении последнего принятие решения о подстройке частоты помехового сигнала;- comparison of the obtained value of the frequency detuning with an acceptable value and when it is exceeded the last decision is made to adjust the frequency of the interfering signal;
- сравнение полученного значения отношения мощности помехового сигнала к мощности связного сигнала с требуемым отношением мощностей этих сигналов для данного вида сигнала спутниковой связи и соответствующего ему вида помехи;- comparing the obtained value of the ratio of the power of the interfering signal to the power of the connected signal with the required ratio of the powers of these signals for a given type of satellite communication signal and the corresponding type of interference;
- принятие решения об эффективности радиоподавления.- decision-making on the effectiveness of radio suppression.
Структурная схема устройства, реализующего данный способ осуществления объективного контроля эффективности радиоподавления линий спутниковой связи, показана на фиг.6, содержащая следующие блоки и обозначения:The structural diagram of a device that implements this method of objective monitoring the effectiveness of radio suppression of satellite communication lines is shown in Fig.6, containing the following blocks and symbols:
1 - приемная антенная система;1 - receiving antenna system;
2 - передающая антенная система;2 - transmitting antenna system;
3 - коммутатор;3 - switch;
4 - приемная система;4 - receiving system;
5 - генератор эталонных (калиброванных) сигналов;5 - generator of reference (calibrated) signals;
6 - блок промежуточной частоты;6 - block intermediate frequency;
7 - измеритель мощности сигналов;7 - signal power meter;
8 - измеритель частоты сигналов;8 - signal frequency meter;
9 - устройство управления;9 - control device;
10 - блок формирования помех;10 - block interference generation;
11 - передающая система;11 - transmission system;
12 - вычислитель;12 - computer;
13 - индикатор.13 - indicator.
Блоки, используемые в заявляемом устройстве, реализующем способ контроля эффективности радиоподавления ретрансляторов с прямым переносом спектра сигналов, могут быть реализованы следующим образом.The blocks used in the inventive device that implements a method for monitoring the effectiveness of radio suppression of repeaters with direct transfer of the spectrum of signals can be implemented as follows.
Приемная антенная система 1 предназначена для приема сигналов спутниковой связи, излучаемых спутником-ретранслятором, и обеспечивает преобразование электромагнитной энергии сигнала в электрическую. Приемная антенная система представляет собой типовую антенну земной станции спутниковой связи, которая в зависимости от диапазона частот может быть выполнена в виде параболической антенны, спиральной антенны или антенной решетки (см., например, Справочник по спутниковой связи и вещанию, под ред. Л.Я.Кантора, Москва, Радио и связь, 1983, 288 с.).The receiving
Передающая антенная система 2 предназначена для излучения помеховых сигналов спутником-ретранслятором и обеспечивает преобразование электрической энергии помехового сигнала в электромагнитное излучение. Передающая антенная система представляет собой типовую антенну земной станции спутниковой связи, которая в зависимости от диапазона частот может быть выполнена в виде параболической антенны, спиральной антенны или антенной решетки (см., например. Справочник по спутниковой связи и вещанию, под ред. Л.Я.Кантора, Москва, Радио и связь, 1983, 288 с.).The transmitting
Коммутатор 3 предназначен для подключения к входу приемной системы, либо выходу приемной антенной системы, либо выходу генератора эталонных (калиброванных) сигналов в зависимости от поступающей от устройства управления на его вход команды. Коммутатор может быть реализован на основе коммутационных полупроводниковых устройств, которые реализуются на частотах от десятков МГц до десятков ГГц и коммутируют мощности от единиц кВт и более (см., например, Вайсблат А.В. Коммутационные устройства СВЧ на полупроводниковых диодах, Москва, Радио и связь, 1987, 120 с. - (Массовая библиотека инженера «Электроника»), с.3, с.82, рис.3.6, с.85, рис.3.10, с.88, рис.3.15).
Приемная система 4 предназначена для приема сигналов спутниковой связи или эталонного калибровочного сигнала, и обеспечивает усиление слабых сигналов спутниковой связи до уровня, необходимого для нормальной работы измерителей мощности, и частоты и его выделение принимаемого сигнала из всего спектра из всего диапазона частот приемной системы и является типовым узлом радиоприемных устройств. Приемная система представляет собой последовательно соединенные малошумящий усилитель и супергетеродинный приемник (см., например, Справочник по спутниковой связи и вещанию, под ред. Л.Я.Кантора, Москва, Радио и связь, 1983, 288 с.).The receiving
Генератор эталонных (калиброванных) сигналов 5 предназначен для формирования на частотах приема сигналов спутниковой связи эталонных сигналов калиброванной мощности. Генератор эталонных (калиброванных) сигналов представляет собой электронный генератор синусоидального сигнала фиксированной (калиброванной) мощности и является типовым измерительным генератором.The generator of reference (calibrated) signals 5 is intended for generating reference signals of calibrated power at the frequencies of satellite signals reception. The generator of reference (calibrated) signals is an electronic generator of a sinusoidal signal of fixed (calibrated) power and is a typical measuring generator.
Блок промежуточной частоты 6 предназначен для переноса спектра принятого сигнала в диапазон работы измерителей мощности и частоты соответственно. Если диапазон рабочих частот измерителей мощности и частоты отличаются, то блок промежуточной частоты содержит два канала преобразования частоты, в противном случае канал преобразования общий. Каждый канал преобразования частоты состоит из смесителя, генератора частотной подставки и полосового фильтра, которые имеют типовое исполнение.The
Измеритель мощности сигналов 7 предназначен для измерения относительного уровня мощности принимаемых сигналов. В качестве измерителя мощности могут применяться измерительные приемники либо анализаторы, применяемые при измерении плотности потока мощности (см., например. Справочник по радиоконтролю, Международный союз электросвязи. Бюро радиосвязи, 2002 г.).The
Измеритель частоты сигналов 8 предназначен для измерения несущей (центральной) частоты сигнала спутниковой связи и частоты суммарного связного и помехового сигнала. Для измерения несущей (центральной) частоты могут быть применены методы и устройства измерения частоты, реалиизованные на станциях международного контроля (см., например, Справочник по радиоконтролю, Международный союз электросвязи. Бюро радиосвязи, 2002 г.).The signal frequency meter 8 is designed to measure the carrier (central) frequency of the satellite signal and the frequency of the total connected and interfering signal. To measure the carrier (central) frequency, methods and devices for measuring frequency implemented at international monitoring stations can be applied (see, for example, Radio Monitoring Handbook, International Telecommunication Union. Radiocommunication Bureau, 2002).
Устройство управления 9 предназначено для обеспечения синхронной работы элементов, входящих в состав системы. Устройство управления может быть выполнено на базе микропроцессора, реализующего алгоритм функционирования системы, приведенный на фиг.7.The control device 9 is designed to provide synchronous operation of the elements that make up the system. The control device can be performed on the basis of a microprocessor that implements the algorithm for the functioning of the system shown in Fig.7.
Блок формирования помех 10 обеспечивает формирование тех видов и параметров помеховых сигналов, которые должна создавать станция помех спутниковой связи. Формирования помех может быть реализовано на основе как генераторного метода формирования помех, так и цифрового. Такие блоки формирования помех являются типовыми и входят в состав существующих станций помех спутниковой связи РП-379Д, РП-379С и Р-330Ж.
Передающая система 11 предназначена для переноса спектра помеховых сигналов в диапазон рабочих частот станции помех и его усиления до требуемого уровня. Передающая система с точки зрения технической реализации аналогична передающей системе земной станции спутниковой связи (см., например. Справочник по спутниковой связи и вещанию, под ред. Л.Я.Кантора, Москва, Радио и связь, 1983, 288 с.).The transmitting system 11 is designed to transfer the spectrum of interfering signals into the operating frequency range of the interference station and its amplification to the desired level. The transmission system from the point of view of technical implementation is similar to the transmission system of an earth station in satellite communications (see, for example. Handbook of satellite communications and broadcasting, edited by L.Ya. Kantora, Moscow, Radio and Communications, 1983, 288 pp.).
Вычислитель 12 предназначен для определения (на основе полученных результатов измерения уровней мощности и частоты сигналов) отношения мощности помехи к мощности в соответствии с выражением (5), разности частот связного и суммарного связного и помехового сигналов, и оценки эффективности радиоподавления, на основе этих данных, путем сравнения с пороговыми значениями. Вычислитель как техническое устройство может быть реализовано на базе микропроцессора, обеспечивающего вычисление указанных величин.The calculator 12 is designed to determine (based on the obtained results of measuring the power levels and frequency of the signals) the ratio of the interference power to the power in accordance with expression (5), the frequency difference of the connected and total connected and interference signals, and to evaluate the effectiveness of radio suppression, based on these data, by comparing with thresholds. The computer as a technical device can be implemented on the basis of a microprocessor that provides the calculation of these values.
Индикатор 13 предназначен для отображения результатов измерения и определения эффективности радиоподавления и является типовым индикаторным устройством.The indicator 13 is designed to display the measurement results and determine the effectiveness of radio suppression and is a typical indicator device.
Таким образом, реализация заявляемой системы не вызывает сомнений, так как для ее создания используются типовые радиотехнические устройства, функционально законченные узлы и элементы цифровой техники.Thus, the implementation of the inventive system is not in doubt, since for its creation typical radio engineering devices, functionally complete nodes and elements of digital technology are used.
Система функционирует в заданном участке диапазона рабочих частот в двух режимах: «Калибровка» и «Контроль эффективности радиоподавления» и работает следующим образом (см. фиг.7).The system operates in a given section of the operating frequency range in two modes: "Calibration" and "Monitoring the effectiveness of radio suppression" and works as follows (see Fig.7).
1. Режим «Калибровка».1. The "Calibration" mode.
В начале по команде устройства управления 9 производится установка всех элементов системы в исходное состояние. По команде устройства управления, поступающей по 2 входу на коммутатор 3, подключается выход приемной антенны 1 к 1 входу приемной системы 4, также на вход 2 приемной системы поступает команда на начало приема сигнала спутниковой связи. Принятый антенной сигнал спутниковой связи поступает на 1 вход коммутатора, а с него на 1 вход приемной системы. С выхода приемной системы выделенный и усиленный сигнал спутниковой связи поступает на вход блока промежуточной частоты 6, который переносит его по частоте в диапазон рабочих частот измерителей мощности 7 и частоты 8. С входа блока промежуточной частоты принятый сигнал спутниковой связи поступает на 1 вход измерителя частоты 8, который производится измерение несущей (центральной) частоты принятого сигнала, а результат измерения частоты поступает на 1 вход вычислителя 12. С 3 выхода вычислителя результат измерения частоты поступает на индикатор 13, где и отображается измеренное значение частоты принятого сигнала спутниковой связи. Со 2 выхода вычислителя 12 на устройство управления 9 поступает сигнал окончания измерения частоты принятого сигнала, а с 1 выхода вычислителя 12 на генератор эталонных (калиброванных) сигналов 5 поступает код значение несущей (центральной) частоты принятого сигнала спутниковой связи. При поступлении на устройство управления 9 сигнала окончания измерения частоты сигнала спутниковой связи оно формирует команду, поступающую на 2 вход коммутатора 3 на отключение приемной антенны по 1 входу и подключение по 3 входу генератора эталонных (калиброванных) сигналов 5 к приемному устройству. Генератор эталонных сигналов формирует сигнал калиброванной мощности на заданной частоте, который подается через 3 вход коммутатора на 1 вход приемной системы 4 и после соответствующей обработки подается на 1 вход блока преобразования частоты 6. С выхода 1 принятый сигнал поступает на 1 вход измерителя мощности 7, а с выхода 2 на 1 вход измерителя частоты 8. На основе измерения уровня мощности эталонного сигнала фиксируется его значение и производится калибровка приемного тракта и измерителя мощности. На основе измеренного значения частоты эталонного сигнала определяется погрешность измерения частоты как разность установленной частоты на генераторе эталонного сигнала. С выходов измерителей частоты 8 и мощности 7 измеренные значением этих параметров эталонного сигнала поступают на 1 и 2 входы вычислителя 12 соответственно. Со 2 выхода вычислителя на устройство управления поступает сигнал окончания измерения мощности и частоты эталонного сигнала.At the beginning, by the command of the control device 9, all elements of the system are set to their initial state. At the command of the control device, received at the 2 input to the
2. Режим «Контроль эффективности радиоподавления» включает два этапа.2. The mode "Monitoring the effectiveness of radio suppression" includes two stages.
На первом этапе измеряются параметры сигнала спутниковой связи в отсутствие воздействия преднамеренной помехи. При этом устройство управления 9 выдает команду на коммутатор 3 на подключение приемной антенны 1 к приемной системе 4 и перевод ее в режим приема сигналов спутниковой связи. При поступлении этой команды коммутатор 3 подключает выход приемной антенной системы 1 к входу приемной системы 4, а приемная система переводится в режим приема сигнала спутниковой связи.At the first stage, the parameters of the satellite communication signal are measured in the absence of intentional interference. In this case, the control device 9 issues a command to the
Сигнал спутниковой связи, излучаемый спутником-ретранслятором, принимается приемной антенной 1, откуда он через коммутатор 3 поступает на приемную систему 4. С выхода приемной системы выделенный и усиленный суммарный сигнал поступает на вход блока промежуточной частоты 6, который переносит его по частоте в диапазон рабочих частот измерителей мощности 7 и частоты 8. С выхода 1 принятый сигнал поступает на 1 вход измерителя мощности 7, а с выхода 2 на 1 вход измерителя частоты 8. По команде, поступающей от устройства управления 9 на 2 вход измерителя мощности 7, измеряется уровень мощности сигнала спутниковой связи относительно ранее зафиксированного уровня мощности эталонного сигнала, и результат этого измерения поступает на 2 вход вычислителя 12, где запоминается значение мощности этого сигнала. По команде, поступающей от устройства управления 9 на 2 вход измерителя частоты 8, измеряется частота сигнала спутниковой связи, и результат этого измерения поступает на 1 вход вычислителя 12, где запоминается значение частоты этого сигнала. По окончании измерений мощности и частоты сигнала спутниковой связи и запоминания результатов измерений, вычислитель 12 выдает на устройство управления 9 сигнал об окончании измерений параметров сигналов.The satellite communication signal emitted by the repeater satellite is received by the receiving
На втором этапе измеряются параметры суммарного помехового и связного сигнала при условии воздействия преднамеренной помехи и на основе проведенных измерений принимается решение об эффективности радиоподавления. При этом устройство управления 9 выдает команду на начало формирования и излучения помехового сигнала. После получения с выхода 3 устройства управления 9 команды, блок формирования помех 10 обеспечивает формирование заданных видов и параметров помеховых сигналов. Сформированный блоком формирования помех 10 помеховый сигнал поступает на 1 вход передающей системы 11, а на ее 2 вход поступает команда от устройства управления 9 на начало излучения помехового сигнала. По этой команде передающая система 11 переносит ранее сформированный помеховый сигнал на частоту излучения помехи и усиливает помеховый сигнал до требуемого уровня. С выхода передающей системы 11 полностью сформированный помеховый сигнал подается на передающую антенную систему 2, которая излучает помеховый сигнал в направлении спутник-ретранслятор. После задержки на время, равное времени распространения помехового сигнала до спутника и обратно, устройство управления 9 выдает команду на начало приема сигнала на 2 вход приемной системы 4. При поступлении этой команды приемная система переводится в режим приема сигнала спутниковой связи. Суммарный связной и помеховый сигнал, излучаемый подавляемым спутником-ретранслятором, принимается приемной антенной 1, откуда он через коммутатор 3 поступает на приемную систему 4, а на 2 вход приемной системы от устройства управления 9 поступает команда на прием суммарного помехового и связного сигнала. С выхода приемной системы выделенный и усиленный суммарный сигнал поступает на вход блока промежуточной частоты 6, который переносит его по частоте в диапазон рабочих частот измерителей мощности 7 и частоты 8. Измеритель мощности 7 измеряет уровнь мощности суммарного помехового и связного сигнала относительно ранее зафиксированного уровня мощности эталонного сигнала, а результат этого измерения поступает на 2 вход вычислителя 12. Измеритель частоты 8 измеряет частоту суммарного помехового и связного сигнала, а результат этого измерения поступает на 1 вход вычислителя 12. По окончании измерений мощности и частоты суммарного помехового сигнала вычислитель 12 передает на устройство управления 9 сигнал об окончании измерения параметров суммарного помехового и связного сигнала. Устройство управления 9 выдает команду вычислителю 12 на проведение вычислений по оценке эффективности радиоподавления. В вычислителе 12 на основе ранее измеренного значения мощности сигнала спутниковой связи в отсутствие помехи и измеренного значения мощности суммарного помехового и связного сигнала в соответствии с выражением (5) вычисляет отношение мощности помехи к мощности сигнала спутниковой связи , а на основе ранее измеренного значения частоты сигнала спутниковой связи и измеренного значения частоты суммарного помехового и связного сигнала определяется расстройка частоты этих сигналов (Δfрс). Далее в вычислителе 12 сравнивается значение расстройки частоты спутниковой связи и суммарного помехового и связного сигнала с допустимым значением расстройки частоты (Δfрд). Если она окажется больше допустимой, вычислитель 12 выдает команду устройству управления 9 на подстройку частоты помехового сигнала. Устройство управления 9 выдает команду блоку формирования помех 10 на соответствующую подстройку частоты помехи и весь процесс контроля эффективности радиоподавления повторяется вновь. В противном случае в вычислителе 12 сравнивается вычисленное значение отношения мощности помехового сигнала к мощности связного сигнала с требуемым отношением мощностей этих сигналов для данного вида сигнала спутниковой связи и соответствующего ему вида помехи . Если оно превысит требуемое значение, то принимается решение о том, что радиоподавление эффективно, а в противном случае принимается решение, что радиоподавление не эффективно. Результат такой оценки эффективности радиоподавления передается на индикатор 13, где он и отображается. Кроме того, вычислитель 12, после окончания принятия решения об эффективности радиоподавления и отображении этих результатов выдает на устройство управления 9 команду окончания проведения оценки эффективности. Результат проведенной оценки эффективности отображается на индикаторе. В том случае, если время окончания создания помехи не истекло, устройство управления 9 выдает команду на повторение всего режима «Контроля эффективности радиоподавления». При этом устройство управления выдает на блок формирования помехового сигнала команду на снятие помехового сигнала для измерения параметров связного сигнала. После кратковременного снятия помехового сигнала вся процедура контроля эффективности радиоподавления повторяется вновь. Если время создания помехи истекло, то процесс радиоподавления завершается.At the second stage, the parameters of the total interfering and connected signal are measured under the influence of intentional interference, and based on the measurements taken, a decision is made on the effectiveness of radio suppression. In this case, the control device 9 issues a command to start generating and emitting an interfering signal. After receiving from the
Промышленная применимость. Настоящее изобретение может быть применено в области радиотехники для контроля эффективности радиоподавления линий спутниковой связи.Industrial applicability. The present invention can be applied in the field of radio engineering to control the radio jamming efficiency of satellite communication lines.
Проведенный анализ позволил установить: аналоги с совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного изобретения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного способа и устройства осуществления объективного контроля эффективности радиоподавления линий спутниковой связи путем воздействия преднамеренными помехами на приемные системы ретрансляторов с прямым переносом спектра сигнала условию патентоспособности «новизна».The analysis made it possible to establish: analogues with a set of features identical to all the features of the claimed invention are absent, which indicates the conformity of the claimed method and device for the objective control of the radio interference suppression of satellite communication lines by means of deliberate interference on the receiving systems of transmitters with direct transfer of the signal spectrum to the patentability condition novelty".
Результаты поиска известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с признаками заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».The search results for known solutions in order to identify signs that match the features of the claimed invention have shown that they do not follow explicitly from the prior art. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "inventive step".
Claims (2)
измеряют с помощью станции помех спутниковой связи несущую (центральную) частоту и уровень мощности сигнала спутниковой связи в отсутствие помех и при воздействии помех,
на основе этих данных вычисляют отношение мощностей и расстройку несущей (центральной) частоты сигнала спутниковой связи в отсутствие помех и при воздействии помех,
сравнивают полученное значение расстройки несущей (центральной) частоты с допустимым значением расстройки несущей (центральной) частоты и, если полученное значение расстройки превышает допустимое, принимают решение о подстройке частоты сигнала спутниковой связи при воздействии помех,
сравнивают полученное значение отношения мощностей сигнала спутниковой связи в отсутствие помех и при воздействии помех с допустимым значением указанных мощностей и по результатам сравнения с допустимым значением оценивают эффективность радиоподавления сигнала спутниковой связи при воздействии помехами по входу приемной системы ретранслятора.1. The method of evaluating the effectiveness of radio suppression of a satellite signal when exposed to interference at the input of the receiving system of the repeater, which consists in the fact that
using a satellite communications jamming station, measure the carrier (central) frequency and power level of the satellite communications signal in the absence of interference and when exposed to interference,
based on these data, the power ratio and the mismatch of the carrier (central) frequency of the satellite signal in the absence of interference and when exposed to interference are calculated,
comparing the obtained value of the detuning of the carrier (central) frequency with an acceptable value of the detuning of the carrier (central) frequency and, if the obtained value of the detuning exceeds the permissible, decide on adjusting the frequency of the satellite signal when exposed to interference,
comparing the obtained value of the ratio of the power of the satellite signal in the absence of interference and when exposed to interference with an acceptable value of the indicated powers and by comparing the results with an acceptable value, evaluate the radio interference suppression of the satellite signal when exposed to interference at the input of the receiving system of the relay.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009143758/09A RU2420760C2 (en) | 2009-11-26 | 2009-11-26 | Evaluation method of radio countermeasure efficiency of signal of satellite communication by interference influence on receiving systems of retranslators, and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009143758/09A RU2420760C2 (en) | 2009-11-26 | 2009-11-26 | Evaluation method of radio countermeasure efficiency of signal of satellite communication by interference influence on receiving systems of retranslators, and device for its implementation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009143758A RU2009143758A (en) | 2010-02-27 |
RU2420760C2 true RU2420760C2 (en) | 2011-06-10 |
Family
ID=42127685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009143758/09A RU2420760C2 (en) | 2009-11-26 | 2009-11-26 | Evaluation method of radio countermeasure efficiency of signal of satellite communication by interference influence on receiving systems of retranslators, and device for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2420760C2 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2539563C1 (en) * | 2013-11-06 | 2015-01-20 | Открытое акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | System for radio suppression of hostile gnss navigation user equipment, compatible with local gnss navigation user equipment |
RU2581613C1 (en) * | 2015-01-28 | 2016-04-20 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Method of jamming unauthorised "earth-spacecraft" space radio link and system therefor |
RU2581655C1 (en) * | 2015-02-25 | 2016-04-20 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Method of jamming unauthorised "spacecraft-earth" space radio link and system therefor |
RU2633984C1 (en) * | 2016-05-23 | 2017-10-20 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method for assessing the interference immunity of radio communication lines of the receiving radio center |
RU2637799C1 (en) * | 2017-02-22 | 2017-12-07 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method of radio suppression of communication channels |
RU2647872C1 (en) * | 2016-06-27 | 2018-03-21 | Сергей Николаевич Агиевич | Method of estimation of radio suppression efficiency of satellite communication signal |
RU2653530C2 (en) * | 2016-03-28 | 2018-05-11 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Detection method of the control channels operation by the unmanned flying vehicle |
RU2681223C1 (en) * | 2018-04-17 | 2019-03-05 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Active transmitting antenna system for radio suppression of low-orbit satellite repeaters of communication system |
RU2776663C1 (en) * | 2022-01-12 | 2022-07-22 | Акционерное общество "Научно-производственный центр Тверских военных пенсионеров" (АО "НПЦ ТВП") | Method for simulation of echoes of moving target in detection zone of tested radar station |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116827424B (en) * | 2023-08-25 | 2023-11-10 | 湖南力研光电科技有限公司 | Anti-interference method for multi-frequency multi-mode phased array antenna |
-
2009
- 2009-11-26 RU RU2009143758/09A patent/RU2420760C2/en active
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2539563C1 (en) * | 2013-11-06 | 2015-01-20 | Открытое акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | System for radio suppression of hostile gnss navigation user equipment, compatible with local gnss navigation user equipment |
RU2581613C1 (en) * | 2015-01-28 | 2016-04-20 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Method of jamming unauthorised "earth-spacecraft" space radio link and system therefor |
RU2581655C1 (en) * | 2015-02-25 | 2016-04-20 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Method of jamming unauthorised "spacecraft-earth" space radio link and system therefor |
RU2653530C2 (en) * | 2016-03-28 | 2018-05-11 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Detection method of the control channels operation by the unmanned flying vehicle |
RU2633984C1 (en) * | 2016-05-23 | 2017-10-20 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method for assessing the interference immunity of radio communication lines of the receiving radio center |
RU2647872C1 (en) * | 2016-06-27 | 2018-03-21 | Сергей Николаевич Агиевич | Method of estimation of radio suppression efficiency of satellite communication signal |
RU2637799C1 (en) * | 2017-02-22 | 2017-12-07 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method of radio suppression of communication channels |
RU2681223C1 (en) * | 2018-04-17 | 2019-03-05 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Active transmitting antenna system for radio suppression of low-orbit satellite repeaters of communication system |
RU2776663C1 (en) * | 2022-01-12 | 2022-07-22 | Акционерное общество "Научно-производственный центр Тверских военных пенсионеров" (АО "НПЦ ТВП") | Method for simulation of echoes of moving target in detection zone of tested radar station |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009143758A (en) | 2010-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2420760C2 (en) | Evaluation method of radio countermeasure efficiency of signal of satellite communication by interference influence on receiving systems of retranslators, and device for its implementation | |
EP2015103B1 (en) | Method for determining line-of-sight (LOS) distance between remote communications devices | |
US9667287B2 (en) | Multiple antenna interference rejection in ultra-wideband real time locating systems | |
US9414245B2 (en) | Method and apparatus for detection of intermodulation products | |
US20080242232A1 (en) | Digitized reverse link monitor | |
Dimc et al. | An Experimental Evaluation of Low‐Cost GNSS Jamming Sensors | |
US11240675B2 (en) | Method and system for planning and operating fixed microwave communications systems | |
Musumeci et al. | Performance assessment of pulse blanking mitigation in presence of multiple distance measuring equipment/tactical air navigation interference on global navigation satellite systems signals | |
EP2926480A1 (en) | Built-in passive intermodulation detector for base station equipment | |
US9641135B2 (en) | Method for detecting an unbalance and for calibrating a multi-port amplifier of a telecommunications satellite | |
US20210080495A1 (en) | Multichannel high intensity electromagnetic interference detection and characterization | |
JP2003502935A (en) | Method and apparatus for determining device characteristics of a communication channel | |
US8688065B2 (en) | Method to measure total noise temperature of a wireless receiver during operation | |
US20120212363A1 (en) | Method and device for neutralizing a target | |
Fischman et al. | Frequency-Agile Radar Electronics for the Soil Moisture Active\/Passive (SMAP) Mission | |
Hrovat et al. | A Ka-band satellite beacon receiver for propagation experiment | |
CN114063010A (en) | Detection chip, detection device and detection method based on SOC technology | |
US10514443B2 (en) | Method for evaluating radar radiation, and radar apparatus | |
US9438372B2 (en) | Device and method for neutralizing the impact of a jamming signal on a satellite | |
Vermeulen et al. | Nearly instantaneous collision and interference detection using in-band full duplex | |
Lineswala et al. | Jamming: The probable menace to NavIC | |
RU2811564C1 (en) | Radio link with automatic adjustment of radio signal spectrum parameters | |
Somers | Long Term Frequency Band Occupancy Measurements with Increased Bandwidth and Sensitivity using Specmon version 2 | |
RU2548032C2 (en) | Method of estimating signal-to-noise ratio using phase-modulated signals | |
RU2647872C1 (en) | Method of estimation of radio suppression efficiency of satellite communication signal |