RU2313911C1 - Electronic reconnaissance station - Google Patents
Electronic reconnaissance station Download PDFInfo
- Publication number
- RU2313911C1 RU2313911C1 RU2006127503/09A RU2006127503A RU2313911C1 RU 2313911 C1 RU2313911 C1 RU 2313911C1 RU 2006127503/09 A RU2006127503/09 A RU 2006127503/09A RU 2006127503 A RU2006127503 A RU 2006127503A RU 2313911 C1 RU2313911 C1 RU 2313911C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- amplifier
- phase
- receiver
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемая станция относится к области радиотехники и позволяет осуществлять радиотехническую разведку радиоэлектронных средств (РЭС) вероятного противника (РЛС, радиолинии связи и управления и др.).The proposed station belongs to the field of radio engineering and allows radio-technical reconnaissance of radio-electronic means (RES) of a potential enemy (radar, radio communication and control lines, etc.).
Известны станции и системы радиотехнической разведки излучений РЭС вероятного противника (патенты РФ №№2.150.178, 2.275.746; патенты США №№3.806.926, 3.891.989, 3.896.439; патент Германии №3.346.155; патент Великобритании №1.587.357; патент Франции №2.447.041; Вакин С.А., Шустов Л.Н. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. М.: Сов. Радио, 1968, с.382, рис.10.2 и др.).Known stations and systems for radio-technical reconnaissance of radiations of RES of a potential adversary (RF patents Nos. 2.150.178, 2.275.746; US patents Nos. 3.806.926, 3.891.989, 3.896.439; German patent No. 3.346.155; UK patent No. 1.587 .357; French patent No. 2,447.041; Vakin S.A., Shustov L.N. Fundamentals of radio counteraction and electronic intelligence. M: Sov. Radio, 1968, p. 382, Fig. 10.2, etc.)
Из известных станций и систем наиболее близкой к предлагаемой является «Станция радиотехнической разведки» (патент РФ №2.275.746, Н 04 К 3/00, 2004), которая и выбрана в качестве прототипа.Of the known stations and systems closest to the proposed one is the "Radio intelligence station" (RF patent No. 2.275.746, H 04
Указанная станция содержит антенное устройство, приемник, пеленгаторное устройство, анализатор параметров принимаемого сигнала, устройство запоминания и обработки полученной информации, телеметрическое устройство, приемные антенны, блок перестройки, два гетеродина, четыре смесителя, три усилителя первой промежуточной частоты, обнаружитель, две линии задержки, ключ, усилитель второй промежуточной частоты, три перемножителя, три узкополосных фильтра, фазовый детектор, два фазометра, двигатель и опорный генератор.The specified station contains an antenna device, a receiver, a direction-finding device, an analyzer of the parameters of the received signal, a device for storing and processing the received information, a telemetry device, receiving antennas, a tuner, two local oscillators, four mixers, three amplifiers of the first intermediate frequency, a detector, two delay lines, a key, a second intermediate-frequency amplifier, three multipliers, three narrow-band filters, a phase detector, two phase meters, an engine and a reference generator.
Недостатком известной станции является низкая достоверность передачи аналоговой и дискретной информации с борта вертолета на пункт контроля.A disadvantage of the known station is the low reliability of the transmission of analog and discrete information from the helicopter to the control point.
Технической задачей изобретения является повышение достоверности передачи аналоговой и дискретной информации с борта вертолета на пункт контроля путем ее защиты от несанкционированного доступа и использования сложных сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией.An object of the invention is to increase the reliability of the transmission of analog and discrete information from the helicopter to the control point by protecting it from unauthorized access and using complex signals with combined amplitude modulation and phase shift keying.
Поставленная задача решается тем, что станция радиотехнической разведки, содержащая в соответствии с ближайшим аналогом последовательно включенные антенное устройство, приемник, анализатор параметров принимаемого сигнала, устройство запоминания и обработки полученной информации, второй вход которого через пеленгаторное устройство соединен с выходом приемника, и телеметрическое устройство, при этом приемник выполнен в виде последовательно включенных приемной антенны, первого смесителя, второй вход которого через первый гетеродин соединен с выходом блока перестройки, усилителя первой промежуточной частоты, обнаружителя, второй вход которого через первую линию задержки соединен с его выходом, ключа, второй вход которого соединен с выходом усилителя первой промежуточной частоты, второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, и усилителя второй промежуточной частоты, выход которого является выходом приемника, управляющий вход блока перестройки соединен с выходом обнаружителя, пеленгаторное устройство выполнено в виде двух пеленгаторных каналов, каждый из которых состоит из последовательно включенных приемной антенны, смесителя, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, усилителя первой промежуточной частоты, перемножителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя второй промежуточной частоты, и узкополосного фильтра, к выходу первого узкополосного фильтра последовательно подключены третий перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра, третий узкополосный фильтр и первый фазометр, к выходу второго узкополосного фильтра последовательно подключены вторая линия задержки, фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра, и второй фазометр, вторые входы фазометров соединены с выходом опорного генератора, а выходы подключены к устройству запоминания и обработки полученной информации, антенное устройство содержит три приемные антенны, приемная антенна приемника размещена над втулкой винта вертолета, приемные антенны пеленгаторного устройства размещены на концах лопастей несущего винта вертолета, двигатель кинематически связан с винтом вертолета и опорным генератором, отличается тем, что телеметрическое устройство выполнено в виде последовательно подключенных к первому выходу устройства запоминания и обработки полученной информации формирователя аналоговых сообщений, аналогового скремблера, амплитудного модулятора, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, фазового манипулятора, усилителя мощности и передающей антенны, последовательно подключенных ко второму выходу устройства запоминания и обработки полученной информации формирователя дискретных сообщений и цифрового скремблера, выход которого соединен со вторым входом фазового манипулятора, передающая антенна телеметрического устройства размещена над втулкой винта вертолета, приемник пункта контроля выполнен в виде последовательно включенных приемной антенны, усилителя высокой частоты, смесителя, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, усилителя промежуточной частоты, амплитудного ограничителя, синхронного детектора, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, аналогового дескремблера и блока регистрации и анализа, последовательно подключенных к выходу амплитудного ограничителя, первого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, узкополосного фильтра, второго перемножителя, второй вход которого соединен с выходом амплитудного ограничителя, фильтра нижних частот и цифрового дескремблера, выход которого соединен со вторым входом блока регистрации и анализа.The problem is solved in that the radio intelligence station, containing, in accordance with the closest analogue, a series-connected antenna device, a receiver, an analyzer of parameters of the received signal, a device for storing and processing the received information, the second input of which is connected to the output of the receiver through a direction finding device, and a telemetry device, the receiver is made in the form of a series-connected receiving antenna, a first mixer, the second input of which through the first local oscillator with connected to the output of the tuning unit, the amplifier of the first intermediate frequency, the detector, the second input of which is connected to its output through the first delay line, the key, the second input of which is connected to the output of the amplifier of the first intermediate frequency, the second mixer, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator, and an amplifier of the second intermediate frequency, the output of which is the output of the receiver, the control input of the tuning unit is connected to the output of the detector, the direction-finding device is made in the form of two bearings channels, each of which consists of a series-connected receiving antenna, a mixer, the second input of which is connected to the output of the first local oscillator, an amplifier of the first intermediate frequency, a multiplier, the second input of which is connected to the output of the amplifier of the second intermediate frequency, and a narrow-band filter, to the output of the first narrow-band the filter is connected in series with a third multiplier, the second input of which is connected to the output of the second narrow-band filter, the third narrow-band filter and the first phase meter, to the output of the second of the second narrow-band filter, a second delay line is connected in series, a phase detector, the second input of which is connected to the output of the second narrow-band filter, and a second phase meter, the second inputs of the phase meters are connected to the output of the reference generator, and the outputs are connected to a device for storing and processing the received information, the antenna device contains three receiving antennas, the receiving antenna of the receiver is located above the rotor hub of the helicopter, the receiving antennas of the direction-finding device are located at the ends of the rotor blades of the vert toleta, the engine is kinematically connected with the helicopter rotor and the reference generator, characterized in that the telemetry device is made in the form of analogue message generator, analog scrambler, amplitude modulator, the second input of which is connected to the output of the master oscillator, connected in series to the first output of the device for storing and processing the received information , phase manipulator, power amplifier and transmitting antenna, connected in series to the second output of the memory device and The processing of the received information of the discrete message shaper and the digital scrambler, the output of which is connected to the second input of the phase manipulator, the transmitting antenna of the telemetry device is located above the helicopter rotor hub, the control point receiver is made in the form of a receiving antenna, a high frequency amplifier, a mixer, the second input of which is connected with the output of the local oscillator, an intermediate frequency amplifier, an amplitude limiter, a synchronous detector, the second input of which is connected to the output m of an intermediate frequency amplifier, an analog descrambler and a recording and analysis unit connected in series to the output of the amplitude limiter, the first multiplier, the second input of which is connected to the output of the low-pass filter, narrow-band filter, the second multiplier, the second input of which is connected to the output of the amplitude limiter, lower filter frequencies and a digital descrambler, the output of which is connected to the second input of the recording and analysis unit.
Структурная схема предлагаемой станции радиотехнической разведки представлена на фиг.1. Структурная схема приемника пункта приема представлена на фиг.2. Геометрическая схема расположения приемных антенн на вертолете изображена на фиг.3. Временные диаграммы, поясняющие работу телеметрического устройства и приемника пункта контроля, показаны на фиг.4.The structural diagram of the proposed radio intelligence station is presented in figure 1. The block diagram of the receiver of the receiving point is presented in figure 2. The geometric arrangement of the receiving antennas on the helicopter is shown in Fig.3. Timing diagrams explaining the operation of the telemetry device and the receiver of the control point are shown in Fig.4.
Станция радиотехнической разведки содержит последовательно включенные антенное устройство 1, приемник 2, анализатор 4 параметров принимаемого сигнала, устройство 5 запоминания и обработки полученной информации, второй вход которого через пеленгаторное устройство 3 соединен с выходом приемника 2, и телеметрическое устройство 6.The radio intelligence station contains serially connected
Приемник 2 содержит последовательно включенные приемную антенну 7, первый смеситель 12, второй вход которого через первый гетеродин 11 соединен с выходом блока 10 перестройки, усилитель 17 первой промежуточной частоты, обнаружитель 20, второй вход которого через первую линию задержки 21 соединен с его выходом, ключ 22, второй вход которого соединен с выходом усилителя 17 первой промежуточной частоты, второй смеситель 24, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 23, и усилитель 25 второй промежуточной частоты, выход которого является выходом приемника 2 и подключен к входу анализатора 4 параметров принимаемого сигнала.The receiver 2 contains a series-connected
Пеленгаторное устройство 3 содержит два пеленгаторных канала, каждый из которых содержит последовательно включенные приемную антенну 8 (9), смеситель 13 (14), второй вход которого соединен с выходом гетеродина 11, усилитель 18 (19) первой промежуточной частоты, перемножитель 26 (27), второй вход которого соединен с выходом усилителя 25 второй промежуточной частоты, и узкополосный фильтр 28 (29). При этом к выходу первого узкополосного фильтра 28 последовательно подключены третий перемножитель 30, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра 29, третий узкополосный фильтр 32 и первый фазометр 34, к выходу второго узкополосного фильтра 29 последовательно подключены вторая линия задержки 31, фазовый детектор 33, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра 29, и второй фазометр 35. Вторые входы фазометров 34 и 35 соединены с выходом опорного генератора 16, а выходы подключены к устройству 5 запоминания и обработки полученной информации. Антенное устройство 1 содержит три приемные антенны 7-9, приемная антенна 7 приемника 2 размещена над втулкой винта вертолета, приемные антенны 8 и 9 пеленгаторного устройства 3 размещены на концах лопастей несущего винта вертолета (фиг.3). Двигатель 15 кинетически связан с винтом вертолета и опорным генератором 16.The direction-
Телеметрическое устройство 6 выполнено в виде последовательно подключенных к первому выходу устройства 5 запоминания и обработки полученной информации формирователя 37 аналоговых сообщений, аналогового скремблера 38, амплитудного модулятора 39, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 36, фазового манипулятора 42, усилителя 43 мощности и передающей антенны 44, последовательно подключенных ко второму выходу устройства 5 запоминания и обработки полученной информации; формирователя 40 дискретных сообщений и цифрового скремблера 41, выход которого соединен со вторым входом фазового манипулятора 42, передающая антенна 44 телеметрического устройства 6 размещена над втулкой винта вертолета.The
Приемник пункта контроля выполнен в виде последовательно включенных приемной антенны 45, усилителя 46 высокой частоты, смесителя 48, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 47, усилителя 49 промежуточной частоты, амплитудного ограничителя 50, синхронного детектора 51, второй вход которого соединен с выходом усилителя 49 промежуточной частоты, аналогового дескремблера 52 и блока 53 регистрации и анализа, последовательно подключенных к выходу амплитудного ограничителя 50, первого перемножителя 55, второй вход которого соединен с выходом фильтра 58 нижних частот, узкополосного фильтра 57, второго перемножителя 56, второй вход которого соединен с выходом амплитудного ограничителя 50, фильтра 58 нижних частот и цифрового дескремблера 59, выход которого соединен со вторым входом блока 53 регистрации и анализа.The receiver of the control point is made in the form of a series-connected
Перемножители 55 и 56, узкополосный фильтр 57 и фильтр 58 нижних частот образуют демодулятор 54 фазоманипулированных сигналов.
Станция радиотехнической разведки работает следующим образом. Станция размещается на борту вертолета. Наличие вращающегося винта вертолета используется для определения направления на излучающую РЭС с помощью антенного устройства 1, приемные антенны 8 и 9 которого размещены на концах лопастей несущего винта (фиг.3).The radio intelligence station operates as follows. The station is located on board a helicopter. The presence of a rotary rotor of the helicopter is used to determine the direction of the radiating RES using an
Принимаемые антеннами 7-9 сигналы, например, с фазовой манипуляцией (ФМн)Signals received by antennas 7-9, for example, with phase shift keying (PSK)
где U1, U2, U3 - амплитуды сигнала РЭС;where U 1 , U 2 , U 3 - amplitude signal RES;
ωс - несущая частота сигнала РЭС;ω s is the carrier frequency of the RES signal;
φc - начальная фаза сигнала РЭС;φ c is the initial phase of the RES signal;
Тc - длительность сигнала РЭС;T c is the duration of the RES signal;
±Δω - нестабильность несущей частоты сигнала, обусловленная различными дестабилизирующими факторами;± Δω - instability of the carrier frequency of the signal due to various destabilizing factors;
φk(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом;φ k (t) = {0, π} is the manipulated component of the phase, which displays the law of phase manipulation in accordance with the modulating code;
R - радиус окружности, на которой размещены приемные антенны 8 и 9;R is the radius of the circle on which the
Ω=2πR - скорость вращения приемных антенн 8 и 9 вокруг приемной антенны 7 (скорость вращения винта вертолета); Ω = 2πR — rotation speed of receiving
α - пеленг (азимут) на излучающую РЭС,α - bearing (azimuth) to the radiating RES,
поступают на первые входы смесителей 12-14, на вторые входы которых подается напряжение первого гетеродина 11 линейно-измеряющейся частоты UГ1(t)=UГ1·cos(ωГ1t+πγt2+φГ1), 0≤t≤ТП,supplied to first inputs of mixers 12-14, the second inputs of which the voltage is applied to the first local oscillator 11 linearly measured frequency U G1 (t) = U D1 · cos (ω t + πγt r1 2 +
где - скорость изменения частоты гетеродина.Where - rate of change of the local oscillator frequency.
Следует отметить, что поиск ФМн-сигналов РЭС противника в заданном диапазоне частот Дf осуществляется с помощью блока 10 перестройки, который периодически с периодом ТП по пилообразному закону изменяет частоту ωГ1 гетеродина 11. В качестве блока 10 перестройки может использоваться генератор пилообразного напряжения.It should be noted that the search-PSK signal RES enemy in a predetermined frequency band f D is carried out via adjustment assembly 10, which are periodically with period T P sawtooth G1 changes the frequency ω LO 11. As the adjustment unit 10 can be used by the sawtooth generator.
На выходе смесителей 12-14 образуются напряжения комбинационных частот.Усилителями 17-19 выделяются напряжения первой промежуточной частоты:At the output of the mixers 12-14, the voltages of the combination frequencies are generated. The amplifiers 17-19 provide the voltages of the first intermediate frequency:
где Where
K1 - коэффициент передачи смесителей;K 1 - gear ratio of the mixers;
ωПР1=ωс-ωГ1 - первая промежуточная частота;ω PR1 = ω with -ω G1 - the first intermediate frequency;
φПР1=φс-φГ1.φ PR1 = φ with -φ G1 .
Напряжение UПР1(t) с выхода усилителя 17 первой промежуточной частоты поступает на вход обнаружителя 20. При обнаружении сигнала РЭС на выходе обнаружителя 20 появляется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход блока 10 перестройки, выключая его, на управляющий вход ключа 22, открывая его, и на вход линии задержки 21. Ключ 22 в исходном состоянии всегда закрыт.Время задержки τз линии задержки выбирается таким, чтобы можно было зафиксировать обнаруженный ФМн-сигнал и проанализировать его параметры.The voltage U PR1 (t) from the output of the amplifier 17 of the first intermediate frequency is fed to the input of the detector 20. When a RES signal is detected, a constant voltage appears at the output of the detector 20, which is supplied to the control input of the tuning unit 10, turning it off, to the control input of the key 22, opening it, and to the input of the delay line 21. The key 22 in the initial state is always closed. The delay time τ s of the delay line is selected so that it is possible to fix the detected PSK signal and analyze its parameters.
При выключении блока 10 перестройки усилителями 17-19 выделяются следующие напряжения:When you turn off the tuning unit 10 amplifiers 17-19 allocated the following voltages:
. .
Напряжение UПР4(t) с выхода усилителя 17 первой промежуточной частоты через открытый ключ 22 поступает на первый вход смесителя 24, на второй вход которого подается напряжение второго гетеродина 23 со стабильной частотой ωГ2 The voltage U PR4 (t) from the output of the amplifier 17 of the first intermediate frequency through the public key 22 is supplied to the first input of the mixer 24, the second input of which is supplied with the voltage of the second local oscillator 23 with a stable frequency ω Г2
UГ2(t)=UГ2·cos(ωГ2t+φГ2).U Г2 (t) = U Г2 · cos (ω Г2 t + φ Г2 ).
На выходе смесителя 24 образуется напряжение комбинационных частот.Усилитель 25 выделяет напряжение второй промежуточной частотыThe voltage of the combination frequencies is generated at the output of the mixer 24. The amplifier 25 emits a voltage of the second intermediate frequency
где Where
ωПР2=ωПР1-ωГ2 - вторая промежуточная частота;ω PR2 = ω PR1 -ω G2 - the second intermediate frequency;
φПР2=φПР1-φГ2,φ PR2 = φ PR1 -φ G2 ,
которое поступает на вход анализатора 4 параметров принимаемого сигнала, где определяются длительность τэ элементарных посылок, из которых составлен ФМн-сигнал, их количество N (Тс=N·τэ) и закон фазовой манипуляции.which arrives at the input of the analyzer 4 parameters of the received signal, which determines the duration τ e of the elementary packages from which the QPSK signal is composed, their number N (T c = N · τ e ) and the law of phase manipulation.
Напряжение UПР7(t) с выхода усилителя 25 второй промежуточной частоты одновременно подается на вторые входы перемножителей 26 и 27 пеленгаторных каналов, на первые входы которых поступают напряжения UПР5(t) и UПР6(t) с выходов усилителей 18 и 19 первой промежуточной частоты соответственно. На выходах перемножителей 26 и 27 образуются фазомодулированные (ФМ) напряжения на стабильной частоте ωГ2 второго гетеродина:The voltage U PR7 (t) from the output of the amplifier 25 of the second intermediate frequency is simultaneously supplied to the second inputs of the multipliers 26 and 27 direction finding channels, the first inputs of which are the voltage U PR5 (t) and U PR6 (t) from the outputs of the amplifiers 18 and 19 of the first intermediate frequencies respectively. At the outputs of the multipliers 26 and 27, phase-modulated (FM) voltages are formed at a stable frequency ω Г2 of the second local oscillator:
где Where
K2 - коэффициент передачи перемножителей, которые выделяются узкополосными фильтрами 28 и 29 с частотой настройки ωн=ωГ2.K 2 - transmission coefficient of the multipliers, which are allocated by narrow-band filters 28 and 29 with a tuning frequency of ω n = ω G2 .
Знаки "+" и "-" перед величиной соответствуют диаметрально противоположным расположениям антенн 8 и 9 на концах лопастей несущего винта вертолета относительно приемной антенны 7, размещенной над втулкой винта вертолета.Signs "+" and "-" before the value correspond to diametrically opposite locations of the
Следовательно, полезная информация о пеленге α переносится на стабильную частоту ωГ2 второго гетеродина 23. Поэтому нестабильность ±Δω несущей частоты, вызванная различными дестабилизирующими факторами, и вид модуляции (манипуляции) принимаемого сигнала РЭС не влияют на результат пеленгации, тем самым повышается точность определения местоположения РЭС.Therefore, useful information about the bearing α is transferred to the stable frequency ω Г2 of the second local oscillator 23. Therefore, the instability ± Δω of the carrier frequency caused by various destabilizing factors and the type of modulation (manipulation) of the received RES signal do not affect the direction finding result, thereby increasing the accuracy of positioning RES.
Причем величина, входящая в состав указанных колебаний и называемая индексом фазовой модуляции, характеризует максимальное значение отклонения фазы сигналов, принимаемых вращающимися антеннами 8 и 9 относительно фазы сигнала, принимаемого неподвижной антенной 7.Moreover, the value that is part of these fluctuations and called the phase modulation index, characterizes the maximum phase deviation of the signals received by the
Пеленгаторное устройство 3 тем чувствительнее к изменению угла α, чем больше относительный размер измерительной фазы R/λ. Однако с ростом R/λ уменьшается значение угловой координаты α, при котором разность фаз превосходит значение 2π, т.е. наступает неоднозначность отсчета угла α.The direction-finding
Следовательно, при наступает неоднозначность отсчета угла α. Устранение указанной неоднозначности путем уменьшения соотношения R/λ обычно себя не оправдывает, так как при этом теряется основное достоинство широкобазовой системы. Кроме того, в диапазоне метровых и особенно дециметровых волн брать малые значения R/λ часто не удается из-за конструктивных соображений.Therefore, for ambiguity of reading the angle α occurs. The elimination of this ambiguity by reducing the R / λ ratio usually does not justify itself, since the main advantage of a wide-base system is lost. In addition, in the range of meter and especially decimeter waves, it is often not possible to take small values of R / λ due to design considerations.
Для повышения точности пеленгации РЭС в горизонтальной (азимутальной) плоскости приемные антенны 8 и 9 размещаются на концах лопастей несущего винта вертолета. Смешение сигналов от двух диаметрально противоположных приемных антенн 8 и 9, находящихся на одинаковом расстоянии R от оси вращения несущего винта, вызывает фазовую модуляцию, получаемую с помощью одной приемной антенны, вращающейся по кругу, радиус R которого в два раза больше (R1=2R).In order to increase the accuracy of direction finding of RES in the horizontal (azimuthal) plane, receiving
Действительно, на выходе перемножителя 30 образуется гармоническое напряжение U6(t)=U6·cos( Ω-α), 0≤t≤Тc,Indeed, the output of the multiplier 30 produces a harmonic voltage U 6 (t) = U 6 · cos (Ω-α), 0≤t≤T c ,
где Where
с индексом фазовой модуляцииwith phase modulation index
которое выделяется узкополосным фильтром 32 и поступает на первый вход фазометра 34, на второй вход которого подается напряжение опорного генератора 16which is allocated by a narrow-band filter 32 and fed to the first input of the phasemeter 34, the second input of which is supplied with the voltage of the reference oscillator 16
U0(t)=U0·cos Ωt.U 0 (t) = U 0 cos Ωt.
Фазометр 34 обеспечивает точное, но неоднозначное измерение угловой координаты α.The phasometer 34 provides an accurate but ambiguous measurement of the angular coordinate α.
Для устранения возникающей при этом неоднозначности отсчета угла α необходимо уменьшить индекс фазовой модуляции без уменьшения отношения R/λ. Это достигается использованием автокоррелятора, состоящего из линии задержки 31 и фазового детектора 33, что эквивалентно уменьшению индекса фазовой модуляции до величиныTo eliminate the ambiguity in reading the angle α, it is necessary to reduce the phase modulation index without decreasing the R / λ ratio. This is achieved by using an autocorrelator consisting of a delay line 31 and a phase detector 33, which is equivalent to reducing the phase modulation index to
где d1<R.where d 1 <R.
На выходе автокоррелятора образуется напряжениеA voltage is generated at the output of the autocorrelator
U7(t)=U6·cos( Ω-α), 0≤t≤Тc U 7 (t) = U 6 cos (Ω-α), 0≤t≤T c
с индексом фазовой модуляции Δφm2, которое поступает на первый вход фазометра 35, на второй вход поступает напряжение U0(t) опорного генератора 16. Фазометр 35 обеспечивает грубое, но однозначное измерение угла α.with the phase modulation index Δφ m2 , which is supplied to the first input of the phasemeter 35, the voltage U 0 (t) of the reference generator 16 is supplied to the second input. The phase meter 35 provides a rough but unambiguous measurement of the angle α.
Минимальное расстояние R0 от РЭС до винта вертолета определяется из выраженияThe minimum distance R 0 from the RES to the helicopter propeller is determined from the expression
Fg(t)≈(V2·t2)/(λ·R0),F g (t) ≈ (V 2 · t 2 ) / (λ · R 0 ),
где Fg(t) - доплеровский сдвиг частоты;where F g (t) is the Doppler frequency shift;
V= Ω·R;V = Ω · R;
λ - длина волны.λ is the wavelength.
Доплеровский сдвиг частоты измеряется в анализаторе 4 параметров принимаемого сигнала, в котором также определяется R0. Последние фиксируются в устройстве 5 запоминания и обработки полученной информации.The Doppler frequency shift is measured in the analyzer 4 parameters of the received signal, which also determines R 0 . The latter are recorded in the device 5 for storing and processing the received information.
Местоположение РЭС определяется в устройстве 5 по измеренным значениям λ и R0.The location of the RES is determined in the device 5 by the measured values of λ and R 0 .
Телеметрическое устройство 6 предназначено для передачи разведывательной информации на пункт контроля.
С этой целью напряжение высокой частоты (фиг.4, а)To this end, the high-frequency voltage (figure 4, a)
U8(t)=U8·cos((ω1t+φ1), 0≤t≤T1,U 8 (t) = U 8 cos ((ω 1 t + φ 1 ), 0≤t≤T 1 ,
с выхода задающего генератора 36 поступает на второй вход амплитудного модулятора 39, на первый вход которого подается модулирующая функция m(t) (фиг.4, б) с выхода аналогового скремблера 38. Вход последнего через формирователь 37 аналоговых сообщений соединен с первым выходом устройства 5 запоминания и обработки полученной информации. На выходе амплитудного модулятора 39 образуется сигнал с амплитудной модуляцией (AM) (фиг.4, в)from the output of the master oscillator 36, it is supplied to the second input of the amplitude modulator 39, the first input of which is supplied with a modulating function m (t) (Fig. 4, b) from the output of the analog scrambler 38. The input of the latter through the shaper 37 of analog messages is connected to the first output of the device 5 storing and processing the information received. At the output of the amplitude modulator 39, a signal with amplitude modulation (AM) is generated (Fig. 4, c)
U9(t)=U8[1+m(t)]·cos(ω1t+φ1), 0≤t≤T1,U 9 (t) = U 8 [1 + m (t)] · cos (ω 1 t + φ 1 ), 0≤t≤T 1 ,
где m(t) модулирующая функция, отображающая аналоговые сообщения.where m (t) is a modulating function that displays analog messages.
Этот сигнал поступает на первый вход фазового манипулятора 42, на второй вход которого подается модулирующий код M(t) (фиг.4, г) с выхода цифрового скремблера 41. Вход последнего через формирователь 40 цифровых сообщений соединен с вторым выходом устройства 5 запоминания и обработки полученной информации. На выходе фазового манипулятора 42 образуется сложный сигнал с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ФМн) (фиг.4, д)This signal is fed to the first input of the phase manipulator 42, the second input of which is supplied with a modulating code M (t) (Fig. 4, d) from the output of the digital scrambler 41. The input of the latter through the digital message generator 40 is connected to the second output of the storage and processing device 5 information received. At the output of the phase manipulator 42, a complex signal is formed with combined amplitude modulation and phase manipulation (AM-FMN) (Fig. 4, e)
U10(t)=U8[1+m(t)]·cos(ω1t+φк1(t)+φ1), 0≤t≤T1,U 10 (t) = U 8 [1 + m (t)] · cos (ω 1 t + φ к1 (t) + φ 1 ), 0≤t≤T 1 ,
где φк1(t)={0, π} - манипулированная составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t), причем φк1(t)=const при k τэ<t<(k+1) τэ и может изменяться скачком при t=kτэ, т.е. на границе между элементарными посылками (k=1,2, (,N);where φ к1 (t) = {0, π} is the manipulated component of the phase, which displays the law of phase manipulation in accordance with the modulating code M (t), and φ к1 (t) = const for k τ e <t <(k + 1 ) τ e and can change abruptly at t = kτ e , i.e. on the border between elementary premises (k = 1,2, (, N);
τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Т1(Т1=N·τэ).τ e , N - the duration and number of chips that make up a signal of duration T 1 (T 1 = N · τ e ).
Аналоговый 38 и цифровой 41 скремблеры реализуют криптографические методы, которые являются эффективными методами защиты разведывательных конфиденциальных аналоговых и цифровых сообщений.Analog 38 and digital 41 scramblers implement cryptographic methods, which are effective methods for protecting reconnaissance confidential analogue and digital messages.
Криптографические методы защиты передаваемых разведывательных сообщений - это специальные методы шифрования, кодирования и преобразования сообщений, в результате которых их содержание становится недоступным без предъявления ключа криптограммы и обратного преобразования.Cryptographic methods of protecting transmitted reconnaissance messages are special methods of encrypting, encoding and converting messages, as a result of which their content becomes inaccessible without presenting a cryptogram key and reverse transformation.
При цифровом способе закрытия передаваемого сообщения можно условно выделить четыре основных группы:With the digital method of closing the transmitted message, four main groups can be conditionally distinguished:
1) подстановка - символы дискретного сообщения заменяются другими символами в соответствии с заранее определенным правилом;1) substitution - the characters of a discrete message are replaced by other characters in accordance with a predetermined rule;
2) перестановка - символы дискретного сообщения переставляются по некоторому правилу в пределах заданного блока передаваемого дискретного сообщения;2) permutation - the symbols of a discrete message are rearranged according to some rule within a given block of a transmitted discrete message;
3) аналитическое преобразование - шифруемое сообщение преобразуется по некоторому аналитическому правилу;3) analytical conversion - the encrypted message is converted according to some analytical rule;
4) комбинированное преобразование - исходное дискретное сообщение шифруется двумя или большим числом способов шифрования.4) combined conversion - the original discrete message is encrypted with two or more encryption methods.
При аналоговом скремблировании сообщение подвергается следующим преобразованиям:With analog scrambling, a message undergoes the following transformations:
1) частотная инверсия;1) frequency inversion;
2) частотная перестановка;2) frequency permutation;
3) временная перестановка.3) temporary permutation.
Сформированный АМ-ФМн-сигнал U10(t) (фиг.4, д) после усиления в усилителе 44 мощности излучается передающей антенной 44 в эфир, улавливается приемной антенной 45 пункта контроля и через усилитель 46 высокой частоты поступает на первый вход смесителя 48, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 47The generated AM-QPSK signal U 10 (t) (Fig. 4, d) after amplification in the power amplifier 44 is transmitted by the transmitting antenna 44 to the air, captured by the receiving
UГ(t)=UГ·cos(ωГt+φГ).U Г (t) = U Г · cos (ω Г t + φ Г ).
На выходе смесителя 48 образуются напряжения комбинационных частот.Усилителем 49 выделяется напряжение промежуточной частоты (фиг.4, е)At the output of the
UПР(t)=UПР[1+m(t)]·cos(ωПРt+φк1(t)+φПР), 0≤t≤T1,U PR (t) = U PR [1 + m (t)] · cos (ω PR t + φ к1 (t) + φ PR ), 0≤t≤T 1 ,
где Where
ωГ=ω1-ωГ - промежуточная частота;ω G = ω 1 -ω G - intermediate frequency;
φПР=φ1-φГ,φ PR = φ 1 -φ G ,
которое поступает на информационный вход синхронного детектора 51 и на вход амплитудного ограничителя 50. На выходе последнего образуется напряжение (фиг.4, ж)which is fed to the information input of the
U11(t)=UОГР·cos(ωПРt+φк1(t)+φПР), 0≤t≤T1,U 11 (t) = U OGR · cos (ω PR t + φ к1 (t) + φ PR ), 0≤t≤T 1 ,
где UОГР - порог ограничения, которое представляет собой ФМн-сигнал на промежуточной частоте ωПР, используется в качестве опорного напряжения и подается на опорный выход синхронного детектора 51. На выходе синхронного детектора 51 образуется низкочастотное напряжение (фиг.4, з)where U OGR is the limiting threshold, which is the PSK signal at the intermediate frequency ω PR , is used as a reference voltage and is supplied to the reference output of the
UH1(t)=UH1[1+m(t)], 0≤t≤T1,U H1 (t) = U H1 [1 + m (t)], 0≤t≤T 1 ,
где Where
К3 - коэффициент передачи синхронного детектора, пропорциональное модулирующей функции m(t) (фиг.4, б).To 3 is the transfer coefficient of the synchronous detector, proportional to the modulating function m (t) (Fig. 4, b).
Это напряжение поступает на вход аналогового дескремблера 52, принцип работы которого соответствует принципу работы аналогового скремблера 38, но имеет противоположный характер. На выходе дескремблера 52 образуется исходное аналоговое сообщение формирователя 37, которое фиксируется в блоке 53 регистрации и анализа.This voltage is supplied to the input of the
ФМн - сигнал U11(t) (фиг.4, ж) с выхода амплитудного ограничителя 50 одновременно поступает на первые входы перемножителей 55 и 56. На второй вход второго перемножителя 56 подается опорное напряжение (фиг.4, и)PSK - signal U 11 (t) (Fig. 4, g) from the output of the
U0(t)=U0·cos(ωПРt+φПР), 0≤t≤T1,U 0 (t) = U 0 · cos (ω PR t + φ PR ), 0≤t≤T 1 ,
с выхода узкополосного фильтра 57. На выходе второго перемножителя 56 образуется напряжениеfrom the output of the narrow-
U12(t)=UH2·cosφк(t)+UH2·cos(2ωПРt+φк1(t)+2φПР),U 12 (t) = U H2 · cosφ to (t) + U H2 · cos (2ω PR t + φ к1 (t) + 2φ PR ),
где Where
фильтром 58 нижних частот выделяется низкочастотное напряжение (фиг.4, к)the low-
UH2(t)=UH2·cosφк1(t), 0≤t≤T1,U H2 (t) = U H2 · cosφ k1 (t), 0≤t≤T 1 ,
пропорциональное модулирующему коду M(t) (фиг.4, г).proportional to the modulating code M (t) (Fig. 4, d).
Это напряжение подается на второй вход первого перемножителя 55, на выходе которого образуется следующее гармоническое напряжениеThis voltage is supplied to the second input of the
U0(t)=U9·cos(ωПРt+φПР)+U9·cos(ωПРt+2φк1(t)+φПР)=U9·cos(ωПРt+φПР)+U9·cos(ωПРt+φПР)=2U9·cos(ωПРt+φПР)=U0·cos(ωПРt+φПР),U 0 (t) = U 9 cos (ω PR t + φ PR ) + U 9 cos (ω PR t + 2φ k1 (t) + φ PR ) = U 9 cos (ω PR t + φ PR ) + U 9 cos (ω PR t + φ PR ) = 2U 9 cos (ω PR t + φ PR ) = U 0 cos (ω PR t + φ PR ),
где Where
которое выделяется узкополосным фильтром 57 и подается на второй вход второго перемножителя 56.which is allocated by a narrow-
Низкочастотное напряжение UH2(t) (фиг.4, к) поступает на вход цифрового дескремблера 59, принцип работы которого соответствует принципу работы цифрового скремблера 41, но имеет противоположный характер. На выходе цифрового дескремблера 59 образуется исходное цифровое сообщение формирователя 40, которое фиксируется в блоке 53 регистрации и анализа.The low-frequency voltage U H2 (t) (Fig. 4, k) is supplied to the input of the
Перемножители 55 и 56, узкополосный фильтр 57 и фильтр 58 нижних частот образуют демодулятор ФМн-сигнала, который выделяет необходимое опорное напряжение непосредственно из самого принимаемого ФМн-сигнала и свободен от явления «обратной работы», которое присуще всем известным демодуляторам ФМн-сигналов (схема Писталькорса А.А., Сифорова В.Н., Травина ГА., Косшаса Д.Ф.).
По истечении времени τз постоянное напряжение с выхода линии задержки 21 поступает на управляющий вход обнаружителя 20 и сбрасывает его содержимое на нулевое значение. При этом ключ 22 закрывается, а блок 10 перестройки включается, т.е. они переводятся в свои исходные положения.After the time τ s, the constant voltage from the output of the delay line 21 is supplied to the control input of the detector 20 and resets its contents to zero. In this case, the key 22 is closed, and the tuning unit 10 is turned on, i.e. they are translated into their original positions.
При обнаружении сигнала следующей РЭС вероятного противника работа станции радиотехнической разведки происходит аналогичным образом.When a signal of the next RES of a potential adversary is detected, the work of the radio intelligence station occurs in a similar way.
Траектория полета вертолета, на борту которого размещена станция радиотехнической разведки, как правило, прокладывается в приграничных районах без нарушения воздушного пространства вероятного противника и без осложнений дипломатического характера.The helicopter flight path, on board of which a radio intelligence station is located, is usually laid in the border areas without violating the airspace of the likely enemy and without diplomatic complications.
Станция радиотехнической разведки обеспечивает точное и однозначное определение местоположения РЭС.При этом пеленгаторное устройство инвариантно к виду модуляции (манипуляции) и нестабильности несущей частоты принимаемых сигналов.The radio intelligence station provides accurate and unambiguous determination of the location of the radio electronic equipment. In this case, the direction-finding device is invariant to the type of modulation (manipulation) and instability of the carrier frequency of the received signals.
Таким образом, предлагаемая станция радиотехнической разведки по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение достоверности передачи аналоговой и дискретной информации с борта вертолета на пункт контроля. Это достигается защитой передаваемой информации от несанкционированного доступа и использованием сложных сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией.Thus, the proposed radio intelligence station in comparison with the prototype and other technical solutions of a similar purpose provides increased reliability of the transmission of analog and discrete information from the helicopter to the control point. This is achieved by protecting the transmitted information from unauthorized access and using complex signals with combined amplitude modulation and phase shift keying.
При этом защита указанной информации имеет три уровня: криптографический, энергетический и структурный.Moreover, the protection of this information has three levels: cryptographic, energy, and structural.
Криптографический уровень обеспечивается специальными методами шифрования, кодирования и преобразования разведывательных конфиденциальных аналоговых и дискретных сообщений, в результате которых их содержание становится недоступным без предъявления ключа криптограммы и обратного преобразования.The cryptographic level is provided by special methods of encryption, coding and conversion of reconnaissance confidential analogue and discrete messages, as a result of which their content becomes inaccessible without presenting a cryptogram key and reverse conversion.
Энергетический и структурный уровни обеспечиваются применением сложных сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией, которые обладают высокой энергетической и структурной скрытностью.The energy and structural levels are ensured by the use of complex signals with combined amplitude modulation and phase manipulation, which have high energy and structural secrecy.
Энергетическая скрытность данных сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени или по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого используемый сложный сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше шумов и помех.The energy secrecy of these signals is due to their high compressibility in time or in the spectrum with optimal processing, which reduces the instantaneous radiated power. As a result, the complex signal used at the receiving point may be masked by noise and interference. Moreover, the energy of a complex signal is by no means small; it is simply distributed over the time-frequency region so that at each point in this region the signal power is less than noise and interference.
Структурная скрытность сложных сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией обусловлена разнообразием их форм и значительными диапазонами изменений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемника.The structural secrecy of complex signals with combined amplitude modulation and phase manipulation is due to the diversity of their forms and significant ranges of parameter changes, which makes it difficult to optimize or at least quasi-optimal processing of complex signals of an a priori unknown structure in order to increase the sensitivity of the receiver.
Сложные сигналы с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией открывают новые возможности в технике передачи аналоговых и дискретных сообщений на одной несущей частоте и их защиты от несанкционированного доступа. Указанные сигналы позволяют применять новый вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется новая возможность выделять сложные сигналы среди других сигналов и помех, действующих в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени. Даная возможность реализуется сверткой спектра сложных сигналов.Complex signals with combined amplitude modulation and phase shift keying open up new possibilities in the technique of transmitting analog and discrete messages on a single carrier frequency and protecting them from unauthorized access. These signals allow the use of a new type of selection - structural selection. This means that there is a new opportunity to distinguish complex signals from other signals and interference operating in the same frequency band and at the same time intervals. This opportunity is realized by convolution of a spectrum of complex signals.
Для синхронного детектирования ФМн-сигналов используется универсальный демодулятор, свободный от явления «обратной работы».For the synchronous detection of PSK signals, a universal demodulator is used, free of the phenomenon of “reverse operation”.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006127503/09A RU2313911C1 (en) | 2006-07-20 | 2006-07-20 | Electronic reconnaissance station |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006127503/09A RU2313911C1 (en) | 2006-07-20 | 2006-07-20 | Electronic reconnaissance station |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2313911C1 true RU2313911C1 (en) | 2007-12-27 |
Family
ID=39019104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006127503/09A RU2313911C1 (en) | 2006-07-20 | 2006-07-20 | Electronic reconnaissance station |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2313911C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447598C1 (en) * | 2010-10-29 | 2012-04-10 | Виктор Иванович Дикарев | Coherent radio line |
CN108333584A (en) * | 2017-12-28 | 2018-07-27 | 陕西弘毅军民融合智能科技有限公司 | A kind of remote unmanned plane detection system of low altitude small target and detection method |
-
2006
- 2006-07-20 RU RU2006127503/09A patent/RU2313911C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447598C1 (en) * | 2010-10-29 | 2012-04-10 | Виктор Иванович Дикарев | Coherent radio line |
CN108333584A (en) * | 2017-12-28 | 2018-07-27 | 陕西弘毅军民融合智能科技有限公司 | A kind of remote unmanned plane detection system of low altitude small target and detection method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2537809C (en) | Modulation signals for a satellite navigation system | |
US4053882A (en) | Polarization radar method and system | |
RU2419814C1 (en) | Helicopter radio electronic complex | |
US3886555A (en) | Radiating target direction finding system | |
US2565506A (en) | Omnidirectional radio range system | |
CN101854326A (en) | Signal modulation method and signal demodulation method | |
RU2600333C2 (en) | Helicopter radio-electronic complex | |
Huyghebaert et al. | ICEBEAR: An all-digital bistatic coded continuous-wave radar for studies of the E region of the ionosphere | |
RU2313911C1 (en) | Electronic reconnaissance station | |
RU2419991C1 (en) | Helicopter radio-electronic complex | |
US6040801A (en) | Low duty cycle navigation system | |
US2490050A (en) | Navigation system | |
RU2321177C1 (en) | Radio-technical surveillance station | |
Wang et al. | Displacement monitoring system based on a quadrature self-injection-locked radar technology | |
US3778831A (en) | Compatible double precision doppler omnidirectional bearing system | |
RU2275746C1 (en) | Radio-technical reconnaissance station | |
RU2521456C1 (en) | System for detecting and locating human suffering distress in water | |
RU2454818C1 (en) | Radio engineering monitoring station | |
RU2386159C2 (en) | Clock synchronisation system | |
RU2286026C1 (en) | Coherent radio line | |
RU2479930C1 (en) | Radio monitoring station | |
RU2015143476A (en) | METHOD OF ECOLOGICAL MONITORING AND SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU2465733C1 (en) | Radio monitoring station | |
Sauta et al. | Short-Range Navigation Systems | |
RU2346289C1 (en) | Radio reconnaissance station |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080721 |