Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Нестандартные методы защиты информации. Лабораторный практикум
.pdf
Рис. 7.2. Ввод исходных данных
2
Π
h
2
Π
h
21,639557
3. Определяем допустимое энергетическое отношение сиг-
нал/помеха
для когерентного оптимального приема сигналов
КИМ2-ЧМ с вероятностью ошибки PОШ не более 10–5 (рис. 7.3).
Рис. 7.3. Допустимое энергетическое отношение сигнал/помеха
2
h ³
Как следует из рис. 7.3,
Π ДОП
.
4. Рассчитываем расстояние между ПРМ ССС и ПРД ССС, а
также вектор расстояний между ПРМ ССС и ПРД РЭП (рис. 7.4).
Рис. 7.4. Расчет расстояний между ПРМ ССС и ПРД ССС,
а также ПРМ ССС и ПРД РЭП
131
2
Π
h
2
Π
h
5. Определяем длину волны, а также потери передачи полезного
сигнала и организованных помех (рис. 7.5).
Рис. 7.5. Потери передачи полезного сигнала
и организованных помех
6. Находим КУ передающих антенн ПРД ССС и ПРД РЭП (рис. 7.6).
Рис. 7.6. КУ передающих антенн ПРД ССС и ПРД РЭП
6. По формуле (7.21) рассчитываем, как изменяется энергетиче-
ское отношение сигнал/помеха
ника РЭП θ
в интервале от 5 до 90 градусов, и строим соответ-
t ОП
при изменении угла места спут-
ствующий график (рис. 7.7).
На графике (рис. 7.7) видно, что энергетическое отношение сигнал/помеха
существенно уменьшается с ростом угла места этого
спутника. Для того чтобы лучше рассмотреть указанный график
132
изменим анализируемый диапазон углов места спутника РЭП гра-
2
Π
h
2
Π
h
дусов (рис. 7.8).
Рис. 7.7. График изменения энергетическое отношение сигнал/помеха
при изменении угла места спутника РЭП θ
от 5 до 90 градусов
в интервале
t ОП
Рис. 7.8. График изменения энергетическое отношение сигнал/помеха
при изменении угла места спутника РЭП θ
от 35 до 45 градусов
в интервале
t ОП
133
Из графика на рис. 7.8 следует, что энергетическое отношение
2
Π
h
t
10
t
=
2
Π
h
2
Π
h
2
Π
h
сигнал/помеха
превышает найденный ранее (см. рис. 7.3) допу-
стимый минимальный уровень, если только угол места спутника
РЭП не более 40 градусов. Таким образом, для обеспечения для
обеспечения требуемой энергетики радиолинии борт-земля ССС во
всем диапазоне изменения угла места спутника РЭП θ
, т. е. в ин-
t ОП
тервале от 5 до 90 градусов, требуется предпринять дополнительные меры.
Мера 1. Увеличим мощность излучения
P
(
Вт). При этом получим следующий график изменения
энергетическое отношение сигнал/помеха
места спутника РЭП θ
в интервале от 45 до 55 градусов (рис.
t ОП
P
ПРД ССС в 10 раз
при изменении угла
7.9).
Рис. 7.9. График изменения энергетическое отношение сигнал/помеха
при изменении угла места спутника РЭП θ
от 45 до 55 градусов
в интервале
t ОП
Из графика на рис. 7.9 следует, что энергетическое отношение
сигнал/помеха
превышает найденный ранее (см. рис. 7.3) допу-
стимый минимальный уровень, если только угол места спутника
134
РЭП не более 48 градусов. Следовательно, увеличение мощности
t
t
t
2
Π
h
2
Π
h
2
Π
h
t
излучения
P
ПРД ССС в 10 раз не дало ожидаемого эффекта.
Мера 2. Предпримем попытку наряду с увеличением мощности
излучения
усиления передающей антенны
P
ПРД ССС в 10 раз, та же нарастить коэффициент
G
за счет увеличения её диаметра
в два раза, т. е. с двух до четырех метров. При этом получим следующий график изменения энергетическое отношение сигнал/помеха
при изменении угла места спутника РЭП θ
в интервале от 50
t ОП
до 55 градусов (рис. 7.10).
Рис. 7.10 – График изменения энергетическое отношение сигнал/помеха
при изменении угла места спутника РЭП θ
от 50 до 55 градусов
в интервале
t ОП
Из графика на рис. 7.10 следует, что энергетическое отношение
сигнал/помеха
превышает найденный ранее (см. рис. 7.3) допустимый минимальный уровень, если только угол места спутника
РЭП не более 52 градусов. Следовательно, увеличение мощности
излучения
P
ПРД ССС в 10 раз и рост коэффициент усиления пе-
135
редающей антенны
t
t
t
2
Π
h
2
Π
h
2
Π
h
G
за счет увеличения её диаметра в два раза не
дало ожидаемого эффекта.
Мера 3. Оставив исходные мощность излучения
коэффициент усиления
G
передающей антенны, увеличим базу
P
ПРД ССС и
полезного сигнала, например, в 105 раз. При этом получим следующий график изменения энергетическое отношение сигнал/помеха
при изменении угла места спутника РЭП θ
в интервале от 80
t ОП
до 90 градусов (рис. 7.11).
Из графика на рис. 7.11 следует, что энергетическое отношение
сигнал/помеха
превышает найденный ранее (см. рис. 7.3) допустимый минимальный уровень, если только угол места спутника
РЭП не более 85 градусов.
Рис. 7.11. График изменения энергетическое отношение сигнал/помеха
при изменении угла места спутника РЭП θ
от 80 до 90 градусов
в интервале
t ОП
Следовательно, увеличение базу полезного сигнала в 105 раз
практически дало ожидаемый эффект. Следовательно, для увеличения помехоустойчивости системы спутниковой связи (ССС) при
действии организованных помех следует использовать сложные
сигналы, имеющие базу 105 и более.
136
Порядок выполнения работы
2
Π
h
ДОП
a
L
rt,
r
,
1 10 10
–
2
2
1,5 1 2 10 7 2 6 2×10
–
3
2,2 1,6 2 3 11 7,5
1. Для заданного варианта индивидуального задания необходимо:
- запустить программу Mathcad и создать Mathcad-документ,
например LAB_7_VAR_V_.xmcd, где V – номер варианта индивидуального задания;
- исследовать, как изменяется энергетическое отношение сиг-
нал/помеха
при изменении угла места спутника РЭП θ
t ОП
в ин-
тервале от 5 до 90 градусов;
22
hh³
- проанализировать выполнение неравенства
обходимого обеспечения заданной вероятности
ΠΠ
P
ОШ
при заданном
не-
виде приема указанных сигналов и в случае, если это неравенство
не выполняется, сформулировать предложения по его достижению.
2. После окончания исследования проанализируйте полученные
результаты и сформулируйте выводы. Оформите отчет по лабораторной работе.
3. Защитите работу.
Варианты заданий
Номер варианта (табл. 7.1 и 7.2) соответствует номеру фамилии
студента в списке учебной группы (подгруппы).
Дано (общие данные для всех вариантов):
База сигнала BS = 1.
Угол места спутника ССС θt = 90 градусов.
Угол места спутника РЭП θ
= 5 … 90 градусов.
t ОП
Нормированная диаграмма направленности по мощности прием-
ной антенны ПРМ ССС описывается выражением (7.25).
Таблица 7.1
Индивидуальные данные для расчета энергетических
характеристик космических радиолиний
№
вар.
f0,
ГГц
дБ/км
D
,
,
Dt, м
t ОП
м
Pt , Вт
P
,
t ОП
Вт
тыс.
км
t ОП
тыс.
км
137
3 10 8×10
–
1
2,4 1,7 3 4 12 8 4 6 2×10
–
2
2,6 1,8 4 5 13 8,5 5 10 6×10
–
1
2,8 1,9 5 6 14 9 6 6 2×10
–
1
3 2
1,5 2,5 15 9,5 7 10 4×10
–
1
3,2 2,1 2,5 3,5 16 10 8 6 2×10
–
3
2,1 2,2 3,5 4,5 8,5 7 9 10 2×10
–
1
2,3 2,3 4,5 5,5 9,5 7,5 10 6 2×10
–
2
2,5 2,4 5,5 6,5 10,5 8 11 10 5×10
–
1
2,7 2,5 1,25 2,75 11,5 8,5 12 6 2×10
–
1
2,9 2,6 2,35 3,75 12,5 9 13 10 5×10
–
1
1,7 2,7 3,45 4,75 13,5 9,5 14 6 2×10
–
3
1,8 2,8 4,55 5,75 14,5 10 15 10 3×10
–
1
1,9 2,9 5,65 6,75 15,5 11,5
Таблица 7.2
№ вар.
Способ обработки сигнала
Сигнал
Фор
мула
1
Некогерентный
КИМ
2
-ФМ
(7.22)
2
Оптимальный некогерен
т
ный КИМ
2
-
ЧМ
ОПТ
(7.23)
3
Оптимальный когерентный
КИМ
2
-
ЧМ
ОПТ
(7.24)
4
Оптимальный когерентный
КИМ
2
-
АМ
ОПТ
(7.25)
5
Некогерентный
КИМ
2
-ФМ
(7.22)
6
Оптимальный некогерен
т
ный КИМ
2
-
ЧМ
ОПТ
(7.23)
7
Оптимальный когерентный
КИМ
2
-
ЧМ
ОПТ
(7.24)
8
Оптимальный когерентный
КИМ
2
-
АМ
ОПТ
(7.25)
9
Некогерентный
КИМ
2
-ФМ
(7.22)
10
Оптимальный некогерен
т
ный КИМ
2
-
ЧМ
ОПТ
(7.23)
11
Оптимальный когерентный
КИМ
2
-
ЧМ
ОПТ
(7.24)
12
Оптимальный когерентный
КИМ
2
-
АМ
ОПТ
(7.25)
13
Некогерентный
КИМ
2
-ФМ (7.22)
14
Оптимальный некогерен
т
ный КИМ
2
-
ЧМ
ОПТ
(7.23)
15
Оптимальный когерентный
КИМ
2
-
ЧМ
ОПТ
(7.24)
Индивидуальные данные по способу обработки и сигналам
Контрольные вопросы
1. Какова цель лабораторной работы?
2. Каково содержание программы лабораторной работы?
138
3. Какой показатель (показатели) используются для оценки ве-
роятности успешного решения РЭС своих задач при условии воздействия одновременно с естественными помехами ещё и организованных помех?
4. Что такое энергетическое отношение сигнал/помеха?
5. Что такое база сигнала?
6. Как выглядит модель расположения радиосредств ССС и
станции РЭП, используемая в лабораторной работе?
7. От чего зависит мощность сигнала на входе ПРМ системы
спутниковой связи?
8. Как рассчитать суммарные (общие) потери передачи в линии
(канале) связи?
9. Каковы пути выполнения условия обеспечения ПУ ССС при
воздействии организованных помех?
10. Какие выводы можно сделать по результатам выполнения ин-
дивидуального задания?
Литература: 7, 10, 12, 14, 23, 27.
8. ИССЛЕДОВАНИЕ СКРЫТНОСТИ СИСТЕМ
СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ
Цель – приобретение навыков исследования скрытности систем
спутниковой связи.
Формируемые компетенции или их части: ПК-2, ПК-5, ПСК-6.3.
Теоретическая часть
В предыдущей лабораторной работе были проанализированы
показатели ПУ РЭС в условиях одновременного действия естественных и организованных помех. Были получены ряд неравенств
(7.19-7.21), позволяющих проанализировать условия обеспечения
приемным устройством (ПУ) ССС своей функциональности при
воздействии организованных помех, формируемых передатчиком
(ПРД) станции радиоэлектронного противодействия (РЭП).
139
Напомним, что анализ неравенств (7.19-7.21) указал наличие
t
P
t
G
0
BTF
=D
r
q
()1
q
<
22
П 0 П
LLLWW
==
Π
==
t
t
=
=-=
следующих путей выполнения условия обеспечения ПУ ССС при
воздействии организованных помех:
1) увеличение мощности излучения
ПРД ССС, коэффициен-
та усиления передающей антенны в направлении максимума излу-
чения (
) и базы сигнала (
ss
);
2) уменьшение нормированной ДН приемной антенны в направ-
2
лении (
) на источник помех
F
ОΠ
rr
(т. е. уменьшения
уровня боковых лепестков диаграммы направленности ПРМ ССС);
3) уменьшение суммарных потерь передачи сигнала в линии
связи
S
0
передачи помехи
1
O Π 0 O Π П O Π 0 O Π П O
S
и увеличение суммарных потерь
1LLLWW
22
.
Следует отметить, что ряд указанных выше путей повышения
ПУ ССС, например, увеличение мощности ПРД (
циента усиления передающей антенны (
G
P
) или коэффи-
), приводят к пониже-
нию скрытности ССС. Поэтому для повышения ПЗ ССС проведем
анализ скрытности ССС и на его основе обоснуем направления достижения этой важной практической цели.
Отметим, что наряду с вероятностными показателями энергетической скрытности в задачах радиолокационного обнаружения сиг-
РР
налов ПРМ разведки (
(
1 РРР
ошрскр
) широкое применение нашли энергетиче-
пор
) и в задачах радиоперехвата
ские показатели скрытности. Это обусловлено тем, что обеспечиваемые в ПРМ разведки (p) вероятности правильного обнаружения
P
р по
(
) и ошибочного различения (
функциональными зависимостями (y) с энергетическим отноше-
нием С/Ш на входе ПРМ разведки
140
P
р ош
) сигналов связаны
2
h
р
:
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]