Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Нестандартные методы защиты информации. Лабораторный практикум
.pdf
2
=
()1
<
1
==>
=
===
=
2
LLdd
р допp доп ош
22
hh =
допр доп
(8.33)
(8.34)
NTkTkN
) (
0ЭБЭБ0 рр
hP
y
хвата в системе радиоразведки (т.е.
PP
одинаковы (т.е.
мах обработки сигналов выполняется равенство
Тогда условия (8.31), (8.32) принимают вид:
2
2
F
tt
22
hdL
g
ЭС
Анализ условий (8.31 - 8.34) показывает, что при использовании
для радиоперехвата сообщений, точно такого же ПРМ, что и в ССС
(у которого
22
hh =
допр доп
ней (см. Рис. 8.1) можно обеспечить путем: уменьшения характеристик направленности излучения передающей антенны в направле-
доп ррр
22
рр
р
,
dL
q
р
р
tt
ТТ
ЭЭр
GG
rr
) энергетическую скрытность послед-
доп ошр доп ош
), то при одинаковых схе-
П
2
Ld
П
р
,
1
()
q
,
2
d
П
LhF
П
=
.
)
.
,
нии ПРМ радиоперехвата
F
странения радиоволн (РРВ) в РЛ перехвата по сравнению с РЛ ССС
за счет увеличения потерь передачи в свободном пространстве
2
=
0
0
рр
распространения (например, ионосфере).
Для того чтобы уменьшить характеристики направленности излучения передающей антенны в направлении ПРМ радиоперехвата
F
граммы направленности этой антенны. Для этого целесообразно
)(
q
р2tt
необходимо иметь возможность управлять формой диа-
и вследствие поглощения в среде
)(
q
р2tt
; ухудшения условий распро-
151
LL
ППр
использовать в качестве передающей антенны ПРД ССС фазиро-
2
10
-
180
p
æö
ç÷
èø
ванную антенную решетку (ФАР).
Указания по порядку выполнения работы
Методику выполнения работы рассмотрим на примере исследования скрытности систем спутниковой связи (ССС) (рис. 8.1). В ходе исследования будем полагать, что ПРМ радиоперехвата находится на борту спутника РЭП.
Дано:
Несущая частота f0 = 10 ГГц.
a
=
Коэффициент затухания
В качестве передающей антенны ПРД ССС используется:
1) слабонаправленная антенна нормированная диаграмма по
мощности, которой описывается выражением
L
дБ/км.
22
F
()
2) линейная синфазная эквидистантная ФАР, состоящая из пяти
симметричных вибраторов (N = 5) с длиной плеча вибратора l =
0,325λ0. Шаг ФАР (расстояние между излучателями) составляет d =
λ0.
Радиус орбиты спутника ССС rt = 10000 км.
Радиус орбиты спутника РЭП r
Угол места спутника ССС θt = 90 градусов.
Угол места спутника РЭП θp = 5 … 90 градусов.
Требуется в математическом пакете Mathcad:
- исследовать, как изменяется коэффициента скрытности ССС
при изменении угла места спутника РЭП θ
градусов при использовании двух различных характеристик
направленности излучения передающей антенны ССС в направле-
нии ПРМ радиоперехвата
линейная ФАР.
- сформулировать выводы о том, какая из передающих антенн
(слабонаправленная антенна или линейная ФАР) ПРД ССС является
cos
qq
=
.
= 7000 км.
t ОП
в интервале от 5 до 90
t ОП
F
)(
q
р2tt
: слабонаправленная антенна и
(8.35)
152
предпочтительной, т. к. обеспечивает больший коэффициент
скрытности ССС.
Рассмотрим решение поставленной задачи в пакете Mathcad.
1. Запускаем Mathcad и создаем новый Mathcad-документ. Сохраняем его под именем, например, Lab_8.xmcd.
2. Вводим исходные данные и рассчитываем рабочую длину
волны в системе единиц СИ (рис. 8.2).
4. Рассчитываем вектор расстояний между ПРМ ССС и ПРМ
разведки, а также вектор расстояний между ПРД ССС и ПРМ разведки (рисунки 8.4 и 8.5).
Рис. 8.2. Ввод исходных данных и расчет длины волны
3. Рассчитываем расстояние между ПРД ССС и ПРМ ССС (рис. 8.3).
Рис. 8.3. Расчет расстояний между ПРД ССС и ПРМ ССС
153
Рис. 8.4. Расчет векторов расстояний:
1) между ПРМ ССС и ПРМ; 2) между ПРД ССС и ПРМ разведки
Рис. 8.5. Геометрические построения для рассматриваемой задачи
5. Определяем потери передачи сигнала в ССС и в радиолинии
«Борт-Борт» между ПРД ССС и ПРМ разведки (рис. 8.6).
154
Рис. 8.6. Потери передачи сигнала в ССС и в радиолинии «Борт-Борт»
между ПРД ССС и ПРМ разведки
6. Используя теорему косинусов, находим косинус угла θtp, по
которым виден ПРМ разведки со стороны антенн ПРД ССС и сам
этот угол, выраженный в градусах (рис. 8.7).
Рис. 8.7. КУ передающих антенн ПРД ССС и ПРД РЭП
В качестве иллюстрации строим график, иллюстрирующий из-
менение угла θtp при изменении угла места спутника РЭП θ
t ОП
в ин-
тервале от 5 до 90 градусов (рис. 8.8).
Рис. 8.8. График, иллюстрирующий изменение угла θtp при изменении
угла места спутника РЭП θ
в интервале от 5 до 90 градусов
p ОП
На рис. 8.8 видно, что угол θtp изменяется немонотонно. При из-
менении угла места спутника РЭП θ
в интервале от 5 до, при-
t ОП
мерно, 40 градусов угол θtp возрастает, а при дальнейшем росте угла
155
места спутника РЭП θ
ЭС
g
ЭС
g
ЭС
g
в интервале от 40 до 90 градусов асимпто-
t ОП
тически стремится к нулю, что не противоречит геометрии рассматриваемой задачи (см. рис. 8.5).
6. По формуле (8.34) рассчитываем, как изменяется коэффициен-
та скрытности
ССС при изменении угла места спутника РЭП
θp в интервале от 5 до 90 градусов, если в качестве передающей антенны ССС используется слабонаправленная антенна, и строим соответствующий график (рис. 8.9).
На графике (см. рис. 7.7) видно, что коэффициента скрытности
ССС существенно уменьшается с ростом угла места θp спутника РЭП (приемника разведки). Для того чтобы лучше рассмотреть
указанный график изменим анализируемый диапазон значений, откладываемый по оси ординат (рис. 8.10).
Рис. 8.9. График изменения коэффициента скрытности
при изменении угла места θp спутника РЭП в интервале
от 5 до 90 градусов, если в качестве передающей антенны
ПРД ССС используется слабонаправленная антенна
156
ССС
ЭС
g
ЭС
g
ЭС
g
(
)
q
Рис. 8.10. График изменения коэффициента скрытности
изменении угла места θp спутника РЭП в интервале от 5 до 90 градусов с
измененным диапазоном значений, откладываемых по оси ординат,
если в качестве передающей антенны ПРД ССС используется
слабонаправленная антенна
Из графика на рис. 8.10 следует, что коэффициента скрытности
ССС становится меньше единицы, если только угол места
спутника РЭП становится более 50 градусов. Таким образом, если в
качестве передающей антенны ПРД ССС используется слабонаправленная антенна, то скрытность рассматриваемой ССС не может
быть обеспечена, как только угол места спутника РЭП становится
более 50 градусов.
7. Проанализируем, как поведет себя коэффициент скрытности
ССС, если в качестве передающей антенны ПРД ССС исполь-
зуется линейная ФАР. Для этого рассчитаем и построим диаграмму
направленности этой антенны:
7.1) по заданным параметрам ФАР, рассчитываем и строим диа-
F
грамму направленности (ДН)
плоскости расположения излучателей (рис. 8.11);
1
отдельного излучателя АР в
ССС при
157
Рис. 8.11. ДН отдельного излучателя антенной решетки
(
)
q
в плоскости расположения излучателей
7.2) по заданным параметрам, рассчитаем и построим диаграмму
F
множителя системы
чателей (рис. 8.12).
N
ФАР в плоскости расположения излу-
Рис. 8.12. Множитель системы ФАР
158
7.3) используя теорему перемножения диаграмм направленности
(
)
q
()()(
)
qqq
=
(
)
q
(
)
q
(
)
q
рассчитаем и построим диаграмму направленности антенной ре-
шетки
расположения излучателей (рис. 8.13).
F
по напряженности электрического поля в плоскости
Рис. 8.13. ДН ФАР по напряженности электрического поля
в плоскости расположения излучателей
На рис. 8.13 видно, что ДН ФАР имеет главный лепесток в
направлении ноль градусов, а также ряд боковых лепестков.
Примечание – Теорема перемножения диаграмм направленности
для ФАР формулируется следующим образом: Диаграмма направленности линейной решетки излучателей F(θ) можно рассчитать по
формуле
FFF
F
1
где
антенной решетки;
точечных излучателей (или просто множитель системы);
7.4) рассчитаем и построим диаграмму направленности антенной
решетки
телей (рис. 8.14);
– диаграмма направленности отдельного излучателя,
F
2
F
по мощности в плоскости расположения излуча-
N
1 N
– множитель линейной системы из N
159
,
(8.36)
Рис. 8.14. ДН ФАР по мощности в плоскости расположения излучателей
ЭС
g
ЭС
g
7.5) по формуле (8.34) рассчитываем, как изменяется коэффици-
ента скрытности
ССС при изменении угла места спутника РЭП
θp в интервале от 5 до 90 градусов, если в качестве передающей антенны ССС используется линейная ФАР, и строим соответствующий график (рис. 8.15).
Рис. 8.15. График изменения коэффициента скрытности
ССС при изменении угла места θp спутника РЭП
в интервале от 5 до 90 градусов, если в качестве передающей
антенны ПРД ССС используется линейная ФАР
160
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]