4. Оптимизация станции радиопротиводействия.

Рассмотрим радиотехническую систему, состоящую из приемника наведения (ПН) радиопомех по несущей частоте и передатчика помех (ПП), наводящегося по несущей частоте.

Рисунок 17.64

Функции ПН сводятся к обнаружению сигнала, определению несущей частоты, анализу его важнейших характеристик и наведению помехи по несущей частоте. Передатчик помех обеспечивает генерирование помехи со спектральной плотностью A (f) и шириной спектра ΔFn, компенсирующей ошибку наведения δf. На рис. 6.4 показан случай, когда ошибка наведения δfнаибольшая. В дальнейшем под δf = f c– f и будем понимать наибольшую разность между действительнымf c и измереннымf и, значениями частоты сигнала, при которой еще обеспечивается подавление, т.е. в полосе сигнала ΔFсмощность помехиPn= ΔFсA (f) достаточна для срыва нормальной работы подавляемой радиотехнической системы. В каком-то смысле наилучшей будет помеха при постоянной плотности спектраA (f). Поэтому полагаем, чтоA (f) – равномерная плотность спектра мощности. Частотаf и и средняя частотаf п помехи считаются равными. При таких исходных данных можно приступить к целенаправленному анализу и постановке задачи оптимизации. Как всегда, эта задача двойственна, т.е. предполагаются две ее постановки.

Система допускает перераспределение усилий с передатчика помех на приемник наведения и наоборот. Мощность помехи Pn=A (f) (2 δf+ ΔFс) линейно зависит от δf. Стоимость С_прдПП в определенных пределах пропорциональна величинеA (f) δfпередатчика с коэффициентом пропорциональности α_прд:

.(17.131)

Повышение точности наведения связано с усложнением приемника. Наиболее очевидно обратно пропорциональная зависимость стоимости ПН от ошибки наведения проявляется в случае применения многоканального приемника. Такая же в основном зависимость имеет место для панорамного приемника и для других типов ПН. Это дает основание записать, что:

.(17.132)

Общая стоимость системы радиопротиводействия с учетом стоимости С_доп может быть представлена в виде:

.(17.133)

Последнее соотношение позволяет сформулировать задачу оптимизации в двух постановках:

1. Максимизировать спектральную плотность A (f), создаваемую станцией радиопротиводействия путем рационального выбора ошибки δf_optнаведения, если общая стоимость Сз системы задана. Иначе говоря, требуется найти:

.(17.134)

2. Минимизировать стоимость С системы путем рационального выбора ошибки δf_optнаведения при заданном значенииA (f) спектральной плотности мощности помехи. Иными словами, требуется найти min C = min (C₀+ α_прд A (f)_зδf+ α_прм /δf).

Решение задачи достигается методом дифференцирования:

в первой постановке

.(17.135)

во второй постановке

.(17.136)

Формулы для δf_opt1и δf_opt2достаточно просты и удобны для расчетов, хотя потребуется использовать качественно новые величины α_прми α_прд, которые могут быть получены при технико-экономическом анализе радиотехнических устройств, входящих в систему радиопротиводействия.

5. Оптимизация систем непосредственной связи.

Постановка задачи

В рассмотренном примере оптимизации РЛС по критериям дальности действия и стоимости (см. § 17.1) основные связи, характеризующие систему, свелись к соотношениям (17.1) и (17.2). С помощью этих соотношений были сформулированы две постановки задачи. Увеличим теперь число переменных, считая, что изменить можно не только мощность передатчика и чувствительность приемника, но и коэффициенты направленного действия передающей и приемной антенн. Соответственно перепишем соотношения (17.1) и (17.2) применительно к системе непосредственной радиосвязи в виде:

.(17.137)

,(17.138)

где С – общая стоимость системы непосредственной связи,С_0i– стоимость всех не варьируемых элементов.

В (17.19) приняты следующие обозначения:– величина, монотонно связанная с дальностью действияD_max системы,Р_изл– мощность излучения передатчика,G – КНД передающей антенны;S_а– эффективная площадь приемной антенны;Р₀ – минимальный уровень принимаемой мощности, 1/ Р₀– чувствительность радиоприемника.

Отмеченные параметры обозначим через x, присвоив каждому из них порядковый номерi = 1, … ,4. Соотношение (17.20) записываем, отделив переменныех_i, при этом постоянную частьвычитаем из левой части. Получаем. С учетом того, чтовведя обозначениеможно записать:

.202\* MERGEFORMAT (.)

Теперь можно сформулировать задачу оптимизации.

В первой постановкетребуется найтиесли задана стоимость системы с помощью соотношения.

Решением будет: откуда,.

Во второй постановкенадо определитьесли задана дальность действия посредством задания величиныS:.

Решением будет: откуда,.