Qisqa to‘lqin diapazoni signallarini pelenglash asoslari va usullari tahlili

Qisqa to‘lqin diapazoni signallarini pelenglash asoslari va usullari tahlili
Turli diapazondagi aloqa tizimlari va vositalari rivojlanishning hozirgi zamonaviy bosqichi ularni amalga oshiruvchi texnik vositalarning takomillashuvi bilan tavsiflanadi. Biroq, keng polosali yuqori tezlikdagi axborot uzatish kanallarini shakllantirish imkonini beruvchi ultra qisqa to‘lqinli (UQT) aloqa vositalarining (tranking, uyali aloqa, sun’iy yo‘ldosh aloqalari) jadal rivojlanishiga qaramay, AQSh, Germaniya, Xitoy, Rossiya va boshqa rivojlangan mamlakatlar nisbatan past tezlikli va kam sonli kanallarga ega bo‘lgan qisqa to‘lqinli (QT) radioaloqadan ham foydalanishda davom etmoqdalar. Shu bilan birga, yetakchi aloqa uskunalari ishlab chiqaruvchilari ham fuqarolik, ham maxsus ixtisoslashgan foydalanuvchilar uchun QT radioaloqasi sohasidagi o‘zlarining yangi ishlanmalarini muntazam ravishda taqdim etmoqdalar.
Radio to‘lqinlarning QT diapazoni (3-30 MHz chastota oralig‘i) da turli radionurlanish manbalari (RNM) mavjud bo‘lib, bular yer usti, havo va dengizdagi mobil radioaloqa tizimlari, ob-havo ma’lumotlarini uzatish stantsiyalari, diplomatik aloqa tizimlari, maxsus kuchlar mobil bo‘linmalari uchun aloqa uzatish tizimlari va boshqalar.
Shuni ta’kidlash kerakki, zamonaviy QT radioaloqa tizimlari sun’iy yo‘ldosh va uyali aloqa tizimlaridan foydalanish imkonsiz yoki iqtisodiy jihatdan maqsadga muvofiq bo‘lmagan joylarda munosib muqobil aloqa tizimi bo‘ldi. Bundan tashqari, QT tizimlari odatda avtonom ishlash xususiyatga ega bo‘lib, mahalliy aloqa infratuzilmasiga nisbatan mustaqillikni ta’minlaydi.
QT radioaloqa tizimlarida tor polosali AM, FM signallari, spektr kengligi 100 kHz gacha bo‘lgan ish chastotasining psevdo-tasodifiy sakrashli (ППРЧ) signallari qo‘llaniladi. Amaldagi uzatuvchi quvvati 0,01 dan 10 kVt gacha, radio aloqa diapazoni bir necha ming kilometrga etadi.
Turli fuqarolik, qidiruv, terrorizmga qarshi va harbiy vazifalarni bajarish uchun radioto‘lqinlarning ushbu diapazonidagi RNM larni aniqlash, tasniflash (tanish), pelenglash va joylashgan joyini aniqlash maqsadida QT diapazonini kuzatish vazifalari juda dolzarbdir¹.
Radioelektron razvedka (RER) ni tashkil etish va olib borishda ham, yuqorida ta’kidlanganidek, RNM doimiy tarzda qidirish va kuzatish jarayonida ularni pelenglash va joylashgan joyini aniqlash alohida ahamiyat kasb etadi. Chunki RER obyektlarini doimiy tarzda kuzatish, ularning harakatlari va faoliyatini nazorat qilish orqali radioelektron holatni doimiy tarzda baholab borishda RER obyektlari radioelektron vositalarining joylashgan joyini aniqlash, harakatlanish yo‘nalishi va keyingi vazifalarini oldindan baholash imkonini taqdim etadi. Shu jihatdan yuqorida keltirib o‘tilgan jarayonlarda QT diapazonida RER ni tashkil etish va olib borishda radionurlanish manbalarini bir necha ming kilometr masofadan pelenglash va joylashgan joyini aniqlash mumkin bo‘ladi.
RERvaK yo‘nalishida mutaxassislarni texnik jihatdan, jumladan RNM larini pelenglash va joylashgan joyini aniqlash bo‘yicha tayyorlash, ularning malakasini oshirishda avvalo radiopelengatsiya asoslari, asosiy tushuncha va pelenglash usullari bilan tanishtirsh lozim. Shu jihatdan quyida ushbu masalarga to‘xtalib o‘tiladi.
Radiopelengatsiya radioelektronikaning amaliy sohasi bo‘lib, qabul qilish punktiga turli xil RNM lardan keladigan elektromagnit to‘lqinlar yetib kelish yo‘nalishi bo‘yicha yuzaga keladigan muammolarni o‘rganadi. Ushbu muammolarni o‘rganish bir nechta usullar orqali amalga oshiriladi. Jumladan, burchak o‘lchash usuli, masofa o‘lchashni umumlashtirish, masofa o‘lchashni farqlash va boshqalar.

2.1.1. Угломерный метод

Данный метод появился одним из первых. Для его реализации достаточно всего двух разнесенных на местности пеленгатора (ПП). Каждый пеленгатор определяет направление на ИРИ. Параметром положения в этом случае будут являться пеленги (α₁ и α₂), а линиями положения - прямые.
Ushbu usul dastlabki yaratilgan usullardan biri bo‘lib, joylashgan joyi bo‘yicha bir-biridan farqlanuvchi kamida ikkita pelengator orqali amalga oshiriladi. Har bir pelengator RNM yo‘nalishini aniqlaydi. Ushbu usulda asosiy ko‘rsatkichlar RNM yo‘nalishi orqali aniqlanadigan burchaklar - pelenglar (α₁ va α₂) bo‘lib, RNM yo‘nalishini aniqlash chiziqlari to‘g‘ri chiziqdan iborat bo‘ladi.
На рис. 1 представлена геометрия данного способа местоопределения. В точках А и В находятся приемные позиции (пеленгаторы), находящихся на расстоянии D, называемом базой комплекса. В точке пересечения (М) определяется предполагаемое местоположение ИРИ.

Рис. 1
К достоинствам данного способа можно отнести относительную простоту реализации и однозначность определения координат.
Недостатками способа являются:

• 
  сложности в организации управления процесса пеленгования при больших пространственных разносах между ПП;
  
• 
  низкая пропускная способность и низкая точность местоопределения.
  

2.1.2. Разностно-дальномерный метод
Для реализации разностно-дальномерного способа местоопределения необходимо иметь три приемных пункта, разнесенных на определенное расстояние. На рис. 2 представлена геометрия данного способа.

Рис. 2
В точках А, В и С находятся приемно-ретрансляционные пункты. Базы между пунктами выбраны D₁ и D₂. Параметрами положения будут являться разности расстояний определяемые как и
Линиями положения данном случае будут гиперболы, а точка их пересечения - местоположение ИРИ.
Параметры положения (ΔR₁,ΔR₂) при разностно-дальномерном способе местоопределения определяются косвенным способом путем измерения разности времен прихода радиосигнала от ИРИ. Импульс, излученный источником, приходит на все три приемных пункта в общем случае в разные моменты времени. Периферийные приемные пункты ретранслируют принятый радиоимпульс на центральную станцию. На приемной станции осуществляется формирование временного интервала между моментами прихода ретранслированных сигналов с периферийных пунктов. Сформированные временные интервалы будут соответствовать времени и . Если из t₁ и t₂ вычесть время, необходимое для ретрансляции сигнала ИРИ от периферийных пунктов на центральный пост, то можно получить координатно-информативный параметр:
,
.
Оценив время задержки сигнала ИРИ с левого и правого ПП, можно рассчитать параметры положения и .
К достоинству гиперболического метода местоопределения можно отнести относительно высокую точность определения координат ИРИ по сравнению с дальномерным и угломерным способами
Недостатками данного метода являются:

• 
  необходимость иметь как минимум три ПП;
  
• 
  высокие требования по топопривязке ПП;
  
• 
  сложность реализации, связанная с синхронизацией работы приемных станций и идентификация сигнала ИРИ приемными пунктами.
  

2.1.3. Суммарно-дальномерный метод

При реализации суммарно-дальномерного метода также как и РДС необходимо наличие трех ПП, в одном из которых должна находиться радиолокационная станция. На рис. 3 показана геометрия рассматриваемого способа.



Рис. 3

Параметрами положения будут являться суммы расстояний R_Σ1=R_A+R_B и R_Σ2=R_C+R_B, а линиями положения - эллипсы. Точки пересечения эллипсов указывают на предполагаемые координаты ИРИ. Оценка параметров положения осуществляется косвенным способом через временной координатно-информативный параметр. Предположим, что центральная станция излучила радиосигнал, который, пройдя расстояние R_B, достигает объекта и, отразившись от него, приходит на левый и правый ПП. Одновременно с этим сигнал с центрального ПП передается на периферийные ПП, приходя на них с задержкой (τ_лз, τ_пз). Отразившись от объекта радиолокационный сигнал достигает ПП в общем случае в разные моменты времени. На периферийных ПП формируется временной интервал между отраженным от объекта сигналом и сигналом, переданным от центрального ПП. Данные задержки рассчитываются следующим образом: τ_Σ1=τ_изм.л+τ_лз, τ_Σ2=τ_изм.п+τ_пз, где τ_лз=D₁/c, τ_пз=D₂/c, а D₁ и D₂, базы между пунктами.

Параметры положения оцениваются формулами: R_1=_1 и R_2=_2.
К достоинствам способа можно отнести:

• 
  относительно высокую точность определения координат объекта;
  
• 
  определение координат неизлучающих объектов.
  

Недостатками способа являются:

• 
  неоднозначность определения координат объекта;
  
• 
  необходимость использования РЛС, демаскирующей радиотехническую систему;
  
• 
  наличие как минимум трех ПП.
  

Из рассмотренных способов местоопределения можно сделать следующие выводы:
Самым простым по реализации является пеленгационный способ местоопределения, но он обладает невысокими точностными характеристиками.
Наилучшие точностные характеристики обеспечивает гиперболический способ. Реализуемые им точности местоопределения воздушных целей удовлетворяют требованиям по наблюдению воздушной обстановки, но не достаточны для решения задач целеуказания, которые составляют десятки-сотни метров. Данный способ сложен в реализации, так как требует синхронизации работы приемных станций и идентификация сигнала ИРИ приемными пунктами. Кроме того, при определении местоположения данным способом возникают неоднозначности оценки координат ИРИ.

1^ ДУБРОВЕШ Н.А. АЛГОРИТМЫ ПАССИВНОЙ ПЕЛЕНГАЦИИ ИСТОЧНИКОВ РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ КОРОТКОВОЛНОВОГО ДИАПАЗОНА. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва-2012