Бурное развитие современных средств радиолокации приводит к росту числа радиоэлектронных средств (рэс) в вооруженных силах и электромагнитных излучений в окружающем пространстве
 Скачать 0.94 Mb.
|
|
Введение Бурное развитие современных средств радиолокации приводит к росту числа радиоэлектронных средств (РЭС) в вооруженных силах и электромагнитных излучений в окружающем пространстве. В результате работа этих средств происходит в условиях непреднамеренных электромагнитных помех, которые средства создают друг другу. Одна из главных задач, которую приходится решать, организуя совместную работу РЭС, состоит в том, чтобы в этих условиях обеспечить требуемое качество функционирования каждого РЭС. Оперативно-тактическая необходимость комплексного использования РЭС различных типов и назначения в одних и тех же районах в одно и то же время и на совпадающих или близких частотах приводит к возникновению непреднамеренных помех (НРП), когда электромагнитные излучения одних средств затрудняют или делают невозможным применение других средств (систем). Созданию НРП способствует и стремление повысить излучаемую мощность передающих и чувствительность приемных устройств РЭС в целях повышения устойчивости от воздействия средств РЭБ противника. Важность защиты РЭС от непреднамеренных помех, масштабность этой проблемы обусловили объективную необходимость выделения ее в самостоятельную задачу - обеспечение электромагнитной совместимости (ЭМС) радиоэлектронных средств. Практика применения РЭС кораблей, соединений и объединений на учениях, а также опыт локальных войн подтвердили актуальность и трудность решения данной задачи. Важность вопросов обеспечения электромагнитной совместимости РЭС показывает опыт боевой подготовки, когда непреднамеренные помехи являются одной из причин, влияющих на эффективность комплексного применения радиоэлектронных средств. Поэтому обеспечение условий эффективного функционирования средств ПВО в настоящее время стало неотъемлемой частью мероприятий по организации их боевого применения. Электромагнитная совместимость определяется как характеристиками самих РЭС, так и созданием соответствующих режимов их работы. Вопросы ее обеспечения должны решаться на протяжении всего жизненного цикла РЭС - на этапах проектирования, подготовки и боевого применения. При комплексном использовании радиоэлектронных средств различного назначения в составе группировки наиболее остро ощущается проблема ЭМС. Раздел 1. Обоснование необходимости разработки алгоритма оценки ЭМС в межвидовой группировке войск. Анализ методов и оценки ЭМС в группировке РЭС. Классификация методов оценки ЭМС РЭС. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств – способность РЭС одновременно функционировать в реальных условиях эксплуатации с заданным качеством при воздействии на них непреднамеренных радиопомех и не создавать недопустимых радиопомех другим РЭС. В основе решения задачи оценки ЭМС лежит схема, представленная на рисунке 1.17.   Для решения задачи анализа ЭМС можно выделить детерминированный и статистический подходы. При использовании статистических моделей и подхода к оценке ЭМС задаются статистические распределения частоты, мощности излучений, координат местоположения, характеристики направленности антенн и др. По заданным статистическим распределениям параметров РЭС определяется статистическая ЭМО и производится оценка воздействия данной ЭМО на функционирование систем и средств связи. Статистический подход позволяет определить вероятность выполнения заданных критериев ЭМС РЭС. Применение статистического подхода оправдано для больших совокупностей РЭС, рассредоточенных на больших территориях, а также для совокупности РЭС со сложными процессами взаимодействия. Например, сети мобильной связи, функционирование которых описывается случайным количеством, местоположением и временем работающих мобильных станций, процессами управления мощностью передачи мобильных станций, случайными процессами распространения радиоволн в условиях города и др. Недостатком статистического подхода является отсутствие возможности проведения детальной оценки ЭМС, определения механизмов возникновения помех, определения наиболее опасных излучений и наиболее уязвимых каналов приёма, определения степени опасности различных видов помех с учётом фактических характеристик РЭС. В этом смысле альтернативным является детерминированный подход к оценке ЭМС. При детерминированном подходе величины, отражаемые моделью характеристики излучений ПРД, моделью антенно-фидерного устройства (АФУ), моделью среды распространения радиоволн, моделью характеристики избирательности по каналам приёма, а также процессы взаимодействия РЭС являются детерминированными. В ходе оценки ЭМС, рисунок 1.17, осуществляется перебор пар ПРДj – ПРМi и анализ дуэльных ситуаций в каждой паре, i =1…M, j = 1…N. Парная оценка позволяет оценить влияние отдельного ПРД и из совокупности ПРД выбрать те из них, которые создают помехи, проникающие в ПРМ, или вызывают эффект блокирования в ПРМ. Недостатком парной оценки является то, что невозможно оценить взаимодействие излучений разных ПРД в ПРМ. Анализ воздействия совокупности ПРД позволяет оценить помехи интермодуляции, уточнить результаты оценки блокирования ПРМ, а так же учесть приращение мощности к совокупному уровню помех от разных передатчиков. При этом осуществляется поэтапная «фильтрация» помех с целью сокращения времени анализа ЭМС. Если применяется предварительная амплитудная оценка помех, то можно говорить об отборочной МДВ. В противном случае МДВ представляет собой полную МДВ, рисунок 1.18.  На рисунке 1.18 ИП – источник помехи, РП – рецептор помех, РРВ – распространение радиоволн. В известных подходах анализа ЭМС принципиально можно выделить следующие основные этапы: амплитудная оценка помех (АОП); частотная оценка помех (ЧОП); детальная оценка помех (ДОП); комплексная оценка помех (КОП). Последовательность и состав этапов определяют время и точность анализа ЭМС группировки РЭС, рисунок 1.19.  На этапе АОП производится оценка уровня помех на входе ПРМ, рисунок 1.19,а, без учёта избирательных свойств ПРМ. Помехи, уровень которых больше определённого порога P f P П ПОР ( ) , устанавливаемого по входу ПРМ, считаются потенциально опасными. Опасность заключается в возможном проникновении на выход ПРМ помех на частотах основного канала приёма (ОКП), побочных каналов приёма (ПКП), либо воздействии помех на частотах, которые не совпадают с частотами ОКП и ПКП, что в результате может вызвать нелинейные эффекты блокирования и интермодуляции. Если уровень помехи ниже порогового, то такая помеха в дальнейшем анализе не участвует. В [8] показано, что анализ ЭМС по схеме на рисунке 1.19,а требует больше временных затрат по сравнению со схемой на рисунке 1.19,б. Недостатком схем на рисунках 1.19,а и 1.19,б является то, что они могут приводить к ошибкам анализа ЭМС, обусловленных пропуском суммарного воздействия помех. Схема, представленная на рисунке 1.19,в реализует полную МДВ и исключает такие ошибки, однако при этом возрастает количество анализируемых помеховых комбинаций. В работе [11] на начальном этапе предлагается корректировать пороговый уровень отбора помех по заданному пороговому значению вероятности ошибки учёта суммарного воздействия помех. Данный этап представляет собой статистическую часть предлагаемого статистико-детерминированного подхода, адаптированного для оценки ЭМС больших совокупностей пространственно-распределённых РЭС. Можно выделить ряд особенностей в известных подходах к оценке ЭМС. Для математического представления моделей основного излучения с учётом внеполосных и основного канала приёма с учётом соседних используется кусочно-линейная аппроксимация в логарифмическом масштабе по оси ординат и абсцисс. Для описания побочных излучений и побочных каналов приёма используется значение уровня мощности и уровня избирательности на средней частоте определённого побочного излучения и побочного канала приёма, значения уровней которых убывают логарифмически линейно. Такой подход имеет ряд ограничений. Для программной реализации моделей внеполосных излучений и соседних каналов приёма используются операторы ветвления, количество которых определяется количеством участков аппроксимации. Это ограничивает возможность повышения точности представления соответствующих характеристик для конкретных реализаций алгоритмов. В моделях побочных излучений и побочных каналов приёма не учитывается характер частотной зависимости спектра излучений и характеристики частотной избирательности каналов приёма. В целом это упрощает энергетическую оценку помех. Следует отметить, что в известных методиках оценки ЭМС количество и вид побочных излучений ПРД, а также каналов приёма ПРМ, которые следует учитывать при оценке ЭМС, задаётся априорно. Излучения на субгармониках и каналы приёма, образующиеся при взаимодействии гармоник входного сигнала с гармониками гетеродина при оценке ЭМС, могут вообще не учитываться. Так, например, в используемой радиочастотной службой России методике оценки ЭМС системе управления радиочастотным спектром (СУРС) «Нева», производится оценка воздействия основного излучения (ОИ), внеполосных излучений (ВИ) и побочных излучений (ПИ) на гармониках (до 5-й) только по ОКП. В методике оценки ЭМС программно-методического комплекса (ПМК) «Эфир» производится оценка воздействия помех, создаваемых ОИ, ВИ и ПИ на 2- й и 3-ей субгармониках и 2-й и 3-ей гармониках по ОКП, а также воздействие помех по ПКП, которые образуются при взаимодействии гармоник гетеродина (до 3-ей) с гармониками входного сигнала (до 3-ей). В связи с этим целесообразна разработка методов и алгоритмов, которые позволят учитывать те ПИ, уровень которых выше определённого уровня, например, -100 дБ и те ПКП, уровень которых ниже, например, 100 дБ. Это позволит при оценке ЭМС учитывать необходимое количество и вид излучений и каналов приёма. В практических задачах ЭМС для оценки эффекта блокирования ПРМ определяют уровень блокирующей помехи и сравнивают его с пороговым, либо определяют изменение отношения сигнал-шум (С/Ш) на выходе ПРМ под влиянием помехи и также сравнивают его с пороговым значением. В первом случае определяется уровень сигнала, поступающего на вход ПРМ, сравнивается с допустимым уровнем помехи блокирования. Недостатком такого подхода является отсутствие возможности определения степени блокирования ПРМ. Во втором случае при наличии блокирующей помехи определяют снижение отношения С/Ш, рисунок 1.20.  На рисунке 1.20 h'вых – отношение С/Ш на выходе ПРМ при наличии блокирующей помехи; hвых – отношение С/Ш на выходе ПРМ при отсутствии блокирующей помехи; ∆hвых – снижение отношения С/Ш при воздействии блокирующей помехи с уровнем Рбл; Рн – мощность насыщения ПРМ – уровень, при котором отношение С/Ш на выходе ПРМ снижается на определённую величину. Для оценки параметра ∆hвых используется модель блокирования [32]: h P P R ( ) / вхп н , (1) где Рвхп – уровень помехи на входе ПРМ, дБм; R – коэффициент, характеризующий скорость снижения отношения С/Ш. Мощность насыщения является функцией частоты и зависит от расстройки частоты блокирующей помехи f от частоты настройки ПРМ fR , дБм [32]: Pн Р f f b R 10log( / ) , где Рb - начальная мощность насыщения в отсутствии помехи, дБм. Для использования модели (1) необходимо иметь зависимость начальной мощности насыщения Рb и скорости уменьшения отношения С/Ш от уровня полезного сигнала относительно чувствительности ПРМ. В противномслучае используются экспериментальные графики [32] и их полиномиальная аппроксимация [8,89]. Другой подход к оценке эффекта блокирования связан с определением коэффициента блокирования и позволяет определить степень блокирования ПРМ. Данный подход рассматривается в работах [25,26,27], но практически не используется. В технических характеристиках современных ПРМ приводятся параметры нелинейности: PВХ 1дБ БЛ - точка компрессии 1 дБ, отнесённая к входу, при блокировании; 3ВыХ IP - точка пересечения для 3 – го порядка интермодуляции, отнесённая к выходу, дБм. Ни в одном из приведённых выше подходов для оценки эффекта блокирования на практике соответствующие параметры нелинейности не применяются. В [9] говорится о возможности использования параметра PВХ 1дБ БЛ в модели (1) в качестве мощности насыщения в том случае, если частота блокирующей помехи находится в полосе пропускания преселектора ПРМ, т.е. избирательностью входной цепи можно пренебречь. В рекомендации МСЭ-R SM.1134 [63] предлагается расчёт интермодуляционных помех, основанный на точке пересечения 3-го порядка, отнесенной к выходу. Таким образом, при разработке методов и алгоритмов оценки ЭМС, целесообразно учесть возможность практического использования представленных параметров нелинейности для оценки нелинейных эффектов в ПРМ. Недостатком детерминированного подхода является то, что с увеличением состава группировки РЭС возникает необходимость в повышении вычислительной производительности ЭВМ. Практическое применение детерминированного подхода к оценке ЭМС, в некотором смысле, ограничивается данным обстоятельством. Однако, с учётом вычислительных возможностей современных компьютеров и современного программного обеспечения, основанного на объектно-ориентированном программировании, указанное ограничение в определённой степени можно преодолеть. Для проверки адекватности и тестирования алгоритмов оценки ЭМС, а также их дальнейшего практического применения необходима их реализация всоставе программного комплекса. Следует отметить, что проблемам создания современных программных комплексов оценки ЭМС посвящены лишь немногие работы, например [24,60,61]. Важными вопросами являются выбор инструментов для реализации графического интерфейса и вычислительных модулей (алгоритмов оценки ЭМС), системы управления базой данных, вопросы, связанные с реализацией запросов к данным для информационного обеспечения вычислительных модулей. Существенным является вопрос представления детализированных результатов оценки ЭМС, например, представление в качестве результата излучения и канала приёма, которые образуют определённый канал проникновения помехи. Поэтому целесообразна разработка системы представления детализированных результатов, интегрированной в общий алгоритм оценки ЭМС, и интерфейса, адаптированного для отображения таких данных. Таким образом, при анализе опасностей и рисков, связанных с воздействием НЭМП на функционирование систем связи и оповещения МПС, необходимо наиболее детально и точно учитывать ряд следующих вопросов: фактическую электромагнитную обстановку, включая излучения на гармониках и субгармониках, фактические параметры и характеристики РЭС, уровни индустриальных радиопомех; механизмы образования помех, включая образование каналов проникновения помех с учётом как линейных, так и нелинейных побочных каналов приёма и возникновение нелинейных эффектов в радиоприёмнике; определение наиболее уязвимых каналов приёма и наиболее опасных источников радиопомех на уровне отдельных излучений радиопередатчиков. 2.1.2. Анализ методов парной и групповой оценок ЭМС РЭС. Анализ ЭМС для конкретной ситуации проводится на основе моделей взаимодействия. Различают следующие разновидности моделей: - по виду оценки ЭМС: парная оценка, групповая оценка и комплексная; - по характеру учитываемых функциональных связей между анализируемыми средствами: простая и сложная логика взаимодействия; - по характеру оценки ЭМС: детерминированные оценки и вероятностные; - по характеру оценки качества: детерминированные оценки и вероятностные. При парной оценке учитывается воздействие помех, создаваемых каждым из двух средств. При большом числе их – попарные действия каждого из РЭС данной группы на каждое другое. Групповая оценка предусматривает изучение влияния группы источников на один рецептор или поочередно на все рецепторы группы. При комплексной оценке рассматривается влияние группы источников на все рецепторы, входящие в состав данной совокупности средств. Комплексная оценка базируется на групповой, а групповая, в свою очередь, – на использовании парной оценки. Простая логика взаимодействия предполагает, что каждое из устройств в группе можно рассматривать как функционально независящее от остальных средств. При этом снижение индивидуальных показателей качества каждого из РЭС в группе не зависит от ухудшения индивидуальных показателей качества других средств и не вызывает их ухудшения. При сложной логике учитывается то, что отдельные средства в группе могут иметь функциональные связи друг с другом. Наличие таких связей приводит к тому, что воздействие помех на некоторый i -й рецептор не только вызовет ухудшение его индивидуальных показателей, но и повлечет за собой изменение качественных показателей другого РЭС. Методы получения детерминированных оценок. Один из наиболее распространенных подходов к получению таких оценок основан на применении энергетического подхода и может быть использован при парной, групповой или комплексной оценке ЭМС РЭС. При оценке ЭМС в качестве показателя ЭМС (ПЭМС) используют рабочие характеристики радиоканала, определяющие его основное назначение. К таким показателям относится: - эквивалентная изотропно излучаемая мощность; - плотность потока мощности мешающей (ППМ) станции; - отношение сигнал/помеха (ОСП) и процент его уменьшения относительно фиксированного значения на входе приемника; - минимально допустимое ОСП; - пропускная способность, вероятность ошибки; - вероятность правильного обнаружения (ложной тревоги), точность определения координат и т.д. в радиолокации; - эффективность использования радиоспектра; - качество изображения в телевидении. Критерием обеспечения ЭМС (критерием ЭМС) служит неравенство (возможно, система неравенств), выполнение которого свидетельствует о наличии условий обеспечивающих ЭМС (cм. Приложение 5). При разработке критериев ЭМС следует учитывать: - помехи, создаваемые службами, совместно использующими полосы частот на первичной основе; эти помехи будут полностью или частично попадать в полосу пропускания приемника; - помехи от служб, отличных от тех , которые используют полосы частот на первичной основе; эти помехи могут быть многочисленными и весьма разнообразными. В силу того, что ЭМО может быть нестабильной, уровень помех может меняться во времени, одного выражения для критерия ЭМС может оказаться недостаточно. Поэтому иногда используют два выражения критерия ЭМС долговременное (для 20 % времени) и кратковременное (менее 1% времени). Парная оценка. В ходе создания определенного РЭС разработчика в первую очередь интересует, как оно будет функционировать, при воздействии на него того или иного источника помех, т.е. парная оценка ЭМС РЭС. Условия совместимости выполняются, если показатель ЭМС ( ЭМС ) находится в допустимых пределах: ЭМС c ЭМС доп ( , ) [ ] P PT , где ЭМС доп [ ] допустимое значение показателя качества. Это выражение и служит в данном случае критерием обеспечения ЭМС. Групповая оценка. Общая схема анализа состоит в проверке допустимости помех для всех рецепторов в группе. Для i-го рецептора условия совместимости выполняются, если значение показателя качества находится в допустимых пределах: ЭМС доп ЭМС ci T1 Tj TN i i (P ,P ,...,P ,..., P ) , j=1,…,N, (8.2) где N – число источников помех в рассматриваемой группе средств. По структуре формулы (8.2) видно, что показатель качества i зависит от мощности полезного сигнала на входе приемника i-го канала Pci и мощности каждого источника помех. Формула (8.2) формулирует критерий ЭМС для групповой оценки. Отличие групповой от парной оценки состоит в следующем: при групповой оценке прежде всего следует считаться с нелинейными явлениями в источниках и рецепторах. Поэтому при анализе ЭМС в группе радиосредств требуется проверить не только действие на рецептор основного и побочного излучений каждого из передатчиков, но и интермодуляционных излучений. Для радиоприемных устройств, кроме того, следует оценивать действие помех, как при приеме по основному и побочным каналам, так и вследствие блокирования, перекрестных искажений и интермодуляции. Перечисленные особенности резко увеличивают объем и трудоемкость расчетов. Обычно стараются проводить их при дополнительных упрощающих предположениях. Например, сначала осуществляется последовательная парная для всех пар ИР-РП, затем рассматривается влияние сочетаний из двух пар ИР и т.д. Комплексная оценка. Она состоит в изучении взаимодействия группы ИП на группу РП. Если указанные РП образуют некоторую систему, то должны учитываться из связи. Поэтому в отличие от групповой оценки здесь следует использовать модели сложной логики взаимодействия и более сложный показатель качества группы ( , ,...),../, ( , ...).... ЭМС ЭМС ЭМС1 Pc1 PT1 ЭМС j Pcj PTj Здесь учитывается, что отдельные средства в группе могут иметь функциональные связи друг с другом и воздействие помех на некоторый i-й рецептор не только вызовет ухудшение его индивидуальных показателей, но и повлечет за собой изменение показателя качества другого РЭС. Критерием в этом случае служит неравенство ЭМС ЭМС доп . Показатели качества при оценке ЭМС. Показатель устойчивости качественных характеристик. Для аналоговых систем используется показатель устойчивости качественных характеристик (УКХ), отражающий количественное изменение величины отношения сигнал помеха при прохождении сигнала со входа на выход приемника (канала связи): ЭМС вых вх Q / Q Q , (8.3) где: Qвых Pс.вых Pп.вых / это отношение мощностей полезного сигнала и помехи на выходе приемника (а для многоканальных – на выходе канала связи) измеряемых в полосе частот, занимаемых сообщением. Qвх Pс Pп / отношение этих же величин на входе приемника (измеряемых в полосе частот входного фильтра (УПЧ), или в условной полосе частот, например, в полосе 4 кГц). В системах связи, предназначенных для приема сообщений в цифровой форме, а также при передаче данных основным показателем качества работы является вероятность ошибки pош . Поэтому в качестве показателя целесообразно выбрать величину, характеризующую относительное увеличение ошибок при воздействии помехи: ЭМС ош ош p / p , (8.4) здесь pош – вероятность ошибок при отсутствии помехи, когда на входе приемника имеется полезный сигнал с мощностью Pс.вх и тепловые шумы мощностью Pш ; ош p вероятность ошибок при воздействии на вход приемника сигнала мощностью Pс вх , шумов мощностью Pш и помехи мощностью Pп вх . Если на вход приемника в период наблюдения Т0 могут попасть несколько помех, то выражение (8.4) усложняется: ош ош 1 ЭМС pош p pош p p М i i i / ([ ] ) , где М - число мешающих сигналов; i p - вероятность попадания на вход приемника помехи с номером i в период наблюдения Т0; i [ p ] ош - вероятность ошибок при воздействии на вход приемника сигнала мощностью Pс , шумов мощностью Pш и помехи c номером i мощностью P i [ ] п . Показатель на основе защитного отношения. При расчетах аналоговых и цифровых систем иногда удобно использовать в качестве показателя ЭМС величину защитного отношения Aдоп , которое определяет отношение Qвх Pс Pп / , при котором обеспечивается заданное техническими требованиями значение Qвых . Очевидно, что при известном значении ЭМС и заданном Qвых , величина Qвх может быть определена из (8.3). Отметим, что в некоторых случаях, например, в системах передачи телевизионных изображений значение Aдоп определяют эксперты методом субъективно-статистической экспертизы. Показатель на основе энергетической загрузки (ЭЗ). Показатель на основе энергетической загрузки представляет собой удельное значение эффективной мощности, излучаемой всей системой в условной полосе частот f, приходящейся на 1 км линий связи при условии обеспечения требуемого качества функционирования системы. Современные методы радиосвязи широко используют ретрансляцию радиосигнала, поэтому показатель энергетической загрузки можно записать в виде P ( f )G A ( ) / L, Ti i M i Ti 1 э где M – число передающих устройств (ретрансляторов) на линии радиосвязи протяженностью L , км, по земной поверхности между оконечными станциями; P ( f ) Ti ,Вт/ Гц – мощность, подводимая к передающей антенне i-й станции в условной полосе частот f , GTi коэффициент усиления передающей антенны i-й станции; Ai - ослабление за счет направленных свойств передающей антенны i-й станции, - угол между направлением главного лепестка ДН и направлением на возможное местоположение другой радиосистемы, подвергающейся помехе. Очевидно, что чем больше величина э , тем больше энергетическая загрузка свободного пространства и, следовательно, сложнее осуществляется ЭМС с такой системой. Сопоставление показателей на основе УКХ и ЭЗ показывает, что первый из них определяется методами модуляции и демодуляции (аппаратурой системы), а второй характеризует возможный уровень мешающих сигналов, создаваемых другим системам. Показатель на основе эффективности использования РЧС. Этот показатель определяется в виде ЭМС M / fV , где М полезный результат, получаемый от рассматриваемых радиосредств (либо длина линии радиосвязи, либо размер зоны покрытия, пропускная способность каналов, тарифные доходы); f - полоса частот, занятая радиоизлучением; V - объем свободного пространства, в котором полоса частот f не может использоваться другими системами без определенных ограничений. В большинстве случаев (но не всегда) эти показатели (и связанные с ними критерии) являются монотонной функцией от отношения мощностей (напряжений) сигнал/помеха плюс шум. Считается, что для любого конкретного вида помех можно указать такое значение отношения мощности сигнала (Рс) к суммарной мощности помех и шума (Рп + Рш) при превышении которого не наблюдается снижения качественных показателей РЭС. В этом случае критерий ЭМС имеет вид: /( ) { /( )} [ ] , ЭМС Pc Pп Pш Pс Pп Pш доп ЭМС доп где ЭМС показатель качества. Для вынесения бинарного (да, нет) решения о совместимости необходимо задать пороговый уровень (значение) показателя качества, превышение которого недопустимо. Такой критерий (метод) оценки ЭМС называют пороговым. 1.1 Разработка модели группировки войск. Для разработки алгоритма оценки электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств в межвидовой группировке войск целесообразно использовать метод имитационного моделирования. То есть метод исследования объектов посредством воспроизводства их характеристик на другом объекте — модели. А именно необходимо использовать функциональные математические модели. Они предназначены для отображения физических или информационных процессов, протекающих в технологических системах при их функционировании. В таком случае группировку РЭС можно представит в виде совокупности моделей РЭС, которые состоят из радиоприемного, радиопередающего и антенно-фидерного устройства. При этом каждое РЭС излучает в пространство ЗС и принимает отраженный сигнал. При излучении ЗС одним из РЭС возможно возникновение непреднамеренной помехи у другого РЭС.  Рисунок. Группировка РЭС. Для решения этой проблемы был разработан алгоритм оценки электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств. На рисунке представлена модель устройства, реализующего этот алгоритм. Задача обеспечения ЭМС решается путем комплекса технических и организационных мероприятий. Технические мероприятия в общем случае направлены на ослабление НЭМП в источниках их возникновения и на защиту различных РЭС от их влияния. Данная модель решает задачу на основе применения организационных мер, которые состоят в разделении полос частот между различными РЭС, согласование работы РЭС по времени, пространственный разнос РЭС, при этом размещение РЭС на позиции может осуществляться с учётом их рабочих секторов, ограничении мощностей передатчиков и т.д.  Рисунок. модель устройства реализующего оценки электромагнитной совместимости. Таким образом, модель реализующая алгоритм оценки электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств в межвидовой группировке войск можно рассмотреть на данном слайде. Информация от РЭ Средств, а именно точках стояния каждого РЭ Средства, информация о их ЗС и параметрах радиоприемного устройства через каналы связи поступает на блок обработки информации, который последовательно выполняет алгоритм состоящий из трех этапов: оценки загруженности частотного диапазона, оценки влияния НП на РЭС и расчет коэффициента влияния НП на РЭС.  Рисунок. Модель реализующая алгоритм оценки электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств в межвидовой группировке войск Основной целью разработки любой модели является обеспечение возможности исследования отдельных свойств реальных объектов в специально задаваемых и контролируемых условиях. Модель МГВ РЭС предназначена для оценки и прогнозирования влияния НЭМП на показатель качества функционирования РЭС МГВ. В общем виде математическая имитационно-аналитическая модель системы представляется в виде взаимосвязанной структуры, представленной на рисунке 2.  Рис. 2. Структурная схема модели МГВ РЭС Модель РЭС включает в состав три блока: блок радиопередающих устройств РЭС (РПУ), блок радиоприемных устройств РЭС (РПрУ) и блок антенно-фидерных устройств РЭС (АФУ). В блоке РПУ происходит формирование параметров зондирующих сигналов РЭС МГВ.  , где Pип – импульсная мощность источника подсвета, fип – центральная частота; Gип – коэффициент усиления антенны источника подсвета; Gблип – уровень боковых лепестков, ∆fип – ширина спектра зондирующего сигнала, τи – длительность импульса[4].На вход радиоприемного устройства (РПрУ) поступают отраженные сигналы от целей x(t,α,β) и НЭМП n(t) от средств группировки, суммарный входной сигнал может быть представлен в следующем виде: у(t) = x(t,α,β) + n(t) (1) где x (t,α,β) – известная функция времени и параметров α, β, описывающая ожидаемый (полезный) сигнал с учетом закона его модуляции, метода обзора пространства и т. д.; α – фиксируемый при обнаружении параметр ожидаемого (полезного) сигнала (время запаздывания, доплеровское смещение частоты и т. п.); β – случайный не фиксируемый при обнаружении параметр ожидаемого (полезного) сигнала (начальная фаза сигнала, его амплитуда и т. п.); n(t) – мешающее колебание (помеха) на входе приемника от средств группировки. Из выражения (1) следует, что функционирование устройств приема и обработки сигналов всегда осуществляется в присутствии различного рода мешающих колебаний n(t), затрудняющих извлечение полезной информации, т. к. они могут искажать или маскировать ожидаемый (полезный) радиосигнал. В антенно-фидерном устройстве задается значение коэффициента усиления антенны и форма диаграммы направленности.  (2)где G(β, ε)– коэффициент усиления антенны по боковым лепесткам,Gmax – коэффициент усиления антенны по главному лучу, F2 (β, ε)– функция, описывающая нормированную диаграмму направленности антенны. По каналам связи транслируются сведения о параметрах излучения, данные о точке стояния РЭС, совокупность технических параметров, выражающие предписанный алгоритм функционирования РЭС при его применении по назначению, тактическом построении и организации применения РЭС. На основе этой информации с использованием модели производится анализ помеховой обстановки в блоке пункта управления и обработки информации (МПУОИ). Блок базы данных (БД) хранит информацию о состоянии и параметрах отдельных РЭС, условиях их работы в системе. Данная информация необходима для решения возложенных на модель задач оценки и прогнозирования помех, т.к. исходные данные могут быть недостаточно полной или изменяться. Блок оценки загруженности частотного диапазона решает задачу анализа загруженности радиочастотного ресурса (РЧР), косвенно оценивается по данным общей плотности распределения РЭС в частотном диапазоне. Учитывая значительный разброс и широкий мгновенный диапазон рабочих частот РЭС анализ и оценка загруженности частотного диапазона необходимы для определения степени использования (РЧР). Степень использования части РЧР характеризуется произведением: [3] Yi = ∆fi ∆Vi (3) где Yi – степень использования части РЧР в i-м радиоканале; ∆fi – полоса частот i-го радиоканала с учетом вида ЗС, определяемая полосой частот i РЭС; ∆Vi – двухмерная область пространства, в которой распространяются излучаемые j-м излучателем электромагнитные волны. Блок определение наличия НЭМП на РПрУ РЭС. Наличие помехи на входе РПрУ определяется влиянием энергетических и спектральных характеристик АЧС ПРУ на АЧХ РПрУ. На рисунке 3 представлен график влияния АЧС РЭСj на АЧХ РЭСi, т.е. проводится анализ частотных соотношений между отдельными парами РЭСj РЭСi.  Рисунок 3 Пример работы блока определения наличия НЭМП на РПрУ РЭС. Блок оценки показателя качества функционирования РЭС. Оценка качества функционирования РЭС заключается в оценке параметров РЭС группировки, характеризующих качество их функционирования, а затем определении качества функционирования МГВ в целом. Блок выдачи рекомендаций решает задачи координации пространственно-временных и частотных режимов работы всех РЭС за счет управляющих воздействий в виде рекомендаций выдаваемых на РЭС для обеспечения наилучшего значения показателя качества функционирования РЭС МГВ. Таким образом, разработанная многомерная модель межвидовой группировки войск, позволяет обеспечить заданные значения показателя качества функционирования ее средств, за счет адаптивного управления частотно-пространственными параметрами РЭС. |