CC BY
152Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies, 2018, 11(3), 256-262
y^K 621.371.3
Method of an Operative Estimation of Radio-Electronic Conditions in Interests of Maintenance of Reserve and Electromagnetic Compatibility of Radio-Electronic Means
Yuri L. Koziratsky, Alexey V. Ivantsov* and Ervand A. Mamadganyan
Military Education and Research Centre of Military-Air Forces
«Military-Air Academy Named After Professor N.E. Zhukovsky and Yu.A. Gagarin» 54a Starykh Bol'shevikov Str., Voronezh, 394064, Russia
Received 15.03.2016, received in revised form 29.10.2017, accepted 04.01.2018
The method of an operative estimation of radio-electronic conditions in interests of maintenance of reserve and electromagnetic compatibility of radio-electronic means in grouping is developed. The method is based on representation in a matrix kind of components of level of unmasking radiation (inadvertent) hindrances from each radio-electronic means that has given the chance to consider individually each of operating factors and to estimate its influence.
Keywords: an estimation of radio-electronic conditions, electromagnetic compatibility.
Citation: Koziratsky Yu.L., Ivantsov A.V., Mamadganyan E.A. Method of an operative estimation of radio-electronic conditions in interests of maintenance of reserve and electromagnetic compatibility of radio-electronic means, J. Sib. Fed. Univ. Eng. technol., 2018, 11(3), 256-262. DOI: 10.17516/1999-494X-0037.
© Siberian Federal University. All rights reserved Corresponding author E-mail address: kagan13@yandex.ru
Метод оперативной оценки радиоэлектронной обстановки в интересах обеспечения скрытности и электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств
Ю.Л. Козирацкий, А.В. Иванцов, Е.А. Мамаджанян
Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил
«Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» Россия, 394064, Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54а
Разработан метод оперативной оценки радиоэлектронной обстановки в интересах обеспечения скрытности и электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств в группировке. Метод основан на представлении в матричном виде составляющих уровня демаскирующего излучения (непреднамеренных) помех от каждого радиоэлектронного средства, что дало возможность индивидуально учитывать каждый из действующих факторов и оценивать его влияние.
Ключевые слова: оценка радиоэлектронной обстановки, электромагнитная совместимость.
Современный уровень развития связи и телекоммуникаций характеризуется большой насыщенностью территории радиоэлектронными средствами (РЭС) различного назначения, имеющими высокую плотность размещения, даже одновременного размещения нескольких РЭС в одном месте [1]. Наиболее ярко это проявляется во время проведения различных массовых мероприятий (например, 0лимпиады-2014), действиях МЧС при ликвидации стихийных бедствий. Вместе с тем развитие элементной базы ведет к увеличению чувствительности РЭС, а суммарная ширина используемого радиочастотного спектра (РЧС) остается неизменной. Существующие же методы борьбы с внеполосными и побочными излучениями как по основным, так и по боковым лепесткам диаграмм направленности антенны (ДНА) достигли максимума своих возможностей. Особенную сложность представляет обеспечение ЭМС группировок РЭС при воздействии естественных и искусственных помех различной природы.
К настоящему времени все РЭС локации, связи и навигации имеют возможность весьма точного определения своих координат, состояния (режима работы), характеристик и других необходимых сведений. С использованием технологий совместной обработки информации эти данные могут поступать на некоторый пункт управления, построенный на использовании достижений геоинформационных технологий и обеспечивающий на основе получаемой информации, собственного информационного обеспечения и заложенных в него алгоритмов выработку количественной информации по обеспечению электромагнитной совместимости этой совокупности РЭС и снижению общего уровня электромагнитного излучения при заданном уровне устойчивой работы группировки РЭС. Понятно, что основу такого управления должны составлять алгоритмы оценки радиоэлектронной обстановки и поиска РЭС-источников непреднамеренных помех (РЭС-ИНП) [2]. Однако существующие методики оценки ЭМС [2-4] носят преимущественно инженерную или исследовательскую направленность и слабо ориентирова-
нынаоперативное использование вусловияхсложной быстроменяющейсяртдиоэлектронной обстановки.
Целью настоящей статьи является разработка метода оперативной оценки РЭО в интересах обеспечения скрытностииЭМС группрровки РЭС, позволяющегона еснове опре-дедпоон уридня деоаснипухиецх^О]^зл^енио Онепранннмеренхяк помос) откяждон РЭС ооор^пон^о уарнолянъ оопаниспциенными ]птолпюе(^1^ио1н параметрвмиих фряксдаониро-вочхл.
Пяимем, что та 01тт)энее^н)зм1в территорио финкцасптдурп я РЭС, зааноон аз кянорых име-ек пуиекное зпереоазощее устромдва, и^ян^^нни:^е в одной точке.Нэасредстея хораетеризу-ются априори известными параметрами размещения, включающими географические координаты x ¡, yi и высоту над уровняем моря, с учетом высоты подъема антенны z . Пртмер взаоинззо ратмещетб^^прт /к = 6 а.
Кеждое /-оРЭСхарактеризуенояяис^ющими априори известными параметрами: 1) техниласкими оаиеметр амиРЭС: вУ1ходнсз мoщбкатсю ЭЭК РЛыхР
вмплигдзъят ниоуимммот н^пае^иоУ1хяпти пея^^хнл^^оИ>^1^т^енн1^1О^>^0,:;);
амплитудной диаграммой направленности приемной антенны F2(9ji);
ко эфКшдаебтто}) еленияаер екающей антенны G1;
оеэффициензиотсбаения приемной антенны G2i;
не^щей Уцeнжуaльнoй)хяэтoтсх И\
шидабсн ипактра сигнтам -ДИ =н0 -ЦН
шпринед атаасы ндянтстсник пр)е1ек нияа заОх
Kaжнон//Cяпaнн РЭН xиpдкеepизyeтояннднпяcщнми пaпaмeяиемя соомнояхогофтницио-нирования:
раткзоянием межз р -м иу-м РДС М-- . Rj =.x, - x, )2 +.у - ум )2 + Эzi - z, )2 );
х j
(«nJ'i.Zi) \
Рис. 1. Пример взаимного расположения РЭС в группировке Fig. 1. Example of radio-electronic equipment mutual disposition in a group
- 258 -
коэффициентемрассогласования по поляризации Оо(у); коэффициентом рассогласования по частоте Ку(/); коэффициентом затухания на трассе между 1-м иу-м РЭС Т(Яу).
Коэффициешы заоуханияог а)ассе О определяютояпо известиыммегздиоам[3, 4] исходя из хамоасеринтик ИЭ СиироЯэяртрагз распросзогнония меж,^ г'-р и у-мР ЭС . Значееяз коэффициента рассогласования по поляризации ку(у) (от 0 до 1) определяется углом у между направленивэз поляртгзции зопроднангре нной омвоии о анвеннз1 (ЮС- ОВП). Коэффициент рассогсаснгания поирстоотРС0(В)рожновырислить т а к:
к,,( f C = -
J H2(fcSp(fcdf
ад
J Sp(fcdf
(1)
Мощность сигнала а РЭС кго источника непреднамерентIх помех (РЭС-ИНП) на входе приемникау-го РЭС-объекта воздейс твия помех (РЭС-ОВП) на основе приведенных выше исходных данных определяется выражением [5]
\2
(
P.. = P
ij вых.
л2
4п • R
F!2 в.) • F2 (в.) • Gm • Q2l • T(Rj) • Kyif ) • J) • (2)
J
В случае попарной оценки рассматривается поочередное воздействие каждого РЭС-ИНП на каждое РЭС-ОВПс оответственно. На основе (2)можнопостроись матрицувзаимн^г^овлм-ния следую щесовица:
(3)
где Р у - мощность сигнала /-Э РЭСна вйодеприемника д-гы РЭ(У, определяемая выражением (2).
Очевидно, что составляющие главной диагонали матрицы должны показывать воздействие РЭС снмол на себл и не Рудут рчасыврться вдальнейлаих расвлтад. Орд мо толт, если /-я и у-я РЭС являются корренионденеами оудой радлосотэ, то сигналы РН РЭС на эанде лриемника у-й РЭС и, наоборот, будут не помеховыми, а полезными, и в матрице также учитываться не должны.
Таким образом, матрвцо (СО првобра-ржися к вида
Pi p2 Р, • •• Plm
Рц Рц Р2, • •• Plm
j j Р Р im
Pm\ Pm2 Р . mj p mm
0 J Pi, • P1m
Р21 0) Рл ■■■P2m
Pi P 2 0 P im
00 1 .
Pm1 Pm2 P . mj • • • 0
- 259 -
(4)
ад
Однако полученная матрица взаимного влияния (4) требует определенной декомпозиции для доступногопредставления всехпараметров и хасактеристик, влияющих на обеспечение ЭМС группировки РЭС.
Введем следующие по казатели:
Ку - коэффициент частотно-поляризационного рассогласования, определяемый выражением
Кц = InKKyi/П • Kij(y) = bn(KijWП • cos y) ; Mj - показател ь ос лабления, определяемыйвыражением
М> =ln
4п ■ R
Л2 ^ T (Rij)
' J
Q - ко эффициент антенн, определяемый выражением
Q^j^e j^GG-g).
(5)
(6)
(7)
С использованием введенных показателей и с учетом свойств логарифмов выражение (2) можно преабразооать как:
lnp j = ln
P=
Я
4тт • R
(вуп-Р?(вjJ-Ge-GGT(Rp)-jП-k f
ij /
(8)
= Pbvxi+Mij + Qj + KQ
С учепом прснятых обозндчений —атриио воаимнхго воияння можед 6i>iTa предотавлееа о виде ннммы деарвщ
=ет
/еыхН
-IM\ +\\q\\ +|лнI а.
II llmm Н*" llmm И llmm '
(9)
Матрица (9) опаеделяет лпшн парное взаимное влияние РЭС в группировке. Однако на каж-доеРЭС ]> лруппировке будут воздействовать непреднамеренными помехами различной инте н-сивности все РЭС. Для определения суммарной мощности непреднамеренных помех необходимо осуществирь потенцирование ниеменоов матрицы (9) и последующее умножение[7]:
1!^
= 1п {ВЭ
's Ulm а Тб{1В в( Л|П1 1 „)■ (10)
Для принятив решения о том, совмястимы Г^^ЗСС или нет, осущестнляется определение сумманнооо вoзсейcвния ^е^екп т - 1 РЭС нтучнРЭСиоисопение еео я допусти мой пороговой величиной помехи на входе приемника i-й РЭС, которая определяет минимаомнодапустимое для работы РЭС с требуемым качеством отношение сигнал/помеха на входе приемника РЭС. Прт ньшоодении хснявия Роо в Рионо' считают, что ЭМС выполнена, при Рщ ^ РИпзв - ЭМС не выполнена.
На основе разработанного метода возможно составить алгоритм оценки радиоэлектрон-нойобстановки группировкиРЭС,представленныйнарис.2.
Таким образом, разработан метод оперативной оценки радиоэлектронной обстановки в интересах обеспечения скрытности и электромагнитной совместимости группировки РЭС, по- Д60 -
Yuri L. Koziratsky, Alexey V. Ivantsov... Method of an Operative Estimation of Radio-Electronic Conditions in Inter es ts.
Рис. 2. Алгоритм оценки радиоэлектронной обстановки Fig. 2. Radio-frequency environment estimation algorithm
зволяющий на основе определения суммарного уровня взаимных непреднамеренных помех РЭС оперативно управлять организационными и техническими параметрами их функционирования. Особенностью метода является представление в матричном виде составляющих уровня непреднамеренных помех от каждой РЭС, что дало возможность индивидуально учитывать каждый из действующих факторов и оценивать его влияние, а логарифмическое преобразование позволилоперейти отпроизведения коэффициентовк ихсумме.
Список литературы
[1] Модели информационного конфликта средств поиска и обнаружения; ред. Ю.Л. Кози-рацкий. М.: Радиотехника, 2013. 232 с. [Model information of the conflict of means of search and discovery; ed. by Ju.L. Kozirazky. M., Radiotexnika, 2013. 232 p. (in Russian)].
[2] Козирацкий Ю.Л., Сорокин А.Д., Ступницкий М.М. Управление использованием радиочастотного спектра, Вооружение, политика конверсия. 1996, 5-6, 40-45. [Kozirazky Ju.L., Sorokin A.D., Stupnitsky M.M. The spectrum management, Weapons, politics, conversion. 1996, 5-6, 40-45. (in Russian)].
[3] Управление радиочастотным спектром и электромагнитной совместимостью радиосистем; ред. М.А. Быховский. М.: Эко-Трендз, 2006. 376 с. [Management of radio frequency spectrum and electromagnetic compatibility of radio systems; edited by M.A. Bykhovsky. M., EKO-Trendz, 2006. 376 p. (in Russian)].
[4] Липатников В.А., Кулешов И.А. Управление радиочастотным спектром. СПб.: ВАС, 2011. 384 с. [Lipatnikov V.A., Kuleshov I.A. Radio frequency spectrum control. SPb., YOU, 2011. 384 p. (in Russian)].
[5] Посохин Н.И., Сонников В.Г., Максимов Ю.Н. Радиоэлектронная борьба. СПб.: ВКА им. Можайского, 2002. 375 с. [Posokhin N.I., Sonnikov V.G., Maksimov Yu.N. Electronic warfare. SPb., VKA im. Mozhaisky, 2002. 375 p. (in Russian)].
[6] Радиолокационные антенные устройства. Справочник по радиолокации. Пер. с англ. Т. 2; ред. М. Сколник. М.: Сов. радио, 1977. 397 с. [Radar antenna devices. Guide to radar. Per. from English. Vol. 2; edited by M. Skolnick. M., Sov. radio, 1977. 397 p. (in Russian)].
[7] Покорная О.Ю., Ковалева М.И. Математика, аналитическая геометрия и линейная алгебра. Ч. 1. Матрицы и определители. Воронеж: ВАИУ, 2011. 41 с. [Pokornaya O.Yu., Kovaleva M.I. Mathematics, analytical geometry and linear algebra. Part 1. Matrices and determinants. Voronezh, VAIU, 2011. 41 p. (in Russian)].
