Спосіб виявлення сигналу системи зв’язку jtids та пристрій для здійснення способу

ля. Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах радиоконтро В настоящее время системы связи JTlDS являются самыми помехозащищенными и устойчивыми системами, принятыми к широкому использованию во всех видах вооруженных сил США и стран НАТО ([1], Зарубежная радиоэлектроника № 5, 1988 г., стр. 85-96). Эта система работает в диапазоне 960...1215 мГц, в котором участки 1030±20 мГц и 1090±20 МГц отведены для работы навигационных систем ТАСАN и др. В системе связи JTIDS организован режим многостанционного доступа с временным уплотнением и разделением каналов (МДВР). Выход на связь каждого абонента осуществляется периодически в течение отведенного ему управляющей станцией стандартного временного интервала (СВИ). Структура сигнала системы связи JTIDS приведена на фиг. 1, где интервал времени выхода на связь всех абонентов в системе получил название суперцикла и имеет длительность 12,8 мин [1] . Суперцикл содержит 64 цикла, который в свою очередь содержит 1536 СВИ. Длительность каждого из СВИ составляет 7,8125 мсек. Положение информационного пакета длительностью 3,354 мсек, внутри СВИ определяется величиной джиттера [1], который для повышения защиты системы от преднамеренных помех изменяется от кадра к кадру по псевдослучайному закону. Информационный пакет представляет собой последовательность импульсов, каждый из которых имеет длительность 6,4 мксек, колебания, заполняющие эти импульсы, модулированы по фазе 32-х элементной псевдослучайной последовательностью (или использованием манипуляции фаза минимальным сдвигом) и паузой длительностью 19,6 мкс. (Это однопакетный режим, в новом варианте системы -19,2 мкс) или 6,6 мкс (это двухпакетный режим, в новом варианте системы - 6,4 мкс). Несущая частота колебаний, являющихся заполнением каждого из импульсов изменяется скачком по псевдослучайному закону. Известны способы радиотехнической разведки (РТР) (2, Вакин С.А., Шустов Л.Н. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. М.: Сов.радио, 1968, стр. 358-359; 382-420) сигналов радиоэлектронных средств (РЭС). Использование способов PTP позволяют получать информацию о противнике путем анализа сигналов его РЭС с целью их дальнейшего подавления. Структура типовой станции РТР приведена на фиг. 2, где обозначено [2, стр. 382, рис. 10.2]: 1 - антенное устройство (АУ) 2 - приемник (ПРМ) 3 - анализатор параметров сигналов (АН) 4 - пеленгаторнoe устройство (П) 5 - устройство запоминания и обработки полученной информации (УЗО) 6 - телеметрическое устройство (ТУ) 7 - аппаратура контроля (К) Данное техническое решение - способ радиотехнической разведки, как наиболее близкое по своей технической сущности к заявляемому способу и устройству, его реализующему, более всего отвечает требованиям, предъявляемым к прототипу. B прототипе применяются два основных способа определения частоты: беспоисковый; поисковый. Беспоисковый способ, позволяя в принципе определить несущую частоту, практически мгновенно, обладает либо невысокой точностью определения частоты (с точностью до ширины полосы фильтра и разрешающей способностью измерений, либо его реализация требует значительного объема аппаратуры [2]. Поисковые способы определения частоты не могут быть использованы для систем связи со скачкообразным законом изменения частоты. Сам факт работы системы связи JTID по мнению заявителя и авторов не может быть установлен ни одним из известных способов РТР в силу специфики функционирования этой системы связи. В основу изобретения положена задача создания нового способа обнаружения сигналов системы связи JTID и создание устройства, реализующего заявляемый способ. Поставленная задача решается тем, что разведываемый диапазон частот системы связи разбивают на Р-поддиапазонов с полосой пропускания Df i, каждый из поддиапазонов переносят по частоте вниз с полосой частот Df i (фиг. 3) - из сигнала каждого канала выделяют огибающую сигнала с помощью перемножения сигнала самого на себя, получившиеся сигналы суммируют, результат суммирования ограничивают по уровню, получившимся сигналом модулируют по частоте вспомогательный сигнал, который разветвляют на две paвные части, одну часть переносят по частоте на величину f г и задерживают по времени на постоянную величину, полученный сигнал перемножают со второй частью вспомогательного сигнала из результата перемножения режектированием сигнала частоты fг выделяют составляющие сигнала, обусловленные огибающей сигнала системы связи JTIDS, полученный сигнал подвергают автокорреляционной свертке с последующей узкополосной фильтрацией, результат которой представляет гармонический сигнал удвоенной частоты fг амплитуда которого, превышающая заданное пороговое значение, свидетельствует о наличии сигнала системы связи JTIDS в разведываемой полосе частот, функция плотности распределения рабочей частоты системы связи JTIDS определяется путем коммутирования во времени поддиапазонов частот по заданному алгоритму, а по вкладу каждого из поддиапазонов в амплитуду этого гармонического сигнала частоты и определяют функцию плотности распределения рабочих частот системы связи JTIDS в разведываемом диапазоне. Введение в способ новых последовательностей действий над материальным объектом-сигналом позволяет устанавливать наличие сигнала системы связи JTIDS в разведываемом диапазоне частот и определять функцию плотности распределения рабочих частот этой системы в разведываемом диапазоне. Заявителю и авторам неизвестны технические решения, содержащие признаки, эквивалентные отличительным признакам заявляемого способа, поэтому заявляемый способ, по нашему мнению удовлетворяет критерию новизны и изобретательскому уровню. Известны устройства PTP [1] позволяющие анализировать сигналы РЭС противника, однако эти устройства не могут быть использованы для обнаружения сигналов системы связи JTIDS. В основу изобретения положена задача реализации заявляемого способа обнаружения сигналов системы связи JTIDS. Указанный технический результат достигается тем, что в устройство-прототип введены линейный тракт с Р выходами и Р управляющими входами, Р первых перемножителей, Р коммутаторов с Р управляющими входами, сумматор с Р входами и одним выходом, ограничитель, управляемый по частоте генератор, введен коррелятор в составе смесителя, гетеродина, первой линии задержки, второго перемножителя, режекторно-полосовой фильтр, введен автокоррелятор в составе второй лини задержки, третьего перемножителя, узкополосного фильтра, введено устройство управления и обработки с 2Р управляющими и информационным выходом, причем выход антенно-фидерного устройства соединен со входом линейного тракта, каждый и Р выходов которого соединен с соответствующими парами входов Р перемножителей, выходы перемножителей соединены с соответствующими входами сумматора, выход сумматора через ограничитель и управляемый по частоте генератор соединены со входом коррелятора, выход которого через автокоррелятор соединен со входом устройства управления, управляющие выходы которого соединены с Р управляющими входами ключей и с Р управляющими входами линейного тракта, а информационный выход является выходом всего устройства. Введение в устройство новых элементов и связей позволяет реализовать заявленный способ обнаружения сигнала системы связи JТIDS. Заявителю и авторам неизвестны технические решения, содержащие признаки, эквивалентные отличительным признакам заявляемого устройства, реализующего заявляемый способ. Заявляемое устройство, по нашему мнению, удовлетворяет критерию новизны и изобретательскому уровню. Существо заявляемого способа и устройства его реализующего поясняется следующими графическими материалами. Перечень фигур на чертежах. На фиг. 1 изображена структура сигнала системы связи JTIDS где обозначено: СВИ - стандартный временный интервал. На фиг. 2 приведена структурная схема типовой станции радиотехнической разведки, где обозначено: 1 - антенное устройство; 2 - приемник; 3 - анализатор параметров сигналов; 4 - пеленгаторное устройство; 5 - устройство запоминания и обработки полученной информации. На фиг. 3 приведена схема преобразования входного сигнала. На фиг. 4 приведена структурная схема устройства, реализующая заявляемый способ, где обозначено: 1 - антенно-фидерное устройство; 2 - линейный тракт; 3.1...3.P - перемножители; 4.1...4.Р - ключи; 5 - сумматор; 6 - ограничитель; 7 - управляемый генератор; 8 - коррелятор в составе: 8.1 - смеситель; 8.2 - кварцевый генератор; 8.3 - линия задержки; 8.4 - перемножитель; 8.5 - режекторно-полосовой фильтр; 9 - автокоррелятор в составе 9.1 - линия задержки; 9.2 - перемножитель; 9.3 - узкополосный фильтр; 10 - устройство управления и обработки. На фиг. 5 приведены эпюры сигнала, формируемого сумматором на примере одного стандартного временного интервала, где обозначены f 0, f 1, f 2,... и т.д. - значения частот в элементарных посылках на входе приемника; F0, F1, F2,... и т.д. - значения частот в элементарных посылках на выходе линейного тракта приемника и распределение их по каналам; U - выходное напряжение сумматора. На фиг.6 приведен спектр сигнала на выходе управляемого генератора, где обозначено: f н - нижняя частота сигнала управляемого генератора; f в - верхняя частота сигнала управляемого генератора. На фиг. 7 приведен спектр сигнала, получаемого в результате перемножения, где обозначено: f г - частота сигнала кварцевого генератора 8.2. На фиг. 8 приведен спектр сигнала с подавленной несущей, который имеет место на выходе коррелятора. На фиг.9 изображен сигнал гармонической свертки, где обозначено; 2fг - удвоенная частота сигнала кварцевого генератора. На фиг.9а приведена структурная схема устройства обработки, где обозначено: 1 - амплитудный детектор; 2 - пороговое устройство; 3 - генератор; 4 - счетчик; 5 - устройство сравнения; No - заданное число. На фиг. 10 изображена эпюра распределения сигналов системы (частотно-временная матрица) и соответствующая этой матрице количество выходов сигнала за анализируемый период, где обозначено : n - количество выходов сигнала системы за анализируемый период; f н, fв - соответственно нижняя и верхняя частота системы JTIDS. На фиг.11, 12, 13 изображены эпюры возможных вариантов количества выходов системы р/с JTIDS по частотному диапазону. На фиг.14 приведена структурная схема решающего устройства, где обозначено: 1 - аналогово-цифровой преобразователь; 2 - 1-е оперативно-запоминающее устройство; 3 - процессор; 4 - 2-е оперативно-запоминающее устройство; 5 - предварительное ЗУ; 6 - 3-е оперативно-запоминающее устройство. На фиг.15 приведена временная зависимость сигнала на выходе автокоррелятора (а) в привязке его к выходному сигналу сумматора (5). На фиг.16 приведена структурная схема линейного тракта приемника. 1 - АФУ; 2 - входной полосовой фильтр; 3 - усилитель; 4 - первые смесители; 5 - полосовые фильтры; 6 - ступенчатый аттенюатор; 7 - вторые смесители. Заявляемое устройство состоит из антенно-фидерного устройства (1) линейного тракта c Рвыходами и Р управляющими входами (2), Р первых перемножителей (3), ключей (4) с Р управляющими входами, сумматора с Р входами и одним выходом (5), ограничителя (6), коррелятора (8) в составе смесителя (8.1), кварцевого генератора (8.2), первой линии задержки (8.3), второго перемножителя (8.4), режекторно-полосового фильтра (8.5), автокоррелятора (9) в составе второй линии задержки (9.1), третьего перемножителя (9.2), узкополосного фильтра (9.3), устройства управления и обработки с 2Р управляющими и информационным выходом (10). Устройство работает следующим образом. Приемник обнаружения системы связи JTIDS реализующий заявленный способ, выполнен таким образом, что контролируемый диапазон частот разбивается селектирующими цепями линейного тракта на Р поддиапазонов (участки 1030±20 МГц и 1090±20 МГц, как отмечалось выше, отведенные для работы навигационных систем, вообще исключены) с полосой Df i фиг.16. Каждый поддиапазон путем преобразования сносится в область более низких частот к одной центральной частоте (фиг.3) fср. С Р-выходов линейного тракта приемника преобразованный сигнал t òx Uci(t)=A i(t)·cos[w cit+K o (x)dx], где Aі(t) - амплитуда і-ой элементарной посылки, длительностью 6,4 мкс; w сі - несущая частота і-й элементарной посылки; x(х) - модулирующая функция; K - коэффициент пропорциональности, перемножается сам на себя и выделяется его огибающая, т.е. U2ci(t)=A 2i(t) которая поступает в суммирующее устройство. В результате на выходе сумматора формируется огибающая А (t) информационного пакета сигнала системы связи JTIDS, что отражено на фиг.5. Сигнал с выхода сумматора ограничивается (режим ограничения необходим, чтобы при больших уровнях сигнала выходная характеристика устройства оставалась бы линейной) и этим сигналом модулируют по частоте генератор, управляемый напряжением (УГ). С выхода УГ ЧМ сигнал (фиг.6). Uуг(t)=A o·cos[(w уг +2pSyA(t)·t], Ao - амплитуда сигнала; w уг - частота немодулированного сигнала; Sу - крутизна характеристики управления; поступает в коррелятор, где разветвляется на две части и поступает на перемножитель, одна часть непосредственно, другая - через смеситель и полосовой фильтр, имеющий задержку t1. В результате перемножения на выходе формируется сигнал, спектр которого изображен на фиг.7 U1 (t)=A 1·cos[w г·t-w гt1-2pSyA(t)·t1], где A1 - амплитуда сигнала; w г - частота вспомогательного генератора, частота которого равна частоте вспомогательного генератора w г. Полагая, что в системе радиосвязи JTIDS обмен информацией осуществляется двухпакетным режимом [1], модулирующую функцию А (t) можно представить в виде: A 2 2A 2 + p 2 ¥ å sin[( 2K - 1)Wt ] ( 2K - 1) K =1 А(t)= A2 - амплитуда сигналa; K = 1, 2, 3 ... 2p W= T - модулирующая частота (Т - период следования импульсов, длительностью 6,4 мкс). Тогда, вновь сформированный ФМ сигнал запишется в виде: ¥ å sin[( 2K - 1)W t] ( 2K - 1) U1(t)=A 1·cos[w гt-4Syt1A2 K =1 +jo] который подается на режекторный фильтр, частота режекции которого w pеж = w r. В результате на выходе коррелятора получаем сигнал с подавленной несущей (фиг.8) и боковыми спектральными составляющими, обусловленными модулирующим сигналом системы связи JTIDS, т.е. o å j (b )j 1 m ( b2 ) jp ( b3 )... l x . l,m,p,...= -¥ Uре ж. (t)=A1 x cos[(w г+lW+mW+pW+…).t] + o å j (b )j l 1 m (b 2 ) jp (b3 )... x . l,m,p,...=o +A1 x cos[(w г+lW+mW+pW+…).t] При этом l = m = p =... ¹0 j l (b 1 ), jm (b 2 ), j p (b 3 ), ... - функции Бесселя c 4Syti A o ; bj = 2 j - 1 l, m, p - порядок функции Бесселя, j = =1, 2, 3... С выхода режекторного фильтра сигнал Uреж.(t) поступает в автокоррелятор, где разделяется на две равные части 1 Up 1,2(t)= 2 Uреж.(t), одна из которых Up2(t) задерживается во втором ПФ2 на величину t2 (величина задержки выбирается из расчета декорреляции шумов в этих каналах), т.е. 1 Up1= 2 Uреж.(t) 1 Up2= 2 Uреж.(t-t2 ) затем эти два сигнала Up1(t) и Up2(t) в третьем переключателе Х3 перемножаются, в результате чего образуется сигнал вида o å 1 jl ( b1) jm ( b2 ) jp ( b3 )... x 2 . l,m,p,...= ¥ Uc2(t)= 4 A i x cos[{w г+lW+mW+pW+…).t] x o å jl (b1) jm (b 2 ) jp (b3 )... l,m,p,...=o x x x cos[(w г+lW+mW+pW+…).(t-t2)] x o å 1 jl ( b1) jm ( b2 ) jp ( b3 )... x 2 . l,m,p,...= -¥ + 4 A1 x cos[(w г+lW+mW+pW+…).(t-t2)] x o å jl ( b1) jm ( b2 ) jp ( b3 )... l,m,p,...= ¥ x x x cos[(w г+lW+mW+pW+…).t] l=m=p=…¹0. wг и полосой С учетом действия узкополосного фильтра со средней частотой fcp = p Df