Корреляционный способ оценки эффективности экранирования сооружений

 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при определении эффективности защитных свойств любых экранированных сооружений , предназначенных для отработки высокопотенциальных радиоэлектронных средств и систем. Цель изобретения - расширение диапазона использования, повышение достоверности и точности оценки эффективности экранирования сооружений и упрощение технологии. Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1 шумоподобного сигнала, излучаемого антенной 2 в направлении проверяемой области экрана 3. Антенна 4 принимает сигнал, проникающий через экран 3, и подает его на вход корреляционного приемника 5. который реализует оптимальный метод приема псевдослучайного сигнала типа М-последовательности и производит измерение его уровня. 1 ил. iё О CJ о 00 ел ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4702800/21 (22) 06.05.89 (46) 23.03.91. Бюл. 3Ф 11 (72) В.С.Поляков и В.П,Трегубов (53) 621,396.67.7 (088.8) (56) Пестряков В.Б., Афанасьев В.П. и др.

Шумоподобные сигналы в системах передачи информации. — М.: Советское радио, 1973, с. 51.

Авторское свидетельство СССР

hb 1228150, кл, G 12 В 17/00, 1986. (54) КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ СПОСОБ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКРАНИРОВАНИЯ

СООРУЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при определении эффективности защитных

„„5U„„1636859 А1 (sl)s G 12 В 17/00, G 01 R 33/00 свойств любых экранированных сооружений, предназначенных для отработки высокопотенциальных радиоэлектронных средств и систем. Цель изобретения — расширение диапазона использования, повышение достоверности и точности оценки эффективности экранирования сооружений и упрощение технологии. Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1 шумоподобного сигнала, излучаемого антенной 2 в направлении проверяемой области экрана 3. Антенна 4 принимает сигнал, проникающий через экран 3, и подает его на вход корреляционного приемника 5, который реализует оптимальный метод приема псевдослучайного сигнала типа М-последовательности и производит измерение его

1636859

30 — Бз

Рл а.ы. =

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при определении эффективности защитных свойств любых экранированных сооружений, предназначенных для отработки высокопотенциальных радиоэлектронных средств и систем, Цель изобретения — расширение диапазона использования, повышение достоверности и точности оценки эффективности экранирования сооружений и упрощение технологии.

На чертеже изображена структурная схема, иллюстрирующая корреляционный способ оценки эффективности экранирования сооружений.

Способ осуществляют следующим образом.

Генератор 1 шумоподобного сигнала (LUllC) вырабатывает, например, псевдослучайный сигнал типа М-последовательности, база которого намного больше единицы, и излучает его антенной 2 в направлении проверяемой области экрана 3, антенна 4 принимает проникающий через экран 3 сигнал и подает его на вход корреляционного приемника 5, который реализует оптимальный метод приема псевдослучайного сигнала типа M-последовательности и производит измерение его уровня, Отношение измеренного уровня сигнала (Е1 или П1) без влияния экрана к уровню сигнала (Ег или Пг) с учетом поглощающих свойств экранированного сооружения (при равных расстояниях между приемной и передающей антеннами), выраженное в децибелах, показывает коэффициент экранирования Э .

Е1 П1

Э) 201g — или Э = 10 Ig — —, Er Пг где Е1 и Ег — значения эффективности, выраженные в единицах напряженности электромагнитного поля;

П1 и Пг — значения интенсивности, выраженные в единицах плотности потока мощности.

Использование в качестве носителя при оценке эффективности экранирования сооружений (ШПС) и оптимальных методов обработки позволяет получить значительный выигрыш отношения сигнал — помеха на выходе приемного устройства по сравнению с применением простых сигналов и неоптимальных методов его приема. Коррелятор дает выигрыш в отношении сигнал-помеха в 2 раз (по напряжению) при использовании простого сигнала. Выигрыш при применении ШПС, база которых намного больше единицы Ss- Ts Ь fs» 1, по сравнению с

55 простыми сигналами, база которых равна единице, возрастает в Bs раз. где Ts— длительность сигнала; A fs — ширина его спектра.

Дополнительный выигрыш при применении оптимальных методов обработки обусловлен наличием информации о принимаемом сигнале. В корреляционном приемнике сведения о сигнале образуются путем воспроизведения его копии.

Таким образом, применением ШПС и оптимальных методов обработки позволяет получить выиг ыш в отношении сигнал-помеха в 2 Бз раз, т.е. на такую величину возрастает возможность увеличения энергии сигнала на выходе приемника при оценке эффективности экрани рован ия корреляционным способом по сравнению с традиционным методом.

Использование ШПС позволяет производить измерения коэффициента экранирования, практически любой величины без увеличения мощности самого генератора, а путем введения частотной ЛКз или временной Ts избыточности ШПС и соответствует: авых. = авх. 2 Бэ где а х, и q bi>. — отношение сигнал-помеха соответственно на входе и выходе корреляционного приемника.

Применение ШПС позволяет исключить или значительно уменьшить действие внешних помех в оцениваемом диапазоне частот и обеспечить прием сигнала с высокой достоверностью. Действие любой помехи, сформированной по любому закону, определяется только средней (за продолжительность сигнала Ts) мощностью в пределах полосы частот сигнала и ослабляется в Бэ раз. Отношение сигнала(пикового значения) и помехи (среднеквадратичного значения) определяется выражением: где S — пиковая мощность сигнала;

Рп — средняя мощность помехи в полосе

2 Лfs.

Действие импульсных и узкополосных помех (при некоторых потерях в энергии сигнала при его приеме на фоне флюктуационных помех) можно уменьшить, применяя схемы с ограничением. При этом уменьшение сигнала пропорционально множителю

Тя — Ти. п

Ts где Ти.п — длительность импульсной помехи;

Ts — длительность сигнала.

Ослабления сигналоподобной помехи (помехи, повторяющей сигнал) можно до1636859

55 биться при обеспечении условий ортогональности сигнала и помехи, Поскольку

ШПС обладает квазиортогональностью при сдвиге по задержке или свойством "сжатия" и высокой разрешающей способностью, то сигналоподобная помеха ослабляется, если ее мощность примерно в Bs/10 раз больше мощности полезного сигнала или если при наложении помехи и сигнала имеет место совпадение основных выбросов с точностью по. задержке Ts/Ás и часто-.е

Ns/5s при соизмеримости мощности помехи и полезного сигнала. Ортогональность сигналов достигается за счет выбора полиномов ШПС или изменением базы сигна-, ла за счет выбора длительности элемента тэ и длительности сигнала Ts. Поэтому переход к ШПС позволяет получить высокую помехоустойчивость системы измерений и обеспечить высокую достоверность приема сигнала.

Ввиду того, что применение ШПС и корреляционной обработки позволяет получить выигрыш в отношении сигнал — помеха на выходе приемника по сравнению с его входом в базу (Бз) раз при использовании когерентного опорного сигнала, то повышается достоверность приема и точность измерений. Это обусловлено тем, что опорный сигнал не подвержен воздействию внешних помех, а поэтому помеха слабо влияет на амплитуду функции корреляции. Так, при использовании относительного метода обработки сигнала выигрыш эквивалентен

Бз половине базы сигнала f — ).при c/è> 1, а

2 при с/и < 1 выигрыш пропорционален Б, Применение ШПС позволяет проводить оценку эффективности экранирования даже фрагментов сооружений, т,е. оценивать качество работ в ходе строительства или ремонта сооружений. Размеры фрагментов определяют исходя из разрешающих способностей сигнала, т.е. разделением лучей, имеющих небольшую разницу в задержке.

Это достигается выбором базы ШПС и обеспечением такого "сжатия" ШПС. при котором ширина основного выброса меньше, чем минимальная задержка тл между лучами проходящего через элемент экранирования и огибающего конструкцию сооружения. Лучи разделяются при условии

Бз > 2Т/ гл, где тл — задержка между приходящими сигналами.

Практически все радиоэлектронные станции (РЭС) и системы работают с сигна5

45 лами сложной структуры и занимают îïðåделенный диапазон частот при функционировании. В то же время проверка защитных свойств сооружений при их обработке проводится, как правило, на одной из фиксированных частот, что не дает реальной картины о защитных свойствах сооружения при работе с импульсными сигналами и изменении частотного диапазона. Применение ШПС позволяет избавиться от этого недостатка, так как можно проводить оценку эффективности экранирования в диапазоне частот или в диапазоне работы станции (системы). Полоса частот, занимаемая системой с простым сигналом, равна

4

Л1шпс = 2 — . э где т, — длительность элемента сигнала

ШПС.

Полосу частот при оценке эффективности экранирования можно рассчитать исходя из диапазона (несущей частоты) частот и

Бз параметров сигнала РЭСЛ1 =2 —. Тогда

Ts оценка эффективности экранирования соответствует реальной действительности, т.е, области частот, занимаемой РЭС при функционировании.

Эффективность изобретения определяется тем, что решается задача измерения коэффициента экранирования сооружений и их элементов (фильтров, дверей. запредельных воздуховодов и др.), эффективность экранирования которых свыше 100 дБ, при этом увеличение количества элементов не приводит к существенному увеличению времени на их аттестацию, не усложняется организация работ в связи с многократностью перемещения аппаратуры, т.е. снижается количество специалистов, занятых в данных работах. В результате снижается время проведения работ и их стоимость.

Резко увеличивается достоверность приема сигнала и точность измерений и, следовательно, достоверность оценки эффективности эк ранирования.

Применение простых сигналов не позволяет проводить оценку эффективности. экранирования сразу во всем диапазоне частот работы системы, а только поэтапно, что, в конечном счете, приводит к увеличению времени работ, которое зависит от количества переходов с одной частоты на другую, привязки к сигналу, определения его достоверности и др. Простые сигналы позволяют проводить работы только в зам1636859 экономии времени за счет оценки диапазона частот, определяется из выражения

Техред М.Моргентал Корректор С.Шевкун

Редактор В.Петраш

Заказ 817 Тираж 316 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 кнутом объеме, т.е. после окончания строительства или ремонта сооружений, что ведет к затягиванию сроков по вводу в эксплуатацию объектов.

Таким образом, применение шумоподобных сигналов и оптимальных методов обработки при оценке эффективности экранирования сооружений позволяет сократить время на проведение работ в 10-10 з раэ.

К вЂ” коэффициент снижения трудоемкости за счет применения ШПС и оптимальных методов обработки (уменьшает количество измерений сложных элементов, дает однозначность измерений), K1 = 3-5 раз; K2— коэффициент снижения времени за счет достоверности приема сигнала, повышения помехоустойчивости системы, K2 = 2-3 раза;

Кз — коэффициент снижения времени, связанного с организацией измерений (переносом и установкой аппаратуры, ее настройкой и др,), Кз - 2,5-3,0 раза; К вЂ” коэффициент снижения времени работ за счет оценки эффективности фрагментов сооружений (в ходе строительства или ремонта), т.е. сокращения сроков простоя сооружения, связанных с его аттестацией.

К зависит от объема работ и определяется объемом сооружения. Кв — коэффициент шпс

6 10 1н(пр.сиг)

Формула изобретения

Корреляционный способ оценки эффективности экранирования сооружений, преимуществено. для высокопотенциальHûõ радиоэлектронных. средств и систем, включающий генерирование электромагнитного сигнала в направлении проверяемой области, прием полученного сигнала и его после дующую оценку путем измерения величины коэффициента экранирования, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения диапазона использования, повышения достоверности и точности оценки эффективности экранирования сооружений и упрощения технологии, генерирование электромагнитного сигнала в направлении проверяемой области осуществляют генератором шумоподобного сигнала типа Мпоследовательности, база которого намного больше единицы, и антенной, а прием и последующую оценку полученного сигнала осуществляют с помощью корреляционного приемника.