Способ радиосвязи
Владельцы патента RU 2446588:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к области радиотехнических систем и может быть использовано в системах связи. Достигаемый технический результат - повышение скрытности передачи узкополосного информационного сигнала за счет увеличения времени поиска и обнаружения сигнала в просматриваемом диапазоне частот приемным устройством средства перехвата. Способ радиосвязи основан на излучении дополнительно с полезным сигналом помехового сигнала гребенчатой структуры со спектральными и энергетическими характеристиками, аналогичными спектральным и энергетическим характеристикам полезного сигнала, а на приемной стороне - осуществлении фильтрации полезного сигнала на фоне помехового излучения. 3 ил.
Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано при разработке систем передачи данных различного назначения.
Наиболее близким по технической сущности является способ радиосвязи (см., например, Жеребцов И.П. Радиотехника. - М.: Связьиздат, 1953, с.15-18) в аналоговом или цифровом виде, основанный на передаче передающим устройством узкополосного информационного сигнала на одной частоте несущего колебания и приеме приемным устройством узкополосного информационного сигнала на этой же частоте несущего колебания (классический способ организации связи). Существенным недостатком способа является возможность быстрого поиска и обнаружения узкополосного информационного сигнала в полосе частот перестройки приемного устройства средства перехвата при соответствующем выборе полосы пропускания и величины порога.
Техническим результатом, на достижение которого направленно предлагаемое изобретение, является повышение скрытности передачи узкополосного информационного сигнала за счет увеличения времени поиска и обнаружения сигнала в просматриваемом диапазоне частот приемным устройством средства перехвата.
Технический результат достигается тем, что в известном способе радиосвязи, основанном на передаче передающим устройством узкополосного информационного сигнала на одной частоте несущего колебания, приеме приемным устройством узкополосного информационного сигнала на этой же частоте несущего колебания, дополнительно излучают с узкополосным информационным сигналом помеховый сигнал гребенчатой структуры со спектральными и энергетическими характеристиками элементов гребенки, аналогичными спектральным и энергетическим характеристикам узкополосного информационного сигнала, а на приемной стороне осуществляют фильтрацию полезного сигнала на фоне помехового сигнала гребенчатой структуры.
Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно к передающему устройству полезного сигнала применяется передающее устройство помехового сигнала. Т.е. совместно с передачей полезного информационного узкополосного сигнала передается помеховый сигнал гребенчатой структуры в широкой полосе частот (в ожидаемой полосе частот приемного устройства средства перехвата). При этом ширина спектра и энергия элемента гребенки помехового сигнала идентичны этим характеристикам полезного сигнала, что приводит к увеличению времени поиска и обнаружения узкополосного информационного (в дальнейшем - полезного) сигнала приемным устройством средства перехвата в заданной частотной полосе.
На фигуре 1 представлены эпюры помеховой гребенки и полезного сигнала на частотной оси, где обозначены Δfпрм - полоса пропускания фильтра приемного устройства полезного сигнала, Δfсиг. - ширина спектра полезного сигнала, Δfпом. - спектральная ширина элемента гребенки помехового сигнала. Δfпрм перехвата - полоса пропускания фильтра приемного устройства средства перехвата, осуществляющего последовательный просмотр частотного диапазона, fсиг. - частота несущего колебания полезного сигнала, Uпор. - энергетический порог приемного устройства. Помеховые максимумы аналогичны по спектру полезному сигналу и имеют произвольный период следования максимальных составляющих (гребенчатая апериодическая помеха в широком диапазоне). Приемное устройство полезного сигнала работает с узкой полосой пропускания в приемном тракте, чем достигается вырезание помеховых гребенок и выделение полезного сигнала из сигнально помеховой смеси.
Как следует из фигуры 1, при последовательной перестройке по частоте приемное устройство средства перехвата может обнаружить сигнал на фоне помех, но при этом приемник такого типа будет на каждом элементе помеховой гребенки тратить время на анализ принятого колебания. Это приведет к увеличению времени поиска и обнаружения полезного сигнала при просмотре сетки частот (Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. - М.: Сов. радио, 1966, с.135-160).
Для определения временных затрат на поиск и обнаружение полезного сигнала приемным устройством средства перехвата использована методика оценки времени поэтапного функционирования приемного устройства при последовательном просмотре частотного участка. Пусть диапазон рабочих частот ΔF приемного устройства последовательного обзора будет разбит на N согласованных с полосой пропускания частотных интервалов Δf (см. фигуру 2). Приемное устройство просматривает диапазон рабочих частот со скоростью v. Приемное устройство последовательно просматривает каждый элемент и после просмотра каждого элемента принимается решение о наличии или отсутствии сигнала.
Выражение для определения времени однократного просмотра диапазона рабочих частот Tob приемного устройства средства перехвата можно записать в виде:
где Tapr - время анализа и принятия решения о наличии помехи в частотном элементе, Tas - время анализа и принятия решения о наличии сигнала в частотном элементе, T0 - время просмотра пустого частотного элемента.
Выражение для определения времени анализа и принятия решения о наличии помехи в частотном элементе можно записать в виде:
где Tresh - время принятия решения о наличии помехи, Tapr - время анализа помехи, PF - вероятность правильного обнаружения помехи.
Аналогично для определения времени анализа и принятия решения о наличии сигнала в частотном элементе и времени просмотра частотного элемента получим:
где PD - вероятность правильного обнаружения сигнала, 
- время анализа пустого элемента.
Анализируя выражения (1)-(3) для сигнала с ограниченным временем излучения равновероятно находящегося в полосе частот ΔF=5 МГц, Δf=50 кГц, v=100 МГц/с, при Tas=Tapr=10 с, получим, что на просмотр всего диапазона будет затрачено 13 мин, что не соответствует требованиям к аппаратуре перехвата по оперативным показателям (время передачи данных для средств связи не превышает 1 мин, при просмотре назначенного диапазона частот за время, большее времени передачи сообщения, вероятность обнаружения, распознавания и извлечения информации из передаваемого сообщения уменьшается). При этом для устойчивого приема полезного сигнала достаточно обеспечить требования по избирательности для конкретного диапазона частот, т.е. согласовать приемное устройство с принимаемым сигналом по полосе пропускания и выбрать параметры помеховой гребенки, обеспечивающие требуемое соотношение сигнал/шум на входе приемного устройства.
Способ может быть реализован, например, с помощью устройства, блок-схема которого приведена на фигуре 3.
Блок-схема содержит блок частотного и временного согласования помехового и полезного сигналов 7, передающее устройство полезного сигнала 1, передающее устройство помехового сигнала 2, содержащее генератор шума 3, N-e число полосовых фильтров 4, широкополосный усилитель ВЧ 5 и антенно-фидерный тракт 6.
Устройство функционирует следующим образом. Передающее устройство помехового сигнала 2 с помощью генератора шума 3, формирующего шумоподобный широкополосный сигнал, N-го числа полосовых фильтров 4, вырезающих из шумоподобного широкополосного сигнала элементы с требуемой шириной спектра формируемой помеховой гребенки, широкополосного усилителя ВЧ 5, усиливающего помеховый сигнал гребенчатой структуры до требуемого уровня, и антенно-фидерного тракта излучает помеховый сигнал с характеристиками элементов, аналогичными полезному сигналу. Передающее устройство полезного сигнала 1 излучает узкополосный информационный сигнал. При этом временное и частотное согласование передающих устройств 1 и 2 обеспечивает блок частотного и временного согласования 7. На приемном конце полезный сигнал выделяется на фоне помех с помощью полосового фильтра с высокими избирательными характеристиками (см., например, Татур Т.А. Основы теории электрических цепей. - М.: Высшая школа, 1980, с.106-113).
Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить скрытность передачи узкополосного информационного сигнала за счет увеличения времени поиска и обнаружения сигнала в просматриваемом диапазоне частот приемным устройством средства перехвата путем отвлечения его временных ресурсов на анализ элементов гребенки помехового сигнала, идентичных по ширине спектра и энергетике характеристикам полезного сигнала.
Заявленный способ радиосвязи соответствует требованиям новизны, т.к. из имеющихся источников информации не известен способ радиосвязи, основанный на передаче передающим устройством узкополосного информационного сигнала на одной частоте несущего колебания, приеме приемным устройством узкополосного информационного сигнала на этой же частоте несущего колебания, дополнительном излучении с узкополосным информационным сигналом помехового сигнала гребенчатой структуры со спектральными и энергетическими характеристиками элементов гребенки, аналогичными спектральным и энергетическим характеристикам узкополосного информационного сигнала, осуществлении на приемной стороне фильтрации полезного сигнала на фоне помехового сигнала гребенчатой структуры.
Предлагаемое техническое решение практически применимо, т.к. для его реализации могут быть использованы типовые радиотехнические узлы и устройства.
Способ радиосвязи, основанный на передаче передающим устройством узкополосного информационного сигнала на одной частоте несущего колебания, приеме приемным устройством узкополосного информационного сигнала на этой же частоте несущего колебания, отличающийся тем, что дополнительно с узкополосным информационным сигналом излучают помеховый сигнал гребенчатой структуры со спектральными и энергетическими характеристиками элементов гребенки аналогичными спектральным и энергетическим характеристикам узкополосного информационного сигнала, а на приемной стороне осуществляют фильтрацию узкополосного информационного сигнала на фоне помехового сигнала гребенчатой структуры.
