Классификация РЭС и основы модельного представления преобразования сигналов в радиоэлектронных подсистемах КПС

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 16:35, 14 ноября 2016.

Рассмотрим РАЗНОВИДНОСТИ РЭС с учетом их назначения и характера преобразавания сигналов. ЛОКАЦИОННЫЕ РЭС, преобразующие пространственно-временные сигналы реализуют следующие методы и средства обнаружения и распознавания сигналов:

  • Активная радиолокация
  • Локация с активным ответом (вторичная локация)
  • Пассивная и активнопассивная локация ,

реализующие принципы формирования и наблюдения принимаемых пространственно-временных сигналов в однопозиционной надгоризонтной и многопозиционной надгоризонтной радиолокации На системотехническом уровне эти средства рассматриваются в линейном приближении и описываются, как «черный ящик».

Условия и особенности современной надгоризонтной радиолокации характеризуются уязвимостью в области слоя пространства. Загоризонтная радиолокация осуществляется без примения сканирования и характеризуется обработкой временных сигналов .

Навигационные РЭС

В Навигационных РЭС радионавигация осуществляется с помощью устройств:

  • Маячные дальномерные, угломерно-дальномерные и угломерные устройства
  • Маячные разностно-дальномерные и квазидальномерные РНС
  • Пеленгаторные РНС с использованием радиолокационной информации

На системотехническом уровне эти средства рассматриваются в линейном приближении и описываются, как «черный ящик». Радиолокация в редких случаях НАВИГАЦИОННЫХ РЭС (дальнометрия) осуществляется без примения сканирования в пространстве и характеризуется обработкой временных сигналов .

РЭС передачи сообщений

В РЭС передачи сообщений осуществляется преобразование, кодирование, модуляция и дискретизация непрерывных временных сигналов . При этом осуществляется:

  • Дискретизация во временной области
  • Дискретизация в частотной области
  • Дискретизация по уровню (квантование)

Модельное представление дискретных сигналов – На системотехническом уровне эти средства, в основном, рассматриваются в линейном приближении и описываются, как «черный ящик».  ::Исключение составлют временные модуляторы, которые принципиально описываются моделью нелинейного преобразования.

Каналы, тракты, системы передачи данных образуются следующими подсистемами:

  • Сети связи и включающие их структуры
  • Первичные сети
  • Вторичные сети
  • Коммутируемые и некоммутируемые сети
  • Многоканальные системы связи

Принципы многоканальной связи реализуют:

  • Частотное уплотнение каналов
  • Временное уплотнение каналов

Различают следующие разновидности линий связи

  • Кабельные линии
  • Радиорелейные линии
  • Тропосферные линии
  • Космические линии .

На системотехническом уровне эти средства, в основном, рассматриваются в линейном приближении и описываются, как «черный ящик».  ::Исключение составлют временные модуляторы, которые принципиально описываются моделью нелинейного преобразования.

РЭС Упраления

РЭС Управления , как объекты защиты, рассматриваются на основе классификации объектов управления по назначению:

  • Автоматизированные системы управления оборонного назначения .
  • Автоматизированные системы управления войсками (АСУВ).
  • Автоматизированные системы управления боевыми средствами (АСУ БС)
  • Автоматизированные системы управления воздушным движением.
  • Системы управления космическими комплексами

Системы наведения движущихся объектов рассматриваются, как разновидность следующих объектов управления: Ракеты, беспилотные ЛА и космические беспилотные ЛА, как объекты автономного управления, телеуправления и самонаведения. Поскольку управяющее воздействие в перечисленных объектах осуществляется «пропорционально» времени наблюдения и воздействия, на системотехническом уровне эти средства, в основном, рассматриваются в линейном приближении и описываются, как «черный ящик». Важнейшими факторам информационной безопасности РЭС являются ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ (ЭМС) И РАДИОЭЛЕКТРОННАЯ БОРЬБА (РЭБ).

Факторы, определяющие возникновение взаимных помех РЭС и в частности плотностью территориального размещения РТС и заполнения диапазона частот их излучениями а также техническое несовеpшенство аппаратуры РЭС, обуславливают разработку мероприятий по повышению ЭМС . Моделирование взаимных помех РЭС осуществляется на системотехническом уровне в линейном приближении когда допустимо модели «черный ящик» и характеризуется обработкой временных сигналов .

Радиоэлектронное подавление как составная часть РЭБ осуществляется совокупностью средств:

  • Средства создания маскирующих активных радиопомех.
  • Средства создания имитируюнщх активных радиопомех.
  • Средства создания комбинированных активных радиопомех.

Способы и средства постановки активных радиопомех на системотехническом уровне рассматриваются в линейном приближении и описываются как «черный ящик». Локация осуществляется без применения сканирования в пространстве и характеризуется обработкой временных сигналов . Физической основой сигналов, преобразуемых в РЭС являются волновые процессы в радиоэлектронных системах КПС.

К электромагнитным волнам, используемым в радиоэлектронике, относят электромагнитные волны радио- и оптического диапазонов, представленные в табл. 1. Волнами радиодиапазона (радиоволнами) называют электромагнитные волны с частотой колебаний от 3 кГц до 3...6 ТГц и длиной волны в свободном пространстве от 100 км до 0,1...0,05 мм. Здесь м/с = 300 Мм/с — скорость света в вакууме. Более точно с = (299 792 458±1,2) м/с. В соответствии с международными соглашениями совокупный диапазон радиоволн разбивают на диапазоны (декады) с отношением крайних частот (длин волн в свободном пространстве), равным 10 . Наименования соседних с ним диапазонов даются по видам излучений в соответствии с установившейся традицией и с существенной для этих участков квантов о-волновой (а не чисто волновой) природой излучений.

Из-за отсутствия столь жесткой стандартизации, как в основной части радиодиапазона, границы участков оптического диапазона следует рассматривать как условные. Чаще всего в совокупный оптический диапазон включают электромагнитные колебания с частотами, соответствующими 13...17-й декадам табл. 1 ( ~ мкм, ~ 1 нм), иногда включают и рентгеновское излучение, а также излучение с длинами волн 50...100 мкм.

Диапазоны частот (длинн волн) электромагнитных колебаний (Табл.1)
Номера декад
Частоты
Наименование частот или видов излучений
Длины волн
Наименование волн
1
3...30 Гц

10...100 мм

2
30...300 Гц

1...10 мм

3
0,3...3 кГц

0,1...1 мм

4
3...30 кГц
Очень низкие (ОНЧ)
10...100 км
Мириаметровые,декакилометровые,сверхдлинные
5
30...300 кГц
Низкие (НЧ)
1...10 км
Киллометровые,длинные
6
0,3...3 МГц
Средние (СЧ)
0,1...1 км
Гектометровые,промежуточные
7
3...30 МГц
Высокие (ВЧ)
10...100 м
Декаметровые,короткие
8
30...300 МГц
Очень высокие (ОВЧ)
1...10 м
Метровые
9
0,3...3 ГГц
Ультравысокие (УВЧ)
0,1...1 м
Дециметровые
10
3...30 ГГц
Сверхвысокие (СВЧ)
1...10 см
Сантиметровые
11
30...300 ГГц
Крайне высокие (КВЧ)
1...10 мм
Миллиметровые
12-13
0,3...6 ТГц

0,05...1мм
Субмиллиметровые
в том числе




12
0,3...3 ТГц
Гипервысокие (ГВЧ)
0,1...1мм
Децимиллиметровые
13
6...30 ТГц
Инфракрасное дальнее
10...50 мкм

14-15
30...400 ТГц
Инфракрасное ближнее
0,75...10 мкм

15
0,4...0,75 ПГц
Видимое
0,4...0,75 мкм

15-16
0,75...30 ПГц
Ультрафиолетовое ближнее
10...400 нм

17
30...300 ПГц
Ультрафиолетовое дальнее
1...10 нм
Нанометровые
18-20
0,3...300 ЭГц
Рентгеновское
1 пм...1 нм
Децинано-сантинанометровые,пикометровые


Классификация, иерархия, условия размещения и взаимодействие радиоэлектронных средств и систем являются важными факторами при разработке средств обеспечения их информационой безопасности. Радиоэлектронные средства и системы, как объекты защиты могут классифицироваться по следующим признакам :

а) природа используемых волновых процессов;
б) характер решаемых задач;
в) соподчиненность (иерархия);
г) условия размещения;
д) характер взаимодействия.

Учитывая природу используемых волновых процессов, РЭС могут быть радиотехническими, оптическими, акустическими и комбинированными. Классификация по характеру решаемых задач. При этом выделяют информационные и энергетические средства и системы. Информационные радиоэлектронные средства и системы решают задачи:

а) извлечения информации;
б) передачи информации на расстояние;
в) информационного обеспечения систем управления;
г) сохранения общих информационных возможностей в условиях массового применения взаимно мешающих средств радиоэлектроники;
д) избирательного разрушения (искажения) добываемой или передаваемой противником информации.

Для передачи сообщений наряду с радиотехническими привлекаются также проводные, оптические и акустические средства и системы. При решении задач управления техническим объектами важнейшее значение приобрели задачи извлечения ланных о координатах, других параметрах движения и характеристиках объектов. Необходимость решения подобных задач в интересах судовождения (морского, воздушного, космического) привела, в частности, к созданию радиоэлектронных средств и систем навигации, радионавигации в том числе.

Необходимость решения задач извлечения данных о воздушных, космических, наземных, надводных, подводных объектах (особенно не содействующих или препятствующих получению о них информации) привела к созданию средств и систем локации, в том числе радио-, оптической и гидролокации. На основе средств и систем извлечения и передачи информации, электронной вычислительной техники и других электронных средств автоматизации получили развитие радиоэлектронные средства и системы управления .

Обилие действующих радиоэлектронных средств создало новую ситуацию. Большую опасность наряду с преднамеренными представляют непреднамеренные взаимные помехи.Вопросы обеспечения и контроля электромагнитной совместимости (ЭМС) радиоэлектронных средств являются существенной частью задач информационной безопасности КПС. Оснащение вооруженных сил различных государств всевозможными радиоэлектронными устройствами привело, кроме того, к появлению разрушающих информацию средств и систем радиоэлектронного подавления. Радиоэлектронное подавление рассматривается как составная часть радиоэлектронной борьбы — РЭБ. (см. раздел 2.5.6 Методы и средства внедрения в КПС с РЭС.)Совокупность радиоэлектронных устройств (приемных, передающих, индикаторных и т.д.), решающая самостоятельную задачу, образует радиоэлектронное средство. Для решения сложных задач привлекают разнотипные, в том числе поостранственно разнесенные средства извлечения и передачи сообщений

Совокупности радиоэлектронных систем могут связываться в радиоэлектронные системы, более высокого уровня:

  • системы противовоздушной обороны районов (регионов), стран; системы предупреждения о ракетном нападении;
  • системы противоракетной обороны;
  • системы управления воздушным (морским) движением;
  • системы управления ИСЗ или другими космическими аппаратами; системы передачи сообщений через спутники связи; спутниковые радионавигационные системы.

Отдельные радиоэлектронные средства также часто оказываются сложными системами автоматического управления, решающими самостоятельные задачи. Их обычно также относят к радиоэлектронным системам, но низшего по сравнению с другими уровня. Иерархичность (соподчиненность) является, таким образом, важной категорией современной системотехники, а иерархический уровень (высший, низший, одинаковый) — одним из классификационных признаков систем. Само понятие «система» толкуют как целое, составленное из частей. Основываясь на изложенном, различия между радиоэлектронными средствами и системами ниже не подчеркиваются. Средства защиты рассматриваются как системы низшего уровня.

Характер и место размещения аппаратуры существенно сказываются на облике и функционировании РЭС. По характеру размещения различают однопозиционные и многопозиционные РЭС. По месту размещения аппаратуры различают наземные, надводные, воздушные, космические, подводные, подземные и комбинированные РЭС. Наземные РЭС по степени транспортабельности могут быть стационарными и мобильными, в том числе возимыми (с размещением в контейнерах, автомобилях или автоприцепах), самоходными (с размещением ца бронетранспортерах и танках), переносными. Размещение всей или части аппаратуры РЭС на борту морского или воздушного судна, ракеты, ИСЗ и даже самоходного транспортного средства требует предъявления к ней специфических для каждого случая требований. Так, при размещении аппаратуры на ракетах, на выводимых на орбиту ИСЗ или космических аппаратах многоразового использования к ней предъявляются требования выдерживать большие ускорения. Для аппаратуры, устанавливаемой на ИСЗ, и другой длительно необслуживаемой аппаратуры требуется высокая надежность в условиях необслуживаемого использования. Для локационных и других РЭС извлечения данных, размещенных на надводных морских судах, необходима их устойчивость или адаптация (приспособление) к условиям морской качки. Устойчивость к широкому диапазону перепадов температур, к вибрации и т.д. является, в свою очередь, важным требованием к РЭС для ряда случаев их размещения.

Взаимодействие РЭС является существенным аспектом при разработке средств информационной безопасности.. Широко используется комбинация РЭС, отличающихся назначением, природой используемых волновых процессов, иерархическим уровнем, характером размещения. Так, РЭС управления функционируют на основе данных РЭС извлечения и РЭС передачи сообщений. Объединение данных локационных РЭС наблюдения воздушного пространства, размещенных на различных позициях, немыслимо без использования РЭС передачи сообщений. Адаптация корабельных локационных РЭС к условиям качки обеспечивается использованием инерциальных элементов навигационной техники.

Аппаратура взаимодействующих РЭС может переплетаться, образуя комбинированные РЭС. Так, например, аппаратура управления и локационная аппаратура зенитных ракетных комплексов могут сливаться воедино. Радиолокационная аппаратура может комбинироваться с оптико-локационной. Могут воедино слиться средства управления, передачи, извлечения и разрушения информации малогабаритных летательных аппаратов. Операции обработки, хранения информации и выработки команд управления выполняются при этом единой цифровой вычислительно-логической системой.

Роль элемента системы может выполнять человек или коллектив операторов. Так, операторы автоматизированных систем управления принимают решения на основе обобщения этой системой данных отдельных РЭС извлечения информации и доводят их с помощью той же системы до отдельных операторов-исполнителей. Получая телевизионную информацию, оператор телевизионной системы наведения выдает с помощью технических приспособлений информацию, необходимую для поражения цели, стыковки объектов и т.д., обеспечивая замкнутость системы управления. Способы и средства постановки активных радиопомех сна системотехническом уровне рассматриваются в линейном приближении и описываются,как «черный ящик». Локация в данном случае осуществляется без примения сканирования в пространстве и характеризуется обработкой временных сигналов .

См. также