7. Информация в радиотехнических системах

1. Классификация радиотехнических систем

Основное назначение РТС состоит в выдаче информации, поэтому в качестве основного признака для их классификации следует использовать содержание информации или назначение системы. Такая классификация необходима потому, что в зависимости от назначения системы изменяются принципы действия, используемые частоты, требования к скорости выдачи информации, ее количеству и точности, а также к конструктивно-техническим и эксплуатационным параметрам и характеристикам.

Радиотехнические системы можно разделить на системы передачи информации, системы извлечения информации, системы радиоуправления и системы разрушения информации.

Таблица 2

Система	Вид и назначение систем
Передачи информации	Малоканальная радиосвязь между подвижными объектами. Радиорелейная связь. Связь через ИЗС. Радиовещание и телевидение. Телеметрия. Передача команд.
Извлечения информации	Радиолокация (обнаружения и классификация целей, определение координат и параметров движения целей). Радионавигация. Радиоразведка ископаемых и состояния поверхности Земли. Радиоастрономия. Радиоразведка радиотехнических средств другой стороны.
Радиоуправления	Радиоуправление ракетами. Радиоуправление КА. Подрыв боевых частей снарядов.
Разрушения информации	Радиопротиводействие.

Отличительной особенностью систем передачи информации (РТС ПИ) является то, что в них сообщения отображаются в радиосигнале в пункте его излучения. После распространения в среде эти сигналы принимаются, и из них выделяется сообщение.

Структурная схема такой системы изображена на рис. 30, где ИС — источники сообщений, выдающие первичные сигналы; ФГС — формирователь группового сигнала, объединяющего несколько сообщений, подлежащих совместной передаче; М — модулятор; УМ - усилитель мощности; А — антенны; среда, в которой происходит распространение радиоволн и действуют помехи : внутрисистемные , вызываемые излучением передатчиков, работающих совместно с данной РТС ПИ в составе сети связи, помехи от других РТС, излучающих на близких частотах, атмосферные помехи организованные помехи и помехи, возникающие в аппаратуре ; УСУ — устройства селекции и усиления в приемнике; ДМ — демодулятор; PC — разделитель сигналов, несущих разные сообщения; ПС — получатели сообщений; ВВ — внешние воздействия, в условиях которых работает аппаратура; ОП — операторы; S(t) и — сигналы, отображающие первичные (единичные) и групповые сообщения; — излучаемый сигнал; — принятый радиосигнал; и —выдаваемые единичный и групповой сигналы, искаженные при распространении действием помех и в цепях аппаратуры.

Схема, изображенная на рис. 32, относится к простейшей единичной системе. Реальная система передачи информации предусматривает обычно возможность и приема, и передачи. Кроме того, отдельные приемопередающие устройства входят в состав сети связи или работают в составе радиотехнического комплекса и т. д.

Рис. 32

Основная отличительная особенность системы извлечения информации состоит в том, что в них полезная информация отображается в радиосигнале в процессе распространения и отражения радиоволн или при независимом от рассматриваемой системы формировании и излучении радиоволн (радиосредства противника, естественное излучение радиоволн и т. п.).

Структурная схема системы извлечения сообщений применительно к радиолокации изображена на рис. 33, где М — модулятор, УМ — усилитель мощности, А — антенна, — излучаемый зондирующий сигнал, не содержащий информации; — цели; — сведения о положении в пространстве и движении целей, которые должны быть выделены РТС; , — сигналы, отраженные от целей, в параметрах которых (направление распространения, задержка, частота и др.) содержится информация о положении и движении целей; УСУ — устройство селекции и усиления в приемнике; ДМ — демодулятор; ИИУ — измерительно-индикаторное устройство, выдающее оценки сведений о параметрах движения целей, искаженных в процессе распространения радиоволн, под действием помех и в аппаратуре (оценки поступают от РТС в суперсистему); — принимаемые антенной внутрисистемные помехи от аналогичных радиолокаторов, работающих в сети или комплексе; сигналы от других РТС, помехи, возникающие в аппаратуре и организованные помехи; ВВ — внешние воздействия на аппаратуру; ОП — операторы.

На рис. 33 показана простейшая, единичная система. В реальных условиях система извлечения информации работает совместно со многими системами (в сети) и в сочетании с разными РТС (в радиотехническом комплексе).

Особенность систем радиоуправления заключается в том, что в них информация, передаваемая с помощью радиосигналов, непосредственно используется для управления объектами и процессами, в основном для управления подвижными объектами, например полетами ракет, ИСЗ, космических аппаратов (КА). В некоторых случаях системы радионавигации, т. е. системы, предназначенные для управления самолетами и кораблями, также следует рассматривать как системы радиоуправления.

Рис. 33

Как отмечалось выше, все РТС служат для выдачи информации, которая помогает принимать решения и осуществлять действия, т. е. управлять. Однако некоторые РТС (например, системы передачи информации, радиолокационные) действует в основном самостоятельно, их функционирование непосредственно не связано с состоянием и режимом той суперсистемы, которую они обслуживают. Поэтому такие РТС могут рассматриваться и изучаться отдельно с учетом требований, которые предъявляются к ним работой в суперсистеме.

В системах радиоуправления собственно радиотехническая часть и управляемый объект связаны органически и характер выявляемой информации зависит от выходных эффектов системы. Удобно при этом ввести понятие радиозвеньев, которые представляют части системы радиоуправления, предназначаемые для передачи, выделения, обработки и накопления информации с использованием радиоволн. В систему входят и другие звенья (не радиотехнические), отображающие свойство объекта управления и особенности задачи управления.

Рис. 34

Структурная схема системы радиоуправления (на примере системы самонаведения ракеты) изображена на рис. 34, где Ц — движущаяся цель; — информация, характеризующая положение и движение цели; РЗ — радиозвено, выявляющее соотношение между пространственным положением и движением цели и ракеты и выдающее команды управления на автопилот АП, который управляет рулями — РУ; ДЗ — динамическое звено, отображающее реакцию ракеты на управляющие воздействия; КЗ — кинематическое звено, определяющее закономерности перехода от положения и движения ракеты в пространстве к изменению ее положения и движения относительно цели; — помехи на входе радиозвена.

Системы разрушения информации имеют ту основную особенность, что их целью является противодействие радиотехническим системам, предназначенным для передачи и извлечения информации. Их принцип действия, параметры и характеристики определяются особенностями соответствующих РТС и режимами их функционирования. Если априорная информация о РТС другой стороны ограничена, то системы радиопротиводействия действуют совместно с системами радиотехнической разведки.

Помимо основных РТС широко применяются в промышленности, медицине, при научных исследованиях самостоятельные радиотехнические устройства, приборы, аппараты, например, высокочастотные радиоизмерительные приборы и т. п.

Следует отметить, что рассмотренная классификация не является жесткой. Во многих случаях в реальной системе сочетается несколько функций. Например, в систему радиоуправления входят система извлечения информации (радиолокации и радионавигации) и системы передачи сообщений (телеметрии и передачи команд). Существует тенденция создания комбинированных РТС, в которых совместно решаются задачи передачи информации, извлечения информации и радиоуправления. Особенно это характерно для систем, предназначенных для управления космическими аппаратами, а также для управления воздушным движением. Однако совмещение функций разных РТС не означает потерю их различия, поэтому изложенная классификация остается полезной и позволяет целеустремленно рассматривать и комбинированные РТС.