Учебное пособие 800270

Задача 60. Для системы ФАП с интегрирующим фильтром нижних частот, показанного на рис. 12, написать выражение для передаточной характеристики фильтра нижних

установившемуся значению t .

Рис. 12. Структурная схема фильтра нижних частот с интегратором

Задача 61. Для системы ФАП с интегрирующим фильтром нижних частот (рис. 11) для скачка частоты входного сигнала найти изображение сигнала ошибки p . Привести

которой имеются таблицы обратного преобразования Лапласа.

Для критического режима определить полосу захвата системы ФАП захв из условия, что максимум функции ф(/) должен быть меньше или равен / 2.

Задача 62. При когерентном детектировании радиосигнала отклонение фазы ГУН-а от фазы принимаемого радиосигнала на некоторую величину уменьшает величину полезного сигнала на выходе когерентного детектора.

29

Для задаваемых допустимых потерь сигнала 0,3 дБ определить допустимую величину Дф в градусах и радианах.

Задача 63. Для системы ФАП первого порядка для допустимой ошибки слежения по фазе не более 0,2 рад определить допустимую расстройку частоты радиосигнала Дсо относительно полосы захвата системы ФАП.

Задача 64. Принимая, что процесс установления синхронизации ГУН-а по частоте и фазе практически завершен, когда значение ошибки t достигает величины 0,95 от установившегося значения, определить для системы ФАП первого порядка время (относительно величины 1/ FШ )

окончания процесса синхронизации.

3адача 65. Для системы ФАП с двумя интеграторами (с интегрирующим фильтром нижних частот, показанном на рис. 5) для критического режима вычислить для входного

Определить время синхронизации системы ФАП, считая, что синхронизация практически закончена, когда ошибка слежения становится равной или менее 0,2 рад.

5.2. Система тактовой синхронизации

При приеме цифровых сигналов необходимо знать начало и конец каждого символа информации, что обеспечивается системой тактовой синхронизации. В приемном устройстве имеется генератор тактовой частоты (ГУН), который подстраивается по частоте и фазе по приходящему сигналу При пакетной передаче сообщений в составе преамбулы после отрезка смодулированной несущей передается отрезок несущей, манипулированный меандром тактовой частоты для первоначальной синхронизации системы тактовой синхронизации приемника.

Функциональная схема автоподстройки частоты и фазы генератора тактовой частоты приемника по принимаемому

30

сигналу не отличается от типовой схемы ФАП, рассмотренной ранее. Система тактовой синхронизации, выполняемая цифровыми устройствами или программным способом за счет высокой частоты дискретизации входного сигнала и многоразрядного АЦП сводится к непрерывному аналогу и рассчитывается как классическая система ФАП.

Ошибки системы тактовой синхронизации приводят к уменьшению помехоустойчивости приема сигналов. Если на вход интегратора с синхронным разрядом поступают прямоугольные импульсы сигнала и система тактовой синхронизации выдает тактовые импульсы для разряда интегратора с ошибкой по отношению к действительному положению фронтов импульса сигнала, то наличие ошибки Дт приводит к уменьшению амплитуды символа на выходе интегратора на величину 2UC , если перед (после) данным

символом принимался символ другого знака.

При этом отношение мощностей сигнал—шум на выходе интегратора с синхронным разрядом уменьшается в

символа .

Задача 67. Задана нестабильность частоты генератора тактовой частоты приемника, равная 10~4 относительно тактовой частоты принимаемых символов сигнала. После первоначального фазирования в приемнике тактовых импульсов с началом и концом принимаемых символов сигнала по преамбуле генератор тактовой частоты в приемнике не подстраивается по принимаемым информационным сигналам.

Определить через какое число принимаемых символов сигнала смещение тактовых импульсов системы

31

синхронизации тактовой частоты относительно фронтов принимаемых символов достигнет допустимой величины в 1%.

5.3. Примеры решения задач

Задача 57. Следящая система по принципу работы есть система с отрицательной обратной связью, которая автоматически так подстраивает опорный управляемый сигнал (частоту и фазу ГУН на рис. 7), чтобы сигнал рассогласования

когда напряжение разностной частоты на входе перемножителя равно нулю, а член с удвоенной частотой подавляется фильтром нижних частот или самой схемой ФАП.

Задача 58.

Изображение фазы ГУНа для системы ФАП без фильтра нижних частот есть

По таблицам обратного преобразования Лапласа находим Г t 0 1 e k0t . .

Изображение сигнала ошибки p c p Y p .

32

Задача 59.

Выходное напряжение на выходе когерентного детектора, являющегося перемножителем, равно

где опущен член с удвоенной частотой, который отфильтровывается фильтром нижних частот.

Окончательно

Задача 61.

Значение тока, проходящего через конденсатор равно

Напряжение на обкладках конденсатора есть

33

где Т =RC.

Изображение сигнала ошибки системы ФАП дается

34

Тема 6. ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ И КАНАЛОВ СВЯЗИ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ СООБЩЕНИЙ В УСЛОВИЯХ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ БОРЬБЫ (РЭБ)

Сценарий РЭБ определяет следующие четыре основных требования к радиотелекоммуникационной системе:

1.Безопасность передачи сообщений с целью обеспечения невозможности раскрытия противником содержания передаваемой информации (обеспечение конфиденциальности или криптозащиты передаваемых сообщений).

2.Защита каналов связи от доступа к ним противника, который может навязывать нам ложные сообщения для дезорганизации работы телекоммуникационной системы или перехвата управления нашей технической системой. Защита каналов связи от поддельных сообщений называется имитозащитой каналов связи. В гражданских телекоммуникационных системах к этой задаче также относятся защита подписей на документах от подделок, защита электронных паролей доступа в систему, защита кредитных карточек, охранных сигнализаций и др.

3.Обеспечение энергетической скрытности излучаемых радиосигналов с целью предотвратить обнаружение противником факта работы радиолинии и возможность пеленгации наших радиоизлучающих средств с целью их огневого уничтожения.

4.Защита радиолиний от радиоэлектронного подавления помехами от станций помех противника.

6.1.Конфиденциальность (криптозащита) передаваемых

сообщений

В Российской Федерации установлен единый стандарт криптографического преобразования данных по ГОСТ 28147— 89 при передаче информации для всех государственных органов, организаций и предприятий. Согласно этому ГОСТ

35

режим шифрования, называемый режимом гаммирования, состоит в поразрядном сложении по модулю два передаваемых двоичных сообщений с двоичной шифрпоследовательностью (гаммой), которая вырабатывается шифратором. Тактовые частоты передаваемых сообщений и шифрпоследовательности одинаковы и синхронны.

Шифратор представляет собой некоторый цифровой автомат, имеющий 2т возможных состояний. Выбор конкретного состояния шифратора производится выбором ключа. Общее число возможных ключей равно 2т, где т называется длиной ключа. Для выбранного ключа шифратор преобразует входную открытую синхропоследовательность S в шифрпоследовательность S («бегущий шифр») со свойствами абсолютно случайной двоичной последовательности.

Предполагаем, что противник знает о нашем шифраторе все и даже физически имеет его. Единственно, что он не знает

— это конкретно выбранного ключа, который оперативно должен меняться в системе. Шифратор должен быть так разработан, чтобы противнику для раскрытия сообщений пришлось бы угадывать ключ методом перебора всех ключей, на что потребуется несколько лет работы перспективной вычислительной техники.

Функциональная схема передачи сообщений с криптозащитой по линии связи представлена на рис. 13. Особенностью этой схемы является выбор синхропоследовательности S с большим периодом повторения (год и более), способ уплотнения ее с информационной последовательностью, и способ формирования синхропоследовательности S в приемнике для различных условий передачи: непрерывная передача, пакетная передача, учет помехоустойчивого кодирования информационной последовательности и др.

36

6.3. Помехозащита радиолиний

Способность радиолинии работать в условиях воздействия естественных помех называется помехоустойчивостью. Способность радиолинии работать в условиях воздействия организованных помех называется помехозащищенностью.

Помехозащита разделяется на два класса: 1) пространственная помехозащита (за счет низкого уровня боковых лепестков приемной антенны, по которым действует помеха, формирование «нулей» диаграммы направленности приемной антенны в направлении на источник помех); 2) сигнальная помехозащита за счет широкополосных методов модуляции.

При сигнальной помехозащите спектр излучаемого сигнала искусственно расширяется за счет применения фазоманипулированных псевдошумовых сигналов (ПШС) или псевдослучайной перестройки рабочей частоты (ППРЧ), либо за счет комбинированного метода модуляции ПШС-ППРЧ.

Если противник ставит заградительную шумовую помеху во всей полосе частот нашего сигнала, так что на входе приемной антенны нашей радиостанции спектральная

где - Eб энергия бита полезного принимаемого сигнала на

выходе приемной антенны, N0 — спектральная плотность аддитивных шумов приемной системы.

38