Цифрове діаграммоутворення (стр. 1 из 10)
ЗМІСТ
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧОК І СИМВОЛІВ
ВСТУП
1. ЦИФРОВЕ ДІАГРАМОУТВОРЕННЯ (ЦДУ) В СИСТЕМАХ ЗВ’ЯЗКУ.
1.1 Перспективи побудови тактичних мереж зв’язку на основі використання систем зв’язку з цифровими антенними решітками
1.2 Особливості обробки сигналів в системах зв’язку з ЦДУ
1.3 Аналіз підходів щодо компенсації взаємного впливу антенних елементів (АЕ)
1.4 Формування та обґрунтування вимог щодо врахування взаємного впливу АЕ цифрової антенної решітки (ЦАР
Висновки
2. ВРАХУВАННЯ ВЗАЄМНОГО ВПЛИВУ АЕ ЦАР ДОВІЛЬНОЇ ГЕОМЕТРІЇ
2.1. Модель відгуку лінійної ЦАР
2.2. Модель відгуку плоскої ЦАР
2.3. Методика компенсації взаємного впливу АЕ ЦАР
2.4. Математичне моделювання запропонованої методики
Висновки
3. РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩОДО ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДИКИ КОМПЕНСАЦІЇ ВЗАЄМНОГО ВПЛИВУ АЕ ЦАР
3.1. Врахування взаємного впливу АЕ в ЦАР довільної геометрії
3.2. Використання запропонованої методики на прикладі лінійної ЦАР
3.3. Використання запропонованої методики на прикладі плоскої ЦАР при роздільній обробці інформації
3.4. Перспективи розвитку цифрового сегменту системи зв’язку з цифровою антенною решіткою
Висновки
ВИСНОВКИ
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
ДОДАТОК
ПЕРЕЛІК СКОРОЧЕНЬ
| АЕ | – | антенний елемент |
| АФР | – | амплітудно-фазовий розподіл |
| АЦП | – | аналого-цифровий перетворювач |
| БВВ | _ | блок вводу-виводу |
| ВСШ | _ | відношення сигнал/шум |
| ВЧ | _ | висока частота |
| ГТМ | _ | головна трасировачна матриця |
| ДС | – | діаграма спрямованості |
| КВВ | – | коефіцієнт взаємного впливу |
| КЛБ | _ | конфігурований логічний блок |
| КМ | – | кореляційна матриця |
| ОЗП | _ | оперативно-запам’ятовуючий пристрій |
| ПЛІС | _ | програмована логічна інтегральна схема |
| ПЗ | _ | програмне забезпечення |
| ПХ | – | пеленгаційна характеристика |
| СЗ | – | система зв’язку |
| ФР | _ | фазовий розподіл |
| ЦАР | – | цифрова антенна решітка |
| ЦАП | – | цифрово-аналоговий перетворювач |
| ЦДУ | – | цифрове діаграмоутворення |
| ЦОС | – | цифрова обробка сигналів |
| ШПФ | – | швидке перетворення Фур’є |
| FDMA | – | множиний доступ з частотним розподілом каналів (Frequency-Division Multiple-Access) |
| MUSIC | – | метод класифікації множинних сигналів (Multiple Signal Classification) |
| SDMA | – | множиний доступ з просторовим розподілом каналів (Space-Division Multiple-Access) |
| _Н | – | символ операції ермітового сполучення |
| _Т | – | символ операції транспонування |
 | – | символ операції кронекеровського добутку |
| □ | – | символ операції торцевого добутку |
| ■ | – | символ операції транспонованого торцевого добутку |
ВСТУП
Сучасна епоха глобалізації ознаменувалася переходом до використання у збройних конфліктах радіочастотної зброї та зброї електромагнітного імпульсу разом із засобами радіоелектронної боротьби у виді комбінованих електронно-вогневих ударів. Як наслідок, зростають вимоги до систем зв’язку військового призначення. Це спонукає переглядати традиційні підходи до створення систем зв’язку. Саме тому, вимоги до системи зв’язку постійно переглядаються та стають більш жорсткими. На фоні цих змін стає очевидним необхідність переходу до новітніх перспективних технологій, які могли б забезпечити виконання даних вимог в повному обсязі.
Аналіз передового досвіду розвинених країн світу та недавніх локальних конфліктів дозволяє зробити висновок про необхідність створення таких способів передачі інформації, які були б найменше вразливі до зовнішнього впливу різних факторів, насамперед протидії противника.
Враховуючі, що найбільш вразливими в цьому відношенні є саме радіозасоби (котрі, як відомо, являються основними засобами в ході проведення наступальних операцій, та на які покладаються головні завдання по управлінню військами), доцільно спрямувати зусилля на розробку систем зв’язку з адаптивними антенними системами, що здатні адекватно формувати характеристики діаграми спрямованості в залежності від зовнішньої обстановки з виконанням вимог щодо якості зв’язку.
На початку 80-х років минулого сторіччя цифрова обробка сигналів стала широко використовуватись в різних сферах, наприклад: медичній ультразвуковій діагностиці, радіолокації й т. ін. Однак, в телекомунікаційних системах подвійного призначення запровадження цих технологій дещо затрималось. Як наслідок, тільки нещодавно стали з’являтись відомості про перспективні системи зв’язку з цифровим діаграмоутворенням на базі цифрових антенних решіток. В умовах інформаційної боротьби саме такий підхід забезпечить необхідні сервіси, послуги та якість зв’язку.
Однак, використання зазначеної технології в системах подвійного призначення потребує вирішення низки задач. Досить актуальною в цьому відношенні є зниження впливу радіоелектронної протидії противника, у тому числі й зброї електромагнітному імпульсі. Один з підходів щодо її вирішення полягає в зменшенні спрямованих властивостей антенної системи, наприклад за рахунок використання в цифрових антенних решітках слабоспрямованих антенних елементів. Однак, при цьому, зростає ефект взаємного впливу між ними. Його ігнорування може супроводжуватися втратами енергетики сигналу та порушенням зв’язку.
Як наслідок, необхідно орієнтуватись на реалізацію цифрової обробки сигналів на основі багатовимірних процедур з врахуванням взаємного впливу антенних елементів. При цьому необхідно забезпечити інваріантність цифрової обробки до геометрії цифрової антенної решітки. В зв’язку з тим, що при проведені багатокоординатних вимірів можуть значно зрости об’єми обчислювальних витрат, необхідно вирішувати зазначену задачу з єдиних позицій врахування ефекту взаємного впливу антенних елементів цифрової антенної решітки з метою збереження наступності з однокоординатними процедурами. При цьому необхідно надавати перевагу матричним моделям відгуку цифрової антенної решітки.
З метою вирішення вказаних задач, в роботі розроблені та обґрунтуванні пропозицій щодо застосування методики компенсації взаємного впливу антенних елементів цифрової антенної решітки під час виконання процедур цифрової обробки сигналів в системах зв’язку подвійного призначення.
1. ЦИФРОВЕ ДІАГРАМОУТВОРЕННЯ (ЦДУ) В СИСТЕМАХ ЗВ’ЯЗКУ
1.1Перспективи побудови тактичних мереж зв’язку на основі використання систем зв’язку з цифровими антенними решітками
В умовах високої ймовірності локальних (регіональних) збройних конфліктів розвинені країни світу приділяють особливу увагу вдосконаленню систем зв’язку тактичної ланки управління [1]. Досягнення інформаційної переваги представляється як об’єктивна необхідність успішного ходу бою (операції).
Можна підкреслити основні особливості сучасних бойових дій: розгортання на широкому фронті та великій глибині бойових порядків, швидкоплинність, висока маневреність, застосування високоточної зброї, глобальна система розвідки, нові способи ведення бойових дій, глибокі маневрені рейди й т. ін.
Основними особливостями процесу управління військами, бойовими системами і озброєнням є:
– підвищена мобільність підрозділів і частин;
– висока динаміка переміщень угруповань військ у цілому;
– розосереджене розгортання військ на територіях, розділених силами супротивника;
– інтеграція систем зв’язку, навігації, розвідки й автоматизації й т. ін.;
– єдиний інформаційний простір для всіх його учасників;
– орієнтація на безпосередніх учасників бойових дій (автоматизація рівнів батальйон – рота – взвод – окремий солдат);
– децентралізація процесів управління ресурсами мережі.
Відомо, що сучасні принципи організації зв’язку і технічне оснащення підрозділів зв’язку ЗСУ не дозволяють цілком задовольнити потреби управління військами в умовах сучасного бою [2]. Основними недоліками існуючої системи зв’язку тактичної ланки управління є:
– низька мобільність вузлів зв’язку пунктів управління; невиконання вимог продуктивності, надійності, розвідзахищеності, забезпечення радіозв’язку між мобільними абонентами;
– невиконання йомовірнісно-часових характеристик інформаційного обміну; низька автоматизація процесів встановлення, ведення та підтримки радіозв’язку;
– моральна та фізична застарілість засобів радіозв’язку тощо.
Тобто розробка нових підходів по створенню системи зв’язку тактичного рівня, яка відповідала вимогам сьогодення, є актуальною науковою проблемою. Тому пропонується нова архітектура мобільної компоненти мереж зв’язку ЗСУ, яка враховує: досвід розвитку тактичних систем зв’язку США і країн НАТО; сучасні вимоги процесу управління військами та відповідні вимоги до систем зв’язку тактичного рівня; сучасний рівень розвитку безпровідних телекомунікаційних технологій цивільного призначення.
Так, в останній час, в США ведуться інтенсивні розробки по створенню єдиної багатофункціональної інформаційно-управляючої системи, яка інтегрує функції управління військами, зброєю, розвідкою, радіоелектронною боротьбою, а також зв’язку, навігації, орієнтування й впізнання – C4ISR(Command, Control, Communications, Computers, Intelligence, Surveillance& Reconnaissance).
З 2000 року введено термін мережецентрична (network-centric) концепція ведення бойових дій, яка визначила масштабне застосування комп’ютерів, високошвидкісних каналів та мережевого програмного забезпечення на полі бою Це дало змогу не лише точно визначати місця нанесення вогневих ударів по противнику, зменшити час на обробку інформації ,підвищити продуктивність прийняття рішення, а й тим самим значно зменшити втрати в особовому складі та техніці що являється одним з головних завдання на фоні зменшення кількості особового складу підрозділів і акценту на його високу бойову готовність і професіоналізм.