Техническая защита информации / Раздел 1 Цели задачи и организация технической разведки / Тема 1 Понятие технической разведки, РЭР / К занятию 19 авг 2014 РРТР / Лекция Радиоэлектронные каналы утечки информации
.pdfСпособ определения несущей частоты сигнала, при котором ее поиск осуществляется путем последовательного во времени просмотра всего разведуемого диапазона частот, называется поисковым.
Сущность поискового способа определения частоты показана на рис. №4.
Tпр f
f Fпрм
f p fc
Tпр |
t |
|
|
Рис.№ 4 Сущность поискового способа определения частоты.
Из рис. №4 можно записать
T |
|
fпрм |
*T |
; |
f |
|
f |
|
f |
|
. |
|
p |
p max |
p min |
||||||||
прf |
|
|
пр |
|
|
|
|
||||
|
|
f p |
|
|
|
|
|
|
|
|
где Tпр - период перестройки частоты разведывательного приемника;f p - диапазон разведываемых частот;
fпрм - ширина полосы пропускания приемника;
Т прf - время, в течение которого приемник перестраивается на ширину его по-
лосы пропускания, то есть время, в течение которого разведываемый сигнал может наблюдаться на выходе приемника.
Беспоисковые способы определения частоты сигналов.
Сущность беспоискового способа определения частоты состоит в том, что разведка ведется одновременно в диапазоне разведываемых частот без перестройки гетеродинов или частотных фильтров.
В настоящее время известны следующие беспоисковые способы определения
частоты:
-разведка с помощью многоканальных приемников;
-разведка с помощью матричных приемников;
-разведка с помощью приемников с реализацией мгновенного преобразования
Фурье.
Многоканальные приемники – включают набор одноканальных приемников, полосы пропускания которых примыкают друг к другу. Схема многоканального приемника прямого усиления показана на рис. № 5:
|
Апрм 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ампли- |
|
Усили- |
|||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Ф11 |
|
|||||
|
|
|
|
туд. Дет. |
|
тель |
||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Апрм 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Ф1i |
|
|
Ампли- |
|
Усили- |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
туд. Дет. |
|
тель |
|
|
Апрм 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф1n |
|
|
Ампли- |
|
Усили- |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
туд. Дет. |
|
тель |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Кф(f ) |
fпрм1 |
|
|
|
Индикатор
Индика- |
|
|
устройство |
|
|||
|
|
Регистрирующее |
|
тор |
|
|
|
|
|
|
|
Индика- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тор |
|
|
|
|
|
|
|
|
f ПРМn |
f
Рис. 5 Структурная схема многоканального приемника.
Для случая, когда полосы пропускания всех каналов одинаковы и равны fпрм , то
f p n fпрм ,
где n - количество каналов.
Максимальная ошибка измерения частоты сигнала
fmax fпрмi . 2
Среднеквадратическая ошибка измерения частоты определяется выражением (предполагается, что значения частот сигналов в пределах полосы пропускания i – го канала имеют равномерный закон распределения)
fi fпрмi . 2 3
Матричный приемник – содержит n столбцов по m строк фильтров в каждом столбце, при этом резонансные частоты настройки фильтров сдвинуты относительно друг друга на полосу пропускания фильтра. Фильтры разбивают диапазон разведываемых частот f p на m равных частей, образуя первый столбец матричного приемника
fпр1 f p ; m
второй столбец матрицы приемника
fпр2 fпр1 f p ; m m2
третий столбец матричного приемника
fnp3 fnp2 f p ; m m3
то есть полоса пропускания фильтра при числе столбцов, равном n , определяется выражением
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
|
f p |
. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
ПРn |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mn |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
1-й столбец |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2-й столбец |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
К инд. 11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К инд. 21 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Ф11 |
|
|
|
См11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф21 |
|
|
|
См21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
.12 |
|
|
f pn1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. 22 |
|
|
|
|
|
|
|
К инд |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К инд |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Ф12 |
|
|
|
См12 |
|
|
|
УПЧ1 |
|
|
|
|
|
Ф22 |
|
|
|
См22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
f 1 |
|
|
|
|
fпр1 |
|
|
|
|
|
f2 |
|
|
|
|||||||
|
Г12 |
|
|
|
|
|
|
Г22 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
К |
инд. 1m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
инд. 2m |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Ф1m |
|
|
|
См1m |
|
|
|
|
|
|
Ф2m |
|
|
|
См2m |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Г1m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г2m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 6 Структурная схема матричного приемника.
Приемник с реализацией мгновенного преобразования Фурье – является раз-
новидностью многоканального приемника, число каналов которого равно числу фотодетекторов. Основным элементом приемника с МПФ является акустооптическая дифракционная ячейка (ячейка Брэгга), состоящая из лазера, пьезоэлектрического преобразователя (ПП) и кристалла.
Порядок работы приемника с МПФ заключается в следующем: пьезоэлектрический преобразователь возбуждается выходным сигналом усилителя, при этом электрическая волна преобразуется в акустическую, которая вызывает изменение показателя преломления кристалла; изменение показателя преломления приводит к возникновению дифракции, а последнее – к отклонению входного лазерного луча на угол, пропорциональный длине волны принимаемого сигнала; фотодетекторы производят преобразование светового луча в аналоговые электрические сигналы; интерфейс осуществляет преобразование сигнала в цифровую форму. Использование акустической дифракции позволяет проводить одновременный прием и анализ большого количества сигналов в реальном масштабе времени с высоким разрешением по частоте и в широком динамическом диапазоне.
Широкополосный супергетеродинный приемник
Усили- |
|
Микро- |
|
Инди- |
|
|
тель |
|
процес- |
|
катор |
|
|
|
|
сор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пьезоэлектриче-
Лазер ский преобразователь (кристалл)
Брэгговская ячейка
линза
Фотоде- Интер текторная тер-
решетка фейс
ЭВМ
Рис. № 7 Структурная схема приемника с реализацией МПФ.
ВОПРОС № 3 СТРУКТУРА И ПРИНЦИП РАБОТЫ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СТАНЦИЙ, ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ РАДИО-
ТЕПЛОВОЙ РАЗВЕДКИ.
Радиолокацией называют определение местоположения и параметров движения объектов (координат и их производных) путем облучения электромагнитными волнами, приема и анализа отраженных или пере излученных сигналов.
Среди современных средств разведки радиолокационные средства занимают одно из ведущих мест. По виду используемых в радиолокации носителей различают:
1.Средства воздушной разведки, размещаемые на самолетах;
2.Средства космической разведки, размещаемые на космических аппаратах ;
3.Средства наземной разведки, размещаемые на поверхности Земли.
Радиолокационные средства решают следующие задачи оперативнотактического характера:
1. Ведут обнаружение, измеряют координаты и параметры движения самолетов противника в интересах ПВО;
2. Ведут обнаружение, измеряют координаты и параметры движения ракет, головных частей противника в интересах ПРО;
3. Ведут обнаружение наземных объектов, измерение параметров движения мин и снарядов в интересах Сухопутных войск;
4. Ведут всепогодную и круглосуточную разведку в интересах всех видов вооруженных сил.
Термин «радиолокация» отражает историю возникновения этой отрасли радиотехники. Впервые радиолокаторы были созданы и нашли применение именно в радиодиапазоне спектра электромагнитных колебаний. Однако позже принцип и методы радиолокации были распространены на весь спектр электромагнитных волн. В настоящее
время используются локаторы, работающие в видимом, инфракрасном и лазерном диапазоне длин волн.
В зависимости от способов получения ответного сигнала средства радиолокации могут быть пассивными и активными. В пассивных средствах единственным источником сигнала является передающее устройства радиолокатора. В пассивных средствах таким источником могут быть. Также активный ответчик или любое другое устройство, способное генерировать сигналы в требуемом диапазоне волн. В этой главе изложены принципы построения и основных характеристик радиолокационных станций бокового обзора (РЛС ВО), использующихся при разведке из космоса, а также станций переднего обзора, использующихся на самолетах тактической авиации.
Принципы работы радиолокационный станций бокового обзора.
РЛС БО - когерентная импульсная РЛС. Когерентными называют РЛС, позволяющие сравнивать частоту и фазу зондирующих и принятых отраженных импульсов. Принципы работы РЛС показаны на рис. № 8.
Летательный или космический аппарат находится в точке “О” и пролетает с постоянной скоростью V вдоль оси X на высоте H. Передающее устройство работает в им-
пульсном режиме. Ширина диаграммы направленности передающей антенны θα. Антенна
- наклонена к вертикали 00, на так называемый “угол выноса” αв. Благодаря этому импульсивными сигналами облучается площадка шириной L3 и протяженностью L. Это и есть площадка, образующая синтезированную антенну.
Z
Uп
|
Qά |
Q |
|
|
|
|
H |
|
άв |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
L |
i |
|
|
|
X |
|
L3 |
||
|
|
Y
Рис . № 8 Принцип работы РЛС бокового обзора
Интенсивность отражаемых элементами площадки сигналов (рис. № 8) определяется эффективной отражающей поверхностью каждого элемента σi,j, фазой отраженного сигнала φi,j (i,j - номер элемента на площадке S). Благодаря сферической расходимости падающей на площадку S, волны σi,j и φi,j для каждого элемента ∆Si j индивидуальны и
зависят от физических свойств площадки, фазового сдвига, накопленного при распространении волны.
Разрешающая способность РЛС БО вдоль трассы пролета выражается через соотношение
l |
ct И |
; |
cos В |
||
где с - скорость света; |
|
|
tИ - длительность импульса РЛС; |
|
|
В - угол выноса антенны. |
|
Возможность или невозможность обнаружения объекта с помощью РЛС оценивается в зависимости от естественного в подобной задаче параметра снимка его контрастности. Контрастностью называют обычно отношение
|
|
|
ц |
о |
S |
|
|
К |
|
ф |
|
; |
|
|
|
|
пр |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
где ц |
- эффективная отражающая поверхность цели (объекта); |
|||||
о |
- удельная эффективная отражающая поверхность элементов фона (травы, |
|||||
ф |
|
|
|
|
|
|
кустарника, деревьев и т. д.), на котором наблюдается объект;S - площадь разрешаемого РЛС БО элемента;
пр - пороговая чувствительность приемного устройства РЛС БО, ее величина пропорциональна спектральной плотности энергии собственных шумов РЛС.
|
В случае, когда выполняется условие |
ц |
о S , контрастность К= 0 и обнару- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ф |
|
|
|
жение |
объекта становится |
|
невозможным. |
Объект обнаруживается в случае, когда |
|||||||
К 0 |
при положительной ( |
|
ц |
о S ) или |
отрицательной ( |
ц |
о S ) контрастности. |
||||
|
|
|
|
|
ф |
|
|
|
ф |
||
Обычно выполняется условие |
|
ц |
о S . Объекты наблюдаются на радиолокационных |
||||||||
|
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
снимках как световое образование на более темном фоне.
Основными характеристиками РЛС БО, определяющими их способность детального наблюдения за объектами, являются их чувствительность (способность РЛС наблюдать объекты с малыми эффективными поверхностями рассеяния) и разрешающая способность (способность РЛС к детальному наблюдению малоразмерных объектов). Если первая из этих характеристик (эффективная поверхность) определяет главным образом возможности обнаружения объектов, то вторая - возможности их распознавания по размерам, форме, деталям конструкции и т.д. Чувствительность современных РЛС БО в зависимости от фоновых образований составляет 0,4...О,6 м2. Разрешающая способность, характеризуемая линейными величинами, при разведке с самолета lр - I...2 м. При разведке с ИСЗ - 1,5 …3 метра.
Технические средства радиотепловой разведки.
Принцип действия средств радиотепловой разведки заключается в приеме собственного излучения объектов в радиодиапазоне спектра электромагнитных волн. Спектр частот сигналов, излучаемых нагретыми телами, чрезвычайно широк – от самых высоких «видимых» сигналов до частот радиодиапазона. В этом диапазоне максимум излучения происходит в сантиметровом и миллиметровом поддиапазонах. Именно по этому теплорадиолокационные приемники, как правило, используются в этих поддиапазонах. Прием сигналов осуществляется остронаправленной сканирующей в картинной плоскости антенной.