Radioelektronický boj

Uživatelský avatar
Barrymore
nadpraporčík
nadpraporčík
Příspěvky: 407
Registrován: 11/4/2006, 17:33

Příspěvek od Barrymore »

Hlavním tématem tohoto vánočního času je FH-CDMA.

Jak je vidět, zkratka má dvě části. Začneme od konce.
CDMA – Code Division Multiple Access – volně česky Mnohonásobný Přístup s Kódovým Dělením. Jsou dva základní způsoby, jak rozprostřít spektrum vysílaného signálu. DS-CDMA a FH-CDMA. DS – Direct Spectrum, na které teď není lovná sezóna a FH-CDMA. Na to druhé tedy půjdeme pomalu a postupně. Princip spočívá v přenosu dat založeném na vysílání fázově klíčované nosné frekvence (BPSK, QPSK, 16QAM apod.)

Obrázek

Pro jednoduchost uvažujme modulaci BPSK – Binary Phase Shift Keying – Binární Klíčování Fázového Posunu (nebo tak nějak).

Časové průběhy:
Data – proud jedniček a nul, které chceme odeslat
Obrázek

Fn – nosný kmitočet
Obrázek

Fv – vysílaný signál (výsledek činnosti modulátoru)
Obrázek

Jak vidno, pokud se vysílá „1“, fáze vysílaného signálu se nemění, pokud se vysílá „0“, fáze se otáčí o 180°. Výsledné spektrum vysílaného signálu je následující:
Obrázek

Není větší potěšení pro ortodoxního lumpa, když uvidí takovýto kopeček ve spektru, než vyrobit vlastní a větší a zarušit nám naše vysílání.

Teď uděláme již klasický cimrmanův krok stranou a podíváme se na to FH v názvu. FH znamená Frequency Hopping – Kmitočtové skákání. První nápady na jeho použití přišly již před 1. sv. válkou. Krátce po tom, co nějaká chytrá hlava vymyslela spojitou amplitudovou modulaci, už se našli nějací šťourové, že jim je to málo. „My chceme, aby to bylo odolnější proti rušení, aby to nešlo odposlouchávat a nejlepší, kdyby to nešlo ani zjistit!“ Tak je to vždycky. Lidem se nikdy nezavděčíš. Tak si jiná chytrá hlava řekla, že by bylo možno jednoduše šťouraly uspokojit. Každý odposlech spočívá v tom, že se někdo naladí na naši frekvenci a pak si už jenom vesele poslouchá. Tak začneme přelaďovat naši frekvenci tak rychle, aby to nešlo sledovat. Naše přijímací stanice bude znát posloupnost přelaďování, takže se bude přelaďovat synchronně s vysílací a všechno bude fungovat, jako by se nechumelilo. Jenže ono se chumelilo. Pokud zkusili tuhle stanici postavit na tehdejších součástkách, vzniklo jim monstrum, které se nevešlo do cirkusového stanu. Trochu přeháním, ale pro velikost a nízkou spolehlivost skutečně nebylo vůbec použitelné. Během druhé světové války se také něco zkoušelo, ale většího rozšíření to nedosáhlo. Sériově vyráběné stanice s FH se začaly zavádět až od 70. let 20. století. Takže, jak je vidět, nic nového pod sluncem. Něco novějšího se objevilo až s příchodem CDMA. Kódově dělit se začalo pomocí FH. Každé zařízení v této síti má svůj sled (kód), podle kterého přeskakují jednotlivé frekvence. Prakticky se to realizuje tak, že nosný kmitočet není konstantní, ale přeskakuje mezi několika přesně stanovenými frekvencemi. Zařízení tedy budiž upraveno.

Obrázek

Generátor PNP – generátor pseudonáhodné posloupnosti – zajišťuje vytvoření sledu čísel podle nějakého předem zadaného algoritmu.

Kód – již zmíněný sled čísel. Každé číslo určuje kanál, na který se má oscilátor naladit. Tento kód tvoří vektor, který vypadá jako tažená čísla ve sportce: [8,125,3,6,8,51,211….]. Jenom jich je pár desítek až tisíc. Když se tento kód vyčerpá, použije se buď znovu od začátku, nebo si zařízení vyžádá od řídící stanice data pro zahájení generování nového. Je jasné, že jednotlivé kódy musí být pro jednotlivá zařízení v síti co nejodlišnější, matematici říkají ortogonální, aby docházelo co nejméně ke kolizím (dvě zařízení vysílají současně na stejném kanálu). Těmto kolizím se nelze vyhnout a lze pouze omezit jejich počet správnou volbou kódů používaných v síti. Proto se vysílaná data ještě před vstupem do modulátoru opatřují nějakým samoopravným kódováním nebo alespoň kódováním umožňujícím detekovat chybu při přenosu.

Časový průběh Fn vstupující do modulátoru potom vypadá takhle:
Obrázek

A z modulátoru se nám plíží do antény Fv:
Obrázek

Časový průběh spektra signálu s FH pak bude vypadat nějak takhle:
Obrázek

Čas je na vodorovné ose, frekvence na svislé. Je z toho krásně vidět, jak vysílání skáče z jednoho kanálu na druhý a při troše snahy se dá spočítat, kolik těch kanálů je, jaké mají frekvence a jak dlouho na nich vysílač zůstává.

Ortodoxní lump pak začne vidět rudě:
Obrázek

Neortodoxní lump věnuje svůj analogový analyzátor dětem na hraní a na digitálním analyzátoru přepne režim z „AVG“ na „MAX“ (z „průměrování“ na „detekce maxim“). A ejhle! Copak to tu máme?
Obrázek
Jeden používaný kanál vedle druhého!
Uživatelský avatar
Barrymore
nadpraporčík
nadpraporčík
Příspěvky: 407
Registrován: 11/4/2006, 17:33

Příspěvek od Barrymore »

Oprava: V tom prvním odstavci má být místo DS-Direct Spectrum napsáno Direct Spread. Editace příspěvku mi ale z písmenek s diakritikou udělá rozsypaný čaj a já musím všechno opravovat, takže radši napíšu novou zprávu.
A Mistr Sun pravil: "Pokud nebyly povely dosti jasné, rozkazy dosti srozumitelné, pak je to chyba hlavního velitele."
slavik
svobodník
svobodník
Příspěvky: 29
Registrován: 14/4/2010, 19:31
Bydliště: ceska lipa

Příspěvek od slavik »

Poněkud jsem se ztratil v těch technických výrazech,ale mohl by mi někdo dát vědět,zda se dá použít radar/letecký,pozemni/ v rámci REB?
Uživatelský avatar
Barrymore
nadpraporčík
nadpraporčík
Příspěvky: 407
Registrován: 11/4/2006, 17:33

Příspěvek od Barrymore »

to Slavik: V principu ano, ale existují mnohem levnější řešení :-) On takový rušič, pokud nepoužívá šumové rušení, pracuje tak, že přijímá signál radaru a zesílený mu ho vrací zpátky. Radar pak neví, co je odraz od cíle a co rušičem vyslaný signál. Pokud by jsi použil jako rušič stejný typ radaru, jako ten, který chceš rušit, a naladil ho na stejný kmitočet, dosáhl by jsi podobného efektu.
A Mistr Sun pravil: "Pokud nebyly povely dosti jasné, rozkazy dosti srozumitelné, pak je to chyba hlavního velitele."
Uživatelský avatar
Rosomak
7. Major
7. Major
Příspěvky: 2318
Registrován: 7/8/2007, 08:54

Příspěvek od Rosomak »

Radar analyzuje dopplerovský posun frekvence (zajímají ho především pohyblivé cíle) a takto konstruovaný rušič je fixní a dá se tak jednoduše detekovat a odclonit stejně tak jako odrazy od překážek při umístění radaru.
Uživatelský avatar
Barrymore
nadpraporčík
nadpraporčík
Příspěvky: 407
Registrován: 11/4/2006, 17:33

Příspěvek od Barrymore »

to Rosomak: K tomu bych dodal své oblíbené: "Jak kdy." Podrobnější rozbor téhle otázky by zabral asi dost času. Zhruba se to dá rozdělit na několik případů:
- pozemní radar / vzdušný cíl: máš pravdu. Pokud budeš s letadlem opisovat pravidelné kolečko kolem radaru, jsi neviditelný. Tady se dá rušení odstranit pomocí selekce pohyblivých cílů (SPC) pracující na základě dopplera. Proto rušiče provádějí s přijatým signálem různé amplitudové a fázové manipulace a vysílají ho s proměnným zpožděním.

- pozemní radar / pozemní cíl: zde se používá spíš SPC na základě změny fáze, tudíž by rušící radar mohl něco provést.

- letecký radar / vzdušný cíl: SPC se používá minimálně - spíš jenom u výstražných radarů pro sledování zadní polosféry a pro odstranění odrazů od země. I zde by teoreticky mohl něco zmoci.

- letecký radar / pozemní cíl: tady si s radarem jako rušičem ani neškrtneš. Pro SPC se používají dost složité algoritmy.

Uvažoval jsem jenom klasické impulsní radary. U radarů se stálou vlnou nebo impulsně-dopplerovských pracujících na více nosných to bude více či méně podobné.

Střelecké radary s kuželovým snímáním prostoru by v některých případech taky mohly mít problém.

Jinak, kdybys obecně vysílač radaru umístil do blízkosti antény jiného radaru pracujícího na +- stejném kmitočtu, tak mu hrubou silou svého vysílaného výkonu zahltíš přijímací obvody a oslepíš ho tak.
A Mistr Sun pravil: "Pokud nebyly povely dosti jasné, rozkazy dosti srozumitelné, pak je to chyba hlavního velitele."
slavik
svobodník
svobodník
Příspěvky: 29
Registrován: 14/4/2010, 19:31
Bydliště: ceska lipa

Příspěvek od slavik »

Díky,právě o to možné zahlcení obvodů mi šlo.Otázka:co je to blízkost antény jiného radaru orientačně?
Uživatelský avatar
Rosomak
7. Major
7. Major
Příspěvky: 2318
Registrován: 7/8/2007, 08:54

Příspěvek od Rosomak »

Barrymore: Jasně je to velmi složitá problematika, např. používání velmi dlouhých impulzů (12 GHz/ ms), spolupracující radarové sítě atp.

To zahlcení obvodů při současně plochých aktivních anténách je řádově složitější, protože jsou konstruovány tak, aby se s tím dokázaly vyrovnat.

Jinak jsme něco podobného už probírali zde:
http://www.palba.cz/viewtopic.php?p=37064#37064

Dále každý výkonný rušič je vítanou pomocí pro pátrače (Tamara, Věra-E...)
RAYTHEON
7. Major
7. Major
Příspěvky: 602
Registrován: 14/5/2007, 20:44

Příspěvek od RAYTHEON »

to Rosomák
To zahlcení obvodů při současně plochých aktivních anténách je řádově složitější, protože jsou konstruovány tak, aby se s tím dokázaly vyrovnat.
Můžeš nám to nějak upřesnit?

Dále každý výkonný rušič je vítanou pomocí pro pátrače (Tamara, Věra-E...)
Zajisté. Jenže ono to platí i obráceně, velmi citlivé vstupní obvody pasivních pátračů lze zahltit snadno a rychle. Dynamický rozsah přijímacích vstupních obvodů má své fysikální meze.
Uživatelský avatar
kopapaka
6. Podplukovník
6. Podplukovník
Příspěvky: 3837
Registrován: 26/1/2008, 20:47
Bydliště: kósek od Prostějova

Příspěvek od kopapaka »

RAYTHEON píše:
Zajisté. Jenže ono to platí i obráceně, velmi citlivé vstupní obvody pasivních pátračů lze zahltit snadno a rychle. Dynamický rozsah přijímacích vstupních obvodů má své fysikální meze.
Jenže mělo by to smysl?
Já se sice v tomhle moc nevyznám, ale pasivní pátrač ( pátrač né Pátrač :D ) tak nějak nejde zjistit, teda pokud je aspoň trochu maskovaný a svou činností se neprozrazuje. Takže nikdo neví co a jak sleduje.
A pokud nějaké pásmo silně zarušíš, tak ten pátrač sice v tom pásmu nic nenajde, ale ono to pásmo přece bude nepoužitelné...

Takže mi připadá, že je jednodušší například nepoužívat třeba radiovýškoměr na té frekvenci, než tu frekvenci rušit...

Snad tu nemelu moc velké nesmysly... :oops:
ObrázekObrázek Obrázek
"Válka je Mír, Svoboda je Otroctví a Nevědomost je Síla!"
Uživatelský avatar
Barrymore
nadpraporčík
nadpraporčík
Příspěvky: 407
Registrován: 11/4/2006, 17:33

Příspěvek od Barrymore »

RAYTHEON píše:
Zajisté. Jenže ono to platí i obráceně, velmi citlivé vstupní obvody pasivních pátračů lze zahltit snadno a rychle. Dynamický rozsah přijímacích vstupních obvodů má své fysikální meze.
Jojo, pasivní pátrač lze zarušit rychle, nejčastěji spřáteleným vysílačem na nedalekém kopci, když levá ruka spojařská neví, co dělá pravá průzkumácká :lol:

Jinak nepřátelský pátrač se nejlíp ruší bombou. Vyčleňovat na něj vlastní rušič je vcelku zbytečnost, protože ho nejvíc zajímají naše prostředky a rušit si svoje vlastní pásmo, no fuj ...
A Mistr Sun pravil: "Pokud nebyly povely dosti jasné, rozkazy dosti srozumitelné, pak je to chyba hlavního velitele."
Uživatelský avatar
Rosomak
7. Major
7. Major
Příspěvky: 2318
Registrován: 7/8/2007, 08:54

Příspěvek od Rosomak »

Zjednodušeně - rušící signál nedokáže zasáhnout celou anténu.
Velký poloměr účinné apertury, paprsek je vychylován elektronicky - tj. rušící signál i když bude velmi cíleně směrován, dopadne vždy pod jiným úhlem než vyzářený paprsek (a očekávaný odraz) a vstupní obvody si s přebuzením části prvků dokáží poradit - tj. oproti klasickému radaru, kde je vstup jen jeden, zde je jich několika řádově více.

Zahlcení vstupních obvodů:
To je o výpočtu hodnot Poyntinga vektoru pro danou anténní soustavu pátrače a jeho měřících antén rušivých signálů a konkrétního řešení následných obvodů.
BTW, čím lze vstupní obvod zahltit snadno a rychle? Předpokládejme, že má velmi vysokou impedanci - typické zapojení zesilovače s bootstrappingem používané u signálových procesorů.
Uživatelský avatar
Barrymore
nadpraporčík
nadpraporčík
Příspěvky: 407
Registrován: 11/4/2006, 17:33

Příspěvek od Barrymore »

to Rosomak:
rušící signál nedokáže zasáhnout celou anténu - to ji jako budu ozařovat laserem? Spočítej si poloměr ozářené plochy svazkem o šířce 1° - řekněme ve vzdálenosti 10km. Tak velkou anténu bych chtěl vidět na stíhačce.

Velký poloměr účinné apertury, paprsek je vychylován elektronicky - Účinná plocha je u FAS jen o něco větší než u klasické paraboly, ale vždy menší, než fyzická.

tj. rušící signál i když bude velmi cíleně směrován, dopadne vždy pod jiným úhlem než vyzářený paprsek (a očekávaný odraz) - rušič vždycky čeká, až se na něj rušený radar koukne. Rušit ho, když kouká jinam, je zbytečné, neboť to znamená, že o mně nejspíš neví. To, že signál přijde pod jiným úhlem, než směřuje hlavní svazek antény není až takový problém. Čím je hlavní svazek užší, tím je úroveň bočních smyček větší a naopak. Nezáleží na tom, jestli je to klasický reflektor nebo FAS.

vstupní obvody si s přebuzením části prvků dokáží poradit - S částí prvků ano, ale ozářeny jsou všechny.

To je o výpočtu hodnot Poyntinga vektoru pro danou anténní soustavu pátrače a jeho měřících antén rušivých signálů a konkrétního řešení následných obvodů - myslím, že nerozumím jazyku tvého kmene, strojový překlad zřejmě vykonal své.

čím lze vstupní obvod zahltit snadno a rychle? - Vysokým výkonem, rychle ano, snadno asi ne.

Předpokládejme, že má velmi vysokou impedanci - typické zapojení zesilovače s bootstrappingem používané u signálových procesorů. - Signálový procesor se nachází dost daleko od antény. Když se Ti podaří zahltit jeho vstupní zesilovač, v anténě už budou lítat blesky.
Naposledy upravil(a) Barrymore dne 6/5/2010, 16:22, celkem upraveno 1 x.
A Mistr Sun pravil: "Pokud nebyly povely dosti jasné, rozkazy dosti srozumitelné, pak je to chyba hlavního velitele."
RAYTHEON
7. Major
7. Major
Příspěvky: 602
Registrován: 14/5/2007, 20:44

Příspěvek od RAYTHEON »

to Barrymore
Jojo, pasivní pátrač lze zarušit rychle, nejčastěji spřáteleným vysílačem na nedalekém kopci, když levá ruka spojařská neví, co dělá pravá průzkumácká Laughing

Jinak nepřátelský pátrač se nejlíp ruší bombou. Vyčleňovat na něj vlastní rušič je vcelku zbytečnost, protože ho nejvíc zajímají naše prostředky a rušit si svoje vlastní pásmo, no fuj ...
S použitím dostatečného výkonu zahltíš vstupní obvody pátrače i na kmitočtu, který leží mimo tebou používané pásmo.


to Rosomák
Zahlcení vstupních obvodů:
To je o výpočtu hodnot Poyntinga vektoru pro danou anténní soustavu pátrače a jeho měřících antén rušivých signálů a konkrétního řešení následných obvodů.
BTW, čím lze vstupní obvod zahltit snadno a rychle? Předpokládejme, že má velmi vysokou impedanci - typické zapojení zesilovače s bootstrappingem používané u signálových procesorů.
Tohle není špatné, ale tvůj předchozí objev resonančního kmitočtu H2O to nepřekonává. Musíš se víc snažit!
Uživatelský avatar
Barrymore
nadpraporčík
nadpraporčík
Příspěvky: 407
Registrován: 11/4/2006, 17:33

Příspěvek od Barrymore »

to Raytheon

Souhlasím. Navíc jsou vstupní obvody pátrače dělány s co největší šířkou pásma. Např. Tamara měla celé pásmo rozdělené jenom na 5 subpásem. Ale toho zahlcení vlastních prostředků bych se taky obával - přece jen se dá předpokládat, že budou blíž, než rušený pátrač.
A Mistr Sun pravil: "Pokud nebyly povely dosti jasné, rozkazy dosti srozumitelné, pak je to chyba hlavního velitele."
RAYTHEON
7. Major
7. Major
Příspěvky: 602
Registrován: 14/5/2007, 20:44

Příspěvek od RAYTHEON »

to Barrymore

Čerstvá vzpomínka z II. subregionálu, který proběhl poslední víkend: v pásmu 23cm dvoumetrová parabola se stowatovým koncem, umístěným těsně pod ní spolehlivě zlikvidovala 70cm, nepomohla ani profi pásmová propust.
Uživatelský avatar
Barrymore
nadpraporčík
nadpraporčík
Příspěvky: 407
Registrován: 11/4/2006, 17:33

Příspěvek od Barrymore »

Někdo holt o víkendu jezdí s rodinou po hradech a jiní prchají na kopce honit vlny :-)

Na jako vzdálenost to bylo? Předpokládám, že si antény nečučaly z oka do oka.
A Mistr Sun pravil: "Pokud nebyly povely dosti jasné, rozkazy dosti srozumitelné, pak je to chyba hlavního velitele."
RAYTHEON
7. Major
7. Major
Příspěvky: 602
Registrován: 14/5/2007, 20:44

Příspěvek od RAYTHEON »

to Barrymore

Jasně že to na sebe čumělo, ono to totiž ani jinak uspořádat nelze. S menší parabolou a 60W na konci se to celkem snášelo i bez té pásmové propusti. Tohle je novinka, kterou budeme muset řešit.

Úprk na kopec nebyl jen za účelem honění vln ale i provozování játrocviků. Zdařilo se obojí.
Uživatelský avatar
Rosomak
7. Major
7. Major
Příspěvky: 2318
Registrován: 7/8/2007, 08:54

Příspěvek od Rosomak »

Definujme si rušení radaru na jakou vzdálenost - já se bavím o stovkách km, ty o 10 km, což pak vede na rušení leteckého radaru a ne pozemního.

Zeptám se jinak - bude to ozáření antény Tvým svazkem o 1° ve všech bodech na fázové anténě rovnoměrné?
Také mi uniká, jak docílíš přímé ozáření pozemního radaru který bude dále než 70 km?
Radary vyzařují právě z důvodu rušení v pseudonáhodné posloupnosti, takže čekat s rušením až se bude zase koukat je kapku problematické.
Boční smyčky jsou elektronicky potlačeny a přijímaný signál je zpracováván typicky ve dvou nezávislých kanálech (druhý právě pro signál z bočních smyček).

Poyntingův vektor není nic jiného než rychlost přenosu energie elektromagnetického pole na jednotku plochy (W/m2) tj. musím mít možnost ji nějakým způsobem změřit a spočítat, abych se proti němu mohl bránit. Máš-li tedy klasickou parabolickou anténu, v jehož ohnisku je snímací prvek, tak ten dostane plný nářez, kdežto prvky na ploché anténě jsou právě poděleny velikostí této plochy. Máme-li jich tam tisíc, je to o tři řády menší hustota energie pro daný prvek než u parabolické antény. Pro rušiče to znamená jít o tři (zjednodušeně) řády výkonu nahoru - tj. z MW na GW.
Dále pro zpracování signálu mohou být jako první v pořadí pasivní filtry s dvojitým potlačením, které také přispějí ke zvýšení odolnosti a zároveň připraví signál pro číslicové zpracování.

Myslím že z kontextu je jasné, když mluvím o vstupním obvodu na začátku a příkladu zapojení který se používá v signálových procesorech, že mluvím o vstupním obvodu.

Ty blesky ve fázové anténě nějak nechápu. Na překonání 1 mm vzduchového sloupce v anténě potřebuji cca 3 kV, tak kde v ploché anténě jsou prvky, mezi kterými by se takové napětí mohlo objevit.
Uživatelský avatar
Barrymore
nadpraporčík
nadpraporčík
Příspěvky: 407
Registrován: 11/4/2006, 17:33

Příspěvek od Barrymore »

to Rosomak:
Myslím, že by Ti trochu samostudia v oblasti radiotechniky neuškodilo. Howgh

to Raytheon:
Po tomhle Rosomákově výplodu přestávám na toto téma komunikovat. Odcházím si naředit krev lihem.
A Mistr Sun pravil: "Pokud nebyly povely dosti jasné, rozkazy dosti srozumitelné, pak je to chyba hlavního velitele."
Odpovědět

Zpět na „Ostatní“