8.3.5. Рассогласование по времени и частоте между характеристиками сигнала с ППРЧ и параметрами обнаружителя

Рассмотренные выше РХ энергетических обнаружителей справедливы при условии полного согласования по времени и частоте (по терминологии [81] при условии идеальной временной и частотной синхронизации) между характеристиками перехватываемого сигнала СРС с ППРЧ и параметрами энергетического обнаружителя.

Идеальная временная синхронизация означает, что постановщик помех точно знает время начала передачи сообщения и его продолжительность, длительность частотного элемента сигнала с ППРЧ. Кроме того предполагается, что время прихода и момент окончания действия частотного элемента совпадает с началом интегрирования и моментом сбрасывания накопленной энергии сигнала.

Идеальная частотная синхронизация предполагает, что центральные частоты элемента сигнала и соответствующего полосового фильтра обнаружителя станции РТР совпадают и нет попадания мощности элемента сигнала из данного канала в соседние каналы обнаружителя.

Такие допущения для практических условий функционирования энергетических обнаружителей недостаточно корректны. Более реальными являются условия обнаружения, при которых отсутствует априорная информация о времени начала передачи сообщения и о моментах прихода частотных элементов сигнала с ППРЧ на вход интеграторов, а также нет совпадения между центральными частотами соответствующих элементов сигналов и частотных каналов обнаружителей.

8.3.5.1. Рассогласование по времени

При анализе влияния рассогласования по времени на РХ обнаружителей предположим, что постановщику помех известны длительности сообщения  и частотного элемента . Начало сообщения и образующих его частотных элементов предполагаются неизвестными. С целью уменьшения влияния негативных последствий из-за отсутствия временной синхронизации необходимы соответствующие доработки структурных схем рассмотренных выше классических типов обнаружителей. Так, например, в широкополосном обнаружителе наиболее целесообразно использовать в качестве интегратора RC-фильтр. Для такого модифицированного обнаружителя при большом значении  выходной сигнал RC-фильтра представляет собой гауссовский процесс. В этом случае вероятность ложной тревоги  описывается известным выражением

,                      (8.43)

где  - нормированный порог, который связан с пороговым уровнем  соотношением

.              (8.44)

Максимальная вероятность обнаружения  для рассматриваемого обнаружителя имеет место, когда выходной сигнал RC-фильтра пересекает порог в момент окончания сообщения. В этом случае имеем [81]

.                  (8.45)

Исключив  из (8.43) и (8.45) и выполнив преобразования, аналогичные (8.15)-(8.19), получим выражение для требуемой мощности, обеспечивающей обнаружение сигнала,

.                    (8.46)

Из сравнения (8.46) и (8.20а), следует, что при заданных значениях , ,  и  для модифицированного широкополосного обнаружителя с рассогласованием по времени требуемое отношение сигнал-шум примерно на 0,63 дБ больше по сравнению с квазиоптимальным широкополосным обнаружителем.

Пример модификации многоканального энергетического обнаружителя типа СБФ-ЧП при неидеальной временной синхронизации рассматривается в последующих материалах. Здесь только отметим, что максимальные энергетические потери отношения сигнал-шум для модифицированного 125-канального обнаружителя типа СБФ-ЧП при отсутствии временной синхронизации составляют (0,8...1,4) дБ по сравнению с таким же немодифицированным обнаружителем при идеальной временной синхронизации [81].

8.3.5.2. Рассогласование по частоте

Вполне очевидно, что влияние рассогласования по частоте должно оцениваться применительно к многоканальным обнаружителям. Прежде чем перейти к оценке влияния частотного рассогласования отметим, что рассмотренные выше РХ обнаружителей не учитывали потери мощности частотных элементов из-за их конечной длительности . Если принять, что эквивалентная передаточная функция полосового фильтра нижних частот  имеет прямоугольную форму

то мощность сигнала на выходе такого фильтра определяется из выражения [81]:

,             (8.47)

где  - спектральная плотность мощности частотного элемента; . Перейдя к переменной , получим из (8.47)

.                  (8.47а)

Кроме того, часть мощности сигнала из канала, в котором имеется частотный элемент, поступает в соседние каналы. Величина мощности полезного сигнала в -м соседнем канале пропорциональна коэффициенту

.                (8.48)

В случае, когда имеет место рассогласование по частоте (например, из-за эффекта Доплера) между частотным элементом и соответствующим каналом (полосовым фильтром) обнаружителя на величину , происходит уменьшение энергии принятого частотного элемента сигнала, которое по аналогии с (8.47) и (8.48) определяется коэффициентами

;                   (8.49)

,                      (8.50)

В табл.8.4 приведены значения потерь , вызванные сдвигом по частоте (8.49), [81].

Таблица 8.4. Потери, обусловленные сдвигом по частоте

		0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5
	в разах	0,78	0,76	0,71	0,64	0,55	0,45
	в дБ	-1,11	-1,21	-1,48	-1,94	-2,60	-3,45

Из таблицы следует, что наибольшие потери энергии частотного элемента для данного канала имеют место при рассогласовании . В этом случае два соседних канала обнаружителя в течение действия частотного элемента будут иметь одинаковую энергию сигнала. Потери для каждого канала составляют 0,45 (-3,45 дБ).

Таким образом, приведенные результаты свидетельствуют о том, что при частотном рассогласовании для обнаружения сигнала с ППРЧ необходимо увеличение требуемой мощности сигнала . Так, например, для обнаружителя типа СБФ-ЧП частотная погрешность потребует увеличения отношения сигнал-шум на коэффициент .

В [81] указывается, что доплеровские эффекты превращают частотный сдвиг  в случайную переменную, равномерно распределенную в пределах . Средний коэффициент, на который требуется увеличить отношение сигнал-шум для обнаружения сигналов с ППРЧ с заданными вероятностями  и , равен 1,55 (1,9 дБ) и состоит из двух коэффициентов  дБ и  дБ.