Этот пример показывает, как смоделировать методы гибкости частот для противодействия эффектам помех в радиолокационных системах, системах связи и EW. Используя Simulink, создается сценарий с наземным радаром и приближающимся самолетом, который также может излучать сигналы помех. Аналогичный пример в MATLAB можно найти в Frequency Agility в Radar, Communications и EW Systems.
В этой модели радар с фазированной решеткой предназначен для обнаружения приближающегося самолета. Самолет оборудован помехой, которая может перехватывать радиолокационный сигнал и передавать спуфинговый сигнал назад, чтобы запутать радар. С другой стороны, радиолокационная система способна передавать форму волны с различными рабочими частотами, чтобы уменьшить эффект помех. Модель включает блоки для генерации сигналов, распространения сигнала и обработки радиолокационных сигналов. Это показывает, как радар и джаммер взаимодействуют и получают преимущество друг над другом.
Радар работает на частоте 300 МГц со частотой дискретизации 2 МГц. Радар расположен в источник и принят стационарным. Цель находится примерно в 10 км и приближается примерно на 100 метров в секунду.
Генерация сигналов
Подсистема Генерации сигналов включает библиотеку импульсных сигналов, содержащую линейную FM (LFM) форму волны с различными строениями. Путем изменения индекса входа в библиотеку импульсного сигнала генерируется сигнал с скачкообразной перестройкой частоты на сдвинутой центральной частоте. Поэтому радиолокационная система способна переключать сигнал передачи либо по фиксированному расписанию, либо когда она обнаруживает сигналы помех. Этот пример принимает, что форма волны может быть сгенерирована для двух различных частот, называемых центральной полосой частот и скачкообразной полосой частот. Центральный диапазон является поддиапазоном вокруг частоты несущей, а скачкообразный диапазон является поддиапазоном, расположенным на четверть полосы над несущей.
Каналы распространения
Распространение сигнала моделируется как для прямого канала, так и для возврата канала. Как только переданный сигнал попадает на самолет-цель, отраженный сигнал перемещается назад в радиолокационную систему через канал возврата. В сложение глушитель анализирует входящий сигнал и отправляет назад сигнал глушения, чтобы спутать радиолокационную систему. Этот сигнал помехи также распространяется через канал возврата. Поскольку различные сигналы могут занимать различные полосы частот, используются широкополосные каналы распространения.
Обработка сигналов
Радар получает и возврат цели, и сигнал помехи. После приема сигнала для извлечения сигнала из различных полос используются последовательные фильтры. В этом примере существует два из них, чтобы извлечь сигнал от центральной полосы частот и полосы с скачкообразной связью. Сигнал в каждой полосе затем проходит через соответствующий согласованный фильтр, чтобы улучшить ОСШ и быть готовым к обнаружению.
Несколько диалоговых параметров модели вычисляются вспомогательной функцией helperslexFrequencyAgilityParam. Чтобы открыть функцию из модели, щелкните на блоке Modify Simulation Parameters. Эта функция выполняется один раз, когда модель загружена. Он экспортирует в рабочую область структуру, на поля которой ссылаются диалоговые окна. Чтобы изменить любые параметры, либо измените значения в структуре в командной строке, либо отредактируйте функцию helper и перезапустите ее, чтобы обновить структуру параметра.
Сначала запустите модель для случая, когда нет сигнала помехи. Возможности показывают, что в центральной полосе существует одно сильное эхо с задержкой приблизительно 67 микросекунд, что соответствует целевой области значений 10 км. Поэтому цель правильно обнаруживается. Между тем, в полосе с скачкообразной связью возврат не обнаружен.
Спектральный анализатор показывает, что принятый сигнал занимает центральную полосу.
Теперь включите jammer, нажав на блок Jammer Switch. В этой ситуации цель перехватывает сигнал, усиливает его, а затем отправляет назад с задержкой, соответствующей другой области значений. В результате область теперь показывает два возврата в центральной полосе. Истинный возврат цели все еще находится в старом положении, но призрачный возврат, генерируемый джаммером, выглядит сильнее и ближе к радару, поэтому радар, вероятно, будет запутан и присвоит драгоценный ресурс для отслеживания этой поддельной цели.
Обратите внимание, что и сигнал помехи, и сигнал возврата цели находятся в центральной полосе, как показано на анализаторе спектра.
Если радар имеет предварительно запланированный график скачкообразного изменения частоты или достаточно умен, чтобы знать, что он мог быть запутан сигналом помехи, он может переключиться на другую полосу частот, чтобы работать. Такой сценарий может быть моделирован нажатием на блок Hop Switch, так что радиолокационный сигнал передается в полосе скачкообразного изменения.
Поскольку радар теперь работает в полосе скачкообразного изменения, эхо-сигнал цели также находится в полосе скачкообразного изменения. Из возможностей целевое эхо находится с соответствующей задержкой в полосе с скачкообразным скачком. Между тем, глушитель еще не вычислил новую рабочую полосу радара, поэтому сигнал глушения все еще появляется в центральной полосе. Тем не менее, сигнал помехи больше не может обмануть радар.
Спектральный анализатор показывает, что принятый сигнал теперь занимает две полосы.
Это моделирует радиолокационную систему, обнаруживающую цель, оснащенную помехой. Это показывает, как методы гибкости частот могут использоваться, чтобы уменьшить эффект глушения.
