Оценка влияния скорости изменения частоты сигнала с линейной частотной модуляцией на энергетическую скрытность и помехоустойчивость

Лев Алексеевич Сенаторов; Владимир Викторович Хворенков; Елена Михайловна Зайцева

doi:10.22213/2413-1172-2023-2-85-93

Авторы

Л. А. Сенаторов ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
В. В. Хворенков ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
Е. М. Зайцева ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2023-2-85-93

Ключевые слова:

скорость изменения частоты сигнала, энергетическая скрытность, ЛЧМ-сигнал, помехоустойчивость, matlab

Аннотация

Рассматриваются вопросы помехоустойчивости и энергетической скрытности линейных частотно-модулированных (ЛЧМ) сигналов. Целью статьи является изучение скорости изменения частоты ЛЧМ-сигнала и его влияния на параметры сигнала, такие как огибающая и спектр, степень его энергетической скрытности и помехозащищенность. Проведено исследование влияния скорости изменения частоты ЛЧМ-сигнала на амплитудный спектр передаваемого сигнала. Исследование показало, что увеличение скорости изменения частоты ЛЧМ-сигнала приводит к увеличению угла наклона управляющего пилообразного напряжения. При этом ширина амплитудного спектра изменяется прямо пропорционально изменению полосы частот. На основании результатов выдвинуто предположение о положительном влиянии увеличения наклона управляющего сигнала на помехоустойчивость и энергетическую скрытность. Исследовано влияние скорости изменения частоты ЛЧМ-сигнала на степень энергетической скрытности с использованием авторского метода получения оценки по энергии передаваемого символа. Результаты моделирования показали, что скорость изменения частоты ЛЧМ-сигнала не приводит к изменению энергии и не влияет на степень энергетической скрытности. Проведено исследование влияния скорости изменения частоты ЛЧМ-сигнала на помехоустойчивость передаваемого сигнала. Предложено исследовать реальный высокочастотный ЛЧМ-сигнал при помощи метода взвешивания на наборе согласованных фильтров. Метод позволил исследовать помехоустойчивость ЛЧМ-сигналов с различными параметрами и сравнить полученные данные с помехоустойчивостью GMSK-сигнала спутниковой системы связи «Гонец-М». Найдены некоторые закономерности, позволяющие оценить влияние скорости изменения частоты ЛЧМ-сигнала на его помехоустойчивость. Сравнение GMSK-и ЛЧМ-сигналов позволило убедиться в эффекте внедрения ЛЧМ-сигналов в системы спутниковой связи. В результате исследования сделаны выводы о влиянии выбора скорости изменения частоты ЛЧМ-сигнала на помехоустойчивость и энергетическую скрытность.

Биографии авторов

Л. А. Сенаторов, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

аспирант

В. В. Хворенков, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

доктор технических наук, профессор

Е. М. Зайцева, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

кандидат педагогических наук, доцент

Библиографические ссылки

Cirak Bekir (2023) Modelling and Simulation of Photovoltaic Systems Using MATLAB Simulink. WSEAS TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS, 2023, 18, 49-56, 10.37394/232016.2023.18.6

Nandi Swagata Grover, Rhythm Kundu Debasis (2022) Estimation of parameters of two-dimensional random amplitude chirp signal in additive noise. Multidimensional Systems and Signal Processing, 2022, 33, 10.1007/s11045-022-00831-1

Wang Junyuan He, Huihui Wang, Zhijian Du, Wenhua Duan, Nengquan Zhang Ziying (2020) Application of Optimized Adaptive Chirp Mode Decomposition Method in Chirp Signal. Applied Sciences, 2020, 10, 3695, 10.3390/app10113695

Dhar Subhra (2021) Quantile Process with Applications: Chirp Signal Model, 10.36227/techrxiv.17075720.v1

Ponomarchuk Sergey, Grozov Victor, Ilyin N., Kurkin V.I., Oinats Alexey, Penzin Maskim, Podlesnyi A., Tsedrik M. (2022) Backscatter Ionospheric Sounding by a Continuous Chirp Signal. Radiophysics and Quantum Electronics, 2022, 64, 1-14, 10.1007/s11141-022-10162-7

Arkhipenkov D. (2022) Algorithm for Recognizing the Type of Modulation and Measuring Parameters of Radar Signals with Chirp. Doklady BGUIR, 2022, 20, 22-29, 10.35596/1729-7648-2022-20-6-22-29

Qi Liangang Shen, Zhenheng Guo, Qiang Wang, Yani Kaliuzhnyi Mykola (2022) Chirp Rates Estimation for Multiple LFM Signals by DPT-SVD. Circuits, Systems and Signal Processing, 2022, 42, 10.1007/s00034-022-02225-x

Jie Li Shi, Mengyue Wu, Yong Fang, Zhiwei Wang, Jiajin Mu, Huan Hu, Weisheng Yi Lilin (2023) Spectral broadening scheme for suppressing SBS effects based on time-domain optimized chirp-like signals. Optics Express, 2023, 31, 10.1364/OE.483307

Elgamel Sherif (2022) Overlapped Chirp Signals' Parameters Estimation in Radar ESM Station. Advances in Military Technology, 2022, 17, 439-455. 10.3849/aimt.01754

Афанасьев Д. С. Цифровая обработка ЛЧМ-сигнала // Известия СПБГЭТУ - ЛЭТИ. 2022. Т. 15, № 4. С. 44-48.

Falkenberg Andreas (2022) Efficient Implementation of a Digital Chirp Generator, 10.23919/ MIKON54314.2022.9924956

Firmansyah Iman, Yamaguchi Yoshiki (2020) FPGA-based implementation of a chirp signal generator using an OpenCL design: Microprocessors and Microsystems, 77, 103199. 10.1016/j.micpro.2020.103199

Zhao Zhencong Rao, Ying Wang Yanghua (2023) The W transform with a chirp-modulated window: Geophysics, 88, 1-8, 10.1190/geo2022-0083.1

Long Teng Li, Yang Zhang, Weifeng Liu, Quanhua Chen, Xin Liang Tian, Weiming Yang Xiaopeng (2022) Chirp Signal Processing. 10.1007/978-981-19-7561-5_3

Зайцев А. В., Разин А. А. Исследование сигнала в виде пачки когерентных импульсов с нерегулярной структурой // Вестник концерна ВКО "Алмаз - Антей". 2022. № 3. С. 41-47. https://doi.org/10.38013/2542-0542-2022-3-41-47

Евстафьев Г. А., Селянская Е. А. Метод обеспечения структурной скрытности сигнала // Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов. 2021. Т. 12, № 4. С. 39-45. EDN WMFFKQ.

Zhuang Louise Dahl, Jeremy Zebker, Howard Jakovljevic Marko (2023) Rapid beamforming of ultrasound chirp signals in frequency domain using the chirp scaling algorithm. J. of the Acoustical Society of America, 153, A242-A242, 10.1121/10.0018774

Довбня В. Г., Коптев Д. С., Бабанин И. Г. Оценка потенциальной помехоустойчивости приема цифровых сигналов, используемых в современных и перспективных системах радиорелейной и спутниковой связи // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2020. Т. 10, № 1. С. 21-35.

Ostovari P. and Wu J. (2017) Fault-Tolerant and Secure Data Transmission Using Random Linear Network Coding: 26th International Conference on Computer Communication and Networks (ICCCN), Vancouver, BC, Canada, 2017, 1-9. DOI: 10.1109/ICCCN.2017.8038417

Тихонов С. С., Кудрявцев А. М., Дворников С. В. Энергетическая скрытность сигналов ППРЧ, сформированных в базисах функций сплайн-характеров // Информация и космос. 2017. № 2. С. 35-41.