Тема 1 Введение

Курс «проблемы обеспечения устойчивости каналов радиоуправления», или кратко, «каналы радиоуправления». В системе подготовки инженеров в области радиотехники и радиоэлектроники формирует специализацию, которой в последние годы заняты многие НИИ, КБ и промышленные предприятия. Изучение материала базируется на пройденных вами курсах «Радиотехнические цепи и сигналы», «Статистическая радиотехника», «радиоприёмные устройства», «радиопередающие устройства», «распространение радиоволн», а также в некоторой степени на курсах «статистической теории приёма сложных сигналов» и «антенны».

Целью этого курса является расширение знаний по методам решения проблем обеспечения устойчивого доведения информации по радиоканалам специального назначения в условиях воздействия на среду распространения радиоволн теми или иными методами, преднамеренного радиопротиводействия и негативных факторов естественной среды.

Вам, по-видимому, известно, что наш институт был создан в 1958 году как институт военной связи в интересах ТЗУ. К настоящему времени круг наших исследований расширился. Кроме систем связи институт разрабатывает автоматизированные системы управления и средства радиопротиводействия как в интересах народного хозяйства, так и силовых структур. Это управление транспортом, промышленностью в целом и отдельными предприятиями, энергетикой страны и добывающими отраслями, мониторинг экологического состояния отдельных регионов, сбор статистических данных, контроль за состоянием опасных производств, предотвращение террористических акций, управление силовыми структурами.

В современных условиях безопасность страны и её граждан зависит не только от количества и качества ВВП приходящемся на душу населения, вооружений, которым обладают силовые структуры, но и от качества системы управления, которая состоит из органов управления (командиров), пунктов управления, технических средств связи и средств автоматизированного управления.

Создание АСУ предполагает решение следующих задач:

– сбор информации о состоянии управляемых объектов, таких как: удаление от центров управления и друг от друга; скорости передвижения, обладание теми или иными ресурсами (запасы продовольствия, сырья, снаряжения, средства жизнеобеспечения), вооружении, метеоусловия, рельеф местности и т.д.;

– сбор информации о факторах, противодействующих нормальному управлению;

– анализ ситуации до и в процессе деятельности технического или иного управления;

– выработка решений руководителями, командирами или штабами;

– формирование команд;

– передача команд подчинённым;

– приём команд и их обработка;

– исполнение команд;

– контроль за исполнением команд и корректировка.

Недостатки в прогнозировании развития некоторых процессов иногда приводят к неожиданным ситуациям. Технический прогресс, ухудшение экологического состояния среды обитания человечества, участившиеся техногенные катастрофы (Чернобыль, Саяно - Шушенсткая ГЭС, АЭС Фукусима, пожары, дело рук человека), локальные военные конфликты (Карабах, Чехия, Югославия, Осетия, Грузия, Сирия, Ирак,), активизация международного терроризма показывают, что выигрывает та сторона, которая лучше оснащена средствами связи и управления. В частности, 1я иракская война показала, что американская армия потеряла несколько человек, в то время как Ирак потерял тысячи солдат и мирного населения.

Система управления, в том числе и её технические средства стали таким же объектом охоты, нарушения нормального функционирования и разрушения, как и вооружение и военная техника.

В мирных условиях для поддержания оперативного руководства как гражданскими, так и силовыми ведомствами, казалось бы, вполне достаточно федеральных служб коммуникации (телефон, телеграф, ФАКС, космическая связь, Интернет, радиовещание, электронная почта и т.д.). Однако есть объекты, за которыми должен быть установлен особо строгий надзор (например, АЭС или предприятия, информацией о продукции которых владеет ограниченный круг лиц). Поэтому крупные корпорации и почти каждое силовое ведомство наравне с использованием федеральных средств коммуникации строит и развивает свои ведомственные. Это объясняется ещё и тем, что федеральные средства коммуникации часто не в состоянии обеспечить потребности в передаче информации в особых условиях. Например, при ведении боевых операций в труднодоступных районах или при выходе кораблей в открытое море.

Федеральные средства коммуникаций как правило, базируются на магистральных линиях связи (проводная и волоконно-оптических), проложенных между главными центрами коммутации каналов и сообщений. В частности, связь центральной зоны России с Сибирью и дальним Востоком обеспечивается по кабельным линиям, которые часто проходят в непосредственной близости от границы.

Сегодня широкое распространение получили наравне с кабельными линиями космическая радиосвязь и радиосвязь в различных диапазонах волн.

По физическим свойствам кабельные и ВОЛС наиболее уязвимое звено систем управления как со стороны террористов, так и при воздействии практически любым видам оружия.

Опыт охраны объектов показывает, что даже террористы прежде чем проникнуть на объекты стремятся нарушить линии телефонной связи.

В условиях военных конфликтов космическая связь достаточно просто нарушается. Для этого требуется либо поставить соответствующую помеху, либо уничтожить на орбитах то или иное количество КА, либо изменить каким-либо способом орбиту КА.

Единственно возможным способом обеспечения надёжной связи и управления является создание устойчивых наземных радиоканалов.

В настоящее время радиоканалы управления составляют основу систем управления войсками и оружием во всех видах вооружённых сил, современных государств. В наиболее характерной форме это положение проявляется в тактическом звене управления, в противовоздушной и противоракетной обороне.

В ТЗУ сегодня есть настоятельная необходимость вооружить средствами радиосвязи и целеуказания все уровни управления вплоть до солдата системой «свой – чужой». Обладая мощным вооружением эффективность современных танков и боевых машин резко возрастает если они оснащены современными техническими средствами радиосвязи и управления.

Развитие радиоэлектроники сделало возможным поступление на вооружение ПВО управляемых средств поражения – авиационного и зенитного управляемого ракетного оружия (АУРО и ЗУРО), что значительно повысило вероятность поражения летательных аппаратов противника.

Если во вторую мировую войну для поражения одного самолёта требовалось расходовать в среднем до 500 снарядов ствольной зенитной артиллерии, то в настоящее время для поражения самолёта достаточно 1 – 2 зенитных управляемых ракет. Примерами тому могут служить факт уничтожения самолёта – разведчика У–2 над территорией нашей страны в 1961 г. и захват штаба Дудаева в 1993 г., результаты борьбы с террористами в Сирии.

Можно привести ещё множество примеров, где вероятность выполнения той или иной функции резко повышается в результате использования методов радиоуправления.

В то же время радиоэлектронные средства являются уязвимым звеном системы управления, поскольку они обнаруживаются по излучению и их работе может быть оказано радиопротиводействие, т.е. противодействие радиотехническими методами. Диалектика борьбы мер и контрмер привела к возникновению и развитию способов преодоления радиопротиводействия работе радиотехнических средств.

В настоящее время радиопротиводействие является одним из важных видов обеспечения боевых действий авиации по преодолению ПВО.

Радиопротиводействие широко применяется и в других видах и родах войск. Однако цели, методы и средства радиопротиводействия могут быть различными.

Так, целью радиопротиводействия, осуществляемого в интересах прикрытия объектов в системе ПВО может быть подавление радиолокационных бомбоприцелов, средств радионавигации, средств управления ракетами «воздух-земля» и «земля-земля»; осуществление противорадиолокационной маскировки прикрываемых объектов.

В сухопутных войсках радиоподавление может включать в себя подавление средств связи противника в тактических и оперативных звеньях, его радиотехнических станций разведки, средств управления ракетами «земля-земля» и «воздух-земля» и противорадиолокационную маскировку объектов и др.

Относительно каналов радиоуправления целью радиоподавления является нарушение их функционирования. Максимальная задача – полное подавление или уничтожение; минимальная – нанести любой ущерб.

Однако, радиоподавление – не единственный фактор, снижающий эффективность каналов управления.

К другим факторам относятся – негативные факторы распространения радиоволн, метеоусловия, рельеф местности и электрофизические свойства подстилающей поверхности в точках «взлёта» и «посадки» радиоволны, поражающие факторы оружия – такие как ударная волна, ионизация среды распространения, высокая температура, навалы грунта на антенны, ЭМИ – в том числе гроза, а также различного рода помехи – собственные шумы, космические шумы, внутрикомплексные и индустриальные помехи.

Разрабатывая технические средства каналов радиоуправления для тех или иных целей необходимо максимально повысить помехоустойчивость приёмника и энергетический потенциал передатчика, учесть все факторы для обеспечения необходимой живучести и максимального сокращения времени доведения информации и достаточный запас прочности.

Изучению этих проблем, анализу условий функционирования, систематизации материалов в разных областях знаний, синтезу помехоустойчивых структур приёмной аппаратуры и построению каналов и сетей посвящается предлагаемый Вам курс.

Тема 2