Концентрация с помощью сверхкороткоимпульсных сигналов мощности на малом временном интервале( а значит, и в пространстве) может вызывать в лоцируемых объектах нелинейные эффекты, что является особо ценным в задачах нелинейной локации( для обнаружения и идентификации объектов на основании их нелинейных свойств, например, скрытых радиоэлектронных устройств, содержащих полупроводниковые компоненты, залежей или тайников некоторых металлов, оксиды которых проявляют нелинейные свойства). Кроме того, использование импульсного сигнала в нелинейной локации позволяет наряду с оценкой нелинейных свойств объекта оценивать его пространственное положение. Использование импульсных сигналов позволяет фиксировать также нелинейность быстропротекающих процессов, например ударных волн.
Можно следующим образом определить преимущества СШП-систем с импульсными сигналами:
• малая спектральная плотность мощности у применяемых сигналов, поскольку их энергия получается « размазанной » на значительном интервале частот, что приводит к весьма малой мощности в каждом из узких частотных диапазонов, используемых традиционными( узкополосными) радиоэлектронными системами. Появляется возможность вторичного использования уже занятых частотных диапазонов без существенных помех классическим радиоэлектронным системам. Важно, однако, отметить, что синусоидальные сигналы различных частот, используемые в обычных системах связи, и сигналы, используемые импульсными системами, не являются взаимно ортогональными в строгом смысле этого слова. Речь идет только об асимптотической ортогональности при неограниченном увеличении базы используемой импульсной последовательности, что при неизменной ширине спектра используемого импульсного сигнала эквивалентно неограниченно малому трафику информации в традиционной импульсной системе радиосвязи. Это утверждение является одним из аргументов проявления высокой скрытности сверхширокополосных импульсных радиолокационных систем самонаведения. Здесь плотность мощности может быть обеспечена ниже уровня шума, и СШП импульсная система самонаведения никак себя не обнаруживает в дальней зоне передатчика;
• высокая устойчивость к поражению сигнала в отдельных частотных диапазонах. Здесь гарантируется устойчивость к частотно-селективным замираниям сигнала, вызванным, например, интерференцией, а также к естественным или намеренно создаваемым узкополосным помехам, таким как сигналы узкополосных систем. В случае использования сверхкоротких импульсов отсутствуют интерференционные точки замирания в сложной окружающей обстановке. Указанные СШПсигналы обеспечивают наименьшее затухание используемых в радиоэлектронике сигналов при прохождении сквозь препятствия, такие как листва, стены и т. п.;
• возможность использования малых по своим массогабаритным характеристикам антенн и, как уже говорилось, передатчиков и приемников;
• еще более важным, особенно в долгосрочной перспективе, является отказ от частотной фильтрации( в которой последние 20 лет наблюдался очень медленный прогресс), в том числе и для радиолокационных систем самонаведения, и переход к чисто цифровой технике( которая последние 20 лет развивается экспоненциально в соответствии с законом Мура, который гласит, что с 1965 года число транзисторов в компьютерных микросхемах должно каждые полтора года удваиваться);
• импульсный трансивер СШП-систем со сверхкороткими импульсами получается проще, чем классические приемопередатчики. Передатчик – это просто транзистор, который функционирует в цифровом режиме и переключается из состояния « 0 » в состояние « 1 ». Таким образом, в отличие от стандартных передатчиков такой трансивер не содержит линейных усилителей, что уменьшает стоимость и потребляемую мощность. Приемник также проще, чем узкополосный приемник, поскольку здесь не требуются ступени промежуточной частоты. На современном уровне развития микроэлектроники передатчик импульсов и внешний интерфейс приемника могут быть выполнены в одной микросхеме. Становится возможным при решении всего многообразия задач, реализуемых СШП-системами, использовать технологии, базирующиеся на одном и том же универсальном наборе элементов, путем изменения только управляющих программных кодов. Используемое при обеспечении электромагнитной совместимости кодовое разделение каналов( CDMA) является тут « врожденным » свойством.
Интенсивное развитие техники СШП-радиолокации, радиосвязи и радиотехнического контроля излучений потребовало разработки и создания адекватных антенных систем, способных излучать и принимать короткие импульсные сигналы, не внося существенных искажений в форму передаваемых сигналов. Особенно это требование выступает на первый план, когда используются видеоимпульсы наносекундной и пикосекундной длительности. В результате антенна должна излучать радиосигнал, спектр которого занимает широкую полосу частот – до нескольких гигагерц. На приемном конце радиоканала производится выделение сигнала путем линейной обработки, осуществляемой в частотной или временной области. С другой стороны, антенная система должна обеспечить примерно одинаковую точность измерения угловых координат
No. 2( 8) / 2015, Морские информационно-управляющие системы 43