ПОВЫШЕНИЕ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ РЭС

IMPROVING THE NOISE-IMMUNITY OF ELECTRONIC SYSTEMS

Andrei Zhukov

Сadet, Military Academy of Aerospace Defense, Russia, Tver

Ivan Ganin

Сadet, Military Academy of Aerospace Defense, Russia, Tver

Nikita Grigorov

Сadet, Military Academy of Aerospace Defense, Russia, Tver

Nikita Nikolskiy

Сadet, Military Academy of Aerospace Defense, Russia, Tver

Аннотация. В статье рассматривается разработка и внедрение методов повышения помехоустойчивости, которые обусловлены растущими требованиями к качеству передачи данных и точности работы радиосистем. В эпоху цифровизации и интернета вещей (IoT) даже незначительные искажения сигнала могут привести к сбоям в работе сложных сетей, что чревато серьезными последствиями. Повышение помехоустойчивости РЭС — это не только техническая, но и социально-экономическая задача.

Abstract. The article discusses the development and implementation of methods to improve noise immunity due to the growing demands on the quality of data transmission and the accuracy of radio systems. In the era of digitalization and the Internet of Things (IoT), even minor signal distortions can lead to disruptions in complex networks, with serious consequences. Increasing the noise immunity of Radio-electronic systems is not only a technical, but also a socio-economic task.

Ключевые слова: радиолокационная станция, помехозащищенность, радиоэлектроника, искусственный интеллект.

Keywords: radar station, noise immunity, radio electronics, artificial intelligence.

Методы повышения помехоустойчивости радиотехнических систем (РЭС) являются одной из ключевых задач современной радиоэлектроники. В условиях стремительного развития технологий и увеличения количества устройств, работающих в радиочастотном спектре, проблема электромагнитных помех становится все более острой. Помехи могут возникать как от естественных источников, таких как атмосферные явления или космическое излучение, так и от искусственных — например, от других радиосистем, промышленного оборудования или даже бытовых приборов. Это создает серьезные вызовы для обеспечения надежной работы РЭС, особенно в критически важных областях, таких как авиация, космонавтика, военная техника и системы связи.

Современные методы повышения помехоустойчивости включают как аппаратные, так и программные решения. К аппаратным относятся, например, использование сложных антенных систем с адаптивными характеристиками, внедрение фильтров и экранов для подавления помех, а также применение современных материалов с улучшенными электромагнитными свойствами. Программные методы, в свою очередь, основаны на алгоритмах цифровой обработки сигналов, которые позволяют выделять полезный сигнал на фоне шумов и искажений. Особое внимание уделяется методам машинного обучения и искусственного интеллекта, которые способны адаптироваться к изменяющимся условиям и динамически улучшать параметры системы[1,с. 45].

В условиях глобальной конкуренции и технологической гонки разработка эффективных методов повышения помехоустойчивости РЭС становится стратегически важной задачей для многих стран. Это не только вопрос технологического превосходства, но и обеспечения национальной безопасности, поскольку современные военные и разведывательные системы в значительной степени зависят от радиотехнических комплексов. Таким образом, исследования в этой области имеют не только научное, но и практическое значение, способствуя развитию новых технологий и укреплению позиций на международной арене.

Важную роль в повышении помехоустойчивости играют методы цифровой обработки сигналов (ЦОС). Современные РЭС оснащаются мощными процессорами, которые позволяют реализовать сложные алгоритмы, такие как адаптивная фильтрация или спектральный анализ. Например, в спутниковой связи для борьбы с многолучевым распространением сигналов, вызванным отражениями от поверхности Земли, используются алгоритмы, которые анализируют задержки и фазы сигналов, чтобы выделить полезный компонент. Это позволяет поддерживать стабильную связь даже в сложных условиях, таких как горная местность или городская застройка.

Не менее важным является экранирование и заземление элементов РЭС. Это особенно актуально для устройств, работающих в условиях сильных электромагнитных помех, таких как промышленные предприятия или медицинские учреждения. Например, в медицинских томографах, где чувствительное оборудование должно работать в непосредственной близости от мощных источников излучения, используются специальные экраны и фильтры, которые предотвращают проникновение помех в электронные цепи. Это позволяет получать высококачественные изображения без искажений, что критически важно для точной диагностики.

Наконец, в последние годы все большее внимание уделяется использованию искусственного интеллекта (ИИ) для повышения помехоустойчивости РЭС. ИИ-алгоритмы способны анализировать большие объемы данных в реальном времени, выявлять закономерности в помехах и адаптировать параметры системы для их подавления. Например, в беспилотных автомобилях ИИ используется для фильтрации помех, возникающих от других транспортных средств или городской инфраструктуры, что позволяет обеспечить надежную работу систем навигации и связи.

Методы повышения помехоустойчивости радиотехнических систем (РЭС) представляют собой комплексный подход, направленный на минимизацию влияния внешних и внутренних помех на работу устройств. Одним из наиболее распространенных методов является использование частотной избирательности. Например, в системах сотовой связи применяются узкополосные фильтры, которые пропускают только сигналы, соответствующие определенным частотам, а остальные подавляют. Это позволяет значительно снизить влияние помех от других устройств, работающих в том же радиочастотном спектре, таких как Wi-Fi-роутеры или Bluetooth-гаджеты.

Другим эффективным методом является пространственная фильтрация, которая реализуется с помощью адаптивных антенных систем. Такие системы, например, фазированные антенные решетки (ФАР), способны динамически изменять диаграмму направленности, усиливая сигналы, приходящие с определенного направления, и подавляя помехи с других направлений. Это особенно актуально в военных РЛС, где необходимо выделять слабые сигналы от целей на фоне мощных помех, создаваемых противником.

Важную роль в повышении помехоустойчивости играют методы цифровой обработки сигналов (ЦОС). Современные РЭС оснащаются мощными процессорами, которые позволяют реализовать сложные алгоритмы, такие как адаптивная фильтрация или спектральный анализ. Например, в спутниковой связи для борьбы с многолучевым распространением сигналов, вызванным отражениями от поверхности Земли, используются алгоритмы, которые анализируют задержки и фазы сигналов, чтобы выделить полезный компонент. Это позволяет поддерживать стабильную связь даже в сложных условиях, таких как горная местность или городская застройка [2, 12]. Еще одним перспективным направлением является применение методов кодирования и модуляции, которые повышают устойчивость сигналов к помехам. Например, в системах цифрового телевидения (DVB-T2) используется кодирование с коррекцией ошибок (FEC), которое позволяет восстанавливать искаженные данные даже при значительном уровне шумов. Не менее важным является экранирование и заземление элементов РЭС. Это особенно актуально для устройств, работающих в условиях сильных электромагнитных помех, таких как промышленные предприятия или медицинские учреждения. Наконец, в последние годы все большее внимание уделяется использованию искусственного интеллекта (ИИ) для повышения помехоустойчивости РЭС. ИИ-алгоритмы способны анализировать большие объемы данных в реальном времени, выявлять закономерности в помехах и адаптировать параметры системы для их подавления [3, 10]

Таким образом, методы повышения помехоустойчивости РЭС продолжают развиваться, интегрируя передовые технологии и обеспечивая высокую надежность устройств в самых сложных условиях.