СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МОДУЛИРОВАННОЙ ПОМЕХИ Российский патент 2001 года по МПК G01S7/36 

Изобретение относится к оптико-электронной технике и может найти применение в станциях защиты объектов от самонаводящихся средств поражения с оптико-электронными приборами (ОЭП).

В ОЭП средств поражения информация о местоположении объекта в пространстве относительно оптической оси прибора кодируется с помощью растровых анализаторов изображения с амплитудно-фазовой модуляцией (АФМ) или с частотно-фазовой модуляцией (ЧФМ) [1].

Информация о величине рассогласования, кодируемая анализаторами с АФМ, содержится в амплитуде выходного сигнала, снимаемого с приемника излучения, расположенного за анализатором; кодируемая анализаторами с ЧФМ - в девиации частоты выходного сигнала, информация о направлении рассогласования содержится (для двух типов анализаторов) в фазе выходного сигнала.

Для постановки помехи ОЭП, имеющих анализатор с АФМ, подают ложный сигнал на частоте, близкой к несущей, и превышающий по мощности сигнал от объекта, этот способ используется в станциях помех [3].

При постановке помехи ОЭП, снабженных анализатором с АФМ, помеховый сигнал, сформированный указанным выше способом (на несущей частоте), не оказывает существенного влияния на подавляемое оптико-электронное устройство и является лишь дополнительным источником излучения, демаскирующим объект. Возникает необходимость вынесения станции помех за зону прикрываемого объекта. Способ создания помехи, основанный на девиации частоты входного сигнала, неприемлем, так как помеха будет эффективна только для ОЭП с ЧФМ.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ формирования модулированной помехи по патенту [2] на частоте несущей или огибающей сигнала, подавляемого ОЭП, либо на частоте
f = f_н ± f_г
где f_н - несущая частота, f_г - собственная частота гиропривода, подавляемого ОЭП (f_г = 2...10 Гц).

Причинами, препятствующими достижению ожидаемого технического результата, являются:
1) необходимость значительного в 10. . .20 раз превышения помехового сигнала над полезным на входе подавляемого ОЭП;
2) эффективное противодействие ОЭП с ЧФМ может быть осуществлено при условии выноса станции за пределы защищаемого объекта;
3) отсутствие универсальности помехового воздействия для ОЭП с АФМ и ЧФМ.

Технической задачей изобретения является создание способа формирования модулированной помехи оптико-электронным устройствам, обеспечивающего подавление ОЭП как с АФМ, так и с ЧФМ без перенастройки станции помех и выноса ее за пределы защищаемого объекта, при существенном снижении энергетических затрат на подавление и повышение эффективности воздействия помехи на ОЭП с ЧФМ.

Указанная задача решается тем, что в способе формирования модулированной помехи, осуществляемой на частоте, близкой к частоте подавляемого сигнала оптико-электронного устройства, согласно изобретению осуществляют модуляцию мощного инфракрасного (ИК) излучателя последовательностью нерегулярных пачек импульсов, заполненных регулярной модулирующей частотой.

Нерегулярность пачек импульсов задают посредством изменяемых коэффициентов управления и периодов повторения, и таким образом предугадывают заранее траекторию выхода изображения объекта из поля зрения оптико-электронного устройства.

Нерегулярность пачек импульсов выражают посредством изменяемых коэффициентов управления К_n = t_i- t_i-1/t_i + t_i+1, где t_i - длительность пачки, заполненной регулярной модулирующей частотой и t_i+1 -длительность паузы, и периодов повторения Т_n, при этом коэффициент управления может изменяться от K₁ до К_n в течение цикла управления, и циклы повторяются в течение всего процесса подавления, а период регулярной модулирующей частоты значительно отличается от периода несущей частоты и его выбирают в 12...24 раза меньшим, чем Т_n период следования пачек.

При необходимости вводят режим дополнительного сканирования по периоду повторения от T₁ до Т_n в 1,5 раза в течение нескольких циклов с одновременным плавным изменением регулярной модулирующей частоты в 1,5 раза.

Способ иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 представлена циклограмма обобщенной для функционирования ОЭП с АФМ и ЧФМ импульсной последовательности, и на фиг. 2 показан возможный вариант устройства для реализации предложенного способа формирования модулированной помехи.

Способ осуществляют следующим образом.

При разработке способа впервые выявлена обобщенная для функционирования ОЭП с АФМ и ЧФМ импульсная последовательность, позволяющая предугадать заранее процесс выхода из поля зрения изображения объекта по заранее заданной траектории. Эта импульсная последовательность имеет как регулярную составляющую, так и нерегулярную, и управляема в широком диапазоне частот.

На фиг. 1 представлена циклограмма этой последовательности. В каждом цикле имеется несколько нерегулярных пачек импульсов, заполненных регулярной модулирующей частотой f_м. Длительность импульсного регулярного воздействия обозначена через t_i, а длительность паузы - через t_i+1.

Нерегулярность пачек импульсов выражается через изменяемые коэффициенты управления К_n = t_i - t_i+1/t_i + t_i+1 и периоды повторения Т_n, которые тоже могут изменяться. Подбором коэффициентов управления выбирают траекторию выхода изображения из поля зрения ОЭП, например, по расширяющейся спирали, вибрации в противоположных направлениях с различной частотой и амплитудой. Коэффициент управления может изменяться от К₁ до К_n в течение цикла управления, и циклы повторяются в течение всего процесса подавления. Период регулярной модулирующей частоты значительно отличается от периода несущей частоты и его выбирают в 12-24 раза меньшим, чем Т_n период следования пачек.

Некоторые ОЭП имеют переменную угловую частоту вращения гиропривода, для этого вводят режим дополнительного сканирования по периоду повторения от T₁ до Т_n в 1,5 раза в течение нескольких циклов с одновременным изменением регулярной модулирующей частоты в 1,5 раза. На фиг. 2 показан возможный вариант устройства для реализации предложенного способа формирования модулированной помехи, которое представляет собой дисковый модулятор 1 с неподвижной диафрагмой 2.

Дисковый модулятор приводится в равномерное вращательное движение с угловой скоростью ω при помощи двигателя постоянного тока 3, что вызывает модуляцию потока ИК излучения от источника 4 в соответствии с предлагаемой циклограммой на фиг. 1. Источник ИК излучения 5 не модулируется и имитирует излучение прикрываемого объекта.

Конкретный вид циклограммы зависит от выбранных параметров управления Т_n и К_n. В таблице представлены результаты испытания различных дисковых модуляторов, где в начальной колонке указан номер образца модулятора, 1-4 значения параметров управления, 5 - соотношение мощности модулированного излучения к мощности излучения объекта, 6 - время срыва захвата объекта.

Таким образом, способ обеспечивает подавление ОЭП как с АФМ, так и с ЧФМ без перенастройки станции постановки помех и выноса ее за пределы защищаемого объекта, при существенном снижении энергетических затрат на подавление помех и повышении эффективности воздействия помехи на ОЭП с ЧФМ.

Литература
1. Криксунов Л.З., Кучин В.П., Лазарев Л.П. Авиационные системы информации оптического диапазона. Справочник. М.: Машиностроение, 1955, с. 109-127.

2. Патент США 4668869, НКИ 250-504.

3. Якушенков О.Г., Луканцев В.Н., Колосов М.П. Методы борьбы с помехами в оптико-электронных приборах. М.: Радио и связь, 1951, с. 58-60.

Применение оптико-электронная техника, в частности станции защиты объектов от самонаводящихся средств поражения с оптико-электронными приборами. Технический результат состоит в подавлении оптико-электронных помех. Способ включает формирование модулированной помехи, осуществляемой на частоте, близкой к частоте подавляемого сигнала оптико-электронного устройства, при котором осуществляют модуляцию мощного инфракрасного излучателя последовательностью нерегулярных пачек импульсов, заполненных регулярной модулирующей частотой, нерегулярность пачек импульсов задают посредством изменяемых коэффициентов управления и периодов повторения и таким образом предугадывают заранее траекторию выхода изображения объекта из поля зрения оптико-электронного устройства. Нерегулярность пачек импульсов выражают посредством изменяемых коэффициентов управления К_n = t_i - t_i + _l/t_i + t_i+_l, где t_i - длительность пачки, заполненной регулярной модулирующей частотой и t_i+_l - длительность паузы, и периодов повторения Т_n, при этом коэффициент управления может изменяться от К_l до К_n в течение цикла управления, и циклы повторяются в течение всего процесса подавления. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Способ формирования модулированной помехи, осуществляемой на частоте, близкой к частоте подавляемого сигнала оптико-электронного устройства, отличающийся тем, что осуществляют модуляцию мощного инфракрасного излучателя последовательностью нерегулярных пачек импульсов, заполненных регулярной модулирующей частотой. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нерегулярность пачек импульсов задают посредством изменяемых коэффициентов управления и периодов повторения и таким образом предугадывают заранее траекторию выхода изображения объекта из поля зрения оптико-электронного устройства. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что нерегулярность пачек импульсов выражают посредством изменяемых коэффициентов управления K_n = (t_i-t_i+1)/(t_i+t_i+1), где t_i - длительность пачки, заполненной регулярной модулирующей частотой и t_i+1 - длительность паузы и периодов повторения Т_n, при этом коэффициент управления может изменяться от K₁ до K_n в течение цикла управления и циклы повторяются в течение всего периода процесса подавления, а период регулярной модулирующей частоты значительно отличается от периода несущей частоты и его выбирают в 12 - 24 раза меньшим, чем T_n период повторения. 4. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что вводят режим дополнительного сканирования по периоду повторения от T₁ до T_n с изменением в 1,5 раза периода повторения и одновременным плавным изменением в 1,5 раза регулярной модулирующей частоты в течение нескольких циклов повторения.