СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ МОДУЛИРОВАННОЙ ПОМЕХИ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫМ ПРИБОРАМ Российский патент 2009 года по МПК H04K3/00 

Изобретение относится к оптико-электронной технике и может найти применение в станциях защиты теплоизлучающих объектов от оптико-электронных приборов (ОЭП).

В ОЭП средств поражения информация о местоположении излучающего объекта в пространстве относительно оптической оси прибора кодируется с помощью анализаторов изображения путем амплитудно-фазовой модуляции (АФМ), частотно-фазовой модуляции (ЧФМ) или времяимпульсной модуляции (ВИМ) инфракрасного (ИК) изображения объекта [1].

Наибольшее распространение получил способ защиты теплоизлучающих объектов от ОЭП путем формирования ИК помеховой регулярной импульсной последовательности на частоте, близкой к несущей ОЭП, и превышающей по мощности сигнал от объекта в несколько раз [2], [3]. Однако этот способ эффективен для защиты объектов только от ОЭП с АФМ. Для других типов ОЭП (с ЧФМ или ВИМ) подобный помеховый сигнал не оказывает существенного влияния на подавляемый оптико-электронный прибор и является лишь дополнительным источником излучения, усиливающим ИК излучение защищаемого объекта.

Известен способ и устройства [4], [5], [6], позволяющие осуществлять защиту теплоизлучающих объектов от ОЭП всех типов. При этом способе осуществляют модуляцию помехового ИК излучателя последовательностью нерегулярных пачек импульсов, заполненных регулярной модулирующей частотой. Недостатком этих устройств является необходимость формирования помехового сигнала превышающего по мощности сигнал от объекта в несколько раз для подавления ОЭП с ВИМ.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является формирователь модулированной помехи ОЭП [7], который позволяет эффективно подавлять оптико-электронные приборы всех типов при равной мощности сигналов от помехи и защищаемого объекта в спектральном диапазоне функционирования ОЭП. Однако для создания круговой зоны защиты объектов с высоким уровнем ИК излучения трудно обеспечить равную мощность сигналов помехи и защищаемого объекта из-за высоких энергетических затрат на подавление.

В основу изобретения поставлена задача создания способа и устройства формирования модулированной помехи ОЭП, позволяющего осуществить дальнейшее снижение энергетических затрат на формирование помехового сигнала и повышение эффективности устройства при подавлении оптико-электронных приборов с АФМ, ЧФМ и ВИМ для защиты объектов с высоким уровнем ИК излучения.

Указанная задача решается тем, что кроме модуляции помехового ИК излучателя осуществляют дополнительную модуляцию по определенному закону областей повышенного ИК излучения объекта, например ИК излучения двигателей защищаемого летательного аппарата, а помеховый излучатель при этом модулируют последовательностью нерегулярных пачек импульсов, заполненных регулируемой по какому-либо параметру импульсной последовательностью, например, с изменяемой длительностью, частотой или с изменяемой амплитудой импульсов;

дополнительную модуляцию областей повышенного ИК излучения защищаемого объекта осуществляют таким образом, чтобы поступающая на вход ОЭП импульсная последовательность, сформированная модулятором помехового излучателя, не совпадала во времени с импульсными последовательностями, сформированными дополнительными модуляторами ИК излучения объекта;

дополнительную модуляцию областей повышенного ИК излучения защищаемого объекта осуществляют таким образом, чтобы поступающая на вход ОЭП импульсная последовательность, сформированная модулятором помехового излучателя, постоянно смещалась по фазе с определенной скоростью относительно импульсных последовательностей, сформированных дополнительными модуляторами ИК излучения объекта.

Одно из известных устройств [7] для реализации способа содержит модулятор помехового излучателя в виде цилиндра, на образующих поверхностях которого выполнены проницаемые для инфракрасного излучения прорези, перед модулятором размещен неподвижный концентратор ИК излучения помехового излучателя, расположенного внутри концентратора вдоль центральной оси, указанный модулятор установлен с возможностью вращения вокруг концентратора, а вокруг модулятора установлен неподвижный рассеиватель ИК излучения помехового излучателя. Заявляемое устройство отличается от известного тем, что снабжено дополнительными модуляторами ИК излучения защищаемого объекта, а модулятор помехового излучателя при этом установлен с возможностью регулируемого ускоренно-замедленного вращения.

Дополнительное отличие заключается в том, что устройство дополнительно содержит программируемый процессор, первый вход которого связан с пультом управления, а первый выход программируемого процессора соединен с двигателем помехового модулятора, который имеет возможность управляться сигналами в виде регулируемой импульсной последовательности, например, с изменяемой скважностью, указанный двигатель помехового модулятора связан с модулятором помехового излучателя, имеющим датчик фиксации его углового положения, выход этого датчика подключен ко второму входу программируемого процессора, второй и N выходы указанного процессора соединены с 1 по N двигателями дополнительного модулятора, указанные N двигателей связаны с 1 по N дополнительными модуляторами защищаемого объекта, которые снабжены датчиками фиксации их углового положения, выходы указанных датчиков с 1 по N соединены с соответствующими входами с 3 по N программируемого процессора.

Способ и устройство для его реализации поясняются чертежами, где на фиг.1 представлена циклограмма импульсных последовательностей, а на фиг.2 приведена структурная схема устройства формирования модулированной помехи ОЭП.

Способ реализуется следующим образом. На фиг.1 представлена циклограмма импульсных последовательностей, формируемых помеховым модулятором (U_ПМ) и дополнительными модуляторами (U_ДМ). В каждом цикле имеется несколько нерегулярных пачек импульсов, создаваемых помеховым модулятором. Эти пачки импульсов заполнены регулируемой по заданному закону импульсной последовательностью, например, с изменяемой длительностью импульсов.

Длительность импульсной последовательности, создаваемой помеховым модулятором, обозначена через t_i, а длительность паузы, в течение которой могут появляться импульсы, сформированные дополнительными модуляторами, через t_i+1. Нерегулярность помеховых пачек импульсов выражается через изменяемые коэффициенты управления K_n=t_i-t_i+1/t_i+t _i+1.

Амплитуда импульсов, создаваемых дополнительными модуляторами, U_дм1 (U_дмN) может в несколько раз превышать амплитуду импульсов, создаваемых помеховым модулятором U_пм и при этом сохраняется уверенное подавление ОЭП всех типов модуляции. Эта возможность впервые выявлена при проведении натурных исследований устройства, реализующего указанный способ.

Устройство для реализации способа показано на фиг.2, где приведена структурная схема устройства формирования модулированной помехи ОЭП. В соответствии со структурной схемой устройство содержит пульт управления 1, программируемый процессор 2, первый вход которого связан с пультом управления 1, а первый выход соединен с двигателем помехового модулятора 3, указанный двигатель связан с модулятором помехового излучателя 4, который имеет датчик углового положения модулятора 5, выход этого датчика подключен ко второму входу программируемого процессора 2, второй и N выходы процессора 2 соединены с 1 по N двигателями дополнительных модуляторов 6 и 9, указанные N двигателей 6 и 9 связаны с 1 по N дополнительными модуляторами 7 и 10 защищаемого объекта, которые снабжены с 1 по N датчиками 8 и 11 углового положения, выходы указанных датчиков 8 и 11 соединены с 3-го по N входами программируемого процессора.

Устройство формирования модулированной помехи ОЭП при реализации способа по любому из п.п.1-4 работает следующим образом.

Режим работы устройства устанавливается на пульте управления 1 в зависимости от выбранного способа формирования модулированной помехи по п.3 или по п.4. Программируемый процессор 2 формирует на первом выходе управляющие сигналы в виде регулируемой импульсной последовательности, например, с изменяемой скважностью в широком диапазоне. Эти сигналы управляют работой двигателя 3, который связан с основным модулятором помехового излучателя 4 и вызывает его ускоренно-замедленное вращение. В результате модуляции помехового источника излучения на выходе модулятора помехового излучателя 4 формируется последовательность нерегулярных пачек импульсов, заполненных регулируемой импульсной последовательностью с изменяемой длительностью импульсов. С датчика углового положения модулятора 5 информация о положении модулятора в пространстве поступает на 2 вход программируемого процессора 2. Со второго по N выходов этого процессора поступают сформированные процессором управляющие сигналы на двигатели с 1 по N дополнительных модуляторов 6 и 9 ИК излучения защищаемого объекта, которые связаны с соответствующими дополнительными модуляторами 7, 10 и обеспечивают их вращение с заданной процессором угловой скоростью. В результате, на выходе дополнительных модуляторов формируются импульсные последовательности, разнесенные во времени с импульсными последовательностями модулятора помехового излучателя или импульсные последовательности, которые перемещаются по фазе относительно помеховых с определенной скоростью в зависимости от выбранного режима работы на пульте управления 1. Датчики углового положения 8 и 11 подают сигналы обратной связи на процессор 2, выдавая информацию об их положении в пространстве.

Под действием управляющих сигналов с процессора 2 модуляторы помехового излучателя 4 и дополнительные модуляторы 7 и 10 излучения защищаемого объекта вращаются с одинаковой средней угловой скоростью при установленном на пульте управления 1 режиме работы по п.3 "Способа…" или с различной средней угловой скоростью при установленном режиме работы по п.4 "Способа…". При этом, в первом случае (работа по п.3 "Способа") импульсные последовательности, сформированные модулятором помехового излучателя 4 и поступающие на вход подавляемого ОЭП, не будут совпадать во времени с импульсами, сформированными дополнительными модуляторами 7 и 10. Во втором случае (работа по п.4 "Способа") сформированные импульсные последовательности (помеховая и дополнительная) будут взаимно перемещаться с определенной фазовой скоростью, задаваемой процессором 2, и в моменты, когда они разнесены во времени, происходит подавление ОЭП.

В результате проведенных натурных исследований получено,что ИК излучение в виде импульсной последовательности, формируемой дополнительными модуляторами защищаемого объекта, может в 5, а иногда и более раз, превышать ИК излучение помехового модулятора и при этом объект надежно защищен от средств поражения с ОЭП.

Таким образом, предложенный способ и устройство формирования модулированной помехи ОЭП обеспечивают снижение в несколько раз энергетических затрат при эффективном подавлении оптико-электронных приборов с АФМ, ЧФМ и ВИМ.

Литература

1. Криксунов Л.З., Кучин В.П., Лазарев Л.П. и др. Авиационные системы информации оптического диапазона. Справочник. М.: Машиностроение, 1985.

2. Палий А.И. Радиоэлектронная борьба. Изд. второе. М.: Военное издательство, 1989, с.13-51.

3. Якушенков О.Г., Луканцев В.Н., Колосов М.П. Методы борьбы с помехами в оптико-электронных приборах. М.: Радио и связь, 1981, с.58-60.

4. Патент RU 2166200 от 24.04.2000.

5. Патент RU 2174237 от 24.04.2000.

6. Патент RU 2184982 от 24.04.2000.

7. Патент RU 2233463 от 22.11.2002.

Область применения: оптико-электронная техника, в частности станции защиты объектов от оптико-электронных приборов. Технический результат состоит в снижении энергетических затрат на формирование помехи при подавлении оптико-электронных приборов всех типов модуляции. Для этого кроме модуляции помехового ИК излучателя станции осуществляют дополнительную модуляцию по определенному закону областей повышенного ПК излучения объекта, например, ПК излучения двигателей защищаемого летательного аппарата, а помеховый излучатель при этом модулируют последовательностью нерегулярных пачек импульсов, заполненных регулируемой по какому-либо параметру импульсной последовательностью, например, с изменяемой длительностью, частотой или с изменяемой амплитудой импульсов. Устройство содержит программируемый процессор, который имеет возможность управления помеховым модулятором и дополнительными модуляторами для формирования заданной структуры помехового сигнала. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ формирования модулированной помехи, при котором осуществляют модуляцию сигнала помехового инфракрасного (ИК) излучателя последовательностью нерегулярных пачек импульсов, заполненных регулярной модулирующей частотой, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют модуляцию по определенному закону сигналов ИК излучения двигателей защищаемого летательного аппарата, а модуляцию сигнала помехового ИК излучателя осуществляют последовательностью пачек импульсов, заполненных регулируемой по каким-либо параметрам импульсной последовательностью.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в последовательности нерегулярных пачек импульсов, заполненных регулируемой импульсной последовательностью, изменяется длительность, амплитуда и частота импульсов.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что последовательность нерегулярных пачек импульсов, заполненных регулируемой импульсной последовательностью, не совпадает во времени с последовательностью пачек импульсов, сформированных дополнительными модуляторами сигнала ИК излучения двигателей защищаемого летательного аппарата.

4. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что последовательность нерегулярных пачек импульсов, заполненных регулируемой импульсной последовательностью, смещается по фазе с заданной скоростью относительно пачек импульсов, сформированных дополнительными модуляторами сигнала ИК излучения двигателей защищаемого летательного аппарата.

5. Устройство для реализации способа по любому из пп.1-4, содержащее модулятор помехового ИК излучателя в виде цилиндра, на образующих поверхностях которого выполнены проницаемые для ИК излучения прорези, представляющие собой сочетание регулярных структур, сформированных расположенными по образующей цилиндра прорезями, и нерегулярных структур, сформированных нерегулярными перемычками, перед цилиндром установлен концентратор ИК излучения помехового излучателя, расположенного внутри концентратора вдоль центральной оси, указанный цилиндр установлен с возможностью вращения вокруг неподвижного концентратора, а вокруг цилиндра установлен неподвижный рассеиватель ИК излучения, отличающееся тем, что содержит N дополнительных модуляторов, установленных на защищаемом летательном аппарате с возможностью модуляции по определенному закону сигнала ИК излучения двигателей, а модулятор помехового ИК излучателя установлен с возможностью регулируемого ускоренно-замедленного вращения вокруг неподвижного концентратора.

6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что дополнительно содержит программируемый процессор, первый вход которого связан с пультом управления, а первый выход программируемого процессора соединен с двигателем помехового модулятора, который имеет возможность управляться сигналами в виде регулируемой импульсной последовательности, например, с изменяемой скважностью, указанный двигатель связан с модулятором помехового излучения, имеющим датчик углового положения, выход указанного датчика подключен ко второму входу программируемого процессора, второй и N выходы этого процессора соединены с 1 и N двигателями дополнительного модулятора, указанные N двигателей связаны с 1 по N дополнительными модуляторами сигналов ИК излучения двигателей защищаемого летательного аппарата, эти модуляторы снабжены с 1 по N датчиками углового положения, выходы указанных датчиков соединены с соответствующими входами с 3 по N программируемого процессора.