СПОСОБ СОЗДАНИЯ РЕТРАНСЛИРОВАННЫХ ПОМЕХ Российский патент 2014 года по МПК H04K3/00 

Изобретение относится к радиотехнике, технике РЭП и может быть применено при организационно-технических мероприятиях ПВО объектов наземного базирования как стационарных, так и мобильных.

Известен способ создания ретранслированных помех [1], заключающийся в усилении широкополосного сигнала (ШПС) с длительностью τ элементарного символа псевдослучайной последовательности (ПСП), запоминании реализации длительностью Т с последующим многократным переизлучением. После усиления ШПС запомненную реализацию искажают по закону низкочастотной ПСП. Длительность элементарного символа низкочастотной ПСП и длительность запоминаемой реализации определяют по заданным алгоритмам. Излучение искаженного широкополосного сигнала осуществляют с различными задержками.

Представленный способ-аналог обеспечивает насыщение ложными сигналами информационных каналов узкого класса, ограниченного задачей радиосвязи. Ретранслируемый сигнал после искажения по закону низкочастотной ПСП приобретает отличительный признак помехового, что, в принципе, может быть использовано подавляемой стороной для снижения эффективности помехи методами корреляционной фильтрации истинного сообщения. Кроме того, применение способа ограничено необходимостью знания основных параметров искажаемого ШПС.

Известен также способ создания ретранслированных помех [2], расширяющий номенклатуру объектов радиоподавления за счет включения в нее потребителей космической навигационной информации (ПКНИ), что достигается исполнением оригинальной обработки принимаемого сигнала и формированием помехи. Технический результат достигается тем, что принимают все широкополосные радиосигналы от видимого созвездия навигационных искусственных спутников Земли, формируют случайную последовательность копий смеси принятых радиосигналов с частотой повторения копий, априорно превышающей частоту повторения навигационного сигнала, и осуществляют излучение сформированных копий смеси радиосигналов изотропно и одновременно в различных точках пространства, при этом в значение несущей частоты излучения вносят случайные сдвиги.

Представленный способ-аналог ориентирован на радиоэлектронное подавление ПКНИ, а также может быть использован для создания помех системам связи. Однако он не обеспечивает возможность эффективного искажения радиолокационного изображения (РИ) посредством имитации ложных целей и фрагментов подстилающей поверхности. Кроме того, в способе не предусмотрена процедура обеспечения электромагнитного совмещения (ЭМС) станций помех (СП), работающих одновременно в различных точках пространства, при высокой плотности их территориального размещения.

Известен также способ создания помех [3], предусматривающий длительное создание шумовой помехи РЛС и системам связи с помощью средств, размещаемых на различных носителях по периметру территории. На носители устанавливаются передатчики шумовых помех высокой мощности, которые излучают помехи в течение дней, месяцев, как это требуется. Создание помех по периметру территории может маскировать перемещение войск и другие военные действия.

Известен также способ использования сигнала космической радионавигационной системы Глонасс [4], при котором предусматривается выделение из структуры космического сигнала P-кода и использование кодового сигнала для синхронизации процесса синтезирования апертуры антенны, в том числе в квази бистатическом варианте, обеспечивающем повышенную разрешающую способность.

Известен наиболее близкий по технической сущности способ радиоэлектронного подавления корреляционных радиолокационных станций [5], целью которого является нарушение работы корреляционных следящих систем и/или образование многочисленных пиков в корреляционных функциях, вычисляемых коррелятором. Поскольку корреляционные устройства производят селектирование сигналов, оценивая фазу сигнала от импульса к импульсу, реализация способа не должна нарушать когерентности всех ретранслируемых импульсов. Это достигается выполнением операций ретрансляции с периодическим излучением задержанной выборки сигнала подавляемой РЛС.

Прототип ориентирован на радиоэлектронное подавление объектов радиолокационного назначения, а также может быть использован для создания помех системам связи. Однако он не оптимизирован по отношению к помеховым воздействиям на бортовые средства, формирующие РИ. Кроме того, в нем не предусматривается возможность работы СП в совокупности с обеспечением ЭМС.

Задачей заявляемого способа создания ретранслированных помех является формирование такого поля помех, которое позволяет (при соответствующем программном управлении парциальными передатчиками) обеспечивать имитацию ложных целей и фрагментов подстилающей поверхности различных размеров и детализации шероховатостей (в зависимости от имеющегося потенциала излучения), создать условия для проявления спекл-эффекта, разрушающего РИ, а также реализовать различного рода синхронизации средств РЭП, работающих в совокупности, без применения средств связи (например, синхронной смены режимов подавления и радиотехнической разведки).

Задача изобретения достигается тем, что все размещенные по периметру защищаемой зоны станции помех принимают зондирующие сигналы РЛС бокового обзора (БО) и измеряют их длительность и периоды повторения, формируют и излучают на наклонной поляризации многократно ретранслируемые помехи, коррелированные с зондированием, вводят в структуру ретрансляции временные интервалы и частотные сдвиги, изменяют по программе величины временных интервалов и частотных сдвигов от периода к периоду повторения зондирующих сигналов, принимают сигналы космической радионавигационной системы Глонасс, выделяют из структуры космических радиосигналов С/А и P-коды (кодовые сигналы), осуществляют с помощью выделенных кодовых сигналов управление работой СП (синхронизацию) в совокупности.

На чертеже приведена схема устройства, реализующего способ.

Заявляемый способ выполняют следующим образом.

1. Размещают станции помех по периметру защищаемой зоны. Эти станции могут быть использованы для того, чтобы частично или, насколько это возможно, полностью окружить территорию. Плотность территориального размещения определяется по соотношению энергетических возможностей средств РЭП и ожидаемых величин эффективной площади рассеивания прикрываемых объектов. Кроме того, фактор плотности территориального размещения когерентных излучателей инициирует возникновение существенных искажений РИ за счет спекл-эффекта [6, 7].

2. Принимают зондирующие сигналы РЛС БО усиливают принимамый поток радиосигналов и преобразовывают его (например, переносят в диапазон более низких промежуточных частот) для дальнейшей обработки.

3. Измеряют длительность зондирующих сигналов и периоды их повторения. Измерение длительности обусловлено необходимостью сохранения структуры помехового сигнала, соответствующей радиолокационной разрешающей способности по дальности; измерение периода повторения связано с временной шкалой внесения изменений параметров ретранслируемого воздействия.

4. Формируют многократно ретранслируемые помехи, коррелированные с зондированием, т.е. формируют смеси копий принятого радиосигнала. Количество копий и плотность их размещения на временном интервале, соответствующем периоду повторения зондирования (вплоть до наложения их друг на друга), обусловлены содержанием решаемой тактической задачи - от имитации фона подстилающей поверхности до имитации ложной цели (ЛЦ) различных размеров. При этом принимается во внимание, что имитацию фона подстилающей поверхности, как наиболее энергозатратное действие, допустимо осуществлять при плотности потока имитируемых сигналов порядка одного сигнала на 10 элементов разрешения РЛС при использовании в последней автоматической стабилизации уровня ложных тревог [8].

Излучают на наклонной поляризации многократно ретранслируемые помехи, коррелированные с зондированием. Суть операции состоит в обратном переносе спектра ретранслируемого потока мешающих сигналов в диапазон частот работы РЛС БО и радиоизлучении помехового потока на наклонной поляризации, обеспечивающей оптимизацию взаимодействия излучаемой помеховой электромагнитной волны в поляризационных координатах с эволюцией поляризационных характеристик поля, рассеянного прикрываемым объектом, - существенный фактор возникновения спекл-эффектов. В возникающем при этом случайном поле, характеризуемом флуктуациями фаз и уровней волн, статистикой углов прихода и боковых смещений лучей, средним полем и его функцией когерентности, возможно проявление каустик (с усилением флуктуации поля в их окрестностях) и возмущений эйконала [9]. Все это неизбежно существенно дезориентирует работу пассивных радиотехнических координаторов наведения высокоточного оружия.

5. Вводят в структуру ретрансляции временные интервалы и частотные сдвиги и программно изменяют их по величине от периода к периоду повторения зондирующих сигналов. Суть операции состоит в искусственном затруднении для РЛС синтезирования апертуры антенны по помеховому излучению (изменение величины временного интервала) и в имитации движения ЛЦ (изменение величины частотного сдвига). Операция исполняется с учетом необходимости компромисса между достижением указанных результатов и сохранением условий когерентности.

6. Принимают сигналы космической радионавигационной системы Глонасс и выделяют из структуры сигналов С/А и P-коды - кодовые стгна-лы. При выделении С/А-кода (канал навигационной информации со скоростью обмена 100 Гц) формируется опорная шкала времени с масштабом 1 мс и выделяется опорная частота 511 кГц; при выделении P-кода (канал навигационной информации со скоростью обмена 50 Гц) формируется опорная шкала времени с масштабом 1 с и выделяется опорная частота 5,11 МГц.

7. Осуществляют с помощью выделенных кодовых сигналов управление работой (синхронизацию) СП в совокупности, т.е. на основе полученных процессов создают синхронизирующие временные последовательности, внедряемые в программное управление каждой СП, работающей в совокупности по единому времени.

Сопоставительный анализ заявляемого способа с прототипом показывает, что отличительными признаками изобретения являются:

излучение на наклонной поляризации ретранслируемой помехи;

изменение по программе величины временных интервалов и частотных сдвигов от периода к периоду повторения зондирующих сигналов;

выделение из структуры принятых космических радионавигационных сигналов С/А и P-кодов - кодовых сигналов;

осуществление с помощью выделенных кодовых сигналов управления работой (синхронизации) СП в совокупности.

Перечисленные отличительные признаки предположительно свидетельствуют о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна», так как не выявлены в известных технических решениях.

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не следуют явным образом из известных технических решений и, следовательно, предположительно обеспечивают соответствие критерию «изобретательский уровень».

Для физической реализации предлагаемого способа применительно к парциальной СП может быть использовано устройство, структурная схема которого представлена на чертеже. Направления основных функциональных процессов в устройстве определены стрелками, а функциональные элементы устройства обозначены:

1 - приемная антенна сигналов РЛС БО (А);

2, 11 - усилители высокой частоты (УВЧ);

3, 10 - смесители (См);

4 - синтезатор частот (СЧ);

5, 8 - усилители промежуточной частоты (УПЧ);

6 - процессор-формирователь (ПФ);

7 - модулятор временной (MB);

9, 14 - модуляторы амплитудные (МА);

12 - усилитель мощности (УМ);

13 - антенна передающая с наклонной поляризацией (А);

15 - устройство решающее (УР);

16 - тракт приема информации навигационной (ИН);

17 - определитель кодов (ОК);

18 - формирователь синхронизирующих последовательностей (ФСП);

19 - устройство программирующее (УП);

20 - устройство управления (УУ).

Зондирующие сигналы РЛС БО принимаются антенной А 1, усиливаются в УВЧ 2, преобразуются по частоте посредством См 3, на входы которого поступают входные радиосигналы и гетеродинный сигнал, синтезируемый СЧ 4. Радиосигналы на промежуточной частоте усиливаются в УПЧ 5 и поступают на входы ПФ 6 и УР 15. В устройстве УР 15 устанавливается факт обнаружения (приема) зондирующего сигнала РЛС БО, производится измерение длительности импульса этого сигнала и периода его повторения. Полученная в УР 15 информация в оцифрованном виде поступает в УП 19. По этой информации посредством УУ 20 осуществляются алгоритмы приема (с помощью МА 14) зондирующих сигналов, формирования помехового сигнала (с помощью ПФ 6 и MB 7), излучения помехового воздействия (с помощью МА 9). Сформированный помеховый сигнал преобразуется по частоте в смесителе См 10 в рабочий диапазон частот РЛС, усиливается в УВЧ 11 и УМ 12 и излучается в пространство через А 13.

В процессоре ПФ 6 поступивший радиосигнал используется для формирования смеси многократно повторяемой его когерентной копии с требуемыми временными задержками. Необходимые сдвиги несущей частоты помехового воздействия вносятся управлением работой СЧ 4.

Прием космической информации осуществляется трактом ИН 16. С целью минимизации погрешности синхронизации, обусловленной приемом сигналов от различных ИСЗ, входящих в созвездие, последние должны наблюдаться в пределах телесного угла, ограниченного конической поверхностью, отдаленной от горизонта. Из структуры принятого космического сигнала в ОК 17 выделяются сигналы С/А и P-кодов и формируются опорные шкалы (интервалы) времени требуемого масштаба и (при необходимости) опорные частоты. Выделенные сигналы (кодовые, масштаба времени и частотные) используются в ФСП 18 для формирования различных синхронизирующих последовательностей, сопоставляемых с функциональными процессами обеспечения управлением работой СП и реализацией алгоритмов формирования структуры помехи. Последнее исполняется посредством УП 19 и УУ 20.

Синхронизируемая смена режимов подавления и радиотехнической разведки осуществляется УУ 20 с помощью МА 9 и МА 14.

Возможность физической реализации каждого из функциональных элементов, входящих в устройство, не вызывает сомнений. Следует только привести некоторые пояснения.

Реализация процессора-формирователя ПФ 6 может быть осуществлена с использованием различных технологий (цифровой, аналоговой). Представляется целесообразным, руководствуясь желательным сохранением тонкой фазовой структуры обрабатываемых процессов, использовать, например, технические решения, содержащиеся в [10].

Тракт приема ИН 16 может быть реализован на основе использования технических решений, содержащихся в аппаратуре потребителей навигационной космической информации.

Определитель кодов OK 17 может быть реализован, например, на основе технических решений, содержащихся в [4].

Устройства УП 19 и УУ 20 реализуются с использованием цифровой вычислительной техники.

Таким образом совокупность распределенных в пространстве станций помех, излучающих ретрансляционные помехи по заявляемому способу, создают случайное помеховое поле, маскирующее радиолокационное изображение прикрываемых объектов как за счет имитации фона подстилающей поверхности (снижение контраста) и ложных целей, так и разрушением радиолокационных изображений. Синтезируемое помеховое поле характеризуется структурными флуктуациями, затрудняющими высокоточное поражение субъектов совокупности. Совместимость работы станций помех обеспечивается по заявляемому способу процедурой синхронизации на основе использования информации о едином времени, поставляемой глобальной радионавигационной космической системой.

Источники информации

1. Способ создания ретранслированных помех, патент РФ №2123238, H04K 3/00, 1998.

2. Способ создания ретранслированных помех, патент РФ №2316899, H04K 3/00, 2006.

3. Метод создания помех. Leroy В. Yan Brunt. Applied ECM. Справочник по методам радиоэлектронного подавления и помехозащиты систем с радиолокационным управлением. EW Engineering Inc., USA, 1978, т.1, гл.4, раздел «Создание помех по периметру территории противника».

4. Signal sychronisation in SS-BSAR Based on GLONASS satellite emission. R.Saini, R.Zuo, M.Cherniakov. Department of Electronik, Electrical and Computer Engineering, University of Birmingham, Edgbaston, Birmingham, United Kingdom, B152TT, Sainir@bham.ac.uk., 2007.

5. Способ создания помех на основе ретрансляции с периодическим излучением задержанной выборки сигнала подавляемого средства. Leroy В. Yan Brunt. Applied ECM. Справочник по методам радиоэлектронного подавления и помехозащиты систем с радиолокационным управлением. EW Engineering Inc., USA, 1978, т.1, гл.4, раздел «Радиоэлектронное подавление корреляционных систем».

6. Лодж Д.У.С. Радиолокатор с синтезированной апертурой, установленной на спутнике SEASAT. Дистанционное зондирование в метрологии, океанографии и гидрологии. Под ред. Крэкиела. - М.: «Мир», 1984, с.320-339.

7. Колфид Г. Спеклы. Оптическая голография. Под ред. Г.Колфида. Т.2. - М.: «Мир», 1982, с.401-406.

8. Синтез помех максимально маскирующих сигнал. Родионов В.В., Карманов Ю.П., Рукавишников В.А. «Радиотехника и электроника». Т.XIX, №8, 1974, с.1646-1652.

9. Ведение в статистическую радиофизику. Часть II. Случайные поля. Под общей редакцией С.М.Рытова. - М.: «Наука» (главная редакция физико-математической литературы), 1978, с.256-286.

10. Волоконно-оптическое устройство формирования копий высокочастотного сигнала, патент РФ №2089046, H04B 10/00, 1992.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть применено для радиоэлектронной защиты зоны дислокации объектов от радиолокационной разведки. Технический результат - снижение радиолокационного контраста объекта относительно ложных целей и подстилающей поверхности за счет радиоэлектронной имитации последних, обеспечение возможности проявления спекл-эффекта, разрушающего радиолокационное изображение объекта. Способ создания ретранслированных помех включает прием зондирующих сигналов РЛС бокового обзора каждой из станций помех, размещенных по периметру защищаемой зоны, измерение длительности и периода повторения зондирующих сигналов, формирование многократно излучаемой помехи, коррелированной с зондированием, в виде копий принимаемых сигналов, введение задержки излучения копий принимаемых сигналов и сдвига несущей частоты помехи, изменяемых программно от периода к периоду повторения зондирующих сигналов, прием сигналов радионавигационной космической системы ГЛОНАСС, излучение указанной помехи с наклонной поляризацией, выделение из структуры космических радиосигналов кодовых сигналов, формирование при выделении кодовых сигналов опорных импульсных последовательностей и использование их при формировании помехи и синхронизации станций помех, работающих в совокупности. 1 ил.

Способ создания ретранслированных помех, включающий прием зондирующих сигналов РЛС бокового обзора каждой из станций помех, размещенных по периметру защищаемой зоны, измерение длительности и периода повторения зондирующих сигналов, формирование многократно излучаемой помехи, коррелированной с зондированием, в виде копий принимаемых сигналов, введение задержки излучения копий принимаемых сигналов и сдвига несущей частоты помехи, а также прием сигналов радионавигационной космической системы ГЛОНАСС, последующее изменение программно от периода к периоду повторения зондирующих сигналов введенных задержки и частотного сдвига, излучение указанной помехи с наклонной поляризацией, выделение из структуры космических радиосигналов кодовых сигналов, формирование при выделении кодовых сигналов опорных импульсных последовательностей и использование их при формировании помехи и синхронизации станций помех, работающих в совокупности.