СПОСОБ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СРЕДСТВА ШИРОКОПОЛОСНОЙ РАДИОСВЯЗИ НА ОСНОВЕ ФОРМИРОВАНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ СВЕРХКОРОТКИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИМПУЛЬСОВ Российский патент 2016 года по МПК H01Q21/06 

Изобретение относится к радиотехнике, а более конкретно к радиосвязи, и может быть использовано в способах формирования последовательности сверхкоротких электромагнитных импульсов для воздействия на средства широкополосной радиосвязи.

В настоящее время актуальной задачей является создание новых средств радиоэлектронного воздействия на современные средства широкополосной радиосвязи общего и специального назначения.

Одно из перспективных направлений - разработка способов воздействия на средства широкополосной радиосвязи с использованием сверхкороткого электромагнитного импульса.

Так, известен способ формирования адаптивной помехи, включающий обнаружение сигнала и формирование помехи, при этом дополнительно производят измерение средний частоты боковых полос спектра сигнала, формируют адаптивную помеху по частоте, уровню и времени излучения путем частотной инверсии боковых полос спектра сигнала относительно соответствующих средних частот (Патент RU №2399159 от 16.12.2008, МПК H04K 3/00).

Недостатком указанного изобретения является обязательное наличие устройств обнаружения сигнала, без которых невозможно сформировать эффективную помеху, в результате чего значительно снизить скорость передаваемой информации вплоть до ее полной потери.

Известен также способ формирования помех с применением супермощного электромагнитного импульса, предназначенного для дистанционного поражения электронных компонентов информационно-управляющих систем различного назначения (В. Слюсар - Генераторы супермощных электромагнитных импульсов в информационных войнах - ж. Электроника. Наука, технология, бизнес, выпуск №5, 2002 г.).

Недостатком указанного способа является функциональное поражение - физический вывод из строя всех радиоэлектронных устройств в радиусе действия и для реализации указанного способа необходимо создавать поле сравнительно высокой напряженности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ формирования помех воздействием периодически повторяющимися сверхкороткими электромагнитными импульсами, при этом варьируются амплитуда и частота повторения воздействующих импульсов и одновременно регистрируются последствия их воздействия (Н. Здухов, А.П. Исаев, Ю.В. Парфенов, Б.А. Титов - Методика оценки вероятности сбоев цифровых устройств при воздействии сверхкоротких электромагнитных импульсов // Учреждение Российской академии наук Объединенный институт высоких температур, 2011 г. )

Однако недостатками этого способа является то, что для повышения эффективности воздействия необходимо создавать высокую напряженность электромагнитного поля при высокой частоте повторения импульсов.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение эффективности воздействия сверхкоротких электромагнитных импульсов на средства широкополосной радиосвязи без увеличения напряженности электромагнитного поля.

Технический результат в заявляемом изобретении достигается тем, что в способе воздействия на средства широкополосной радиосвязи на основе формирования последовательности сверхкоротких электромагнитных импульсов, заключающемся в формировании помех периодически повторяющимися сверхкороткими электромагнитными импульсами, при котором варьируются амплитуда и частота повторения импульсов и одновременно регистрируются последствия их воздействия, при этом - взамен периодически повторяющихся импульсов формируют пакеты импульсов при неизменной амплитуде и напряженности электрического поля, следующие с той же частотой повторения, при этом количество импульсов и временная задержка между импульсами в пакете имитируют состояния полезного модулированного сигнала, а частота следования пакетов имитирует символьную скорость передаваемой информации, при этом эффективность воздействия на средства широкополосной связи достигает максимальных значений при соблюдении следующих условий: количество импульсов сопоставимо с максимальным количеством состояний фазомодулированного сигнала, временную задержку между импульсами определяют по формуле:

где - частота центральной несущей частоты, N - порядковый номер импульса, Δt_n - задержка N-ого импульса относительно первого импульса в пакете, а величину периода следования пакетов, обратно пропорциональную максимальной символьной скорости модулированного полезного сигнала, определяют по формуле:

Т≈1/V_{симв. макс.},

где Т - период следования пакетов, V_{симв. макс.} - максимальная символьная скорость передачи данных.

В результате реализации заявляемого технического решения снижается скорость передаваемой информации вплоть до полной ее потери при меньших энергетических затратах.

Применение сверхкороткого электромагнитного импульса как инструмента воздействия на широкополосные средства связи обусловлено особенностью сверхкороткого электромагнитного импульса создавать в пространстве помеху с широким от сотен МГц до единиц ГГц спектром с примерно равномерным заполнением. Данная особенность делает возможным обеспечение одновременного воздействия на поднесущие частоты сигналов с цифровой модуляцией.

Способ поясняется следующими иллюстрациями.

На фиг. 1 изображена последовательность пакетов, состоящих из N сверхкоротких электромагнитных импульсов с периодом следования пакетов Т длительностью сверхкороткого электромагнитного импульса τ, с задержкой между импульсами в пакете Δt.

На фиг. 2 изображена схема воздействия последовательности сверхкоротких электромагнитных импульсов (1) на сигналы широкополосной радиосвязи, при этом первая группа параметров воздействия (I), вторая группа параметров (II), получаемых воздействием (I).

Схема (фиг. 2) поясняет, что длительность сверхкороткого электромагнитного импульса τ (I(2)) влияет на ширину спектра помехи, что приводит к перекрытию центральных несущих частот полезного сигнала (II(5)); частота следования пакетов (I(3)) сверхкоротких электромагнитных импульсов 1/Т имитирует символьную скорость (II(6)) передачи информации полезного сигнала, а временные интервалы Δt (I(4)) между импульсами в пакете имитируют состояния модулированного сигнала (II(7)).

На фиг. 3 изображена схема проведения эксперимента. Наиболее наглядно способ можно реализовать с применением излучателя в виде совокупности генераторов сверхкоротких электромагнитных импульсов, с помощью которых последовательным включением N секторов формируются N импульсов в пакете, при заданной частоте (1/Т) включения групп секторов. Воздействие производится на приемные устройства широкополосных линий связи (персональные, локальные, мобильные беспроводные средства построения сетей передачи данных). В результате повышается эффективность воздействия излучения, как следствие значительно снижается скорость передаваемой информации вплоть до ее полной потери.

В ОАО "МНИРТИ" по данной схеме был проведен ряд экспериментов по воздействию сверхкороткого электромагнитного импульса на широкополосные средства связи.

Схема проведения эксперимента состоит из: генератора сверхкоротких электромагнитных импульсов - 1, широкополосного средства связи, находящегося под воздействием сверхкороткого электромагнитного импульса, - 2, широкополосного средства связи с модулем нагрузочного тестирования беспроводного канала связи с широкополосным средством связи, находящегося под воздействием сверхкороткого электромагнитного импульса, - 3, измерителя-преобразователя импульсного электрического поля - 4, цифрового регистратора - 5.

Генератор сверхкоротких электромагнитных импульсов 1 формирует импульсы либо пакеты импульсов, следующие с фиксированной частотой, импульсы в пакете отстоят друг от друга на расстоянии, соизмеримом с периодом поднесущей частоты полезного сигнала, которые воздействуют на антенну широкополосного средства связи 2 и регистрируются на цифровом регистраторе 5 посредством измерителя импульсного электрического поля 4, при этом на широкополосном средстве связи с модулем нагрузочного тестирования 3 проводится измерение количества потерянных пакетов.

Под действием последовательностей пакетов сверхкоротких электромагнитных импульсов изменяется форма принимаемого полезного сигнала.

Экспериментально подтверждено повышение эффективности при воздействии на средство связи с сигналом, модулированным квадратурно фазовой манипуляцией с несколькими ортогонально разнесенными поднесущими: при формировании пакетов, состоящих из двух импульсов, при той же частоте следования, количество потерянных пакетов полезного составляло около 70%, тогда как при тех же расстояниях и напряженности электрического поля, при следовании единичных импульсов, количество потерянных пакетов было около 40%, при неизменной напряженности электромагнитного поля. Можно сделать вывод - при одновременном увеличении числа импульсов в пакете и частоты следования пакетов эффективность воздействия будет увеличиваться.

Изобретение относится к радиосвязи. Технический результат - повышение эффективности воздействия сверхкоротких электромагнитных импульсов на средства широкополосной радиосвязи без увеличения напряженности электромагнитного поля. В способе варьируются амплитуда и частота повторения импульсов и одновременно регистрируются последствия их воздействия, при этом формируют пакеты импульсов при неизменной амплитуде и напряженности электрического поля, следующие с той же частотой повторения, при этом количество импульсов и временная задержка между импульсами в пакете имитируют состояния полезного модулированного сигнала, а частота следования пакетов имитирует символьную скорость передаваемой информации, при этом эффективность воздействия на средства широкополосной связи достигает максимальных значений при соблюдении следующих условий: количество импульсов сопоставимо с максимальным количеством состояний фазомодулированного сигнала. 3 ил.

Способ воздействия на средства широкополосной радиосвязи на основе формирования последовательности сверхкоротких электромагнитных импульсов, заключающийся в формировании помех периодически повторяющимися сверхкороткими электромагнитными импульсами, при котором варьируются амплитуда и частота повторения импульсов и одновременно регистрируются последствия их воздействия, отличающийся тем, что взамен периодически повторяющихся импульсов формируют пакеты импульсов при неизменной амплитуде и напряженности электрического поля, следующие с той же частотой повторения, при этом количество импульсов и временная задержка между импульсами в пакете имитируют состояния полезного модулированного сигнала, а частота следования пакетов имитирует символьную скорость передаваемой информации, при этом эффективность воздействия на средства широкополосной связи достигает максимальных значений при соблюдении следующих условий: количество импульсов сопоставимо с максимальным количеством состояний фазомодулированного сигнала, временную задержку между импульсами определяют по формуле:
где - частота центральной несущей частоты, N - порядковый номер импульса, Δt_n - задержка N-ого импульса относительно первого импульса в пакете, а величину периода следования пакетов, обратно пропорциональную максимальной символьной скорости модулированного полезного сигнала, определяют по формуле:
Т≈1/V_{симв. макс.}, где Т - период следования пакетов, V_{симв. макс.} - максимальная символьная скорость передачи данных.