Станция активных помех Российский патент 2018 года по МПК G01S7/38 

Изобретение относится к области радиоэлектронной борьбы и предназначено для использования в комплексах радиоэлектронного подавления и может использоваться в аппаратуре радиотехнической защиты летательных аппаратов.

В современных условиях для защиты летательных аппаратов от разведки и поражения высокоточными средствами противника широко используются индивидуальные средства радиоэлектронной борьбы.

Станциями индивидуальной защиты снабжают летательные аппараты для противодействия сопровождающих радиолокационных средств противника и наведения на них управляемых сигналов помех.

Так, известна станция радиопомех с автоподстройкой на частоту подавляемого средства, содержащая приемно-передающую антенну, переключатель прием-передача, импульсный генератор приемопередатчика, УВЧ, смеситель приемника, УПЧ, ограничитель, дискриминатор, модулятор, гетеродин, высокочастотные цепи, смеситель передатчика, генератор промежуточной частоты, модулятор, частотный модулятор, производящий попеременное включение приемника и передатчика, позволяющая с помощью приемника определение частоты сигналов станции противника и обеспечивающая автоматическую перестройку частоты передатчика на частоту принятого сигнала (Патент США №3431496 от 27.05.1966).

В известной станции помех отсутствуют средства, позволяющие оценить степень соответствия параметров подавляемого сигнала и сформированной помехи, возможность идентификации приоритетной цели, отсутствует система определения частоты, а также конструкция указанного устройства не позволяет использовать ее в малогабаритной аппаратуре, расчитанной под различные виды сигналов и используемой для радиотехнической защиты ЛА.

Известна также система электронного радиопротиводействия, содержащая приемную антенну, приемник, фильтр, генератор непрерывного сигнала, детектор видеосигналов, импульсный генератор, схему стробирования, передающую антенну, обеспечивающая излучение непрерывного сигнала на рабочей частоте радиолокатора, прерываемого синхронно с каждым периодом повторения импульсов радиолокатора, принимаемых приемником (Патент США N 4307400 от 22.12.81).

Недостатками известной системы электронного радиопротиводействия являются отсутствие средств определения параметров принятого сигнала и, адаптивных входящему сигналу, сигнала сформированной помехи, а также конструкция указанного устройства не позволяет использовать его в малогабаритной приемо-передающей аппаратуре радиотехнической защиты ЛА.

Известна также станция активных помех, содержащая последовательно соединенные приемную антенну, первый разветвитель сигналов, схему запоминания частоты, а также последовательно соединенные предварительный усилитель с управляющим входом, оконечный усилитель и передающую антенну, а также модулятор, выход которого соединен с управляющим входом предварительного усилителя, и разведывательный приемник, выход которого соединен со входом модулятора, отличающаяся тем, что дополнительно введены: последовательно соединенные аттенюатор с управляющим входом, вход которого подключен к выходу схемы запоминания частоты, и второй разветвитель сигналов, прямой выход которого подключен к входу предварительного усилителя; дифференциальный усилитель, выход которого подключен к управляющему входу аттенюатора; второй пиковый детектор, выход которого подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя; второй амплитудный детектор, вход и выход которого подключены соответственно к ответвленному выходу второго разветвителя сигналов и входу второго пикового детектора; первый пиковый детектор, выход которого подключен к неинвертирующему входу дифференциального усилителя; первый амплитудный детектор, вход и выход которого подключены соответственно к ответвленному выходу первого разветвителя сигналов и входу первого пикового детектора (Патент на изобретение RU №2446414 от 18.10.2010).

В известной станции помех отсутствуют средства, позволяющие оценить степень соответствия параметров подавляемого сигнала и сформированной помехи, отсутствует система определения частоты, а также конструкция указанного устройства не позволяет использовать в малогабаритной приемопередающей аппаратуре радиотехнической защиты ЛА.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является сверхбыстродействующее гетеродинное устройство электронного радиопротиводействия, предназначенное для понижения радиочастоты сигнала, преобразования ее в цифровую форму и записи в магнитное запоминающее устройство (ЗУ) с произвольной выборкой, одновременно на это ЗУ могут записываться и считываться несколько радиолокационных сигналов с любыми видами частотной и фазовой модуляции, включающее приемную антенну, соединенную с предварительным усилителем приемника, выход которого последовательно соединен через разветвитель с входами детектора и общего смесителя, выход с которого последовательно соединен с входами двух, расположенных параллельно, смесителей, два выхода которых соединены соответственно с входами, параллельно расположенных, преобразователей «аналог-цифра», выходы которых в свою очередь последовательно соединены с входами параллельно расположенных быстродействующих магнитных ЗУ с произвольным доступом, выходы которых последовательно соединены с входами параллельно расположенных преобразователями «цифра-аналог», выходы которых последовательно соединены с входами смесителей, расположенных параллельно друг другу, выходы смесителей соединены с входом общего смесителя, выход которого соединен последовательно с входом усилителя мощности и далее с передающей антенной, кроме того - вход первого смесителя соединен последовательно с выходом разветвителя, вход которого соединен последовательно с выходом опорного генератора 1 ГГц, выход которого соединен последовательно с входом второго разветвителя, выход которого соединен последовательно с входом схемы развязки, выход которой соединен с входом второго смесителя, а выход первого разветвителя последовательно соединен с входом схемы развязки, выход которой соединен с входом первого смесителя, выход со схемы развязки соединен с входами смесителей и линия развязки соединена с блоком опорных генераторов первого гетеродина, который предназначен для формирования частот первого гетеродина. В рассмотренном устройстве для понижения и восстановления радиочастоты применены два гетеродина. Первый понижает радиочастоту сигналов до 0,75-1,25 ГГц (границы, соответствующие заданной ширине полосы сигнала). Частота второго гетеродина 1 ГГц. Снимаемый с его детектора сигнал полосой ±250 МГц, поступает на преобразователь «аналог-цифра», а затем записывается магнитным ЗУ.

На фиг. 1 представлена функциональная схема прототипа.

В состав функциональной схемы прототипа в соответствии с фиг. 1 входят следующие устройства:

1 - приемная антенна;

2 - предварительный усилитель приемника;

3 - детектор;

4 - смеситель общий;

4¹, 4¹¹ - смесители;

5, 5¹ - преобразователи «аналог-цифра»;

6, 6¹ - быстродействующие магнитные ЗУ с произвольным доступом;

7, 7¹ - преобразователи «цифра-аналог»;

8 - программирующее устройство;

9, 9¹ - разветвители;

10, 10¹, 10¹¹ - схемы развязки;

11 - опорный генератор 1 ГГц;

12 - блок опорных генераторов первого гетеродина;

13 - усилитель мощности;

14 - передающая антенна.

Допустимая ширина спектра записываемого сигнала (и, следовательно, шага аналого-цифрового преобразования) определяется уровнем быстродействия цифровых элементов.

Указанное устройство характеризуется простотой ввода в считываемый из памяти сигнал ложного доплеровского частотного сдвига. Для этого в петлю его гетеродина включаются управляемые быстродействующие цифровые синтезаторы частоты, среди которых известны образцы сантиметрового диапазона волн с разрешающей способностью в единицы герц, обеспечивающие подавление истинной радиочастоты РЛС на 60-70 дБ и ее изменение по любому закону в пределах сотен килогерц (Афинов В. «Эволюция авиационных средств РЭБ и их применение в вооруженных конфликтах» - Зарубежное военное обозрение, №3, 1998 г.).

Недостатками прототипа являются то, что формирование помехи происходит путем фильтрации входящего сигнала, анализа его в блоке с использованием различных опорных генераторов первого гетеродина и сравнение значений сигнала с существующими в памяти устройства с определенными погрешностями, что нарушает когерентность ответного сигнала, отсутствует панорамная система определения частоты, а также конструкция указанного устройства выполнена на основе устаревших технологических решений и не позволяет использовать ее в малогабаритной приемо-передающей аппаратуре радиотехнической защиты ЛА.

Технической задачей изобретения является создание станции активных помех, обеспечивающей повышение эффективности подавления сигналов, имеющих различные виды модуляции и временные расстановки, от радиоэлектронных средств с перестройкой по частоте путем когерентного запоминания и создания преднамеренных прицельных и шумовых активных помех по дальности, скорости и угловым каналам обнаружения с мгновенным панорамным определением несущей частоты, длительности импульса временных параметров, расстановку сигналов, ее когерентное запоминание и воспроизведение с возможностью модуляции по каждому параметру и перестройкой на рабочую частоту принятого сигнала от радиоэлектронных средств, с обеспечением переизлучения с необходимым энергопотенциалом, а также создание конструкции указанного устройства, обеспечивающего прием-передачу в одноточечном размещении - в едином контейнере, позволяющим использовать ее в аппаратуре радиоэлектронной защиты ЛА и обеспечить простоту сборки, надежность, уменьшение массогабаритных характеристик.

Указанная техническая задача изобретения решается таким образом, что станция активных помех включает: приемную антенну передней полусферы - ППС, приемную антенну задней полусферы - ЗПС, два малошумящих усилителя, входную переключающую матрицу, два понижающих конвертера, два синтезатора частоты гетеродина, два смесителя, два программируемых устройства управления, два преобразователя «аналог-цифра», два быстродействующих ЗУ с произвольным доступом, два синтезатора частоты 1 ГГц, два преобразователя «цифра-аналог», два модулятора, два повышающих конвертора, выходную переключающую матрицу, два усилителя мощности, передающую антенну ППС и передающую антенну ЗПС, два блока определения частоты входного сигнала, устройство связи и управления, при этом выход антенны ППС или ЗПС соединен последовательно с входами параллельно расположенных малошумящих усилителей, выходы которых последовательно соединены с входами входной переключающей матрицы, два выхода сигнала ППС или ЗПС, расположенных параллельно, соединены последовательно с входами двух, расположенных параллельно, понижающих конвертеров, выходы которых соединены последовательно с входами двух, расположенных параллельно, смесителей, выходы которых соединены последовательно с входами двух, параллельно расположенных, быстродействующих ЗУ с произвольным доступом, выходы которых соединены последовательно с входами двух параллельных преобразователей «цифра-аналог», выходы которых последовательно соединены с входами двух повышающих параллельных конвертеров, выходы которых соединены последовательно с входами выходной переключающей матрицы, два выхода которой соединены с входами двух, параллельно расположенных, усилителей мощности, выходы которых соединены с входами параллельно расположенных передающих антенн - ППС или ЗПС, кроме того, выходы с линий поступления сигналов ППС и ЗПС соединены с входами двух, параллельно расположенных, блоков определения частоты входного сигнала, входы понижающих конвертеров соединены последовательно с выходами синтезаторов частот гетеродина, входы двух смесителей соединены с выходами двух, параллельно расположенных, синтезаторов частоты 1 ГГЦ, выходы которых соответственно последовательно соединены с входами двух модуляторов, а входы синтезаторов частоты гетеродина, расположенных параллельно, связаны последовательно с входами двух, параллельно расположенных, повышающих конвертеров, выходы блоков определения частоты входного сигнала, расположенных параллельно, соединены с входами программируемых, параллельно расположенных, устройств управления, выходы которых в свою очередь соединены с входами синтезаторов частоты гетеродина, в свою очередь выход устройства связи и управления последовательно соединен с двумя, расположенными параллельно, программируемыми устройствами управления, а устройство связи и управления взаимодействует с БРЭО.

Кроме того - станция активных помех может быть выполнена конструктивно в блочно-модульном исполнении, при этом - каждый блок станции помех состоит из отдельных модулей, и включает: приемные антенны - ППС и ЗПС, два блока антенных устройств, блок измерения частоты принимаемого сигнала, два блока СВЧ-коммутаторов, два блока - усилителей мощности, блок формирования сигнала, блок управления и контроля состояний, причем выходы каждого антенного блока - ППС и ЗПС последовательно соединены с входами блока мгновенного измерения частоты принимаемого сигнала, выход которого последовательно соединен с блоком преобразований напряжений питания и СВЧ-коммутации, выход которого последовательно соединен с входом анализа и формирования сигнала, а выход блока формирования СВЧ-сигналов последовательно соединен с входом блока преобразования напряжений и СВЧ-модуляции, а питающей шиной объединяются - блок мгновенного измерения частоты принимаемого сигнала, блок преобразования напряжений питающей и СВЧ-коммутации, блок анализа и формирования сигналов и блок управления контроля состояния связями «туда-обратно», которые соединены друг с другом и с антенными блоками - ППС и ЗПС с СВЧ-коммутаторами -для ППС и ЗПС и с блоками выходных усилителей мощности -для ППС и ЗПС, в свою очередь выходы блока преобразования напряжения питания и СВЧ-коммутации соединены с входами блоков усилителей мощности, выходы блоков усилителей мощности соединены с входами СВЧ-коммутаторов, выходы которых соединены с входами антенных устройств - для ППС и ЗПС, а также выходы с СВЧ-коммутаторов соединены с входами антенных блоков.

Кроме того - станция активных помех реализована в одноточечном одноконтейнерном варианте, согласована с ЛА по аэродинамическим характеристикам и размещена на одном узле подвески под крылом ЛА, имеет автономную систему охлаждения и геометрические характеристики, обеспечивающие минимальное затенение корпусом самолета, при этом контейнер исключает возможность повреждения модулей, входящих в конструкцию станции активных помех, обладает повышенной надежностью функционирования, и, в силу своей унификации, может быть использован для ЛА различных производителей.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, на которых приведены:

на фиг. 2 представлена функциональная схема заявляемой станции активных помех.

На фиг. 3 представлена структурная схема блочно-модульной конструкции станции активных помех.

Заявляемая станция активных помех предназначена для индивидуальной и индивидуально-взаимной защиты самолетов серии МиГ и, в силу своей модульности и унифицированности, функциональных и конструктивных особенностей, может быть использована для ЛА других производителей путем создания преднамеренных, согласованных по спектру (когерентных) активных помех радиоэлектронным средствам противника с любым видом сигналов.

В состав функциональной схемы заявляемой станции активных помех в соответствии с фиг. 2 входят следующие устройства:

1 - приемная антенна ППС;

2 - приемная антенна ЗПС;

3, 3¹ - малошумящие усилители;

4 - входная переключающая матрица;

5, 5¹ - понижающие конвертеры;

6, 6¹ - синтезаторы частоты гетеродина;

7, 7¹ - смесители;

8, 8¹ - программируемое устройство управления;

9, 9¹ - преобразователи «аналог-цифра»;

10, 10¹ - быстродействующие ЗУ с произвольным доступом;

11, 11¹, 11¹¹ - синтезаторы частоты 1 ГГц;

12, 12¹ - преобразователи «цифра-аналог»;

13, 13¹ - модуляторы;

14, 14¹ - повышающие конвертеры;

15 - выходная переключающая матрица;

16, 16¹ - усилители мощности;

17 - передающая антенна ЗПС;

18 - передающая антенна ППС;

19, 19¹ - блок определения частоты входного сигнала;

20 - устройство связи и управления.

При этом выход антенны ППС (1) или ЗПС (2), расположенные параллельно, соединены последовательно с входами малошумящего усилителя (3, 3¹), выходы которых соединены последовательно с входом входной переключающей матрицы (4), два выхода сигнала входной переключающей матрицы соединены последовательно с входами двух, параллельно расположенных, понижающих конвертера (5, 5¹), выходы которых последовательно соединены с входами двух, параллельно расположенных, смесителей (7, 7¹), выходы которых соединены последовательно с входами, параллельно расположенных, преобразователей «аналог-цифра» (9, 9¹), выходы которых последовательно соединены с входами двух, параллельно расположенных, быстродействующих ЗУ с произвольным доступом (10, 10¹), выходы которых последовательно соединены с входами двух, параллельно расположенных, преобразователей «цифра-аналог» (12, 12¹), выходы которых последовательно соединены с входами двух модуляторов, расположенных параллельно (13, 13¹), выходы которых соединены с входами, расположенных параллельно, повышающих конвертеров (14, 14¹), выходы которых соединены последовательно соединены с входами выходной переключающей матрицы (15), два выхода которой соединены с входами двух, параллельно расположенных, усилителей мощности (16, 16¹), выходы которых соединены с входами передающих антенн (16) (ППС) или 17 (ЗПС), расположенных параллельно, кроме того - выходы с линий поступления сигналов (ППС и ЗПС) соединены с входами двух, параллельно расположенных, блоков определения частоты входного сигнала (19, 19¹), а входы понижающих, расположенных параллельно, конвертеров (5, 5¹) соединены с выходами двух, расположенных параллельно, синтезаторов частот гетеродина (6, 6¹), входы двух смесителей (7, 7¹) соединены последовательно с выходами двух синтезаторов частоты 1 ГГц (11, 11¹), выходы которых соответственно последовательно соединены с входами двух модуляторов (13, 13¹), а входы синтезаторов частоты гетеродина, расположенный параллельно, (6, 6¹) связаны последовательно с входами двух повышающих конвертеров (14, 14¹), выходы блоков определения частоты входного сигнала (19, 19¹) соединены последовательно с входами программируемого устройства управления (8, 8¹), выходы которых в свою очередь соединены последовательно с входами синтезаторов частоты гетеродина (6, 6¹), в свою очередь выход устройства связи и управления (20) последовательно соединен с двумя, расположенными параллельно, программируемыми устройствами управления (8, 8¹), а устройства связи и управления (8, 8¹) взаимодействуют с бортом ЛА.

Заявляемая станция активных помех работает следующим образом. Сигналы РЛС принимаются приемными антеннами передней полусферы (ППС) или задней полусферы (ЗПС), частота каждого сигнала определяет несущую, а ширина полосы частот - параметры информационной импульсной последовательности, далее с выхода антенн (1 или 2) сигнал поступает последовательно на вход малошумящего усилителя - для уменьшения шума сигнала и повышения чувствительности конвертора с коэффициентом усиления не менее 25-35 дБ и с коэффициентом шума - не более 1,0 дБ. Далее сигнал поступает на вход двухканальной, переключающей сигналы, матрицы (3), куда сигналы (ППС или ЗПС) поступают на любой свободный канал и могут переключаться в любой последовательности, далее каждый сигнал с выхода входной переключающей матрицы последовательно поступает на вход понижающего конвертера (5 или 5¹) - гетеродина, служащего для преобразования частоты СВЧ в более низкую частоту, называемую промежуточной с целью передачи сигнала с наименьшими потерями. С выхода понижающего конвертера (5 или 5¹) сигнал (ППС или ЗПС) поступает последовательно на вход смесителя (7, 7¹) и далее - с выхода смесителя (7, 7¹) на вход преобразователя «аналог-цифра» (АЦП) (9 и 9¹), в котором происходит преобразование аналогового сигнала в дискретный код - цифровой сигнал. Далее цифровой сигнал с выхода АЦП передается на вход быстродействующего ЗУ с произвольным доступом (10, 10¹), где применяется технология цифровой радиочастотной памяти сигнала, его хранение и обработка, указанное устройство оборудовано линией задержки, в которой на время формирования позиционного кода входной сигнал задерживается, его частота запоминается, воспроизводит копии входных сигналов, благодаря применению технологии цифровой радиочастотной памяти обеспечивается преобразование частоты входного высокочастотного сигнала, принятого от РЛС, его фильтрация, преобразование в цифровую форму, хранение и обработка, далее сигнал поступает с выхода ЗУ на вход преобразователя «цифра-аналог» (12, 12¹), с выхода которого поступает на вход модулятора (13, 13¹), в котором наделяется соответствующей помеховой модуляцией. Сформированный таким образом помеховый сигнал поступает на вход повышающего конвертера (14, 14¹), с выхода которого на выходную переключающую матрицу (15), с выхода выходной переключающей матрицы (15), сигнал по одному из свободных каналов усиливается в усилителе (16, 16¹), поступая на его вход и далее усиленный сигнал с выхода усилителя поступает на передающую антенну (17, 17¹), и излучается ей в сторону подавляемой РЛС.

На устройстве определения частоты сигнала (19, 19¹) формируется код сигнала (его цифровая характеристика). С выходов блоков определения частоты входного сигнала (сигнала ППС или ЗПС) (19, 19¹) код сигнала поступает на вход программируемых устройств управления (8, 8¹), куда также поступает сигнал с устройства связи и управления (20), которое управляет работой станции активных помех. А далее с выходов программируемых устройств управленя (8, 8¹) код сигнала поступает на вход синтезаторов частоты гетеродина (6, 6¹), а также с выходов программируемых устройств управления сигнал подается на входы преобразователя «аналог-цифра» (9, 9¹), с выхода синтезаторов частоты 1 ГГц (11, 11¹) сигнал кодовый подается на входы смесителей (7, 7¹) и входы модуляторов (13, 13¹), а с выходов синтезаторов частоты гетеродина (6, 6¹) код сигнала поступает на входы повышающих конвертеров (14, 14¹).

Процессоры управления станцией радиопомех предназначены для управления составными устройствами, входящими в состав станции радиопомех и может представлять устройство, управляющее станцией и работающее по жестким алгоритмам.

Антенны (ППС или ЗПС) служат для приема в заданном секторе по азимуту и углу места СВЧ-сигналов РЭС УО, облучающих объект.

Малошумящий усилитель необходим для предварительного усиления входных СВЧ-сигналов станции.

Переключающие матрицы осуществляют выбор между антеннами ППС и ЗПС для излучения сигнала.

Устройства преобразования сигнала, включающие: понижающий и повышающий конвертер, синтезатор частоты гетеродина, смеситель, преобразователь «аналог-цифра», быстродействующее ЗУ с произвольным доступом, синтезатор частоты 1 ГГц, преобразователь «цифра-аналог», модулятор, повышающий конвертор осуществляют поиск сигналов по частоте от вражеских РЭС УО, которые облучают станцию и определение частоты принимаемого сигнала, задержку входного СВЧ-сигнала на время формирования кода управления синтезаторами и настройку канала цифровой радиочастотной памяти на его частоту, формирование кода управления канала цифровой радиочастотной памяти для его настройки на частоту входного СВЧ-сигнала; распределение входных СВЧ-сигналов, поступающих от приемных антенн ППС и ЗПС, по входам приемо-передающих устройств анализа и формирование сигналов на основе цифровой радиочастотной памяти, осуществляет запись цифрового сигнала и многократного воспроизведения точных копий сигналов, облучающих ЛА от РЭС УО, осуществляют формирование спецсигналов не менее чем четырем подавляемым радиолокационным средствам с непрерывным, квазинепрерывным, импульсным и длинноимпульсным излучением.

Устройство связи и управления предназначено для: включения станции; управления работой устройств станции активных помех, распределения и подачи питающих напряжений на устройства; защиты устройств по цепям питания; для связи станции с бортовым радиоэлектронным оборудованием и системой энергоснабжения объекта, выработки рабочей программы станции.

Станция активных помех обеспечивает мгновенную ширину полосы частот не более 500 МГц и имеет в своем составе аналого-цифровые преобразователи (АЦП), цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), арифметические логические устройства (АЛУ), интерфейсы.

Основными условиями неискаженного реконструирования запоминаемого сигнала являются высокая стабильность гетеродина и использование тактовой частоты записи не менее значения величины мгновенной полосы частот записываемого сигнала.

Так как БРЛС работает на заданной определенной частоте, а излучаемый ею импульс не обнаруживается постановщиком помех цели, то он несет полезную информацию о цели, и помеха не воздействует на функционирование ЛА.

Заявляемая станция активных помех отличается от аналогов и прототипа применением принципиально новой системой приема, обработки, передачи СВЧ-сигнала и формирования помехи.

В аналогах и прототипе после обнаружения сигнала излучения от РЛС, его частота запоминается в устройствах запоминания частоты, проходя ряд фильтров, а затем эти значения сравниваются с запомненными и формируется сигнал помехи на определенной частоте.

В этом случае импульсный источник индивидуальной защиты цели, обнаружив приход импульса РЭС, излучает помеху на определенной частоте, направленную на нарушение функционирования (срыва сопровождения) источника излучения.

В заявляемой же станции активных помех для повышения эффективности подавления сигналов от радиоэлектронных средств с перестройкой частоты путем создания преднамеренных прицельных активных помех по дальности, скорости и угловым координатам с мгновенным определением несущей частоты, ее перестройкой на частоту радиоэлектронных средств неприятеля, применяется система формирования цифровой радиочастотной памяти, которая обеспечивает запоминание частот, анализ сигналов РЭС противника, формирование их в цифровом виде и мгновенную перестройку несущей частоты на их частоту, а далее - воспроизведение точных копий сигналов, облучающих ЛА от РЭС, выбора оптимального вида воспроизводимых сигналов, формирования на их основе имитационных и шумовых спецсигналов не менее, чем четырем подавляемым РЭС, проведения встроенного контроля и распределения воспроизводимых копий сигналов по входам выходных усилителей и излучамых антенн. Что приводит к повышению эффективности подавления сигналов станцией активных помех.

Еще одной из важнейших задач изобретения является разработка компактной конструкции станции активных помех, позволяющая использовать ее в аппаратуре радиотехнической защиты ЛА, обеспечивающая возможность ее модернизации и адаптации для ЛА различных производителей, возможность компоновки модулей станции помех в одном контейнере и крепления контейнера на корпусе ЛА.

Во всех известных источниках информации - прототипе и аналогах, рассмотренных выше, описаны жестко скомпонованные структуры станций помех, архитектуру которых невозможно изменить таким образом, чтобы разместить ее в одном корпусе и закрепить на корпусе ЛА.

Решить эту задачу можно созданием станции активных помех блочно-модульной конструкции, функциональные особенности передачи сигнала которой сохраняются с первоначальным описанием и, в соответствии со схемой на фиг. 2.

Благодаря созданию блочно-модульной конструкции, можно получить ряд важнейших преимуществ:

- возможно создание архитектуры с требуемым количеством модулей, размещенных в соответствии с структурой их взаимодействия;

- возможно одновременно в одном и том же блоке регулировать рабочие параметры модулей и устройств;

- модули могут быть установлены индивидуально, тем самым, упрощая архитектуру предлагаемого блока;

- модули могут быть индивидуально управляемы, индивидуально диагностированы и, возможно, отключаемы в случае неисправности, не оказывая при этом негативное влияние на работу остальных модулей и всего блока в целом, а также всей станции помех.

В зависимости от задач, которые ставятся перед станцией активных помех, они имеют различные схемы построения, но во всех станциях активных помех можно выделить блоки, которые являются основными при ее построении.

Так, известна контейнерная станция активных помех индивидуальной защиты САП 518, предназначенная для защиты самолета типа Су-34МК от поражения современными и перспективными ракетами класса «поверхность-воздух» и «воздух-воздух», которая работает в диапазоне 5-18 ГГц и размещается в двух подвесных контейнерах, которые устанавливаются на концах крыльев самолета, при этом - в одном контейнере находится приемник, который служит для определения частоты излучающего сигнала, во втором - передатчик - для формирования ответного сигнала помехи. (Анатолий Соколов - по материалам ОНТИ ЦАГИ, №44-2014 Росинформбюро, Новости: Армия 2017 Спецпроект "Военторг" «Самолетная станция САП 518: Превосходство признали в США»).

Известна также контейнерная станция активных помех МП-411Э, которая предназначена для создания активных дезинформирующих помех радиолокационным станциям управления оружием в целях защиты тактической группы надводных кораблей за счет затруднения классификации и снижения вероятности выбора главной цели в их составе, а также для индивидуальной защиты надводных кораблей, вспомогательных судов и имитации нахождения кораблей в базах и на якорных станциях, располагается в двух контейнерах (сайт: KRET.com)

В этих источниках информации станции активных помех, имеющие блочно-модульную структуру, размещаются в двух и более контейнерах.

В соответствии со структурной схемой (фиг. 3) блочно-модульная конструкция станции активных помех состоит из имеющих модульную структуру следующих устройств и блоков:

1 - приемная (ППС) антенна;

1¹ - приемная (ЗПС) антенна;

2 - антенный блок (ППС) станции;

2¹ - антенный блок (ЗПС) станции;

3 - блок мгновенного измерения частоты принимаемого сигнала;

4 - блок преобразования напряжений и СВЧ-модуляции;

5 - блок формирования СВЧ-сигналов;

6 - блок управления и контроля состояния;

7 - блок СВЧ-коммутации;

8 - блок усиления мощности (ППС);

9 - блок усиления мощности (ЗПС);

10, 10¹ - питающие шины.

При этом каждый блок станции помех состоит из отдельных модулей и включает приемные антенные (ППС и ЗПС), два блока антенных устройств, блок измерения частоты принимаемого сигнала, два блока СВЧ-коммутатора, два блока - усилителя мощности, блок формирования сигнала, блок управления и контроля состояний, причем выходы каждого антенного блока (ППС и ЗПС) последовательно соединены с входами блока мгновенного измерения частоты принимаемого сигнала, выход которого последовательно соединен с блоком преобразований напряжений питания и СВЧ-коммутации, выход которого последовательно соединен с входом анализа формирования сигнала, а питающей шиной объединяются - блок мгновенного измерения чистоты принимаемого сигнала, блок преобразования напряжений питающей и СВЧ-коммутации, блок анализа и формирования сигналов и блок управления и контроля состояния связями «туда-обратно», которые соединены друг с другом и с антенными блоками (ППС и ЗПС) с СВЧ-коммутаторами (для ППС и ЗПС) и с блоками выходных усилителей мощности (для ППС и ЗПС), в свою очередь выходы блока преобразования напряжения питания и СВЧ-коммутации соединены с входами блоков усилителей мощности, выходы блоков усилителей мощности соединены с входами СВЧ-коммутаторов, выходы которых соединены в входами антенных устройств (для ППС и ЗПС), а также выходы с СВЧ-коммутаторов соединены с входами антенных блоков.

Каждый из блоков станции активных помех выполняет свою функцию.

Блок мгновенного измерения частоты принимаемого сигнала (3)

предназначен для:

- быстрого определения частоты импульсных входных СВЧ-сигналов с помощью частотно-избирательного разветвления с последующим детектированием и формированием информации о частоте входного сигнала в виде кода номера частотного канала, в полосе которого обнаружен входной сигнал;

- задержки входного СВЧ-сигнала на время формирования кода управления синтезаторами в блоке анализа и формирования сигнала;

- переключения задержанных или не задержанных (в режиме ретрансляции) входных сигналов, поступающих от приемных антенн ППС и ЗПС на два СВЧ-выхода блока соответственно.

Блок анализа и формирования сигнала (5) предназначен для:

- цифровой записи и воспроизведения копий сигналов облучающей ЛА РЭС УО;

- анализа сигналов и распознавания типов обнаруженных сигналов;

- выбора оптимального вида воспроизводимых сигналов в зависимости от этапа работы и типа РЭС УО, облучающих объект;

- формирования на основе воспроизводимых копий имитационных и шумовых помех;

- управления работой блоков и узлов изделия;

- цифровой обработки сигналов, поступающих от блоков и устройств изделия, а также сигналов от других изделий поступающих по интерфейсам связи с БРЭО.

Блок преобразования напряжений питания и ВСЧ коммутации (4) предназначен для:

- загрузки полетного задания и считывания результатов работы изделия;

- записи, с привязкой по времени, информации о состоянии работы устройств изделия, о параметрах входных СВЧ-сигналов, а также реакции цифровой радиочастотной памяти на входные воздействия;

- распределения воспроизводимых копий сигналов по входам 2-х выходных усилителей;

- формирования вторичных питающих напряжений.

Антенные блоки ППС (2) и ЗПС (2¹) предназначены для:

- приема в секторе по азимуту ±45 градусов и углу места ±30 градусов СВЧ-сигналов РЭС УО, облучающих объект;

- предварительного усиления входных СВЧ-сигналов;

- излучения выходных СВЧ-сигналов изделия, сформированных блоком анализа и формирования сигналов и усиленных блоками выходного усилителя.

Блок управления и контроля состояния (6) предназначен для:

- включения изделия;

- распределения и подачи питающих напряжений на блоки;

- защиты блоков по цепям питания от короткого замыкания;

- индикации исправности плавких вставок;

- связи изделия с бортовым радиоэлектронным оборудованием и системой энергоснабжения объекта, а также для связи с пультом управления пилота.

Блок выходного усилителя мощности ППС - (8) и блок выходного усилителя мощности ЗПС (9) (выходные усилители) предназначены для усиления излучаемого сигнала.

Переключатели СВЧ-коммутаторы (7 и 7¹) предназначены для:

- коммутации выходных СВЧ-сигналов с высоким уровнем мощности на антенный блок (2) (ППС), либо антенный на блок (2¹) (ЗПС).

Включение и выключение станции активных помех осуществляется подачей сигнала на блок управления и контроля состояния с совмещенного пульта управления, расположенного в кабине пилота.

После прихода сигнала включения блок осуществляет распределение первичных напряжений между блоками и устройствами станции активных помех.

Управление режимами работы изделия осуществляется подачей команд с многофункционального индикатора, расположенного в кабине пилота, на модуль разовых команд блока преобразования напряжений питания и СВЧ-коммутации (4) транзитом через блок устройства управления и контроля состояния (6).

Станция активных помех в блочно-модульном исполнении работает следующим образом: зондирующие сигналы РЭС УО принимается приемными антеннами блоков (2) (ППС) и (2¹) (ЗПС) и после усиления поступают на соответствующий конкретной полусфере вход (на первый или на второй) блока мгновенного измерения частоты принимаемого сигнала (3). В этом блоке формируется позиционный код номера частотного канала в полосе, которого обнаружен сигнал. Далее позиционный код номера частотного канала передается в блок анализа и формирования сигналов (5) для настройки устройства цифровой радиочастотной памяти на частоту принимаемого сигнала. На время формирования позиционного кода входной ВЧ сигнал задерживается линией задержки блока (3) мгновенного измерения частоты принимаемого сигнала и затем поступает на ВЧ вход блока преобразования напряжений питания и СВЧ-коммутации (4), в котором происходит его адресная коммутация на ВЧ вход соответствующего канала блока анализа и формирования сигналов (5). Измеренные этим блоком параметры входного сигнала изделия оцениваются по степени опасности и ранжируются по очередности обслуживания. Очередность обслуживания наиболее опасных сигналов учитывается блоком при формировании ответных сигналов РЭС УО, облучающим объект. Блок анализа и формирования сигнала (5) записывает в память копии и параметры входных сигналов, систематически их обновляя. Блок анализа и формирования сигнала (5) воспроизводит копии входных сигналов, наделяя их различными видами модуляции, выбирая их в соответствии с заложенным в картридж блока преобразования напряжений питания и СВЧ-коммутации (4) полетным заданием. Сформированные блоком анализа и формирования сигналов (5) сигналы поступают на вход блока преобразования напряжений питания и СВЧ-коммутации (4), где коммутируются в зависимости от выбранной программы работы и частотного диапазона и поступают на входы соответствующих выходных усилителей мощности (блок 8) и блок (9). В зависимости от направления прихода (ППС или ЗПС) входных сигналов, усиленные выходными усилителями сигналы через волноводные переключатели (7) поступают на передающие антенны блоков (ППС) или (ЗПС), которые излучают их в направлении РЭС УО.

В результате работы станции активных помех у противника создается иллюзия о наличии в воздухе множества целей. Это происходит за счет того, что интенсивность отметок ложных целей превосходит отметку от реальной и последняя на их фоне теряется. Причем ложные цели имеют различные скорости, дальности и координаты.

Станция активных помех создает помехи в переднем и заднем секторах:

- по азимуту ±45 градусов;

- по углу места ±30 градусов.

и обеспечивает одновременное создание преднамеренных прицельных активных помех не менее чем четырем РЭС УО, в том числе радиоголовкам самонаведения (РГСН), при разносе их несущих частот более 100 МГц.

Чувствительность изделия в диапазоне рабочих частот по входу для ИС, НС, КНС и ДИ сигналов составляет не более минус 51 дБВт.

Станция активных помех формирует шумовые и имитационные помехи и обеспечивает формирование следующих видов помех:

- высокочастотная шумовая помеха (ВШП);

- ложные цели (ложные отметки);

- уводящие по дальности;

- уводящие по скорости.

Разработанная малогабаритная станция активных помех имеет блочно-модульную конструкцию, что обеспечивает ее компатность, простоту сборки и надежность, а также уменьшение массогабаритных характеристик блоков и модулей станции.

Известно, что существующие станции активных помех, выполненные в блочно-модульном исполнении - например - САП-518, имеют значительный вес и габаритные размеры блоков, входящих в ее состав, например ее вес составляет более 500 кг, вес же заявляемой станции активных помех составляет менее 100 кг.

Кроме того, заявляемая станция активных помех имеет одноточечную одноконтейнерную структуру, что позволяет минимизировать занятие точек подвесок на ЛА.

Заявляемая станция активных помех в одноконтейнерном варианте согласована с ЛА по аэродинамическим характеристикам и размещена на одном узле подвески под крылом ЛА. Вследствие того что контейнер, в котором располагается заявляемое устройство, имеет небольшие геометрические и массогабаритные характеристики, он практически не снижает летно-тактических характеристик самолета, а также обеспечивает минимальное затенение корпусом самолета.

Контейнер, в котором размещаются блоки станции активных помех снабжен автономной системой охлаждения, которая предназначена для подачи внутрь него воздуха, используемого для охлаждения блоков изделия. Кроме того - контейнер исключает возможность повреждения модулей, входящих в конструкцию станции активных помех, обладает повышенной надежностью функционирования, и, в силу своей унификации, может быть использован для ЛА различных производителей.

Открытая архитектура и блочно-модульная конструкция станции активных помех обеспечивают возможность ее модернизации и использование ее с учетом развития радиоэлектронных средств противника.

Разработанная станция активных помех относится к области радиоэлектронной борьбы и предназначена для повышения эффективности подавления сигналов, принятых от радиоэлектронных средств с обеспечением запоминания частоты и переизлучением ее на частоту радиоэлектронных средств подавления.

Важнейшей характеристикой оценки работы станции активных помех является эффективность помех. В АО «ЦНИРТИ имени академика А.И. Берга» были осуществлены - математическое моделирование, полунатурные и натурные испытания по возможности подавления перспективных радиоэлектронных средств.

Для осуществления эффективного подавления станцией активных помех радиоэлектронных средств были выполнены следующие условия:

- обеспечение точного частотно-временного совмещения интервалов работы подавляемого оборудования и комплексов радиоподавления;

- сформирована наиболее рациональная оптимальная структура помехи;

- обеспечено требуемое соотношение помеха-сигнал на входе подавляемых радиоэлектронных средств, при котором достигается требуемое значение уровня помехи.

- обеспечена когерентность относительно принятого сигнала, что позволяет повысить спектральную плотность помехового сигнала.

В АО «ЦНИРТИ имени академика А.И. Берга» наряду с традиционными методами и видами помех было проведено математическое полунатурное и натурное моделирование организации помех по информационному критерию качества помех, при этом радиолокационная станция рассматривается как измеритель, определяющий параметры цели. Информационный критерий качества помех применим на всех этапах работы РЛС.

В результате моделирования и испытаний получен значительный энергетический выигрыш, что позволяет увеличить эффективность создания активных помех в несколько раз по сравнению со станциями помех предыдущего поколения.

Изобретение относится к области радиоэлектронной борьбы и предназначено для использования в комплексах радиоэлектронного подавления, в частности может использоваться в аппаратуре радиотехнической защиты летательных аппаратов (ЛА). Достигаемый технический результат - создание станции активных помех, обеспечивающей повышение эффективности подавления сигналов, имеющих различные виды модуляции и временные расстановки от радиоэлектронных средств с перестройкой по частоте. Указанный результат достигается за счет определенного выполнения станции активных помех, а также путем когерентного запоминания и создания преднамеренных прицельных и шумовых активных помех по дальности, скорости и угловым каналам обнаружения с мгновенным панорамным определением несущей частоты, длительности импульса временных параметров, расстановку сигналов, ее когерентное запоминание и воспроизведение с возможностью модуляции по каждому параметру и перестройкой на рабочую частоту принятого сигнала от радиоэлектронных средств, с обеспечением переизлучения с необходимым энергопотенциалом, а также создание конструкции указанного устройства, обеспечивающего прием-передачу в одноточечном размещении - в едином контейнере, позволяющем использовать ее в аппаратуре радиоэлектронной защиты ЛА и обеспечить простоту сборки, надежность, уменьшение массогабаритных характеристик. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Станция активных помех включает: приемную антенну передней полусферы - ППС, приемную антенну задней полусферы - ЗПС, два малошумящих усилителя, входную переключающую матрицу, два понижающих конвертера, два синтезатора частоты гетеродина, два смесителя, два программируемых устройства управления, два преобразователя «аналог-цифра», два быстродействующих ЗУ с произвольным доступом, два синтезатора частоты 1 ГГц, два преобразователя «цифра-аналог», два модулятора, два повышающих конвертора, выходную переключающую матрицу, два усилителя мощности, передающую антенну ППС и передающую антенну ЗПС, два блока определения частоты входного сигнала, устройство связи и управления, при этом выход антенны ППС или ЗПС соединен последовательно с входами параллельно расположенных малошумящих усилителей, выходы которых последовательно соединены с входами входной переключающей матрицы, два выхода сигнала ППС или ЗПС, расположенных параллельно, соединены последовательно с входами двух, расположенных параллельно, понижающих конвертеров, выходы которых соединены последовательно с входами двух, расположенных параллельно, смесителей, выходы которых соединены последовательно с входами двух, параллельно расположенных, быстродействующих ЗУ с произвольным доступом, выходы которых соединены последовательно с входами двух параллельных преобразователей «цифра-аналог», выходы которых последовательно соединены с входами двух повышающих параллельных конвертеров, выходы которых соединены последовательно с входами выходной переключающей матрицы, два выхода которой соединены с входами двух, параллельно расположенных, усилителей мощности, выходы которых соединены с входами параллельно расположенных передающих антенн - ППС или ЗПС, кроме того, выходы с линий поступления сигналов ППС и ЗПС соединены с входами двух, параллельно расположенных, блоков определения частоты входного сигнала, входы понижающих конвертеров соединены последовательно с выходами синтезаторов частот гетеродина, входы двух смесителей соединены с выходами двух, параллельно расположенных, синтезаторов частоты 1 ГГЦ, выходы которых соответственно последовательно соединены с входами двух модуляторов, а входы синтезаторов частоты гетеродина, расположенных параллельно, связаны последовательно с входами двух, параллельно расположенных, повышающих конвертеров, выходы блоков определения частоты входного сигнала, расположенных параллельно, соединены с входами программируемых, параллельно расположенных, устройств управления, выходы которых в свою очередь соединены с входами синтезаторов частоты гетеродина, в свою очередь выход устройства связи и управления последовательно соединен с двумя, расположенными параллельно, программируемыми устройствами управления, а устройство связи и управления взаимодействует с бортовым радиоэлектронным оборудованием.

2. Станция активных помех по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена конструктивно в блочно-модульном исполнении, при этом каждый блок станции помех состоит из отдельных модулей и включает: приемные антенны (ППС и ЗПС), два блока антенных устройств, блок измерения частоты принимаемого сигнала, два блока СВЧ-коммутатора, два блока усилителя мощности, блок формирования сигнала, блок управления и контроля состояний, причем выходы каждого антенного блока ППС и ЗПС последовательно соединены с входами блока мгновенного измерения частоты принимаемого сигнала, выход которого последовательно соединен с блоком преобразований напряжений питания и СВЧ-коммутации, выход которого последовательно соединен с входом анализа и формирования сигнала, а выход блока формирования СВЧ-сигналов последовательно соединен с входом блока преобразования напряжений и СВЧ-модуляции, а питающей шиной объединяются блок мгновенного измерения частоты принимаемого сигнала, блок преобразования напряжений питающей и СВЧ-коммутации, блок анализа и формирования сигналов и блок управления контроля состояния связями «туда-обратно», которые соединены друг с другом и с антенными блоками ППС и ЗПС с СВЧ-коммутаторами для ППС и ЗПС и с блоками выходных усилителей мощности для ППС и ЗПС, в свою очередь выходы блока преобразования напряжения питания и СВЧ-коммутации соединены с входами блоков усилителей мощности, выходы блоков усилителей мощности соединены с входами СВЧ-коммутаторов, выходы которых соединены с входами антенных устройств для ППС и ЗПС, а также выходы с СВЧ-коммутаторов соединены с входами антенных блоков.

3. Станция активных помех по п. 2, отличающаяся тем, что она реализована в одноточечном - одноконтейнерном варианте, согласована с летательным аппаратом (ЛА) по аэродинамическим характеристикам и размещена на одном узле подвески под крылом ЛА, имеет автономную систему охлаждения и геометрические характеристики, обеспечивающие минимальное затенение корпусом самолета, при этом контейнер исключает возможность повреждения модулей, входящих в конструкцию станции активных помех, обладает повышенной надежностью функционирования, и, в силу своей унификации, станция активных помех может быть использована для ЛА различных производителей.