Способ создания ретранслированных помех Российский патент 2019 года по МПК H04K3/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для нарушения штатной работы радиолокационных станций (РЛС) контрбатарейной борьбы (КББ) противника путем воздействия на них помехами ретрансляционного типа.

Известен способ, реализованный в системе создания радиопомех (см. Пат.США №4103237, СПК Н04К 3/45, Н04К 3/46, Н04К 3/28, Н04К 2203/32, Н04К 3/00, опубл. 25.07.1978). Он предполагает прием широкополосных сигналов (ШПС) РЛС КББ, усиление и запоминание с последующим многократным их переизлучением.

Способ-аналог в состоянии нарушить штатную работу РЛС КББ. Однако это деструктивное воздействие легко обнаруживается. В результате принимают меры по перестройке РЛС КББ или используют огневое воздействие по излучателю ретранслированной помехи (ИРП).

Известен способ, реализованный в системе противодействия радиолокационной станции противника «Антирадар» (см. Пат. РФ №2518515, МПК Н04К 3/00, G01S 7/38 (2006.01), опубл. 10.06.2014, бюл. №31).

Аналог обеспечивает направленный прием и усиление сигналов РЛС, которые используют в качестве помеховых, а многократное излучение помеховых сигналов осуществляют с использованием набора из n пространственно разнесенных передающих антенн. Способ обеспечивает создание на экране РЛС противника ложных целей, перемещающихся как по дальности, так и по направлению. Однако аналогу присущ недостаток, ограничивающий его применение. Помеховое воздействие на РЛС КББ легко обнаруживается, что влечет за собой перестройку станции, а эффективность применения способа стремиться к 0.

Наиболее близким по своей технической сущности является способ создания преднамеренных помех (см. Пат. РФ №2543078, МПК Н04К /00 (2006.01), опубл. 27.02.2015, бюл. №6). Способ заключается в измерении координат собственного местоположения, определении состава орбитальной группировки глобальной навигационной спутниковой системы, используемой в заданном районе, приеме сигналов навигационных сообщений от работоспособных спутников для всех пользователей в заданном районе, запоминании принятых сообщений, искажении в них навигационных сообщений путем их задержки на различные временные интервалы, формировании суммарного помехового сигнала с искаженными навигационными сообщениями, излучении суммарного помехового сигнала с мощностью, превышающей мощность легитимных сигналов спутников, а при длительной работе периодически обновляют ранее запомненные навигационные сообщения, при этом определяют классы пользователей, задают ложные маршруты и скорость движения по ним каждого класса пользователей, рассчитывают соответствующие значения задержки сигналов.

Способ-прототип обеспечивает увеличение времени скрытого искажения навигационных параметров для радионавигаторов группы пользователей глобальной навигационной спутниковой системы, находящихся в пространственно ограниченном, но известном районе. Положительный эффект достигается благодаря оптимизации размеров задержки сигналов навигационных спутников при их ретрансляции.

Однако прототипу присущ недостаток, ограничивающий его применение. Последний состоит в низкой эффективности подавления РЛС КББ, обусловленный возможностью быстрого обнаружения противником факта деструктивного воздействия ретранслированной помехи из-за того, что задержка ШПС в различные моменты времени не согласована с пространственным положением снаряда или ракеты.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности способа создания ретранслированных помех за счет продолжительного скрытого деструктивного воздействия на РЛС КББ противника путем оптимизации задержки их ШПС в различные интервалы времени и учету оперативной обстановки в заданном районе, что в конечном счете позволяет скрыть реальные огневые позиции защищаемого артиллерийского подразделения без негативных последствий для соседних воинских формирований.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе создания ретранслированных помех, заключающемся в том, что измеряют координаты (X, У)_ирп излучателя ретранслированной помехи, принимают ШПС противника длительностью Т, запоминают принятый сигнал, искажают его путем введения задержки τ_зад на различные временные интервалы, усиливают и излучают его в качестве помехового сигнала с мощностью, превышающей мощность легитимного сигнала, на подготовительном этапе определяют зону отчуждения, в которой отсутствуют свои воинские подразделения в пространственном интервале между ИРП и защищаемым артиллерийским подразделением, определяют координаты (X, Y)_от центра этой зоны, вычисляют расстояние R между позицией ИРП и центром зоны отчуждения: определяют значение временной задержки ШПС τ₀ на дистанции R из выражения τ₀=2R/c, где с - скорость света, задают стандартную траекторию полета снаряда G(t)_j j-го калибра, j=1, 2,…, J, и вычисляют его пространственные координаты (Х_сн, Y_сн, Z_сн)_i в моменты времени t; с дискретностью Δt, выпущенного из орудия с координатами местоположения (X, Y)_от, для каждого i-го дискретного интервала времени i At, i=1,2,…, I, рассчитывают удаление снаряда от ИРП на начальном этапе его полета длительностью Δt⋅I по формуле:

а в процессе боевой работы после выстрела орудия защищаемого артиллерийского подразделения фиксируют момент времени t₀, время приема первого ШПС t_i и определяют направление Q на РЛС КББ, формируют ответный помеховый сигнал на основе принятого ШПС путем его задержки на время τ_i=2R(t_i)/c, который излучают в направлении Q, с приходом очередного ШПС РЛС КББ с направления Q через интервал времени l⋅Δt формируют помеховый сигнал с соответствующей задержкой τ_l=2R_l/c, по истечению временного интервала Δt⋅I завершают цикл формирования помехового сигнала, а начало нового цикла формирования помехового сигнала определяют в момент очередного выстрела орудия защищаемого артиллерийского подразделения.

При этом излучатель ретранслированной помехи размещают на удалении 0,5…0,7 км от линии соприкосновения войск напротив защищаемого артиллерийского подразделения.

Перечисленная новая совокупность существенных признаков за счет того, что с помощью задержки определенным образом сигналов РЛС КББ имитируют артиллерийский выстрел из другой (пустующей) зоны, что позволяет скрыть от противника реальные огневые позиции артиллерийского подразделения и не причинить при этом вред соседним подразделениям.

Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показаны: на фиг. 1 - вариант размещения излучателя ретранслированной помехи на местности;

на фиг. 2 - обобщенный алгоритм формирования ретранслированной помехи;

на фиг. 3 - обобщенная структурная схема излучателя ретранслированных помех;

на фиг. 4 - основные характеристики некоторых РЛС КББ.

Известно, что обнаружение огневых позиций артиллерии с помощью РЛС КББ выполняют посредством дискретного сканирования луча фазированной антенной решетки при постоянном значении его положения по углу места (см. фиг. 1 и 2). Угол места выбирают близким, либо равным углу укрытия к плоскости горизонта (см. Голик A.M. Многоканальные радиолокационные станции разведки огневых позиций. Часть I, II. - М.: МО, 1997. - 84 с, - 74 с). Последний зависит от рельефа местности. Зондирующий сигнал РЛС представляет собой как правило радиоимпульс, фазокодоманипулированный в соответствии с 13-позиционным кодом Баркера. Излучается пакетами на этапах поиска и автозахвата. Из всех сформированных в данном угловом положении луча радиолокационных отметок от снаряда выбирают одну, обладающую наибольшей амплитудой, и осуществляют его автозахват.

Измерение текущих координат снаряда (ракеты) РЛС КББ осуществляет с помощью угловых дискриминаторов дальности, функции которых обычно реализуют в алгоритмах программного обеспечения. Определение координат огневых позиций выполняют путем радиолокационного сопровождения летящего снаряда по трем координатам на начальном участке траектории полета (см. фиг.1) и ее экстраполяции к точкам вылета и попадания.

Современные РЛС КББ (см. фиг. 4) работают в диапазонах 2-4,4-8 и 9-12 ГГц, что позволяет обнаруживать огневые позиции минометов на удалении до 30 км, артиллерии - до 50 км, а пусковых установок ракетных систем залпового огня - до 80 км (см. РЛС контрбатарейной борьбы зарубежных стран. Электронный ресурс http://www.modernanny.ru/article/126). В условиях, близких к одновременному (менее 5 секунд) обнаружению в полете нескольких снарядов с общей траекторией принимают решение о участии в огневом воздействии артиллерийского подразделения.

Сущность изобретения заключается в следующем. Излучатель ретранслированной помехи размещают по возможности ближе к линии соприкосновения войск (желательно на локальном возвышении напротив защищаемых огневых позиций артиллерии. В интервале между огневыми позициями артиллериями и ИРП выбирают зону отчуждения, в которой отсутствуют свои воинские подразделения. Определяют координаты (X, У)_ирп местоположения ИРП и центра зоны отчуждения (X, Y)_от⋅ Зона отчуждения в предлагаемом способе необходима для того, чтобы в результате искажений ШПС противником было принято ошибочное решение о нахождении в нем защищаемого артиллерийской подразделения.

С этой целью измеряют взаимное расстояние между ИРП и центром зоны отчуждения

Значение R позволяет определить значение временной задержки ШПС (задержки сигнала в момент выстрела) τ₀

где с - скорость света в свободном пространстве.

На следующем этапе задают стандартную траекторию полета снаряда G(t)_j определенного j-го калибра. Начало этой траектории совпадает с координатами (X, У)_от, и ориентировано в направлении линии соприкосновения войск.

Далее определяют пространственные координаты снаряда (Х_сн, Х_сн, Z_сн)_i в моменты времени t_i с заданной дискретностью по времени Δt. Названные выше операции выполняют с помощью спецвычислителя и геоинформационной системы, например «Панорама». Эта операция осуществляется только для начального участка полета снаряда.

Для каждого i-го дискретного интервала времени i⋅Δt, i=1,2,…, I, рассчитывают удаление снаряда от ИРП

В процесс боевой работы после выстрела орудия защищаемого артиллерийского подразделения фиксируют этот момент времени t₀, время приема первого ШПС t_i и определяют направление Q на РЛС КББ. Формируют ответный помеховый сигнал на основе принятого и усиленного ШПС путем его задержки на время

который излучают в направлении Q. С приходом очередного ШПС РЛС КББ с направления Q через интервал времени l⋅Δt формируют ответный помеховый сигнал с новой задержкой τ_l=2R(t_l)/c. По истечении времени Δt⋅I завершают цикл формирования ретранслированного помехового сигнала.

Начало нового цикла формирования помехового сигнала t₀ определяет момент очередного выстрела орудия защищаемого артиллерийского подразделения. Следует отметить, что задержка между моментом выстрела и началом очередного цикла t₀ должна быть максимальна сокращена или учтена при расчете в (4) в виде постоянного коэффициента.

В процессе длительной работы для обеспечения скрытности применения используемых помех целесообразно периодически менять описание траектории полета снаряда G(t)_j, j=1,2,…,J, а соответственно и значения задержек ШПС в соответствии с (3).

Заявляемый способ, может быть реализован на основе известных элементах (см. фиг. 3). Устройство создания ретранслированных помех содержит последовательно соединенные приемную антенну 1, усилитель высокой частоты 2, блок защиты от помех 3, первый блок памяти 4, блок элементов задержки 5, усилитель мощности 6 и передающую антенну 7, последовательно соединенные блок расчета задержки 8, второй блок памяти 9 и блок управления 10, группа выходов которого соединена с группой входов блока элементов задержки 5, генератор тактовых импульсов 11, выход которого соединен со входами синхронизации блока расчета задержки 8, первого и второго блоков памяти 4 и 9 соответственно, блока элементов задержки 5 и блока управления 10, первая входная шина 12, соединенная с группой информационных входов блока 8, вторая входная шина 13, соединенная со вторым информационным входом блока управления 10, третья группа информационных входов которого соединена со вторым выходом блока 2, последовательно соединенные измеритель пространственных параметров ШПС 15 и блок управления передающей антенны 14, выход которого соединен со входом управления передающей антенны 7, а входы синхронизации блоков 14 и 15 объединены и соединены с выходом генератора тактовых импульсов 11.

На подготовительном этапе по первой входной шине 12 в блок расчета задержки 8 задается траектория полета снаряда G(t)_j, координаты местоположения ИРП и зоны отчуждения, геоинформационная система анализируемого района, значения Δt и I. С помощью блока 8 определяют взаимное расстояние между ИРП и центром зоны отчуждения R (выражение 1), значение задержки сигнала τ₀ (выражение 2). После этого с помощью блока 8 с использованием G(t)_j и ГИС определяют пространственные координаты снаряда в дискретные моменты времени t_t. Для каждого дискретного момента времени t_i рассчитывают удаление снаряда от ИРП R(t_i) в соответствии с (3). Полученные значения R(t_i) преобразуют в искомые временные задержки в соответствии с (4). Найденные в блоке 8 значения τ_i; (выражение 4) запоминают во втором блоке памяти 9. В результате устройство готово к работе.

В процессе работы входной ШПС принимают антенной 1, усиливают в блоке 2, после чего он поступает в блок защиты от помех 3. Последний представляет собой гребенку узкополосных трактов, содержащих фильтр и обнаружитель помех.

Тракты, в которых обнаружены помехи, запираются, в результате чего режектируются участки спектра ШПС, пораженные помехами. Очищенный от помех сигнал поступает на входы первого блока памяти 4, где запоминается его реализация длительностью Т.

Одновременно с блоком 1 ШПС РЛС КББ принимает измеритель пространственных параметров ШПС 15, который определяет направление его прихода Q. Измеренное значение Q поступает на группу информационных входов блока управления передающей антенной 14. В блоке 14 значение Q преобразуют в аналоговый управляющий сигнал, с помощью которого осуществляют ориентацию передающей антенны 7.

Запомненная реализация ШПС считывается с выходов блока 4 на входы блока элементов задержки 5, работа которого осуществляется под управлением блока 10. С поступлением на вторую входную шину 13 сигнала (импульса) о моменте выстрела орудия t₀ и времени прихода ШПС t_i с выхода блока 2 блоком 10 определяется значение необходимой временной задержки ретранслируемого сигнала τ_l. Информация о выстреле (управляющий импульс на шину 13) с огневой позиции артиллерийского подразделения может передаваться как по радиоканалу, так и по оптоволокну (предпочтительный вариант). Управляющий сигнал со значением τ_l блока 10 поступает на группу входов управления блока 5. В результате принятый ШПС задерживается в блоке 5 на указанный временной интервал, усиливается в блоке 6 и излучается антенной 7 в направлении Q. Выполнение названных операций синхронизируется импульсами генератора тактовых импульсов 11.

Таким образом, предлагаемая последовательность действий над ШПС РЛС КББ обеспечивает искажение получаемой противником информации о местоположении защищаемого артиллерийского подразделения, а, следовательно, эффективно решает поставленную задачу.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для нарушения штатной работы радиолокационных станций (РЛС) контрбатарейной борьбы (КББ) противника. Техническим результатом является повышение эффективности способа создания ретранслированных помех за счет продолжительного скрытого деструктивного воздействия на РЛС КББ противника. Технический результат достигают благодаря оптимизации задержки широкополосных сигналов РЛС КББ в различные интервалы времени и учету оперативной обстановки в заданном районе, что позволяет скрыть огневые позиции защищаемого артиллерийского подразделения без негативных последствий для соседних воинских формирований. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ создания ретранслированных помех, заключающийся в том, что измеряют координаты излучателя ретранслированной помехи (ИРП), принимают широкополосный сигнал (ШПС) противника длительностью Т, запоминают принятый сигнал, искажают его путем введения задержки τ_зад на различные временные интервалы, усиливают и излучают его в качестве помехового сигнала с мощностью, превышающей мощность легитимного сигнала, отличающийся тем, что на подготовительном этапе определяют зону отчуждения, в которой отсутствуют свои воинские подразделения в пространственном интервале между ИРП и защищаемым артиллерийским подразделением, определяют координаты центра этой зоны, вычисляют расстояние R между позицией ИРП и центром зоны отчуждения по формуле: определяют значение временной задержки ШПС τ₀ на дистанции R из выражения τ₀ = 2R/с, где с - скорость света, задают стандартную траекторию полета снаряда j-го калибра, j = 1, 2, …, J, и вычисляют его пространственные координаты в моменты времени t_i с дискретностью Δt, выпущенного из орудия с координатами местоположения для каждого i-го дискретного интервала времени i⋅Δt, i = 1, 2, …, I, рассчитывают удаление снаряда от ИРП на начальном этапе его полета длительностью Δt⋅I по формуле:

а в процессе боевой работы после выстрела орудия защищаемого артиллерийского подразделения фиксируют момент времени t₀, время приема первого ШПС t_i и определяют направление Q на радиолокационную станцию контрбатарейной борьбы (РЛС КББ), формируют ответный помеховый сигнал на основе принятого ШПС путем его задержки на время который излучают в направлении Q, с приходом очередного ШПС РЛС КББ с направления Q через интервал времени l⋅Δt формируют помеховый сигнал с соответствующей задержкой по истечении временного интервала Δt⋅I завершают цикл формирования помехового сигнала, а начало нового цикла формирования помехового сигнала определяют в момент очередного выстрела орудия защищаемого артиллерийского подразделения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что излучатель ретранслированной помехи размещают на удалении 0,5…0,7 км от линии соприкосновения войск напротив защищаемого артиллерийского подразделения.