Устройство для противодействия радиоуправляемым взрывным устройствам Российский патент 2020 года по МПК H04K3/00 

Изобретение относится к средствам борьбы с минами и другими взрывоопасными предметами, имеющими радиовзрыватели и предназначено для защиты от радиоуправляемых взрывных устройств путем блокирования несанкционированной передачи информации управления радиовзрывателями по радиоканалу, а так же может быть использовано для защиты от несанкционированной передачи любой информации по радиоканалу в широком диапазоне заранее неизвестных радиочастот.

Известны устройства защиты, которые могут быть использованы для предотвращения срабатывания радиовзрывателей, например [1], содержащие последовательно соединенные формирователь частот, широкополосный усилитель мощности и широкополосную антенную систему, создающие в широкой полосе частот заградительную помеху в виде усиленного "белого" шума. В этом и подобном ему устройствах мощность излучаемой помехи на каждой конкретной подавляемой частоте мала, поскольку интегральная мощность передатчика "размывается" по всему широкому спектру частот, вследствие чего могут подавляться только очень маломощные несанкционированные передатчики информации.

Известно устройство для блокировки радиовзрывателей, содержащее несколько (n) однотипных модулей, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные формирователь частот, усилитель и антенну, при этом все модули одновременно работают в не перекрывающихся поддиапазонах защищаемого диапазона частот [2]. Это известное устройство позволяет излучать высокую мощность в каждом поддиапазоне частот, достаточную для защиты от радиоуправляемых взрывных устройств. Одним из недостатков такого устройства для блокировки радиовзрывателей является повышенная в n раз интегральная мощность излучения, где n - число используемых модулей. Увеличение интегральной мощности передатчика помех нежелательно, как из-за значительного увеличения энергопотребления, габаритов и массы.

Известно устройство для блокирования радиовзрывателей [3] (прототип), содержащее n формирователей частот, коммутатор, генератор псевдослучайной последовательности импульсов, согласующее устройство, включенное между широкополосным усилителем мощности и широкополосной антенной системой, и регулятор характеристик.

Алгоритм работы данного устройства позволяет оперативно адаптировать его к изменению радиочастотной обстановки.

Однако устройство не может обеспечить гарантированную защиту в заданном диапазоне частот, т.к. требует затрат времени для мониторинга радиообстановки и находится в постоянном поиске, режиме принятия решений и блокировании значений изменяющихся частот функционирующих передатчиков.

Задачей настоящего изобретения является увеличение надежности защиты от несанкционированной передачи информации управления радиовзрывателями по радиоканалу в заданном диапазоне защищаемых радиочастот без повышения интегральной выходной мощности устройства, его энергопотребления, габаритов и массы.

Техническим результатом предлагаемого устройства для защиты от радиоуправляемых взрывных устройств является увеличение вероятности гарантированного радиоподавления при той же энергетической плотности помехового сигнала в защищаемом диапазоне, упрощение устройства и повышение его надежности.

Технический результат достигается за счет того, что в устройство для противодействия радиоуправляемым взрывным устройствам, содержащее приемную антенну, приемник, формирователь нелинейно изменяющегося напряжения и генератор, управляемый напряжением, полосовой фильтр, усилитель мощности и передающую антенну, введены первое, второе, третье и четвертое устройство формирования задержки сигнала, первый, второй и третий сумматоры сигналов, первый и второй двухпозиционные переключатели, первое и второе устройства управления двухпозиционными переключателями,

выход приемника подсоединен к входам первого и второго устройства формирования задержки сигнала и к первому сигнальному входу первого сумматора сигналов, выходы первого и второго устройства формирования задержки сигнала подсоединены к входам первого двухпозиционного переключателя, выход которого подсоединен ко второму сигнальному входу первого сумматора сигналов, выход первого сумматора сигналов подсоединен к входам третьего и четвертого устройства формирования задержки сигнала и к первому сигнальному входу второго сумматора сигналов, выходы третьего и четвертого устройства формирования задержки сигнала подсоединены к входам второго двухпозиционного переключателя, выход которого подсоединен ко второму сигнальному входу второго сумматора сигналов, выход второго сумматора сигналов и выход генератора, управляемого напряжением соединен входами третьего сумматора, выход третьего сумматора соединен с полосовым фильтром, выход которого соединен со входом усилителя мощности, выход которого соединен с входом передающей антенны, при этом

первый и второй двухпозиционные переключатели, управляются первым и вторым устройствами управления двухпозиционными переключателями соответственно, длительности задержки первого, второго, третьего и четвертого устройств формирования задержки сигнала не равны между собой, частота переключения первого двухпозиционного переключателя выше частоты переключения второго двухпозиционного переключателя, а диапазон частот генератора, управляемого напряжением, находится в области диапазона защищаемых устройством частот.

Новыми признаками, обеспечивающими достижение технического результата, являются дополнительно введенные первое, второе, третье и четвертое устройство формирования задержки сигнала, первый, второй и третий сумматоры сигналов, первый и второй двухпозиционные переключатели, первое и второе устройства управления двухпозиционными переключателями, выход приемника подсоединен к входам первого и второго устройства формирования задержки сигнала и к первому сигнальному входу первого сумматора сигналов, выходы первого и второго устройства формирования задержки сигнала подсоединены к входам первого двухпозиционного переключателя, выход которого подсоединен ко второму сигнальному входу первого сумматора сигналов, выход первого сумматора сигналов подсоединен к входам третьего и четвертого устройства формирования задержки сигнала и к первому сигнальному входу второго сумматора сигналов, выходы третьего и четвертого устройства формирования задержки сигнала подсоединены к входам второго двухпозиционного переключателя, выход которого подсоединен ко второму сигнальному входу второго сумматора сигналов, выход второго сумматора сигналов и выход генератора, управляемого напряжением соединен входами третьего сумматора, выход третьего сумматора соединен с полосовым фильтром, выход которого соединен со входом усилителя мощности, выход которого соединен с входом передающей антенны, при этом первый и второй двухпозиционные переключатели, управляются первым и вторым устройствами управления двухпозиционными переключателями соответственно.

Такое техническое решение в совокупности с новыми признаками и новыми связями между его элементами и блоками обеспечивает:

повышение надежности, уменьшение количества функциональных узлов (отсутствие в полном объеме системы мониторинга, системы анализа радиообстановки),

универсальность подавления всех видов модуляции, т.к. структура сигнала подавления соответствует структуре подавляемого сигнала,

уменьшение габаритов, массы и энергопотребления устройства для достижения заданной надежности защиты, без увеличения интегральной мощности,

увеличение вероятности гарантированного радиоподавления при той же энергетической плотности помехового сигнала,

упрощение схемотехнического решения, а, следовательно, и стоимости устройства.

Данное техническое решение направлено на увеличение вероятности гарантированного радиоподавления в защищаемом диапазоне за счет разрушение информационной части сигнала/сигналов при сохранении структуры подавляемых сигналов, и разрушение информационной части сигнала/сигналов при разрушении отдельных фрагментов структуры этих сигнала/сигналов, при равной энергетической плотности как и у прототипа в защищаемом диапазоне.

Таким образом, разрушение информационной части сигнала/сигналов, разрушение отдельных фрагментов структуры сигнала/сигналов совместно с амплитудным превышением позволяет повысить вероятность радиоподавления

Применение метода фрагментарной подмены, деструктуризации и деформации сигналов повышает вероятность подавления функционирующих передатчиков, что было подтверждено экспериментально.

На фиг. 1 изображена структурная схема заявляемого устройства.

Устройство содержит приемную антенну 1, приемник 2, первое устройство 3 формирования задержки сигнала, второе устройство 4 формирования задержки сигнала, первый двухпозиционный переключатель 5, управляемый устройством 6 управления двухпозиционным переключателем 5, первый сумматор 7 сигналов, третье устройство 8 формирования задержки сигнала, четвертое устройство 9 формирования задержки сигнала, второй двухпозиционный переключатель 10, управляемый устройством 11 управления двухпозиционным переключателем 10, второй сумматор 12 сигналов, формирователь 13 периодического нелинейно изменяющегося напряжения, генератор 14, управляемый напряжением (ГУН), третий сумматор 15 сигналов, полосовой фильтр 16, усилитель мощности 17 и передающую антенну 18.

Выход приемника 2 подсоединен к входам первого 3 и второго 4 устройства формирования задержки сигнала и к первому сигнальному входу первого сумматора 7 сигналов, выходы первого 3 и второго 4 устройства формирования задержки сигнала подсоединены к входам первого двухпозиционного переключателя 5, выход которого подсоединен ко второму сигнальному входу первого сумматора 7 сигналов, выход первого сумматора 7 сигналов подсоединен к входам третьего 8 и четвертого 9 устройств формирования задержки сигнала и к первому сигнальному входу второго сумматора 12 сигналов, выходы третьего 8 и четвертого 9 устройств формирования задержки сигнала подсоединены к входам второго двухпозиционного переключателя 10, выход которого подсоединен ко второму сигнальному входу второго сумматора 12 сигналов.

Выход второго сумматора 12 сигналов и выход генератора 14, управляемого напряжением подсоединен с входами третьего сумматора 15 сигналов, выход третьего сумматора 15 сигналов соединен с полосовым фильтром 16, выход которого соединен со входом усилителя мощности 17, выход которого соединен с входом передающей антенны 18, при этом первый 5 и второй 10 двухпозиционные переключатели, управляются первым 6 и вторым 11 устройствами управления двухпозиционными переключателями соответственно, при этом длительности задержки первого, второго, третьего и четвертого устройств формирования задержки сигнала не равны между собой, частота переключения первого двухпозиционного переключателя 5 выше частоты переключения второго двухпозиционного переключателя 10, а диапазон частот генератора, управляемого напряжением, находится в области диапазона защищаемых устройством частот от нижней частоты fн до верхней частоты fв.

Работа заявленного устройства для противодействия радиоуправляемым взрывным устройствам осуществляется следующим образом.

Сигналы принимаются антенной 1, обрабатываются приемником 2. С выхода приемника 2 сигнал поступает на входы первого 3 и второго 4 устройства формирования задержки сигнала соответственно (могут быть выполнены в виде линии задержки) и к первому сигнальному входу первого сумматора 7 сигналов, выходы первого 3 и второго 4 устройства формирования задержки сигнала подсоединены к входам первого двухпозиционного переключателя 5, выход которого подсоединен ко второму сигнальному входу первого сумматора 7 сигналов. Двухпозиционный переключатель 5 поочередно подключает выходы первого 3 и второго 4 устройства формирования задержки сигнала с частотой и скважностью задаваемыми устройством 6 управления двухпозиционным переключателем 5.

Таким образом, на выходе первого сумматора 7 сигналов формируется смесь сигналов, состоящая из сумм фрагментов принимаемых сигналов, которая имеет сходную структуру с искаженной информационной частью за счет преобразований и сдвигов.

Выходной сигнал первого сумматора 7 сигналов поступает на входы третьего 8 и четвертого 9 устройств формирования задержки сигнала соответственно и к первому сигнальному входу второго сумматора 12 сигналов.

Двухпозиционный переключатель 10 поочередно подключает выходы третьего 8 и четвертого 9 устройств формирования задержки сигнала с частотой и скважностью, задаваемыми устройством 11 управления двухпозиционным переключателем 6.

Таким образом, на выходе второго сумматора 12 сигналов формируется смесь сигналов, состоящая из сумм фрагментов уже искаженного сигнала, которая имеет сходную структуру но дополнительно деформированной (искаженной) информационной частью.

Выходной сигнал второго сумматора 12 сигналов и выходной сигнал генератора 14, управляемого напряжением (ГУН), возбуждаемым формирователем 13 периодического нелинейно изменяющегося напряжения, поступают на входы третьего сумматора 15 сигналов.

Таким образом, на выходе третьего сумматора 15 сигналов формируется смесь сигналов, состоящая из сумм фрагментов многократно искаженных сигналов, которая имеет сходную структуру с входными сигналами и сильно искаженной информационной частью и дополнительно подмешенной к этой смеси скользящей помехи с генератора 14 управляемого напряжением в этом же частотном диапазоне, деформирующая как структуру, так и информационную часть фрагментов входного сигнала.

Выходной сигнал третьего сумматора 15 последовательно поступает на полосовой фильтр 16, усилитель мощности 17 и передающую антенну 18.

Полосовой фильтр 16 и приемник 2 настроены на диапазон защищаемых частот от нижней частоты fн до верхней частоты fв. Генератор 14, управляемый напряжением, возбуждаемый формирователем 13 периодического нелинейно изменяющегося напряжения, обеспечивает генерацию гармонических сигналов в том же диапазоне защищаемых частот «пробегая» от нижней частоты fн до верхней частоты fв.

Генератор 14, управляемый напряжением, генерирует сигнал, частота которого f непрерывно изменяется за промежуток времени Т по закону, определяемому формирователем 13 периодического изменяющегося напряжения. Приемная и передающая антенны при этом имеют достаточную развязку.

Сложение исходного сигнала с его сдвинутой по времени копией позволяет сохранить структуру сигнала, но изменить до невозможности детектирования (разрушить) его информационную часть. Поскольку заявляемое устройство такую операцию проводит дважды: на сумматоре 7, а затем на сумматоре 12, то выходной сигнал сумматора 12 представляет собой недетектируемую смесь со структурой исходных сигналов. Дополнительно к этой смеси подмешивается скользящая помеха с генератора 14 управляемого напряжением в этом же частотном диапазоне, деформирующая как структуру, так и информационную часть фрагментов входного сигнала. После таких преобразований при сохранении подобия структуры исходного сигнала детектирование выходного сигнала становится невозможным или потребует значительных временных ресурсов.

Отфильтрованный до границ диапазона защищаемых частот от нижней частоты fн до верхней частоты fв сигнал с превышением мощности после усилителя 17 подается на передающую антенну 18.

Выбор значений частоты переключения двухпозиционных переключателей обусловлен максимальными изменениями информационной части принимаемых сигналов именно при этих значениях и простотой реализации замысла.

Таким образом, изменение информационной части сигнала/сигналов, разрушение, деформация и подмена отдельных фрагментов структуры сигнала/сигналов совместно с амплитудным превышением позволяет повысить вероятность радиоподавления, а за счет новой совокупности признаков, и алгоритма взаимодействия узлов, соответствующих заявленным признакам, обеспечивает упрощение устройства, снижение его массогабаритных показателей, при повышении эффективности радиоподавления.

Источники информации

1. Ивлиев С., Майстренко Н. и др. Поиск и обезвреживание взрывных устройств. - М.: Фонд "За экономическую безопасность", 1996.

2. Петренко E.G., Линок А.А., Якубчик А.Ю. Устройство для блокирования радиовзрывателей, патент N 2100752 от 22.11.96, МКИ F41H 11/12, опубл. БИ N36, ч. 11, 1997, с. 391.

3. Батталов A.M., Гордон О.И., Коноплев В.А., Однопалов И.А. Устройство для блокирования радиовзрывателей патент N 2131645 от 1998-05-26, МКИ F41H 11/12, H04K 3/00

Изобретение относится к средствам борьбы с минами и другими взрывоопасными предметами, имеющими радиовзрыватели, и предназначено для защиты от радиоуправляемых взрывных устройств. Технический результат состоит в увеличении вероятности гарантированного радиоподавления при той же энергетической плотности помехового сигнала в защищаемом диапазоне. Для этого устройство содержит приемную антенну 1, приемник 2, первое устройство 3 формирования задержки сигнала, второе устройство 4 формирования задержки сигнала, первый двухпозиционный переключатель 5, управляемый устройством 6 управления двухпозиционным переключателем 5, первый сумматор 7 сигналов, третье устройство 8 формирования задержки сигнала, четвертое устройство 9 формирования задержки сигнала, второй двухпозиционный переключатель 10, управляемый устройством 11 управления двухпозиционным переключателем 10, второй сумматор 12 сигналов, формирователь 13 периодического нелинейно изменяющегося напряжения, генератор 14, управляемый напряжением, третий сумматор 15 сигналов, полосовой фильтр 16, усилитель мощности 17 и передающую антенну 18. 1 ил.

Устройство для противодействия радиоуправляемым взрывным устройствам, содержащее приемную антенну, приемник, формирователь нелинейно изменяющегося напряжения и генератор, управляемый напряжением, полосовой фильтр, усилитель мощности и передающую антенну, отличающееся тем, что в него введены первое, второе, третье и четвертое устройство формирования задержки сигнала, первый, второй и третий сумматоры сигналов, первый и второй двухпозиционные переключатели, первое и второе устройства управления двухпозиционными переключателями, выход приемника подсоединен к входам первого и второго устройств формирования задержки сигнала и к первому сигнальному входу первого сумматора сигналов, выходы первого и второго устройств формирования задержки сигнала подсоединены к входам первого двухпозиционного переключателя, выход которого подсоединен ко второму сигнальному входу первого сумматора сигналов, выход первого сумматора сигналов подсоединен к входам третьего и четвертого устройств формирования задержки сигнала и к первому сигнальному входу второго сумматора сигналов, выходы третьего и четвертого устройств формирования задержки сигнала подсоединены к входам второго двухпозиционного переключателя, выход которого подсоединен ко второму сигнальному входу второго сумматора сигналов, выход второго сумматора сигналов и выход генератора, управляемого напряжением, соединен входами третьего сумматора, выход третьего сумматора соединен с полосовым фильтром, выход которого соединен со входом усилителя мощности, выход которого соединен с входом передающей антенны, при этом первый и второй двухпозиционные переключатели управляются первым и вторым устройствами управления двухпозиционными переключателями соответственно, длительности задержки первого, второго, третьего и четвертого устройств формирования задержки сигнала не равны между собой, частота переключения первого двухпозиционного переключателя выше частоты переключения второго двухпозиционного переключателя, а диапазон частот генератора, управляемого напряжением, находится в области диапазона защищаемых устройством частот.