Устройство для блокирования несанкционированной передачи информации управления Российский патент 2020 года по МПК H04K3/00 F41H11/12 H04B7/00 

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 также 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 блокирования несанкционированной передачи информации управления, содержащее приемную антенну, приемник, усилитель, формирователь нелинейно изменяющегося напряжения и генератор, управляемый напряжением, усилитель мощности и передающую антенну, введены полосовой фильтр, первое устройство формирования задержки сигнала, второе устройство формирования задержки сигнала, первый, второй, третий сумматоры сигналов, двухпозиционный переключатель, устройство управления двухпозиционный переключатель, выход усилителя подсоединен к входу первого устройства формирования задержки сигнала и к первому сигнальному входу первого сумматора сигналов, ко второму сигнальному входу первого сумматора сигналов подсоединен выход первого устройства формирования задержки сигнала, выход первого сумматора сигналов подсоединен ко входу второго устройства формирования задержки сигнала и к первому сигнальному входу второго сумматора сигналов, ко второму сигнальному входу второго сумматора сигналов подсоединен выход второго устройства формирования задержки сигнала, выход второго сумматора сигналов и выход второго устройства формирования задержки сигнала подсоединены к входам двухпозиционного переключателя, управляемого устройством управления, а выход двухпозиционного переключателя подсоединен с первым сигнальным входом третьего сумматора сигналов, второй сигнальный вход третьего сумматора сигналов соединен с выходом генератора управляемым напряжением, вход которого соединен с выходом формирователя нелинейно изменяющегося напряжения, выход третьего сумматора сигналов соединен с входом полосового фильтра, выход которого соединен со входом усилителя мощности, выход которого соединен с входом передающей антенны, при этом длительность задержки первого устройства формирования задержки сигнала меньше длительности задержки второго устройства формирования задержки сигнала.

Новыми признаками, обеспечивающими достижение технического результата, являются дополнительно введенные полосовой фильтр, первое устройство формирования задержки сигнала, второе устройство формирования задержки сигнала, первый, второй, третий сумматоры сигналов, двухпозиционный переключатель, устройство управления двухпозиционным переключателем, выход усилителя подсоединен к входу первого устройства формирования задержки сигнала и к первому сигнальному входу первого сумматора сигналов, ко второму сигнальному входу первого сумматора сигналов подсоединен выход первого устройства формирования задержки сигнала, выход первого сумматора сигналов подсоединен ко входу второго устройства формирования задержки сигнала и к первому сигнальному входу второго сумматора сигналов, ко второму сигнальному входу второго сумматора сигналов подсоединен выход второго устройства формирования задержки сигнала, выход второго сумматора сигналов и выход второго устройства формирования задержки сигнала подсоединены к входам двухпозиционного переключателя, управляемого устройством управления, а выход двухпозиционного переключателя подсоединен с первым сигнальным входом третьего сумматора сигналов, второй сигнальный вход третьего сумматора сигналов соединен с выходом генератора управляемым напряжением, вход которого соединен с выходом формирователя нелинейно изменяющегося напряжения, выход третьего сумматора сигналов соединен с входом полосового фильтра, выход которого соединен со входом усилителя мощности, выход которого соединен с входом передающей антенны, при этом длительность задержки первого устройства формирования задержки сигнала меньше длительности задержки второго устройства формирования задержки сигнала.

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 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, усилитель 3, первое устройство формирования задержки сигнала 4, первый сумматор сигналов 5, второе устройство формирования задержки сигнала 6, второй сумматор 7 сигналов, формирователь периодического нелинейно изменяющегося напряжения 8, генератор 9, управляемый напряжением (ГУН), устройство управления 10 двухпозиционным переключателем 11, второй сумматор сигналов 12, полосовой фильтр 13, усилитель мощности 14 и передающую антенну 15.

Работа заявленного устройства для блокирования осуществляется следующим образом.

Сигналы принимаются антенной 1, обрабатываются приемником 2 и усиливаются первым усилителем 3. С выхода первого усилителя 3 сигнал поступает на первый вход первого сумматора 5 сигналов и на вход первого устройства задержки 4 сигналов (может быть выполнено в виде линии задержки). Выходной сигнал первого сумматора 5 сигналов поступает на первый вход второго сумматора 7 сигналов и на вход второго устройства задержки 6 сигналов.

Сигнал с выхода устройства задержки 6 и сигнал с выхода второго сумматора 7 сигналов поступают на входы двухпозиционного переключателя 11, который управляется устройством управления 10.

Сигнал с выхода двухпозиционного переключателя 11 поступает на первый вход третьего сумматора 12 сигналов, на второй вход двухпозиционного переключателя 11 поступает сигнал с генератора 9, управляемого напряжением, возбуждаемым формирователем периодического нелинейно изменяющегося напряжения 8.

Выходной сигнал третьего сумматора 12 последовательно поступает на полосовой фильтр 12, усилитель мощности 14 и передающую антенну 15.

Полосовой фильтр 13 и приемник 2 настроены на диапазон защищаемых частот от нижней частоты fн до верхней частоты fв. Генератор 9, управляемый напряжением, возбуждаемый формирователем периодического нелинейно изменяющегося напряжения 8, также обеспечивает генерацию гармонических сигналов в диапазоне защищаемых частот «пробегая» от нижней частоты fн до верхней частоты fв.

Генератор 9, управляемый напряжением, генерирует сигнал, частота которого f непрерывно изменяется за промежуток времени Т по закону, определяемому формирователем 8 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 (разрушить) его информационную часть. Поскольку заявляемое устройство такую операцию проводит дважды: на сумматоре 7, а затем на сумматоре 8, то выходной сигнал сумматора 8 представляет собой практически не детектируемую смесь со структурой исходных сигналов. Дополнительно к этой смеси подмешивается скользящая помеха с генератора 9 управляемого напряжением в этом же частотном диапазоне, деформирующая как структуру, так и информационную часть фрагментов входного сигнала. После таких преобразований до смеси со структурой исходного сигнала детектирование выходного сигнала становится невозможным.

Отфильтрованный до границ диапазона защищаемых частот от нижней частоты fн до верхней частоты fв сигнал с превышением мощности после усилителя 13 подается на передающую антенну 14.

Выбор значений длительностей устройства 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 сигнал а/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 N 36, 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. Устройство содержит приемную антенну, приемник, усилитель, первое устройство формирования задержки сигнала, первый сумматор сигналов, второе устройство формирования задержки сигнала, второй сумматор сигналов, формирователь периодического нелинейно изменяющегося напряжения, генератор, управляемый напряжением, устройство управления двухпозиционным переключателем, второй сумматор сигналов, полосовой фильтр, усилитель мощности и передающую антенну. Работа устройства основана на формировании недетектируемой смеси из исходных сигналов путем многократного сложения фрагментов сдвинутых по фазе, и подмешивании скользящей помехи с амплитудным превышением. Увеличивается вероятность гарантированного радиоподавления при той же энергетической плотности помехового сигнала в защищаемом диапазоне. 1 ил.

Устройство для блокирования несанкционированной передачи информации управления, содержащее приемную антенну, приемник, усилитель, формирователь нелинейно изменяющегося напряжения и генератор, управляемый напряжением, усилитель мощности и передающую антенну, отличающееся тем, что в него введены полосовой фильтр, первое устройство формирования задержки сигнала, второе устройство формирования задержки сигнала, первый, второй, третий сумматоры сигналов, двухпозиционный переключатель, устройство управления двухпозиционным переключателем, выход усилителя подсоединен к входу первого устройства формирования задержки сигнала и к первому сигнальному входу первого сумматора сигналов, ко второму сигнальному входу первого сумматора сигналов подсоединен выход первого устройства формирования задержки сигнала, выход первого сумматора сигналов подсоединен ко входу второго устройства формирования задержки сигнала и к первому сигнальному входу второго сумматора сигналов, ко второму сигнальному входу второго сумматора сигналов подсоединен выход второго устройства формирования задержки сигнала, выход второго сумматора сигналов и выход второго устройства формирования задержки сигнала подсоединены к входам двухпозиционного переключателя, управляемого устройством управления, а выход двухпозиционного переключателя соединен с первым сигнальным входом третьего сумматора сигналов, второй сигнальный вход третьего сумматора сигналов соединен с выходом генератора управляемым напряжением, вход которого соединен с выходом формирователя нелинейно изменяющегося напряжения, выход третьего сумматора сигналов соединен с входом полосового фильтра, выход которого соединен с входом усилителя мощности, выход которого соединен с входом передающей антенны, при этом длительность задержки первого устройства формирования задержки сигнала меньше длительности задержки второго устройства формирования задержки сигнала.