УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ РАДИОУПРАВЛЯЕМЫХ ВЗРЫВНЫХ УСТРОЙСТВ Российский патент 2021 года по МПК F42D5/00 H04K3/00 F41H11/12 G01S7/38 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к средствам борьбы с минами, самодельными взрывными устройствами и другими взрывоопасными предметами, имеющими радиоуправляемые взрыватели (РВ), предназначено для блокирования (предотвращения) приема РВ управляющих команд путем создания помех приемным устройствам РВ, а также для предотвращения передачи любой информации с использованием радиосвязи при неизвестной несущей частоте, формате модуляции и кодирования в сверхшироком диапазоне заранее неизвестных радиочастот.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известны широкополосные передатчики помех, которые могут быть использованы для создания помех (блокирования) приемным устройствам путем излучения широкополосной помехи, спектр которой попадает в диапазон рабочих частот приемного устройства, и содержащие блок формирования широкополосного сигнала со сплошным спектром типа «белый шум», усилитель мощности, блок питания и антенну [Ивлиев С. Майстренко Н. и др. Поиск и обезвреживание взрывных устройств. М. Фонд «За экономическую безопасность», 1996, стр. 60-64].

Недостатком таких передатчиков является низкая эффективность создания помех приемным устройствам РВ из-за низкой спектральной плотности мощности широкополосной помехи.

Известен передатчик помех, содержащий блок формирования широкополосного сигнала со сплошным спектром типа «белый шум», блок сужения полосы излучения, усилитель мощности, блок питания и антенну [P.A.Allen & Company. Internal Security Equipment Catalogue, стр. 42].

Недостатком такого передатчика является низкая эффективность создания помех приемным устройствам РВ, обусловленная либо низкой спектральной плотностью мощности широкополосной помехи, либо потребностью в априорной информации о диапазоне радиочастот блокируемого приемного устройства, необходимой для работы блока сужения полосы излучения, что на практике возможно только в редких случаях.

Известно устройство для блокирования РВ [Батталов A.M., Гордон О.И., Коноплев В.А., Однопалов И.А. Патент РФ № 2131645 Устройство для блокирования радиовзрывателей, опубл. 10.06.1999], содержащее набор формирователей частот, коммутатор, генератор псевдослучайной последовательности, широкополосный усилитель мощности, управляемое согласующее устройство, широкополосную антенную систему и регулятор характеристик, алгоритм работы которого позволяет осуществлять мониторинг радиообстановки и оперативно адаптироваться к изменению радиочастотной обстановки.

Недостатком такого устройства является относительно высокая вероятность пропуска момента передачи управляющей команды из-за затрат времени для мониторинга радиообстановки и выработки управляющих воздействий для адаптации к изменяющейся радиообстановке.

Известно устройство для защиты от радиоуправляемых взрывных устройств [Семенюк Т.А. Патент РФ № 2716390 Устройство для защиты от радиоуправляемых взрывных устройств, опубл. 11.03.2020] (прототип), содержащее приемную антенну, приемник, усилитель, первый полосовой фильтр, первое устройство формирования задержки сигнала, второе устройство формирования задержки сигнала, первый сумматор сигналов, второй сумматор сигналов, третий сумматор сигналов, формирователь периодического нелинейно изменяющегося напряжения, генератор, управляемый напряжением, полосовой фильтр, усилитель мощности и передающую антенну. Длительность задержки первого устройства формирования задержки сигнала составляет 0,25-0,50 длительности периода частоты верхней границы защищаемого диапазона, а длительность задержки второго устройства формирования задержки сигнала составляет 1,00-2,00 длительности периода частоты верхней границы защищаемого диапазона. Устройство-прототип за счёт входящих в его состав устройств формирования задержки сигнала обеспечивает разрушение информационной части и отдельных фрагментов структуры сигнала, содержащего управляющую команду, что обеспечивает защиту от радиоуправляемых взрывных устройств.

Недостатком устройства-прототипа является ограниченный диапазон частот, на которых помехи приемным устройствам РВ создаются эффективно, из-за применения задержек с длительностями в интервале от 0,25 до 2,00 длительности периода частоты верхней границы защищаемого диапазона.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является обеспечение высокой вероятности блокирования РВ и, как следствие, надежной защиты от мин, самодельных взрывных устройств и других взрывоопасных предметов, имеющих РВ.

Техническим результатом предлагаемого устройства для блокирования РВ является повышение эффективности создания помех приемным устройствам РВ в сверхшироком диапазоне заранее неизвестных радиочастот без увеличения энергопотребления, габаритов и массы устройства.

Технический результат достигается за счет того, что устройство для защиты от радиоуправляемых взрывных устройств содержит по меньшей мере одну приемную антенну, блок обработки радиосигналов, по меньшей мере один усилитель мощности, по меньшей мере одну передающую антенну и блок питания, при этом в блок обработки радиосигналов введены электрооптический преобразователь, узел оптоэлектронной обработки радиосигналов, оптоэлектронный преобразователь. При этом в узел оптоэлектронной обработки радиосигналов может быть введена по меньшей мере одна волоконно-оптическая линия задержки. При этом в узел оптоэлектронной обработки радиосигналов может быть введен по меньшей мере один оптический разветвитель, подключенный к волоконно-оптической линии задержки. При этом в узел оптоэлектронной обработки радиосигналов может быть введен оптический усилитель.

Такое техническое решение обеспечивает:

- расширение диапазона рабочих частот устройства от десятков мегагерц до десятков гигагерц за счет оптоэлектронной обработки радиосигналов [Урик В.Д., МакКинни Д.Д., Вилльямс К.Д. Основы микроволновой фотоники. – М.: Техносфера, 2016. 376 с., ISBN 978-5-94836-445-2],

- изменение (нарушение) информационной части сигнала при введении в узел оптоэлектронной обработки волоконно-оптической линии задержки за счет сложения исходного сигнала с его сдвинутой по времени копией, как и у прототипа, но с большим диапазоном длительностей задержек без увеличения массы и габаритов за счет массогабаритных характеристик оптического волокна [Урик В.Д., МакКинни Д.Д., Вилльямс К.Д. Основы микроволновой фотоники. – М.: Техносфера, 2016. 376 с., ISBN 978-5-94836-445-2],

- повышенную по сравнению с прототипом эффективность создания помех при введении в узел оптоэлектронной обработки оптического разветвителя, обеспечивающего многократное прохождение сигнала через волоконно-оптическую линию задержки и, как следствие, формирование нескольких задержанных копий,

- дополнительное повышение эффективности создания помех при введении в узел оптоэлектронной обработки оптического усилителя, обеспечивающего компенсацию потерь при оптоэлектронной обработке радиосигналов и при прохождении сигналов через оптический разветвитель и волоконно-оптическую линии задержки.

Вышеуказанные и другие задачи, особенности, преимущества, а также техническая значимость данного изобретения будут более понятны из нижеследующего подробного описания изобретения со ссылками на сопровождающие чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фигуре 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит одну или более приемную антенну 1, блок обработки радиосигналов 2, один или более усилитель мощности 3, одну или более передающую антенну 4, блок питания 5. Блок обработки радиосигналов содержит входной усилитель 6, электрооптический преобразователь 7, узел оптоэлектронной обработки радиосигналов 8, оптоэлектронный преобразователь 9, выходной усилитель 10, узел управления и контроля 11.

На фигуре 2 изображена структурная схема узла оптоэлектронной обработки радиосигналов 8 с введенным в него оптическим разветвителем 8.1, волоконно-оптической линией задержки 8.2, оптическим усилителем 8.3.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом. Радиосигнал принимается антенной 1, обрабатывается блоком обработки радиосигналов 2 путем усиления входным усилителем 6, модуляции интенсивности оптического излучения радиосигналом в электрооптическом преобразователе 7, обработки модулированного оптического излучения в узле оптоэлектронной обработки радиосигналов 8, детектирования оптического излучения с формированием радиосигнала, пропорционального интенсивности оптического излучения, в оптоэлектронном преобразователе 9, усиления усилителем 10, после чего выходной сигнал блока обработки радиосигналов 2 усиливается усилителем мощности 3 и излучается передающей (излучающей) антенной 4. Задание режима работы и контроль работоспособности осуществляется узлом управления и контроля 11. Электропитание осуществляется блоком питания 5.

Модулированное оптическое излучение попадает на вход A оптического разветвителя 8.1, суммируется с сигналом, поступающим на вход B, после чего частично отводится на его выход D, проходит через волоконно-оптическую линию задержки 8.2, усиливается оптическим усилителем 8.3 и поступает на вход B оптического разветвителя. Выходной сигнал узла оптоэлектронной обработки формируется на выходе C оптического разветвителя и представляет собой частичную сумму сигналов, поступающих на его входы A и B. За счет многократного прохождения сигнала через волоконно-оптическую линию задержки и компенсации потерь оптическим усилителем выходной сигнал узла оптоэлектронной обработки представляет собой сумму множества задержанных копий входного сигнала.

Таким образом, использование электрооптического преобразователя, узла оптоэлектронной обработки радиосигналов и оптоэлектронного преобразователя в блоке обработки радиосигналов предлагаемого устройства для блокирования РВ позволяет создать помехи приемным устройствам РВ в сверхшироком диапазоне заранее неизвестных радиочастот без увеличения энергопотребления, габаритов и массы устройства. Введение в узел оптоэлектронной обработки радиосигналов волоконно-оптической линией задержки, оптического разветвителя и оптического усилителя позволяет повысить эффективность создания помех приемным устройствам РВ путем изменения (нарушения) информационной части сигнала за счет формирования множества задержанных копий, наложенных друг на друга.

Изобретение относится к средствам борьбы с минами, самодельными взрывными устройствами и другими взрывоопасными предметами, имеющими радиоуправляемые взрыватели (РВ), предназначено для блокирования приема РВ управляющих команд. Устройство для защиты от радиоуправляемых взрывных устройств содержит последовательно соединенные приемную антенну, блок обработки радиосигналов, усилитель мощности, передающую антенну и блок питания, соединенный с усилителем мощности и блоком обработки радиосигналов. В блок обработки радиосигналов введены последовательно соединенные электрооптический преобразователь, узел оптоэлектронной обработки радиосигналов, оптоэлектронный преобразователь, а также узел управления и контроля, соединенный со всеми узлами блока обработки радиосигналов. В узел оптоэлектронной обработки радиосигналов последовательно введены оптический разветвитель, волоконно-оптическая линия задержки и оптический усилитель. Волоконно-оптическая линия задержки соединена с оптическим разветвителем и входом оптического усилителя, а выход оптического усилителя соединен с оптическим разветвителем. Технический результат заключается в повышении эффективности создания помех приемным устройствам РВ в сверхшироком диапазоне заранее неизвестных радиочастот без увеличения энергопотребления, габаритов и массы устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для защиты от радиоуправляемых взрывных устройств, содержащее последовательно соединенные приемную антенну, блок обработки радиосигналов, усилитель мощности, передающую антенну и блок питания, соединенный с усилителем мощности и блоком обработки радиосигналов, отличающееся тем, что в блок обработки радиосигналов введены последовательно соединенные электрооптический преобразователь, узел оптоэлектронной обработки радиосигналов, оптоэлектронный преобразователь, а также узел управления и контроля, соединенный со всеми узлами блока обработки радиосигналов.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в узел оптоэлектронной обработки радиосигналов последовательно введены оптический разветвитель, волоконно-оптическая линия задержки и оптический усилитель, при этом волоконно-оптическая линия задержки соединена с оптическим разветвителем и входом оптического усилителя, а выход оптического усилителя соединен с оптическим разветвителем.