Блокиратор радиоуправляемых устройств Российский патент 2021 года по МПК H04K3/00 F41H11/12 

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 и 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 широком диапазоне защищаемых радиочастот без повышения интегральной выходной мощности устройства, его энергопотребления, габаритов и массы.

Техническим результатом предлагаемого средства для блокирования радиовзрывателей является увеличение вероятности гарантированного радиоподавления при той же энергетической плотности помехового сигнала в защищаемом диапазоне.

Технический результат достигается за счет того, что в устройство для блокирования радиовзрывателей, содержащее первый формирователь нелинейно изменяющегося напряжения и генератор, управляемый напряжением, усилитель мощности и антенну, введены

второй, третий и четвертый формирователи нелинейно изменяющегося напряжения, три двухвходовых управляемых переключателя, устройство управления, инвертор, двоичный счетчик, полосовой фильтр, устройство синхронизации формирователей нелинейно изменяющегося напряжения,

выходы первого и второго формирователей нелинейно изменяющегося напряжения подсоединены к первому и второму сигнальным входам первого двухвходового переключателя, выходы третьего и четвертого формирователя нелинейно изменяющегося напряжения подсоединены к первому и второму сигнальным входам второго двухвходового переключателя, выходы первого и второго двухвходового переключателя подсоединены к первому и второму сигнальным входам третьего двухвходового переключателя, выход третьего двухвходового переключателя подсоединен к входу генератора, управляемого напряжением, выход которого соединен с входом полосового фильтра, выход которого соединен со входом усилителя мощности, выход которого нагружен на передающую антенну, выход устройства управления соединен с управляющим входом второго двухвходового управляемого переключателя и с входом инвертора, выход которого соединен с управляющим входом первого двухвходового управляемого переключателя и с входом двоичного счетчика, выход двоичного счетчика соединен с управляющим входом третьего двухвходового управляемого переключателя, при этом частота переключения первого и второго двухвходового управляемого переключателя ключа составляет 3-122 кГц, а коэффициент пересчета двоичного счетчика равен двум.

Новыми признаками, обеспечивающими достижение технического результата, являются дополнительно введенные

второй, третий и четвертый формирователи нелинейно изменяющегося напряжения, три двухвходовых управляемых переключателя, устройство управления, инвертор, двоичный счетчик, полосовой фильтр, устройство синхронизации формирователей нелинейно изменяющегося напряжения,

выходы первого и второго формирователей нелинейно изменяющегося напряжения подсоединены к первому и второму сигнальным входам первого двухвходового переключателя, выходы третьего и четвертого формирователей нелинейно изменяющегося напряжения подсоединены к первому и второму сигнальным входам второго двухвходового переключателя, выходы первого и второго двухвходового переключателей подсоединены к первому и второму сигнальным входам третьего двухвходового переключателя, выход третьего двухвходового переключателя подсоединен к входу генератора, управляемого напряжением, выход которого соединен с входом полосового фильтра, выход которого соединен с входом усилителя мощности, выход которого нагружен на передающую антенну, выход устройства управления соединен с управляющим входом второго двухвходового управляемого переключателя и с входом инвертора, выход которого соединен с управляющим входом первого двухвходового управляемого переключателя и с входом двоичного счетчика, выход двоичного счетчика соединен с управляющим входом третьего двухвходового управляемого переключателя.

Такое техническое решение в совокупности с новыми признаками обеспечивает:

универсальность подавления сигналов со всеми видами модуляции,

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.

В устройстве используется известный метод частотной развертки, позволяющий излучать высокую мощность на каждой частоте или близких частотах последовательно во времени. При этом на некоторой частоте f(t) генерируется и излучается сигнал требуемой мощности, достаточной для надежной защиты, а сама эта частота за промежуток времени, зависящий от числа n формирователей частот и времени T развертки частоты одним формирователем частот, изменяется во всем диапазоне защищаемых частот, "пробегая" все значения от нижнего до верхнего.

Данное техническое решение направлено на увеличение вероятности гарантированного радиоподавления в защищаемом диапазоне за счет перемежения диапазонов частот помехового сигнала при его равной энергетической плотности, увеличения скорости пробега помеховой гармоники по развертке частоты и увеличение энергетического влияния на большее количество близлежащих частот смежных диапазонов.

На фиг. 1 изображена структурная схема заявляемого устройства,

на фиг. 2 показана разбивка на два поддиапазона диапазона защищаемых частот,

на фиг. 3 показана разбивка на четыре поддиапазона диапазона защищаемых частот,

на фиг. 4 – последовательность генерируемых излучаемых частот в произвольно взятый интервал времени (условно),

на фиг. 5 – последовательность генерируемых излучаемых частот в следующий после произвольно взятого интервала времени на фиг. 4 (условно),

на фиг. 6 – зависимость выходного напряжения формирователей периодического изменяющегося напряжения в произвольно взятый интервал времени (условно).

Устройство содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 формирователи нелинейно изменяющегося периодического напряжения (фиг. 1), каждый из которых обеспечивает свой амплитудный диапазон (фиг. 6), первый 5, второй 6, третий 7 двухвходовых управляемых переключателя (фиг. 1), генератор 8, управляемый напряжением (ГУН), полосовой фильтр 9 на весь диапазон защищаемых частот от нижней частоты fн до верхней частоты fв, усилитель мощности 10 и передающую излучающую антенну 11, устройство управления 12, инвертор 13, двоичный счетчик 14, полосовой фильтр, и устройство 15 синхронизации формирователей нелинейно изменяющегося напряжения, выход устройства 15 синхронизации формирователей нелинейно изменяющегося напряжения подключен к входам синхронизации формирователей 1, 2, 3 и 4 линейно изменяющегося напряжения.

Выходы первого 1 и второго 2 формирователей нелинейно изменяющегося напряжения подсоединены к первому и второму сигнальным входам первого 5 двухвходового переключателя, выходы третьего 3 и четвертого 4 формирователей нелинейно изменяющегося напряжения подсоединены к первому и второму сигнальным входам второго 6 двухвходового переключателя, выходы первого 5 и второго 6 двухвходовых переключателей подсоединены к первому и второму сигнальным входам третьего двухвходового переключателя 7, выход третьего двухвходового переключателя 7 подсоединен к входу генератора 8, управляемого напряжением, выход которого соединен с входом полосового фильтра 9, выход которого соединен со входом усилителя мощности 10, выход которого нагружен на передающую антенну 11.

Выход устройства управления 12 соединен с управляющим входом второго двухвходового управляемого переключателя 6 и с входом инвертора 13, выход которого соединен с управляющим входом первого двухвходового управляемого переключателя 5 и с входом двоичного счетчика 14 с коэффициентом пересчета равным двум, выход двоичного счетчика 14 соединен с управляющим входом третьего двухвходового управляемого переключателя 7.

Выход устройства 15 синхронизации формирователей нелинейно изменяющегося напряжения подключен к входам синхронизации формирователей 1, 2, 3 и 4 линейно изменяющегося напряжения.

Частота переключения первого и второго двухвходового управляемого переключателя ключа составляет 3-122 кГц, а коэффициент пересчета двоичного счетчика равен двум.

Работа заявленного устройства для блокирования радиовзрывателей осуществляется следующим образом.

Формирователи 1, 2, 3 и 4 линейно изменяющегося напряжения генерируют периодические сигналы, как показано на фиг. 6.

Первый 5, второй 6, третий 7 двухвходовые управляемые переключатели последовательно во времени передают фрагменты выходных сигналов с формирователей 1, 2, 3 и 4 напряжения.

Генератор 8, управляемый напряжением (ГУН), генерирует сигнал, частота которого f непрерывно изменяется за промежуток времени T по закону, определяемому формирователем 1, 2, 3 и 4 периодического изменяющегося напряжения фиг. 5.

Сигнал с выхода ГУН 8 поступает на вход полосового фильтра 9. Полосовой фильтр 9 диапазона защищаемых частот от нижней частоты fн до верхней частоты fв отфильтровывает гармоники высокого порядка, возникающие при переключении переключателей. Выходной сигнал с полосового фильтра 9 поступает на усилитель мощности 10, где усиливается и приходит на передающую антенну 11.

Частота переключения ключа 6 составляет 3-122 кГц, а скважность сигнала переключения ключа 6 равна 1/2. Выбор значений частоты переключения ключа обусловлен шириной подавляемых каналов связи и достаточен для обеспечения существенных деформаций или нарушений информационной части подавляемых сигналов связи.

Данное решение эквивалентно наличию двух сигналов в разных сегментах, один из которых находится в нижней части защищаемого диапазона, а другой – в верхней. При этом усилитель всегда работает в оптимальном режиме без компрессии.

При прочих равных условиях устройство имеет более высокую скорость пробега помехового гармонического сигнала по защищаемому диапазону и более высокую удельную фрагментарную плотность подавляемого сигнала во всем защищаемом диапазоне, и более высокую спектральную плотность помехового гармонического сигнала.

Это обеспечивает повышение эффективности радиоподавления.

Таким образом, предложенное средство за счет новой совокупности признаков и нового алгоритма работы обеспечивает более высокую эффективность радиоподавления.

Источники информации

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

2. Петренко E.С., 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 А.М., 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 взрывоопасными предметами, имеющими радиовзрыватели, 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. Технический результат – увеличение вероятности гарантированного радиоподавления. Устройство содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 формирователи нелинейно изменяющегося периодического напряжения, каждый из которых обеспечивает свой амплитудный диапазон, первый 5, второй 6, третий 7 двухвходовых управляемых переключателя, генератор 8, управляемый напряжением (ГУН), полосовой фильтр 9, усилитель мощности 10 и передающую излучающую антенну 11, устройство управления 12, инвертор 13, двоичный счетчик 14, полосовой фильтр и устройство 15 синхронизации формирователей линейно изменяющегося напряжения, выход устройства 15 синхронизации формирователей нелинейно изменяющегося напряжения подключен к входам синхронизации 1, 2, 3 и 4 формирователей линейно изменяющегося напряжения. 6 ил.

Устройство для блокирования радиовзрывателей, содержащее первый формирователь нелинейно изменяющегося напряжения и генератор, управляемый напряжением, усилитель мощности и антенну, отличающееся тем, что в него введены второй, третий и четвертый формирователи нелинейно изменяющегося напряжения, три двухвходовых управляемых переключателя, устройство управления, инвертор, двоичный счетчик, полосовой фильтр, устройство синхронизации формирователей нелинейно изменяющегося напряжения, выходы первого и второго формирователей нелинейно изменяющегося напряжения подсоединены к первому и второму сигнальным входам первого двухвходового переключателя, выходы третьего и четвертого формирователя нелинейно изменяющегося напряжения подсоединены к первому и второму сигнальным входам второго двухвходового переключателя, выходы первого и второго двухвходового переключателя подсоединены к первому и второму сигнальным входам третьего двухвходового переключателя, выход третьего двухвходового переключателя подсоединен к входу генератора, управляемого напряжением, выход которого соединен с входом полосового фильтра, выход которого соединен со входом усилителя мощности, выход которого нагружен на передающую антенну, выход устройства управления соединен с управляющим входом второго двухвходового управляемого переключателя и с входом инвертора, выход которого соединен с управляющим входом первого двухвходового управляемого переключателя и с входом двоичного счетчика, выход двоичного счетчика соединен с управляющим входом третьего двухвходового управляемого переключателя, выход устройства синхронизации формирователей нелинейно изменяющегося напряжения соединен с входами синхронизации первого, второго, третьего и четвертого формирователей нелинейно изменяющегося напряжения, при этом частота переключения первого и второго двухвходового управляемого переключателя ключа составляет 3-122 кГц, а коэффициент пересчета двоичного счетчика равен двум.