Средство для блокирования радиолиний дистанционного подрыва боеприпасов Российский патент 2022 года по МПК 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 так же может быть использовано для защиты от несанкционированной передачи любой информации по радиоканалу в 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 неперекрывающихся поддиапазонах защищаемого диапазона частот [2]. Это известное устройство позволяет излучать высокую мощность в каждом поддиапазоне частот, достаточную для защиты от радиоуправляемых взрывных устройств со сложным неоднозначным спектром в моменты переключения фазы помехового сигнала. Данный фактор позволяет увеличить количество поражаемых частот. Одним из недостатков такого устройства для блокировки радиовзрывателей является повышенная в n раз интегральная мощность излучения, где n - число используемых модулей.

Известно устройство для блокирования радиовзрывателей [3] (прототип), содержащее усилитель мощности и антенну, формирователь нелинейно изменяющегося напряжения, два генератора, управляемых напряжением, инвертор, полосовой фильтр, двухпозиционный переключатель, и устройство управления.

Алгоритм работы данного устройства позволяет эффективно обеспечивать радиоподавление несанкционированных устройств в соответствии с радиочастотной обстановкой.

Однако устройство не может обеспечить гарантированную защиту в заданном диапазоне частот, т.к. требует затрат времени для мониторинга радиообстановки и не позволяет обеспечить подавление современных видов связи, таких как устройств с ППРЧ.

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 радиоуправляемых взрывателей является увеличение вероятности гарантированного радиоподавления, при той же энергетической плотности помехового сигнала в защищаемом диапазоне, что достигается использованием многосигнальных режимов, модуляции и чередовании фрагментов помехового сигнала на различных участках (в поддиапазонах) защищаемого диапазона.

Технический результат достигается за счет того, что в средство для блокирования радиолиний дистанционного подрыва боеприпасов, содержащее полосовой фильтр, усилитель мощности и антенну, формирователь нелинейно изменяющегося напряжения, два генератора, управляемых напряжением, инвертор, двухпозиционный переключатель, и устройство управления, дополнительно введены

первый, второй и третий двухпозиционные переключатели, второй, третий и четвертый инверторы, и второе устройство управления,

выход формирователя нелинейно изменяющегося напряжения подсоединен к входу первого генератора, управляемого напряжением, и к входу первого инвертора, выход которого подсоединен к входу второго генератора, управляемого напряжением,

выход первого генератора, управляемого напряжением, подсоединен к входу второго инвертора и к первому сигнальному входу первого двухпозиционного переключателя, выход второго инвертора подсоединен к второму сигнальному входу первого двухпозиционного переключателя,

выход второго генератора, управляемого напряжением, подсоединен к входу третьего инвертора и к первому сигнальному входу второго двухпозиционного переключателя,

выход третьего инвертора подсоединен к второму сигнальному входу второго двухпозиционного переключателя,

выход первого двухпозиционного переключателя подсоединен к первому сигнальному входу третьего двухпозиционного переключателя,

выход второго двухпозиционного переключателя подсоединен к второму сигнальному входу третьего двухпозиционного переключателя,

а выход третьего двухпозиционного переключателя соединен с входом полосового фильтра, выход которого соединен со входом усилителя мощности, выход которого соединен с входом излучающей антенны,

выход первого управляющего устройства подсоединен к входу четвертого инвертора и к управляющему входу второго двухпозиционного переключателя, а выход четвертого инвертора подсоединен к управляющему входу первого двухпозиционного переключателя,

управляющий вход третьего двухпозиционного переключателя соединен с выходом второго управляющего устройства,

при этом частота выходного сигнала первого устройства управления переключением первым и вторым двухпозиционными переключателями больше частоты выходного сигнала второго устройства управления переключением третьим двухпозиционным переключателем, а диапазон частот генератора, управляемого напряжением, находится в области диапазона защищаемых устройством частот.

Новыми признаками, обеспечивающими достижение технического результата, являются введенные

первый, второй и третий двухпозиционные переключатели, второй, третий и четвертый инверторы, и второе устройство управления,

выход формирователя нелинейно изменяющегося напряжения подсоединен к входу первого генератора, управляемого напряжением, и к входу первого инвертора, выход которого подсоединен к входу второго генератора, управляемого напряжением,

выход первого генератора, управляемого напряжением, подсоединен к входу второго инвертора и к первому сигнальному входу первого двухпозиционного переключателя, выход второго инвертора подсоединен к второму сигнальному входу первого двухпозиционного переключателя,

выход второго генератора, управляемого напряжением, подсоединен к входу третьего инвертора и к первому сигнальному входу второго двухпозиционного переключателя,

выход третьего инвертора подсоединен к второму сигнальному входу второго двухпозиционного переключателя,

выход первого двухпозиционного переключателя подсоединен к первому сигнальному входу третьего двухпозиционного переключателя,

выход второго двухпозиционного переключателя подсоединен к второму сигнальному входу третьего двухпозиционного переключателя,

а выход третьего двухпозиционного переключателя соединен с входом полосового фильтра, выход которого соединен со входом усилителя мощности, выход которого соединен с входом излучающей антенны,

выход первого управляющего устройства подсоединен к входу четвертого инвертора и к управляющему входу второго двухпозиционного переключателя, а выход четвертого инвертора подсоединен к управляющему входу первого двухпозиционного переключателя,

управляющий вход третьего двухпозиционного переключателя соединен с выходом второго управляющего устройства,

при этом частота выходного сигнала первого устройства управления переключением первым и вторым двухпозиционными переключателями больше частоты выходного сигнала второго устройства управления переключением третьим двухпозиционным переключателем, а диапазон частот генератора, управляемого напряжением, находится в области диапазона защищаемых устройством частот.

Такое техническое решение в совокупности с новыми признаками обеспечивает:

универсальность подавления сигналов устройств с большинством видов модуляции,

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 Τ 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 динамического изменения структуры помехового сигнала при его равной энергетической плотности.

На фиг. 1 изображена структурная схема заявляемого устройства.

Устройство содержит формирователь 1 периодического в общем случае нелинейно (или линейно, как частный случай) изменяющегося напряжения, первый генератор 2, управляемый напряжением, первый инвертор 3, второй генератор 4, управляемый напряжением,

второй инвертор 5, первый двухпозиционный переключатель 6 (коммутатор), третий инвертор 7, второй двухпозиционный переключатель 8, третий двухпозиционный переключатель 9,

полосовой фильтр 10 на весь диапазон защищаемых частот от нижней частоты fн до верхней частоты fв, усилитель мощности 11 и передающую излучающую антенну 12, первое устройство 13 управления, четвертый инвертор 14, и второе устройство 15 управления.

Работа заявленного средства для блокирования радиолиний дистанционного подрыва боеприпасов осуществляется следующим образом.

Выходной сигнал с выхода формирователя 1 нелинейного периодически изменяющегося напряжения поступает на вход первого генератора 2, управляемого напряжением, который формирует гармонический сигнал, частота которого f непрерывно изменяется за промежуток времени Τ по закону, определяемому формой (видом, производной) выходного сигнала формирователя 1 нелинейного напряжения, от f мин до f макс. Инвертор 3 инвертирует сигнал с выхода формирователя 1 периодически изменяющегося напряжения (из линейно-нарастающего в линейно-спадающий). Выходной сигнал инвертора 3 поступает на вход второго генератора 4, управляемого напряжением, который формирует гармонический сигнал от f макс до f мин (движение гармоники в противоположном направлении).

Выходной гармонический сигнал с выхода первого генератора 2 и его инверсия с выхода инвертора 5 поступают на первый и второй сигнальные входы первого двухпозиционного переключателя 6, управляемого устройством 13 управления двухпозиционным переключателем 6, посредством инвертированного сигнала с выхода инвертора 14.

Выходной сигнал первого двухпозиционного переключателя 6 представляет собой модуляцию выходного сигнала второго генератора 2-0/180 град.

Выходной сигнал второго генератора 4 поступает на вход третьего инвертора 7 и первый сигнальный вход второго двухпозиционного переключателя 8, а выходной сигнал с выхода третьего инвертора 7 на второй сигнальный вход второго двухпозиционного переключателя 8, управляемого сигналом с выхода устройства 13 управления двухпозиционным переключателем 8.

Выходной сигнал второго двухпозиционного переключателя 8 представляет собой модуляцию выходного сигнала второго генератора 4-0/180 град.

Выходной сигнал с выхода первого двухпозиционного переключателя 6 поступает на первый сигнальный вход третьего двухпозиционного переключателя 9, выходной сигнал с выхода второго двухпозиционного переключателя 8 поступает на второй сигнальный вход третьего двухпозиционного переключателя 9, управляемого устройством 15 управления двухпозиционным переключателем 9.

Выходной сигнал с выхода третьего двухпозиционного переключателя 9 представляет собой фрагменты фазомодулированных сигналов из нижней и верхней частей защищаемого диапазона.

Попеременно подключая выходы первого двухпозиционного переключателя 6 и второго двухпозиционного переключателя 8, с выхода третьего двухпозиционного переключателя 9 снимают сигнал попеременно с частотами, соответствующим противоположным частям диапазона защищаемых частот.

При этом частота переключения первого 6 и второго 8 двухпозиционных переключателей выше частоты переключения третьего 9 двухпозиционного переключателя, а диапазон частот первого 2 и второго 4 генераторов, управляемых напряжением, находится в области диапазона защищаемых устройством частот.

Период переключения первого 6 и второго 8 двухпозиционных переключателей больше в 2 (два) и более раз периода выходного сигналов первого 2 и второго 4 генераторов, соответствующих нижней граничной частоте защищаемого диапазона.

Соотношение длительностей фрагментов сигналов с выхода первого генератора 1 и с выхода первого инвертора 5 пропорциональны скважности сигнала с выхода устройства 13 управления открывания двухпозиционным переключателем 6.

Скважность и частота этого управляющего сигнала определяются параметрами третьего формирователя 7 периодического нелинейно изменяющегося напряжения, и вторым генератором 8, управляемым напряжением.

Полосовой фильтр 10 диапазона защищаемых частот от нижней частоты fн до верхней частоты fв отфильтровывает гармоники высокого порядка за пределами защищаемого диапазона и возникающие при переключении переключателя 9. Выходной сигнал с полосового фильтра 10 поступает на усилитель мощности 11, где усиливается и поступает на передающую антенну 12.

Выбор значений частоты переключения переключателей 6 и 8 обусловлен видом подавляемой радиосвязи и обеспечивает существенные деформации или нарушения информационной части подавляемых сигналов связи.

Такой алгоритм формирования спектра помехового сигнала позволяет увеличить его кажущуюся энергетическую плотность воздействия. Использование многосигнального помехового режима скользящих гармонических сигналов последовательно перемещающихся относительно центральной частоты защищаемого диапазона позволяет повысить вероятность радиоподавления. Девиация частоты переключения ключа обеспечивает различную скорость заполнения защищаемого диапазона помеховым сигналом с модуляцией. Изменением скважности сигнала переключения третьего двухпозиционного переключателя 9 можно управлять спектральной плотностью защищаемого диапазона частот на краях.

Таким образом, предложенное средство за счет новой совокупности признаков и алгоритма их взаимодействия обеспечивает повышение эффективности радиоподавления по сравнению с аналогами.

Источники информации

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

2. Семенюк Т.А. Устройство для блокирования радиовзрывателей. Патент RU N 2724040, опубл. 18.06.2020, Бюл. N 17. МПК F41H 11/12 (2011.01), Н04В 7/00 (2006.01).

3. Семенюк Т.А. Средство для блокирования радиовзрывателей // Патент RU N 2716604, Опубл.: 13.03.2020, Бюл. №8, МПК F41H 11/12 (2011.01), Н04В 7/00 (2006.01), СПК F41Η 11/12 (2019.08), Н04В 7/00 (2019.08).

Средство для блокирования радиолиний дистанционного подрыва боеприпасов содержит формирователь периодического изменяющегося напряжения, два генератора, управляемых напряжением, четыре инвертора, три двухпозиционных переключателя, полосовой фильтр на весь диапазон защищаемых частот, усилитель мощности, передающую излучающую антенну, два устройства управления. Обеспечивается увеличение вероятности гарантированного радиоподавления. 1 ил.

Средство для блокирования радиолиний дистанционного подрыва боеприпасов, содержащее полосовой фильтр, усилитель мощности и антенну, формирователь нелинейно изменяющегося напряжения, два генератора, управляемых напряжением, инвертор, двухпозиционный переключатель, и устройство управления, отличающееся тем, что в него введены

первый, второй и третий двухпозиционные переключатели, второй, третий и четвертый инверторы, и второе устройство управления,

выход формирователя нелинейно изменяющегося напряжения подсоединен к входу первого генератора, управляемого напряжением, и к входу первого инвертора, выход которого подсоединен к входу второго генератора, управляемого напряжением,

выход первого генератора, управляемого напряжением, подсоединен к входу второго инвертора и к первому сигнальному входу первого двухпозиционного переключателя, выход второго инвертора подсоединен к второму сигнальному входу первого двухпозиционного переключателя,

выход второго генератора, управляемого напряжением, подсоединен к входу третьего инвертора и к первому сигнальному входу второго двухпозиционного переключателя,

выход третьего инвертора подсоединен к второму сигнальному входу второго двухпозиционного переключателя,

выход первого двухпозиционного переключателя подсоединен к первому сигнальному входу третьего двухпозиционного переключателя,

выход второго двухпозиционного переключателя подсоединен к второму сигнальному входу третьего двухпозиционного переключателя,

а выход третьего двухпозиционного переключателя соединен с входом полосового фильтра, выход которого соединен со входом усилителя мощности, выход которого соединен с входом излучающей антенны,

выход первого управляющего устройства подсоединен к входу четвертого инвертора и к управляющему входу второго двухпозиционного переключателя, а выход четвертого инвертора подсоединен к управляющему входу первого двухпозиционного переключателя,

управляющий вход третьего двухпозиционного переключателя соединен с выходом второго управляющего устройства,

при этом частота выходного сигнала первого устройства управления переключением первым и вторым двухпозиционными переключателями больше частоты выходного сигнала второго устройства управления переключением третьим двухпозиционным переключателем, а диапазон частот генератора, управляемого напряжением, находится в области диапазона защищаемых устройством частот.