Устройство для блокирования несанкционированной передачи информации управления несанкционированным устройствам Российский патент 2023 года по МПК H04K3/00 H04B7/05 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 диапазоне заранее неизвестных радиочастот.

Известно устройство для блокирования несанкционированной передачи информации управления [1], содержащее устройство управления, микропроцессор, осуществляющий под управлением сигнала с устройства управления выбор одной из программ, осуществляющей как выбор количества поддиапазонов частот, так и выбор последовательности подачи в эти поддиапазоны помехового гармонического сигнала и скорости переключения подачи по поддиапазонам защищаемых частот и внутри отдельного диапазона, синтезатор частот, полосовой фильтр, усилитель мощности, излучающую антенну.

Изобретение может быть использовано для защиты от несанкционированной передачи любой информации по радиоканалу в широком диапазоне заранее неизвестных радиочастот. Недостатком данного устройства является большое энергопотребление.

Известны устройства защиты, которые могут быть использованы для предотвращения срабатывания радиовзрывателей, например [2], средство для блокирования радиоуправляемых взрывателей, содержащее три формирователя нелинейно изменяющегося напряжения, три генератора, управляемых напряжением, два двухвходовых сумматора сигналов, блок управления, полосовой фильтр, усилитель мощности и излучающую антенну,

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 интегральная мощность излучения.

Известно устройство для блокирования несанкционированной передачи информации управления [3] (прототип), содержащее приемную антенну, приемник, усилитель, формирователь нелинейно изменяющегося напряжения, генератор, управляемый напряжением, устройство управления, три сумматора сигналов, два устройства формирования задержки сигнала, двухпозиционный переключатель, полосовой фильтр усилитель мощности и передающую антенну.

Алгоритм работы данного устройства позволяет эффективно обеспечивать радиоподавление несанкционированных устройств путем постановки заградительной помехи, эффективность которой зависит от интегральной мощности рассеивания помехового сигнала по защищаемому диапазону. Кроме того, одним из недостатков этого устройства является завышенная интегральная мощность излучения по всему защищаемому диапазону, в том числе, на частотах без наличия радиообмена.

Однако устройство не может обеспечить гарантированную защиту на конкретных частотах заданного диапазона частот, т.к. алгоритм работы предполагает последовательное вбрасывание помехового сигнала по частотам, 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, снижение интегральной выходной мощности устройства, его энергопотребления, габаритов и массы.

Техническим результатом, достигаемым в предлагаемом устройстве для блокирования несанкционированной передачи информации управления несанкционированным устройствам является увеличение вероятности гарантированного радиоподавления при уменьшении энергетической плотности помехового сигнала в защищаемом диапазоне, что достигается одновременным использованием многосигнальных режимов прицельных помех.

Технический результат достигается за счет того, что в устройство для блокирования несанкционированной передачи информации управления несанкционированным устройствам, содержащее антенну, приемник, усилитель, генератор помех, сумматор сигналов, полосовой фильтр, двухпозиционный переключатель, управляющее устройство, введены анализатор спектра, второе управляющее устройство, регистр частот, регистр кодов частот, N синтезаторов частот, второй двухпозиционный переключатель, второй усилитель, при этом выход первого двухпозиционного переключателя подсоединен к антенне, вход первого усилителя соединен с первым входом первого двухпозиционного переключателя, выход усилителя подсоединен к входу полосового фильтра, выход полосового фильтра подсоединен к входу приемника, выход которого подсоединен к входу анализатора спектра, выход анализатора спектра соединен с входом регистра частот, выход которого соединен с регистром кодов частот, выход регистра кодов частот соединен с входами N синтезаторов частот, выходы N синтезаторов частот подсоединены к входам сумматора сигналов, выход сумматора сигналов соединен со вторым входом второго двухпозиционного переключателя, выход генератора помех соединен с первым входом второго двухпозиционного переключателя, выход второго двухпозиционного переключателя соединен с входом второго усилителя, выход второго усилителя соединен со вторым входом первого двухпозиционного переключателя, при этом время определения частот радиопередачи меньше времени подачи помехового сигнала более чем в 10 раз, сумматор сигналов имеет N входов соответствующих количеству синтезаторов.

Новыми признаками, обеспечивающими достижение технического результата, являются введенные в устройство анализатор спектра, второе управляющее устройство, регистр частот, регистр кодов частот, N синтезаторов частот, второй двухпозиционный переключатель, второй усилитель, при этом выход первого двухпозиционного переключателя подсоединен к антенне, вход первого усилителя соединен с первым входом первого двухпозиционного переключателя, выход усилителя подсоединен к входу полосового фильтра, выход полосового фильтра подсоединен к входу приемника, выход которого подсоединен к входу анализатора спектра, выход анализатора спектра соединен с входом регистра частот, выход которого соединен с регистром кодов частот, выход регистра кодов частот соединен с входами N синтезаторов частот, выходы N синтезаторов частот подсоединены к входам сумматора сигналов, выход сумматора сигналов соединен со вторым входом второго двухпозиционного переключателя, выход генератора помех соединен с первым входом второго двухпозиционного переключателя, выход второго двухпозиционного переключателя соединен с входом второго усилителя, выход второго усилителя соединен со вторым входом первого двухпозиционного переключателя, при этом время определения частот радиопередачи меньше времени подачи помехового сигнала более, чем в 10 раз, сумматор сигналов имеет N входов соответствующих количеству синтезаторов.

Такое техническое решение в совокупности с новыми признаками обеспечивает универсальность подавления сигналов несанкционированных устройств с большинством видов модуляции, увеличение вероятности гарантированного радиоподавления при той же энергетической плотности помехового сигнала в защищаемом диапазоне.

В устройстве используется метод постановки прицельных помех, позволяющий излучать высокую мощность, по сравнению с прототипом, на каждой защищаемой частоте с присутствующим радиообменом. При этом на заранее неизвестной частоте генерируется и излучается сигнал требуемой мощности, достаточной для надежной защиты. При превышении некоторого определенного количества частот устройство ставит заградительную помеху.

Данное техническое решение направлено на увеличение вероятности гарантированного радиоподавления в защищаемом диапазоне за счет точного размещения помехового сигнала на защищаемой частоте.

На фиг. изображена структурная схема заявляемого устройства.

Устройство для блокирования несанкционированной передачи информации управления несанкционированным устройствам, содержит приемо-передающую антенну 1, двухпозиционный переключатель 2, усилитель 3, полосовой фильтр 4, приемник 5, анализатор спектра 6, регистр частот 7, регистр кодов частот 8, синтезатор частот 9, синтезатор частот 10, сумматор сигналов 11, второй двухпозиционный переключатель 12, второй усилитель 13, генератор помех 14, первое управляющее устройство 15, второе управляющее устройство 16.

При этом выход первого двухпозиционного переключателя 2 соединен к антенне 1, вход первого усилителя 3 подсоединен к первому входу первого двухпозиционного переключателя 2, выход усилителя 3 подсоединен к входу полосового фильтра 4, выход полосового фильтра 4 подсоединен к входу приемника 5, выход которого подсоединен к входу анализатора спектра 6, выход анализатор спектра соединен с входом регистра частот 7, выход которого соединен с регистром кодов частот 8, выход регистра кодов частот 8 соединен с входом синтезатора частот 9, выход регистра кодов частот 8 соединен с входом синтезатора частот 10. В общем случае, количество входов сумматора 11 соответствует количеству синтезаторов.

Выходы синтезатора частот 9 и последующего (последующих) синтезатора частот 10 подсоединены к входам сумматора сигналов 11, выход сумматора сигналов 11 соединен со вторым входом второго двухпозиционного переключателя 12, выход второго двухпозиционного переключателя 12 соединен с входом второго усилителя 13, выход которого подсоединен к второму входу первого двухпозиционного переключателя 2. Выход генератора помех 14 подсоединен к первому входу второго двухпозиционного переключателя 12. Второе управляющее устройство 16, управляет анализатором спектра 6 и регистром частот 7, принимает сигналы о состоянии анализатора спектра 6 и сигналы управления от первого управляющего устройства 15. Первое управляющее устройство 15 подает сигналы на управляющее устройство 16, регистр частот 7, регистр кодов частот 8, синтезаторы частот 9 и 10, генератора помех 14, и второй двухпозиционный переключатель 12, и первый двухпозиционный переключатель 2.

Устройство для блокирования несанкционированной передачи информации управления несанкционированным устройствам работает следующим образом.

В режиме анализа радиочастотной обстановки: сигнал с антенны 1 через двухпозиционный переключатель 2 поступает на усилитель 3, обрабатывается полосовым фильтром 4, и поступает на вход приемника 5. С выхода приемника 5 сигнал поступает на анализатор спектра 6, где в результате обработки определяются частоты с уровнем мощности больше заданного. Информация о данных частотах в виде кодов записывается в регистр частот 7. Коды, соответствующие данные частотам, загружаются в регистр частот по сигналу со второго управляющего устройства 16. Второе управляющее устройство 16 подает сигнал первому управляющему устройство 15 об окончании процесса приема и обработки входных сигналов заданного диапазона.

Далее начинается режим радиоподавления, в котором первое управляющее устройство 15 подает сигнал на регистр частот 7 о выгрузке кодов, соответствующих выявленным частотам, для записи в регистр кодов частот 8. Далее первое управляющее устройство 15 подает сигнал о загрузке кодов частот в синтезаторы частот 9, 10, которые формируют на выходе аналоговые сигналы с частотами подавления. Эти сигналы суммируются сумматором сигналов 11, выходной сигнал которого поступает на второй вход второго двухпозиционного переключателя 12, с выхода которого поступает на усилитель 13, и усиленным по мощности через первый двухпозиционный переключатель 2, который замкнут на антенну 1.

При этом двухпозиционный переключатель 2 сигналом с управляющего устройства 15 замкнут, находится в положении, обеспечивающем прохождение сигнала помехи от генератора помех. Через промежуток времени, достаточный для поражения несанкционированных частот, подача помехового сигналов завершается. Тайминги обработки и подавления выбираются в соответствии с условиями наибольшей вероятности радиоподавления и заложены в алгоритм функционирования устройства в устройствах управления.

Далее процесс повторяется. Проводится анализ радиообстановки, затем производится радиоподавление. Соотношение времени, затрачиваемого на анализ радиообстановки (обработку), и времени затрачиваемого на передачу помехового сигнала прицельными помехами значительно меньше единицы.

При обнаружении более К частот, где К=1, радиообмена первое управляющее устройство 15 подает сигнал управления на двухпозиционный переключатель 12, и двухпозиционный переключатель 2, которые переводятся на прохождение сигнала последовательно с выхода генератора помех 14 на усилитель 13 и антенну 1. Второе управляющее устройство 16, ведомое первым управляющим устройством 15, блокирует работу анализатора спектра 6 и регистра частот 7. При этом обнаружение (мониторинг радиообстановки) не производится, а защищаемый диапазон заполняется заградительной помехой. По истечении промежутка времени равного 5 периодам (анализ-прицельная помеха) процесс повторяется по циклическому алгоритму обнаружение - прицельная помеха - обнаружение - прицельная помеха…

Для гарантированной или высокой вероятности радиоподавления время обнаружения несанкционированных радиопередач принимается более, чем в 10 раз меньше времени выдачи помехового сигнала.

Данное техническое решение позволяет повысить энергетическую плотность помехового сигнала на выявленных частотах радиопередач за счет перераспределения мощности помехи по защищаемому диапазону, а также, снизить энергопотребление от стационарного или автономного источника питания устройства.

Такой алгоритм формирования помехового сигнала прицельными помехами позволяет увеличить энергетическую плотность помехового воздействия.

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

Источники информации

1. Семенюк Т.А. устройство для блокирования радиоуправляемых взрывателей // Патент №2752230, Опубл.: 23.07.2021 Бюл. №21 Семенюк Т.А.) H04K 3/00 (2006.01) F41H 11/12 (2011.01) H04K 3/00 (2020.02

2. Семенюк Т.А. Средство для блокирования радиовзрывателей // Патент RU N 2732079 Опубл.: 11.09.2020, Бюл. №26 H04K 3/00 (2006.01) F41H 11/12(2011.01) H04K 3/00 (2020.02

3. Семенюк Т.А. Устройство для блокирования несанкционированной передачи информации управления. Патент RU N 2724039, опубл. 18.06.2020, Бюл. N 17. H04K 3/00 (2006.01) F41H 11/12 (2011.01) Н04В 7/00 (2006.01) (52) СПК H04K 3/00 (2020.02) F41H 11/12 (2020.02) Н04В 7/00 (2020.02).

Изобретение относится к созданию искусственных помех в радиосвязи. Устройство для блокирования несанкционированной передачи информации управления несанкционированными устройствами содержит антенну, приемник, усилитель, генератор помех, сумматор сигналов, полосовой фильтр, двухпозиционный переключатель, управляющее устройство, анализатор спектра, регистр частот, второе управляющее устройство, регистр кодов частот, N синтезаторов частот, второй двухпозиционный переключатель, второй усилитель. При этом анализатор спектра выполнен с возможностью выявлять частоты с уровнем мощности больше заданного. При этом коды, соответствующие выявленным частотам, загружают в регистр частот. Первое управляющее устройство выполнено с возможностью подавать сигнал на регистр частот о выгрузке кодов, соответствующих выявленным частотам, для записи в регистр кодов частот и подавать сигнал о загрузке кодов частот в синтезаторы частот для формирования аналоговых сигналов с частотами подавления, которые суммируются сумматором сигналов. Выходной сигнал сумматора поступает на второй вход второго двухпозиционного переключателя, с выхода которого сигнал поступает через усилитель и первый двухпозиционный переключатель на антенну. Технический результат заключается в увеличении вероятности гарантированного радиоподавления. 1 ил.

Устройство для блокирования несанкционированной передачи информации управления несанкционированными устройствами, содержащее антенну, приемник, усилитель, генератор помех, сумматор сигналов, полосовой фильтр, двухпозиционный переключатель, управляющее устройство, отличающееся тем, что в него введены анализатор спектра, регистр частот, второе управляющее устройство, регистр кодов частот, N синтезаторов частот, второй двухпозиционный переключатель, второй усилитель, при этом выход первого двухпозиционного переключателя подключен к антенне, вход первого усилителя соединен с первым входом первого двухпозиционного переключателя, выход усилителя подключен к входу полосового фильтра, выход полосового фильтра подсоединен к входу приемника, выход которого подсоединен к входу анализатора спектра, выход анализатора спектра соединен с входом регистра частот, выход которого соединен с регистром кодов частот, выход которого соединен с входом каждого из N синтезаторов частот, выходы N синтезаторов частот подключены к соответствующим входам сумматора сигналов, выход сумматора сигналов соединен со вторым входом второго двухпозиционного переключателя, выход генератора помех соединен с первым входом второго двухпозиционного переключателя, выход второго двухпозиционного переключателя соединен с входом второго усилителя, выход второго усилителя соединен со вторым входом первого двухпозиционного переключателя, второе управляющее устройство соединено с анализатором спектра и регистром частот, при этом первое управляющее устройство соединено со вторым управляющим устройством, регистром частот, регистром кодов частот, N синтезаторами частот, генератором помех, вторым двухпозиционным переключателем и первым двухпозиционным переключателем, при этом анализатор спектра выполнен с возможностью выявлять частоты с уровнем мощности больше заданного, второе управляющее устройство выполнено с возможностью подавать сигнал на регистр частот для того, чтобы загружать коды, соответствующие выявленным частотам, в регистр частот, первое управляющее устройство выполнено с возможностью подавать сигнал на регистр частот о выгрузке кодов, соответствующих выявленным частотам, для записи в регистр кодов частот и подавать сигнал о загрузке кодов частот в синтезаторы частот для формирования аналоговых сигналов с частотами подавления, которые суммируются сумматором сигналов, выходной сигнал которого поступает на второй вход второго двухпозиционного переключателя, с выхода второго двухпозиционного переключателя сигнал поступает через усилитель и первый двухпозиционный переключатель на антенну, при этом время определения частот радиопередачи меньше времени подачи помехового сигнала более чем в 10 раз, сумматор сигналов имеет N входов, где N≥1.