СПОСОБ РАДИОПОДАВЛЕНИЯ КАНАЛОВ СВЯЗИ СРЕДСТВАМИ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ БОРЬБЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЕН-АНТЕНН Российский патент 2023 года по МПК F41H13/00 H04K3/00 H01Q21/00 

Техническое решение относится к робототехническим комплексам радиоэлектронной борьбы (РЭБ) для дистанционной работы в заданном районе. В способе совместно с беспилотными летательными аппаратами (БЛА) РЭБ используют забрасываемые передатчики помех (3ПП).

Достигается повышение эффективности подавления радиосвязи в заданном районе.

Известны многочисленные способы подавления радиосвязи с применением беспилотных аппаратов. Это «Способ доставки постановщиков помех и беспилотный робототехнический комплекс радиоэлектронной борьбы» [1], «Способ применения беспилотного летательного аппарата с подводного корабля» [2] и другие.

Наиболее близким техническим решением является «Способ доставки постановщиков помех и беспилотный робототехнический комплекс радиоэлектронной борьбы», защищенный патентом №2625206, от 12.07.2017 г. [1].

В соответствии с этим способом, совместно с БЛА РЭБ используют ЗПП. Доставку 3ПП в район их применения осуществляют с помощью БЛА РЭБ. Управление перемещением и оперативное управление постановкой помех БЛА РЭБ выполняет пункт дистанционного управления (ПДУ) по беспроводным каналам связи. Управление работой ЗПП реализовано опосредовано через ретрансляторы, размещенные на борту БЛА РЭБ. Дополнительно вводится комплект из 3ПП, на борту каждого из БЛА РЭБ устанавливают ретранслятор и блок сброса ЗПП. ЗПП выполняют в виде небольших маневренных планеров, «цикад», парашютирующих крыльев, планирующих бомб, надувных воздушных змеев и др.

Анализ применения способа-прототипа выявил следующие недостатки

- ограниченная дальность действия доставщика ЗПП (БЛА РЭБ);

- неопределенность с видом исполнения ЗПП;

- малая эффективность классических штыревых антенн при постановке помех;

- невозможность применения способа в море;

- управление ЗПП осуществляется с БЛА-носителя, что подвергает их возможному подавлению средствами РЭБ противника;

- малая продолжительность постановки помех.

Целью изобретения является повышение эффективности радиоподавления каналов связи «самолет противолодочной обороны (ПЛО) - радиогидроакустический буй (РГАБ)».

Решаемой задачей является применение в качестве антенной системы ЗПП ЕН-антенн в интересах повышения эффективности подавления канала УКВ радиосвязи.

В предлагаемом способе доставка ЗПП в район применения осуществляется с помощью автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА, 3).

Учитывая достигнутый уровень развития технологий на современном этапе, разработаны АННА (3), способные эффективно выполнять в интересах флота целый ряд важных задач, не подвергая риску личный состав. Эти задачи могут включать: поиск, обнаружение, идентификацию и уничтожение большинства типов контактных и неконтактных якорных и донных морских мин, ведение гидроакустической разведки, сбор гидрографической и батиметрической информации, вскрытие и обследование противолодочной, противодесантной, противодиверсионной обороны противника в районах запланированных операций, разведку подводных гидротехнических сооружений, структуры и организации пунктов базирования сил флота [3; 6].

Преимущества данного способа доставки:

- скрытность перехода в район;

- время автономности АНПА;

- способность выполнять задачи РЭБ параллельно с выполнением других задач.

В качестве антенной системы ЗПП в данном способе предлагается использование ЕН-антенн, устанавливаемых на БЛА.

Теория ЕН-антенны [1; 5; 7] основана на простой концепции, в которой предлагается поворот фазы на 90 градусов между двумя половинами антенны, а это, в свою очередь, позволит электрическому (Е) и магнитному (Н) полям быть в фазе. Такое обстоятельство позволяет создавать электромагнитное поле в самой антенне, а не на расстоянии от нее, как это имеет место в классической антенне Герца. Из-за высокой эффективности взаимодействия полей Е и Н в пределах физического объема антенны, где они сформированы одновременно, размеры антенны могут быть очень маленькими (около 2% от длины волны). Так как сопротивление излучения ЕН-антенны очень большое (120 Ом) по сравнению с сопротивлением потерь (доли Ома), эффективность ЕН-антенны значительно повышается при тех же энергозатратах [1; 7].

В предлагаемом способе имеются следующие отличия от прототипа:

- в качестве антенной системы ЗПП используется ЕН-антенна, что позволяет применять малогабаритные БЛА в качестве носителя;

- малые энергозатраты на излучение позволяют использовать менее мощные передатчики, а, следовательно, увеличить время нахождения БЛА в воздухе и время постановки помех;

- применение группы БЛА, позволяет построить в пространстве фазированную антенную решетку (ФАР) из нескольких ЕН-антенн, установленных на БЛА, используя электронное управление излучением и сформировать необходимую диаграмму направленности, что позволит осуществлять более эффективное выполнение задачи радиоподавления на дистанциях больших, чем в случае применения классических антенн.

Технический результат изобретения проявляется при осуществлении способа и определяется совокупностью следующих существенных признаков, достаточных для обеспечения технического результата:

- наличие ЕН-антенн, сконструированных для работы в необходимом диапазоне частот;

- наличие системы управления антенной системой (группа БЛА с электронным управлением излучением).

Техническая сущность изобретения заключается в следующем. Подавление канала УКВ радиосвязи «самолет ПЛО - РГАБ» [8] осуществляется забрасываемыми передатчиками помех с антенной системой на основе ЕН-антенн, установленными на малогабаритных БЛА вертолетного типа (квадрокоптерах), которые в свою очередь доставляются автономным необитаемым подводным аппаратом в район применения.

Структура способа радиоподавления систем связи перспективными средствами РЭБ на основе ЕН-антенн изображена на Фиг. 1, где: 1 - группа БЛА с передатчиками помех; 2 - самолет ПЛО; 3 - АНПА; 4 - РГАБ; 5 - спутники связи и управления БЛА.

Техническая реализация способа радиоподавления предполагает использование для подавления канала УКВ радиосвязи ЗПП, размещенных на малогабаритных БЛА вертолетного типа (квадрокоптерах) (Фиг. 1). Антенная система ЗПП построена на основе ЕН-антенн.

Но учитывая, что диаграмма направленности у ЕН-антенны круговая, для большей эффективности радиоподавления целесообразно использовать несколько БЛА, так называемый «рой». После объединения в рой, каждый БЛА управляется собственной автоматикой, а поведением роя может управлять программа с элементами искусственного интеллекта (ИИ). Таким образом задается и формируется диаграмма направленности антенной решетки в пространстве.

Преимущества применения группы БЛА:

- снижение суммарной стоимости БЛА;

- распределение полезной нагрузки по нескольким БЛА (возможность сэкономить на суммарной стоимости полезной нагрузки);

- снижение потерь от аварий (если один из БЛА в группе (1) откажет, то заложенный алгоритм позволит остальным аппаратам адаптироваться и перераспределить задачу радиоподавления между собой);

- улучшение точности позиционирования каждого БЛА за счет взаимного (группового) позиционирования [2];

- формирование необходимой диаграммы направленности и как следствие более эффективное выполнение задачи радиоподавления линии радиосвязи «самолет ПЛО - РГАБ».

Таким образом, предлагаемый способ позволяет осуществлять подавление УКВ канала радиосвязи «самолет ПЛО - РГАБ» на дистанциях, превышающих радиогоризонт, без риска для личного состава и применения дорогостоящих носителей (например, надводный корабль или самолет). Технические характеристики предложенного способа обеспечивают выполнение задачи радиоподавления в дальних районах мирового океана с заданной эффективностью, за счет применения спутников связи и управления БЛА (5).

Использование ЕН-антенн в качестве антенных систем передатчиков помех ранее не производилось. Также не применялось использование группы БЛА (1) для создания ФАР в воздухе и формирования заданной диаграммы направленности группы БЛА с передатчиками помех (1), а, следовательно, повышения эффективности помех. Заявленный способ может быть реализован в относительно короткие сроки и без существенных финансовых затрат.

Кроме того, реализация способа также обеспечит низкое энергопотребление, а, следовательно, большую длительность работы передатчиков помех.

Список литературы

1. Харт, Т. Введение в ЕН Антенны. (Ted Hart CEO EH Antenna Systems, LLC www.eh-antenna.com) / Пер. с англ. В. Кононова, 2007 г. // URL: http://www.ehant.qrz.ru (дата обращения: 06.12.2021).

2. Бойко, А. Рои беспилотников. // URL: http://robotrends.ru/ robopedia/bespilotniki-drony (дата обращения: 06.12.2021).

3. Белоусов, И.А. Современные и перспективные необитаемые подводные аппараты ВМС США. // Журнал «Зарубежное военное обозрение», №5, 2013.

4. Antenna for electron spin radiation // URL: http://patents.google.com/patent/US20070013595A1/en (дата обращения: 10.02.2022).

5. Coaxial inductor and dipole eh antenna // URL: http://patents.google.com/patent/WO2005006485A2/en (дата обращения: 10.02.2022).

6. Дурнев, И.Н., Ермаков, Д.О., Титков, И.В. К вопросу анализа направлений развития подводных необитаемых аппаратов стран блока НАТО и пути снижения их эффекивности средствами РЭБ. // Журнал «Армейский сборник», №9 - Москва, 2019.

7. Титков, И.В. Особенности и физические принципы организации построения и подавления систем связи, с использованием ЕН-антенн (SFRT-antenna) в условиях сетецентрических войн. // Сборник статей 24-й Межвузовской НТК ВМПИ ВУНЦ ВМФ «ВМА» (г.Петродворец), часть 2 -2013.

8. Бородавкин, А.Н., Богомолов, А.П., Дурнев, И.Н., Титков, И.В. Радиогидроакустические системы противолодочной авиации. С-Пб: ООО «24 линия», 2022.

Изобретение относится к способу радиоподавления каналов связи средствами радиоэлектронной борьбы с использованием ЕН-антенн. Для радиоподавления используют группу малогабаритных беспилотных летательных аппаратов вертолетного типа (БЛА), на каждый из которых размещают средство радиоподавления канала ультракороткой радиосвязи с антенной системой, построенной на основе ЕН-антенны, имеющей круговую диаграмму направленности, доставляют группу БЛА в район применения автономным необитаемым подводным аппаратом и производят их запуск, объединяют БЛА в рой, производят формирование в пространстве фазированной антенной решетки (ФАР) с помощью ЕН-антенн каждого БЛА, управляя излучением до получения необходимой диаграммы направленности средствами управления БЛА. Обеспечивается повышение эффективности радиоподавления. 1 ил.

Способ радиоподавления каналов связи средствами радиоэлектронной борьбы с использованием ЕН-антенн, заключающийся в следующем:

- используют группу малогабаритных беспилотных летательных аппаратов вертолетного типа (БЛА), на каждый из которых размещают средство радиоподавления канала ультракороткой радиосвязи с антенной системой, построенной на основе ЕН-антенны, имеющей круговую диаграмму направленности;

- доставляют группу БЛА в район применения автономным необитаемым подводным аппаратом и производят их запуск;

- объединяют БЛА в рой, и для проведения радиоподавления канала ультракороткой радиосвязи «самолет противолодочной обороны - радиогидроакустический буй» производят формирование в пространстве фазированной антенной решетки (ФАР) с помощью ЕН-антенн каждого БЛА, управляя излучением до получения необходимой диаграммы направленности средствами управления БЛА.