Устройство противодействия передаче информации управления несанкционированными устройствами Российский патент 2024 года по МПК F41H11/12 H04K3/00 F42D5/00 

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 также может быть использовано для защиты от несанкционированной передачи любой информации по радиоканалу в диапазоне заранее неизвестных радиочастот.

Известно устройство для блокирования несанкционированных устройств [1], содержащее формирователь нелинейно изменяющегося напряжения, генератор, управляемый напряжением, полосовой фильтр, инвертор, компаратор, счетчик импульсов, двухпозиционный переключатель и устройство управления, усилитель мощности и антенну.

Данное устройство позволяет реализовывать свою функцию в заданном диапазоне путем постановки заградительной помехи, вследствие чего является существенно энергозатратным. 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 маломощные несанкционированные передатчики информации.

Известно средство для блокирования радиоуправляемых взрывателей [2], содержащее три формирователя нелинейно изменяющегося напряжения, три генератора, управляемых напряжением, два инвертора сигналов, двухпозиционный переключатель и блок управления этим двухпозиционным переключателем, 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. В моменты переключения фазы помехового сигнала количество частот в спектре возрастает. Данный фактор позволяет увеличить количество поражаемых частот.

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 для эффективного решения задач является слишком энергозатратным.

Задачей настоящего изобретения является увеличение надежности защиты от несанкционированной передачи информации управления радиовзрывателями по радиоканалу в широком диапазоне защищаемых радиочастот без существенного повышения интегральной выходной мощности устройства, его энергопотребления, габаритов и массы.

Техническим результатом предлагаемого средства для блокирования радиоуправляемых взрывателей является увеличение вероятности гарантированного радиоподавления при фрагментарном увеличении энергетической плотности помехового сигнала в защищаемом диапазоне, что достигается использованием дополнительной подкачки электромагнитной энергии в защищаемый диапазон.

Технический результат достигается за счет того, что в устройство противодействия передаче информации управления несанкционированными устройствами, содержащее генератор помех, состоящий из последовательно соединенных генератора линейно-изменяющегося напряжения и генератора управляемого напряжением, первый и второй усилители, первый и второй вентили, первую и вторую антенны, что в него дополнительно введены

первый и второй управляемые ключи, устройство управления этими ключами, третий и четвертый усилители, третий и четвертый вентили, третья и четвертая антенны, и умножитель частоты сигнала, при этом выход генератора, управляемого напряжением, подключен к входу первого усилителя, к входу умножителя частоты и входу первого ключа,

выход умножителя частоты сигнала подключен к входу второго ключа и к входу четвертого усилителя, выход первого усилителя подключен ко входу первого вентиля, выход которого нагружен на первую антенну, выход первого управляемого ключа подключен ко входу второго усилителя, выход которого подключен ко входу второго вентиля, выход которого нагружен на вторую антенну, выход второго управляемого ключа подключен ко входу третьего усилителя, выход которого подключен к входу третьего вентиля, выход которого нагружен на третью антенну, выход четвертого усилителя подключен ко входу четвертого вентиля, выход которого нагружен на четвертого антенну, а ключи подключены к устройству управления, которым замыкаются в противофазе.

Новыми признаками, обеспечивающими достижение технического результата, являются введенные первый и второй управляемые ключи, устройство управления этими ключами, третий и четвертый усилители, третий и четвертый вентили, третья и четвертая антенны, и умножитель частоты сигнала, при этом выход генератора, управляемого напряжением, подключен к входу первого усилителя, к входу умножителя частоты и входу первого ключа выход умножителя частоты сигнала подключен к входу второго ключа и к входу четвертого усилителя, выход первого усилителя подключен ко входу первого вентиля, выход которого нагружен на первую антенну, выход первого управляемого ключа подключен ко входу второго усилителя, выход которого подключен ко входу второго вентиля, выход которого нагружен на вторую антенну, выход второго управляемого ключа подключен ко входу третьего усилителя, выход которого подключен ко входу третьего вентиля, выход которого нагружен на третью антенну, выход четвертого усилителя подключен ко входу четвертого вентиля, выход которого нагружен на четвертого антенну,

а ключи подключены к устройству управления, которым замыкаются в противофазе.

Такое техническое решение в совокупности с новыми признаками обеспечивает:

универсальность подавления сигналов устройств с большинством видов модуляции, увеличение вероятности гарантированного радиоподавления при соизмеримой энергетической плотности помехового сигнала.

В устройстве используется известный метод частотной развертки, позволяющий излучать заданную 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 формирователей частот и времени Т 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 дополнительной порционной дискретной подачи электромагнитной энергии в пространство (сложения электромагнитных волн). Положительный эффект достигается за счет увеличения мощности помехового сигнала дискретными порциями поочередно в двух смежных диапазонах защищаемых частот.

На фиг. 1 изображена структурная схема заявляемого устройства.

Устройство содержит формирователь 1 периодического в общем случае нелинейно (или линейно, как частный случай) изменяющегося напряжения, генератор 2, управляемый напряжением, умножитель 3 частоты сигнала, первый 4 и второй 5 управляемые ключи, устройство 6 управления этими ключами, первый 7, второй 8, третий 9 и четвертый 10 усилители, первый 11, второй 12, третий 13 и четвертый 14 вентили, первую 15, вторую 16, третью 17 и четвертую 18 антенны.

Работа заявленного устройства противодействия передаче информации управления несанкционированными устройствами осуществляется следующим образом.

Выходной сигнал с выхода формирователя 1 нелинейного периодически изменяющегося напряжения поступает на вход генератора 2, управляемого напряжением, который формирует гармонический сигнал, частота которого f непрерывно изменяется за промежуток времени Т по закону, определяемому формой выходного сигнала формирователя 1 нелинейного напряжения, от f мин = f1 до f макс = f2.

Выходной сигнал генератора 2 гармонических колебаний, управляемого напряжением, усиливается первым 7 усилителем, проходит через вентиль 11, выход которого нагружен на первую антенну 15. При этом эфир первого частотного диапазона от f1 до f2 подвергается воздействию скользящей гармонической помехи.

Одновременно при этом выходной сигнал генератора 2 гармонических колебаний, управляемого напряжением, поступает на вход умножителя 3 частоты сигнала, который увеличивает частоту сигнала в 2 раза. Тем самым формируется второй смежный частотный диапазон. Удвоенный по частоте сигнал с выхода умножителя 3 поступает на усилитель 10, усиливается им, проходит через вентиль 14 настроенный на диапазон f3 до f4, выход которого нагружен на четвертую антенну 18.

При этом оба частотных диапазона заполняются помеховыми сигналами. Границы 1 частотного диапазона выбираются из условий 2×f1=f2=f3,

а границы 2 частотного диапазона 2×f3=2×f2=4×f1=f4,

где f1-f2 - начало и конец границ первого диапазона соответственно,

f3-f4 - начало и конец границ второго диапазона соответственно.

Выходной сигнал генератора 2 гармонических колебаний, управляемого напряжением, по второй параллельной ветви, поступает на вход первого управляемого ключа 4, выход первого управляемого ключа подключен ко входу второго усилителя 8, усиливается вторым усилителем 8, проходит через вентиль 12, выход которого нагружен на вторую антенну 16.

Такое включение позволяет дополнительными порциями, пропорционально времени замыкания ключа 4, инжектировать электромагнитную энергию помехового сигнала в первый частотный диапазон с антенн 15 и 16. Синфазные помеховые сигналы складываются, что увеличивает мощность помехового воздействия.

Выходной сигнал умножителя 3 поступает на вход второго управляемого ключа 5, выходной сигнал второго управляемого ключа 5 поступает на вход третьего усилителя 9, усиливается третьим усилителем 9, проходит через вентиль 13, настроенный на диапазон от f3 до f4, выход вентиль 13 нагружен на вторую антенну 17.

Сигналы управления на ключи 4 и 5 приходят от устройства управления 6 в противофазе, что позволяет попеременно порционально добавлять электромагнитной энергии в частотные диапазоны. Полупериод переключения ключей составляет не менее 2 периодов наименьшей частоты помеховой гармоники границы наименьшего диапазона.

Соотношение длительностей фрагментов сигналов с выхода генератора 2 и с выхода умножителя 3 пропорциональны скважности сигнала с выхода устройства 6 управления открыванием ключей 4 и 5.

Частота переключения ключей увеличивается по мере движения гармоники по диапазону обеспечивая равномерную плотность заполнения защищаемого диапазона помеховым сигналом с близкими значениями защищаемых частот.

Такое техническое решение позволяет эффективно воздействовать на приемные части радиоустройств, вызывая их перегрузку и последующее длительное восстановление. Заложенный в работу устройства алгоритм формирования разноамплитудного помехового сигнала позволяет увеличить кажущуюся энергетическую плотность воздействия и, как следствие, увеличить дистанцию радиопадавления за счет перегрузки входных цепей.

Таким образом, предложенное средство за счет новой совокупности признаков и алгоритма их взаимодействия обеспечивает повышение эффективности радиоподавления по сравнению с аналогами, упрощение конструкции за счет сокращение количества узлов. Энергосбережение в автономном устройстве осуществляется за счет попеременного инжектирования электромагнитной энергии в смежные защищаемые диапазоны, что позволяет снизить энергопотребление.

Таким образом, изменение информационной части сигнала/сигналов (разрушение или деформация) на близких частотах совместно с амплитудным превышением, вызывающим перегрузку входных цепей и их последующее длительное восстановление позволяет повысить вероятность радиоподавления, а за счет алгоритма взаимодействия узлов обеспечивает упрощение устройства, снижение его массогабаритных показателей.

Источники информации:

1. Семенюк Т.А. Устройство для блокирования несанкционированных устройств // Патент RU №2 720 698. Опубл.: 12.05.2020 Бюл. №14 Семенюк Т.A.), F41H 11/12 (2011.01), H04K 3/00 (2006.01), Н04В 7/00 (2006.01).

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

3. Семенюк Т.А. Средство для блокирования радиовзрывателей // Патент №2716604, Опубл.: 13.03.2020 Бюл. №8 H04K 3/00 (2006.01) F41H 11/12 (2011.01) Н04В 7/00 (2006.01) (52).

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. Устройство содержит последовательно соединенные формирователь нелинейного изменяющегося напряжения, генератор, управляемый напряжением, первый и второй усилители, первый и второй вентили, первую и вторую антенны, первый и второй управляемые ключи, устройство управления этими ключами, третий и четвертый усилители, третий и четвертый вентили, третью и четвертую антенны и умножитель частоты сигнала. Генератор, управляемый напряжением, формирует гармонический сигнал, частота которого непрерывно изменяется за промежуток времени по закону, определяемому формой выходного сигнала формирователя нелинейного изменяющегося напряжения. Повышается вероятность гарантированного радиоподавления при фрагментарном увеличении энергетической плотности помехового сигнала в защищаемом диапазоне. 1 ил.

Устройство противодействия передаче информации управления несанкционированными устройствами, содержащее

последовательно соединенные формирователь нелинейного изменяющегося напряжения, генератор, управляемый напряжением, первый и второй усилители, первый и второй вентили, первую и вторую антенны,

отличающееся тем, что в него введены первый и второй управляемые ключи, устройство управления этими ключами, третий и четвертый усилители, третий и четвертый вентили, третья и четвертая антенны и умножитель частоты сигнала, при этом генератор, управляемый напряжением, формирует гармонический сигнал, частота которого непрерывно изменяется за промежуток времени по закону, определяемому формой выходного сигнала формирователя нелинейного изменяющегося напряжения,

выход генератора, управляемого напряжением, подключен к входу первого усилителя, к входу умножителя частоты сигнала и входу первого управляемого ключа, выход умножителя частоты сигнала подключен к входу второго управляемого ключа и к входу четвертого усилителя, выход первого усилителя подключен ко входу первого вентиля, выход которого нагружен на первую антенну,

выход первого управляемого ключа подключен ко входу второго усилителя, выход которого подключен ко входу второго вентиля, выход которого нагружен на вторую антенну, выход второго управляемого ключа подключен ко входу третьего усилителя, выход которого подключен ко входу третьего вентиля, выход которого нагружен на третью антенну,

выход четвертого усилителя подключен ко входу четвертого вентиля, выход которого нагружен на четвертую антенну, а управляемые ключи подключены к устройству управления, которым замыкаются в противофазе.