Способ обнаружения и защиты от дистанционно управляемых малоразмерных маловысотных беспилотных летательных аппаратов (типа мультикоптеров) Российский патент 2024 года по МПК H04B7/05 

Изобретение относится к быстро развертываемым средствам охраны и радиоэлектронной борьбы, а в частности, к радиоэлектронным системам для решения задач мониторинга и защиты контролируемой территории в воздушном пространстве от несанкционированного проникновения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) мультикоптерного типа.

Необходимость применения мобильных, автономных средств обнаружения и подавления каналов видеопотока камер обзора и систем управления БПЛА, в том числе работающих в комплексе со средствами радиоэлектронной борьбы, на принципах постоянного пассивного поиска информационных радиосигналов от БПЛА и активного противодействия им в целях нейтрализации, становится все актуальней.

Обнаружение малоразмерных маловысотных низкоскоростных летательных аппаратов мультикоптерного типа всеми известными классическими способами практически затруднено и только радиоперехват информационных каналов, управления и телеметрии имеет преимущества в обнаружении при радиомониторинге охраняемой зоны.

Известен способ охраны объектов от проникновения дистанционно управляемых малоразмерных маловысотных летательных аппаратов (типа БПЛА) (патент RU №2744497 от 10.03.2021). Он позволяет реализовать дистанционный рубеж обнаружения таких целей с помощью радиолокационного датчика движения с разнесенными передающими и приемными устройствами. Кроме этого, обнаружение БПЛА дополняется вторым каналом из которых: основной - радиолокационный, для непосредственного обнаружения БПЛА в зоне каждого передатчика подсвета, и дополнительный - радиочастотный, для идентификации воздушных целей, как БПЛА, по радиочастотным особенностям обнаруживаемых сигналов дистанционного управления ими.

Недостатками известного способа являются использование двух радиолокаторов и постоянно излучающей системы подсвета для обнаружения малоразмерных целей в границах охраняемой зоны. Дополнительное радиочастотное обнаружение, перекрывающее охраняемую зону, с использованием изотропной антенной системы обеспечиваеттолько идентификацию воздушных целей, как БПЛА, по радиочастотным особенностям обнаруживаемых сигналов дистанционного управления ими. Обнаружение по сигналам дистанционного управления БПЛА, в отличие от информационных сигналов с БПЛА, имеет меньшую электромагнитную доступность.

Из существующих, применяемых для обнаружения и подавления функций связи БПЛА, при использовании способов радиоэлектронного противодействия, известна тактическая система радиоэлектронной борьбы и разведки «Барьер Купол» (https://www.rub-in.ru/product/zaschita-ot-bpla/barer-ri-kupol-s-takticheskiy-komplekt-zashchity-statsionarnykh-obektov-ot-mini-bvs/). Функциональный комплект «Барьер Купол» по минимуму состоит из пяти функционально объединенных устройств: одно изделие «Барьер РИ РЧД» - радиочастотный детектор-обнаружитель малых БПЛА; три изделия «Барьер РИ 1.0» предназначены для радиоэлектронного подавления системы радиоуправления малых БПЛА и одно изделие «Барьер РИ Н» предназначенное для радиоэлектронного подавления каналов ГНСС типа GPS, ГЛОНАСС, «Галилео».

Недостатками использования известного относительно переносного комплекса даже в минимальном комплекте являются объемный состав при раздельном отслеживании объектов и необходимость применения отдельных источников питания для каждого изделия, входящего в состав системы.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому способу является многозональный способ обнаружения нарушителя (патент RU №2724803 от 25.06.20), заключающийся в том, что вдоль рубежа охраны размещаются электронные линейные модули, соединенные последовательно кабельной линией связи и управляемые из центрального блока. Модули выполняют функции излучателей и приемников высокочастотного сигнала и формируют зоны обнаружения в области между соседними модулями. Кабельную линию связи выполняют высокочастотной, для передачи высокочастотного принимаемого сигнала от модулей на центральный блок для усиления и обработки сигналов.

Недостатком способа-прототипа является сложность линейных модулей и работа с функцией постоянного излучения по подконтрольным пассивным целям, отражающие способности которых для уверенного обнаружения, на примерах БПЛА, все более создаваемых из композитных и синтетических материалов, сокращаются.

Целью предлагаемого технического решения и достигаемым результатом является упрощение эксплуатации и способа обнаружения и защиты от дистанционно управляемых малоразмерных маловысотных беспилотных летательных аппаратов мультикоптерного типа за счет радиоэлектронного подавления каналов видеопотока камер обзора, телеметрии и управления посредством использования управляющего центрального блока с функциями радиоприемника и радиопередатчика с высокочастотной линией из коаксиального кабеля, устроенной приемопередающей и размещенной вдоль рубежа охраны.

Поставленная цель достигается тем, что в способе обнаружения и защиты от дистанционно управляемых малоразмерных маловысотных беспилотных летательных аппаратов (типа мультикоптеров), позволяющем организовать рубеж охраны от таких целей, устанавливают управляющий центральный блок и размещают на рубеже охраны, для формирования зон обнаружения, приемопередающую высокочастотную линию из коаксиального кабеля для приема/передачи высокочастотных принимаемых сигналов и высокочастотных передаваемых сигналов. Причем в управляющий центральный блок дополнительно вводят функции радиоприемника и радиопередатчика для обеспечения работы в режимах приема сигналов или попеременной смены приема и передачи сигналов радиочастотного диапазона таким образом, что при обнаружении радиоприемником контролируемого спектра сигналов, радиопередатчиком осуществляется передача сигналов помех на принятой частоте с блокированием входа радиоприемника. Причем предусмотрено использование режима попеременной смены приема и передачи сигналов. В предпочтительных вариантах реализации способа: высокочастотную линию из коаксиального кабеля на рубеже охраны выполняют составной, из отрезков кабелей, чередуя коаксиальный кабель и коаксиальный/триаксиальный излучающий кабель, которые размещают вдоль рубежа охраны;

- высокочастотную линию из коаксиального кабеля на рубеже охраны выполняют составной из отрезков коаксиального кабеля, которые соединяют тройниками, причем тройники дополнительно оснащают приемопередающими антеннами;

- высокочастотную линию выполняют составной из отрезков коаксиального кабеля, которые соединяют чередующимися модулями в виде приемных антенн с антенными усилителями и модулями в виде передающих антенн с усилителями мощности, причем питающее постоянное напряжение на антенные усилители и усилители мощности подают от управляющего центрального блока по высокочастотной линии из коаксиального кабеля через развязывающие устройства модулей и управляют включением антенных усилителей и усилителей мощности путем изменения амплитуд и полярности питающего постоянного напряжения;

- высокочастотную линию из коаксиального кабеля для приема/передачи высокочастотных сигналов выполняют сборно-разборной с использованием соединений высокочастотными разъемами;

- для модулей в виде приемных антенн с антенными усилителями используют режим работы включения с индивидуальными задержками и фиксированным временем функционирования модулей.

Суть изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 приведена отправная структурная схема устройства с основными комплектующими, осуществляющими способ.

На фиг. 2 приведена структурная схема устройства, осуществляющего способ при реализации высокочастотной линии чередованием отрезков коаксиального кабеля и коаксиального/триаксиального излучающего кабеля.

На фиг. 3 приведена структурная схема устройства, осуществляющего способ при реализации высокочастотной линии чередованием отрезков коаксиального кабеля с тройниками и антеннами.

На фиг. 4 приведена структурная схема устройства, осуществляющего способ при реализации высокочастотной линии чередованием отрезков коаксиального кабеля с модулями в виде приемных антенн с антенными усилителями и модулями в виде передающих антенн с усилителями мощности.

Способ реализуется следующим образом: организуется рубеж охраны 1 от БПЛА с формированием зон обнаружения 2 путем развертывания вдоль рубежа охраны 1 высокочастотной линии из коаксиального кабеля 3 для приема/передачи высокочастотных сигналов, которую подключают к управляющему центральному блоку 4 (фиг. 1). Высокочастотная линия из коаксиального кабеля 3 на рубеже охраны, выполняется излучающей, в том числе, для упрощения эксплуатации составной, из отрезков кабелей, чередуя отрезки коаксиального кабеля 5 и коаксиального/триаксиального излучающего кабеля вставками, выполненными из коаксиального/триаксиального излучающего кабеля 6, используемыми в качестве зональных антенн, исполненных коаксиальным/триаксиальным излучающим кабелем 6 (фиг. 2). Управляющий центральный блок 4 выполняет функцию радиоприемника в режиме приема от высокочастотной кабельной линии, с зональными антеннами эфирных сигналов радиочастотного диапазона таким образом, что при обнаружении радиоприемником контролируемого спектра сигналов блокируется вход радиоприемника. Радиопередатчиком на обнаруженной частоте осуществляется передача сигналов помех в высокочастотную кабельную линию 3, которыми обеспечивается радиоэлектронное подавление каналов видеопотока с камер обзора, каналов телеметрии и управления БПЛА, сигналами помех, излучаемыми коаксиальным/триаксиальным излучающим кабелем 6. При попеременной смене приема и передачи сигналов устанавливают временное соотношение подавления с возвращением к приему для контроля работы БПЛА на частоте подавления, обнаружения смены частот работы БПЛА или обнаружения сигналов от других БПЛА. Таким образом, осуществляется упрощенное обнаружение и защита от дистанционно управляемых малоразмерных БПЛА за счет подавления помехами информационных каналов, телеметрии и управления.

Также достигаются заявленные результаты способа, когда высокочастотную линию из коаксиального кабеля 3, на рубеже охраны выполняют составной из отрезков коаксиального кабеля 5, которые упрощенно соединяют тройниками 7 (фиг. 3). Причем тройники дополнительно оснащают приемопередающими антеннами 8 для приема эфирных сигналов радиочастотного диапазона таким образом, что при обнаружении радиоприемником контролируемого спектра сигналов, блокируется вход радиоприемника. Радиопередатчиком на обнаруженной частоте осуществляется передача сигналов помех в высокочастотную линию из коаксиального кабеля, которыми обеспечивается радиоэлектронное подавление каналов видеопотока камер обзора, каналов телеметрии и управления, излучаемых приемопередающими антеннами тройников.

В рамках заявленного технического решения высокочастотную линию из коаксиального кабеля 3 выполняют составной из отрезков коаксиального кабеля 5, которые соединяют чередующимися модулями 9 в виде приемных антенн с антенными усилителями и модулями 10 в виде передающих антенн с усилителями мощности (фиг. 4). За счет антенных усилителей, обеспечивают компенсацию затухания принятых сигналов от удаленных модулей 9, чем повышают чувствительность приема сигналов и увеличивают дальность обнаружения БПЛА. За счет усилителей мощности модулей 10, при излучении помех, увеличивают равномерность излучения вдоль общего фронта рубежа охраны 1, за счет компенсации затухания сигналов помех при распространении в коаксиальном кабеле, обеспечивая эффективность помех и постоянную дальность радиоэлектронного подавления вдоль всего рубежа охраны 1. Причем, постоянное питающее напряжение на антенные усилители и усилители мощности для их работы подают от управляющего центрального блока 4 по высокочастотной линии из коаксиального кабеля 3 через развязывающие устройства модулей 9,10 и управляют включением антенных усилителей и усилителей мощности путем изменения амплитуд и полярности питающего напряжения. При этом, модули 9 в виде приемных антенн с антенными усилителями, в режиме работы включения с индивидуальными задержками и фиксированным временем функционирования модулей, используют поочередно, выявляя зону с максимальным уровнем обнаруженных сигналов, чем обеспечивают определение стороны приближения БПЛА, при использовании слабонаправленных зональных антенн модулей 9. Причем выявленные уточняющие данные о стороне приближении БПЛА передают на станции подавления, при использовании способа в комплексе средств радиоэлектронной борьбы. Таким образом, настоящее изобретение может быть интегрировано в действующую или развертываемую систему безопасности, использующуюся для мониторинга и защиты контролируемой территории в воздушном пространстве от несанкционированного проникновения беспилотных летательных аппаратов.

Реализации заявленного технического решения включают как стационарное исполнение, так и мобильное.

В целях обеспечения оперативного развертывания комплектующих устройств и мобильности, а также адаптации состава комплекта высокочастотной кабельной линии к конфигурации объекта охраны, при реализации способа обнаружения и защиты от дистанционно управляемых малоразмерных маловысотных БПЛА, высокочастотную линию из коаксиального кабеля для приема/передачи высокочастотных сигналов, выполняют, для упрощения транспортировки, сборно-разборной с использованием соединения высокочастотными разъемами.

Предложенные в описании версии не ограничивают объем настоящего изобретения, определенного формулой. Специалисту в данной области становится понятным, что могут существовать и другие разновидности осуществления настоящего изобретения, согласующиеся с сущностью и объемом настоящего изобретения.

Изобретение относится к защите от беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Техническим результатом является упрощение обнаружения и защиты от БПЛА. Для этого устанавливают управляющий центральный блок и размещают на рубеже охраны для формирования зон обнаружения приемопередающую высокочастотную линию из коаксиального кабеля для приема/передачи высокочастотных принимаемых сигналов и высокочастотных передаваемых сигналов. Высокочастотная линия выполнена излучающей. Причем в управляющий центральный блок дополнительно вводят функции радиоприемника и радиопередатчика для обеспечения работы в режимах приема сигналов или попеременной смены приема и передачи сигналов радиочастотного диапазона таким образом, что при обнаружении радиоприемником контролируемого спектра сигналов радиопередатчиком осуществляется передача сигналов помех на принятой частоте с блокированием входа радиоприемника. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ обнаружения и защиты от дистанционно управляемых малоразмерных маловысотных беспилотных летательных аппаратов типа мультикоптеров, позволяющий организовать рубеж охраны от таких целей и заключающийся в том, что вдоль рубежа охраны для формирования зон обнаружения размещают высокочастотную линию из коаксиального кабеля для приема/передачи высокочастотных принимаемых сигналов, высокочастотных передаваемых сигналов и управляющего центрального блока, отличающийся тем, что управляющий центральный блок дополнительно выполняет функции радиоприемника и радиопередатчика и обеспечивает работу в режимах приема сигналов или попеременной смены приема и передачи сигналов радиочастотного диапазона таким образом, что при обнаружении радиоприемником контролируемого спектра сигналов радиопередатчиком осуществляется передача сигналов помех на обнаруженной частоте с блокированием входа радиоприемника, причем высокочастотную линию устраивают приемопередающей из излучающего кабеля или составной из отрезков кабеля, чередуют коаксиальный кабель и коаксиальный/триаксиальный излучающий кабель, которые размещают вдоль рубежа охраны.

2. Способ обнаружения и защиты по п.1, отличающийся тем, что высокочастотную линию выполняют составной из отрезков коаксиального кабеля, которые соединяют чередующимися модулями в виде приемных антенн с антенными усилителями и модулями в виде передающих антенн с усилителями мощности, причем питающее постоянное напряжение на антенные усилители и усилители мощности подают от управляющего центрального блока по высокочастотной линии из коаксиального кабеля через развязывающие устройства модулей и управляют включением антенных усилителей и усилителей мощности путем изменения амплитуд и полярности питающего постоянного напряжения.

3. Способ обнаружения и защиты по п.2, отличающийся тем, что модули в виде приемных антенн с антенными усилителями используют в режиме включения с индивидуальными задержками и фиксированным временем функционирования модулей.