Способ обнаружения и индивидуального оповещения о беспилотных летательных аппаратах и устройство, его реализующее Российский патент 2024 года по МПК G01S11/02 

Изобретение относится к области радиолокации для обнаружения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и оповещения о них.

Известен радиолокационный способ обнаружения малозаметных беспилотных летательных аппаратов (патент № 2534217, МПК G01S 13/04).

Способ заключается в том, что для лучшего обнаружения БПЛА (БЛА название в упомянутом изобретении) используется метод просмотра воздушного пространства путем перебора всех значений длин волн, соизмеримых с размерами воздушных объектов и элементами их конструкции, с последующей перестройкой на частоту отклика и переходом в одночастотный режим работы.

Недостатком данного способа является то, что для обнаружения БПЛА необходим сложный приемник сигнала с перестраиваемой частотой. Для приема также требуется широкополосная антенна с широкой диаграммой направленности и высоким коэффициентом усиления. Все вышеперечисленное обуславливает повышенную сложность системы.

Известен субполосный способ радиолокационного обнаружения малоразмерных беспилотных летательных аппаратов (патент № 2765272, МПК G01S 13/52, G01S 13/66).

Способ заключается в том, что за счет широкополосных сигналов с линейно-частотной модуляцией можно получить отклик от различных частей БПЛА (МБПЛА название в упомянутом изобретении), что повышает дальность и вероятность обнаружения БПЛА.

Недостатком данного способа является то, что для формирования широкополосного динамически перестраиваемого сигнала с линейно-частотной модуляцией требуется сложный передатчик, обладающий широкой рабочей полосой. Кроме того, формирование зондирующих сигналов требует существенных энергетических затрат, которые не всегда можно обеспечить, особенно в полевых условиях.

Известна система и способ защиты от беспилотных летательных аппаратов в воздушном пространстве населенного пункта (патент № 2746090, МПК G01S 17/66).

Способ заключается в обнаружении и выявлении пространственных координат обнаруженного объекта с последующим захватом и классификацией, с помощью модуля обработки данных, лидара, gps-приемника, видеокамер, радиоантенн, имеющих возможность поворота.

Недостатком данного комплекса является чрезвычайно высокое энергопотребление и ограниченная мобильность системы.

Наиболее близким к заявляемому способу, то есть прототипом, является система и способ обнаружения винтокрылых беспилотных летательных аппаратов (патент № 2593439, МПК G01S 17/00).

Способ заключается в приеме информации от акустических датчиков с нескольких точек, с последующим определением положения БПЛА и наведением на него камеры по PTZ-координатам и последующей выдачи информации на рабочее место оператора.

Недостатком данного способа является невозможность использования системы в районах с высокой акустической зашумленностью, что делает невозможным поиск и обнаружение БПЛА. Также ввиду описанных в прототипе характеристик системы подразумевается ее стационарное использование, что позволяет обнаруживать БПЛА только в границах установленной системы, при этом не предусмотрена возможность перемещения системы и защищаемого периметра соответственно.

Заявляемый способ и устройство позволяет обнаруживать большинство типов БПЛА, при этом устройство, реализующее данный способ, может быть закреплено на экипировке пользователя и на различной колесной и гусеничной технике (грузовик, бронетранспортер, танк и т.д.).

Технический результат заключается в обнаружении БПЛА портативным носимым устройством и оповещении пользователя устройства.

Суть способа заключается в следующем: для управления БПЛА оператор использует пульт управления, зачастую с каналом передачи видеоизображения, в связи с этим для стабильной и корректной работы требуется высокоскоростной канал передачи данных, имеющий достаточно высокую энергетическую составляющую и широкую полосу в радиочастотном диапазоне. При этом приемопередатчик БПЛА имеет круговую диаграмму направленности для уверенного приема сигнала с пульта управления вне зависимости от собственного направления движения и взаимного расположения оператора с пультом. Тем самым даже находясь на значительном удалении от оператора - БПЛА является источником радиоизлучения с круговой диаграммой направленности. Так как БПЛА используют выделенный канал связи с заданной полосой - появляется возможность обнаружения и определения дальности до БПЛА в зоне действия устройства оповещения. Способ также поясняется фиг. 1, где на шлеме (1) пользователя закреплено устройство оповещения, БПЛА (2) имеющий круговую диаграмму направленности (3) излучает сигнал на своей рабочей частоте (канал управления и передачи видеоизображения) в том числе в сторону устройства оповещения, где сигнал детектируется, и пользователь получает оповещение о приближающемся БПЛА (2). Расположение устройства на шлеме (1) также поясняется фиг. 2, где корпус устройства (4) закрепляется на шлеме (1) с использованием специального крепления. Ввиду малого габарита и веса КУ (4) может быть закреплен на шлеме (1) подручными средствами, если на шлеме (1) не предусмотрены крепления. К КУ (4) подсоединяется АУ (5), которая выполнена на гибком основании и может принимать форму шлема (1), исключая тем самым возможность ее повреждения в ходе эксплуатации, а также исключить демаскировку при ношении устройства. Вариант размещения устройства на колесной или гусеничной технике (6) показан на фиг. 3, где устройство размещается на верхней части корпуса колесной или гусеничной техники (6).

Устройство, реализующее способ изображено на фиг. 4, где приняты следующие обозначения:

7 - высокочастотный усилитель (УВЧ);

8 - источник питания (ИП);

9 - детектор (ДТ);

10 - микроконтроллер (МК);

11 - низкочастотный усилитель (УНЧ);

12 - вибромотор (ВМ);

13 - динамик (ДН).

Устройство работает следующим образом: излучаемый сигнал от БПЛА (2) принимается АУ (5), затем с первого вывода АУ (5) поступает на первый вывод УВЧ (7), при этом в УВЧ (7) происходит усиление слабого сигнала от БПЛА (2), усиленный сигнал с третьего вывода УВЧ (7) поступает на первый вывод ДТ (9), где происходит непосредственное детектирование сигнала БПЛА (2), продетектированный сигнал с третьего вывода ДТ (9) поступает на первый вывод МК (10), после этого на третьем вывода МК (10) формируется управляющий сигнал, который поступает на первый вывод УНЧ (11), при этом УНЧ (11) может быть соединен только с ВМ (12) своим третьим выводом (случай установки устройства на шлем (1) фиг. 1 и фиг. 2) или своим четвертым выводом с ДН (13) (случай установки устройства на верхнюю часть корпуса колесной или гусеничной техники (6) фиг. 3). Сигнал, поступающий с третьего вывода МК (10) на первый вывод УНЧ (11) усиливается и поступает с третьего вывода УНЧ (11) на первый вывод ВМ (12) или с четвертого вывода УНЧ (11) на первый вывод ДН (13), тем самым оповещая пользователя о приближении БПЛА (2). Стоит отметить, что устройство индивидуального оповещения имеет линейную характеристику усиления и оповещения, в соответствии с которой вибрация ВМ (12) или звук с ДН (13) становятся тем интенсивнее, чем ближе к пользователю БПЛА (2). Электропитание частей устройства индивидуального оповещения обеспечивает ИП (8) со своих четырех выводов.

Таким образом, заявленное изобретение позволяет обнаружить БПЛА (2) с помощью устройства индивидуального оповещения установленного на шлем (1) пользователя или на верхней части корпуса колесной или гусеничной техники (6).

Изобретение относится к области радиолокации и предназначено для обнаружения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и оповещения о них. Технический результат заключается в обнаружении БПЛА портативным носимым устройством и оповещении пользователя устройства. Он достигается тем, что предложено устройство, содержащее антенну, высокочастотный усилитель, источник питания, детектор, микроконтроллер, низкочастотный усилитель, вибромотор, а также может содержать динамик, при этом устройство может быть установлено на верхнюю часть корпуса колесной или гусеничной техники. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство обнаружения и индивидуального оповещения о беспилотных летательных аппаратах (БПЛА), содержащее антенну, выполненную с возможностью приема радиосигналов на вход устройства, вывод которой соединен с первым выводом усилителя высокой частоты, второй вывод которого соединен с первым выводом источника питания, а третий вывод соединен с первым выводом детектора, второй вывод которого соединен с третьим выводом источника питания, при этом сигнал с третьего вывода детектора соединен с первым выводом микроконтроллера, второй вывод которого соединен с четвертым выводом источника питания, при этом третий вывод микроконтроллера соединен с первым выводом низкочастотного усилителя, второй вывод которого соединен со вторым выводом источника питания, а третий вывод низкочастотного усилителя соединен с первым выводом вибромотора, и расположенное на шлеме пользователя, при этом детектор под управлением микроконтроллера определяет источник радиоизлучения с круговой диаграммой направленности, имеющий выделенный канал связи с высокой энергетической составляющей и широкой заданной полосой, а низкочастотный усилитель имеет линейную характеристику усиления при подаче сигнала на вибромотор для изменения интенсивности оповещения в зависимости от дальности БПЛА.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно расположено в верхней части корпуса колесной или гусеничной техники.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что четвертый вывод низкочастотного усилителя соединен с первым выводом динамика.