(57)【要約】  通信とデータリンクの妨害システムは、脅威の信号への迅速な応答を提供するための光ファイバＲＦ遅延線を採用する。ＲＦ信号の脅威の環境のサンプルは、遅延線内に保存され、その保存されたサンプルが遅延線から抽出されたとき、ジャミングビデオ信号が、その保存されたサンプルに変調によって加えられる。抽出された信号は、遅延線内に再循環され、その結果、高効率のジャミングのためサンプルは効果的に伸張する。その妨害システムは、バースト通信に対抗し、複数同時の脅威の信号を打ち負かすのに効果的である。
2009518980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠距離通信妨害システムであって、
入射信号を代表する受信された信号サンプルから妨害信号を生成するように設定されたアナログＲＦメモリを備え、
前記妨害信号と、前記入射信号は、選択されたベースバンド周波数によって特徴づけられ、受信信号サンプルは、あらかじめ定義されたサンプリング間隔の間に受信され、アナログメモリは、あらかじめ定義されたサンプリング間隔と、選択されたベースバンド周波数と、に対応するサイズである
遠距離通信妨害システム。
【請求項２】
前記受信信号サンプルは、複数の入射信号サンプルを備え、前記アナログＲＦメモリは、前記受信信号サンプルから準連続発振妨害信号を生成するように設定される、請求項１に記載の遠距離通信妨害システム。
【請求項３】
入射信号は、ＲＦ信号であり、アナログメモリはさらに、
受信信号サンプルを受信し、光学的に保存された信号サンプルに変換するように設定されたＲＦ−光変換器と、
ＲＦ−光変換器と結合し、あらかじめ定義されたサンプリング間隔に対応したサイズである光ファイバ遅延線と、
前記光学的に保存された信号サンプルを選択されたベースバンド周波数で妨害信号に変換するように設定され、前記光ファイバ遅延線と結合した光−ＲＦ変換器と、を備え、
前記光ファイバ遅延線は、前記光学的に保存された信号サンプルから妨害信号を生成するように設定される、
請求項１に記載の遠距離通信妨害システム。
【請求項４】
あらかじめ定義されたサンプリング間隔の間の入射信号の一部から前記受信信号サンプルを生成するように設定され、アナログメモリ入力に結合したＲＦフロントエンドアッセンブリと、
選択されたベースバンド周波数で送信するために妨害信号を伝達するように設定され、前記アナログＲＦメモリに結合した自動ゲインコントロールアッセンブリと、
入射信号長、あらかじめ定義されたサンプリング間隔、受信サンプル信号特性、そして動作モードのうちの、少なくとも１つを選択的に制御するように設定され、前記ＲＦフロントエンドアッセンブリと前記自動ゲインコントロールアッセンブリとに結合したコントローラと、をさらに備え、前記動作モードは、サンプリング動作モードと、妨害動作モードとを含んだ、
請求項３に記載の遠距離通信妨害システム。
【請求項５】
前記ＲＦフロントエンドアッセンブリ、前記自動ゲインコントロールアッセンブリ、と前記コントローラとの間につながれたＲＦスイッチを有するチャネルアッセンブリをさらに備え、前記コントローラは、前記ＲＦスイッチに前記サンプリング動作モードか、前記妨害動作モードかを選択させる、請求項４に記載の遠距離通信妨害システム。
【請求項６】
前記チャネルアッセンブリは、前記ＲＦフロントエンドアッセンブリと前記コントローラとの間につながれた信号モニタをさらに備え、前記コントローラは、前記信号モニタによって感知された入射信号特性信号に応答して、受信サンプル信号特性を選択的に制御する、請求項５に記載の遠距離通信妨害システム。
【請求項７】
前記妨害動作モードにおいて、選択されたベースバンド周波数で放送妨害信号の中に妨害信号を増幅するように設定され、前記自動ゲインコントロールアッセンブリから前記妨害信号を受信するために連結されたアンプアッセンブリと、
前記自動ゲインコントロールアッセンブリと前記アンプアッセンブリとの間に結合された２重方向検出器と、をさらに備え、前記２重方向検出器は、前記放送妨害信号に対応する反射されたＲＦパワーを検出するように設定される、
請求項６に記載の遠距離通信妨害システム。
【請求項８】
前記光ファイバ遅延線が、選択されたベースバンド周波数で実施可能なシングルモード光ファイバケーブルを備えた、請求項３に記載の遠距離通信妨害システム。
【請求項９】
前記信号モニタは、入射信号を代表するビデオ信号を生成し、前記コントローラは、前記ビデオ信号に応えて選択的に実施可能である、請求項６に記載の遠距離通信妨害システム。
【請求項１０】
遠距離通信妨害方法であって、
選択されたベースバンド周波数で入射信号を受信するステップと、
あらかじめ定義されたサンプリング間隔の間に選択されたベースバンド周波数で入射信号から受信信号サンプルを生成する、受信信号サンプル生成ステップと、
前記受信信号サンプルから妨害信号を生成するステップと、
入射信号に応答して妨害信号を送信する、妨害信号送信ステップと、
を備える遠距離通信妨害方法。
【請求項１１】
入射信号に応えて前記あらかじめ定義されたサンプリング間隔を決定するステップ、
をさらに備える請求項１０に記載の遠距離通信妨害方法。
【請求項１２】
サンプリング動作モードと妨害動作モードとの間のスイッチングを行うステップをさらに備え、前記受信信号サンプル生成ステップ、及び、妨害信号を光学的に生成する妨害信号光学的生成ステップが、サンプリング動作モードにおいて実行され、前記妨害信号送信ステップが、妨害動作モードで実行される、請求項１１に記載の遠距離通信妨害方法。
【請求項１３】
前記受信信号サンプル生成ステップが、前記入射信号から複数の入射信号サンプルを生成するステップと、それから前記受信信号サンプルを形成するステップと、をさらに備える請求項１２に記載の遠距離通信妨害方法。
【請求項１４】
前記妨害信号光学的生成ステップが、前記受信信号サンプルから準連続発振妨害信号を生成するステップをさらに備える請求項１３に記載の遠距離通信妨害方法。
【請求項１５】
前記妨害信号送信ステップが、前記妨害信号を放送妨害信号の中に増幅するステップと、前記放送妨害信号を送信するステップと、をさらに備える請求項１２に記載の遠距離通信妨害方法。
【請求項１６】
前記妨害信号送信ステップが、前記妨害信号を放送妨害信号の中に増幅するステップと、前記放送妨害信号を送信するステップと、をさらに備える請求項１４に記載の遠距離通信妨害方法。
【請求項１７】
無線周波数（ＲＦ）妨害システムであって、
あらかじめ定義されたサンプリング間隔の間に選択されたベースバンド周波数で入射信号から受信信号サンプルを生成するように設定されたＲＦフロントエンドアッセンブリと、
前記選択されたベースバンド周波数で妨害信号を保存するように設定され、前記ＲＦフロントエンドアッセンブリに結合する光ファイバ遅延線アッセンブリと、
前記選択されたベースバンド周波数で送信するために保存された妨害信号の少なくとも一部を伝達するように設定され、前記光ファイバ遅延線アッセンブリに結合する自動ゲインコントロールアッセンブリと、
入射信号長、あらかじめ定義されたサンプリング間隔、受信サンプル信号特性、そして動作モードのうちの、少なくとも１つを選択的に制御するように設定され、前記ＲＦフロントエンドアッセンブリと前記自動ゲインコントロールアッセンブリとに結合したコントローラと、
前記ＲＦフロントエンドアッセンブリ、前記自動ゲインコントロールアッセンブリ、と前記コントローラとの間につながれたＲＦスイッチと、
選択されたベースバンド周波数で送信するために放送妨害信号の中に前記保存された妨害信号を増幅し、前記自動ゲインコントロールから前記妨害信号を受信するために連結されたアンプアッセンブリと、
を備え、
前記動作モードは、サンプリング動作モードと、妨害動作モードとを含み、前記コントローラは、前記ＲＦスイッチに前記サンプリング動作モードか、前記妨害動作モードかを選択させ、
前記保存された妨害信号は、前記サンプリング動作モードで生成され、前記放送妨害信号は、前記妨害動作モードで送信される、
無線周波数（ＲＦ）妨害システム。
【請求項１８】
前記光ファイバ遅延線は、
受信信号サンプルを受信し、光学的に保存された信号サンプルに変換するように設定されたＲＦ−光変換器と、
ＲＦ−光変換器と結合し、あらかじめ定義されたサンプリング間隔に対応したサイズである光ファイバ遅延線と、
前記保存された妨害信号を選択されたベースバンド周波数で前記放送妨害信号に変換するように設定され、前記光ファイバ遅延線と結合した光−ＲＦ変換器と、を備え、
前記光ファイバ遅延線は、前記光学的に保存された信号サンプルから妨害信号を生成するように設定されている、シングルモード光ファイバケーブルである、
請求項１７に記載の無線周波数（ＲＦ）妨害システム。
【請求項１９】
前記チャネルアッセンブリは、前記ＲＦフロントエンドアッセンブリと前記コントローラとの間につながれた信号モニタをさらに備え、前記コントローラは、前記信号モニタによって感知された入射信号特性信号に応答して、受信サンプル信号特性を選択的に制御する、請求項１８に記載の無線周波数（ＲＦ）妨害システム。
【請求項２０】
前記自動ゲインコントロールアッセンブリと前記アンプアッセンブリとの間に結合された２重方向検出器をさらに備え、前記２重方向検出器は、前記放送妨害信号に対応する反射されたＲＦパワーを検出するように設定される、請求項１９に記載の無線周波数（ＲＦ）妨害システム。
【請求項２１】
外部のＲＦ信号を妨害するシステムであって、
ビデオ妨害信号を生成するビデオ信号発生器と、
外部のＲＦ信号及び前記ビデオ妨害信号を受信するように設定されたチャネルアッセンブリと、
変調されたＲＦ妨害信号を生成するために、前記外部のＲＦ信号を前記ビデオ妨害信号とともに変調するように設定された前記チャネルアッセンブリ内の変調器と、
あらかじめ決められた回数前記チャネルアッセンブリに前記妨害信号を再循環させ、前記変調器から前記妨害信号を受信するように設定された遅延線、を備えた信号保存部と、
あらかじめ決定された再循環の回数の後で前記チャネルアッセンブリから前記妨害信号を受信し、前記外部のＲＦ信号を妨害するために前記妨害信号を送信する、アンテナ及びアンプを備えたアウトプットアッセンブリと、
を備えた外部のＲＦ信号を妨害するシステム。
【請求項２２】
前記遅延線が、光ファイバケーブルを含む請求項２１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連する出願の相互参照
この出願は、アメリカ合衆国法典第３５巻第１１９条（ｅ）に基づき、この公開がこの中に参照によって組み込まれた、同時継続の仮特許出願シリアルＮｏ．６０／７４８，０９３、２００５年１２月７日出願、の利益を主張する。
発明の技術分野
この発明は、一般的に電子的な妨害システムに関する。更に具体的に言うと、光ファイバの再循環技術を用いた無線周波数記憶デバイスに基づいた通信妨害システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の軍事通信システムは、しばしば、短く、バーストタイプの通信を採用する。これらの通信は、静的な周波数で行われるか、または、探知と妨害とを防ぐために周波数の秘密の順番に基づいて常に周波数を循環させている。通常は、これらのシステムは、特定の周波数で最大限でも数ミリセカンドしか送信しない。対抗手段として、そのような通信の妨害法はしばしば探されている、しかし、そのような通信のきわめて短い持続時間は、現実には、妨害を困難にしている。
【０００３】
現在の軍事用通信システムの継続している開発においては、探知を避けるために、どんなに通信が短くても、又は、どんなに速く通信において周波数を変えても、戦場の特定の領域内で敵の通信を探知し、対抗する能力を要求する。その上、ターゲットの送信継続時間は大変短いので、信号を評価し、決定し、それから妨害電波の送信を命令することは、現実的ではない。これらの信号の送信が止まる前、または、これらの信号が新しい周波数に変わる前に、これらの信号に携わるためには、単純に十分な時間が無い。
【０００４】
従来の妨害電波システムは、二つのうちのどちらかの方法でこの“短い周期”を解決することを試みます。（１）バレッジ妨害：この方法は、総当たり法によって周波数ホッピング送信を妨害するためにランダム、又は、分布雑音を、無線周波数（ＲＦ）帯域の一部に巻き散らかすことを含みます。バレッジ妨害は、いくつかの理由によって現実的ではない。中でも、すべての送信を排斥するための十分なＲＦエネルギーを適用するために必要とされる電力量である。（２）レスポンシブジャミング、高速反応ジャミングとも呼ばれる：この方法は、敵の送信がアクティブな間はずっと、信号の受信と、その後すぐのそれらの信号の自動的な選択的妨害とを要求する。同様に、２種類のレスポンシブジャミングがある。１番目のタイプは、“トランスポンダ”ジャミングである。これは、妨害の波形を構成するために必要である、アクティブな信号の特定のパラメータを測定するための受信機を使用する。２番目のタイプは、“フォロワー”ジャミングである。これは、アクティブな信号のサンプルを捕まえ、または、傍受し、妨害信号を作り出すためにこのサンプルに妨害変調を適用する。
【０００５】
典型的な従来のトランスポンダジャマー１００を図１に示す。それは、アンテナ１０２、送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ１０４、受信機１０６、コントローラ１０８、そして励振器１１０を含んでいる。トランスポンダジャマー１００は、潜在的標的からのアクティブな信号を傍受し、対処するようにプログラムされている。ジャマー動作の信号探知期間（または、受信モード）の間、コントローラ１０８は、外部の信号が、受信機１０６による処理のため、アンテナ１０２を通してシステムに入力できるように、送信／受信（Ｔ／Ｒ）１０４スイッチを作動させる。通常、受信機１０６は、脅威の動作周波数レンジ（図１Ａの“期待されるターゲットレンジ”１１７）を横切って、図１Ａに示されるように、瞬時帯域幅ウインドウ１１６をスキャンする。
【０００６】
いったん信号が探知されると、コントローラ１０８は、その信号が、混乱されるべきか、妨害されるべきかを決定する。肯定的な決定の後、コントローラ１０８は、探知した信号の周波数に同調するように励振器１１０に指示を出し、例えば、ノイズ、連続波（ＣＷ）トーン、または、掃引トーンなどの妨害波形を加える。それから、システム１００は、Ｔ／Ｒスイッチ１０４を経由し、アンテナ１０２を通して混乱または妨害信号を送信し、それを周囲に放射する。
【０００７】
瞬時帯域幅のサイズは、使用される固有の受信機テクノロジーによって決まる。例えば、一般的な受信機の基本設計概念（ここには示さず）は、スキャン動作を実行するスーパーへテロダイン受信機、続いて、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行するデジタル受信機を含むハイブリット形態を採用する。デジタル受信機は、アナログ信号をデジタルデータに変換し、それから、ＦＦＴを実行する。その結果として、瞬時帯域幅内のアクティブな信号すべてのパワーレベルと周波数の確認がなされる。図１Ａの処理時間１１８は、受信機の周波数を変化させ、この帯域幅内の信号を抽出し処理するために必要な時間を含んでいる。
【０００８】
トランスポンダタイプのジャマーに関係するいくつかの欠点がある。１番目は、受信機のスキャンニングの性質が原因で、図１Ａに示すように、好ましくない長い再訪時間１１９が存在しうる。これにより、脅威の信号の持続時間と比較して長い反応時間が生じうることになる。多くの場合、短い、または、断続したメッセージを含み、脅威の送信時間は、大変短いのでトランスポンダジャマーの対応は、脅威がその送信を完了した後に届くだろう。同様に、周波数ホッピングする脅威の信号にとって、その信号は、極めて瞬時に他の周波数に変化し、または、“ホップ”するので、従来のジャマーは、その脅威の信号が他の周波数に移動する前に、その内部においてタスクの処理、調整を実行する事ができない。２番目の問題は、もし多くの潜在的な脅威の信号が同時に存在したならば、トランスポンダジャマーは、効果的な方法でそれらの全てを混乱させることができないかもしれない。最後に、もしトランスポンダジャマーが、その受信機のスキャンを、諜報機関、又は、以前の経験から脅威として確認された限られた数の周波数に制限したならば、脅威が他の周波数になったとき、トランスポンダジャマーは、失敗する。
【０００９】
再循環フォロワーとしても知られている、従来のフォロワー妨害電波システム１００’の典型的な形態は、図２に示されている。アンテナアッセンブリ１０２’と、Ｔ／Ｒスイッチ１０４’とは、前述のトランスポンダ妨害電波システムとして機能する。アンテナ１０２’によって傍受され、入ってきた信号は、Ｔ／Ｒスイッチ１０４’、第１のカプラ１１１ａ、そしてアンプ１１２を経由する。信号の一部は、第２のカプラ１１１ｂによって取り除かれ、記憶媒体として動作する遅延線１１３に送られる。その信号が、遅延線１１３を通って伝搬したとき、第１のカプラ１１１ａによってＲＦパスに再導入される。アンプ１１２は、カプラ１１１ａ、１１１ｂ、そして遅延線１１３に関連した挿入損失を補償する。カプラ−アンプ−遅延線を回る信号ループ又は再循環構造として、一部は、第２のカプラ１１１ｂを通って伝搬する。妨害電波変調機１１４は、脅威の通信リンクを混乱させるための方法として、信号を変更させる。コントローラ１０８’は、システムの全てのスイッチの状態とタイミングを設定する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のフォロワー妨害電波システムは、遅延線の実装に関連したいくつかの欠点を含む。これらのデバイスは、本質的に狭帯域なので、表面弾性波又はバルク弾性波技術を組み込んだこれらのシステムは、制限された瞬間のＲＦ帯域幅を経験する。同軸ケーブルからなる遅延線は、帯域幅制限を克服するが、大きい挿入損失を発生させる。それ故、最大の記憶時間は制限される。記憶時間を少なくすることは、大体いつも信号の再循環として存在する位相の不連続を原因とする、スペクトル拡散の増大を引き起こす。過度のスペクトルの拡散は、脅威の信号に対する妨害電波パワー濃度を減少させ、妨害電波の効果を減少させる。
【００１１】
それ故、複数の同時の脅威と同様に、短いメッセージの脅威と周波数ホッピングの脅威の両方に対して効果的な、素早い広帯域ジャミングを有効に提供するシステムの技術のための通信ジャミング技術の中に必要なものがある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、広帯域ＲＦ遅延線を使用することによって、従来技術の制限を乗り越える。好ましい実施形態において、この遅延線は、ＲＦ信号の再循環を可能にするために配置された光ファイバーケーブルである。従来のスキャンニング受信機の代わりに、本発明は、２０ＭＨｚから２ＧＨｚ以上の通信帯域全体の瞬間周波数受信可能範囲を提供する。味方の又は脅威ではない周波数レンジは、処理から除かれる。固定されたバンドパスフィルターと帯域除去フィルタ、そして、チューンナブルなバンドパスフィルターと帯域除去フィルタは、これらの周波数帯域を除くために装置の準備の間使用される。全ての“アクティブ”な信号サンプル（即ち、そのフィルタアッセンブリによって除かれないもの）は、通常１ミリセカンドより短い間ＲＦサンプルを保存する、光ファイバ遅延線（ＦＯＤＬ）に送り込まれる。サンプルの周期は調整できず、光ファイバケーブルの長さによって決定される。いったんサンプルが保存されると、ジャマー内のＲＦスイッチは、外の信号がもはやジャマー内に入らないように信号の経路を変更する。ＦＯＤＬ内のものは、ＦＯＤＬを通してあらかじめ決められた回数だけ再入力、又は再循環し、それから、ＦＯＤＬ内のものは、システム内のコントローラによって生成された妨害電波ビデオ波形と結合するためにＦＯＤＬから抜け出る。結合された信号は、増幅され、周囲に放射される。新しいＲＦサンプルを捕まえる間に、再循環の実行は、定義された再循環の数の間（例えば、１０から２０回）続く。妨害信号は、入力サンプルから生成されるので、時間のかかるスキャンニング、周波数変換、そして、アナログ−デジタル変換、又は、どんなデジタル演算処理も必要としない。結果として、ジャマーの反応時間は極めて短い、それによって、例えば周波数ホッピング送信を採用しているような、より複雑な通信システムと同様に短いメッセージもジャマーが打ち破ることを可能にする。更に、ＦＯＤＬ内の全ての信号は、脅威の信号として取り扱われるので、ジャマーは、複数の同時に起こる脅威を打ち負かすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図３、４、５、６、そして７は、本発明の第１の好ましい実施形態と一致する通信妨害電波システム１２０の機能ブロック図である。システム１２０は、システム内に入力するために周辺の物理的環境から電磁信号を傍受する、その動作の周波数帯域に応じて図示しない１以上の構成要素を備えた、アンテナアッセンブリ１２２を含んでいる。ＡＴ／Ｒ（送信／受信）スイッチアッセンブリ１２４は、アンテナアッセンブリ１２２内に個々の要素が、信号センサか信号放射器かどちらかを選択的に機能することを可能にする。コントローラ１４４（より詳細を下記に述べる）内のタイミング回路（図示せず）は、妨害電波システム１２０の外と中にＲＦエネルギーの流れを導く適切なタイミング信号を提供する。
【００１４】
電源１４２は、システムに運転可能な電力を提供する。電源の詳しい種類は、システムの動作環境と具体的な用途によって決まるであろう。移動車両への設置のためには、電源１４２は、ＤＣ１２Ｖ（市販の自動車又はトラック）か、ＤＣ２４Ｖ（軍用車両）かのどちらかである。例えば、ビル、道路、進入ランプ、その他の防衛など、固定された設置のためには、電源１４２は、ＡＣ１１０Ｖ、ＡＣ２２０Ｖ、または、ＡＣ４４０Ｖであり得る。最終的には、例えば、バックパックなど、個人による携帯への適用のためには、一次電池又二次電池（例えば、ＤＣ６から４８Ｖ）が適している。
【００１５】
ＲＦフロントエンド（ＲＦＦＥ）アッセンブリ１２６は、信号サンプルの保存と再循環の前の信号処理と関係があるいくつかの重要な機能を実行する。これらの機能は、過度のＲＦパワーからの内部の電子部品の保護を含む。図４に示すように、ＲＦＦＥ１２６は、下記で論じられるために、Ｔ／Ｒスイッチ１２４からＲＦ信号を受信するパワーリミッタ１４６と、パワーリミッタ１４６のパワーが制限された出力を受信する信号アンプ１４８と、そして、アンプ１４８からの信号及び第２のＲＦパワー分割１７０からの信号を受信する第１のＲＦスイッチ１５０と、を含む。
【００１６】
チャネルアッセンブリ１２８は、第１のＲＦパワー分割回路１５２（図５参照）を含み、その、第１のＲＦパワー分割回路１５２は、ＲＦＦＥ１２６から入ってくる信号を、それぞれあらかじめ決められたＲＦ周波数レンジを有している２以上のＲＦチャネル（図５には、２つのＲＦチャネルの場合が示され、ＡそしてＢと付されている）に分割する。チャネルの数と、それらそれぞれの周波数レンジとは、システムのセットアップ動作時にユーザによって設定される。システムのセットアップ動作は、例えば、携帯用のコンピュータ又はリモートコンピュータ上にシステム設定ファイルを作成し、それからシステム１２０内のコントローラ１４４にそのシステム設定ファイルをダウンロードすることによって実行されても良い。
【００１７】
チャネルアッセンブリ１２８は、更なる処理のため１つのＲＦ出力を作り出す、ＲＦパワー結合回路１６２（図５）も含んでいる。それぞれのＲＦチャネルＡとＢとは、そのチャネルの特定の動作周波数レンジを定義するバンドパスフィルター１５４；そのチャネル内のＲＦ信号のピーク振幅を制御するための少なくとも１つの可変減衰器１５６；そのチャネルを有効にし、又は、無効にするチャネルスイッチ１５８；コントローラ１４４内に生成され、そこから受信された妨害電波ビデオ信号を挿入するミキサー／変調器回路１６３；チャネル内の信号の状態をモニタする信号モニタ１６０を備えている。信号モニタ１６０は、方向検出器と、アナログ−デジタル変換器（図示せず）とを備えている。その方向検出器は、信号増幅を代表するビデオ信号から離れるＲＦ搬送波を取り除く。ビデオ信号は、それがデジタルワードに変換されるコントローラ１４４に送られる。方向検出器によって提供されるデータは、入力信号レベルが特定の範囲内であるときのみ最適に動作する光ファイバ遅延線（ＦＯＤＬ）アッセンブリ１４０（下記において説明される）に信号が供給される前に、それぞれのチャネル内の可変減衰器１５６の設定を計算するためにコントローラ１４４によって使用される。可変減衰器１５６の設定は、コントローラ１４４に保存され又はダウンロードされたプログラムに従って制御されても良く、例えば、出力信号電力容量、個々のチャネルの電力容量、ＦＯＤＬアッセンブリ１４０の線形性の制限、動作中の脅威の信号の増幅と数、そして、あらかじめ決められた脅威の信号の優先度など、多くの操作上のパラメータを考慮に入れることができる。
【００１８】
チャネルアッセンブリ１２８からの出力信号は、自動ゲインコントロール（ＡＧＣ）アッセンブリ１３０に供給され、それから、ハイパワーアンプ（ＨＰＡ）アッセンブリ１３２に供給される。本発明の好適な実施例において、ハイパワーアンプアッセンブリ１３２は、システム１２０の全体の周波数範囲を網羅する運転可能な周波数範囲を有する高効率クラスＡＢアンプを備えている。図６に示されている、ＡＧＣアッセンブリ１３０は、ＨＰＡアッセンブリ１３２のオーバードライブを実質的に抑制し、高反射パワーによって起こされるダメージからシステムを保護する。図５と６に示されるように、チャネルアッセンブリ１２８内のミキサー／変調器１６３から来た信号は、第１のＡＧＣ  ＲＦパワー分割１６５によって２つの信号経路に分割される。１つの経路は、信号をチャネルアッセンブリ１２８内の第２のＲＦスイッチ１６６に送り、一方、他の経路は、信号を、ＡＧＣアッセンブリ１３０に含まれている自動ゲインコントロール回路１６８経由でＨＰＡアッセンブリ１３２に送る。自動ゲインコントロール回路１６８は、推奨される出力パワーレベルを超えた、任意のドライビングＨＰＡ１３２からの、１以上のチャンネル内の強い信号を防ぐ。その強い信号は、無用の調波と不要波の発生や、ＨＰＡ１３２にとっての膨大な許容電力の過度の消費の原因となる。
【００１９】
動作可能なように、ＨＰＡアッセンブリ１３２に付随する、２重の方向検出器１７２は、前段のＲＦパワーか、ＡＧＣ目的のために逆方向に反射されたＲＦパワーかのどちらかの監視を可能にする。高い反射パワーは、例えば、アンテナアッセンブリ１２２の要素や、ケーブル、又は、Ｔ／Ｒスイッチ１２４などのシステムの構成要素が、故障するか、又は、アンテナアッセンブリ１２２が不適切に設置されたことを示す。コントローラ１４４は、どのようなこれらの状態の可能性も認識し、ＨＰＡ１３２にシャットダウンするように指示する。それ故、システムの永久的な損傷の可能性を減少させる。
【００２０】
ＦＯＤＬアッセンブリ１４０（図７）は、ＲＦ−光変換器１７４と、ある長さのシングルモード光ファイバケーブル１７６（便利なように巻かれた状態で提供される、図示せず）と、光−ＲＦ変換器１７８とを備えている。ＦＯＤＬアッセンブリ１４０は、チャネルアッセンブリ１２８（図５）内の第２のＲＦスイッチ１６６から信号を受信し、それは、アナログＲＦメモリ特性を提供する。そのアナログＲＦメモリ特性は、アナログＲＦメモリの内容を繰り返して引き出すことによって、短時間のサンプルを、強力で頑強な妨害信号に拡張し、それによって、疑似ＣＷ波形が形成される。光ファイバケーブル１７６の長さは、妨害電波システム１２０のサンプリング時間の間隔によって決定される。例えば、２５マイクロ秒のサンプル時間は、約５．１４ｋｍの光ファイバケーブル長を要求する。光ファイバケーブル１７６は、その低い挿入損失と時間分散特性とによって、比較的長いサンプルを引き出し、取得するためには理想的である。例えば、同軸ケーブルと表面、又はバルク弾性波デバイスのような、他の遅延線技術は、光ファイバケーブルのこれらの性能品質に匹敵することができない。
【００２１】
光−ＲＦ変換器１７８の出力は、ＡＧＣアッセンブリ１３０内の第２のＡＧＣ  ＲＦパワー分割１７０にフィードバックされる。第２のＡＧＣ  ＲＦパワー分割１７０は、信号を、チャネルアッセンブリ１２８内の第２のＲＦスイッチ１６６に入力される第１の信号経路と、ＲＦＦＥ１２６（図４）内の第１のＲＦスイッチ１５０に入力される第２の通信経路とに分割する。
【００２２】
再び図３を参照すると、全地球測位システム（ＧＰＳ）アンテナ１３４と、ＧＰＳ受信機／時間参照１３６とは、複数のシステム１２０が互いに干渉することなく動作することを可能にするために使用される。通常の動作の間、複数のシステムの同期化は、ＧＰＳ受信機１３６からの１秒１パルスのタイミングに基づいている。調べる周期は、この信号に同期している。この信号は、ローカルタイムでのドリフトを補償するためにも使用される。その結果、ＧＰＳ信号を見失ったときに同期を保持する能力を改善する。ＧＰＳ信号の固定ができなかったことは、内部時間参照にシステムのタイミング信号をさせる。もし必要ならば、システムは、このクロック“フライホイーリング”モードで１時間以上動作を続けることができる。このケースでのその参照は、恒温槽型の水晶制御発信器（図示せず）によって提供される。いったんＧＰＳ時間参照信号が要求されると、時間参照は、ＧＰＳに復帰する。
【００２３】
コントローラ１４４は、システムのバックプレーン（図示せず）に設置されている、マイクロプロセッサベースのシステムである。コントローラ１４４は、システムの初期化と設定、タイミング、オペレータとのインタフェース、診断、メンテナンス、ＧＰＳ制御を含む様々な機能を実行する。コントローラ１４４は、この技術分野でよく知られているように、例えば、マイクロプロセッサ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などの様々なデジタルデバイスを便利に含んでも良い。マイクロプロセッサは、リアルタイムのシステム動作のためには必須である判定をする機能を提供し、一方、ＲＡＭは、一時的に保存するため、または、データ変更を保存するために使用される。ＲＯＭは、オペレーティングシステムと、システム１２０がそのタスクを実行するために必要なステップの順番を提供するアプリケーションプログラムと、を保存するために使用される。ＦＰＧＡは、上述のように、妨害信号波形としてミキサー／変調器１６３に供給されるビデオ信号を生成するように設定される。ＦＰＧＡは、残りの特殊化したデジタル処理機能のすべてを実行するようにも設定される。例えば、調査の時間調整は、サンプルとシステム１２０の送信時間とを設定するためのカウンタとして構成されているＦＰＧＡの一部を使用する。追加のカウンタは、内部スイッチ（即ち、Ｔ／Ｒスイッチ１２４と、ＲＦＦＥ１２６内及びチャネルアッセンブリ１２８内のスイッチ）の制御を提供するためのＦＰＧＡの中で構成される。
【００２４】
コントローラ１４４は、ＡＧＣアッセンブリ１３０の機能と関係がある計算の実行にも関与する。これは、チャネルアッセンブリ１２８（それぞれチャネルは分離したパルス列を供給する）からのビデオパルスの列のアナログ−デジタル変換を実行することと、結合された入力信号の振幅プラス残りのＲＦ経路の利得に基づいて、ＨＰＡ１３２からの放射の最大信号振幅値を計算することと、によって成し遂げられる。計算された最大信号振幅値は、ＨＰＡ１３２の最大出力許容量と比較され、ＲＦ経路の利得は、ＨＰＡ１３２が、過度の信号ひずみとＨＰＡパワーの不均衡な共有の可能性との原因になりうる飽和状態で動作しないように調整される。ＦＰＧＡの一部は、ＡＧＣアッセンブリ１３０内の逆方向電力を監視する２つの方向検出器１７２からの振幅を、そのデジタルで等価なものに変換するために構成され、この波形が指定の限界を超えたかどうか決定し、もし越えたならば、システムへのダメージの可能性を制限し、又は、低減するための一連のコマンドを発生させる。最終的に、ＦＰＧＡは、ＧＰＳ受信機を制御するためと、オペレータのインターフェース（図示せず）を提供するためと、の２つのシリアルデータポートを含む。
【００２５】
動作している間、システム１２０は、図８のタイミング図に示されるように、サンプルモードと妨害モードとを繰り返す。保護周波数帯１３９は、これらの動作間隔のそれぞれを取り囲む。保護周波数帯１３９は、システムの性能を最適化するために必要とされる、内部のスイッチング、チューニング、そして、他の調整を可能にさせるために必要である。
【００２６】
本発明従って妨害電波システムは、比較的短いサンプル時間に基づいて妨害電波波形を発生させる。図９と１０はそれぞれ、チャネルアッセンブリ１２８、ＡＧＣアッセンブリ１３０、そして、ＦＯＤＬアッセンブリ１４０内の重要な内部構成要素を示し、それぞれ、本発明のサンプリングとジャミングの機能を説明している。
【００２７】
図９に示すように、システム１２０が、サンプリングモードの時、第１のＲＦスイッチ１５０は、外部の電磁気の環境からアンテナ１２２アッセンブリとＲＦＦＥ１２６アッセンブリを通してチャネルアッセンブリ１２８に信号の入力を可能にするように構成されている。前述したように、チャネルアッセンブリ１２８は、入ってきたＲＦ信号を２以上の経路に分割し、特定のチャネルの動作周波数帯域幅の外にある不要な信号を除去し、範囲内にある信号の振幅を調整し、全てのチャネルの処理された信号を結合して１つの出力とすることを含む、いくつかの信号調整プロセスを実行する。この出力は、それから、第１のＡＧＣ  ＲＦパワー分割器１６５によって、２つの経路に分割される。サンプリング処理を妨害しないように、サンプリング期間の間、ＨＰＡ１３２の出力は無効にされているのではあるが、１つの経路は、ＨＰＡ１３２の入力に接続されている。他の経路は、ＦＯＤＬアッセンブリ１４０が抽出信号を受信し、抽出信号で満たされるように構成された第２のＲＦスイッチ１６６に遭遇する。最大限の妨害電波効果のため、ＦＯＤＬアッセンブリ１４０内のケーブル１７６の長さは、サンプリング間隔と一致すべきである。サンプリングと遅延の充填動作は、サンプルの中に弱い信号が存在するか、又は、信号が存在さえしないかに関わらず、自動的に発生する。いったん充填されると、サンプリング処理は完了し、システム１２０は、妨害電波のために自動的に再設定される。
【００２８】
ＦＯＤＬアッセンブリ１４０内の光ファイバケーブル１７６の充填は、空の開口パイプを通して液体が流れることに類似している。一杯になるように十分な量の液体がパイプに入ったとき、その液体は、他の端からこぼれ出る。十分な長さの時間サンプルが入力されたとき、同様に、ＦＯＤＬアッセンブリ１４０の光ケーブル１７６も充填される。その後、保存されたサンプルは、遅延線の出力に現れ始める。その出力は、第２のＡＧＣ  ＲＦパワー分割１７０によって、２つの経路に分割される。第１の経路は、信号を、第２のＲＦスイッチ１６６を通して、ＦＯＤＬアッセンブリ１４０に再循環、又は、フィードバックし、その第２のＲＦスイッチ１６６は、信号が、チャネルアッセンブリ１２８からＦＯＤＬアッセンブリ１４０に、もはや入力されないようにその設定を変更する。このように、ＦＯＤＬアッセンブリ１４０の内容は、光ファイバケーブル１７６を再充填するためにＦＯＤＬアッセンブリ１４０に再入力、または、再循環する。再循環は、新しいＲＦサンプルが取得される前に、コントローラ１４４によって決定された、あらかじめ決められた回数（例えば、１０−２０）実行される。
【００２９】
ＦＯＤＬアッセンブリ出力信号は、第２のＡＧＣ  ＲＦパワー分割器１７０によって、もとの第１のＲＦスイッチ１５０に接続される第２の信号経路に向けられ、第１のＲＦスイッチ１５０は、外部信号がチャネルアッセンブリ１２８に入力することを防ぐことができるようにその設定を変更する。代わりに、第１のＲＦスイッチ１５０は、以前に保存した信号がチャネルアッセンブリ１２８と第１のＡＧＣ  ＲＦパワー分割器１６５とを通って、今は可能であるＨＰＡアッセンブリ１３２に伝搬することを可能にする。（上述したように、チャネルアッセンブリ１２８内の妨害電波ビデオ波形と共に変調される）保存された信号は、それから、増幅され、アンテナアッセンブリ１２２を通して周囲に放射される。特に、Ｔ／Ｒスイッチアッセンブリ１２４は、コントローラ１４４によって、送信モードで動作するように指示され、その送信モードでは、外部の信号がシステムに入ることから回避され、しかし、ＨＰＡアッセンブリ１３２の出力は、周囲に放射するためアンテナアッセンブリ１２２に送られる。
【００３０】
上述から、すべての信号処理、保存、再循環動作は、入力信号の最初のＲＦ周波数で実行されることが理解される。それ故、多くの典型的な従来技術の通信とデータリンクジャマーと違って、ＲＦ周波数変換は、本発明には必要ない。
【００３１】
図１１は、本発明の第２の実施形態と一致するジャマーシステム１８０を示す。この実施は、別々の受信アンテナ１８２と送信アンテナ１８４とを提供する。この構成は、前述の実施形態と比較してアンテナ要素の数が２倍になるが、Ｔ／Ｒスイッチを削除する。あるアプリケーションにおいて、この配置は、動作の信頼性を改善し、製造コストを低減する。加えて、個々の受信、そして、送信アンテナの使用は、入力と出力のアッセンブリと部品の間の電磁的な絶縁を改善しうる物理的な分離を提供する。これは、システム内部のスプリアス信号の量と振幅を低減する効果をしばしば有し、それによって、妨害信号の品質を改善する。
【００３２】
図１２は、複数の高出力アンプ（ＨＰＡ）アッセンブリ１３２が使用される（図には、３個示す）、本発明の第３の実施形態と一致したジャマーシステム１９０を示す。妨害電波効果を増加するためにより高い出力が必要とされるとき、この実施形態は、好適に採用され得る。あるアプリケーションにおいて、複数のＨＰＡアッセンブリ１３２のそれぞれは、より狭帯域で動作され得る。他のケースにおいて、妨害されるそのデバイスの動作周波数レンジは、大変広いので、その内部部品のパワー処理容量の制限のため、ただ１つのＨＰＡアッセンブリしか採用されない。複数のＨＰＡアッセンブリの使用は、複数同時の脅威の混乱も支援することができ、それによって、脅威の信号は、１つのアンプの最大出力容量を越えることなくいくつかのアンプ間に分割されることができる。最終的に、複数のＨＰＡアッセンブリの使用は、いくつかのアプリケーションでの低い全体システムコストに帰着する。
【００３３】
本発明の典型的な実施形態は、ここに述べられているが、多くの変更と変形が、それら自身を当業者に連想させるであろうことが理解される。これらの変形や変更は、ここに述べられている本発明の様々な面に相当するものを構成すると見なすことができ、本発明の範囲と精神に含まれると考えられる。更に、本発明の様々な面を実行するために使用されても良いその特定のソフトウエアとハードウエアは、上述したように、それ自身をそれらの当業者に連想させ、上述した、本発明の機能の面と利点を提供する同等の形態をいくらでもとることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
本発明の、前述の特徴と他の特徴とは、いくつかの好ましい実施形態の図を参照してこれから説明される。図において、同じ構成要素は、同じ参照の数字を有している。図示された実施形態は、説明することを目的としており、発明を限定するものではない。図面は、以下の図を含む。
【図１】図１は、従来技術のトランスポンダジャマーの概略ブロック図である。
【図１Ａ】図１Ａは、従来技術のトランスポンダジャマーに適用される、周波数の範囲の探索と、この機能を実行するために必要な時間とに関する関係を示した図である。
【図２】図２は、従来技術のフォロワージャマーの概略ブロック図である。
【図３】図３は、本発明の第１の好ましい実施形態と一致したＲＦ遅延線技術を使用した妨害電波システムの概略ブロック図である。
【図４】図４は、フロントエンドアッセンブリのブロック図である。
【図５】図５は、チャネルアッセンブリのブロック図である。
【図６】図６は、ＡＧＳアッセンブリのブロック図である。
【図７】図７は、ＦＯＤＬアッセンブリのブロック図である。
【図８】図８は、本発明のサンプリング期間とジャミング期間との間の代表的なタイミング関係を示したタイミング図である。
【図９】図９は、本発明の動作におけるサンプリングモードの間のスイッチ設定を表したブロック図である。
【図１０】図１０は、本発明の動作における妨害電波モードの間のスイッチの設定を表したブロック図である。
【図１１】図１１は、別々の受信アンテナと送信アンテナとが使用される、本発明の第２の好ましい実施形態を表したブロック図である。
【図１２】図１２は、複数の高出力アンプが使用される本発明の第３の好ましい実施形態を表すブロック図である。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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