Устройство формирования помех

УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ПОМЕХ.
Полезная модель относится к радиотехнике, конкретно к области радиоэлектрон ной борьбы (РЭБ) а именно, ее составной части радиоэлектронного подавления, и может быть использована для защиты надводных кораблей.
Известен способ подавления бортовых радиолокационных (РЛ) средств противника I. Способ реализуется состоящей на вооружении системой радиоэлектронного противодействия (РЭП) станции помех (СП) типа СПП-30, автоматизированным комплексом управления помехами типа АКУП-22, в котором СП работают парами со сложением мощности передатчика помех в пространстве. Для обеспечения сложения мощностей, передатчики возбуждаются от одного источника со сдвигом фаз, который обеспечивает также изменения направления максимума излучения помех (электронное управление диаграммой направленности антенной системы).
МПК7 Н04КЗ/00 GO IS 7/32 Недостатками способа являются: достаточно громоздкая его реализация,
необходимость работать парами, сложности регулировки фазы и изменения направления максимума излучения помехи.
Известна станция помех 2. Изобретение может быть использовано для радиоэлектронного подавления импульсно-доплеровских радиолокационных станций (РЛС) дальнего обнаружения. Недостатком известного многоканального автоматизированного устройства для создания помех радиолокационным станциям является то, что оно эффективно создает помехи бортовым РЛС, работающим на близких частотах (в одном частотном канале). В ситуации, когда в диаграмме направленности антенны (ДНА) СП находится несколько РЛС и они работают на разных частотах (в различных частотных каналах) из-за увеличения ширины спектра помехи плотности мощности помехи снизится и, следовательно, уменьшится дальность подавления. Возможность повышения эффективности СП при подавлении импульсно-доплеровских РЛС дальнего обнаружения основывается на особенностях ее функционирования, за счет создания прерывистых помех. Необходимость обнаружения всех z пачек импульсов для однозначного определения дальности позволяет осуществлять эффективное подавление импульсно-доплеровской РЛС дальнего обнаружения путем снижения ниже допустимого качества обнаружения хотя бы одной из этих пачек. Для достижения такого эффекта, помехи могут представлять собой шумовые прерывистые синхронизированные с излучением одной из пачек.
В состав многоканального автоматизированного устройства для создания помех радиолокационным станциям введены устройство управления и синхронизации (УУС), дешифратор, N коммутаторов каналов, N устройств измерения временных интервалов. Информация о длительности работы импульсно-доплеровской РЛС дальнего обнаружения на каждой из частот повторения импульсов с выхода устройства измерения временных интервалов каждого частотного канала в виде цифрового параллельного кода поступает на устройство управления и синхронизации, которое на основе этой информации от
частотных каналов вырабатывает решение о номерах и очередности постановки помех в этих частотных каналах, а также о параметрах помех (длительность, период) в них. В соответствии с этим решением УУС в режиме постановки помех будет вьщавать последовательно во времени с циклом, равным периоду повторения помех, в виде цифровых параллельных кодов информацию о номерах частотных каналов на дешифратор, который, распознав кодовую комбинацию, вьщает управляющий сигнал на соответствуюш;ий кодовой комбинации коммутатор канала. Время действия каждого управляющего сигнала определяются длительностью помехового сигнала для данного частотного канала, определенную УУС.
Преимуществом предлагаемой СП является то, что она позволяет подавлять несколько импульсно-доплеровских РЛС дальнего обнаружения работающих на различных частотах и находящихся на ДНА СП без снижения плотности мощности помехи за счет поочередного их подавления прерывистыми шумовыми помехами и тем самым повысить эффективность СП при подавлении нескольких импульсно-доплеровских РЛС дальнего обнаружения 5, стр.51.
Недостатком такой СП является возможность появления ошибок целераспределения и целеуказания ввиду сложности реализации УУС и его связей с дешифратором и коммутатором.
Известен способ создания ответных помех импульсным высотомерам летательных аппаратов (ЛА) 3. Способ относится к методам нарущения нормальной работы радиоэлектронных устройств путем воздействия помехами на их приемники, в частности, к способам создания помех радиолокационным устройствам.
Цель данного изобретения - снизить энергопотребление передатчика помех или обеспечить одновременное подавление нескольких высотомеров путем применения
..
3 ответных импульсных помех с параметрами, позволяющими совмещать импульсы помехи
и импульсы высотомера, отраженные от земной поверхности.
Способ включает прием сигнала высотомера разведывательным устройством станции помех, определение направления на ЛА и параметров сигнала и излучение импульсов помехи в ответ на каждый импульс высотомера с некоторой задержкой.
Новым в способе является задание времени задержки в виде алгебраической суммы времени прохождения излучений путей ЛА-поверхность и СП-ЛА, длительностей импульсов радиовысотомера и помехи, а также п периодов следования импульсов радиовысотомера, определения числа п, выбор длительности импульса помехи как функции ошибок измерения параметров, определяющих задержки , и изменение порядка совмещения импульсов сигнала и помехи при уменьшении текущего времени задержки до нуля или при увеличении его на величину среднего периода следования импульсов радиовысотомера  5, стр.52 .
Недостатком способа является возможность появления дополнительных ошибок в определении времени задержки при определении путей ЛА-поверхность и СП-ЛА.
Известен способ создания помех РЛС 4. Способ создания помех РЛС состоит в том, что принимают радиоимпульсы подавляемой РЛС разведывательным устройством СП, измеряют угловые координаты РЛС относительно СП (азимут и угол места), измеряют периоды следования импульсов РЛС или длительности пачек импульсов (при подавлении импульсно-доплеровских РЛС), измеряют время прохождения электромагнитным излучением расстояния РЛС-СП-РЛС (величина 2tp), излучают радиоимпульсы помехи в ответ на каждый импульс РЛС или в ответ на первый импульс каждой пачки с задержкой тз, излучают помехи с максимальной мощностью СП (Рмакс) в течение времени Тп, после чего скачком уменьшают мощности помехи до уровня РМНН и этот уровень выдерживают в течение времени, равного разности периода следования
.
импульсов РЛС (или длительности пачки) Тп и величины Тп, причем для каждой
нодавляемой РЛС величину РМИН определяют по формуле р 018Р I  I
мин j-O макс тз и Тп определяют по формулам
t3  Тп - 2tp;
Тп-1,27 1
мулам
Тз  Тп - 2tp +
I
I 9Р Г
сТп
Ж Г 7R 1 -02 мин I  L
с ст„
2К,„„|2R,
1,27q
где С - скорость распространения электромагнитной энергии,
RMHH - минимальное расстояние РЛС - маскируемый помехой объект, при котором помеха остается эффективной.
Величину 2tp определяют путем радиолокации РЛС или объекта, на котором она установлена, используя в качестве локатора СП.
Техническим результатом изобретения является уменьшение средней мощности помехи и энергопотребления передатчика 5, стр. 56.
Недостатком способа является невозможность автономного использования и необходимость привлечения дополнительной информации от РЛС.
-0,2 мин
Lп
Известна автоматическая станция ответных помех по патенту 6. Сущность изобретения: автоматическая станция ответных помех радиолокаторам слежения.
Станция состоит из приемной антенны, входного разветвителя СВЧ сигналов, устройства кратковременного воспроизведения несущей частоты, входного СВЧ усилителя, первого и второго СВЧ ответвителей, СВЧ коммутатора, выходного СВЧ усилителя, передающей антенны, устройства создания ответных шумовых помех, устройства регистрации импульсных и непрерывных зондирующих сигналов, амплитудного детектора, фазового модулятора, логического элемента запрета, формирователя стробирующих и модулирующих импульсов, устройства управления и временного программирования, устройства логической обработки сигналов, первого и второго формирователей низкочастотного модулирующего напряжений 7, стр.60 .
Недостатком описанной СП является ее довольно значительная сложность для решения такой относительно простой задачи, как создание ответных помех радиолокаторам слежения.
Известно устройство радиоэлектронного подавления для подвижных объектов по свидетельству 8.
Устройство радиоэлектронного подавления для подвижных объектов, содержащие последовательно соединенные первый пульт управления, первую ЭВМ, блок управления передатчиками, первый передатчик, первый коммутатор и первую антенну, последовательно соединенные блок управления приемником и приемник, блок управления антенной, первый дисплей ... , отличающиеся тем, что в устройство введены последовательно соединенные вторая антенна и измеритель координат ... второй коммутатор и третья антенна, последовательно соединенные четвертая антенна, радиостанция, MUJCль. вторая ЭВМ и второй пульт управления ... блок обработки сигналов, второй, третий, четвертый, пятый передатчики, пятая, шестая, седьмая антенны, датчик курса и второй дисплей.
,,. Недостатком устройства является его довольно значительная сложность, в
частности две ЭВМ, семь антенн, два дисплея и т. д.
Известен генератор помех по свидетельству 9. В генератор помех, содержащий импульсный генератор и усилитель, выход которого подключен к передающей антенне, дополнительно введены генератор высокочастотного гармонического колебания, выход которого подключен к первому входу смесителя, выход которого подключен к входу усилителя, причем импульсный генератор выполнен в виде генератора случайной последовательности импульсов, а его выход подключен к первому входу смесителя. Генератор случайной последовательности импульсов состоит из генератора шума, выход которого подключен в выходу запоминающего блока, генератора тактовых импульсов, выход которого подключен к входу генератора линейно изменяющегося напряжения к счетному входу RS - триггера, установочный вход которого подключен к выходу компаратора, а его выход является выходом генератора случайной последовательности импульсов, причем выходы запоминающегося блока и генератора линейно изменяющегося напряжения подключены соответственно к первому и второму входам компаратора.
Недостатком генератора помех является отсутствие возможности регулировки параметров случайной последовательности импульсов и высокочастотных гармонических колебаний.
Наиболее близким по технической сущности, принятым за прототип, является устройство формирования радиопомех 10.
Устройство формирует радиопомехи, обеспечивающие создание прицельных преднамеренных, дезинформирующих радиопомех с учетом особенностей протоколов передачи информации канального уровня.
Устройство формирования радиопомех содержит антенную систему с антенным коммутатором, соединенным своим выходом с блоком обнаружения и анализа, первый выход которого соединен с блоком онределения интенсивности передач, а второй с
блоком управления, первый выход которого соединен с антенной системой и антенным коммутатором, второй - с передатчиком помех, третий - с блоком формирования помех, четвертый - с блоком определения интенсивности передачи, выход которого через блок формирования временных интервалов соединен со вторым входом блока формирования помех, соединенного своим выходом с передатчиком помех, выход которого подключен к первому входу антенной системой с антенным коммутатором.
Известное устройство формирования помех 10 не может быть применено в современных условиях: с одной стороны, в виду насыщенности окружающей обстановки различными радиоэлектронными средствами (РЭС) не обеспечивается электромагнитная совместимость (ЭМС), что практически приводит к полной неэффективности работы устройства по назначению, а с другой стороны, устройство обеспечивает только временное стробирование, тогда как в современных условиях с прогрессивным совершенствованием РЭС требуется и частотное стробирование, то есть обеспечение ответа на сигнал, сопряженный по времени, частоте и виду помехи, что устройство не обеспечивает, а то есть говорить о какой-либо эффективности не приходится.
Целью создания полезной модели является обеспечение:
-ЭМС при работе в сложной радиотехнической обстановке;
-ответа на принятый сигнал сопряженного не только по времени, но и по частоте (частотно-временное стробирование) и по виду помехи.
Технический результат от использования предлагаемой полезной модели состоит в обеспечении ЭМС в сложной радиотехнической обстановке, т.е. обеспечение возможности ведения радиотехнической разведки при работе станции активных помех, и формировании помехи, сопряженной (согласованной) с принятым сигналом по частоте, времени, спектру и виду помехи.
У.//
8 Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство формирования
помех 10, содержащее антенную систему с антенным коммутатором 1, передатчик помех 3, блок обнаружения и анализа сигналов 4, блок управления 6, блок определения интенсивности передач 8, соединенный через блок формирования временных интервалов 10 с первым входом блока формирования помех 9, второй выход которого соединен со вторым входом передатчика помех 3, первый выход блока управления 6 соединен со вторым входом блока определения интенсивности передач 8, второй выход - со вторым входом блока формирования помех 9, третий выход - со вторым входом антенной системы с антенным коммутатором 1, а первый вход - со вторым выходом блока обнаружения и анализа сигналов 4, первый выход которого соединен с первым входом блока определения интенсивности передач 8, дополнительно введены первый и второй режекторные фильтры 2 и 5, а также блок цифровой памяти 7, первый вход которого соединен с первым выходом блока формирования помех 9, а выход - с первым входом второго режекторного фильтра 5, соединенного вторым входом с четвертым выходом блока обнаружения и анализа сигналов 4, выход второго режекторного фильтра 5 подключен к первому входу передатчика помех 3, выход которого соединен с первым входом антенной системы с антенным коммутатором 1, соединенной своим выходом с первым входом первого режекторного фильтра 2, выход которого соединен с первым входом блока обнаружения и анализа сигналов 4,соединенного третьим выходом со вторым входом первого режекторного фильтра 2, второй вход 11 блока обнаружения и анализа сигналов 4 является входом от системы ЭМС корабля, а пятый выход 12 выходом в АСУ комплекса РЭП, второй вход 13 блока управления 6 является входом от АСУ комплекса РЭП.
Совокупность вновь введенных элементов и связей не следует явным образом из уровня техники, поэтому предлагаемое устройство следует считать новым. Сущность изобретения поясняется чертежом на фиг., на котором приведена
структурная схема предлагаемого устройства формирования помех. Устройство формирования помех содержит:
1- антеннJTO систему с антенным коммутатором,
2- первый режекторный фильтр,
3- передатчик помех,
4- блок обнаружения и анализа сигналов,
5- второй режекторный фильтр,
6- блок управления,
7- блок цифровой памяти,
8- блок определения интенсивности передач,
9- блок формирования помех,
10- блок формирования временных интервалов,
11- вход от системы ЭМС корабля,
12- выход в АСУ комплекса РЭП,
13- вход от АСУ комплекса РЭП.
Причем выход антенной системы с антенным коммутатором 1 через первый режекторный фильтр 2 соединен со входом блока обнаружения и анализа сигналов 4, первый выход которого подключен к первому входу блока определения интенсивности передач 8, второй выход - к первому входу блока управления 6, третий выход - ко второму входу первого режекторного фильтра 2 , четвертый выход - ко второму входу второго режекторного фильтра 5. Первый выход блока управления 6 соединен со вторым входом блока определения интенсивности передач 8, выход которого через блок формирования временных интервалов 10 соединен с первым входом блока формирования помех 9, второй выход - со вторым входом блока формирования помех 9, третий выход со вторым входом антенной системы с антенным коммутатором 1, четвертый выход - со
а  10
вторым входом второго режекторного фильтра 5, соединенного своим первым входом с выходом блока цифровой памяти, а выходом - с первым входом передатчика помех 3, второй вход которого подключен ко второму выходу блока формирования помех 9, а выход - к первому входу антенной системы с антенным коммутатором 1.
Предлагаемое устройство формирования помех работает следующим образом.
Принятый сигнал от антенной системы с антенным коммутатором 1 (антенный коммутатор находится в положении на прием) через первый режекторный фильтр 2 поступает на блок обнаружения и анализа сигналов 4. Блок обнаружения и анализа сигналов 4 состоит из приемника и анализатора технических (спектральных, структурных ) характеристик сигнала для определения вида помех.
Приемник (обеспечивает автоматический поиск сигналов по частоте, пространству и времени) служит для обнаружения излучений РЭС, вьщеления сигнала, его усиления и обработки, и представляет собой 16 настраиваемых по частоте супергетеродинных матричных приемников. Анализатор служит для технического анализа параметров обнаруженных сигналов (частоты, длительности, кодового интервала, частоты следования) и выбора структуры помех. По результатам анализа сигналов блоком определения интенсивности передач 8 и блоком формирования временных интервалов 10 принимается решение на создание помех и вьщаются соответствующие сигналы на блок формирования помех 9.
Блок формирования помех 9 в соответствии с видом принятого сигнала по информации из блока управления 6 формирует различные виды и их структуры дезинформирующих и маскирующих помех.
Блок управления 6 служит для сбора, обработки информации о сигналах и их источниках, отображения на индикаторах, совмещения частоты сигнала и помехи, обеспечения необходимой точности наведения помехи на сигнал, а также для выключения передатчика помех 3. Передатчик помех 3 через антенную систему с антенным коммутатором 1
(антенный коммутатор находится в положении «на передачу) излучает (дезинформирующие и маскирующие) помехи в заданном диапазоне частот.
Наличие блока цифровой памяти 7 за счет цифровых устройств радиочастотной памяти обеспечивает формирование эталонных (сопряженных по спектру частот) помеховых сигналов, в том числе для подавления РЭС со сложной структурой сигнала (сжатие импульсов, линейно-частотная модуляция, фазокодовая модуляция и пр.). При этом обеспечивается ответ на принятый сигнал, сопряженный по времени, частоте и виду помехи.
В сравнении с известными устройствами увеличивается число обслуживаемых каналов и быстродействие, за счет частотно- временного стробирования.
Включением управляемых режекторных фильтров в антенную систему обеспечивается ЭМС.
Выполнение антенно-фидерной системы на сложных П-образных волноводах обеспечивает широкополосность антенно-фидерной системы, что позволяет увеличить широкополосность системы, в частности для рассматриваемых на практике вариантов устройств формирования помех с 500 МГц до 10 ГГц, а это в свою очередь увеличивает быстродействие и позволяет сократить количество литерных станций. Таким образом, предлагаемое устройство в сравнении с прототипом позволяет обеспечить ЭМС и формирование помехи, сопряженной (согласованной) с принятым сигналом по частоте, времени и виду помехи.
Предлагаемое устройство легко реализуется на известных промышленно выпускаемых элементах и узлах, в частности
- антенная система в виде линейных или кольцевых антенных решеток или систем рупорных эллиптических антенн с антенным переключателем на pin - диодах
-блок обнаружения и анализа в виде многоканального супергетеродинного
приемника на основе широкополосных П-образных волноводов и модулей преобразования частоты 12,
-блок цифровой памяти в виде цифровых устройств запоминания и воспроизведения частоты на основе моноблоков радиочастотной памяти М44131
-блоки управления, определения интенсивности передачи, формирования временных интервалов и формирования помех на ПЛИС фирмы ALTERA и ИМС серий 530,533,1534 14,
-режекторные фильтры в виде многозвенных полосовых фильтров и быстродействующих pin-диодных коммутаторов на П-образных волноводах 12,
-антенно-фидерная система выполнена на сложных П-образных широкополосных волноводах 12, 16,
-передатчик на основе широкополосных ЛБВ 17.
Представленный чертеж и описание устройства формирования помех позволяют, используя описанную выше существующую элементную базу 11-19, изготовить его промышленным способом и использовать по своему прямому назначению, что характеризует предлагаемую полезную модель как промышленно применимую.
Источники информации.
1.Заявка RU № 93034912, Кл.6 G01S 7/38, 1993, Малышев Е.В. Способы подавления бортовых радиолокационных средств противника.
2.Заявка RU № 93042352, Кл.6 Н04К 3/00, 1993, Ягольников С.В., Сыромятников А.В., Тягнибедин И.А., Иванов А.П. Станция помех.
3.Заявка RU № 94020137, Кл.6 Н04К 3/00, 1994, Кузнецов О.Ю., Кузнецов Ю. А., Переводчиков В.И. и др. Способ создания ответных помех импульсным радиовысотомером летательных аппаратов.
..Патент RU № 2093965, Кл.6 Н04К 3/00, 1994, Завьялов М.А., Кузнецов О.Ю.,
Кузнецов Ю. А. и др. Способ создания номех радиолокационным станциям.
5.Вакин С.А., Шустов Л.Н. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. - М.: Сов.радио. 1968.
6.Патент RU № 2103705, Кл.6 G01S 7/38, 1994, Бутенко В.И., Ерофеев Ю.Н., Михайлов Л.В. Автоматическая станция ответных помех.
7.Палий А.И. Радиоэлектронная борьба. - Военное изд-во МО СССР. 1994.
8.Свидетельство RU № 8195, 1997, Анисифоров А.А., Бублик Н.Г., Безмага В.М. и др. Устройство радиоэлектронного подавления для подвижных объектов.
9.Свидетельство RU № 9354, Кл.6 Н04К 3/00, 1998, Остапенко А.Н. Генератор помех.
10.Заявка RU № 94023775, Кл.6 Н04К 3/00, 1994, Чуровский С.Р., Волков В.Е., Шишков А.Я. Устройство формирования радиопомех.
11.Рудольф Кюн. Микроволновые антенны. - М.: Судостроение. 1967.
12.Лебедев К.В. Техника и приборы СВЧ. - М.: Высшая школа. 1970. 13.Бахтияров Г.Д. Цифровая обработка сигналов. Проблемы и основные
направления повышения эффективности. - Зарубежная электроника. 1984.
14.Номенклатура высокотехнологичных ИЭТ, рекомендуемых к разработке в РФ и применению в РЭА двойного назначения. - М.: Ассоциация «Фонд УНИЭТ. 2001.
15.Шило В.Л. Популярные микросхемы ТТЛ. - М.: Аргус. 1993.
16.Крокин В.В. Элементы радиоприемных устройств. - М.: Советское радио. 1964.
17.Воскобойник М.Ф., Черников А.И. Техника и приборы СВЧ.
18.Линии передачи сложных сечений Под редакцией д.т.н. Михалевского B.C. Издательство Ростовского-на-Дону университета. 1983.