КОРАБЕЛЬНАЯ СТАНЦИЯ ИМПУЛЬСНЫХ И МАСКИРУЮЩИХ ПОМЕХ
SHIPBUILDING STATION OF PULSE AND MASKING INTERFERENCE

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к средствам радиоэлектронного подавления, и может быть использовано для радиотехнической защиты корабля путем создания прицельных по частоте и направлению помех самолетным и корабельным радиолокационным станциям противника и радиолокационным головкам самонаведения противокорабельных ракет.
В книге [С.А. Вакин, Л.Н. Шустов Основы радиоэлектронной борьбы. Учебное пособие, часть I. - ВВИА им. Проф. Н.Е. Жуковского. - 1998] описана станция шумовых помех, содержащая приемную и передающую антенны, разведприемник, систему запоминания частоты, блок перестройки частоты передатчика помех, усилитель мощности и генератор шума.
Перечисленные элементы этой станции помех являются существенными признаками и заявляемой станции помех.
Причиной, препятствующей достижению в этом аналоге технического результата, обеспечиваемого изобретением, является относительно низкое быстродействие станции.
Известна также защищенная патентом РФ №2103705, кл. G01S 7/38, 1998 автоматическая станция ответных помех. Она содержит приемную антенну, усилитель СВЧ, устройство создания ответных шумовых помех и устройство управления. Все перечисленные элементы этой станции помех входят и в состав заявляемой станции помех.
Причиной, препятствующей достижению в этом аналоге технического результата, обеспечиваемого изобретением, является отсутствие возможности одновременного воздействия помех с обоих бортов корабля на подавляемое средство.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой (прототипом) является корабельная станция импульсных и маскирующих помех, защищенная свидетельством РФ №29818, кл. Н04К 3/00, G01S 7/38, 2003 на полезную модель. Станция содержит измерители пеленга левого и правого бортов, устройство запоминания и воспроизведения частоты, выходные СВЧ-усилители левого и правого борта и устройство управления.
Измеритель пеленга каждого из бортов содержит N пар приемных антенн, два коммутатора, два идентичных усилителя высокой частоты, два делителя мощности, согласующую нагрузку и интерферометр на базе матричного сумматора.
Устройство запоминания и воспроизведения частоты содержит входной сумматор, входной усилитель высокой частоты, входной частотно-избирательный разветвитель, первый преобразователь частоты, делитель мощности, управляемую линию задержки, синтезатор маскирующих помех, блок гетеродинов, сумматор, второй преобразователь частоты, выходной частотно-избирательный разветвитель, выходной усилитель высокой частоты и выходной делитель мощности.
Выходные СВЧ-усилители каждого из бортов содержат делитель мощности, два усилителя высокой частоты, два вентиля и передающую антенну.
Все элементы станции-прототипа, за исключением делителя мощности, управляемой линии задержки и сумматора, входящих в состав устройства запоминания и воспроизведения частоты, а также корректора амплитудно-частотной характеристики и частотного диплексера, входящих в состав выходных СВЧ-усилителей левого или правого бортов, входят и в состав заявляемой станции помех.
Причиной, препятствующей достижению в станции-прототипе технического результата, обеспечиваемого изобретением, являются достаточно ограниченные функциональные возможности станции-прототипа. Дело в том, что в части импульсных помех по существу имеется возможность создания только одного вида помехи - уводящей по дальности. При этом этот вид помехи к настоящему времени достаточно хорошо изучен, а способы защиты от нее (ограничение по скорости увода, сторожевые стробы и т.д.), резко снижающие эффективность воздействия такой помехи, широко применяются в существующих перспективных комплексах радиоэлектронного подавления, что делает саму эту помеху малоэффективной. Кроме того, в станции-прототипе может создаваться либо только маскирующая, либо только уводящая по дальности помеха.
Другой причиной относительно низкой эффективности излучаемых помех является то обстоятельство, что излучаемые помехи создаются только на одной поляризации излучаемого сигнала, от которой с достаточно большой вероятностью можно отстроиться.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является расширение функциональных возможностей создания импульсных помех, в частности возможности создание как одиночной, так и группы активных ложных целей одновременно с маскирующими помехами, а также возможности создания помех с хаотической поляризацией.
Для достижения указанного технического результата в известную станцию импульсных и маскирующих помех - прототип, защищенную свидетельством РФ на полезную модель №29818, кл. Н04К 3/00, G01S 7/38, 2003 г., содержащую измерители пеленга левого и правого бортов, устройство запоминания и воспроизведения частоты, выходной СВЧ-усилитель левого борта, выходной СВЧ-усилитель правого борта и устройство управления, в котором измеритель пеленга каждого из бортов содержит N пар идентичных приемных антенн и два СВЧ-коммутатора, одна из антенн каждой пары подключена к соответствующему входу первого коммутатора, другая - ко входу второго коммутатора, выходы коммутаторов через идентичные усилители высокой частоты и делители мощности подключены ко входам интерферометра на основе матричного сумматора, управляющие входы СВЧ-коммутаторов подключены к первому выходу устройства управления, а выходы интерферометров подключены соответственно к первому и второму входам устройства управления, устройство запоминания и воспроизведения частоты содержит последовательно соединенные входной сумматор, первый и второй входы которого соединены с выходами делителей мощности измерителей пеленга левого и правого борта, и входной усилитель высокой частоты, последовательно включенные входной частотно-избирательный разветвитель и первый преобразователь частоты, последовательно включенные синтезатор маскирующих помех и блок гетеродинов, последовательно включенные второй преобразователь частоты, выходной частотно-избирательный разветвитель, выходной усилитель высокой частоты и выходной делитель мощности, выходы блока гетеродинов соединены со вторыми входами первого и второго преобразователей частоты, а первый и второй выходы выходного делителя мощности являются соответственно первым и вторым выходами устройства запоминания и воспроизведения частоты, выходной СВЧ-усилитель каждого из бортов содержит делитель мощности, два усилителя высокой частоты, входы которых подключены к выходам делителя мощности, два вентиля, входы которых подключены к выходам соответствующих усилителей высокой частоты, и передающую антенну, вход которой подключен к выходу одного из вентилей, в устройство воспроизведения и запоминания частоты введен делитель мощности с тремя выходами, вход которого соединен с выходом входного усилителя высокой частоты, первый выход - со входом входного частотно-избирательного разветвителя, а второй и третий выходы являются соответственно третьим и четвертым выходами устройства запоминания и воспроизведения частоты, при этом вход синтезатора маскирующих помех подключен к выходу первого преобразователя частоты, а его второй выход - ко второму входу второго преобразователя частоты, в выходной СВЧ-усилитель каждого из бортов дополнительно введены последовательно включенные модулятор-формирователь импульсной помехи и усилитель мощности, а также последовательно включенные неуправляемая линия задержки, СВЧ-сумматор и вторая передающая антенна с поляризацией излучаемого сигнала, ортогональной сигналу передающей антенны, вход линии задержки подключен к выходу второго вентиля, выход усилителя мощности подключен ко второму входу СВЧ-сумматора, сигнальный вход модулятора-формирователя импульсной помехи подключен к третьему или четвертому в зависимости от номера борта выходу устройства запоминания и воспроизведения частоты, а его управляющий вход - к второму или третьему выходу устройства управления в зависимости от номера борта.
Отсутствуют какие-либо источники информации, в которых были бы описаны вновь введенные элементы и связи в совокупности с остальными элементами и связями станции помех. Поэтому предлагаемую станцию помех следует считать новой и имеющей изобретательский уровень.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена структурная схема предлагаемой корабельной станции помех.
Станция содержит измерители пеленга левого борта 1.1 и правого борта 1.2, устройство 2 запоминания и воспроизведения частоты, выходной СВЧ-усилитель левого борта 3.1, выходной СВЧ-усилитель правого борта 3.2 и устройство управления. Устройство управления на чертеже не показано, приведены лишь его входы и выходы.
Каждый из измерителей 1.1 и 1.2 содержит N пар идентичных (в данном конкретном случае N=4) приемных антенн 6.1, 7.1, 8.1, 9.1 (6.2, 7.2, 8.2, 9.2) и два СВЧ-коммутатора 10.1 и 10.2. Одна из антенн (6.1, 7.1, 8.1, 9.1) каждой пары подключена к соответствующему входу первого коммутатора, 10.1, другая (6.2, 7.2, 8.2, 9.2) - ко входу второго коммутатора 10.2. Выходы коммутаторов 10.1 и 10.2 через идентичные усилители 11.1, 11.2 высокой частоты и делители 12.1, 12.2 мощности подключены ко входам интерферометров 13 на основе матричных сумматоров. Второй выход делителя 12.1 мощности нагружен на согласующую нагрузку 14, а второй выход делителя 12.2 мощности соединен со входом устройства 2 запоминания и воспроизведения частоты. Управляющие входы коммутаторов 10.1 и 10.2 подключены к первому выходу 15 устройства управления, а выходы интерферометров 13 измерителей пеленга левого и правого борта - соответственно к первому 16 и второму 17 входам устройства управления.
Устройство 2 запоминания и воспроизведения частоты содержит последовательно соединенные входной СВЧ-сумматор 18, усилитель 19 высокой частоты, делитель 20 мощности на три выхода, входной частотно-избирательный разветвитель 21 и первый преобразователь 22 частоты, последовательно включенные синтезатор 23 маскирующих помех и блок 24 гетеродинов, а также последовательно включенные второй преобразователь 25 частоты, выходной частотно-избирательный разветвитель 26, выходной усилитель 27 высокой частоты и выходной делитель 28 мощности. Вход синтезатора 23 соединен с выходом преобразователя 22, а второй выход - с первым входом преобразователя 25. Первый и второй выходы блока 24 подключены ко вторым входам преобразователей 22 и 25 соответственно. Первый и второй выходы делителя 28 мощности являются соответственно первым и вторым выходами устройства 2, а второй и третий выходы делителя 20 мощности является соответственно третьим и четвертым выходами устройства 2.
Каждый из выходных СВЧ-усилителей 3.1 и 3.2 содержит передающие антенны 4 и 5, модулятор-формирователь 29 импульсных помех, усилитель 30 мощности выходного СВЧ сигнала, усилители 32.1 и 32.2 выходного СВЧ сигнала, вентили 33.1 и 33.2 выходного СВЧ сигнала, неуправляемую линию 34 задержки и СВЧ-сумматор 35. Делитель 31 мощности, усилитель 32.1, вентиль 33.1 и передающая антенна 4 включены последовательно и представляют собой канал усиления, формирования и излучения маскирующих помех. Такой же канал представляют последовательно включенные делитель 31 мощности, усилитель 32.2, вентиль 33.2, линия 34 задержки, сумматор 35 и передающая антенна 5. Последовательно включенные модулятор-формирователь 29 и усилитель 30 мощности, сумматор 35 и передающая антенна 5 представляют собой канал формирования, усиления и излучения импульсных помех. Вход делителя 31 мощности подключен к первому или второму в зависимости от номера борта выходу устройства 2. Сигнальный вход модулятора-формирователя 29 подключен к третьему или четвертому в зависимости от номера борта выходу устройства 2, а управляющий вход - ко второму 36 или третьему 37 выходам устройства управления в зависимости от номера борта.
Работа предлагаемой станции помех заключается в следующем.
Измерители пеленга 1.1 и 1.2 соответственно левого и правого борта не отличаются от соответствующих измерителей пеленга станции-прототипа. Их функционирование представляет собой поочередное формирование с помощью соответствующей пары антенн и коммутаторов 10.1 и 10.2 двух сигналов, усиление их с помощью усилителей 11.1 и 11.2, измерение с помощью делителей 12.1 и 12.2 мощности и интерферометров 13 разности фаз усиленных сигналов. В последующем в устройстве управления осуществляется пересчет этой разности фаз в направление прихода этих сигналов.
В части запоминания и воспроизведения частоты и формирования маскирующих помех устройство 2 выполняет те же функции, что и соответствующее устройство станции-прототипа. Оно осуществляет усиление сигнала на его реальной сверхвысокой частоте, частотно-избирательное разветвление, преобразование в промежуточную частоту и обратно, преобразование в сверхвысокую частоту, а также формирование маскирующих помех. По сравнению с соответствующим устройством запоминания и воспроизведения частоты станции-прототипа в нем отсутствует формирование уводящих по дальности помех, однако в нем с помощью делителя 20 мощности формируются два дополнительных выходных сигнала на реальной сверхвысокой частоте для формирования в выходных СВЧ-усилителях 3.1 и 3.2 сигналов импульсных помех.
Выходные СВЧ-усилители 3.1 и 3.2, как и соответствующие выходные СВЧ-усилители станции-прототипа осуществляют усиление и излучение сформированных в устройстве 2 маскирующих помех, а также формирование, усиление и излучение импульсных помех.
Однако излучение маскирующих помех в выходных СВЧ-усилителях станции-прототипа осуществляется только на одной поляризации излучаемого сигнала, они выполнены одноканальными, тогда как в предлагаемой станции в выходных СВЧ-усилителях 3.1 и 3.2 усиление, формирование и излучение маскирующих помех осуществляется двумя каналами, передающие антенны которых 4 и 5 имеют взаимно ортогональную поляризацию излучаемых сигналов, при этом во втором канале дополнительно включена неуправляемая линия 34 задержки длительностью порядка 0,1÷0,2 мкс для обеспечения полной раскоррелированности сигналов, излучаемых каналами. Это обеспечивает практически хаотическую поляризацию суммарного помехового сигнала в точке приема.
Кроме того, с помощью модулятора-формирователя 29 и усилителя 30 мощности из реального СВЧ сигнала, поступившего на сигнальный вход модулятора-формирователя 29 с третьего (четвертого) выхода устройства 2 формируется достаточно мощная многократная ответная импульсная помеха. В качестве таковой может быть как отдельная активная ложная цель, так и группа отдельных активных ложный целей, различающихся как по дальности, так и по пеленгу. Конкретно вид импульсной помехи задается кодом, поступающим на управляющий вход модулятора 29 с выхода 36 (37) устройства управления в зависимости от номера борта. Суммируясь в сумматоре 35 с маскирующей помехой, она усиливается и излучается антенной 5 в направлении подавляемого средства.
Таким образом, выходные СВЧ-усилители 3.1 и 3.2 предлагаемой станции обеспечивают излучение маскирующих помех с хаотической поляризацией излучаемого сигнала и одновременно с этим излучение достаточных по мощности многократных ответных импульсных помех, представляющих собой отдельные или групповые активные ложные цели, различающиеся как по дальности, так и по пеленгу.
В зависимости от выбранного сектора обслуживания с первого выхода 15 устройства управления в измерители 1.1 и 1.2 подается команда на подключение соответствующей пары приемных антенн измерителей 1.1 и 1.2 пеленга. С приемом сигналов подавляемого средства, обработанных измерителями 1.1 и 1.2, устройство управления измеряет поступившие на его входы 16 и 17 сигналы, пересчитывает их в измеряемый пеленг на источник излучения и осуществляет наведение на него передающих антенн 4 и 5, производит определение необходимого конкретного типа нужной импульсной помехи и соответствующих кодов на своих выходах 36 и 37. С каждым приемом сигнала подавляемого средства измерителями 1.1 и 1.2, этот сигнал подается на соответствующий вход высокочастотного сумматора 18, устройством 2 запоминается его несущая частота. Далее принятый сигнал преобразуется в устройстве 2 в шумовую маскирующую помеху. С выхода устройства 2 обработанный сигнал в виде совокупности двух сигналов, один из которых представляет собой маскирующую помеху, а второй - сигнал на несущей частоте подавляемого средства, поступает на входы одного из выходных СВЧ-усилителей 3.1 или 3.2.
Далее с помощью выходных СВЧ-усилителей 3.1 и 3.2, как показано выше, осуществляется формирование, усиление и излучение в направлении подавляемого средства маскирующих помех с хаотичной поляризацией, а также осуществляется формирование, усиление и излучение в этом же направлении импульсных помех, причем оба вида помех излучаются одновременно.
Таким образом, функциональные возможности предлагаемой станции помех существенно выше, чем у станции-прототипа:
- как показано выше, маскирующие помехи в станции-прототипе могут быть созданы только на одной конкретной поляризации излучаемого сигнала, в то время как в предлагаемой станции это возможно как на такой же поляризации излучаемого сигнала, так и на ортогональной, в том числе и на хаотической, что делает обеспечение «отстройки» от этих помех затруднительной;
- кроме того, в предлагаемой станции мощность импульсных помех значительно выше, чем в станции-прототипе, а их конкретный вид может изменяться в более широких пределах;
-также следует отметить, что в предлагаемой станции помех, в отличие от станции-прототипа, обеспечивается возможность одновременного излучения маскирующих помех и импульсной помехи.
Изложенные доводы позволяют сделать вывод, что эффективность воздействия предлагаемой станции помех на подавляемое средство будет выше, чем у станции-прототипа.
Предлагаемая станция помех достаточно легко реализуема. Модуляторы-формирователи 29 передающих устройств 3.1 и 3.2 могут быть реализованы на основе широкополосных с кодовым управлением линий задержки, усилители 30 мощности - на лампах бегущей волны типа «Штопор» с сеточным управлением и выходной мощностью менее 1000 Вт, линия задержки 34 - на основе секций прямоугольного волновода стандартного сечения суммарной длиной около 30 м. Остальной состав аппаратуры предлагаемой станции помех может быть реализован на основе тех же элементов, что и станция-прототип.