УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к технике защиты радиоэлектронных (РЭС) от непреднамеренных радиопомех (НРП) и может быть использовано для защиты приемных устройств РЭС одного объекта (корабль, самолет и т.д.) от импульсных радиопомех, возникающих при их одновременной работе.
Уровень техники
При одновременной работе радиоэлектронных средств (РЭС), размещенных на одном объекте (корабль, самолет и т.д.), могут возникать импульсные НРП, снижающие их качество функционирования. Результаты поиска технических решений по защите от импульсных НРП, аналогов и прототипа приведены в таблице о патентных исследованиях.
Наиболее эффективно для обеспечения защиты РЭС от импульсных НРП используются устройства бланкирования, основанные на использовании сигналов, упреждающих появление помех в приемных трактах защищаемых РЭС. Упреждающий сигнал по кабелю поступает от мешающего РЭС к защищаемому. Одновременно импульс НРП принимается приемным устройством защищаемого РЭС. Если упреждающий сигнал совпал с импульсом НРП, то вырабатывается бланкирующий сигнал, запрещающий прохождение импульса НРП далее через приемный тракт защищаемого РЭС на последующую обработку.
Таблица - Результаты патентного поиска аналогов и прототипа
№ п/п
Код страны
Номер заявки, авт. свид., патента
Дата публикации
1
а.с. 199327 (прототип)
01.03.1984
2
а.с. 270176
01.02.1988
3
а.с. 277757
01.07.1988
4
а.с. 323149
01.02.1991
5
а.с. 304200
01.11.1989
6
92003456/09
02.11.1992
7
Россия
2010259
30.03.1994
8
93031276
27.02.1996
9
2001122187/09.
09.08.2001
10
2199763
27.02.2003
11
2004120665/09
06.07.2004
12
2247407
27.02.2005
13
1840323
20.09.2006
14
1840439
10.03.2007
15
2308047
10.10.2007
16
DE
10140498 С1
15.05.2003
17
ЕР
977051 А1
02.02.2000
18
GB
02274752 А1
03.08.1994
19
2322260 А1
19.08.1998
20
JP
2947318 В2 6273517 А
13.09.1999
21
2947326 В2 7318639
13.09.1999
22
3389880 В2 2000284045
24.03.2003
23
3614362 В2 2021566444 А
26.01.2005
24
FR
2751086 А1
16.01.1998
25
WO
9605519 А1
22.02.1996
26
52497 А2
08.09.2000
27
US
05363104 А
08.11.1994
28
05440308 А
08.08.1995
29
5539407 А
23.07.1996
30
6317072 ВА
13.11.2001
31
6486824 ВА
26.11.2002
32
6388604 ВА
14.05.2002
33
6650271 ВА
18.11.2003
34
6538597 ВА
25.03.2003
35
6531976 ВА
11.03.2003
36
6839017 ВА
04.01.2005
37
6674390 ВА
06.01.2004
38
6768444 ВВ
27.07.2004
По результатам предварительного патентного поиска, представленного в таблице, из известных устройств (а.с. 270176, а.с. 277757, а.с. 323149, а.с. 304200) наиболее близким к заявляемому по поставленной перед изобретателями задаче является выбранное в качестве прототипа а. с. №199327.
Устройство обеспечивает бланкирование (запирание) селекторными импульсами защищаемых приемных устройств на время действия импульсов НРП от мешающих РЭС.
На фиг.1 показана временная диаграмма соотношения импульсов НРП, селекторного и бланкирующего. Селекторный импульс запускает процесс бланкирования и, в случае прихода за это время импульса НРП (фиг.1, точка А), формирование бланкирующего импульса продолжается. Далее длительность бланкирующего импульса будет определяться длительностью импульса НРП.
Недостатком данного устройства является отсутствие ограничения по длительности бланкирующих импульсов, так как завершение процесса бланкирования однозначно связано с концом импульса НРП (фиг.1, точка В). Таким образом, в случае появления во время бланкирования импульса преднамеренной помехи (фиг.2, точка С), бланкирование будет продолжено. Теперь длительность бланка будет зависеть только от длительности импульса преднамеренной помехи (точка D).
В результате приемное устройство защищаемого РЭС будет закрыто бланкирующими импульсами, не связанными с непреднамеренной помехой, и у оператора на экране индикатора или в устройстве обработки не будет наблюдаться ни непреднамеренных помех, ни преднамеренных. В таком случае, более целесообразным является непосредственное наблюдение оператором РЭС факта подверженности воздействию преднамеренной помехи для принятия дополнительных технических и организационных мер по снижению ее влияния (переход на запасные рабочие точки, изменение режима работы, ограничение сектора работы и т.д.).
Вторым недостатком данного устройства является прерывание процесса обработки (фиг.3, А-В) при его временном совпадении с селекторным импульсом. В результате процесса бланкирования импульса НРП (фиг.3, C-D) произойдет сокращение длительности полезного сигнала (фиг.3, А-Е), что приведет к дополнительным потерям полезной информации в защищаемом приемнике.
Сущность изобретения
Целью предлагаемого изобретения является уменьшение потерь полезной информации в защищаемых приемных устройствах РЭС.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты РЭС от импульсных помех, содержащее N формирователей синхроимпульсов радиоэлектронных излучателей, подключенных к временному распределителю, выход которого через последовательно соединенные блок дифференцирования, второй формирователь нормирующих импульсов и формирователь селекторных импульсов подключен к первому входу логического элемента ИЛИ, второй вход которого через последовательно соединенные логический элемент И и первый формирователь нормирующих импульсов подключен, также как и блок бланкирования, к выходу приемного блока, а выход логического элемента ИЛИ соединен с управляющими входами логического элемента И и блока бланкирования, являющимся выходом устройства, введены ограничитель длительности бланка, блок упреждения бланка, второй логический элемент И и третий логический элемент И, включенный между формирователем селекторных импульсов и первым входом логического элемента ИЛИ, а вторым входом подключенный в выходу блока упреждения бланка, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя селекторных импульсов, а второй вход - к выходу первого формирователя нормирующих импульсов, также как второй вход логического элемента И и первый вход ограничителя длительности бланка, управляющий вход которого подключен к выходу логического элемента ИЛИ, а выход - к управляющему входу второго логического элемента И, подключенного между выходом логического элемента ИЛИ и управляющим входом блока бланкирования.
За счет введения новых признаков обеспечивается ограничение длительности бланкирующего импульса при появлении импульсов преднамеренной помехи, а также исключение прерывания обработки полезного сигнала в приемном устройстве РЭС при временном совпадении полезного сигнала с селекторным импульсом.
Краткое описание чертежей
На фиг.1-3 приведены диаграммы, поясняющие принцип работы прототипа и выявление его недостатков.
На фиг.4 приведена функциональная схема предлагаемого устройства.
На фиг.5 приведена функциональная схема примера конкретного выполнения ограничителя длительности бланка.
На фиг.6 приведены диаграммы, поясняющие принцип работы ограничителя длительности бланка.
На фиг.7 приведена функциональная схема примера конкретного выполнения блок упреждения бланка.
На фиг.8 приведены диаграммы, поясняющие принцип работы блока упреждения бланка.
Осуществление изобретения
Устройство содержит приемный блок 1, блок бланкирования 2, первый формирователь нормированных импульсов 3, ограничитель длительности бланка 4, второй логический элемент И 5, формирователь селекторных импульсов 6, блок упреждения бланка 7, логический элемент И 8, второй формирователь нормированных импульсов 9, третий логический элемент И 10, логический элемент ИЛИ 11, блок дифференцирования 12, временной распределитель 13 и N формирователей синхроимпульсов радиоэлектронных излучателей 14.
Устройство работает следующим образом.
В приемном блоке 1 защищаемого РЭС происходит прием полезных сигналов и импульсов НРП. Суммарный видеосигнал поступает на блок бланкирования 2 и первый формирователь нормированных импульсов 3, в котором из каждого импульса видеосигнала формируется нормированный по амплитуде прямоугольный импульс. Последовательность нормированных импульсов одновременно поступает на первый вход ограничителя длительности бланка 4, второй вход блок упреждения бланка 7 и второй вход логического элемента И 8.
Для работы устройства в каждом радиопередающем устройстве РЭС, размещенном на одном объекте, устанавливаются формирователи синхроимпульсов, которые вырабатывают упрежденные сигналы относительно излучаемых с антенного устройства зондирующих радиоимпульсов. В результате от каждого из N формирователей синхроимпульсов радиоэлектронных излучателей 14 по кабелям к временному распределителю 13 поступают упрежденные сигналы, в котором они преобразуются в единую временную последовательность. Ослабленные в результате прохождения по кабелям упрежденные сигналы поступают в блок дифференцирования 12 для обострения их фронтов и на второй формирователь нормированных импульсов 9 для усиления по амплитуде. Далее в формирователе селекторных импульсов 6 происходит ограничение их длительности до величины достаточной для технической реализации процесса бланкирования согласно фиг.1.
Селекторные импульсы с выхода формирователя селекторных импульсов 6 поступают на вход блока упреждения бланка 7. Если временное соотношение селекторного импульса и импульса НРП соответствует ситуации, приведенной на фиг.1, то устройство работает следующим образом. Так как селекторный импульс пришел первым на управляющий вход блока упреждения бланка 7, то, в соответствии с логикой работы последнего, с его выхода вырабатывается сигнал высокого уровня, который открывает третий логический элемент И 10 по второму входу и далее через логический элемент ИЛИ 11 и второй логический элемент И 5 на управляющий вход блока бланкирования 2, начиная процесс бланкирования. На управляющий вход блока второго логического элемента И 5 поступает высокий уровень сигнала, так как в соответствии с логикой работы ограничителя длительности бланка 4 его в это состояние приводит селекторный импульс, поступивший с выхода логического элемента ИЛИ 11 на его управляющий вход.
Начавшееся бланкирование с приходом селекторного импульса в блоке бланкирования 2 будет продолжено, так как в течении его длительности с выхода приемного блока 1 должен поступить импульс НРП (от того же РЭС, где был сформирован селекторный импульс), который через первый формирователь нормированных импульсов 3 поступит и на второй вход логического элемента И 8. Так как на управляющем входе в это время еще присутствует селекторный импульс, то импульс НРП поступит далее на второй вход логического элемента ИЛИ 11, а затем с его выхода снова на управляющий вход логического элемента И 8, поддерживая тем самым потенциал высокого уровня и обеспечивая прохождение импульса НРП на управляющий вход блока бланкирования 2. Бланкирование прерывается самостоятельно с окончанием импульса НРП.
Учитывая, что сигнал помехи с выхода первого формирователя нормированных импульсов 3 поступил также и на первый вход ограничителя длительности бланка 4, на его выходе через определенное время должен появиться сигнал низкого уровня для запирания второго логического элемента И 5 по управляющему входу, чтобы прервать процесс прохождения сигнала на управляющий вход блока бланкирования 2. Эта ситуация соответствует временному соотношению сигналов, показанных на фиг.2.
Время задержки сигнала для принятия решения о прерывании процесса бланкирования выбирается из условия, чтобы устройство обеспечивало защиту от самых длинных импульсов НРП. Если сформированный бланкирующий сигнал, поступающий на первый вход второго логического элемента И 5, превышает установленное время ограничения длительности бланкирования, то он не пройдет на управляющий вход блока бланкирования 2, так как второй логический элемент И 5 будет закрыт по управляющему входу. С приходом следующего селекторного импульса на управляющий вход ограничителя длительности бланка 4 на его выходе формируется сигнал, открывающий второй логический элемент И 5 по управляющему входу.
Если селекторный импульс поступил на управляющий вход блока упреждения бланка 7, в то время, когда на его втором входе уже присутствует полезный сигнал (фиг.3), то с выхода схемы выдается сигнал низкого уровня, который запирает третий логический элемент И 10 по второму входу, что обеспечивает запрет прохождения селекторного импульса для формирования бланкирующего импульса. В случае прихода селекторного импульса раньше полезного сигнала, запрет с второго входа третьего логического элемента И 10 снимается.
Примеры конкретного выполнения.
Ограничитель длительности бланка 4.
На фиг.5 представлена его функциональная схема, а на фиг.6 - временные диаграммы работы составляющих его блоков. Импульс НРП, поступивший на первый вход ограничителя длительности бланка с выхода первого формирователь нормированных импульсов (1-го ФНИ) 3, (фиг.6 а) запускает ждущий мультивибратор 1 (фиг.6 б). Длительность генерируемого импульса равна времени ограничения длительности бланка. С окончанием этого импульса запускается второй ждущий мультивибратор 2, генерирующий короткий импульс нормированной длительности (фиг.6 в). Длительность нормированного импульса выбирается близкой к длительности селекторного импульса. Нормированный импульс поступает на первый вход логического элемента И, на втором входе которого присутствует импульс с логического элемента ИЛИ 11 (фиг.6 г). В результате совпадения импульсов с выхода логического элемента И поступает импульс на второй вход триггера, переводя его в состояние низкого уровня по выходу (фиг.6 д). Это приводит к запиранию по управляющему входу второго логического элемента И 5 и прекращению формирования бланкирующего импульса. Переброс триггера в исходное состояние производится передним фронтом следующего импульса, поступающего с выхода логического элемента ИЛИ 11.
Логический элемент И может быть выполнен на микросхемах типа КР1533ЛА7; ждущие мультивибраторы - на микросхемах КР1533АГ3; триггер - на микросхеме КР1533ТМ2.
Блок упреждения бланка 7.
На фиг.7 представлена его функциональная схема, а на фиг.8 - временные диаграммы работы составляющих его блоков.
Импульс полезного сигнала с выхода первого формирователя нормированных импульсов (1-го ФНИ) 3 (фиг.8 а) после инвертирования в инверторе 1 поступает на первый вход логического элемента И2 (фиг.8 б), запрещая на время его действия прохождение селекторных импульсов на первый вход триггера (фиг.7) с выхода формирователя селекторных импульсов 6 (фиг.8 в) для переключения его в единичное состояние. На второй вход триггера пройдет сигнал (фиг.8 д), полученный в результате совпадения полезного сигнала (фиг.8 а) и проинвертированного селекторного импульса (фиг.8 г). В результате триггер установится в состояние низкого уровня, либо его сохранит. Данное состояние является запирающим для работы третьего логического элемента И 10, селекторный импульс через него не пройдет и, как следствие, процесс бланкирования не будет начат. Установка триггера в единичное состояние производится следующим селекторным импульсом, прошедшим через логический элемент И2 (фиг.7), если он не совпал с полезным сигналом.
Инверторы 1 и 2, логические элементы И1 и И2 могут быть выполнены на микросхемах типа КР1533ЛА7. Триггер является RS триггером и может быть выполнен на логических элементах ИЛИ-НЕ («Микросхемы и их применение». Справочное пособие. Батушев В.А.; М.: Радио и связь, 1983 г., стр.118).