СПОСОБ И УСТРОЙСТВО (ВАРИАНТЫ) СОЗДАНИЯ ПРЕДНАМЕРЕННЫХ ПОМЕХ
JAMMING METHOD AND DEVICE (VERSIONS)

Группа заявляемых объектов, объединенных единым изобретательским замыслом, относится к области радиотехники, а именно к технике создания преднамеренных радиопомех, и, в частности, может быть использована для избирательного радиоподавления источников излучения, априорная информация о загруженности рабочих частот которых неизвестна, в том числе использующих режим с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ) (см. Никитченко В.В., Смирнов П.Л. Оценка пространственно-поляризационных параметров сигналов и помех при приеме излучений с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты // Радиотехника и электроника, 1990, Т. 35, №4, стр. 767-774; Никитченко В.В., Смирнов П.Л. Комбинированные методы помехозащиты (использование адаптивных антенных систем и псевдослучайной перестройки частоты) // Зарубежная радиоэлектроника, №5, 1988, стр. 24-32).
Известен способ формирования помех, описанный в книге: Палий А.И. Радиоэлектронная борьба. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Военное издательство, 1989, с. 34, рис. 2.11. Способ включает прием сигналов источника радиоизлучения (ИРИ), определение параметров сигналов, формирование структуры модулирующего напряжения (см. стр. 15-17 там же), модуляцию сигналов возбудителя, усиление и излучение в эфир помеховых сигналов.
Недостаток аналога состоит в том, что он имеет ограниченную область применения, так как позволяет эффективно подавлять системы связи, использующие в качестве рабочих только одну несущую частоту.
При подавлении источников радиоизлучений, использующих пакетную технологию, при которой длительность излучения на каждой из рабочих частот составляет порядка 5-10 мс, создается ситуация, когда помеха излучается на одной частоте, а работа источника радиоизлучений осуществляется на другой.
Известен способ формирования радиопомех: Европатент ЕР 0293167 А2, опубликованный 30.11.1988, бюл. 88/48, МПК H04K 3/00. Этот аналог включает прием сигналов источника излучения, определение частотных и структурных параметров этих сигналов (несущую частоту, длительность передачи, моменты начала и окончания передачи соседнего «дружественного передатчика»), формирование структуры модулирующего помехового напряжения, модуляцию сигналов возбудителя полученным напряжением, усиление и излучение в эфир помеховых радиосигналов только после окончания работы соседнего передатчика.
Недостаток способа в том, что он имеет ограниченную область применения, так как позволяет подавлять системы связи, работающие только в симплексном режиме приема и передачи сообщений.
Известен способ радиоподавления каналов связи по патенту РФ №2104616 С1 от 10.02.1998, МПК H04K 3/00, бюл. №4.
Способ радиоподавления каналов связи заключается в том, что принимают сигналы источника радиоизлучения на всех К используемых частотах, к=1, 2, …K; определяют параметры принятых сигналов, формируют сигналы управления режимом передачи и структурой модулирующих напряжений, модулируют, усиливают и излучают помеховые сигналы.
Недостаток способа-аналога заключается в том, что он имеет ограниченную область применения, так как позволяет эффективно осуществлять радиоподаление только тех систем связи, которые для передачи данных используют достаточно ограниченное количество рабочих частот и информация о степени их загруженности полностью априори известна.
1
k
k
1
Наиболее близким по своей технической сущности является способ создания преднамеренных помех, основанный на формировании заградительной помехи (см. Палий А.И. Радиоэлектронная борьба. - 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Военное издательство, 1989. - С. 47-51). Способ-прототип заключается в том, что принимают сигналы источника радиоизлучения на всех K используемых частотах, k=1, 2, …; определяют параметры принятых сигналов: граничные частоты - нижнюю f и верхнюю f, вид модуляции (манипуляции); формируют сигналы управления режимом передачи и структурой модулирующих напряжений, модулируют, усиливают и излучают широкополосную заградительную помеху соответствующей структуры в полосе ΔF=f-f.
Способ-прототип обеспечивает подавление работы радиосетей и радионаправлений, использующих режим ППРЧ. К достоинству способа в ряде ситуаций следует также отнести и то, что подавлению подлежат все радиосети с ППРЧ, совместно использующие данную полосу частот ΔF.
Однако способ-прототип обладает недостатком - его реализация предполагает существенно большие (примерно в K раз) энергетические затраты по сравнению с подавляемыми ИРИ. Кроме того, в рассматриваемом способе отсутствует возможность селективного подавления только заданной сети.
Целью данного изобретения является разработка способа создания преднамеренных помех, обеспечивающего эффективное радиоподаление заданной радиосети, работающей в режиме с ППРЧ, при одновременном существенном сокращении энергетических затрат.
1
k
k
1
1
2
3
4
7
1
2
3
4
7
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе создания преднамеренных помех, включающем прием сигналов источника радиоизлучения на всех K используемых частотах, K=1, 2, …, определение параметров принятых сигналов: граничных частот - нижней f и верхней f, вида модуляции (манипуляции), формирование сигналов управления режимом передачи и структурой модулирующего напряжения, модулирование, усиление и излучение широкополосного помехового сигнала в полосе ΔF=f-f, определяют номиналы частот адресной группы частот, предназначенных для передачи служебной информации и зависящих от кода идентификации сети источника радиоизлучения f, f, f, f и f, номера которых соответствуют временной последовательности их приема, а широкополосный помеховый сигнал излучают в виде помехового сигнала, сформированного из сигналов, одновременно излучаемых на частотах f, f, f, f и f.
p
При этом помеховый сигнал начинают излучать в интервал времени Δt между сеансами связи в подавляемой радиосети. Цикл подавления считают завершенным, если после очередного излучения помехового сигнала длительностью ΔT радиообмен в подавляемой радиосети отсутствует в течение заданного интервала времени Δt.
Благодаря новой совокупности существенных признаков за счет определения номиналов частот, на которых осуществляется передача адресной группы частот ИРИ с ППРЧ, позволяет осуществить радиоподавление заданной радиосети путем формирования оптимизированного по энергетическим затратам помехового сигнала.
Известно устройство радиоподавления каналов связи по пат РФ №2229198, МПК H04K 3/00, опубл. 20.05.2004 г. Оно содержит приемный и передающий тракты, причем приемный тракт включает антенну, входной фильтр, СВЧ-усилитель, первый аттенюатор, а передающий тракт содержит передающую антенну, первый и второй СВЧ-усилители, первый и второй полосовые фильтры, второй аттенюатор, фильтр нижних частот и усилитель промежуточной частоты с соответствующими связями. Устройство обеспечивает создание эффективных помех группе пользователей сотовой системы связи, номера которых неизвестны, находящихся в ограниченном, но известном районе.
Однако аналог обладает недостатками, ограничивающими область его применения сотовыми системами связи. В условиях отсутствия априорной информации о рабочем диапазоне частот средств связи с ППРЧ, законе смены частот и возможности взаимной синхронизации аналог теряет свою работоспособность.
Известно устройство создания заградительных помех, содержащее приемное устройство, анализатор спектра, блок управления, усилитель мощности и передатчик помех (см. Палий А.И. Радиоэлектронная борьба. - М: Воениздат, 1989. - С. 47-51). Теоретически аналог в состоянии решить задачу радиоподавления систем и средств связи с ППРЧ в заданной полосе частот. Однако для этого требуются значительные энергетические затраты, обусловленные широкой полосой рабочих частот ΔF ИРИ с ППРЧ и значительным временным интервалом ΔT радиоподавления, что делает техническую реализацию аналога нецелесообразной. Кроме того, реализация заградительной помехи резко усложняет электромагнитную совместимость в районе радиоподавления.
Наиболее близким к предполагаемому устройство по технической сущности является устройство радиоподавления радиолиний с перестройкой частоты (см. Пат РФ №2334360, МПК H04K 3/00, G01S 7/495, опубл. 20.09.2008 г. Оно содержит последовательно соединенные первую антенную систему, многоканальное радиоприемное устройство, блок аналого-цифровых преобразователей и селекторов сигналов, блок управления, первый и второй блоки пространственно-временной обработки, последовательно соединенные блок управления, передатчик помех и вторую антенную систему, причем группа информационных выходов селектора сигналов соединена с группами информационных входов первого и второго блоков пространственно- временной обработки, группы информационных выходов которых соединены с первой и второй группами информационных входов блока управления соответственно, а группа входов передатчика помех объединена с группами входов управления первого и второго блоков пространственно-временной обработки.
Устройство-прототип обеспечивает подавление кратковременных излучений радиолиний с ППРЧ с различающимися длительностями сигналов. Селекция сигналов работающего ИРИ с ППРЧ подавляемой радиолинии (радиосети) осуществляется по пространственным и энергетическим параметрам.
Однако устройство-прототип обладает низкой эффективностью. На пересеченной местности и в городских условиях в УКВ-СВЧ диапазонах волн информативность пространственного параметра принимаемых сигналов падает из-за многолучевой природы распространения радиоволн. Селекция сигналов ИРИ с ППРЧ, размещенных на подвижных платформах (машина, БПЛА, вертолет и т.п.) еще более усугубляет ситуацию. Кроме того, устройством-прототипом обеспечивается подавление радиосети (радионаправления) только в момент работы одного из выбранных абонентов. Излучения других ИРИ этой сети подавлению не подлежат из-за отличий в пространственных Δθ, временных Δτ и энергетических ΔP параметрах, а, следовательно, поставленная задача решается лишь частично.
Целью заявляемых технических решений является разработка устройств создания преднамеренных помех, обеспечивающих повышение эффективности радиоподавления систем связи с ППРЧ за счет исключения радиообмена всех абонентов заданной сети (заданных сетей - для третьего варианта реализации устройства).
1
2
3
4
7
Поставленная цель по первому варианту реализации устройства достигается тем, что в известном устройстве создания преднамеренных помех, состоящем из последовательно соединенных первой антенной системы, многоканального радиоприемника, блока аналого-цифровых преобразователей и селектора импульсов, передатчика помех и второй антенной системы, причем вход второй антенной системы соединен с выходом передатчика помех, последовательно соединены блок определения рабочих частот, предназначенный для нахождения номиналов используемых в работе частот, блок памяти, предназначенный для упорядоченного хранения номиналов рабочих частот с учетом времени их приема, блок определения адресной группы частот, предназначенный для нахождения номиналов частот f, f, f, f и f, причем группа информационных входов блока определения рабочих частот соединена с группой информационных выходов селектора сигналов, а группа информационных выходов блока определения адресной группы частот соединена с группой входов управления передатчика помех. Блок опорных частот предназначен для формирования высокочастотного опорного напряжения, выход которого соединен с опорными входами многоканального радиоприемника, блока аналого-цифровых преобразователей, селектора сигналов, блока определения рабочих частот, блока определения адресной группы частот, передатчика помех и входом управления блока памяти. Группа входов управления селектора сигналов является первой шиной управления устройства создания преднамеренных помех, предназначенная для задания параметров пространственных Δθ, временных Δτ и мощностных ΔP сигналов для селекции их из входного потока. Вторая группа входов передатчика помех является второй шиной управления устройства создания преднамеренных помех, предназначена для задания интервала подавления ΔТ и интервала анализа эффективности подавления Δt.
1
2
3
4
7
П
p
П
П
p
Поставленная цель по второму варианту реализации устройства достигается тем, что известное устройство создания преднамеренных помех, состоящее из последовательно соединенных первой антенной системы, многоканального радиоприемника, блока аналого-цифровых преобразователей и селектора сигналов, передатчика помех и второй антенной системы, вход которой соединен с выходом передатчика помех, последовательно соединены блок определения рабочих частот, предназначенный для нахождения номиналов используемых в работе частот, блок памяти, предназначенный для упорядоченного хранения номиналов рабочих частот с учетом времени их приема, блок определения адресной группы частот, предназначенный для нахождения номиналов частот f, f, f, f и f. Причем группа информационных входов блока определения рабочих частот соединена с группой информационных выходов селектора сигналов, а группа информационных выходов блока определения адресной группы частот соединена с первой группой входов управления передатчика помех. Блок обнаружения пауз и блок опорных частот, предназначенный для формирования высокочастотного опорного напряжения, выход которого соединен с опорными входами многоканального радиоприемника, блока аналого-цифровых преобразователей, селектора сигналов, блока обнаружения пауз, блока определения рабочих частот, блока определения адресной группы частот, передатчика помех и входом управления блока памяти. Группа входов управления селектора сигналов является первой шиной управления устройства создания преднамеренных помех, предназначена для задания параметров сигналов для селекции их из входного потока. Блок управления, предназначен для формирования сигналов управления передатчиком помех и блоком определения пауз, первый выход которого соединен со вторым входом управления передатчика помех. Вторая группа информационных входов блока управления является третьей шиной управления устройства создания преднамеренных помех, предназначена для задания интервалов подавления ΔT в цикле подавления T. Первый информационный вход блока управления соединен с выходом блока обнаружения пауз, предназначенного для обнаружения факта отсутствия радиообмена в подавляемой радиосети, первая группа информационных входов которого соединена с группой выходов блока определения рабочих частот, а вторая группа информационных входов является второй шиной управления устройства создания преднамеренных помех, предназначенной для задания длительности пауз Δt в цикле подавления Т, T=ΔT+Δt, и интервалов анализа эффективности подавления Δt. Второй выход блока обнаружения пауз соединен со входами обнуления определения рабочих частот, блока памяти и блока определения адресной группы частот, а второй выход блока управления соединен со входом управления блока обнаружения пауз.
1
2
3
4
7
П
p
П
П
p
p
ан
Поставленная цель по третьему варианту реализации устройства достигается тем, что в известном устройстве создания преднамеренных помех, состоящем из последовательно соединенных первой антенной системы, многоканального радиоприемника, блока аналого-цифровых преобразователей и селектора сигналов, передатчика помех и второй антенной системы, вход которой соединен с выходом передатчика помех, последовательно соединены блок определения рабочих частот, предназначенный для нахождения номиналов используемых в работе частот, блок памяти, предназначенный для упорядоченного хранения номиналов рабочих частот с учетом времени приема, блок определения адресной группы частот, предназначенный для нахождения номиналов частот f, f, f, f и f, и коммутатор. Причем группа информационных входов блока определения рабочих частот соединена с группой информационных выходов селектора сигналов. Введены m-1 передатчик помех и m-1 вторых антенных систем, причем входы вторых антенных систем соединены с выходами соответствующих передатчиков помех. Первые группы входов управления передатчиков помех соединены с соответствующими группами информационных выходов коммутатора. Сумматор, многоканальный блок определения пауз и блок управления, предназначен для формирования сигналов управления коммутатором, m передатчиков помех и многоканальным блоком определения пауз, адресная группа выходов которого соединена с группой входов управления коммутатора, m первых выходов управления соединены с соответствующими вторыми входами управления m передатчиков помех. Вторая группа из m выходов блока управления соединена с группой соответствующих m входов управления многоканального блока определения пауз. Вторая группа информационных входов блока управления является третьей шиной управления устройства создания преднамеренных помех, предназначенной для задания интервала подавления ΔT в цикле подавления Т. Первая группа из m информационных входов блока управления соединена с группой из m соответствующих информационных выходов многоканального блока определения пауз, предназначенного для определения факта радиообмена в каждой из m одновременно подавляемых радиосетях. Вторая группа информационных входов многоканального блока определения пауз является второй установочной шиной устройства создания преднамеренных помех, предназначенной для задания длительности паузы подавления Δt в цикле подавления Т, T=ΔT+Δt, и интервала анализа эффективности подавления Δt, Δt>Δt. Первая группа информационных входов многоканального блока определения пауз объединена с группой информационных входов блока памяти. Блок опорных частот, предназначен для формирования высокочастотного опорного напряжения, выход которого соединен с опорными входами многоканального радиоприемника, блока аналого-цифровых преобразователей, селектора сигналов, многоканального блока обнаружения пауз, блока определения рабочих частот, блока определения адресной группы частот, m передатчиков помех и входом управления блока памяти. Группа входов управления селектора сигналов является первой шиной управления устройства создания помех, предназначен для задания параметров сигналов для селекции их из входного потока и временного интервала Т выполнения анализа. Выход сумматора соединен со входами обнуления блока определения рабочих частот, блока памяти и блока определения адресной группы частот.
Перечисленная новая совокупность существенных признаков за счет того, что вводятся новые элементы и связи позволяет достичь цели изобретений: повысить эффективность радиоподавления систем связи с ППРЧ за счет исключения радиообмена всех абонентов заданной сети (заданных сетей - третий вариант устройства).
Заявленные объекты поясняются чертежами, на которых показаны:
на фиг. 1 - порядок смены адресной группы частот:
а) радиостанции с ППРЧ AN/PRC-117;
б) радиостанции с ППРЧ RF-5800V-MP;
на фиг. 2 - фотограмма демодулированного битового потока;
на фиг. 3 - обобщенная структурная схема первого варианта реализации устройства создания преднамеренных помех;
на фиг. 4 - алгоритм работы первого варианта реализации устройства создания преднамеренных помех;
на фиг. 5 - обобщенная структурная схема второго варианта реализации устройства создания преднамеренных помех;
на фиг. 6 - алгоритм работы второго варианта реализации устройства создания преднамеренных помех;
на фиг. 7 - обобщенная структурная схема третьего варианта реализации устройства создания преднамеренных помех;
на фиг. 8 - обобщенный алгоритм работы третьего варианта реализации устройства создания преднамеренных помех;
на фиг. 9 - структурная схема селектора сигналов;
на фиг. 10 - структурная схема блока обнаружения пауз;
на фиг. 11 - структурная схема блока управления;
на фиг. 12 - структурная схема макета второго варианта реализации устройства создания преднамеренных помех;
на фиг. 13 - фотография внешнего вида основных модулей макета второго варианта реализации устройства;
на фиг. 14 - фотография внешнего вида передатчика помех.
На протяжении последних тридцати лет широкое распространение получили радиосредства, использующие в качестве режима помехозащиты ППРЧ. Типичными представителями этого класса ИРИ в УКВ диапазоне радиоволн являются изделия фирмы HARRIS RF5800V-MP и др., а также их предшественники AN/PRC-117 (см. Смирнов П.Л. и др. Технические характеристики и особенности структуры сигналов радиостанции с ППРЧ AN/PRC-117. Учебное пособие. - Л.: ВАС, 1988; HARRIS: RF-5800V-MP. http://factmil.com/board/snariazhenie/svjaz/14-13-2). В качестве основных характеристик этих ИРИ, представляющих интерес, можно отметить следующее:
диапазон рабочих частот - 30-108 МГц;
шаг сетки частот в режиме ППРЧ - 25 кГц;
скорость ППРЧ - 111 раз в секунду;
длительность излучения на рабочей частоте - 8 мс (160 бит);
длительность переходных процессов - 1 мс;
вид модуляции - ЧМн2.
Значения номиналов рабочих частот в режиме ППРЧ определяются по формуле:
k
f=29,975+n·0,025 (МГц),
где n=1, 2, …, 3121; 3121 - количество субчастот в режиме ППРЧ в диапазоне 30-108 МГц. Стандартный модем со скоростью 16 кбит/с, использующий частотную манипуляцию ЧМн2, совместим со многими системами обмена данными предыдущих поколений (см. фиг. 1.а). На фиг. 1.а показана очередность передачи служебной информации радиостанцией AN/PRC-117 фирмы HARRIS при ее настройке на частоту 30025 кГц. Передача адресной группы частот (АГЧ) осуществлялась в полосе 5 МГц. Передача информации в режиме ППРЧ в широкой полосе частот (до десятков МГц) делает малоприменимым способ создания заградительной помехи в силу ряда причин: технических, энергетических, ЭМС и др. Формирование «следящей» помехи также трудно реализуемо в силу отсутствия априорной информации о законе ППРЧ и кратковременности излучений на используемых частотах. Положительный эффект в предлагаемом способе основывается на особенностях структуры сигналов семейства ИРИ FALCON-II фирмы HARRIS.
1
2
3
4
7
Сущность изобретения состоит в следующем. Известно (см. http://fact-mil.com/board/snarjazhenie/svjaz/14-13-2), что в ИРИ FALCON-11 первые 16 частот (по времени излучения) в каждом сеансе связи (выходе в «эфир») предназначены для передачи служебной информации. Частоты с номерами 1, 2, 3, 4 и 7 (см. фиг. 1.б) повторяются от сеанса к сеансу и зависят от кода идентификации сети (HOPSET ID) и используемой полосы частот ΔF. Замена названных частот осуществляется через значительный интервал времени Т. На каждой из названных частот передается 160 бит служебной информации за стандартный интервал времени 8 мс. Частоты с номерами 5, 6, 8, 9, 11, 12, 14 и 15 образуют повторяющуюся адресную группу, предназначенную для запуска генератора ПСП (см. фиг. 2). Определено, что достаточно одновременно сформировать помеховый сигнал на частотах f, f, f, f и f в интервале между сеансами связи чтобы сделать невозможным вхождение в связь пользователей выбранной радиосети. Достигаемый при этом положительный эффект η по сокращению энергетических затрат зависит от количества используемых в работе частот K и определяется из выражения η=K/5 и составляет десятки - сотни раз. Кроме того, внешнее деструктивное воздействие на заданную радиосеть является менее контрастным по сравнению с прототипом. Существенно улучшается и электромагнитная совместимость в районе развертывания станции помех. Аналогичная АГЧ существует и в предшествующем поколении средством с ППРЧ фирмы HARRIS (см. фиг. 1.а).
Реализация способа поясняется следующим образом. Принимают сигналы заданного ИРИ с ППРЧ в определенной полосе частот (в общем случае 30-108 МГц). Прием сигналов в широкой полосе частот (десятки МГц) достигается параллельным подключением нескольких трактов приема. Однако наибольшую техническую сложность представляет операция селекции излучений определенного ИРИ из совокупного фона в широкой полосе частот ΔF. Для этой цели могут быть использованы частотно-временные особенности структуры сигналов с ППРЧ (см. Патенты РФ №2066925, №2107394), пространственные параметры излучений (см. Патенты РФ №2449473, №2449472, №2450422), мощность сигнала на входе приемного тракта (см. Пат РФ №2334360) и их сочетания (см. Патент РФ №2477551).
1
2
3
4
7
Из всей совокупности рабочих частот определяют адресную группу частот в составе f, f, f, f и f. В качестве последней выступают частоты излучений заданного ИРИ с ППРЧ последовательно по времени зафиксированные в предлагаемом устройстве начиная с момента начала ее работы.
На следующем этапе определяют вид используемой модуляции (манипуляции) сигнала: FM; FSK 16 кбит/с CVSD (дельта-модуляция с регулируемой крутизной характеристики) - голосовая связь; FSK 16 кбит/с - обмен данными; 64 кбит/с IP опция. На основе выполненного анализа принимают решение о структуре помехового сигнала. Во многих случаях данная операция может быть исключена. В режиме ППРЧ обычно используется дельта-модуляция с регулируемой крутизной характеристики. Следовательно, в качестве помехового сигнала целесообразно использовать излучение с аналогичным видом модуляции.
Анализируют сигнально-помеховую обстановку в рабочей полосе частот ΔF на предмет интенсивности работы в заданной радиосети с ППРЧ и прежде всего на наличие и длительности интервалов радиомолчания.
1
2
3
4
7
1
2
3
4
5
6
8
9
11
12
14
15
Формируют оптимальный (по структуре и излучаемой мощности) помеховый сигнал на частотах f, f, f, f и f. Выполненные исследования показали, что для нарушения радиообмена достаточно сформировать помеховый сигнал на четырех частотах, например, f, f, f и f. Данное обстоятельство позволяет существенно упростить реализацию передатчика помех. Начало излучения группового помехового сигнала должно соответствовать отсутствию радиообмена в подавляемой радиосети. В противном случае излучаемый помеховый сигнал будет малоэффективен (блокирует незначительную часть рабочих частот) и на качество радиообмена почти не влияет. Формирование помех на названных частотах в момент радиомолчания делает невозможным этап запуска и синхронизации генераторов ПСП абонентов радиосети с ППРЧ с помощью служебной информации на частотах f, f, f, f, f, f, f и f. В результате ни одна из радиостанций не в состоянии связаться с другими корреспондентами сети (передает информацию, но ее никто не принимает), что соответствует радиоподавлению радиосети, работающей в режиме ППРЧ. Помеховый сигнал излучают в течение заданного интервала времени ΔT. Последний определяется оператором на основе предварительной информации об особенностях радиообмена в подавляемых радиосетях. На основе контрольного прослушивания (анализа) длительностью Δt через интервал времени ΔT принимают решение о целесообразности дальнейшего подавления выбранной радиосети с ППРЧ. Значение Δt также определяется оператором устройства.
1
2
3
4
7
Первый вариант устройства создания преднамеренных помех (см. фиг. 3) содержит последовательно соединенные первую антенную систему (АС) 2, многоканальный радиоприемник (МРП) 3, блок аналого-цифровых преобразователей (АЦП) 4, селектор сигналов 5, блок определения рабочих частот (БОРЧ) 6, предназначенный для нахождения номиналов используемых в работе частот, блок памяти 7, предназначенный для упорядоченного хранения номиналов рабочих частот с учетом времени их приема, блок определения адресной группы частот (БОАГЧ) 8, предназначенный для нахождения номиналов частот f, f, f, f и f, передатчик помех 9 и вторая антенная система 10. Блок опорных частот 11, предназначенный для формирования высокочастотного опорного напряжения, выход которого соединен с опорными входами многоканального радиоприемника 3, блока аналого-цифровых преобразователей 4, селектора сигналов 5, блока определения рабочих частот 6, блока определения адресной группы частот 8, передатчика помех 9 и входом управления блока памяти 7. Группа входов управления селектора сигналов 5 является первой шиной управления 1 устройства создания преднамеренных помех. Вторая группа управления передатчика помех 9 является второй установочной шиной 12 устройства создания преднамеренных помех.
Работа первого варианта устройства создания преднамеренных помех (см. фиг. 3, 4) осуществляется следующим образом. На подготовительном этапе по шине 1 задают значения контрастных параметров блоку 5 (пространственные Δθ, временные Δτ, энергетические ΔР или их различные сочетания), на основе которых будет осуществлена селекция входного потока сигналов. В качестве Δθ задают пространственный сектор направлений прихода излучений с ППРЧ, представляющих интерес (для поиска ИРИ). В процессе работы устройства (распознавания) Δθ заменяется на конкретное значение параметра  с учетом погрешности измерений ±σ. Временной параметр Δτ позволяет селектировать принимаемые сигналы по времени их излучения на рабочих частотах и по длительности переходных процессов (в общем случае - скорости ППРЧ). В процессе приема сигналов с ППРЧ наибольший интерес представляет местоположение на временной оси задних (передних) фронтов излучений, передаваемых на рабочих частотах (цикловая синхронизация) или еще более тонкая временная структура - местоположение фронтов элементарных информационных посылок (тактовая синхронизация). Энергетический параметр Р определяется уровнем принимаемых в полосе ΔF сигналов. Решение об использовании тех или иных параметров для селекции входного потока сигналов принимает оператор на основе априорной информации о сигнально-помеховой обстановке в районе развертывания устройства. Кроме того, по шине 12 задается длительность интервала подавления ΔТ и длительность контрольного прослушивания Δt, а по шине 1 - дискретность фильтрации входного потока сигналов Δf (в режиме ППРЧ необходимость в этой функции отсутствует).
i
В процессе работы прием радиосигналов осуществляют с помощью первой антенной системы 2 и многоканального радиоприемника 3. В общем случае число каналов приема соответствует количеству антенных элементов (АЭ). В случае, когда количество АЭ A, i=1, 2, …, I; А≥2; больше количества приемных каналов М, М=1, 2, …; I>М; между блоками 2 и 3 дополнительно устанавливают антенный коммутатор.
Предпочтительная геометрия АС 2 в виде кольцевой эквивалентной антенной системы с нечетным количеством АЭ. Ориентация АС может быть произвольной, ее склонение в последующем учитывается по результатам обноски АР и контрольного пеленгования.
В функции блока 3 входит одновременный прием всех сигналов в полосе ΔF, например, 60 МГц, предварительная фильтрация и преобразование принятых сигналов на промежуточную частоту для обеспечения нормальной работы аналого-цифровых преобразователей 4. Количество последних М соответствует количеству приемных трактов блока 3.
Преобразованные в блоке 4 принятые сигналы поступают на группу информационных входов селектора сигналов 5. В функции блока 5 входит селекция принятых сигналов по заданным по шине 1 параметрам Δθ, Δτ, ΔР на предмет их принадлежности к определенному ИРИ с ППРЧ. На группе информационных выходов блока 5 присутствуют сигналы только одного ИРИ с ППРЧ.
Далее в блоке 6 определяют номиналы рабочих частот излучений анализируемого источника. Повышение точности оценивания несущей частоты достигается за счет использования информации, заложенной во всех дискретных отсчетах спектральной плотности мощности (см. Пат. РФ №2168759, G06F 17/14. Способ (варианты) и устройство (варианты) оценивания несущей частоты). Результаты определения значений частот  i-го ИРИ с ППРЧ с группы информационных выходов блок 6 поступают на группу информационных входов блока памяти 7.
ан
ан
В функции блока 7 входит упорядоченное хранение номиналов рабочих частот с учетом очередности их поступления. Данная операция выполняется путем последовательной записи всех значений  в буферную память блока 7. Накопление значений  осуществляется в течение заданного времени Т, соответствующее, например, длительности передачи служебной информации. Значение Т на постоянной основе хранится в блоке 7. Через названный интервал времени значения , , , ,  с группы информационных выходов блока 7 поступают на группу информационных входов блока определения адресной группы частот 8.
В блоке 8 определяют номиналы частот , , ,  и  в соответствии с адресами их хранения в блоке 7. Далее эти значения поступают на первую группу управляющих входов передатчика помех 9. Последний в соответствии с поступившими значениями формирует групповой помеховый сигнал, который далее поступает на вход второй антенной системы 10. Момент начала излучения помехового сигнала определяет оператор по второй шине управления 12.
По завершению цикла деструктивного воздействия ΔT осуществляют контроль работы подавляемой радиосети. При ее отсутствии в течение определенного оператором интервала времени Δt устройство создания преднамеренных помех завершает подавление выбранной радиосети и готово к новому циклу работы. На фиг. 4 показан алгоритм работы заявляемого устройства. С помощью блока 11 формируют высокочастотное опорное напряжение, необходимое для нормальной работы блоков 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9.
Второй вариант реализации устройства создания преднамеренных помех (см. фиг. 5) содержит последовательно соединенные первую антенную систему 2, многоканальный радиоприемник 3, блок аналого-цифровых преобразователей 4, селектор сигналов 5, блок определения рабочих частот 6, блок памяти 7, блок определения адресной группы частот 8, передатчик помех 9 и вторую антенную систему 10, причем группа входов управления селектора сигналов 5 является первой шиной управления 1 устройства создания преднамеренных помех, блок обнаружения пауз 12 и блок управления 13, выход которого соединен со вторым входом управления передатчика помех 9, вторая группа информационных входов является третьей шиной управления 15 устройства создания преднамеренных помех, первый информационный вход блока управления 13 соединен с первым выходом блока обнаружения пауз 12, вторая группа информационных входов которого является второй установочной шиной 14 устройства создания преднамеренных помех, а первая группа информационных входов блока 12 соединена с группой выходов блока определения рабочих частот 6, блок опорных частот 11, выход которого соединен с опорными входами многоканального радиоприемника 3, блока аналого-цифровых преобразователей 4, селектора сигналов 5, блока определения пауз 12, блока определения рабочих частот 6, блока определения адресной группы частот 8, передатчика помех 9 и входом управления блока памяти 7, второй выход блока 12 соединен со входами обнуления блока определения рабочих частот 6, блока памяти 7 и блока определения адресной группы частот 8, а второй выход блока управления 13 соединен со входом управления блока обнаружения пауз 12.
Недостаток первого варианта устройства создания преднамеренных помех состоит в том, что требуется участие оператора в принятии решения на начало и завершение подавления радиосети, в состав которой входит i-й ИРИ. Данный недостаток устранен во втором варианте реализации (см. фиг. 5 и 6). С этой целью в устройство по первому варианту (см. фиг. 3) дополнительно введены блок обнаружения пауз 12 и блок управления 13. При этом назначение и порядок функционирования соответствующих блоков, а также их реализация, в первом и втором вариантах устройств совпадают.
p
Алгоритм работы блока обнаружения пауз 12 базируется на особенностях функционирования средств связи с ППРЧ: в режиме передачи информации осуществляется изменение рабочих частот (например, со скоростью 111 раз/с). Регулярное (например, через 9 мс) появление сигнала на выходе селектора 5 (см. фиг. 5) свидетельствует о работе заданного ИРИ. Задавшись этим временным интервалом Δt (который может быть увеличен в два-три раза на случай «пропуска цели») становится возможным определение момента прекращения передачи информации. Сообщение о паузе в работе ИРИ с выхода блока 12 поступает на информационный вход блока управления 13.
В функцию последнего входит формирование сигнала управления передатчику помех 9, разрешающее формирование группового помехового сигнала на частотах, указанных блоком 8. Длительность сигнала управления блока 13 составляет ΔТ Последнее задается по третьей установочной шине 15 перед началом работы. На этот интервал времени вход блока 9 блокируется для исключения сбойных ситуаций путем обнуления содержимого блоков 6, 7 и 8 импульсом, формируемым на втором выходе блока обнаружения пауз 12.
p
p
После завершения интервала времени ΔT сигнал на выходе блока 13 снимается, а передатчик помех 9 переходит в режим ожидания. В случае отсутствия работы подавляемой радиосети более заданного интервала времени Δt (задается в блоке 12 перед началом работы по установочной шине 14, ΔT>Δt, Δt>Δt) устройство создания преднамеренных помех готово к новому циклу работы. Алгоритм работы второго варианта устройства создания преднамеренных помех приведен на фиг. 6. Значение Δt также задается по шине 14 на подготовительном этапе и хранится в блоке 12. Синхронизация работы элементов устройства (см. фиг. 5) обеспечивается импульсами блока 11.
Третий вариант устройства (см. фиг. 7 и 8) содержит последовательно соединенные первую антенную систему 2, многоканальный радиоприемник 3, блок аналого-цифровых устройств 4, селектор сигналов 5, блок определения рабочих частот 6, блок памяти 7, блок определения адресной группы частот 8 и коммутатор 16, m передатчиков помех 9.1-9.m и m вторых антенных систем 10.1-10.m, входы которых соединены с выходами соответствующих передатчиков помех 9.1-9.m, первые группы управляющих входов которых соединены с соответствующими группами информационных выходов коммутатора 16, сумматор 17, многоканальный блок определения пауз (МБОП) 18 и блок управления 19, адресная группа выходов которого соединена с группой входов управления коммутатора 16, m первых выходов управления соединены с соответствующими вторыми входами управления m передатчиков помех 9.1-9.m, вторая группа информационных входов блока 19 является третьей шиной управления 15 устройства создания преднамеренных помех, а первая группа из m информационных входов блока 19 соединена с группой из m соответствующих информационных выходов многоканального блока определения пауз 18, вторая группа информационных входов которого является второй установочной шиной 14 устройства создания преднамеренных помех, а первая группа информационных входов блока 18 объединена с группой информационных входов блока памяти 7, блок опорных частот 11, выход которого соединен с опорными входами многоканального радиоприемника 3, блока аналого-цифрового преобразования 4, селектора сигналов 5, многоканального блока обнаружения пауз 18, блока определения рабочих частот 6, блока определения адресной группы частот 8, m передатчиков помех 9.1-9.m и входом управления блока памяти 7, группа входов управления селектора сигналов 5 является первой шиной управления устройства создания преднамеренных помех, вторая группа из m выходов блока управления 19 соединена с группой соответствующих m входов управления многоканального блока определения пауз 18, вторая группа выходов которого соединена с группой входов сумматора 17, выход которого соединен со входами обнуления блока определения рабочих частот 6, блока памяти 7 и блока определения адресной группы частот 8.
Третий вариант реализации устройства создания преднамеренных помех (см. фиг. 7) направлен на более эффективное использование основных (с точки зрения сложности исполнения и себестоимости) блоков устройства-прототипа и первых двух предложенных вариантов устройств: многоканального радиоприемника 3, блока АЦП 4, селектора импульсов 5, а также блоков 6, 7 и 8 соответственно. В интервал времени ΔT формирования помехи в первом и втором вариантах исполнения устройства в работе они не участвуют. При этом чем больше интервал ΔT тем ниже эффективность работы устройства. В связи с этим предлагается в названный интервал времени выполнять анализ работы других радиосетей с ППРЧ и их одновременное подавление. Для этого в первый вариант устройства создания преднамеренных помех (см. фиг. 3) дополнительно введены сумматор 17, многоканальный блок определения пауз 18, блок управления 19, коммутатор 16, m-1 передатчиков помех 9.2-9.m и m-1 вторых антенных систем 10.2-10.m (см. фиг. 7).
ан
P
Подготовительный этап работы третьего и второго вариантов реализации устройства полностью совпадают. Определяют и вводят в соответствующие блоки параметры, определяющие режимы работы устройства: Δθ, Δτ, ΔР, Т, ΔT, Δt, Δt.
p
В процессе работы обнаружение излучений первого заданного ИРИ с ППРЧ и определение его адресной группы частот осуществляют с помощью блоков 3-8. В исходном состоянии блок 19 формирует управляющий сигнал для коммутатора 16, обеспечивающий подключение группы информационных выходов блока 8 к первой группе управляющих входов первого передатчика помех 9.1 В результате значения частот , , ,  и  записываются в буферную память блока 9.1 под воздействием очередного импульса, сформированного блоком 11. Передатчик помех 9.1 настраивается на эти частоты и находится в готовности к излучению на них помехового сигнала. Формирование сигнала, разрешающего излучение помехи на адресной группе частот первого ИРИ с ППРЧ осуществляется с помощью блоков 18 и 19. При обнаружении паузы длительностью Δt в работе абонентов первым каналом блока 18 формируется управляющий сигнал, поступающий на первую группу информационных входов блока управления 19. В результате на первом выходе последнего формируется сигнал длительностью ΔТ, поступающий на второй управляющий вход передатчика помех 9.1. Блок 9.1 совместно с 10.1 приступает к излучению помехового сигнала длительностью ΔT. Одновременно передним фронтом управляющего сигнала блока 19, проходящего через сумматор 17, обнуляется содержимое блоков 6-8. В результате устройство готово к новому циклу работы, а значения адресной группы частот первого обнаруженного ИРИ с ППРЧ сохраняются в буферной памяти блока 9.1.
При обнаружении сигналов очередного заданного ИРИ с ППРЧ блоками 6-8 определяют адресную группу частот: , , ,  и . Одновременно с помощью блоков 18 и 19 формируется сигнал управления для коммутатора 16. В результате значения , , ,. и  через блок 16 поступают на первую группу управляющих входов второго передатчика помех 9.2. Вторым каналом блока 18 определяется пауза в работе абонентов второй радиосети. С ее наступлением на выходе второго канала блока 18 формируют управляющий сигнал, поступающий на соответствующий (второй) вход первой группы из m информационных выходов блока управления 19. В результате блок 19 на втором выходе управления формирует сигнал длительностью ΔT. Последний поступает на второй управляющий вход второго передатчика помех 9.2. Блок 9.2 и 10.2 в течение интервала ΔТ излучают групповой помеховый сигнал. Одновременно передним фронтом названного сигнала управления через блок 17 обнуляется содержимое блоков 6, 7 и 8. Устройство готово к обработке следующих излучений с ППРЧ. По вышеописанному алгоритму осуществляется подавление всех последующих обнаруженных радиосетей с ППРЧ. После завершения интервала подавления ΔT в первом тракте формирования помех (блоки 9.1 и 10.1) на первом управляющем входе блока 19 завершается действие разрешающего сигнала. Первый канал блока 18 приступает к анализу наличия излучений подавляемой радиосети. Если в течение интервала времени Δt в подавляемой радиосети работа не отмечается, принимается решение о завершении работы по ее подавлению, а адресная группа вновь обнаруженного ИРИ с ППРЧ по описанному выше алгоритму записывается в буферную память первого передатчика помех 9.1.
В противном случае, когда работа подавляемой радиосети возобновляется через интервал времени, меньший Δt первым каналом блока 18 выполняется анализ по обнаружению очередной паузы в ее работе. Далее с помощью блоков 18 и 19 формируется управляющий сигнал длительностью ΔТ, поступающий на второй управляющий вход передатчика 9.1. В результате в течение очередного интервала ΔT осуществляется подавление первой радиосети. При этом значения адресной группы частот подавляемой радиосети сохраняются в буферной памяти блока 9.1. Их замена выполняется только в случае принятия решения блоком 19 о завершении операции подавления и обнаружения очередного ИРИ с ППРЧ (при поступлении очередных значений адресной группы частот с выхода коммутатора 16 на первую группу входов управления блока 9.1). Синхронизация всех операций осуществляется импульсами, формируемыми блоком 11. Следует отметить, что в третьем варианте реализации устройства предполагается пространственное удаление передатчиков помех 9.1-9.m и вторых антенных систем 10.1-10.m от приемо-аналитической части устройства (блоки 2-8, 11, 16, 17-19), а также взаимное их разнесение.
Реализация всех трех вариантов устройства создания преднамеренных помех трудностей не вызывает. Многоканальный радиоприемник 3 предназначен для одновременного приема сигналов в широкой полосе частот, например 30…108 МГц, и преобразование их на промежуточную частоту, например, 90 МГц. Его реализация известна и трудностей не вызывает (см. Фомин Н.Н., Буга Н.Н. и др. Радиоприемные устройства: Учебник для вузов. - 3-е изд., стереотип. - М.: Горячая линия - Телеком, 2007. - С. 520; Головин О.В. Радиоприемные устройства. - М.: Горячая линия - Телеком, 2004 г.) Реализация многоканальных устройств для всех трех вариантов устройств идентична.
Блок аналого-цифровых преобразователей 4 может быть реализован на серийно выпускаемых фирмой ZETlab Studio изделиях (http://www.zetlab.ru/catalog/). Возможны и другие варианты реализации АЦП (см. «Профессиональное оборудование и технологии» (http://www.protehnology.ru/page/about)).
Селектор сигналов 5 предназначен для выделения излучений заданных ИРИ с ППРЧ из совокупности фона в широкой полосе частот ΔF. На фиг. 9 приведена структурная схема блока селекции сигналов 5, базирующейся на использовании наиболее информативных параметров анализируемых излучений: частотно-временными особенностями структуры сигналов с ППРЧ, их пространственных и мощностных параметрах. Селектор сигналов 5 содержит (см. фиг. 9) последовательно соединенные блок памяти 20, дешифратор 21, первый коммутатор 22, селектор по пространственным параметрам 24 и второй коммутатор 28, группа информационных выходов которого является группой информационных выходов селектора сигналов 5, группа информационных входов блока памяти 20 является группой входов управления селектора сигналов 5, вторая группа входов первого коммутатора 22 является группой информационных входов селектора сигналов 5, вторая группа информационных выходов первого коммутатора 22 соединена с труппой информационных входов селектора по спектральной мощности 23, четвертая группа информационных выходов первого коммутатора 22 соединена с группой информационных входов селектора по пространственно-мощностным параметрам 26, группа информационных выходов которого соединена с третьей группой информационных входов второго коммутатора 28, вторая группа информационных входов которого соединена с группой информационных выходов селектора по спектральной мощности 26, пятая группа информационных выходов первого коммутатора 22 объединена с группой информационных входов селектора по пространственно-временным параметрам 27, группа информационных выходов которого соединена с четвертой группой информационных входов второго коммутатора 28, третья группа информационных выходов первого коммутатора 22 соединена с группой информационных входов селектора по временным параметрам 25, группа выходов которого соединена с пятой группой информационных входов второго коммутатора 28, управляющий вход которого соединен с выходом дешифратора 21, а вход синхронизации дешифратора 21 объединен со входами синхронизации селектора по спектральной мощности 23, селектора по пространственным параметрам 24, селектора по временным параметрам 25, селектора по пространственно-мощностным параметрам 26, селектора по пространственно-временным параметрам 27, тактовым входом блока памяти 20 и является опорным входом селектора сигналов 5.
Работа селектора сигналов 5 осуществляется следующим образом. На подготовительном этапе по первой установочной шине 1 оператором задают параметр (параметры), по которым должна осуществляться селекция входного потока сигналов. Последняя записывается в блок памяти 20. С приходом очередного тактового импульса блока 11 содержимое блока 20 поступает на группу информационных входов дешифратора 21. При этом содержимое блока 20 сохраняется на весь период работы устройства до поступления новых данных от оператора по шине 1. В функции блока 21 входит преобразование поступивших от блока 20 данных к виду, необходимому для нормальной работы первого и второго коммутаторов 22 и 28. Преобразованные данные с выхода блока 21 поступают на группу входов управления первого коммутатора 24. На группе информационных входов последнего присутствует принятый блоком 3 в полосе частот ΔF и преобразованный в цифровую форму в блоке 4 суммарный сигнальный поток. В функции блока 22 входит направление (коммутация) этого потока на вход заданного оператором селектора. В качестве последних выступают селектор по спектральной мощности 23, селектор по пространственным параметрам 24, селектор по временным параметрам 25 и их комбинации: селектор по пространственно-мощностным параметрам 26 и селектор по пространственно-временным параметрам 27. Возможны и другие комбинирования параметров для их использования в селекторах. На фиг. 9 нашли свое отражение наиболее часто используемые среди них. Группы информационных выходов всех названных селекторов соединяются с соответствующими группами информационных входов второго коммутатора 28. Группа входов управления блока 28 объединена с группой входов управления первого коммутатора 22. В результате на выход блока 28 проходят сигналы только с заданного оператором селектора. Синхронизацию работы элементов блока 5 обеспечивают импульсы блока 11. Функцию коммутатора 28 также может выполнять сумматор.
Реализация блоков 20, 21, 22 и 28 известна и трудностей не вызывает (см. Большие интегральные схемы запоминающих устройств: Справочник / А.Ю. Гордонов, Н.В. Бекин, В.В. Цыркин и др.; Под ред. А.Ю. Гордонова. - М.: Радио и связь, 1990. - 288 с.).
Реализация селектора по спектральной мощности 23 известно и трудностей не вызывает. В кн. Залманзон Л.А. Преобразования Фурье, Уолша, Харра и их применение в управлении, связи и других областях. - М.: Наука, 1989. - 496 с. на стр. 182-189 подробно раскрыт порядок измерения спектральной мощности принимаемых сигналов. В качестве возможной реализации блока 23 может быть использовано устройство по Пат. РФ №2137151. В названном устройстве отсутствует необходимость дискретизации принятых сигналов, она выполняется блоком 4.
Реализация селектора по пространственным параметрам 24 известна и трудностей не вызывает. Может быть реализован в соответствии с Пат. РФ №2449473. Селектор 24, реализованный на основе «Многоканального адаптивного радиоприемного устройства» обеспечивает помехозащитное выделение сигналов одного ИРИ с ППРЧ за счет оптимизации направленных свойств диаграммы направленности первой антенной системы 2. Данная реализация блока 24 целесообразна для первого (фиг. 3) и второго (фиг. 5) вариантов реализации устройства создания преднамеренных помех. Кроме того, блок 24 может быть выполнен в соответствии с Пат. РФ 2477551. Одновременная пространственная селекция сигналов нескольких ИРИ с ППРЧ достигается блоком 24 при его реализации на основе Пат. РФ №2449472 (третий вариант реализации устройства). В этом случае также дополнительно обеспечивается улучшение соотношения сигнал/шум за счет адаптивной обработки принимаемых сигналов.
Реализация селектора по временным параметрам 25 известна и трудностей не вызывает. В качестве временных параметров в работе селекторов обычно используют моменты начала (конца) излучения радиосредств с ППРЧ на частотных позициях (условно назовем цикловой синхронизацией) и более тонкую структуру - фронты элементарных информационных посылок (тактовая синхронизация). Селектор 25, обеспечивающий выделение сигналов одного ИРИ с ППРЧ (первый и второй вариант устройства) может быть реализован аналогично многоканальному адаптивному радиоприемному устройству по Пат. РФ 2107394. Для обеспечения одновременного выделения сигналов нескольких ИРИ с ППРЧ данная операция может быть реализована с помощью устройства на основе Пат. РФ 2066925 (третий вариант реализации устройства создания преднамеренных помех).
min
max
изм
min
max
Селектор по пространственно-временным параметрам 27 целесообразно реализовать с помощью устройства по Пат. РФ 2450422, обеспечивающего одновременное помехоустойчивое выделение сигналов нескольких ИРИ с ППРЧ. Следует отметить, что в случае дополнительного секторного задания пространственных параметров по шине 1 (θ, θ), в селекторах 24 и 27 вводят блоки сравнения измеренных значений θ со значениями θ и θ для принятия решения.
Селектор по пространственно-мощностным параметрам 26 может быть реализован аналогично соответствующему блоку 5.1 устройства-прототипа по Пат. РФ 2334360. Синхронизация работы всех элементов селектора сигналов 5 обеспечивается импульсами блока опорных частот 11.
Реализация блока определения рабочих частот 6 известна и трудностей не вызывает. Может быть реализован в соответствии с Пат. РФ 2303786 «Способ и устройство оценивания несущей частоты сигнала», реализующее оценку в базисах Виленкина-Крестенсона и обеспечивающее высокую точность измерений. Отличие в реализационном аспекте состоит в том, что отсутствует необходимость в аналого-цифровом преобразователе 1 на фиг. 2 (Пат РФ 2303786), так как эта операция выполняется блоком 4. Известны и другие варианты исполнения блока 6 (см. Пат РФ 2168759), позволяющие реализовать его функции.
Блок памяти 7 предназначен для упорядоченного хранения номиналов рабочих частот заданного ИРИ с ППРЧ с учетом времени поступления. Адреса ячеек памяти блока 7 соответствуют очередности появления излучения радиостанций с ППРЧ на частотных позициях. Блок 7 легко реализуется на репрограммируемых постоянных запоминающих устройствах (серии КМ 1609) и дискетных элементах ТТЛ-серии (см. Большие интегральные схемы запоминающих устройств: Справочник / А.Ю. Гордонов и др.; Под ред. А.Ю. Гордонова. - М.: Радио и связь, 1990. - 288 с.).
1
2
3
4
7
Блок определения адресной группы частот 8 предназначен для нахождения номиналов частот f, f, f, f и f из совокупности данных, хранящихся в блоке 7. Реализация блока 8 трудностей не вызывает (см. Шевкопляс Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения: Справочник. - 2-у изд. перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1990. - 512 с.).
Передатчик помех 9 (9.1-9.m) может быть реализован с помощью последовательно подключенных синтезатора частоты компании MINI-CIRCUITS (см. Ю. Никитин. «Генераторы, управляемые напряжением компании MINI-CIRCUITS для радиочастотных синтезаторов» // Компоненты и технологии, №3, 2003 г.) и усилителя мощности этой же фирмы ZHL-100W-GAN+.
В качестве элементов второй антенной системы 10 (10.1-10.m) могут быть использованы ненаправленные антенные элементы: штыревые согласованной длины, дискоконусы, симметричная поликоническая антенна (см. Пат. РФ 2486642) и др. В случае задания сектора подавления для этой цели может найти применение логопериодическая комбинированная антенна (см. Пат. РФ 2427946). В третьем варианте исполнения устройства создания преднамеренных помех передатчики помех 9.1-9.m и вторые антенные системы 10.1-10.m целесообразно пространственно разнести на расстояние в несколько длин волн.
Блок опорных частот 11 выполняются идентично, предназначены для формирования высокостабильного сигнала (меандра) с частотой 120 МГц. Блок 11 содержит опорный генератор, обеспечивающий формирование высокостабильного аналогового сигнала с частотой 10 МГц (выполняется с применением DDS-синтезатора). С выхода синтезатора сигнал с уровнем - 4 дБм поступает на усилитель с коэффициентом усиления 14 дБ и далее на формирователь меандра с частотой 120 МГц. Последний целесообразно изготовить на компараторе ADCMP 551 фирмы Analog Devices (http://www.analog.com/static/imported-files/datasheets/ADCMP551.pdf).
Блок 12 предназначен для обнаружения пауз в работе радиосети с ППРЧ, а также факта окончания ее работы. Блок обнаружения пауз 12 (см. фиг. 10) содержит последовательно соединенные формирователь импульсов 29, счетчик импульсов 31 и блок принятия решения 32, первый выход которого является первым выходом блока 12, второй выход блока 32 является вторым выходом блока обнаружения пауз 12, а вторая группа информационных входов блока 32 является второй установочной шиной 14 устройства создания преднамеренных помех, и делитель импульсов 30, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов 31, информационный вход блока 30 является опорным входом блока обнаружения пауз 12, группа информационных входов формирователя импульсов 29 является первой группой информационных входов блока обнаружения пауз 12, а первый вход управления блока принятия решения 32 соединен со входом обнуления счетчика импульсов 31 и выходом блока 29, второй вход управления блока 32 является входом управления блока обнаружения пауз 12.
p.
p
p
i
изм
p
изм
p
p
Работа блока обнаружения пауз 12 осуществляется следующим образом (см. фиг. 10). Перед началом работы в блок принятия решения 32 по шине 14 задаются значения временных интервалов Δt и Δt Значение Δt определяется исходя из технических характеристик подавляемых ИРИ с ППРЧ (скорости смены рабочих частот). При подавлении ИРИ FALCON II Δt может составлять 10-20 мс. В процессе работы устройства блоком 5 выделяются сигналы заданного ИРИ с ППРЧ. На выходе блока 6 формируется последовательность номиналов используемых в работе частот. Последняя поступает на группу информационных входов формирователя импульсов 29. В задачу блока входит формирование на своем выходе одиночного импульса в момент времени поступления очередного значения частоты f ИРИ с ППРЧ. На вход дешифратора 30 поступают опорные импульсы блока 11. Частота их следования составляет 120 МГц. В функцию блока 30 входит увеличение периода следования импульсов для обеспечения меньшей необходимой емкости счетчика импульсов 31. Коэффициент деления в блоке 30 может составлять 1000/1. Импульсы с выхода блока 30 поступают на счетный вход счетчика импульсов 31. Заполнение последнего осуществляется до момента поступления импульса с выхода формирователя импульсов 29 на его вход обнуления. Этим импульсом содержимое счетчика 31 переписывается в блок принятия решения 32 и обнуляется. Содержимое счетчика эквивалентно временному интервалу между соседним излучением ИРИ с ППРЧ на рабочих частотах. В блоке принятия решения 32 полученное значение t сравнивается с пороговым Δt. Данный процесс продолжается до момента, когда t>Δt. Превышение Δt свидетельствует о паузе в работе анализируемой радиосети. В результате на первом выходе блока 32 формируется импульс, поступающий на первый вход блока управления 13.
p
p
изм
p
После завершения цикла подавления длительностью ΔT блоком 13 формируется управляющий сигнал (импульс), поступающий на второй управляющий вход блока принятия решения 32. Этим сигналом блок 32 переводится в режим анализа эффективности созданных радиопомех, увеличивается интервал анализа до Δt. Если в интервале времени Δt отмечается в работе ИРИ с ППРЧ, блок 12 работает по описанному выше алгоритму, а подавление радиосети продолжается. В противном случае, анализ выполняют в течение Δt, Δt>Δt. Если работа в радиосети отсутствует в течение заданного интервала времени Δt, принимается решение о завершении ее подавления, на втором выходе блока 32 формируется импульс, поступающий на входы обнуления блоков 6, 7 и 8. Устройство готово к новому циклу работы. При появлении излучений в интервале времени Δt>t>Δt продолжается подавление радиосети с ППРЧ (на первом выходе блока 32 формируется очередной импульс).
Реализация всех элементов блока 12 известна и трудностей не вызывает, могут быть выполнены на элементарной элементной базе микросхем ТТЛ-серии. Блок принятия решения содержит блок буферной памяти, два дешифратора, RS-триггер и сумматор.
Блок управления 13 предназначен для формирования управляющего сигнала блоку 9 длительностью ΔT на формирование помехового сигнала (импульса единичной амплитуды и длительностью ΔT). Кроме того, на втором выходе блока 13 формируется управляющий сигнал на перевод блока 12 в режим анализа эффективности процедуры подавления. Блок управления 13 содержит первый 33 и второй 34 формирователи импульсов соответственно и блок памяти 35. В блок памяти 35 перед началом работы записывают значение длительности интервала подавления ΔT, поступающее по шине 15 устройства. Данная величина определяет длительность импульса, формируемого блоком 34. Начало формирования этого импульса определяется моментом прихода сигнала с первого выхода блока 12. Задний фронт импульса, сформированного блоком 34, используется блоком 33 для формирования второго управляющего сигнала (импульса). Последний поступает на вход управления блока 12.
Многоканальный блок определения пауз 18 содержит m параллельно подключенных идентичных блоков определения пауз (аналогичных блоку 12, фиг. 10), первые группы информационных входов которых подключены к соответствующим группам выходов коммутатора. Информационная группа входов последней является первой группой информационных входов блока 18. Для управления коммутатором вводят последовательно соединенные сумматор и счетчик, выходы которого соединены с группой входов управления коммутатора. Первые выходы m блоков определения пауз соединены с соответствующими входами сумматора. После обнаружения паузы в i-м канале на первом его выходе формируется импульс, необходимый блоку 19 на формирование команды на подавление. Одновременно он поступает на вход сумматора и далее на счетный вход счетчика импульсов, увеличивая его содержимое.
Блок управления 19 содержит m идентичных каналов (аналогичных блокам 13, фиг. 5) и шифратор. Каждый из каналов блока 19 соединен с соответствующим каналом блока 18. Назначение шифратора состоит в том, чтобы преобразовать номер канала блока 19 в кодовую комбинацию, необходимую для управления коммутатором 16. Например, третий канал управления с помощью блока 16 обеспечивает подключение адресной труппы частот к третьему передатчику помех.
ан
Кроме того, в селекторе сигналов 5 для третьего варианта реализации устройства дополнительно в коммутатор 22 вводят таймер, обеспечивающий временное ограничение выполнение анализа на интервале Т. Выполнение этой операции необходимо для оптимизации временных затрат на обнаружение и одновременное подавление нескольких радиосетей с ППРЧ.
В обществе с ограниченной ответственностью «Специальный технологический центр» г. Санкт-Петербург выполнено макетирование предлагаемых устройств, которые прошли успешные испытания. Для повышения быстродействия устройства, уменьшения массогабаритных характеристик и потребляемой электроэнергии, повышения его надежности блоки 4, 5, 6, 7, 8, а также 12, 13, 16 и 17 целесообразно реализовать на процессоре цифровой обработки сигналов DSP TMS320c6455 (см. http://www.compel.ru) в совокупности с микросхемой FPGA Virtex XC4SX35 (см. фиг. 12 и 13) и получившее наименование «Модуль цифровой обработки сигналов» УИЕС 467415.004. В этом случае вся обработка выполняется цифровыми методами. В качестве многоканального радиоприемника 3 использован «Модуль приема и преобразования», разработанный в ООО «СТЦ» и получивший наименование УИЕС 468151.013. Последний представляет собой трехканальное радиоприемное устройство с полосой пропускания 20 МГц каждого из каналов. Обеспечивает одновременный приме сигналов в полосе 60 МГц. В качестве передатчика помех 9 (9.1-9.m) использован «Модуль преобразования частоты передачи» (аналого-цифровой передатчик), получивший наименование УИЕС 464.217.001. Внешний вид передатчика помех показан на фиг. 14. Представляет из себя синтезатор частот (разработка ООО «СТЦ») и усилитель мощности фирмы MINI-CIRCUITS ZHL-100W-GAN+. В качестве блока опорных частот 11 использован «Модуль генераторов частот 10/120 МГц», получивший наименование УИЕС 467871.006, разработан ООО «СТЦ» (см. фиг. 12 и 13). Управление устройством осуществляется с «Платы распределения сигналов управления» УИЕС 469331.001. Модуль цифровой обработки сигналов работает в соответствии с алгоритмом, представленным на фиг. 6. С помощью модели, структурная схема которого приведена на фиг. 12, реализован второй вариант устройства создания преднамеренных помех. Проведенные полевые испытания показали, что разработанные модули обеспечивают одновременное эффективное управление работой четырех передатчиков помех, что соответствует реализации третьего варианта устройства. В этом случае модуль цифровой обработки сигналов работает в соответствии с алгоритмом, приведенном на фиг. 8.
Таким образом, экспериментальная проверка подтвердила возможность достижения технического результата.