Антенная система для мобильных устройств радиоподавления
ANTENNA SYSTEM FOR MOBILE RADIO JAMMING DEVICES

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в антенных системах или как антенно-фидерная система для беспроводного противодействия несанкционированной передаче информации управления несанкционированными устройствами различных систем телекоммуникаций, может устанавливаться на мобильной технике, например, крыше автомобиля и предназначено для обеспечения постоянного уровня излучения, гарантирующего радиоподавление всех современных видов связи.
Известны устройства защиты, которые могут быть использованы для предотвращения срабатывания радиовзрывателей, например [1], содержащие последовательно соединенные формирователь частот, широкополосный усилитель мощности и широкополосную антенную систему, создающие в широкой полосе частот заградительную помеху в виде усиленного "белого" шума. В этом и подобном ему устройствах мощность излучаемой помехи на каждой конкретной подавляемой частоте мала, поскольку интегральная мощность передатчика "размывается" по всему широкому спектру частот, вследствие чего могут подавляться только очень маломощные несанкционированные передатчики информации.
Известно устройство для блокировки радиовзрывателей, содержащее несколько (n) однотипных модулей, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные формирователь частот, усилитель и антенну, при этом все модули одновременно работают в не перекрывающихся поддиапазонах защищаемого диапазона частот [2]. Это известное устройство позволяет излучать высокую мощность в каждом поддиапазоне частот, достаточную для защиты от радиоуправляемых взрывных устройств. Одним из недостатков такого устройства для блокировки радиовзрывателей является повышенная в n раз интегральная мощность излучения, где n - число используемых модулей. Увеличение интегральной мощности передатчика помех нежелательно, как из-за значительного увеличения энергопотребления, габаритов и массы.
Известно устройство для блокирования радиовзрывателей [3] (прототип), содержащее n формирователей частот, коммутатор, генератор псевдослучайной последовательности импульсов, согласующее устройство, включенное между широкополосным усилителем мощности и широкополосной антенной системой, и регулятор характеристик.
Алгоритм работы данного устройства позволяет оперативно адаптировать его к изменению радиочастотной обстановки.
Однако устройство не может обеспечить гарантированную защиту в заданном диапазоне частот, т.к. требует затрат времени для мониторинга радиообстановки и находится в постоянном поиске, режиме принятия решений и блокировании значений изменяющихся частот функционирующих передатчиков.
Наиболее существенным недостатком прототипа является взаимовлияние антенн, приводящее к уменьшению вероятности гарантированного радиоподавления при той же энергетической плотности помехового сигнала в защищаемом диапазоне.
Таким образом, ограничениями перечисленных выше технических решений являются:
- бесполезная потеря электромагнитной энергии вследствие взаимовлияния антенн;
- отсутствие адаптивности при формировании защищаемых диапазонов радиочастот;
- отсутствие скрытности,
- отсутствие мобильности.
И, как следствие, низкая вероятность эффективного радиоподавления в зоне охраны.
Решаемая изобретением задача - повышение вероятности эффективного радиоподавления в зоне охраны, улучшение технико-эксплуатационных характеристик антенной системы, обеспечение мобильности, скрытности и повышение надежности.
Технический результат, который может быть получен при реализации изобретения:
- обеспечение скрытности,
- расширение полосы частот,
- коррекция диаграмм направленности.
- обеспечение возможности работы устройства в широком диапазоне частот,
- расширение защищаемого диапазона радиочастот,
- повышение уровня и равномерности излучения благодаря размещению антенн в нескольких ярусах, разделенных радиоотражающими (направляющими) поверхностями,
- уменьшение системных потерь в радиотракте,
- обеспечение возможности поддерживать и оперативно изменять необходимый уровень излучения для противодействия несанкционированной передаче информации связи,
- обеспечение мобильности.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в антенной системе для мобильных устройств радиоподавления, содержащей основание, установленные на нем n - антенн различного диапазона с возможностью излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство, n - усилителей, нагруженных на антенны,
дополнительно введены m - антенн различного диапазона с возможностью излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство, m - усилителей, нагруженных на эти m - антенн, подиум для закрепления m - антенн различного диапазона излучения, на основании установлен подиум для закрепления m антенн различного диапазона излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство, подиум установлен параллельно плоскости основания, подиум установлен на диэлектрических опорах, сверху к основанию прикреплен кожух, образуя с основанием замкнутое пространство, герметичный кожух выполнен из радиопроницаемого материала, кожух выполнен герметичным и куполообразным, основание выполнено из токопроводящего материала, подиум выполнен из диэлектрика и покрыт радиоотражающим материалом, внутренняя поверхность кожуха имеет отдельные участки, покрытые радиоотражающим материалом, эти отдельные участки расположены над антеннами, установленными на подиуме, количество подиумов более одного, а усилители п+ш антенн установлены на основании, которое снабжено креплениями для установки на крышу автомобиля, при этом усилители m антенн установлены на подиуме или подиумах.
Новыми признаками, обеспечивающими достижение технического результата, являются введенные m - антенн различного диапазона с возможностью излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство, m - усилителей, нагруженных на эти m - антенн, подиум для закрепления m - антенн различного диапазона излучения, на основании установлен подиум для закрепления m антенн различного диапазона излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство, установка подиума параллельно плоскости основания на диэлектрических опорах, сверху к основанию прикреплен кожух, образуя с основанием замкнутое пространство, герметичный кожух выполнен из радиопроницаемого материала, кожух выполнен герметичным и куполообразным, основание выполнено из токопроводящего материала, подиум выполнен из диэлектрика и покрыт радиоотражающим материалом, внутренняя поверхность кожуха имеет отдельные участки, покрытые радиоотражающим материалом, эти отдельные участки расположены над антеннами, установленными на подиуме, количество подиумов более одного, а усилители n+m антенн установлены на основании, которое снабжено креплениями для установки на крышу автомобиля, при этом усилители m антенн установлены на подиуме или подиумах.
Такое техническое решение в совокупности с новыми признаками обеспечивает:
универсальность подавления сигналов устройств с большинством видов модуляции, увеличение вероятности гарантированного радиоподавления при той же энергетической плотности помехового сигнала, высокую адаптивность при формировании защищаемых диапазонов радиочастот, высокий уровень скрытности, и высокую мобильность.
В устройстве используется известный метод частотной развертки, позволяющий излучать высокую мощность на каждой частоте или близких частотах последовательно во времени. При этом на некоторой частоте f(t) генерируется и излучается сигнал требуемой мощности, достаточной для надежной защиты, а сама эта частота за промежуток времени, зависящий от числа n формирователей частот и времени Т развертки частоты одним формирователем частот, изменяется во всем диапазоне защищаемых частот, "пробегая" все значения от нижнего до верхнего.
Данное техническое решение обеспечило увеличение скрытности, компактности, высокую ремонтопригодность и мобильность, а также увеличение вероятности гарантированного радиоподавления в защищаемом диапазоне.
На Фиг. 1 показан общий вид заявленной антенной системы для мобильных устройств радиоподавления, на Фиг. 2 - разрез А-А Фиг. 1, на Фиг. 3 - разрез В-В Фиг. 1, на Фиг. 4 - вид С Фиг. 1.
Антенная система для мобильных устройств радиоподавления содержит основание 1, установленные на нем n - антенн различного диапазона излучения штыревая 2, дискоконусные 3, 4, 5 (показаны условно Фиг. 1, Фиг. 2), на основании установлен подиум 6 для закрепления m антенн различного диапазона излучения 6, 7, 8 (Фиг. 1, Фиг. 3), подиум установлен на основании на диэлектрических опорах 10, сверху к основанию прикреплен герметичный куполообразный защитный кожух 11, создавая с основанием 1 замкнутое пространство, герметичный кожух 11 выполнен из радиопроницаемого материала, основание 1 выполнено из токопроводящего материала, подиум 6 выполнен из диэлектрика и дополнительно покрыт радиоотражающим материалом со всех сторон.
Внутренняя поверхность герметичного кожуха имеет покрытые радиоотражающим материалом отдельные участки отражения 12 (Фиг. 4), вблизи антенн, установленных на подиуме. Данные участки дополнительно корректируют диаграмму направленности антенн. Форма и площадь участка отражения индивидуальна для каждой антенны и определяется требованиями направленности и величины плотности ЭМИ в заданных районах.
Герметичный кожух 11 выполняет функцию фиксации защиты антенной системы от внешних воздействий и обеспечение скрытности.
Количество подиумов больше одного. Усилители антенн 13 (Фиг. 1) установлены на основании (фидеры не показаны).
Установка индивидуальных усилителей антенн на подиуме или подиумах позволяет уменьшить системные потери в фидерах, обеспечить компактность и мобильность системы. При установке индивидуальных усилителей антенн на основании или подиумах получается законченное устройство для радиоподавления.
Работает антенная система для мобильных устройств радиоподавления (фиг. 1-3) следующим образом.
На антенны излучающие элементы подают помеховый сигнал соответствующий поддиапазона F и амплитуды А . Последовательность поддиапазонов образует единый широкий диапазон для защиты от несанкционированных посягательств.
Расстановка антенн на максимально далеком расстоянии, отделение радиоотражающими перегородками позволяет снизить уровень взаимовлияния.
Установка отражателей ЭМИ обеспечивает более направленный и концентрированный поток изучения на защищаемые диапазоны. Согласование для заданного диапазона частот достигается выбором расстояний между излучающими элементами, а также электрическими и геометрическими параметрами кожуха 10, и параметров участков с отражающими покрытиями.
Предельная простота конструкции, высокая функциональность и удобство монтажа на автомобиль обуславливают практическую значимость предлагаемого устройства.
Количество излучающих элементов n и m определяется величиной требуемого диапазона защищаемых частот с возможностью излучения заданного уровня электромагнитной энергии в окружающее пространство, гарантирующее эффективное радиоподавление.
Обеспечение уменьшения взаимовлияния для излучающих антенн 5-9, осуществляется посредством изменения местоположения как на поверхности своего яруса, например, на основании, так и по уровням, например, перенести излучатель на подиум.
Устранение потерь электромагнитной энергии достигается за счет оптимальной установки (размещения) излучающих элементов (антенн), и как следствие, уменьшения взаимовлияния между излучающими элементами.
По сравнению с аналогами и прототипами это позволяет использовать источники с меньшей мощностью электромагнитной энергии.
Реализуемость и эффективность заявленного устройства подтверждена экспериментально.
Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает по сравнению с ближайшим аналогом:
- возможность оперативного управления излучаемой мощностью за счет изменения количества излучателей для формирования требуемой зоны подавления связи;
- возможность корректировки и наращивания зоны подавления связи;
- предельную простоту конструкции и удобство мобильного монтажа в любых условиях на автомобили и другую технику, а также ремонта.
Источники информации
1. Ивлиев С., Майстренко Н. и др. Поиск и обезвреживание взрывных устройств. - М.: Фонд "За экономическую безопасность", 1996.
2. Семенюк Т.А. Устройство для блокирования радиоуправляемых взрывателей // Патент RU №2752230, опубликовано 23.07.2021, Бюл. №21.
3. Петренко E.G., Линок А.А., Якубчик А.Ю. Устройство для блокирования радиовзрывателей, патент N 2100752 от 22.11.96, МКИ F41Н 11/12, опубл. БИ N 36, ч. 11, 1997, с. 391.