Устройство для противодействия несанкционированной передаче информации управления
APPARATUS FOR COUNTERACTING UNAUTHORIZED TRANSMISSION OF CONTROL INFORMATION

Изобретение относится к средствам борьбы с минами и другими взрывоопасными предметами, имеющими радиовзрыватели и предназначено для защиты от радиоуправляемых взрывных устройств путем блокирования несанкционированной передачи информации управления радиовзрывателями по радиоканалу, а так же может быть использовано для защиты от несанкционированной передачи любой информации по радиоканалу в широком диапазоне заранее неизвестных радиочастот.
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.
Задачей настоящего изобретения является увеличение надежности защиты от несанкционированной передачи информации управления радиовзрывателями по радиоканалу в заданном диапазоне защищаемых радиочастот без повышения интегральной выходной мощности устройства, его энергопотребления, габаритов и массы.
Техническим результатом предлагаемого устройства для защиты от радиоуправляемых взрывных устройств является увеличение вероятности гарантированного радиоподавления при той же энергетической плотности помехового сигнала в защищаемом диапазоне, упрощение устройства и повышение его надежности.
Технический результат достигается за счет того, что в устройство для блокирования несанкционированной передачи информации управления, содержащее первую излучающую антенну, первый источник электрической энергии, первый управляемый ключ, введены вторая излучающая антенна, второй источник напряжения, два емкостных накопителя электрической энергии, два устройства управляемого заряда емкостных накопителей, второй управляемый ключ для связи второго емкостного накопителя с излучающими антеннами, устройство управления, третий и четвертый управляемый ключи для связи первой и второй передающей антенны с емкостными накопителями, первая и вторая передающие антенны выполнены в виде двух параллельных излучающих кабелей, с возможностью одновременного или поочередного подключения через третий и четвертый управляемые ключи соответственно,
первый источник напряжения соединен с первым устройством управляемого заряда первого емкостного накопителя, подсоединенного к первому емкостному накопителю, выход которого подсоединен к первому управляемому ключу, второй источник напряжения соединен со вторым устройством управляемого заряда второго емкостного накопителя, подсоединенного ко второму емкостному накопителю, выход которого подсоединен ко второму управляемому ключу, выходы первого и второго управляемых ключей соединены и связаны со входами третьего и четвертого управляемых ключей, нагруженных на первую и вторую антенны соответственно, устройство управления связано с первым и вторым устройством управляемого заряда, с первым, вторым, третьим и четвертым управляемыми ключами, излучающие антенны имеют различные электрические параметры, а второй источник напряжения имеет полярность противоположную первому источнику напряжения.
Новыми признаками, обеспечивающими достижение технического результата, являются дополнительно введенные
вторая излучающая антенна, второй источник напряжения, два емкостных накопителя электрической энергии, два устройства управляемого заряда емкостных накопителей, второй управляемый ключ для связи второго емкостного накопителя с излучающими антеннами, устройство управления, третий и четвертый управляемый ключи для связи первой и второй передающей антенны с емкостными накопителями, первая и вторая передающие антенны выполнены в виде двух параллельных излучающих кабелей, с возможностью одновременного или поочередного подключения через третий и четвертый управляемые ключи соответственно, первый источник напряжения соединен с первым устройством управляемого заряда первого емкостного накопителя, подсоединенного к первому емкостному накопителю, выход которого подсоединен к первому управляемому ключу, второй источник напряжения соединен со вторым устройством управляемого заряда второго емкостного накопителя, подсоединенного ко второму емкостному накопителю, выход которого подсоединен ко второму управляемому ключу, выходы первого и второго управляемых ключей соединены и связаны со входами третьего и четвертого управляемых ключей, нагруженных на первую и вторую антенны соответственно, устройство управления связано с первым и вторым устройством управляемого заряда, с первым, вторым, третьим и четвертым управляемыми ключами, излучающие антенны имеют различные электрические параметры, а второй источник напряжения имеет полярность противоположную первому источнику напряжения.
Такое техническое решение в совокупности с новыми признаками и новыми связями между его элементами и блоками обеспечивает:
повышение энергоэффективности устройства, т.к. кпд при преобразовании и передаче ЭМИ в пространство выше, чем у систем использующих усилители,
возможность управления мощностью помехового сигнала и шириной защищаемого диапазона без инструментальной перенастройки устройства в лабораторных условиях,
повышение надежности, уменьшение количества функциональных узлов (отсутствие в полном объеме системы мониторинга, системы анализа радиообстановки),
универсальность подавления всех видов модуляции,
высокой мгновенной энергетической плотностью помехового сигнала по сравнению с прототипами и аналогами,
уменьшение габаритов, массы и энергопотребления устройства для достижения заданной надежности защиты, без увеличения интегральной мощности,
увеличение вероятности гарантированного радиоподавления при той же энергетической плотности помехового сигнала,
упрощение схемотехнического решения, а, следовательно, и стоимости устройства.
Данное техническое решение направлено на увеличение знергоэффективности устройства при увеличении вероятности гарантированного радиоподавления в защищаемом диапазоне за счет разрушение информационной части подавляемых сигналов, и перегрузки входных трактов, при равной энергетической плотности как и у прототипа в защищаемом диапазоне.
На фиг. 1 изображена структурная схема заявляемого устройства, на фиг. 2 примерный вид последовательности генерируемых импульсов напряжения, различающихся по амплитуде, полярности, частоте, длительности, форме (показано условно).
Устройство содержит последовательно соединенные первый источник 1 напряжения, первое устройство 2 заряда первого емкостного накопителя 3, первый управляемый ключ 4, второй источник 5 напряжения, второе устройство 6 заряда второго емкостного накопителя 7, второй управляемый ключ 8, выходы ключей 4 и 8 соединены вместе и подсоединены к входам третьего управляемого ключа 9 и четвертого управляемого ключа 10. Выход третьего управляемого ключа 9 нагружен на антенну 11, а выход четвертого управляемого ключа 10 нагружен на антенну 12. Антенны подсоединены к согласующим нагрузочным резисторам (не показаны). Антенны могут быть выполнены из протяженного медного кабеля (трубки) или излучающего кабеля и имеют различную длину.
Устройство управления 13 связано с устройствами заряда 2 и 6 емкостных накопителей 3, 7 соответственно и с управляемыми ключами 4, 8, 9, 10. Емкостные накопители 3 и 7 имеют различную полярность для формирования биполярных импульсов напряжения в антеннах 11 и 12.
Работа заявленного устройства осуществляется следующим образом.
Емкостные накопители 3 и 7 заряжаются по сигналам с устройства управления 13 устройствами заряда 2 и 6 соответственно до расчетных уровней напряжения. По импульсу с устройства управления 13 расчетной длительности замыкается первый управляемый ключ 4, который разряжает емкостной накопитель 3 на систему антенн 11 и 12, управляемые ключи 9 и 10 при этом замкнуты. При этом импульсном разряде на антенне формируется короткий электромагнитный импульс. Далее процесс по этой ветви (последовательно блоки 1, 2, 3, 4, 9, 10, 11, 12) повторяется.
По окончании разряда первого емкостного накопителя 3 по импульсному сигналу с устройства управления 13 расчетной длительности замыкается второй управляемый ключ 8, который разряжает емкостной накопитель 7 на систему антенн 11 и 12, управляемые ключи 9 и 10 при этом замкнуты. При этом данном импульсном разряде на антенне формируется короткий электромагнитный импульс противоположной полярности в отличие от разряда емкостного накопителя 3 (Фиг. 2). Описанный процесс при замкнутых управляемых ключах 9 и 10.
Ключи 9 и 10 в процессе противодействия могут быть в следующих положениях: а) одновременно замкнуты оба, б) первый замкнут - второй разомкнут, или в) второй замкнут, первый разомкнут. При этом вследствие изменения электрических параметров нагрузки при разряде в зависимости от варианта подключения ключей формируются ЭМИ различной формы, а, следовательно, и с различными спектральными составляющими. При проектировании следует стремится, чтобы при реализации разрядный импульс по форме приближался к дельта-импульсу.
Устройство управления обеспечивает требуемую частоту и период генерации электромагнитных импульсов, их амплитуду в зависимости от напряжения на емкостных накопителях, а также длительность и форму импульса напряжения на антенне в зависимости от совокупности ее электрических параметров и емкостного накопителя с ключом.
Параметры переходного процесса разряда в системе емкостной накопитель, ключ, антенна зависят от реактивных параметров составляющих ее элементов. Изменяя подключением различного количества антенн, или антенны с различными электрическими характеристиками изменяются параметры цепи разряда, как следствие - изменяется форма генерируемого ЭМИ, а, следовательно, и спектр генерируемых в пространство гармонических составляющих ЭМИ. Количество спектральных составляющих и их мощность зависят от формы разрядного электромагнитного импульса.
Устройство позволяет оперативно изменять мощность излучаемого ЭМИ, варьировать спектр мощности как в части расширения диапазона, так и изменения плотности спектральных составляющих, варьировать частоту подачи импульсов ЭМИ.
Выбор значений длительностей и формы импульса обусловлен желаемым диапазоном защищаемых частот.
Таким образом, данная система с последовательностью управляемых разрядов на антенну с изменяемыми электрическими характеристиками в процессе защиты заданного диапазона частот позволяет повысить вероятность радиоподавления, а за счет новой совокупности признаков, и алгоритма взаимодействия узлов, соответствующих заявленным признакам, обеспечивает упрощение устройства, снижение его массогабаритных показателей, при общем повышении эффективности радиоподавления.
С уменьшением длительности фронта воздействующего поля усиливается проникновение электромагнитных полей через неоднородности в корпусах и увеличиваются амплитуды наведенных токов и напряжений на выходах антенно-фидерных устройств, кабелей и проводов, расположенных вне экранов, что приводит к подавлению несанкционированных каналов передачи информации.
Источники информации
1. Ивлиев С., Майстренко Н. и др. Поиск и обезвреживание взрывных устройств. - М.: Фонд "За экономическую безопасность", 1996.
2. 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.
3. Батталов A.M., Гордон О.И., Коноплев В.А., Однопалов И.А. Устройство для блокирования радиовзрывателей патент N 2131645 от 1998-05-26, МКИ F41Н 11/12, Н04K 3/00