устройство для блокирования радиовзрывателей

Формула изобретения

1. Устройство для блокирования радиовзрывателей, содержащее n формирователей частот, широкополосный усилитель мощности и широкополосную антенную систему, отличающееся тем, что в него дополнительно введены коммутатор, n сигнальных входов которого соединены с выходами формирователей частот, а выход подключен ко входу широкополосного усилителя мощности, генератор псевдослучайной последовательности импульсов, подключенный к управляющему входу коммутатора, а также управляемое согласующее устройство, включенное между широкополосным усилителем мощности и широкополосной антенной системой, и регулятор характеристик, подключенный к управляющим входам широкополосного усилителя мощности, согласующего устройства и n формирователей частот.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый из формирователей частот выполнен с возможностью работы в перекрывающихся смежных частотных поддиапазонах и состоит из последовательно соединенных формирователя нелинейно изменяющегося напряжения и генератора, управляемого напряжением.

Описание изобретения к патенту

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] (прототип). 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, так и, главным образом, из-за сложностей обеспечения допустимых норм воздействия излучения подобных устройств на организм операторов в соответствии с ГОСТ 12.1.006- 84 и Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96.

Другим недостатком этого устройства является то, что в участках диапазона частот между поддиапазонами излучения модулей мощность сигналов помех составляет только 10. .. 20% от мощности сигнала в основных поддиапазонах, что снижает надежность защиты.

Еще одним недостатком этого известного устройства является невозможность без изменения схемы и конструкции оперативно адаптировать его к изменению радиочастотной обстановки. Дело в том, что в каждый промежуток времени по оперативным сведениям то в одном, то в другом участке диапазона частот возрастает вероятность использования для несанкционированной передачи информации по радиоканалу таких распространенных радиосредств, как радиотелефоны, передатчики для радиоуправляемых моделей и игрушек, передатчики пейджерной связи и т.п., перечень которых и используемых в них радиочастот непрерывно меняется.

Задачей настоящего изобретения является увеличение надежности защиты от несанкционированной передачи информации управления радиовзрывателями по радиоканалу в широком диапазоне заранее неизвестных радиочастот без повышения интегральной выходной мощности устройства, его энергопотребления, габаритов и массы, а также обеспечение возможности оперативно адаптировать его к изменению радиочастотной обстановки без изменения схемы и конструкции.

Поставленная задача решается тем, что в устройство, содержащее n формирователей частот, широкополосный усилитель мощности и широкополосную антенную систему, дополнительно введены коммутатор, n сигнальных входов которого соединены с выходами n формирователей частот, а выход подключен ко входу широкополосного усилителя мощности; генератор псевдослучайной последовательности импульсов, подключенный к управляющему входу коммутатора, а также управляемое согласующее устройство, включенное между широкополосным усилителем мощности и широкополосной антенной системой и регулятор характеристик, подключенный к управляющим входам широкополосного усилителя мощности, согласующего устройства и n формирователей частот.

Кроме того, каждый из n формирователей частот работает в перекрывающихся смежных частотных поддиапазонах и выполнен в виде последовательно соединенных формирователя нелинейно изменяющегося напряжения и генератора, управляемого напряжением.

В устройстве используется известный метод частотной развертки, позволяющий излучать высокую мощность на каждой частоте 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 T развертки частоты одним формирователем частот, изменяется во всем диапазоне защищаемых частот, "пробегая" все значения от нижнего до верхнего. Новая совокупность признаков при этом обеспечивает: во-первых, сочетание характерного для метода частотной развертки высокого уровня мощности на каждой излучаемой частоте и присущих методу "белого" шума широкополосности и универсальности подавления всех видов модуляции, поскольку при псевдослучайном характере переключений формирователей частот коммутатором спектр выходного сигнала подобен "белому" шуму в защищаемом диапазоне частот, во-вторых, возможность одномодульного построения устройства, что позволяет уменьшить его габариты, массу и энергопотребление и не увеличивать интегральную мощность устройства для достижения заданной надежности защиты, в-третьих, возможность оперативно адаптировать выходную характеристику устройства к изменяющейся радиочастотной обстановке без изменения схемы и конструкции, усиливая подавление на тех участках диапазона, где вероятность несанкционированной передачи информации в данный период времени по оперативным сведениям особенно велика. Это достигается как наложением спектров смежных формирователей частот в пределах указанных участков диапазона частот, так и замедлением скорости изменения частоты в пределах этих участков, а также заданием требуемой неравномерности усиления широкополосного усилителя мощности и требуемой неравномерности амплитудно-частотной характеристики широкополосной антенной системы, что обеспечивается синхронной работой формирователей нелинейно изменяющегося напряжения, регулятора характеристик, управляемого согласующего устройства и коммутатора.

Одновременное использование наложения спектров, замедления скорости и корректировки неравномерностей усиления широкополосного усилителя мощности и амплитудно-частотной характеристики широкополосной антенной системы позволяет увеличить в указанных участках диапазона эффективность подавления на 15 ... 18 дБ, как это экспериментально было установлено, в то время как по отдельности каждая из перечисленных мер дает выигрыш не более 2 ... 3 дБ.

На чертежах изображены: на фиг. 1 - структурная схема описываемого устройства, на фиг. 2 - диаграмма развертки частоты во времени на выходе коммутатора.

Устройство содержит n формирователей 1 частот (1-a, 1-b, ... 1-n), каждый из которых работает в перекрывающихся смежных частотных поддиапазонах и выполнен в виде последовательно соединенных формирователя 2 нелинейно изменяющегося напряжения (2-a, 2-b, ... 2-n) и генератора 3, управляемого напряжением (3-a, 3-b, ... 3-n). Выходы всех n формирователей частот подключены к n сигнальным входам коммутатора 4, выход которого, в свою очередь, соединен со входом широкополосного усилителя 5 мощности, подключенного через управляемое согласующее устройство 6 к широкополосной антенной системе 7.

К управляющим входам широкополосного усилителя 5 мощности, управляемого согласующего устройства 6 и формирователей 2 нелинейно изменяющегося напряжения подключен регулятор 8 характеристик, а к управляющему входу коммутатора 4 подсоединен генератор 9 псевдослучайной последовательности импульсов.

Работа заявленного устройства защиты осуществляется следующим образом.

Весь диапазон защищаемых частот от нижней частоты f_н до верхней частоты f_в разбит на n поддиапазонов (f_a, f_b,..f_n), количество которых равно количеству формирователей f частот. Поддиапазоны частично перекрывают друг друга, как показано на диаграмме, отображающей процесс развертки частоты во времени на выходе коммутатора 4. Для наглядности последовательность чередования поддиапазонов показана условна.

Каждый из n генераторов 3, управляемых напряжением, генерирует сигнал, частота которого f непрерывно изменяется за промежуток времени T по закону, определяемому формирователем 2 нелинейно изменяющегося напряжения под действием регулятора 8 характеристик. Генератор 3a, например, производит развертку частоты в поддиапазон f_a, генератор 3b - в поддиапазоне f_b, при этом на участке частот f_ab за период времени от to до tn каждое значение частоты появляется дважды. То же самое можно сказать об участках частот f_cd...f_n(n-1). Таким образом, наложение спектров в определенной степени эквивалентно уменьшению периода появления частоты помехи в пределах указанных участков, то есть уменьшению "размывания" мощности помехи во времени. Подобный эффект дает и уменьшение скорости изменения частоты в пределах указанных участков.

Коммутатор 4 последовательно во времени подключает каждый из n генераторов 3, управляемых напряжением, ко входу широкополосного усилителя 5 мощности по закону, определяемому генератором 9 псевдослучайной последовательности импульсов. С выхода усилителя 5 мощности усиленный сигнал подается на вход управляемого согласующего устройства 6, а с его выхода - на вход широкополосной антенной системы 7. Регулятор 8 характеристик определяет заданную неравномерность усиления широкополосного усилителя 5 мощности с повышенным коэффициентом усиления в заданных участках диапазона защищаемых частот и заданную неравномерность амплитудно-частотной характеристики широкополосной антенной системы 7 с помощью управляемого согласующего устройства 6.

Таким образом, предложенное устройство за счет новой совокупности признаков обеспечивает возможность оперативно адаптировать его к изменению радиочастотной обстановки без изменения схемы и конструкции, обеспечивает увеличение надежности защиты от несанкционированной передачи информации управления радиовзрывателями по радиоканалу в широком диапазоне заранее неизвестных радиочастот без повышения интегральной выходной мощности устройства, его энергопотребления, габаритов и массы, и обеспечивает соблюдение санитарных норм воздействия излучения на организм операторов в соответствии с ГОСТ 12.1.006-84 и СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96.

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 F 41 H 11/12, опубл. БИ N 36, ч. 11, 1997, с. 391.