Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РАДИОЭЛЕКТРОННОГО ПОДАВЛЕНИЯ СИСТЕМЫ РАДИОСВЯЗИ

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к радиоэлектронному подавлению (РЭП) активными помехами радиоэлектронных средств (РЭС), в частности средств радиосвязи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, и может быть использовано для подавления корабельных и авиационных средств радиосвязи.

Известен способ РЭП РЭС активными помехами, реализуемый в станции активных помех, защищенной патентом РФ на изобретение №2103705 МПК G01S 7/38, 1994 г., в станции маскирующих и импульсных помех, защищенной патентом РФ на полезную модель №29818 МПК H04K 3/00, G01S 7/38, 2002 г. и в устройстве формирования помех, защищенном патентом РФ на полезную модель №29198, МПК Н04К 3/00, G01S 7/38, 2002 г. В соответствии с этим способом принимают зондирующий информационный сигнал, по нему воспроизводят его несущую частоту, формируют ответную шумовую помеху на этой частоте, усиливают и излучают в направлении подавляемого РЭС.

Прием зондирующего информационного сигнала, воспроизведение его несущей частоты, формирование помехового сигнала, его усиление и излучение в направлении подавляемого РЭС являются существенными признаками и заявляемого способа.

Причиной, препятствующей достижению технического результата, обеспечиваемого изобретением, в этих аналогах является относительно узкий частотный диапазон подавления РЭС. Расширение же частотного диапазона подавления РЭС делает требуемый энергетический потенциал станции помех настолько большим, что способ становится либо нереализуемым, либо само подавление является малоэффективным.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способом РЭП (прототипом) является способ, реализующий полигармоническую помеху [см., например, Борисов В.И. и др. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты. - М.: Радио и связь. - 2000. - с.53-59, рис.1.23, 1.24]. В соответствии с этим способом, как и в указанных выше аналогах, принимают зондирующий информационный сигнал, по нему воспроизводят несущую частоту и формируют ответную помеху, усиливают и излучают в направлении подавляемого РЭС. Однако помеха представляет собой не шумовой сигнал в широком диапазоне, а набор немодулированных гармонических колебаний равной мощности, распределенных по диапазону рабочих частот подавляемого РЭС и одновременно излучаемых в его направлении.

Прием зондирующего информационного сигнала, формирование из него ответных помех, представляющих собой набор гармонических немодулированных колебаний, их усиление и излучение в направлении подавляемого РЭС являются существенными признаками и заявляемого способа.

Описанный способ-прототип является несколько более эффективным, чем шумовая помеха и при прочих равных условиях обеспечивает более высокую спектральную плотность помехи.

Причинами, препятствующими достижению в прототипе технического результата, обеспечиваемого изобретением, являются его относительно низкая эффективность и трудность реализации. Особенно сильно это сказывается при подавлении систем с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ).

Дело в том, что у этих систем достаточно широкий диапазон перестройки частоты, поэтому формирование и одновременное излучение полигармонических сигналов во всем этом диапазоне крайне затруднительно, хотя и в меньшей степени, чем в случае шумовой помехи. В большинстве случаев эта задача вообще нереализуема. Следует отметить, что подавляемый приемник, как правило, перемещается в пространстве относительно станции помех, и в принципе может оказаться на достаточно большом расстоянии от станции помех, что напрямую уменьшает мощность помех пропорционально квадрату этого расстояния. Кроме того, одновременное излучение большого числа гармонических сигналов практически исключает прием зондирующего информационного сигнала во время этого излучения, а передатчик подавляемой системы за это время может сменить часть несущих частот, либо все их, что также в конечном итоге снизит эффективность воздействия помех.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение реализуемости способа и повышение эффективности РЭП.

Технический результат достигается тем, что в известном способе РЭП системы радиосвязи непрерывно измеряют координаты носителей передатчика и приемника подавляемой системы, в качестве носителя комплекса РЭП используют летательный аппарат, при этом удерживают этот носитель в точке пространства на линии «передатчик - приемник» на минимально возможном расстоянии от приемника, при обнаружении в принятом зондирующем информационном сигнале передатчика информационных радиоимпульсов фазоманипулированного сигнала со скачкообразно изменяющейся от импульса к импульсу по случайному закону несущей частотой измеряют их длительность, период следования и несущие частоты, в случае соответствия результатов измерения каталожным значениям параметров зондирующего информационного сигнала подавляемой системы формируют помеховые сигналы, представляющие собой радиоимпульсы с теми же длительностью, периодом следования и несущей частотой, что и принятые зондирующие информационные импульсы, но задержанные относительно принятых на время порядка 0,2 микросекунды и без фазовой манипуляции, при этом каждый из помеховых импульсов формируют из начальной части соответствующего принятого зондирующего информационного радиоимпульса путем измерения его несущей частоты и формирования смодулированного радиоимпульса соответствующей длительности на этой частоте.

Для достижения технического результата в известном способе РЭП системы радиосвязи, основанном на приеме зондирующего информационного сигнала подавляемой системы, воспроизведении его несущей частоты, формировании помехового сигнала, его усилении и излучении в направлении подавляемого средства, непрерывно измеряют координаты носителей передатчика и приемника подавляемой системы, в качестве носителя комплекса РЭП используют летательный аппарат, при этом удерживают этот носитель в точке пространства на линии «передатчик-приемник» на минимально возможном расстоянии от приемника, при обнаружении в принятом зондирующем информационном сигнале передатчика информационных радиоимпульсов фазоманипулированного сигнала со скачкообразно изменяющейся от импульса к импульсу по случайному закону несущей частотой измеряют их длительность, период следования и несущие частоты, в случае соответствия результатов измерения каталожным значениям параметров зондирующего информационного сигнала подавляемой системы формируют помеховые сигналы, представляющие собой радиоимпульсы с теми же длительностью, периодом следования и несущей частотой, что и принятые зондирующие информационные импульсы, но задержанные относительно принятых на время порядка 0,2 микросекунды и без фазовой манипуляции, при этом каждый из помеховых импульсов формируют из начальной части соответствующего принятого зондирующего информационного радиоимпульса путем измерения его несущей частоты и формирования смодулированного радиоимпульса соответствующей длительности на этой частоте.

Совокупность вновь введенных действий по удержанию комплекса РЭП на минимальном расстоянии от подавляемого приемника и формированию помеховых сигналов на тех же частотах, что и зондирующие информационные радиоимпульсы, и практически одновременно с ними не следует явным образом из уровня техники. Отсутствуют какие-либо источники информации, в которых бы эти действия самостоятельно или в совокупности с остальными действиями способа были бы описаны. Это позволяет считать заявляемый способ РЭП новым и имеющим изобретательский уровень.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором на фиг.1 приведено взаимное положение носителя 1 передатчика подавляемой системы, носителя 2 ее приемника и носителя 3 комплекса РЭП, реализующего заявляемый способ.

В качестве носителя 1 может служить, например, самолет ДРЛО с передатчиком подавляемой системы «Джитидс», в качестве носителя 2 - надводный корабль, на котором установлен один из приемников этой системы, а в качестве носителя 3 - вертолет или беспилотный летательный аппарат, на котором установлен комплекс РЭП, реализующий заявляемый способ.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

Постоянно измеряют координаты всех трех носителей 1, 2, 3, на которых установлены передатчик, подавляемый приемник и комплекс РЭП. По измеренным координатам носителей 1 и 2 определяют направление «носитель 1 - носитель 2». Положением носителя 3 в пространстве управляют таким образом, чтобы он постоянно удерживался на линии «носитель 1 - носитель 2» на минимально возможном расстоянии R от носителя 2, при этом приемная антенна установленного на нем комплекса РЭП была бы направлена в сторону носителя 1, а передающая - в сторону носителя 2 приемника подавляемой системы.

Установленный на носителе 1 передатчик формирует, усиливает и излучает в нужных направлениях, в том числе и в направлении носителя 2, зондирующий информационный сигнал, представляющий собой радиоимпульсы фазоманипулированного сигнала длительностью порядка 6 мкс и периодом следования порядка 25 мкс. Несущая частота этих импульсов скачкообразно изменяется от импульса к импульсу по псевдослучайному закону в диапазоне примерно 250 МГц с шагом не менее 5 МГц (примерно 50 фиксированных частот). Каждый из радиоимпульсов представляет собой последовательность порядка 30 посылок длительностью 0,2 мкс каждая несущей частоты, причем каждой посылке соответствует 1 или 0, что определяется фазовой манипуляцией. Таким образом, информация в зондирующем информационном сигнале передается за счет его фазовой манипуляции.

Возможные пределы изменения параметров описанного сигнала записаны в памяти ЭВМ комплекса РЭП в каталоге подавляемых средств.

В комплексе РЭП на носителе 3 принимают излученный передатчиком зондирующий информационный сигнал, измеряют длительность, период следования и несущие частоты зондирующих информационных радиоимпульсов, определяют наличие в них фазовой манипуляции. Результаты измерения сравнивают с каталожными значениями. В случае соответствия принимают решение о РЭП. Для этого формируют помеховые сигналы с измеренными несущими частотами.

Каждый из помеховых сигналов формируют из начальной части соответствующего принятого зондирующего информационного радиоимпульса. Для этого измеряют его несущую частоту, на что уходит время порядка 0,2 микросекунды. На этой частоте формируют смодулированный радиоимпульс длительностью, равной длительности принятого радиоимпульса. Таким образом, сформированный помеховый радиоимпульс имеет ту же частоту, что и принятый, и запаздывает относительно принятого на время порядка 0,2 микросекунды, при этом фазовая манипуляция в нем отсутствует. Сформированный помеховый сигнал усиливают и излучают в направлении носителя 2.

В результате на входе подавляемого приемника вместе с каждым из зондирующих информационных радиоимпульсов в течение всего промежутка времени его действия порядка 6 микросекунд, за исключением короткой паузы порядка 0,2 микросекунды, действует помеховый радиоимпульс на той же частоте, но без фазовой манипуляции. При существенном энергетическом превышении помехового сигнала над информационным декодировать зондирующий информационный сигнал не представляется возможным.

Оценим коэффициент К_П превышения помехового сигнала над зондирующим информационным для типовых параметров подавляемых средств и комплекса РЭП и их взаимного расположения:

PG_П=3·10⁴ Вт - энергопотенциал подавляемой системы связи;

PG_РЭП=10⁴ Вт - энергопотенциал комплекса РЭП;

γ_П - 0,5 - коэффициент несовпадения поляризации подавляемого и помеховых сигналов;

D=150000 м - расстояние «носитель 1-носитель 2»;

R=5000 м - расстояние «носитель 2-носитель 3».

Расчет коэффициента К_П может быть произведен по формуле:

_.

Подставив численные значения, получим:

.

Таким образом, коэффициент превышения помехового сигнала над зондирующим информационным сигналом составляет К_П=150, то есть 24,8 дБ, что вполне достаточно для эффективного подавления последнего.

В способе-прототипе расстояние R между носителями 2 и 3 никак не контролируется и в общем случае может значительно превышать 5 км. Оно может составлять, например, (50÷100) км.

В способе-прототипе коэффициент К_П следует дополнительно умножить на отношение , где Δf_пр - полоса пропускания приемника подавляемой системы, Δf - диапазон перестройки несущих частот зондирующего информационного сигнала.

Принимая типовые значения Δf_пр=5 МГц и Δf=250 МГц и R=50 км, получим и К_П=0,03, что явно недостаточно для подавления информационного сигнала.

Для обеспечения приемлемого значения коэффициента подавления К_П≈20÷30 энергетический потенциал PG_РЭП комплекса РЭП необходимо увеличивать не менее, чем на два порядка, что крайне затруднительно.

Кроме того, в способе-прототипе помехи излучаются непрерывно, что не позволяет принимать какие-либо сигналы во время излучения из-за ограниченности развязки между приемной и передающей антеннами комплекса РЭП. Это дополнительно снижает эффективность подавления системы радиосвязи, если во время воздействия помех все несущие частоты или часть их в зондирующем информационном сигнале будут изменены.

В заявляемом же способе помеховые сигналы излучаются синхронно с принимаемыми сигналами со скважностью, примерно равной двум, поэтому ничто не мешает приему зондирующих информационных сигналов в паузах между излучаемыми помехами.

В соответствии с изложенным, можно сделать вывод, что эффективность заявляемого способа выше, чем у способа-прототипа, при этом для его реализации требуется меньший, чем для реализации способа-прототипа, энергопотенциал.

Предлагаемый способ РЭП достаточно легко реализуем. Координаты носителя 3 могут быть определены с помощью специально установленного на нем спутникового навигатора. Координаты носителей 1 и 2 - с помощью специализированных средств вскрытия радиообстановки, входящих в состав радиолокационного оборудования носителя 3. Комплекс РЭП, осуществляющий прием зондирующего информационного сигнала, его анализ, формирование, усиление и излучение помех может быть реализован на тех же элементах, что и упомянутые выше аналоги - станции помех, защищенные патентами РФ №№2103705, 29818 и 29198.