Результат интеллектуальной деятельности: Передатчик радиопомех

Изобретение относится к области радиоэлектронной борьбы и может быть использовано для создания преднамеренных помех радиоэлектронным средствам различного функционального назначения.

Известны передатчики радиопомех, содержащие формирователи помех (источники шума, модуляторы, цифровые устройства воспроизведения сигналов), усилители и антенны (однолучевые, переключаемые многолучевые, фазированные антенные решетки) [см., например, Перунов Ю.М., Фомичев К.И., Юдин Л.М., Радиоэлектронное подавление информационных каналов систем управления оружием. Под ред. Ю.М. Перунова. -М.: «Радиотехника», 2003, с. 76-108].

Недостатком известных передатчиков является ограниченные функциональные возможности по управлению имеющимися ресурсами передатчиков по частоте, спектру и пространству, которые, во многом, определяются конкретными техническими решениями передатчиков.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является многоканальный передатчик радиопомех, содержащий модуль управления и контроля, генератор опорной частоты, N - каналов формирования помех, коммутатор, K - каналов усиления, фильтрации и излучения помех [см., например, патент RU №2479919, C1, МПК Н04В 1/04, опубл. 20.04.2013 г.]. Многоканальный передатчик радиопомех обеспечивает широкие «функциональные возможности по постановке рациональных, с максимально достижимой ситуационной эффективностью, определяемой реальным результатом технически исправных каналов усиления, фильтрации, излучения помеховых сигналов и снижении уровня нежелательных в аспекте электромагнитной совместимости радиоизлучений».

Недостатком известного многоканального передатчика радиопомех является низкий уровень функциональных возможностей по управлению имеющимися ресурсами по пространству, так как синтезируемые в каналах формирования помехи являются независимыми (некогерентными) и передающие антенны каждого канала усиления, фильтрации и излучения помех формируют независимые диаграммы направленности. В известном многоканальном передатчике радиопомех (МРП) в каждый канал усиления, фильтрации и излучения помехового сигнала «введен разветвитель, выполняющий функцию реализации схемы подачи помехового сигнала на излучающий элемент передающей антенны, образующих решетку с фазированными сдвигами, обеспечивающими синтез ситуационно-оптимальный направленности передающей антенны каждого канала и МПР в целом» [см. патент RU №2479919, С1, МПК Н04В 1/04, опубл. 20.04.2013 г.]. То есть передающие антенны каждого канала усиления, фильтрации и излучения обеспечивают направленность излучения лишь применительно к каждому конкретному каналу, а в совокупности каналы усиления, фильтрации и излучения реализуют направленность излучений МПР в целом, но не обеспечивают синтез направленности излучения (синфазное излучение, как фазированной антенной решетки) одновременно всех или нескольких каналов усиления, фильтрации и излучения помехового сигнала.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей передатчика радиопомех по управлению имеющимися ресурсами по пространству, за счет синтеза в каналах формирования когерентных помех с заданными начальными фазами и реализации антенной решетки из передающих антенн каналов усиления, фильтрации и излучения помех и тем самым повышение направленности излучения и эффективности передатчика.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном многоканальном передатчике радиопомех, содержащем модуль управления и контроля, генератор опорной частоты, N - каналов формирования помех, коммутатор, K - каналов усиления, фильтрации и излучения помех, при этом N выходов модуля управления и контроля подключены к входам каналов формирования помех, выходы которых через коммутатор подключены к входам каналов усиления, фильтрации и излучения помех, N+1 выход модуля управления и контроля подключен к N+1 входу коммутатора, а выход генератора опорной частоты подключен к входу модуля управления и контроля и к вторым входам K - каналов усиления, фильтрации и излучения помех, согласно изобретению, каналы формирования помех выполнены в виде последовательно соединенных модулей расчета отсчетов формируемой помехи, устройств хранения отсчетов формируемой помехи и цифро-аналоговых преобразователей, при этом к вторым входам устройств хранения отсчетов формируемой помехи подключен выход генератора опорной частоты.

Сущность изобретения заключается в том, что каналы формирования помех выполнены в виде последовательно соединенных модулей расчета отсчетов формируемой помехи, устройств хранения отсчетов формируемой помехи и цифро-аналоговых преобразователей, при этом к вторым входам устройств хранения отсчетов формируемой помехи подключен выход генератора опорной частоты, за счет этого в каналах формирования синтезируются когерентные помехи с заданными начальными фазами. Выходы каналов формирования помех подключены через коммутатор к соответствующим входам каналов усиления, фильтрации и излучения помех, что обеспечивает реализацию фазированной антенной решетки из передающих антенн каналов усиления, фильтрации и излучения помех и формирование соответствующей диаграммы направленности. При этом обеспечивается увеличение плотности потока мощности помехи в k² раз по сравнению с плотностью потока мощности помехи, создаваемой одним каналом усиления, фильтрации и излучения помех. Здесь k - число каналов усиления, фильтрации и излучения помех, используемых в конкретный момент времени для излучения помехи (k € 1….К). Причем число задействованных каналов формирования помех n (n € 1….N) равно числу каналов усиления, фильтрации и излучения помех к, используемых в конкретный момент времени для излучения помехи. При одновременном формировании нескольких спектров помех m (m=1….N) число каналов усиления, фильтрации и излучения к для каждой из формируемых помех может выбираться в пределах от 1 до К в соответствии с решаемыми задачами.

Этим достигается указанный в изобретении технический результат.

Структурная схема передатчика радиопомех приведена на фигуре, где обозначено: 1 - модуль управления и контроля, 2 - генератор опорной частоты, 3.1…3.N - каналы формирования помех, 4.1…4.N - модули расчета отсчетов формируемой помехи, 5.1…5.N - устройства хранения отсчетов формируемой помехи, 6.1…6.N - цифро-аналоговые преобразователи, 7 - коммутатор, 8.1…8.K - каналы усиления, фильтрации и излучения помех.

Назначение элементов схемы ясно из их названия. Все устройства могут быть выполнены с использованием выпускаемых промышленностью радиотехнических элементов. Модули расчета отсчетов формируемой помехи могут быть выполнены на основе отечественных микропроцессорных вычислительных элементов семейства «Эльбрус», например, с использованием микропроцессоров МЦСТ-R500 с архитектурой SPARC [см., например, Ким А.К., Перекатов, В.И., Ермаков С.Г. Микропроцессоры и вычислительные комплексы семейства «Эльбрус». - СПб.: Питер, 2013, с. 68-74]. Устройства хранения отсчетов формируемой помехи могут быть реализованы на основе микросхем памяти, а цифро-аналоговые преобразователи одним из известных технических решений [см., например, Федоркова Б.Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП. Функционирование, параметры, применение. - Энергоатомиздат, 1990, с. 48-129].

Передатчик радиопомех работает аналогично прототипу. Отличие заключается в следующем. С модуля управления и контроля 1 на входы n модулей расчета отсчетов формируемой помехи 4.1…4.N (n<N) поступает информация, как и в прототипе, о виде и параметрах формируемой помехи (вид модуляции, необходимая полоса, структура модулирующего сигнала, значение несущей частоты), а также информация о начальной фазе несущей частоты в каждом из n каналов (относительном сдвиге фаз несущей частоты в каждом из n каналов) в соответствии с требуемым направлением излучения помехи. В соответствии с поступившей информацией в каждом из n модулей расчета отсчетов формируемой помехи 4.1…4.N в соответствии с теоремой Котельникова [см., например, Васильев К.К., Глушков В.А., Дормидонтов А.В.,. Нестеренко А.Г. Теория электрической связи: учебное пособие. Под общ. ред. К.К. Васильева. - Ульяновск: УлГТУ, 2008, с. 39-42] вычисляются отсчеты для формируемого вида помехи с учетом значения начальной фазы в каждом канале. Рассчитанные значения отсчетов формируемой помехи переводятся в двоичный вид и передаются с модулей расчета отсчетов формируемой помехи 4.1…4.N в соответствующие устройства хранения отсчетов формируемой помехи 5.1…5.N. В устройствах хранения отсчетов формируемой помехи 5.1…5.N осуществляется последовательная запись и хранение в двоичном коде всех поступивших отсчетов. В дальнейшем происходит последовательное и непрерывное считывание отсчетов в цифро-аналоговые преобразователи 6.1…6.N с частотой дискретизации, формируемой из сигнала опорной частоты и равной частоте, которая использовалась при расчете выборок отсчетов. После завершения первого цикла считывания всех вычисленных отсчетов процесс считывания повторяется необходимое число раз, тем самым достигается непрерывность формирования помехи. После восстанавливающей фильтрации на выходах цифро-аналоговых преобразователей 6.1…6.N формируются помехи в аналоговом виде. Таким образом, в n каналах формирования помех 3.1…3.N синтезируется помеха с заданными параметрами, в том числе в каждом из n каналов с заданным значением начальной фазы несущей частоты. С выходов цифро-аналоговых преобразователей 6.1…6.N через коммутатор 7 сформированные помехи по командам модуля управления и контроля 1 поступают в соответствующие каналы усиления, фильтрации и излучения помех 8.1…8.K. В результате на передающих антеннах каналов усиления, фильтрации и излучения помех k=n реализуется фазовый фронт излучения, соответствующий требуемому пространственному направлению создания помех. При одновременном формировании нескольких спектров помех m передатчик радиопомех работает аналогично. Отличие состоит в том, что каждый спектр помех m синтезируется с заданными параметрами (в том числе с заданными значениями начальной фазы несущей частоты) в n_m каналах формирования помех (n_m € 1….N). Сформированные спектры помех поступают в соответствующие каналы усиления, фильтрации и излучения помех 8.1…8.K. Причем число каналов усиления, фильтрации и излучения для каждой из формируемых помех выбирается в пределах от 1 до K в соответствии с решаемыми задачами. Например, при формировании двух (m=2) спектров помех с равными значениями плотности потока мощности помехи число каналов усиления, фильтрации и излучения для каждой из формируемых помех может быть равно Возможно, когда число каналов усиления, фильтрации и излучения для одной из формируемых помех принимается равным 1 (n₁=1), а для второй может быть от 1 до K-1 (n₂=1….K-1).

Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые радиоэлектронные узлы и устройства.

Использование предлагаемого передатчика радиопомех позволяет осуществлять широкие функциональные возможности по управлению имеющимися ресурсами по пространству и тем самым обеспечить его максимальную эффективность.