Мобильный комплекс обнаружения и подавления радиоуправляемых взрывных устройств - RU183565U1

Чертежи

Описание

Полезная модель относится к техническим средствам обнаружения и подавления радиоуправляемых взрывных устройств (РВУ) и может быть использована при проведении работ по поиску дистанционно управляемых РВУ с обеспечением защиты экипажа мобильного комплекса от несанкционированного срабатывания РВУ.

Актуальность разработки новых радиолокационных способов и устройств обусловлена возрастанием во всем мире угрозы «взрывного» терроризма, а также непрекращающимися военными конфликтами, в ходе которых РВУ получают все большее распространение. При этом дальность действия радиолокации обусловливает удаление оператора поиска (персонала) от обнаруживаемых РВУ, достаточное для безопасности жизнедеятельности, в отличие от широко применяемых близкодействующих средств обнаружения взрывных устройств - специальных щупов или активных индукционных металлообнаружителей.

Предлагаемый комплекс состоит из подвижного носителя, на котором установлены две подсистемы: обнаружения РВУ на базе нелинейного радиолокатора (НРЛ) и устройства блокировки радиосигналов дистанционного управления РВУ, объединенные единым управляющим устройством.

Известно, что для обнаружения скрытых в маскирующей среде РВУ применяются радиолокационные устройства, работающие в определенных режимах локации [1]. Принцип их действия основан на облучении обследуемых объектов короткими радиочастотными импульсами и приеме сигналов откликов (переизлученных сигналов) на частотах второй и третьей гармоник зондирующего излучения.

Сигналы отклики на частотах второй и третьей гармоник зондирующего излучения появляются в результате спектрального преобразования зондирующего сигнала на элементах с нелинейной вольтамперной характеристикой. Такой характеристикой обладают полупроводниковые элементы, входящие в состав радиоэлектронных устройств.

При облучении радиоэлектронных устройств в спектре переизлученного сигнала, как правило, преобладают четные гармонические составляющие зондирующего излучения (2-я гармоника), напротив, при облучении контактов металлических предметов, как правило, в спектре переизлученного сигнала преобладают нечетные гармоники (3-я гармоника).

Регистрируя с помощью приемника сигналы на частотах, соответствующих второй и третьей гармоникам, по соотношению их уровней оператор отличает объекты, содержащие электронные схемы с полупроводниковыми элементами от объектов, содержащих металлические контакты.

В настоящее время на отечественном рынке представлен большой ассортимент как отечественных, так и зарубежных нелинейных радиолокаторов.

Известен способ обнаружения РВУ и соответствующие радиолокаторы [2], в которых облучение РВУ осуществляется одним зондирующим сигналом частоты ƒ, а регистрация отраженного сигнала производится на одной из кратных гармоник nƒ. Указанную составляющую отраженного сигнала в дальнейшем будем называть полезным сигналом. Перемещаясь в процессе поиска вдоль укрывающей поверхности естественных и искусственных сред, радиолокатор постепенно сближается или удаляется от РВУ, заглубленного в ее приповерхностном слое, в результате чего указанное перемещение будет сопровождаться изменением мощности полезного сигнала, указывающим на присутствие РВУ.

Недостаток аналога состоит:

- в низкой скрытности излучения, вытекающей из постоянства излучаемой частоты, что в конечном итоге позволяет эффективно вести разведку, подавление и противодействие радиолокаторам-аналогам;

-в недостаточно высоких характеристиках обнаружения при поиске РВУ.

Известен способ нелинейной локации [3], заключающийся в генерации 2-х гармонических сигналов S1 и S2 с частотами ƒ1 и ƒ2 соответственно, излучении в направлении РВУ 2-х зондирующих сигналов, приеме отраженного сигнала, синхронном детектировании принимаемого сигнала с помощью опорного колебания S0 частоты ƒ0 и принятии решения об обнаружении нелинейно-рассеивающего объекта путем сравнения в пороговой схеме мощности выходного сигнала синхронного детектора с порогом. Дополнительно осуществляется генерация набора из N гармонических сигналов Gn и частоты Fn, n=1, 2, …, N, формирование из сигналов Gn и S1 сигналов S1n частоты ƒ1n=ƒ1+Fn, формирование из сигналов Gn и S2 сигналов S2n частоты ƒ2n=ƒ2+Fn, в качестве двух зондирующих сигналов используется n-я пара сигналов S1n, S2n, n=1,2, …N, с поочередной сменой этих пар во времени в соответствии с индексом «n», определение мощности Pn выходного сигнала синхронного детектора для каждой n-й пары зондирующих сигналов S1n, S2n, выбор среди набора {Pn} максимального значения Pmax, причем частота ƒ0 выбирается равной ƒ0=ƒ2-ƒ1, а в качестве величины, сравниваемой с пороговой мощностью, используется Pmax.

Недостаток аналога заключается в отсутствии защиты оператора от несанкционированного подрыва РВУ, который может быть инициирован либо внешним сигналом радиоуправления, либо действием зондирующего гармонического сигнала.

Известен нелинейный радиолокатор NR-900EK (прототип), состоящий из передатчика зондирующего сигнала, двух приемников 2-й и 3-й гармоник зондирующего сигнала, настроенных на удвоенную частоту сигнала передатчика, блока управления, блока обработки, блока антенн приемной и передающей, пульта управления и индикации [3]. Импульсный нелинейный радиолокатор (ИНРЛ) NR-900 ЕК работает следующим образом. Пульт управления и индикации содержит две линейки по 16 светодиодов красного и зеленого цветов, обозначенных цифрами «2» и «3» (индикаторы уровней принимаемых сигналов-откликов зондирующего сигнала соответственно), кнопку и индикатор изменения излучаемой мощности «шах», три кнопки ослабления уровней входных сигналов приемников («-10», «-20», «-30») с индикаторами и кнопку включения-выключения питания изделия с индикатором.

С пульта управления и индикации через блок управления устанавливается уровень мощности излучения передатчика зондирующего сигнала (максимальный или минимальный), а через блок обработки -величина ослабления уровней входных сигналов приемников (10, 20 и 30 дБ).

Блок управления осуществляет управление работой передатчика зондирующего сигнала, двух приемников 2-й и 3-й гармоник, блока обработки и пульта управления и индикации, осуществляя подключение и отключение блоков для обеспечения работы средства. В момент работы устройства на излучение для предотвращения выхода блоков из строя приемники 2-й и 3-й гармоник и блок обработки отключаются. В момент работы устройства на прием переизлученного сигнала передатчик зондирующего сигнала отключается, а приемники 2-й и 3-й гармоник и блок обработки включаются и начинают работать.

Моногармонический зондирующий сигнал, формируемый передатчиком, подается на направленную передающую антенну и излучается в направлении объекта обследования. На нелинейных (полупроводниковых) элементах объекта обследования зондирующий сигнал преобразуется в полигармонический («обогащается» гармониками) и переизлучается.

Переизлученный сигнал принимается приемной антенной и поступает на входы приемников, которые выделяют сигналы 2-й и 3-й гармоник частоты зондирования. С приемников выделенные сигналы поступают для дальнейшей обработки в блок обработки. После обработки принятых сигналов в блоке обработки их уровни отображаются на светодиодных индикаторах пульта управления и индикации. Решение о виде объекта принимается по соотношению уровней сигналов откликов на частотах 2-й и 3-й гармоник частоты зондирования.

Недостатком прототипа является то, что существует опасность несанкционированного подрыва РВУ с дистанционно управляемым взрывателем во время проведения обследования объекта (с помощью НРЛ), посредством подачи на него радиосигнала управления.

Известны способы радиоэлектронного подавления сигналов радиолиний управления РВУ, описанные в патентах [4, 5].

Наиболее близким способом, отвечающим функциональным признакам предлагаемой полезной модели, является, изложенный в описании к патенту RU 2327294 [5]. Способ заключается в том, что постановка широкополосной заградительной помехи производится по циклограмме, включающей режим подавления и режим контроля радиоэлектронной обстановки (РЭО) при выключенной помехе, в режиме контроля РЭО производится селекция радиосигналов на выбранных участках частот, по результатам проведенной селекции осуществляется выбор вида создаваемой помехи. В случае обнаружения радиосигнала производится постановка мешающего сигнала в виде комбинации узкополосной помехи с широкополосной заградительной помехой во всем рабочем диапазоне частот помехопостановщика, способ отличается тем, что производят режим контроля РЭО при включенной заградительной помехе, вне диапазона частот, занимаемого заградительными помехами, по сигналам, излучаемым командным передатчиком на комбинационных гармониках на частотах [n-1]F₀(t) и nF₀(t), где n - порядковый номер комбинационных гармоник сигнала, излучаемого командным передатчиком РВУ; из разности одновременно измеренных частот nF₀(t) и [n-1]F₀(t) определяют центральную частоту сигнала управления F₀(t), полученное значение используют для перестройки частоты передатчика прицельной помехи, длительность которой близка к длительности сигнала РВУ.

Способ реализуется в устройстве, которое состоит из управляющей ЭВМ, блокиратора сигнала радиолинии управления взрывом, блока управления, приемника, блок вычитания, первого приемного модуля, второго приемного модуля, передатчика узкополосной помехи, передатчика широкополосной помехи, блока питания.

Данный способ подавления сигналов управления РВУ не может быть использован при совместной работе с поисковым НРЛ, поскольку рабочие частоты приемного тракта типового НРЛ совпадают с диапазоном частот широкополосной заградительной помехи, создаваемой блокиратором.

Задача, решаемая полезной моделью, - обеспечение безопасности работы персонала мобильного комплекса на базе ИНРЛ при поиске РВУ.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в обеспечении электромагнитной совместимости (ЭМС) при совместной работе НРЛ и устройства (блокиратора РВУ) обеспечения подавления управляющих сигналов с дистанционно расположенных командно-передающих устройств, работающих на подрыв РВУ.

Задача обеспечения электромагнитной совместимости ИНРЛ и блокиратора РВУ решается с помощью метода временного разделения соответствующих сигналов - зондирующего и приемного НРЛ и заградительной помехи от блокиратора. При этом большая (более 100) скважность зондирующего сигнала и его малая длительность (менее 1 мс) позволяет реализовать практически непрерывную (со скважностью менее 1,01) заградительную помеху, блокирующую работу РВУ.

Временная диаграмма совмещенной работы ИНРЛ и блокиратора РВУ представлена на фигуре 1.

Часть литерных генераторов шумового сигнала (ЛГШС) блокиратора циклически отключается на временное окно t=1 мс, куда «вписывается» работа НРЛ. Этого времени вполне «хватает» на осуществление излучения нелинейным радиолокатором зондирующего радиоимпульса и приема переизлученного сигнала.

В силу того, что время t настолько мало, что за это время невозможна передача команды управления ни одного из известных (существующих) РВУ, применение данной технологии обеспечения ЭМС нелинейного радиолокатора и устройства подавления (блокиратора РВУ) не снижает эффективности работы ИНРЛ по обнаружению РВУ и блокиратора по подавлению РВУ.

На фиг. 2 изображена структурная схема прототипа известного ИНРЛ NR-900EK в составе: передатчика 1 зондирующего сигнала, приемника 2 2-й гармоники зондирующего сигнала и приемника 3 3-й гармоники зондирующего сигнала, блока управления 4, блока обработки 5, блока 6 приемной и передающей антенн, пульта управления и индикации 7.

На фиг.3 изображена структурная схема ИНРЛ мобильного комплекса, выполненного согласно описанию предлагаемой полезной модели в составе: передатчика 1 зондирующего сигнала, приемника 2 2-й гармоники зондирующего сигнала и приемника 3 3-й гармоники зондирующего сигнала, блока управления 4, блока обработки 5, блока 6 приемной и передающей антенн и пульта управления и индикации 7. В отличие от прототипа, в импульсный НРЛ введен модуль постановщика помех 8, состоящий из блокиратора РВУ 9 и передающей антенны 10 постановщика помех.

Модуль постановщика помех 10 (фиг. 3) работает под управлением единого блока управления ИНРЛ 3, который обеспечивает создание заградительной широкополосной радиоэлектронной помехи, синхронно и циклически генерируемой в те моменты времени, когда импульсный НРЛ находится в нерабочем режиме - в отсутствие излучения. При этом скважность действия ИНРЛ выбирается относительно большой (не менее 100), а период цикла - относительно малым (не более 100 мс), обеспечивая надежное блокирование возможного РВУ, находящегося в зоне поиска, которое «не успевает» включиться в рабочий режим за малое время (не более 1 мс) действия ИНРЛ - отсутствия заградительной помехи.

Работоспособность была подтверждена рядом экспериментальных исследований направленных на:

- повышение эффективности антенной системы ИНРЛ, с целью снижения уровня боковых лепестков диаграммы направленности (снижение влияния конструктивных элементов базового носителя);

- обеспечение управления литерами блокиратора РВУ в широком частотном диапазоне;

- оптимизация временного окна для обеспечения эффективности совместной работы элементов комплекса;

- обеспечение визуализации и управляемости подсистем комплекса. В ходе работ по созданию макета был проведен анализ команд

управления всех известных радиоуправляемых взрывных устройств в диапазоне 20... 2700 МГц и 5600 … 5900 МГц и установлено, что принимая во внимание длительность команд управления РВУ, кратковременное отключение ЛГШС на время t=1 мс не снижает эффективности блокиратора по их подавлению.

Экспериментальные исследования обеспечения совместной работы элементов комплекса проводились при использовании штатной антенны ИНВУ-3М, эти результаты представлены в таблице.

Таким образом, технический результат достигается тем, что в известный ИНРЛ, состоящий из передатчика зондирующего сигнала 1, приемника 2-й гармоники 2 и приемника 3-й гармоники зондирующего сигнала 3, настроенных соответственно на удвоенную и утроенную частоту сигнала передатчика ИНРЛ, блока управления ИНРЛ 4, блока обработки 5, блока приемной и передающей антенн 6, пульта управления и индикации 7, дополнительно введен модуль постановщика помех 8, состоящий из блокиратора 9, антенны постановщика помех 10, причем блокиратор работает под управлением блока управления ИНРЛ 4, который обеспечивает создание заградительной широкополосной радиоэлектронной помехи, синхронно и циклически генерируемой в те моменты времени, когда импульсный НРЛ находится в нерабочем режиме - при отсутствии излучения. При этом скважность действия ИНРЛ выбирается относительно большой - не менее 100, а период цикла относительно малым - не более 100 мс.

Литература

1. Дикарев В.И. Методы и средства обнаружения объектов в укрывающих средах / В.И. Дикарев, В.А. Заренков, Д.В. Заренков. - СПб.: Наука и Техника, 2004. - 280 с.

2. Мусабеков П.М., Панычев С.Н. Нелинейная радиолокация: методы, техника и область применения // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. - 2000. - №5. - С. 54-61.

3. Переносной детектор нелинейных переходов «NR-900EK» / Руководство по эксплуатации. ЮТДН 268165003 РЭ. - М.: ЗАО «Группа защиты - ЮТТА».

4. Патент RU 2283540, H04K 3/00, опубл. 10.09.2006, Бюл. №25.

5. Патент RU 2327294, Н04К 3/00, G01S 13/00, опубл. 20.06.2008, Бюл. №17 - прототип.

Реферат

Мобильный комплекс обнаружения и подавления радиоуправляемых взрывных устройств относится к техническим средствам обнаружения и подавления радиоуправляемых взрывных устройств (РВУ) и может быть использован при проведении работ по поиску дистанционно управляемых РВУ с обеспечением защиты экипажа мобильного комплекса от несанкционированного срабатывания РВУ.Актуальность разработки новых радиолокационных способов и устройств обусловлена возрастанием во всем мире угрозы «взрывного» терроризма, а также непрекращающимися военными конфликтами, в ходе которых РВУ получают все большее распространение. При этом дальность действия радиолокации обусловливает удаление оператора поиска (персонала) от обнаруживаемых РВУ, достаточное для безопасности жизнедеятельности, в отличие от широко применяемых близкодействующих средств обнаружения взрывных устройств - специальных щупов или активных индукционных металлообнаружителей.Предлагаемый комплекс состоит из подвижного носителя, на котором установлены две подсистемы: обнаружения РВУ на базе нелинейного радиолокатора (НРЛ) и блокировки радиосигналов дистанционного управления РВУ, объединенные единым управляющим устройством.Задача, решаемая полезной моделью, - обеспечение безопасности работы персонала мобильного комплекса на базе НРЛ при поиске РВУ.Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в обеспечении электромагнитной совместимости (ЭМС) при совместной работе НРЛ и устройства (блокиратора РВУ) обеспечения подавления управляющих сигналов с дистанционно расположенных командно-передающих устройств, работающих на подрыв РВУ.Часть литерных генераторов шумового сигнала (ЛГШС) блокиратора циклически отключается на временное окно t=1 мс, куда «вписывается» работа НРЛ. Этого времени вполне «хватает» на осуществление излучения нелинейным радиолокатором зондирующего радиоимпульса и приема переизлученного сигнала. 2 ил.

Формула