Способ и устройство защиты от противорадиолокационных ракет радиолокационной станции точного сопровождения

012737 Изобретение относится к пассивным способам защиты радиолокационных станций (РЛС) от самонаводящихся на источник радиоизлучения боеприпасов, в частности противорадиолокационных ракет(ПРР) с пассивными радиолокационными головками самонаведения (ГСН). В числе способов защиты РЛС от ПРР видное место занимает смещение точки наведения ПРР в сторону от атакуемой РЛС [1]. Такое смещение может осуществляться путем запуска неуправляемой ракеты-ловушки с включенным отвлекающим передатчиком под некоторым углом относительно направления на атакующую ПРР при выключении излучения РЛС на время подлета ПРР [2]. Применение такого способа защиты требует, во-первых, использования специального обнаружителя атакующей ПРР, определяющего ее дальность и азимут; во-вторых, выключение излучения РЛС исключает возможность выполнения ее функций, что не всегда допустимо, особенно для РЛС точного сопровождения целей и наведения зенитных управляемых ракет (ЗУР). Также смещение точки наведения ПРР может осуществляться с использованием подсвечиваемых переотражателей [3] или отвлекающих излучателей [4]. При этом подсвет РЛС переотражающей поверхности не вполне эффективен, так как переотраженный сигнал при этом поступает в ГСН ПРР с задержкой относительно прямого сигнала от РЛС и легко селектируется стробированием фронтальной части принятых ГСН импульсов [5], а на время подсвета переотражателя РЛС также лишается возможности выполнять свои функции. Достаточная эффективность отвлекающих излучателей [4], работающих в эфир одновременно с защищаемой РЛС, с учетом их слабонаправленных антенн, может быть достигнута при мощности их передатчиков не ниже мощности передатчика защищаемой РЛС и только при наведении ПРР по излучению боковых лепестков антенны РЛС. Эти обстоятельства существенно ограничивают возможности такого способа защиты РЛС от ПРР. При одновременной работе однотипных РЛС в составе группы возможно применение системы [6] с согласованным одновременным излучением в эфир нескольких РЛС. При этом способе РЛС излучают на одной рабочей частоте, что создает проблемы с их электромагнитной совместимостью [7], которая достигается за счет кодового разделения их зондирующих сигналов, что исключает возможность применения такого способа для защиты РЛС с простым импульсным сигналом или одиночных РЛС. Наиболее близким к заявляемому способу защиты является [8] (прототип), при котором вокруг группы М РЛС, осуществляющих программный обзор пространства, в пределах прямой видимости размещают N отвлекающих излучателей (ОИ), временными и частотными параметрами сигналов которых поочередно управляют РЛС группы так, что эти параметры совпадают с соответствующими параметрами зондирующих сигналов РЛС. Такой способ не лишен ряда слабых мест: а) способ применим для защиты группы РЛС в количестве М 2; б) защищаемые РЛС должны осуществлять программный обзор пространства; в) для реализации способа необходимо систематически изменять параметры зондирующих сигналов РЛС, причем с периодичностью не менее Тпрр - постоянной времени контура наведения ПРР; г) при реализации данного способа ПРР с высокой вероятностью наводятся на отвлекающие источники излучения, что существенно снижает живучесть системы защиты; д) эффективность способа ограничивается возможностью того, что значительно удаленные ОИ (до дальности прямой видимости) могут оказаться вне зоны пространственной селекции ГСН ПРР, и тогда ПРР будут наводиться на РЛС. В значительной степени указанные недостатки устраняются в заявляемом способе, который заключается в том, что для защиты РЛС точного сопровождения от ПРР используют излучение N отвлекающих источников, частотные и временные параметры сигналов которых устанавливают одинаковыми с соответствующими параметрами зондирующего сигнала РЛС, отличающемся тем, что излучение РЛС в эфир осуществляют в прерывистом режиме (с паузами), а излучение в эфир отвлекающих источников осуществляют во время пауз излучения РЛС, причем таким образом, чтобы за время паузы обеспечивалось излучение поочередно не менее 2-х ОИ, а их суммарное время излучения tiou превышало длительность интервала излучения РЛС при этом N ОИ размещают в вершинах выпуклого многоугольника, в одной из которых размещают РЛС,и в пределах участка местности, ограниченного размерами зоны пространственной селекции ГСН ПРР(фиг. 1), а цикл Трлс выхода РЛС в эфир (фиг. 2) устанавливают менее постоянной времени контура управления ПРР Тпрр: ТрлсТпрр. При использовании заявляемого способа защита РЛС осуществляется следующим образом. Пусть ПРР 1 (фиг. 1) наводится по излучению боковых лепестков антенны на РЛС 2, сопровождающую цель. Излучение РЛС производят в течение времени t излРЛС, как показано на диаграмме фиг. 2 а,после чего, с началом t паузы в момент времени t1, на этой же рабочей частоте и с теми же временными параметрами начинают излучение 1-го ОИ 31 (фиг. 2 б), которое воздействует на ГСН ПРР с направления,отличного от направления на РЛС на величину(фиг. 1). Система наведения ПРР будет отрабатывать-1 012737 это рассогласование и точка наведения ПРР будет смещаться от РЛС 2 к 1-му ОИ 31. В момент времени t2(фиг. 2 б) излучение 1-го ОИ 31 прекращают и начинают излучение, например, N-го ОИ 3N (фиг. 2 г),вследствие чего система наведения ПРР, отрабатывая новое рассогласование, будет смещать точку наведения уже в направлении этого ОИ 3N. В момент времени t3, по завершении t паузы, излучение в эфир N-го ОИ прекращают и вновь начинают излучение в эфир РЛС 2 (фиг. 2 а), что приводит к некоторому смещению точки наведения в направлении РЛС 2. Однако поскольку величину t излРЛС выбирают согласно условию то точка наведения ПРР за время t излРЛС не успевает достичь места стояния РЛС. На очередном цикле отвлечения ПРР t4t6 (фиг. 2) ПРР будет перенацеливаться уже на 2-й ОИ 32, а затем - на N-й ОИ 3N, что приведет к дополнительному смещению точки наведения от РЛС. На интервале t6t7 длительностью точка наведения ПРР опять же частично сместится в сторону РЛС, но на величину, меньшую, чем накопившаяся ошибка, а на интервале t7t9 - в направлении ОИ 1 и затем ОИ 2. Поскольку то точка наведения ОИ преимущественно будет смещаться от РЛС в зону отвлечения с центром в точкеX (фиг. 1). Эта зона отвлечения должна быть удалена от РЛС не менее чем на величину радиуса поражения ПРР R п. Поэтому ОИ размещают в вершинах выпуклого многоугольника так, чтобы эта зона отвлечения была удалена от РЛС на величину, превышающую R п. Следует отметить, что при прерывистом режиме излучения РЛС сопровождения не происходит нарушения ее функционирования: следящие системы РЛС сопровождения с линейным сканированием всегда функционируют в режиме ограниченного времени наблюдения цели Тао с периодичностью сканирования Тск [9]; координатные следящие системы других РЛС могут быть доработаны для работы в прерывистом режиме согласно [10] без существенных потерь качества сопровождения. Таким образом, при защите РЛС точного сопровождения заявляемым способом достигается положительный эффект: а) обеспечивается защита даже одиночной РЛС, в т.ч. с использованием простого импульсного зондирующего сигнала; б) отвлечение ПРР осуществляется не на какой-либо из ОИ, а в зону отвлечения, что обеспечивает не только защиту РЛС, но и живучесть системы защиты; в) способ характеризуется расширенной сферой применения, так как не требует систематической перестройки рабочей частоты и временных параметров излучения РЛС и ОИ, хотя и не исключает смены рабочей частоты РЛС при каждом очередном выходе РЛС в эфир, с соответствующей сменой параметров излучения ОИ; г) вследствие излучения ОИ во время паузы излучения РЛС обеспечивается полная их электромагнитная совместимость. Также потребная мощность передатчика ОИ по величине меньше, чем при работе ОИ одновременно с РЛС, из-за отсутствия необходимости достигать энергетическое превосходство излучения ОИ над излучением РЛС. Для оценки соответствия заявляемого способа критерию изобретательский уровень целесообразно рассмотреть новые признаки заявляемого объекта и свойства, проявляемые сходными признаками в известных технических решениях, как это отражено в таблице. Таким образом, заявляемый способ удовлетворяет критерию изобретательский уровень, так как его новые признаки по сравнению со сходными проявляют иные свойства или характеризуются существенными режимными отличиями. На момент подачи заявки на способ не известно устройство, реализующее заявляемый способ. Наиболее близким по технической сущности является устройство [8], содержащее М 2 РЛС, подключенных к соответствующим выходам блока управления, K входов которого соединены с выходами K датчиков, иN отвлекающих излучателей. Это устройство не может реализовывать заявляемый способ по следующим причинам: а) отсутствуют связи от РЛС или блока управления к отвлекающим излучателям и отсутствует возможность не только согласовать излучение в эфир ОИ 1 ОИ N с работой РЛС в эфир, но и управлять частотными и временными параметрами сигналов этих ОИ согласно п.1 формулы изобретения [8]; б) в известном устройстве [8] отсутствуют обратные связи от устройств управления РЛС на блок управления, что исключает возможность осуществлять управление работой РЛС согласованно с ее состоянием, в том числе переключением частот при программном обзоре пространства; в) при числе датчиков KN (количеству ОИ) возникает неоднозначность контроля состояния ОИ изза невозможности установить взаимно однозначное соответствие излучения n-го ОИ (n=1N) показаниям k-го датчика (k=1K). Устройство для осуществления заявляемого способа (фиг. 3) содержит РЛС 2 точного сопровождения цели с устройством 4 управления РЛС, L выходов которого подключены к соответствующим L входам устройства 5 управления ОИ с блоком 6 обмена данными, a J выходов устройства 5 соединены шиной данных с соответствующими J входами устройства 4, а также N отвлекающих излучателей 313N с блоками 717N обмена данными, соединенными линиями 8 связи с блоком 6. Заявляемое устройство работает следующим образом. От устройства 4 управления РЛС на 1-йL-й входы устройства 5 управления ОИ поступают от РЛС сигналы, необходимые для управления ОИ: сигнал (фиг. 4 а) окончания t излРЛС (начала t паузы), импульс r'о, опережающий импульс ro запуска передатчика(фиг. 4 б), сигнал (код) режима работы РЛС (фиг. 4 в), характеризующий временные параметры зондирующего импульса РЛС, код рабочей частоты РЛС. На основе этой совокупности сигналов в устройстве 5 управления формируется код сигнала управления ОИ, начало которого соответствует импульсу r'o, а окончание - моменту запуска передатчика ОИ. При этом в коде сигнала содержатся признак рабочей частоты РЛС, признак временных параметров излучаемого импульса, признак номера ОИ, который должен излучить отвлекающий сигнал в данном периоде повторения Тп (фиг. 4 г, д). При этом номер предназначенного для излучения ОИ выбирается по случайному или заданному закону. Этот кодовый сигнал через блок 6 обмена данными по линии связи 8 передается в блоки 717N обмена данными отвлекающих излучателей 313N. В блоках 717N обмена отвлекающих источников 313N, он принимается, а затем декодируется и преобразуется в сигнал управления передатчиком того ОИ, признак которого закодирован в выходном сигнале устройства 5, причем импульс запуска передатчика ОИ формируется в момент окончания кодового сигнала управления (фиг. 4 е). В свою очередь, через блоки 717N обмена и линию связи 8 на вход блока 6 поступают сигналы подтверждения срабатывания в эфир передатчика соответствующего ОИ в каждом периоде повторения Тп. В случае отсутствия такого сигнала от n-го ОИ его номер подлежит-3 012737 исключению из алгоритма выбора ОИ, для чего сигнал подтверждения передается с блоков обмена 717N по линии связи 8 в блок 6 обмена устройства 5 управления ОИ. В свою очередь, от блока 5 в устройство(пульт) 4 управления РЛС (2) с J выходов устройства 5 поступают ответные сигналы (коды) для обеспечения работы устройства управления РЛС и индикации на пульте: сигнал окончания паузы, сигнал подтверждения излучения n-го ОИ, сигнал готовности системы защиты и т.п. Каждый отвлекающий излучатель 3 содержит последовательно соединенные блок 7 обмена данными, устройство 8 управления передатчиком ОИ, передатчик 9 ОИ, направленный ответвитель 10 с антенной 11, а также автономный источник питания 12, выход которого подключен к входам питания блоков 7, 8, блока 13 контроля и преобразователя 14 питающих напряжений, Р выходов которого (по числу питающих напряжений передатчика) подключены к соответствующим Р входам питания передатчика ОИ. При этом сигнальный вход блока 13 контроля подключен ко второму выходу направленного ответвителя 10, а выход соединен шиной данных с контрольным входом устройства 8 управления передатчиком,причем связи блока 8 с передатчиком 9 и блоком 7 обмена образуются шинами данных, причем последняя связь является шиной двустороннего обмена, а блок 7 обмена данными соединен линией связи 8 с блоком 6 обмена данными устройства 5 управления ОИ. Отвлекающий излучатель работает следующим образом. В блоке 7 обмена данными осуществляется прием, демодуляция и декодирование поступающих по линии 8 связи кодовых сигналов управления(фиг. 4 г, д). Декодированные сигналы управления по шине обмена поступают в блок 8 управления передатчиком. При поступлении сигнала управления, содержащего код выхода в эфир данного ОИ, на выходе блока 8 формируется импульс запуска передатчика (ro), который поступает на вход блока 9. Под его воздействием в передатчике 9 формируется излучаемый радиосигнал, который через направленный ответвитель 10 и антенну 11 излучается в эфир. Поскольку в управляющем кодовом сигнале содержатся признаки временных и частотных параметров излучения РЛС, то на выходе блока 8 формируются соответствующие сигналы управления передатчиком, поступающие также в передатчик по шине связи от блока 8 к блоку 9. Часть энергии излучаемого сигнала ОИ через второй выход направленного ответвителя поступает на сигнальный вход блока 13 контроля в целях подтверждения факта срабатывания передатчика и контроля временных и частотных параметров сформированного сигнала ОИ. Соответствующие измеренные значения поступают с выхода блока 13 по шине данных на контрольный вход блока 8 управления передатчиком, где измеренные значения сравниваются с заданными и формируются сигналы коррекции временных и частотных параметров сигнала передатчика, поступающие в передатчик 9 по шине данных,формируя таким образом замкнутую цепь управления передатчиком, которая обеспечивает равенство временных и частотных параметров излучения ОИ их заданным значениям - соответствующим параметрам излучения РЛС. Также в блоке 8 формируется сигнал подтверждения срабатывания ОИ, который по шине обмена поступает в блок 7 обмена, где преобразуется в ответами кодовый сигнал, передаваемый по линии 8 связи в устройство 5 управления ОИ через блок 6 обмена. Материалы описания поясняются следующими фигурами: фиг. 1 - архитектура системы, поясняющая способ защиты; фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие заявляемый способ; фиг. 3 - блок-схема устройства зашиты; фиг. 4 - временные диаграммы, поясняющие работу заявляемого устройства; фиг. 5 - блок-схема отвлекающего излучателя. Все перечисленные узлы, блоки и связи могут быть реализованы с использованием известных технических решений и известных методов проектирования. Устройство 4 управления РЛС - совокупность органов управления неавтоматизированного (пульт) или автоматизированного рабочего места (АРМ) с системой синхронизации, обеспечивающие согласованную работу всех узлов и блоков РЛС, в достаточной степени описанных в научно-технической литературе [9]. Связи устройства 4 с устройством 5 - набор известных соединений или шина данных при цифровой реализации. Устройство 5 управления ОИ выполняет известные функции формирования управляющих сигналов (кодов) на основе совокупности сигналов и может быть реализовано на основе микропроцессорного комплекта по известным правилам [13], в том числе на основе PIC - контроллеров[14]. Блок 6 обмена данными, как и блоки 717N в зависимости от вида используемой связи 8 могут быть реализованы по-разному при радиообмене - как приемопередающий радиокомплект [15, 16] с устройствами кодирования и модуляции (модем) [17]; при использовании линии связи оптического ( в том числе инфракрасного) диапазона - с использованием соответствующих приемопередающих устройств, включая системы оптико-волоконной связи[18]. Блок 8 - цифровое управляющее устройство, которое может быть сконструировано с использованием [13, 14]. Передатчик 9 в зависимости от рабочего диапазона, вида сигнала и способа модуляции реализуется в соответствии с [16].-4 012737 Антенна 11 и направленный ответвитель - известные узлы техники СВЧ [19]. Блок 13 контроля образуется совокупностью радиоизмерительных узлов [20] и средств преобразования результатов измерений в цифровой код [21]. Автономный источник питания - аккумуляторная батарея необходимой емкости, а преобразователь 14 выходного напряжения аккумуляторной батареи в питающие напряжения передатчика строится по известным схемам [22]. Таким образом, заявленный объект представляется соответствующим критериям промышленная применимость, изобретательский уровень, новизна. Литература. 1. Небабин В.Г., Кузнецов И.Б. Защита РЛС от противорадиолокационных ракет/Зарубежная радиоэлектроника,5, 1990 г., с.67-81. 2. Патент РФ 2153684. Способ защиты РЛС от противорадиолокационных ракет/Успенский С.А.,Чухлеб Ф.С, Друзин С.В. и др. Заявка 99118338/09, приоритет от 24.08.1999. 3. Головин С.А., Сезов Ю.Г., Скоков А.Л., Хунданов Л.Л. Высокоточное оружие и борьба с ним. М.: Изд-во Вооружение. Политика. Конверсия, 1996. 4. Phase coherent decoy radar transmitter/Patent USA4646098, February 24, 1987. 5. Небабин В.Г., Кузнецов И.Б. Радиоэлектронные средства противорадиолокационных ракет/Зарубежная радиоэлектроника,7, 1990 г., с.44-57. 6. Netted search radar system/Patent USA4347513, August 31, 1982. 7. Комиссаров Ю.А., Родионов С.С. Помехоустойчивость и электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств - Киев, Техника, 1978. 8. Патент РФ 2099734. Способ защиты группы радиолокационных станций от противорадиолокационных ракет с использованием с дополнительных источников излучения и устройство для его осуществления/Ивашечкин А.А., Леонов Г. А., заявка 96103564/09, приоритет от 23.02.1997. 9. Основы радиолокации и радиоэлектронная борьба. Основы радиолокации. Под ред. А.Е. Охрименко. - М.: Воениздат, 1983. 10. Артемьев В.М., Яшугин Е.А. Основы автоматического управления систем радиоэлектронных средств. Учебник. - М.: Воениздат, 1984. 11. Вакин С.А., Шустов Л.Н. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. - М.: Сов. радио, 1968. 12. Цветнов В.В., Демин В.П., Куприянов А.И. Радиоэлектронная борьба: радиомаскировка и помехозащита. - М.: Изд-во МАИ, 1999. 13. Микропроцессоры. Кн. 1: Архитектура и проектирование микро-ЭВМ. Организация вычислительных процессов/Под ред. Л. Н. Преснухина. - М. Мн.: Вышейшая школа, 1987. 14. Тавернье К. PIC - микроконтроллеры. Практика применения. Пер. с франц. - М.: ДМК Пресс,2004. 15. Заварин Г.Д., Мартынов В.А., Федорцов Б.Ф. Радиоприемные устройства. - М.: Воениздат, 1973. 16. Радиопередающие устройства радиоэлектронной техники/A.M. Ельчанинов, Д.А. Шаров, А.П. Омельчук. - М.: Воениздат, 1991. 17. Лагутенко О.И. Современные модемы. - М.: Эко-Трендз, 2005. 18. Спецвыпуск: волоконно-оптическая техника.//Зарубежная радиоэлектроника 3, 1998. 19. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. - М: Высш. школа, 1988. 20. Силаев М.А., Комов А.Н. Измерительные полупроводниковые СВЧ-преобразователи. - М.: Радио и связь, 1984. 21. Никамин В.А. Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи. Справочник. - С.-Пб.: Корона-принт, М.: Альтекс - А, 2003. 22. Шустов М.А. Преобразователи напряжения/Практическая схемотехника. Кн 3. - М.: Додэка XXI, 2007 г. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ защиты от противорадиолокационных ракет (ПРР) радиолокационной станции (РЛС) точного сопровождения, заключающийся в том, что для защиты РЛС от ПРР используют излучение N отвлекающих источников (ОИ), частотные и временные параметры сигналов которых устанавливают одинаковыми с соответствующими параметрами зондирующего сигнала РЛС, отличающийся тем, что излучение зондирующих сигналов РЛС в эфир осуществляют в прерывистом режиме, а излучение ОИ осуществляют во время пауз излучения РЛС, причем таким образом, чтобы за время паузы обеспечивалось поочередное излучение не менее двух ОИ, а их суммарное время излучения, равное длительности паузы t паузы, превышало продолжительность t излрлс излучения РЛС в каждом цикле Трлс ее выхода в эфир,при этом N ОИ размещают в вершинах выпуклого многоугольника, в одной из которых размещают РЛС,и в пределах участка местности, ограниченного размерами зоны пространственной селекции головки самонаведения ПРР, а длительность цикла Трлс выхода РЛС в эфир устанавливают менее постоянной времени контура управления ПРР Тпрр.-5 012737 2. Устройство защиты от ПРР радиолокационной станции точного сопровождения, реализующее способ по п.1, содержащее N отвлекающих излучателей, отличающееся тем, что каждый из N ОИ соединен N линиями связи с устройством управления ОИ, которое содержит блок обмена данными, соединенный N линиями связи с блоками обмена данными каждого из N отвлекающих излучателей, устройств управления ОИ, L входов которого подключены к L соответствующим выходам устройства управления РЛС, a J выходов устройства управления ОИ соединены шиной данных с соответствующими J входами устройства управления РЛС. 3. Устройство защиты от ПРР радиолокационной станции точного сопровождения, реализующее способ по п.1, содержащее N отвлекающих излучателей, отличающееся тем, что каждый ОИ содержит последовательно соединенные блок обмена данными, устройство управления передатчиком, передатчик ОИ и направленный ответвитель с антенной, а также автономный источник питания, выход которого соединен с питающими входами блока обмена данными, устройства управления передатчиком, блока контроля и преобразователем питающих напряжений, Р выходов которого подключены к Р питающим входам передатчика ОИ, при этом сигнальный вход блока контроля подключен ко второму выходу направленного ответвителя, а выход соединен шиной данных с контрольным входом блока управления передатчиком, причем связи блока управления передатчиком с передатчиком и блоком обмена образуются шинами данных, и последняя связь является шиной двустороннего обмена, а блок обмена данными соединен линией связи с блоком обмена данными устройства управления ОИ.