RU2666126C1

RU2666126C1 - Robotized spatially-distributed system of radioelectronic suppression of receiving devices of users of global navigation satellite systems

Info

Publication number: RU2666126C1
Application number: RU2017145440A
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Белоусов; Александр Анатольевич Болкунов; Василий Федорович Ивойлов; Павел Дмитриевич Мурзинов; Михаил Федорович Пашук; Александр Павлович Саркисьян; Тимерхан Мусагитович Хакимов
Original assignee: АО "Научно-технический центр радиоэлектронной борьбы"
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2018-09-06

Abstract

FIELD: radio engineering.SUBSTANCE: invention relates to the field of radio engineering and can be used in the development of structurally separate robotic radio-electronic devices of multiple use, capable in accordance with their intended purpose, independently perform the tasks of electronic countermeasures (ECM) of receivers of users of global navigation satellite systems (GNSS), in particular, those deployed on airplanes, cruise missiles, unmanned aerial vehicles and precision-guided weapon systems. In addition, an adder and a driver of probing signals are inputted into each interference module (IM), the output of the adder being connected to the input of the amplifier, and the inputs of the adder are connected respectively to the outputs of the noise former and the driver of the probing signals, the input of which is connected to a communication line; a sequentially connected receiving antenna and a radar receiver, the first and second outputs of which are connected respectively to the second input of the interference driver and to the communication link, as well as a sequentially connected database and extrapolation unit, the second input of which is connected to the communication line, and the output to the input of the control point.EFFECT: decreased level of unintentional electromagnetic interference and energy costs due to the creation of a robotic spatially-distributed system of ECM, which provides interference radiation upon the detection of GNSS consumers with radar receivers that are combined with IM.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при разработке конструктивно-обособленных безэкипажных робото-технических радиоэлектронных средств многократного применения, способных в соответствии с целевым предназначением самостоятельно выполнять задачи по радиоэлектронному подавлению (РЭП) приемных устройств потребителей глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), в частности размещаемых на самолетах, крылатых ракетах, беспилотных летательных аппаратах и в системах высокоточного оружия.The invention relates to the field of radio engineering and can be used in the development of structurally isolated crewless robotic technical electronic devices of multiple use, capable, in accordance with the intended purpose, to independently perform the tasks of electronic suppression (REC) of receiving devices of consumers of global navigation satellite systems (GNSS), in particularly placed on aircraft, cruise missiles, unmanned aerial vehicles and precision weapon systems.

Известен пространственно-распределенный комплекс средств создания радиопомех большой мощности размещаемым на мобильных средствах приемным устройствам навигационной аппаратуры потребителей, работающим по сигналам ГНСС, состоящий из средств разведки, пункта управления и станций радиопомех [см., например, патент RU №2563972, С1, МПК Н04К 3/00, опубликован 27.09.2015 г. ]. Работа комплекса основана на концентрации суммарной энергии совокупности разнесенных в пространстве станций радиопомех небольшой мощности в заданной области пространства на заданном интервале времени. При этом создание преднамеренных радиопомех большой мощности обеспечивается путем координатно-временного обеспечения взаимодействия средств разведки и станций радиопомех.A well-known spatially distributed set of means for creating high-power radio interference placed on mobile devices receiving devices of consumer navigation equipment operating on GNSS signals, consisting of reconnaissance equipment, control center and radio interference stations [see, for example, patent RU No. 2563972, C1, IPC Н04К 3/00, published September 27, 2015]. The operation of the complex is based on the concentration of the total energy of a set of radio interference of small power spaced in space in a given area of space for a given time interval. At the same time, the creation of deliberate high-power radio interference is ensured by the coordinate-time support of the interaction of reconnaissance equipment and radio-interference stations.

Недостатком данного пространственно-распределенного комплекса является то, что в его состав входят станции разведки, включающие радиолокационную аппаратуру обнаружения и определения местоположения объектов радиоподавления и являющиеся дополнительными излучающими объектами, имеющими значительные габариты, массу и низкую живучесть из-за высокой вероятности поражения самонаводящимся по радиоизлучению оружием.The disadvantage of this spatially distributed complex is that it includes reconnaissance stations, including radar equipment for detecting and determining the location of radio suppression objects and which are additional emitting objects with significant dimensions, mass and low survivability due to the high probability of hitting weapons homing over radio emission .

Известен пространственно-распределительный комплекс создания радиопомех навигационной аппаратуре потребителей глобальных навигационных систем с многофункциональным использованием радиоэлектронного оборудования, состоящий из пункта управления и станций радиопомех, выполненных и взаимосвязанных между собой определенным образом [см., например, патент RU №2616286, С1, МПК Н04К 3/00, G01S 7/38, опубликован 14.04.2017 г. ], при этом станции радиопомех работают в соответствии с план-графиком, регламентирующим последовательность интервалов времени в режимах постановки радиопомех или излучения зондирующего радиосигнала для реализации комплексом способа активной многопозиционной радиолокации.A well-known spatial distribution complex for creating radio interference to navigation equipment of consumers of global navigation systems with multifunctional use of electronic equipment, consisting of a control center and radio interference stations, made and interconnected in a certain way [see, for example, patent RU No. 2616286, C1, IPC Н04К 3 / 00, G01S 7/38, published on April 14, 2017], while the radio interference stations operate in accordance with the schedule regulating the sequence of time intervals in the mode x statement of radio interference or radiation of a sounding radio signal for the implementation of the complex method of active multi-position radar.

Недостаток пространственно-распределительного комплекса создания радиопомех навигационной аппаратуре потребителей глобальных навигационных систем с многофункциональным использованием радиоэлектронного оборудования заключается в том, что создание радиопомех осуществляется с перерывами во времени. Это снижает эффективность воздействия помех на приемные устройства потребителей глобальных навигационных спутниковых систем.The disadvantage of the spatial distribution complex for creating radio interference to the navigation equipment of consumers of global navigation systems with multifunctional use of electronic equipment is that the creation of radio interference is intermittent in time. This reduces the effectiveness of the effect of interference on the receiving devices of consumers of global navigation satellite systems.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является пространственно-распределенная система радиоэлектронного подавления приемных устройств потребителей ГНСС, содержащая пункт управления и дистанционно-управляемые модули помех (МП), включающие соединенные линией связи с пунктом управления последовательно соединенные формирователи помех, усилители и передающие антенны [см., например, http:chvvakush.ucoz.ru/publ/professionalnoe/aviatekhnika/problemy_zashhity_gps_ot_pomekh/10-1-0-27. Дата обращения 10.11.2017 г. ].Closest to the technical nature of the claimed invention is a spatially distributed system of electronic suppression of receiving devices of GNSS consumers, containing a control point and remotely controlled interference modules (MP), including connected by a communication line to the control point sequentially connected jammers, amplifiers and transmitting antennas [ see, for example, http: chvvakush.ucoz.ru/publ/professionalnoe/aviatekhnika/problemy_zashhity_gps_ot_pomekh/10-1-0-27. Date of appeal November 10, 2017].

Недостатком такой пространственно-распределенной системы РЭП является высокий уровень непреднамеренных электромагнитных помех для приемных устройств отечественных потребителей ГНСС и радиоэлектронных средств другого функционального назначения, а также неоправданные энергетические затраты, обусловленные постоянной работой всех МП в режиме излучения помех.The disadvantage of such a spatially distributed REP system is the high level of unintentional electromagnetic interference for the receiving devices of domestic GNSS consumers and other electronic electronic devices, as well as unjustified energy costs due to the constant operation of all MPs in the mode of interference emission.

Техническим результатом изобретения является снижение уровня непреднамеренных электромагнитных помех и энергетических затрат за счет создания роботизированной пространственно-распределенной системы РЭП, обеспечивающей излучение помех по факту обнаружения потребителей ГНСС совмещенными с МП радиолокационными приемниками. Обнаружение осуществляется по отраженным от потребителей ГНСС специально формируемым сигналам, излучаемым в секторах работы МП.The technical result of the invention is to reduce the level of unintended electromagnetic interference and energy costs due to the creation of a robotic spatially distributed REP system that provides emission of interference upon detection of GNSS consumers combined with MP radar receivers. Detection is carried out using specially generated signals reflected from GNSS consumers emitted in the sectors of the MP operation.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную пространственно-распределенную систему радиоэлектронного подавления приемных устройств потребителей ГНСС, содержащую пункт управления и дистанционно-управляемые модули помех, включающие соединенные линией связи с пунктом управления формирователи помех и последовательно соединенные усилители и передающие антенны, дополнительно в каждый МП введены сумматор и формирователь зондирующих сигналов, при этом выход сумматора соединен с входом усилителя, а входы сумматора соединены соответственно с выходами формирователя помех и формирователя зондирующих сигналов, вход которого соединен с линией связи; последовательно соединенные приемная антенна и радиолокационный приемник, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом формирователя помех и с линией связи, а также последовательно соединенные база данных и блок экстраполяции, второй вход которого соединен с линией связи, а выход - с входом пункта управления.The specified technical result is achieved by the fact that in the well-known spatially distributed system of electronic suppression of receiving devices of GNSS consumers, containing a control point and remotely controlled interference modules, including jammers and series-connected amplifiers and transmitting antennas, in addition to each MP the adder and the driver of the probing signals are introduced, while the output of the adder is connected to the input of the amplifier, and the inputs of the adder with unified respectively with the outputs of the jammer and the driver of the probing signals, the input of which is connected to the communication line; a series-connected receiving antenna and a radar receiver, the first and second outputs of which are connected respectively to the second input of the jammer and the communication line, as well as series-connected database and extrapolation unit, the second input of which is connected to the communication line, and the output to the input of the control center .

Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно в каждый МП введены сумматор и формирователь зондирующих сигналов, при этом выход сумматора соединен с входом усилителя, а входы сумматора соединены соответственно с выходами формирователя помех и формирователя зондирующих сигналов, вход которого соединен с линией связи; последовательно соединенные приемная антенна и радиолокационный приемник, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом формирователя помех и с линией связи, а также последовательно соединенные база данных и блок экстраполяции, второй вход которого соединен с линией связи, а выход - с входом пункта управления. Введенные в состав МП формирователи зондирующих сигналов совместно с сумматорами, усилителями и передающими антеннами обеспечивают излучение зондирующих сигналов в пространство, а приемные антенны и радиолокационные приемники - обнаружение потребителей ГНСС по отраженным от них сигналам. Включение МП в режим излучения непрерывной помехи выполняется по факту обнаружения потребителя ГНСС в рабочем секторе МП.The essence of the invention lies in the fact that in addition to each MP an adder and a shaper of probing signals are introduced, while the output of the adder is connected to the input of the amplifier, and the inputs of the adder are connected respectively to the outputs of the shaper of the probes and the shaper of the sound signals, the input of which is connected to the communication line; a series-connected receiving antenna and a radar receiver, the first and second outputs of which are connected respectively to the second input of the jammer and the communication line, as well as series-connected database and extrapolation unit, the second input of which is connected to the communication line, and the output to the input of the control center . The probes of signal probes introduced into the MP together with the adders, amplifiers, and transmitting antennas provide radiation of the probing signals into space, and the receiving antennas and radar receivers provide detection of GNSS consumers by the signals reflected from them. The inclusion of the MP in the continuous radiation emission mode is carried out upon detection of a GNSS consumer in the MP working sector.

Сигналы с МП о факте обнаружения потребителя ГНСС по линии связи передаются в блок экстраполяции, где по координатам двух последовательно сработавших МП экстраполируется траектория движения потребителя ГНСС. Координаты МП хранятся в базе данных. Задача экстраполяции траектории движения потребителя ГНСС может быть решена, например, методом решения обратной геодезической задачи, которая заключается в определении по геодезическим координатам двух точек на земном эллипсоиде длины и дирекционного угла направления между этими точками [см., например, http://studopedia.ru/7_108944_pryamaya-i-obratnaya-geodez-zadachi.html. Дата обращения 10.11.2017 г. ].Signals from the MP about the fact of detecting the GNSS consumer via the communication line are transmitted to the extrapolation block, where the GNSS consumer's motion path is extrapolated along the coordinates of two successively triggered MPs. MP coordinates are stored in a database. The problem of extrapolating the GNSS consumer trajectory can be solved, for example, by solving the inverse geodesic problem, which consists in determining the geodetic coordinates of two points on the earth's ellipsoid of the length and directional angle between these points [see, for example, http: // studopedia. com / 7_108944_pryamaya-i-obratnaya-geodez-zadachi.html. Date of appeal November 10, 2017].

С учетом экстраполированной траектории движения потребителя ГНСС по команде с пункта управления могут включаться в режим излучения помех другие МП, находящиеся в направлении движения потребителя. Выключение МП осуществляется по команде с пункта управления по мере движения потребителя ГНСС, например, с учетом скорости движения потребителя ГНСС и максимальной дальности обнаружения объекта. Эти данные задаются предварительно на пункте управления.Taking into account the extrapolated trajectory of the GNSS consumer’s movement, other MFs located in the direction of the consumer’s movement can be included in the emission mode of interference upon command from the control point. Turning off the MP is carried out on command from the control point as the GNSS consumer moves, for example, taking into account the GNSS consumer's speed of movement and the maximum detection range of the object. These data are pre-set at the control room.

Таким образом, МП включаются в режим излучения помех автоматически только по факту обнаружения потребителя информации глобальной навигационной спутниковой системы. Этим достигается указанный в изобретении технический результат.Thus, MPs are automatically switched on to the interference emission mode only upon the fact that the consumer has discovered the information of the global navigation satellite system. This achieves the technical result indicated in the invention.

Структурная схема роботизированной пространственно-распределенной системы радиоэлектронного подавления приведена на фигуре, где обозначено: 1 - модули помех, 2 - передающие антенны, 3 - приемные антенны, 4 - усилители, 5 - формирователи зондирующих сигналов, 6 - сумматоры, 7 - формирователи помех, 8 - радиолокационные приемники, 9 - линия связи, 10 - база данных, 11 - блок экстраполяции, 12 - пункт управления.The structural diagram of a robotic spatially distributed electronic suppression system is shown in the figure, where it is indicated: 1 - interference modules, 2 - transmitting antennas, 3 - receiving antennas, 4 - amplifiers, 5 - probing signal conditioners, 6 - adders, 7 - interference conditioners, 8 - radar receivers, 9 - communication line, 10 - database, 11 - extrapolation unit, 12 - control point.

Формирователи зондирующих сигналов 5 и радиолокационные приемники 8 согласованы по структуре сигналов, используемых для обнаружения мобильных потребителей ГНСС. Могут применяться амплитудные, частотные, импульсно-доплеровские и другие методы обнаружения. В частности, возможно применение простейшего доплеровского обнаружителя [см., например, патент RU №2033626, С1, МПК G01S 13/02, опубликован 20.04.1995 г. ]; когда обнаружение мобильных носителей осуществляется по доплеровскому изменению частоты зондирующего сигнала. Формирователи зондирующих сигналов 5 и радиолокационные приемники 8 могут быть выполнены по известным схемам построения радиолокационных устройств [см., например, патент RU №2580507, С2, МПК G01S 13/00, опубликован 10.04.2016 г.; Основы построения радиолокационных станций радиотехнических войск: учебник / В.Н. Тяпкин, А.Н. Фомин, Е.Н. Гарин и др.; под общ. ред. В.Н. Тяпкина. - Красноярск: Сиб. федер. ун-т.- 2011. - 536 с].The probes 5 and the radar receivers 8 are matched by the structure of the signals used to detect mobile GNSS consumers. Amplitude, frequency, pulse-Doppler and other detection methods can be used. In particular, it is possible to use the simplest Doppler detector [see, for example, patent RU No. 2033626, C1, IPC G01S 13/02, published on 04/20/1995]; when the detection of mobile carriers is carried out by the Doppler change in the frequency of the probe signal. The probes of the probing signals 5 and the radar receivers 8 can be performed according to well-known schemes for constructing radar devices [see, for example, patent RU No. 2580507, C2, IPC G01S 13/00, published on 04/10/2016; Fundamentals of building radar stations of the radio engineering troops: a textbook / V.N. Tyapkin, A.N. Fomin, E.N. Garin et al .; under the general. ed. V.N. Tyapkina. - Krasnoyarsk: Sib. Feder. un-t - 2011. - 536 s].

Каждый из модулей помех может (независимо от других МП) работать в одном из двух режимов:Each of the interference modules can (independently of other MPs) operate in one of two modes:

- в режиме обнаружения потребителей ГНСС, когда излучается зондирующий сигнал и радиолокационные приемники обеспечивают обнаружение потребителей глобальных навигационных спутниковых систем по отраженным от них сигналам;- in the GNSS consumer detection mode, when a sounding signal is emitted and radar receivers provide detection of global navigation satellite systems consumers by the signals reflected from them;

- в режиме излучения помехи.- in the mode of radiation interference.

Блок экстраполяции 4 предназначен для определения направления и скорости движения потребителя ГНСС. Блок может быть выполнен, например, на микроконтроллерах со специальным программным обеспечением, разработанным на основе методов решения обратных геодезических задач [см., например, http://studopedia.ru/7_108944_pryamaya-i-obratnaya-geodez-zadachi.html. Дата обращения 10.11.2017 г. ].Extrapolation block 4 is designed to determine the direction and speed of the GNSS consumer. The block can be executed, for example, on microcontrollers with special software developed on the basis of methods for solving inverse geodetic problems [see, for example, http://studopedia.ru/7_108944_pryamaya-i-obratnaya-geodez-zadachi.html. Date of appeal November 10, 2017].

Назначение приемных антенн 3, сумматоров 6 и базы данных 8 ясно из их названий.The purpose of the receiving antennas 3, adders 6 and database 8 is clear from their names.

Роботизированная пространственно-распределенная система РЭП приемных устройств потребителей ГНСС работает следующим образом. По команде пункта управления 12 модули помех включаются в режим обнаружения потребителей ГНСС. При этом формирователи сигналов 5 синтезируют зондирующий сигнал, который проходит через сумматор 6, усилитель 4, и передающей антенной 2 модуля помех излучается в пространство в рабочем секторе МП. При появлении на выходе радиолокационного приемника 8 сигналов обнаружения мобильных объектов МП автоматически переходит в режим излучения непрерывной помехи (под непрерывной помехой понимается излучение помехи без перерывов в течение всего времени нахождения потребителя ГНСС в зоне работы МП). Сигнал об обнаружении потребителя ГНСС передается по линии связи 9 в блок экстраполяции 11 и на пункт управления 12. По мере движения потребителя ГНСС происходит обнаружение его следующим МП, который также автоматически переводится в режим излучения непрерывной помехи.A robotic spatially distributed system of REP receivers of GNSS consumers works as follows. At the command of control point 12, the interference modules are switched on to the GNSS consumer detection mode. In this case, the signal conditioners 5 synthesize a probe signal that passes through the adder 6, amplifier 4, and the transmitting antenna 2 of the interference module is radiated into space in the working sector of the MP. When 8 signals of the detection of mobile objects appear at the output of the radar receiver 8, the MP automatically switches to the continuous noise emission mode (continuous noise means interference radiation without interruptions during the entire time the GNSS consumer is in the MP operating area). The GNSS consumer detection signal is transmitted via communication line 9 to the extrapolation block 11 and to the control point 12. As the GNSS consumer moves, it is detected by the next MP, which is also automatically switched to continuous interference emission mode.

В блоке экстраполяции 11 по координатам двух сработавших МП экстраполируется траектория движения потребителя ГНСС. Координаты МП поступают в блок экстраполяции 11 из базы данных 10. С учетом экстраполированной траектории потребителя ГНСС по командам пункта управления 12 могут включаться в режим излучения помех дополнительные модули помех. Выключение режима излучения помехи осуществляется по команде с пункта управления 12 по мере движения потребителя ГНСС, например, с учетом скорости движения потребителя информации глобальной навигационной спутниковой системы. Таким образом, мобильный потребитель ГНСС постоянно находится в поле помех. При этом не все модули помех пространственно-распределенной системы радиоэлектронного подавления работают в режиме излучения помехи, чем достигается указанный в изобретении технический результат.In the extrapolation block 11, the GNSS consumer trajectory is extrapolated along the coordinates of two triggered MPs. The MP coordinates are sent to extrapolation block 11 from the database 10. Taking into account the extrapolated GNSS consumer path, commands of control point 12 can include additional interference modules in the mode of interference emission. Switching off the interference emission mode is carried out on command from control point 12 as the GNSS consumer moves, for example, taking into account the speed of the consumer moving information from the global navigation satellite system. Thus, the GNSS mobile consumer is constantly in the field of interference. However, not all interference modules of a spatially distributed electronic suppression system operate in the mode of interference emission, thereby achieving the technical result indicated in the invention.

Роботизированная пространственно-распределенная система радиоэлектронного подавления приемных устройств потребителей глобальных навигационных спутниковых систем может выполнять задачу без экипажа или при его минимальном участии.A robotic spatially distributed system of electronic suppression of the receiving devices of consumers of global navigation satellite systems can perform the task without a crew or with its minimal participation.

Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые радиоэлектронные узлы и устройства.The proposed technical solution is practically applicable, since for its implementation typical radio electronic components and devices can be used.

Claims

Robot spatially distributed electronic suppression system for receiving devices of consumers of global navigation satellite systems, comprising a control center and remotely controlled interference modules (MP), including jammers and series-connected amplifiers and transmitting antennas, characterized in that it additionally an adder and a shaper of probing signals are introduced into each MP, while the output of the adder is connected to the input of the amplifier, and the adder inputs are connected respectively to the outputs of the noise shaper and the probe signal shaper, the input of which is connected to the communication line; the receiving antenna and the radar receiver are connected in series, the first and second outputs of which are connected respectively to the second input of the jammer and the communication line, as well as the database and the extrapolation unit connected in series, the second input of which is connected to the communication line, and the output to the control center input .