Принцип построения систем защиты от радиоуправляемых взрывных устройств

     Современный уровень развития техники позволяет строить системы самой разнообразной сложности. По статистике применения -  чаще используются стандартные радиоканалы систем сотовой связи, дистанционные системы радиоуправления, автомобильные радио - охранные системы и т.д. Основным и наиболее надежным принципом построения систем борьбы с радиовзрываемыми устройствами является полное зашумление радиоканала с целью предотвращения приема сигнала подрыва радиоуправляемым взрывным устройством. Однако этот принцип имеет ряд недостатков:
  • постоянное излучение большой мощности в широкой полосе частот;
  • постоянное потребление энергии большой мощности;
  • небольшой радиус действия оборудования;
  • невозможность дистанционного радиоуправления для отключения излучения;
  • невозможность ведения радиосвязи при работе генератора шума.
      С целью устранения перечисленных выше недостатков   начали применять комплексы прицельного подавления. Такие комплексы строятся на основе компьютеров с подключенными специализированными приемниками и управляемыми генераторами шума. При помощи приемников они принимают все сигналы в заданном диапазоне, распознают и при необходимости включают на соответствующих частотах генераторы шума. Применение таких комплексов устраняет недостатки полного зашумления, но вводит свои. Специализированные приемники очень сложные по конструкции. Один приемник имеет один узкополосный канал приема и для его расширения применяют различные методы расширения контролируемой полосы частот от параллельного включения нескольких приемников или блоков до быстродействующего переключения полос. Недостатки такого метода в том, что необходимо время на анализ принимаемого сигнала, а значит, короткий сигнал управления радиовзрывателем должен уже пройти. Следовательно, когда мы зарегистрируем сигнал и начнем противодействовать, сигнал уже пройдет и сработает.Чтобы уменьшить время на анализ, строятся комплексы прицельного подавления очень большой стоимости. И все равно проблема не решается.  
     Мы предлагаем рассмотреть  принцип построения радиоприемников называемых сверхрегенераторами, устраняющий указанные недостатки.
Сверхрегенератор (его еще называют суперрегенератор) - это совершенно особый вид усилительного, или усили­тельно-детекторного устройства, обла­дающий уникальными свойствами, в частности, коэффициентом усиления по напряже­нию до 105...106, т.е. достигающим мил­лиона! Это значит, что входные сигна­лы с уровнем в доли микровольта могут быть усилены до долей вольта. Разумеет­ся, обычным способом такое усиление в одном каскаде получить невозможно, но в сверхрегенераторе используется иной способ усиления.
     Основные достоинства сверхрегенератора:
  • большое усиление;
  • нечувствительность к импульсным помехам, простота устройства.
     Это определило преимущественное использование его в аппаратуре, где необходимо получить, максимально большое усиление принятого сигнала при малом числе усилительных ступеней. На одном транзисторе можно построить приемник с чувствительностью 0,5 мкв/м.
Однако сверхрегенератор имеет и существенные недостатки, главные из которых:
  • Плохая избирательность (широкая полоса).
  • Излучение энергии антенной цепью.
  • Значительные собственные шумы при отсутствии принимаемого сигнала.
  • Искажение радиотелефонных передач при большой глубине модуляции.
  • Невозможность непосредственного приема радиотелеграфных сигналов незатухающих колебаний.
     Перечисленные недостатки превращаются в преимущества для систем подавления радиовзрывателей. Только эти недостатки-преимущества надо усилить. 
     Плохая избирательность сверхрегенератора объясняется наличием только одного настроенного на принимаемый сигнал контура и специфичностью протекающих в сверхрегенераторе процессов. Это значит, широкая полоса частот сверхрегенератора отлично подходит для построения комплекса прицельного подавления. Недостаток - излучение энергии антенной и широкая полоса частот приводит к тому, что во время работы сверхрегенератор излучает целый спектр частот и создает помехи в сравнительно широком диапазоне. Что тоже является преимуществом для указанной задачи. 

 
     Значительные собственные шумы и искажения нас не интересуют, так как мы собираемся не принимать сигнал, а переизлучать электромагнитные колебания в ответ на входной сигнал. Особенность сверхрегенератора в том, что он, имея широкую полосу пропускания, мгновенно синхронизируется на входном сигнале и ВЧ несущую входного сигнала излучает в антенну. Получается что, как только приняли ВЧ сигнал от стороннего излучателя, сразу же этот сигнал излучается в антенну. Быстродействие очень большое и соизмеримо с длительностью периода входного сигнала. Другими словами, сверхрегенератор становится переизлучателем принимаемого сигнала по ВЧ составляющей. Но, по принципу работы сверхрегенератора имеется частота гашения, которая модулирует ВЧ сигнал. Если модуляцией будет управлять быстродействующий процессор и модулировать по определенному алгоритму, то передаваемые данные для управления взрывателями заменятся управляемой модуляцией, не неся смысла. То есть сверхрегенератор, который синхронизирует по ВЧ, начнет передавать шум на этой же частоте. Это все равно, что прицельная помеха включается сразу же как начнется ВЧ передача.
      Сверхрегенератор очень простой в схемотехнике. Строится практически на одном транзисторе. Следовательно, имеется возможность изготовления сверхрегенератора в интегральном исполнении. В небольшом объёме можно поместить большое количество сверхрегенераторов на разные полосы частот и построить широкополосную систему управляемых сверхрегенераторов. Только понадобится согласование работы на одну антенну и развязка по частоте для исключения взаимовлияния.
     Целесообразно использовать сверхрегенераторы с посторонним источником гасящего напряжения, которые могут работать в линейном или логарифмическом режиме. Посторонним источником гасящего напряжения должен быть микропроцессор, который задает режимы работы схемы. Для задач подавления понадобится подобрать схемотехнику и разработать алгоритмы управления.
 
     Относительно комплексов прицельного подавления ожидается существенное удешевление в десятки раз и большое увеличение быстродействия ответного прицельного подавления (ожидаемая длительность задержки начала подавления до 7 периодов ВЧ несущей). Относительно полного зашумления радиоканала, как это делается в устройствах типа «Пелена», ожидается снижение энергопотребления в тысячи раз. Излучение происходит только в ответ на принимаемый ВЧ сигнал, следовательно, мощное излучение не постоянное. Уменьшенная средняя излучаемая мощность устройства не наносит вреда здоровью человека.
      При управлении сверхрегенератора микроконтроллером, появляется возможность отключать подавление в необходимых диапазонах частот для проведения сеанса связи. Остается возможность дистанционного радиоуправления, ведь сверхрегенератор все-таки приемник. Например: пульт дистанционного управления излучает ВЧ сигнал на группе частот, которые давит система, но изменение комбинации подавляющихся частот может составлять команду.
       Это только концепция. Для её реализации понадобятся исследования и макетирование. Ожидаемые результаты просто фантастические и на сегодняшний день другими способами нереализуемые. Если идея понравилась, можно обсудить более глубокие подробности реализации разработки. Пишите kslabs@list.ru. 
Начальник ОНР ЗАО "Альтрон" Калинин С.А.