Характеристики радиоуправлякмых взрывных устройств

Собственно РВУ состоит из боевой части с взрывчатым веществом и радиолинии управления взрывом (РУВ). РУВ включает командно-передающий (КПП) и приемно-исполнительный (ПИП) приборы. КПП содержит шифратор, формирующий код команды, и передатчик с антенной. В состав ПИП входит приемник, дешифратор и исполнительное устройство – электровоспламеняющая цепь. Приемник осуществляет первичную частотную селекцию радиосигналов заданной несущей частоты и выделение командного сигнала. Код принятой команды сравнивается в дешифраторе с опорным кодом, и при совпадении формируется исполнительная команда на подрыв.

Как показывает мировая статистика, более чем в 97% РВУ, примененных террористами, радиолиния строилась на базе общедоступной аппаратуры (автомобильные системы сигнализации, радиоуправляемые игрушки, радио- и сотовые телефоны, пейджеры и т.д.). Такие изделия работают в диапазоне 20–2000 МГц. Мощность их передатчиков не превышает 0,5–2 Вт для носимых образцов, что вполне достаточно для управления РВУ с расстояния 100–200 м. Применение автомобильных радиостанций мощностью в десятки ватт маловероятно из-за демаскирующего фактора. В диапазонах свыше 2000 МГц существенно возрастают потери на трассе распространения сигнала, особенно в городских условиях. Кроме того, работа на этих частотах требует гораздо более сложного и дорогостоящего оборудования.

В РУВ, в основном, используются антенны штыревого типа. Как правило, они значительно короче четверти длины рабочей волны, поскольку размеры ПИП ограничены. В результате несогласованности антенн их эффективное усиление не превышает -6 дБ, а в большинстве случаев – и того ниже. Дополнительные потери, до 3 дБ, вносят рассогласования по поляризации, так как практически невозможно оптимально ориентировать антенны приемника и передатчика. В городских условиях на дальность действия РУВ влияют тип окружающих зданий и плотность застройки. Из-за близости трассы распространения радиосигналов РУВ к земной поверхности мощность сигнала КПП вследствие интерференции убывает пропорционально четвертой степени вместо второй при распространении в свободном пространстве.

Приемники, используемые в приемно-исполнительных устройствах РУВ, собирают по супергетеродинной или сверхрегенеративной схеме. Последние обеспечивают высокую чувствительность, а также самые низкие массогабаритные характеристики и энергопотребление, но уступают супергетеродинным по уровню шумов и стабильности работы. Наиболее вероятная чувствительность приемника для дальности действия РУВ 100–300 м – 10 мкВ. Верхний порог полосы пропускания приемников, согласованных со спектром командного сигнала, составляет 5–20 кГц для супергетеродинных и 200–3000 кГц для сверхрегенеративных, а нижний – 10–100 Гц.
Чтобы избежать ложных срабатываний, командный сигнал кодируют. В РУВ наиболее часто применяются частотно-модулированные или амплитудно-манипулированные командные сигналы. В простейшем случае команды представляют собой частотно-манипулированные посылки с последовательной передачей кодовой комбинации из двух–пяти частот диапазона 0,1–10 кГц либо двоичный цифровой код длиной 8, 12, 18 бит и более. Длительность командной посылки – от 0,1 до 1 с. При коротких командах возможно их многократное повторение.
Одна из важных характеристик РУВ – продолжительность работы ПИП, т.е. максимально допустимое время от момента включения прибора до подачи команды на подрыв. Небольшая емкость малогабаритных источников питания компенсируется дежурным режимом работы ПИП, при котором отключены все сильноточные цепи, кроме тех, которые обеспечивают прием простейшего сигнала, предшествующего подаче кодированной команды. После приема этого сигнала все цепи приемно-исполнительного прибора активируются. Если команда на подрыв не поступает, то через некоторое время ПИП автоматически переводится в дежурный режим. Питать прибор можно и в релаксационном режиме, т.е. со скважностью. В результате он может работать многие сутки.

СРЕДСТВА ПОДАВЛЕНИЯ РУВ

Аппаратура подавления РУВ может быть носимой (в сумке, кейсе, ранце...), стационарной и автомобильной. Стационарные устройства применяют для защиты зданий, атомных электростанций, нефтеперерабатывающих заводов, складов и др. Они могут работать в дежурном режиме и при необходимости приводиться в действие с помощью дистанционного управления. Автомобильная аппаратура защищает один автомобиль или кортеж в процессе движения.

Несмотря на кажущуюся простоту, создание аппаратуры радиоэлектронного подавления РУВ – сложная научно-техническая задача. Такая аппаратура должна эффективно работать в отсутствие какой-либо информации о параметрах РУВ, ее рабочей частоте, виде модуляции сигнала управления и способе кодирования команды на подрыв, а также о типе и параметрах приемника ПИП, выходной мощности передатчика КПП и удаленности террориста от места закладки взрывного устройства. Средства радиоэлектронного подавления должны удовлетворять множеству противоречивых условий. Так, необходимо охватить весьма широкий частотный диапазон (не менее 1 ГГц). Постановка узкополосных прицельно-заградительных помех практически невозможна, поскольку рабочая частота РУВ не известна, а ее оперативная разведка может занять больше времени, чем передача команды на подрыв. Широкополосная помеха, в свою очередь, оказывает влияние на расположенные вблизи средства связи, что часто недопустимо. Поэтому в аппаратуру помех приходится вводить "окна прозрачности” на частотах используемых каналов связи, что усложняет и удорожает эти устройства. В некоторые передатчики помех зарубежного производства для формирования "окон прозрачности” в качестве дополнительных модулей включают перестраиваемые режекторные фильтры. Недостаток этого способа – большая ширина "окна прозрачности” (3,5% от частоты режекции). Более узкие (до 0,1 МГц) и программируемые "окна прозрачности” получают при построении передатчиков помех на базе прямого синтеза частоты. Кроме того, можно использовать связную аппаратуру с рабочими частотами, лежащими вне диапазона аппаратуры подавления.

Универсальной для разнообразных видов модуляции и кодов, используемых в РУВ, может быть помеха в виде "белого шума”, инвариантная по отношению к любому типу кодированного сигнала. Такая помеха формируется путем генерации широкополосного шума во всей заданной полосе частот или посредством модуляции шумом сигнала, свипированного по частоте. Помеховые системы с частотным свипированием со скоростью 200–2000 МГц/мс обладают преимуществами прицельных помех, а присущие им недостатки могут быть компенсированы электронной перестройкой частоты в заданном диапазоне. В любой момент времени помеха создается только на одной частоте. Однако при этом возникает противоречие между необходимостью быстро перестраивать частоты и обеспечивать необходимое время воздействия на подавляемый приемник. Если оно удачно разрешено, свипирующая по частоте помеха с помеховой модуляцией вызывает на выходе приемника РУВ случайный процесс, маскирующий информацию принимаемого сигнала. Входной сигнал искажается и нарушается синхронизация, в результате чего ПИП не распознает кодовую команду.

Для широкополосного передатчика помех характерно многоканальное построение. В первую очередь это связано с тем, что сложно создать высокоэффективную антенну приемлемых габаритов, перекрывающую очень широкий диапазон, особенно в низкочастотной области. Так, антенна в виде полуволнового диполя на частоте 20 МГц будет иметь размер 7,5 м, что неприемлемо не только для носимого, но и для автомобильного передатчика. Число каналов передатчика помех зависит не только от конфигурации антенной системы, но и от широкополосности оконечных усилителей мощности. Оптимальное решение – чтобы каждый выходной усилитель работал на свою оптимизированную антенну. Такое построение больше всего подходит для автомобильных и стационарных передатчиков – антенная система размещается на крыше автомобиля или здания под радиопрозрачным обтекателем. В носимых передатчиках помех число антенн пытаются минимизировать, применяя одну широкополосную антенну в высокочастотной части рабочего диапазона (100–1000 МГц) и одну – в низкочастотной (20–100 МГц). Однако для перекрытия диапазона от 100 до 1000 МГц потребуется по меньшей мере два широкополосных усилителя мощности, работающих на общую антенну через частотно-избирательный сумматор. Иногда возникает необходимость в нескольких антеннах, работающих на один широкополосный усилитель мощности с помощью частотно-избирательного разветвителя.

Один из важнейших параметров аппаратуры подавления РУВ – выходная мощность передатчика помех. В полосе 1 ГГц минимальная интегральная мощность передатчика должна составлять 80–100 Вт, а в полосе 2 ГГц – 160–200 Вт. Мощность передатчика ограничена мощностью источников первичного питания. Для переносных источников она определяется емкостью батарей питания, лимитированной массогабаритными характеристиками. Существующие аккумуляторы с предельными удельными характеристиками обеспечивают выходную мощность 80 Вт в диапазоне 20–1000 МГц в течение 30 мин при температуре внешней среды –20оС. Вес серебряно-цинковых аккумуляторов — 4 кг, никель-кадмиевых — 8 кг и свинцовых кислотных — 12 кг. Поскольку серебряно-цинковые батареи дороги, а свинцовые кислотные слишком тяжелы и громоздки, в большинстве носимых передатчиков помех используют никель-кадмиевые аккумуляторы.

Важным элементом передатчика помех является система встроенного контроля функционирования и защиты широкополосных усилителей мощности от теплового перегрева, ухудшения согласования в антенно-фидерном тракте, недопустимого отклонения питающего напряжения от номинального, перегрузки по току потребления или превышения допустимого уровня мощности сигнала на входе усилителя.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗАЩИТЫ

Эффективность передатчика помех может быть оценена по критерию дальности защиты (Дзащ). Дальность защиты — это расстояние от передатчика помех до места закладки ПИП, при котором не происходит срабатывание радиовзрывного устройства при подаче команды на подрыв. Дзащ определяют для заданного расстояния между КПП и ПИП. Но поскольку в реальных условиях оно неизвестно и может изменяться в широких пределах, величина Дзащ нередко значительно отличается от указанной в рекламных материалах.

Более объективную оценку эффективности дает коэффициент защиты Кзащ= Дзащ/Rт max.
Rт max – максимальное расстояние между КПП и ПИП для заданной величины Дзащ, при котором РВУ еще не срабатывает.

Кзащ – функция параметров передатчика помех и РУВ, не зависящая от их взаимного расположения. Коэффициент защиты тем больше, чем выше излучаемая мощность передатчика помех и чем уже спектр помехи. С его помощью можно рассчитать дальность защиты для каждой тактической ситуации. Кзащ позволяет объективно сравнивать различные типы передатчиков помех по эффективности подавления при одинаковых параметрах РУВ. Очевидно, что дальность защиты, безопасная для охраняемого лица, должна превышать радиус зоны поражения боевой части РВУ. Специальные заряды направленного действия с большой дальностью поражения довольно редки и малодоступны. Для остальных типов зарядов радиус зоны поражения определяется, в основном, массой взрывного вещества. При мощности заряда 100–500 г тротила типовая дальность фугасного поражения составляет 2–5 м, а минимальная дальность защиты – 10 м. Тогда при удалении террориста от взрывного устройства на 50 м Кзащ должен быть не менее 0,2.

Обычно Кзащ определяется экспериментально по специальной методике и согласованному перечню РУВ для некоторых стандартных условий распространения радиоволн: местность открытая (сельская) и городского типа с различной плотностью застройки. Привлекаемые образцы РУВ должны охватывать как рабочий диапазон испытуемого передатчика помех, так и возможные виды модуляции (АМ, ЧМ, ФМ, ВИМ, КИМ и т.п.). По такой методике была определена эффективность отечественной носимой аппаратуры "Родиола-96” при подавлении РУВ, работающих в разных участках диапазона 20–1000 МГц с АМ-, ЧМ-, КИМ-сигналами мощностью до 0,5 Вт. Установлено, что в городских условиях "Родиола-96” эффективно подавляет представленные на испытания РУВ с Кзащ не менее 0,22. При этом согласованное изменение пространственной ориентации антенн ПИП и КПП с вертикальной на горизонтальную незначительно влияет на изменение дальности защиты, что связано с изменением поляризации сигналов при их отражении от стен зданий и подстилающей поверхности, покрытой асфальтом. При испытаниях в полевых условиях на вертикальной поляризации Кзащ составлял 0,33, а при горизонтальной был примерно на 30% ниже.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: