Система радиосвязи с повышенной разведзащищенностью
Владельцы патента RU 2684477:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владивостокский государственный университет экономики и сервиса" (ВГУЭС) (RU)
Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат заключается в улучшении защищенности передаваемой информации. Система радиосвязи содержит информационную подсистему на передающей и на приемной сторонах, каждая из которых связана с подсистемой шумовой помехи. Информационная подсистема передающей стороны содержит источник информации, связанный с антенной решеткой через последовательно соединенные два модулятора, цифро-аналоговый преобразователь, усилитель и коммутатор. Каждый модулятор соединен посредством генератора сигналов с блоком сопряжения, который связан с подсистемой шумовой помехи, содержащей последовательно включенные генератор шума и второй коммутатор со второй антенной решеткой. На приемной стороне информационная подсистема содержит третью антенную решетку, связанную с получателем информации через последовательно соединенные третий коммутатор, усилитель, аналого-цифровой преобразователь и два демодулятора, которые посредством блока сопряжения связаны с подсистемой шумовой помехи приемной стороны, содержащей последовательно соединенные второй генератор шума и четвертый коммутатор с четвертой антенной решеткой. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании разведзащищенных закрытых систем или комплексов радиосвязи, проектируемых с возможностью подавления средств радиоразведки противника.
Радиоразведка обеспечивает получение информации путем перехвата радиопереговоров (открытых и зашифрованных), ведущихся по проводным средствам связи. На сегодняшний день в рамках проводимой военной реформы и сокращения сил и средств военной радиосвязи, когда армии приходится в той или иной мере использовать ресурсы единой сети электросвязи страны, построение которой осуществлялось и осуществляется без учета разведзащищенности, обеспечение требуемых показателей упомянутой защищенности средств связи становится жизненно необходимым.
Средствам защиты информации от перехвата аппаратурой радиоразведки посвящен ряд монографий и учебных пособий, в частности «Защита информации техническими средствами». Под редакцией Ю.Ф. Каторина - СПб: НИУ ИТМО, 2012. 416 с., В.А. Вартанесян. Радиоэлектронная разведка. Военное изд-во. 1991. 251 с., А.И. Палий. Радиовойна. Рипол Классик, 2013. 214 с.
Эти средства являются также предметом отечественных и зарубежных разработок, защищенных патентами.
Известна система, описанная в патенте RU 2114513, опубл. 1998.06.27, которая реализует способ защиты информационного обмена в локальной системе радиосвязи в диапазонах УКВ, СВЧ и более коротких радиоволн с использованием искусственно созданных радиопомех, обеспечивая уменьшение отношения сигнал/шум для приемников, предпринимающих попытку несанкционированного доступа к передаваемой информации. За счет непрерывного излучения во время работы известной системы радиосвязи за периметр системы и вверх шумовых сигналов, имеющих мощность большую, чем мощность рабочих сигналов в упомянутой системе радиосвязи, и перекрывающих всю полосу используемых частот, обеспечивается соотношение сигнал/шум меньше единицы. Для эффективной работы известной системы необходимо, чтобы спектральная плотность шума превышала спектральную плотность информационного сигнала во всем диапазоне частот, что требует значительных энергетических затрат при работе элементов подсистемы, создающей шумоподобные помехи.
Известен способ усиления разведзащищенности канала радиосвязи (UA 44332, опубл. 2009.09.25) путем создания канала радиосвязи на частоте, обеспечивающей максимальное отношение сигнал/шум на входе приемной стороны, и осуществления связи между передающей и приемной стороной на установленной частоте при контролируемом уровне мощности радиопередатчика. Известный способ не обеспечивает достаточно с использованием данных о средствах радиоразведки противника эффективной защиты от несанкционированного доступа к передаваемой информации.
Известен способ радиосвязи (заявка RU 2010115144, опубл. 2011.10.20), основанный на передаче узкополосного информационного сигнала, одновременно с которым отправляют помеховый сигнал гребенчатой структуры со спектральными и энергетическими характеристиками элементов гребенки, аналогичными характеристикам узкополосного информационного сигнала, при этом на приемной стороне отфильтровывают упомянутый узкополосный информационный сигнал от помехового сигнала. Создание помехового сигнала не обеспечивает достаточной защиты передаваемой информации.
Наиболее близкой к заявляемой системе радиосвязи с повышенной разведзащищенностью является описанная в патенте RU 2253184, опубл. 2005.05.27, система, выполненная с возможностью подавления средств радиосвязи и каналов радиоуправления противника, при этом на передающей и принимающей стороне система содержит информационную подсистему, каждый из элементов которой выполнен в виде многоканальной радиостанции с временным разделением каналов, подсистему создания шумовой помехи, каждый из элементов которой выполнен в виде передатчика заградительных помех с возбудителем, формирующим шумовой сигнал, а также блок сопряжения элементов подсистем, при этом в качестве возбудителей использованы автостохастические генераторы, работающие в различных частотных диапазонах.
Недостатком известной системы является недостаточно эффективное подавление средств радиоразведки и недостаточно полное обеспечение скрытности радиосвязи в работе используемых каналов, формируемых с временным разделением.
Задачей изобретения является создание системы радиосвязи, содержащей информационные подсистемы, реализующие временное разделение каналов с разнесением их в пространстве, и снабженной антенными решетками, выполненными с возможностью пространственной фильтрации.
Техническим результатом предлагаемой системы является расширение ее функциональных возможностей и улучшение разведзащищенности радиосвязи, в том числе повышение скрытности ее работы, защиту используемых режимов, формы сигналов; протокола обмена и видов модуляции за счет более эффективного подавления средств радиоразведки противника.
Указанный технический результат достигают системой радиосвязи с повышенной разведзащищенностью, в состав которой входят передающая и принимающая стороны, каждая из которых содержит информационную подсистему, связанную с подсистемой шумовой помехи через блок сопряжения, в которой, в отличие от известной системы, информационная подсистема передающей стороны содержит источник информации, связанный через последовательно соединенные первый модулятор, второй модулятор, цифро-аналоговый преобразователь, усилитель и первый коммутатор с первой антенной решеткой, при этом первый и второй модуляторы соединены соответственно через первый и второй генераторы сигналов с блоком сопряжения, который связан с подсистемой шумовой помехи, содержащей последовательно включенные генератор шума и второй коммутатор со второй антенной решеткой, при этом информационная подсистема приемной стороны содержит третью антенную решетку, связанную через последовательно включенные третий коммутатор, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, первый демодулятор и второй демодулятор с получателем информации, причем оба демодулятора соединены с блоком сопряжения, который связан с подсистемой шумовой помехи приемной стороны, содержащей последовательно включенные второй генератор шума и четвертый коммутатор с четвертой антенной решеткой.
Для предотвращения возможного вступления в процесс информационного обмена средств радиоразведки противной стороны и их максимально возможного подавления, а также для срыва работы ее средств целеуказания и наведения предлагаемая система радиосвязи дополнительно содержит управляемую блоком сопряжения подсистему заградительной помехи, выполненную и действующую аналогично подсистеме шумовой помехи с возможностью выбора направления и параметров излучаемых сигналов.
В компактном варианте выполнения предлагаемой системы радиосвязи при совмещении приемной и передающей сторон информационные подсистемы передающей и приемной стороны соединены с подсистемой шумовой помехи единым блоком сопряжения, управляющим всей системой.
В состав системы, структурная схема которой показана на фиг. 1, входят передающая А и приемная Б стороны, каждая из которых содержит: информационную подсистему 1, подсистему шумовой (и заградительной) помехи 2 и блок сопряжения 3, при этом передающая сторона содержит источник информации 4, первый 5 и второй 6 модуляторы, цифро-аналоговый преобразователь 7, усилитель 8, первый коммутатор 9 и первую антенную решетку 10. Кроме того, передающая сторона содержит первый 11 и второй 12 генераторы сигналов, генератор шума 13, второй коммутатор 14 и вторую антенную решетку 15. Третья антенная решетка 16 и третий коммутатор 17 принадлежат приемной стороне, которая содержит также усилитель 18, аналого-цифровой преобразователь 19, демодуляторы 20 и 21, получатель информации 22, второй генератор шума 23, четвертый коммутатор 24 и четвертую антенную решетку 25.
Пространственное размещение элементов информационной подсистемы, а также средств радиоразведки в общем виде представлено на фиг. 2, где 1А - информационная подсистема (с передатчиком) передающей стороны, 1Б - информационная подсистема (с приемником) приемной стороны; 26 - средство радиоразведки; 27 - линия передатчик - приемник; 28 - характеристика (диаграмма) направленности излучения информационной подсистемы передающей стороны; 29 - диаграмма направленности излучения информационной подсистемы приемной стороны; 30 - диаграмма направленности излучения подсистемы создания шумовой помехи передающей стороны; 31 - диаграмма направленности излучения подсистемы создания шумовой помехи приемной стороны; 32 - диаграмма направленности приемной антенны станции радиоразведки; 33 - диаграмма направленности излучения подсистемы создания заградительной помехи передающей стороны.
Разнесенные в пространстве приемная и передающая стороны, а также каждый из разделенных пространством абонентов снабжены своими отдельными антенными решетками, которые обеспечивают пространственную фильтрацию излучения.
Система действует следующим образом.
Информация от источника информации 4 информационной подсистемы 1 передающей стороны А после двухэтапной модуляции, осуществляемой с помощью модуляторов 5 и 6, далее посредством цепи, включающей цифро-аналоговый преобразователь 7, усилитель 8, коммутатор 9, антенную решетку 10, а также генераторы 11 и 12, преобразуется в радиосигналы. Сформированные радиосигналы в соответствии с имеющейся информацией о местоположении получателя 22 передаются по направлению, заданному линией 27 (передатчик - приемник) в соответствии с диаграммой направленности 28, непосредственно либо через переотражатель известной конструкции. При этом одновременно подсистема шумовой (и заградительной) помехи 2, выполненная с возможностью выбора направления и параметров излучаемых сигналов и реализованная преимущественно с использованием многоканальных передатчиков шумовых помех, управляемых в пространстве соответствующими коммутаторами, формирует маскирующее излучение, скрывающее параметры и протокол обмена, в соответствии с диаграммой направленности излучения 30, исключая при этом направление на абонента (получателя информации), которому соответствует диаграмма направленности 28.
На приемной стороне Б информационная подсистема 1 принимает радиосигналы с направления, заданного линией 27 (передатчик - приемник), и доставляет принятую информацию получателю 22. При этом подсистема шумовой помехи 23 приемной стороны, содержащая генератор шума, своим излучением маскирует полезный сигнал.
Информационная подсистема 1 приемной стороны Б (объект 1Б) па основании имеющихся данных формирует диаграмму направленности излучения по линии 29 в сторону информационной подсистемы передающей стороны А (объект 1А) и одновременно, для маскировки, формирует излучение в широкой полосе частот в соответствии с диаграммой направленности 31. Таким образом, в предлагаемом техническом решении при излучении передающей стороной помех в пространство исключается направление, в котором происходит передача информационных сигналов, при этом обеспечивается подавление пространственных каналов в которых работают станции радиоразведки.
Приемная сторона А, обеспечивая направленный прием информационных сигналов, излучает помехи в пространство, исключая направление, с которого поступают упомянутые сигналы.
Работой подсистем управляет блок сопряжения 3, реализованный на базе микропроцессоров, который обеспечивает согласование режимов их работы.
В результате средство радиоразведки 26 принимает сигналы шума с направлений, заданных диаграммами направленности 30 от передающей стороны и 31 от принимающего абонента.
В ответственных случаях и при известном местоположении средства радиоразведки 26 подсистема создания шумовой и заградительной помехи 2 формирует излучение-помеху с диаграммой направленности 33 для максимально возможного подавления упомянутого средства радиоразведки, а также средств целеуказания и наведения путем увеличения уровня помех до значения, превышающего уровень полезного сигнала на входе упомянутых средств.
Во всех вышеупомянутых случаях селективное подавление средств радиоразведки по пространству не препятствует обмену радиоинформацией между абонентами.
Для сложных вариантов ведения радиосвязи при наличии нескольких средств радиоразведки формируются пространственные режекторные фильтры, обеспечивающие запрет информационных излучений в направлении средств радиоразведки в течение времени их присутствия в районе. В случае необходимости передачи радиосигналов нескольким абонентам, разнесенным по пеленгу и (или) углу места нахождения, антенные решетки аналогичным образом обеспечивают формирование соответствующих пространственных характеристик направленности излучения.
Таким образом, предлагаемая система радиосвязи может быть реализована с различной степенью разведзащищенности, обеспечивая возможность реализации режимов мирного и военного времени.
Кроме того, разделение подсистем не только по временному, но и по пространственному признаку обеспечивает повышение скорости обмена и пропускной способности системы, а также возможность работы с несколькими абонентами, разнесенными в пространстве.
1. Система радиосвязи с повышенной разведзащищенностью, в состав которой входят передающая и принимающая стороны, каждая из которых содержит информационную подсистему, связанную с подсистемой шумовой помехи через блок сопряжения, отличающаяся тем, что информационная подсистема передающей стороны содержит источник информации, связанный с антенной решеткой через последовательно соединенные два модулятора, цифро-аналоговый преобразователь, усилитель и коммутатор, при этом первый и второй модуляторы соединены, соответственно, через первый и второй генераторы сигналов, с блоком сопряжения, который связан с подсистемой шумовой помехи, содержащей последовательно включенные генератор шума и второй коммутатор со второй антенной решеткой, при этом информационная подсистема принимающей стороны содержит третью антенную решетку, связанную с получателем информации через последовательно включенные третий коммутатор, усилитель, аналого-цифровой преобразователь и два демодулятора, причем оба демодулятора соединены с блоком сопряжения, который связан с подсистемой шумовой помехи принимающей стороны, содержащей последовательно включенные второй генератор шума и четвертый коммутатор с четвертой антенной решеткой.
2. Система радиосвязи по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит подсистему заградительной помехи, выполненную с возможностью выбора направления и параметров излучаемых сигналов и управляемую блоком сопряжения.
3. Система радиосвязи по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что при совмещении приемной и передающей сторон содержит информационные подсистемы передающей и приемной стороны, подключенные к подсистеме шумовой помехи посредством единого блока сопряжения, являющегося блоком управления всей системы.
