[go: up one dir, main page]

RU2771865C1 - Method and device for multifactor protection of objects from miniature unmanned aerial vehicles - Google Patents

Method and device for multifactor protection of objects from miniature unmanned aerial vehicles Download PDF

Info

Publication number
RU2771865C1
RU2771865C1 RU2021113677A RU2021113677A RU2771865C1 RU 2771865 C1 RU2771865 C1 RU 2771865C1 RU 2021113677 A RU2021113677 A RU 2021113677A RU 2021113677 A RU2021113677 A RU 2021113677A RU 2771865 C1 RU2771865 C1 RU 2771865C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mini
uavs
uav
radar
unmanned aerial
Prior art date
Application number
RU2021113677A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Владимирович Фомин
Андрей Викторович Демидюк
Константин Владимирович Кондратович
Петр Алексеевич Науменко
Original Assignee
Андрей Викторович Демидюк
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Викторович Демидюк filed Critical Андрей Викторович Демидюк
Application granted granted Critical
Publication of RU2771865C1 publication Critical patent/RU2771865C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: protection systems.
SUBSTANCE: invention relates to the field of countering unmanned aerial vehicles (UAVs) and can be used in the development of complexes to combat them and prevent illegal penetration of miniature UAVs (mini-UAVs) into the territory of controlled objects. The expected result is achieved through the integrated use of a multi-position radar complex and an optoelectronic means of detecting and recognizing mini-UAVs and the simultaneous use of several damaging factors, including radio-electronic suppression of on-board receivers of control and navigation channels of mini-UAVs, as well as the creation of an extended cloud of damaging elements in the area where the mini-UAV is located and along its flight route, resulting in physical damage to the structural elements of a miniature unmanned aerial vehicle or disruption of their stable functioning.
EFFECT: increase in the reliability of the protection of objects from mini-UAVs.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области противодействия беспилотным летательным аппаратам (БЛА) и может быть использовано при разработке комплексов борьбы с ними и предотвращения противоправных проникновений БЛА миниатюрных размеров (мини-БЛА) на территорию контролируемых объектов. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности защиты объектов от мини-БЛА, достигаемое за счет комплексного применения многопозиционного радиолокационного комплекса и одновременного использования нескольких поражающих факторов, включающих радиоэлектронное подавление бортовых приемных устройств мини-БЛА и создание облака поражающих элементов, приводящего к физическому повреждению элементов конструкции миниатюрного беспилотного летательного аппарата или препятствующего выполнению им своих задач.The invention relates to the field of countering unmanned aerial vehicles (UAVs) and can be used in the development of complexes to combat them and prevent illegal intrusions of miniature UAVs (mini-UAVs) into the territory of controlled objects. The technical result of the claimed invention is to increase the reliability of protecting objects from mini-UAVs, achieved through the integrated use of a multi-position radar complex and the simultaneous use of several damaging factors, including electronic jamming of mini-UAVs onboard receivers and the creation of a cloud of damaging elements, leading to physical damage to structural elements miniature unmanned aerial vehicle or hindering the performance of its tasks.

Большинство известных предложений в области противодействия БЛА ограничиваются рассмотрением только способов и устройств их обнаружения или функционального поражения. Однако, для таких целей, как мини-БЛА, обладающих крайне малой радиолокационной, оптической, тепловизионной и акустической заметностью, решающее значение приобретают прежде всего возможности по их своевременному и достоверному обнаружению. Что касается способов функционального воздействия на мини-БЛА, то в известных изобретениях не в полной мере учитываются их характерные тактико-технические и летно-технические характеристики (ТТХ и ЛТХ), способность мини-БЛА практически мгновенно менять траекторию и скорость полета, вертикально взлетать и приземляться. Это делает малоэффективными большинство предложений, предусматривающих борьбу с ними на основе традиционных подходов, характерных для других аэродинамических воздушных объектов. Кроме того, практически во всех предлагаемых решениях отсутствует принципиальная возможность противодействовать одновременно нескольким мини-БЛА. Это делает мало востребованными такие предложения при необходимости обеспечить защиту объектов от угроз со стороны группы мини-БЛА, особенно совершающих налеты на объект одновременно с разных сторон.Most of the well-known proposals in the field of countering UAVs are limited to considering only methods and devices for their detection or functional defeat. However, for such purposes as mini-UAVs, which have extremely low radar, optical, thermal imaging and acoustic visibility, the ability to detect them in a timely and reliable manner is of decisive importance. As for the methods of functional impact on mini-UAVs, the known inventions do not fully take into account their characteristic performance and flight characteristics (performance characteristics and performance characteristics), the ability of mini-UAVs to almost instantly change the trajectory and flight speed, take off vertically and land. This makes most of the proposals that provide for combating them on the basis of traditional approaches typical of other aerodynamic air objects ineffective. In addition, almost all the proposed solutions lack the fundamental ability to counteract several mini-UAVs simultaneously. This makes such proposals of little demand if it is necessary to protect objects from threats from a group of mini-UAVs, especially those who raid the object simultaneously from different sides.

Немаловажным при оценке предлагаемых решений по борьбе с БЛА является и то обстоятельство, что большинство мини-БЛА, способных представлять угрозу для защищаемых объектов, имеют гораздо более низкую стоимость по сравнению с такими традиционными летательными аппаратами, как самолеты, крылатые и иные классы ракет. Ввиду этого, при выборе способов борьбы с ними следует исходить из соизмеримости затрат на создание и применение таких устройств и стоимости самих мини-БЛА. Таким образом необходимо комплексное организационно-техническое решение, в основе которого должны лежать способы эффективного обнаружения мини-БЛА и их надежного функционального поражения.It is also important when evaluating the proposed solutions to combat UAVs that the majority of mini-UAVs that can pose a threat to protected objects have a much lower cost compared to traditional aircraft such as airplanes, cruise and other types of missiles. In view of this, when choosing ways to deal with them, one should proceed from the commensurability of the costs of creating and using such devices and the cost of the mini-UAVs themselves. Thus, a complex organizational and technical solution is needed, which should be based on methods for effectively detecting mini-UAVs and their reliable functional destruction.

Известны различные способы поражения или подавления БЛА, отличающиеся принципами работы и условиями применения. Например: БЛА - перехватчики БЛА (патент №2490585 от 15.05.2012 г.); сети-ловушки устанавливаемые в воздухе с помощью различных средств (патенты №72753 от 27.04.2008 г., №72754 от 27.04.2008 г., №2679377 от 08.02.2018 г.); противовоздушные мины различных конструкций (патенты №2237859 от 10.10.2004 г., №2734267 от 20.08.2019 г.); аэростаты заграждения, предназначенные для препятствования полета БЛА (патенты №63785 от 30.06.1944 г., №2273818 от 10.04.2006 г.).There are various ways to defeat or suppress UAVs, differing in the principles of operation and conditions of use. For example: UAVs - UAV interceptors (patent No. 2490585 dated May 15, 2012); trap nets installed in the air using various means (patents No. 72753 dated April 27, 2008, No. 72754 dated April 27, 2008, No. 2679377 dated February 8, 2018); anti-air mines of various designs (patents No. 2237859 of 10/10/2004, No. 2734267 of 08/20/2019); barrage balloons designed to obstruct the flight of UAVs (patents No. 63785 dated 06/30/1944, No. 2273818 dated 04/10/2006).

Эффективное применение этих технических решений ограничивается несовершенством конструкции и способов использования, малым защищаемым с помощью таких средств пространством. Кроме того, по условиям безопасности или санитарным ограничениям большинство из них не могут применяться в районах нахождения людей. Например, такими условиями ограничено применение мощных электромагнитных импульсов, которые способны выводить из строя не только систему управления БЛА, но и нарушать работу систем и средств широкой связи и вещания (патент №2551821 от 27.05.2015 г., №2162997 от 10.08.1999 г., №2700206 от 20.04.2018 г.). По этим же причинам нецелесообразно применение для борьбы с мини-БЛА типовых боевых средств: типа авиации, зенитно-артиллерийских средств и комплексов (патенты №2321818 от 10.04.2008 г., №2241193 от 27.11.2004 г.).The effective application of these technical solutions is limited by the imperfection of the design and methods of use, the small space protected by such means. In addition, due to safety or sanitary restrictions, most of them cannot be used in areas where people are located. For example, such conditions limit the use of powerful electromagnetic pulses that can disable not only the UAV control system, but also disrupt the operation of systems and means of wide communication and broadcasting (patent No. 2551821 dated May 27, 2015, No. ., No. 2700206 dated April 20, 2018). For the same reasons, it is not advisable to use standard combat means to combat mini-UAVs: such as aviation, anti-aircraft artillery and systems (patents No. 2321818 of 10.04.

Известны изобретения (патенты №2578524 от 25.02.2014 г., №2700107 от 24.10.2018 г.), предлагающие для борьбы с БЛА размещать на пространственно разнесенных воздушных платформах средства поражения, например, пакеты ракет.Inventions are known (patents No. 2578524 dated February 25, 2014, No. 2700107 dated October 24, 2018), which propose to place means of destruction on spatially separated air platforms, for example, rocket packages, to combat UAVs.

Недостатками этих предложений являются необходимость высокоточного наведения ракет, ограниченная зона поражения БЛА одним выстрелом и экономическая нецелесообразность с точки зрения уничтожения недорогих БЛА.The disadvantages of these proposals are the need for high-precision guidance of missiles, the limited area of destruction of UAVs with one shot, and the economic inexpediency in terms of destroying inexpensive UAVs.

Существуют способы борьбы с маловысотными целями, где предлагаются менее затратные поражающие элементы, чем ракеты. Например - металлическая мортира (патенты №2189557 от 20.09.2002 г., №2734267 от 20.08.2019 г.).There are ways to deal with low-altitude targets, which offer less expensive submunitions than missiles. For example, a metal mortar (patents No. 2189557 dated September 20, 2002, No. 2734267 dated August 20, 2019).

Недостатками таких способов является то, что такие мортиры используют в качестве поражающих элементов щебень достаточно крупной фракции, объем которой для одной мортиры достигает 1500 кг и пороховой заряд весом 20 кг. Применение такого устройства представляет угрозу для людей и объектов инфраструктуры. Кроме того, такая мортира не устойчива и опасна в обслуживании для персонала.The disadvantages of such methods is that such mortars use crushed stone of a sufficiently large fraction as striking elements, the volume of which for one mortar reaches 1500 kg and a powder charge weighing 20 kg. The use of such a device poses a threat to people and infrastructure. In addition, such a mortar is not stable and dangerous to maintain for personnel.

Известны способы противодействия БЛА, предусматривающие после его обнаружения одновременное определение координат летательного аппарата и метеоданных, по результатам совместной обработки которых вычисляют точку создания специального облака. В качестве элементов такого облака рассматриваются, например: паутины из легких прочных полос (лент) синтетического волокна, (патенты №2625506 от 14.07.2017 г., №2674392 от 29.01.2018 г.); абразивных частиц и средств их рассеивания в атмосфере (патент №2725662 от 24.08.2018 г.). Облако формируют путем выстрела специальным снарядом с упреждением по отношению к БЛА с учетом параметров его движения и времени формирования облака.Known methods of countering UAVs, providing after its detection, the simultaneous determination of the coordinates of the aircraft and weather data, the results of joint processing of which calculate the point of creation of a special cloud. The following are considered as elements of such a cloud, for example: cobwebs made of light durable strips (tapes) of synthetic fiber, (patents No. abrasive particles and means of their dispersion in the atmosphere (patent No. 2725662 dated August 24, 2018). The cloud is formed by firing a special projectile ahead of the UAV, taking into account the parameters of its movement and the time of formation of the cloud.

Недостатками этих предложений является то, что БЛА, особенно миниатюрных классов способны практически мгновенно менять направление и значение угловой скорости перемещения. Такие маневренные возможности БЛА делают маловероятным правильное вычисление вектора скорости БЛА и эффективное создания в точке упреждения облака из функционально поражающих элементов.The disadvantages of these proposals is that UAVs, especially miniature classes, are capable of almost instantly changing the direction and value of the angular velocity of movement. Such maneuverability of the UAV makes it unlikely to correctly calculate the UAV velocity vector and effectively create a cloud of functionally striking elements at the lead point.

В патенте №2721815 от 08.04.2019 г. рассматривается система противодействия БЛА, предусматривающая формирование завесы в воздушном пространстве, состоящей из воздушных шаров, наполненных газом легче воздуха.Patent No. 2721815 dated 04/08/2019 considers a system for countering UAVs, which provides for the formation of a curtain in the air space, consisting of balloons filled with a gas lighter than air.

Очевидным недостатком этого предложения является его зависимость от погодных условий, и, прежде всего, силы и направления ветра.The obvious disadvantage of this proposal is its dependence on weather conditions, and, above all, the strength and direction of the wind.

Известны способы борьбы с БЛА в виде целенаправленного применения помеховых сигналов большой мощности системам навигации, управления и каналам передачи информации [1].Known methods of combating UAVs in the form of targeted use of high-power jamming signals to navigation systems, control and information transmission channels [1].

Недостатком этих способов борьбы с БЛА является необходимость создания направленного мощного излучения, что является затратным особенно в условиях необходимости массового применения средств радиоэлектронного подавления. Кроме того, такие устройства нарушают работу всех радиоэлектронных средств, работающих в этих диапазонах рабочих частот, включая приемники сетей Wi-Fi и глобальной навигационной сети.The disadvantage of these methods of combating UAVs is the need to create directed powerful radiation, which is costly, especially in the context of the need for the massive use of electronic countermeasures. In addition, such devices disrupt the operation of all radio-electronic means operating in these operating frequency ranges, including Wi-Fi and global navigation network receivers.

Важным недостатком всех перечисленных технических решений является отсутствие возможности противодействия группе мини-БЛА, обладающих разными ТТХ и ЛТХ и производящими налет на контролируемый объект в одно время. Этот недостаток является следствием того, что в предлагаемых решениях рассматривается использование только одного средства функционального поражения или подавления мини-БЛА. При этом, например, не учитывается способность большинства современных мини-БЛА совершать полет не только в режиме дистанционного управления, но и по заранее установленной в бортовой системе управления полетной программе. Последнее обстоятельство делает неэффективными средства радиоэлектронного подавления только каналов дистанционного управления мини-БЛА.An important disadvantage of all these technical solutions is the lack of the ability to counteract a group of mini-UAVs with different performance characteristics and performance characteristics and making a raid on a controlled object at the same time. This disadvantage is a consequence of the fact that the proposed solutions consider the use of only one means of functional destruction or suppression of mini-UAVs. This, for example, does not take into account the ability of most modern mini-UAVs to fly not only in the remote control mode, but also according to the flight program pre-set in the onboard control system. The latter circumstance makes ineffective the means of electronic suppression of only the remote control channels of the mini-UAV.

Известны изобретения, предлагающее одновременно несколько факторов функционального воздействия на БЛА. К числу таких предложений относиться, например, устройство заграждения, которое содержит систему аэростатов, тросов, удерживающих аэростаты на высоте до 150 м, тонкую капроновую сеть, размещенную между аэростатами, и противопехотные осколочные мины, закрепленные между узлами сетки, а также штатные аэрозольные средства, установленные на капроновой сетке, и систему управления запуском аэрозольных средств (патент №2197701 от 27.01.2003 г.).Known inventions that simultaneously offer several factors of functional impact on UAVs. Such proposals include, for example, a barrier device that contains a system of balloons, cables that hold balloons at a height of up to 150 m, a thin nylon network placed between balloons, and anti-personnel fragmentation mines fixed between grid nodes, as well as regular aerosol means, mounted on a nylon mesh, and an aerosol launch control system (patent No. 2197701 dated January 27, 2003).

Недостатком данного технического решения является его сложность и низкая надежность поражения мини-БЛА минами, так как из-за инерционности их срабатывания, БЛА с высокой вероятностью могут уйти за пределы зоны поражения осколками. Применении сетей ловушек также малоэффективно, ввиду их относительно небольших геометрических размеров, а развертывание сетей больших размеров представляет значительную сложность.The disadvantage of this technical solution is its complexity and low reliability of defeating mini-UAVs with mines, since due to the inertia of their operation, UAVs with a high probability can go beyond the impact zone with fragments. The use of trap networks is also ineffective, due to their relatively small geometric dimensions, and the deployment of large networks is a significant difficulty.

Известен способ функционального подавления БЛА, предусматривающий последовательное использование нескольких поражающих факторов - это электромагнитное излучение (ЭМИ) малой длительности (от долей до десятков наносекунд), распыление красителя на поверхность оптических устройств БЛА и облако поражающих элементов, приводящее к физическому повреждению элементов конструкции БЛА (патент №2700207 от 05.12.2018 г.).There is a known method of functional suppression of UAVs, which involves the sequential use of several damaging factors - this is electromagnetic radiation (EMR) of short duration (from fractions to tens of nanoseconds), dye spraying onto the surface of UAV optical devices and a cloud of damaging elements, leading to physical damage to the UAV structural elements (patent). No. 2700207 dated December 5, 2018).

Недостатком способа является применение в качестве одного из поражающих факторов - ЭМИ, что делает такой способ очень затратным и малоприменимым в населенных пунктах. Это связано с необходимостью для функционального подавления БЛА генерации сигналов сверхбольшой мощности излучения, а также проведения расчета мощности излучения и осуществления ориентации излучающей антенны в сторону обнаруженного БЛА. Что касается, распыление красителя на поверхность оптических устройств БЛА, то такой способ требует точного определения его координат и вывод в точку применения БЛА - перехватчика.The disadvantage of this method is the use of electromagnetic radiation as one of the damaging factors, which makes this method very costly and hardly applicable in populated areas. This is due to the need for the functional suppression of the UAV generation of ultra-high power radiation signals, as well as the calculation of the radiation power and the orientation of the emitting antenna towards the detected UAV. As for spraying the dye onto the surface of UAV optical devices, this method requires accurate determination of its coordinates and output to the point of application of the UAV - interceptor.

Таким образом, большинство существующих способов борьбы с БЛА имеют общий недостаток - использование одного поражающего фактора, что негативно сказывается на вероятности поражения беспилотного летательного аппарата.Thus, most of the existing methods of combating UAVs have a common drawback - the use of one damaging factor, which negatively affects the probability of hitting an unmanned aerial vehicle.

В случае применения нескольких поражающих факторов, предлагаемые конструкции устройств отличаются сложностью, низкой точностью и вероятностью выполнения задачи по предназначению.In the case of using several damaging factors, the proposed device designs are characterized by complexity, low accuracy and the probability of performing the task as intended.

Определяющим условием эффективной борьбы с мини-БЛА является возможность их своевременного и надежного обнаружения.The determining condition for an effective fight against mini-UAVs is the possibility of their timely and reliable detection.

Известны различные методы обнаружения БЛА и реализующие их устройства.There are various methods for detecting UAVs and devices that implement them.

К основным методам обнаружения БЛА относятся: радиолокационные, радиотехнические, оптические видимые и инфракрасные, лазерные, акустические. Сравнительный анализ устройств обнаружения, реализующих эти методы, позволяет сделать следующие выводы о возможности их применения при обнаружении мини-БЛА с эффективной поверхностью рассеивания (ЭОПР) 0,01 квадратных метров и менее.The main methods for detecting UAVs include: radar, radio engineering, optical visible and infrared, laser, acoustic. A comparative analysis of detection devices that implement these methods allows us to draw the following conclusions about the possibility of their use in detecting mini-UAVs with an effective dispersion surface (EDS) of 0.01 square meters or less.

Акустические обнаружители обладают маленькой дальностью обнаружения (патенты №2589290 от 24.02.2015 г., №2116632 от 27.07.1998 г., №2532562 от 17.07.2013 г.). В городской среде или в условиях промышленной зоны высокий уровень фонового шума представляет существенную сложность для акустических обнаружителей ввиду низкой достоверности правильного выделения акустических сигнатур от работы винтов БЛА на фоне этого шума. Тенденция снижения уровня шумов винтов БЛА или применение не винтовых конструкций таких аппаратов, делает такие акустические обнаружители малоэффективными.Acoustic detectors have a short detection range (patents No. 2589290 dated February 24, 2015, No. 2116632 dated July 27, 1998, No. 2532562 dated July 17, 2013). In an urban environment or in an industrial area, a high level of background noise is a significant difficulty for acoustic detectors due to the low reliability of the correct selection of acoustic signatures from the operation of UAV propellers against this background noise. The tendency to reduce the noise level of UAV propellers or the use of non-screw structures of such devices makes such acoustic detectors ineffective.

Оптико-электронные средства (ОЭС) обнаружения, использующие оптические видимые и инфракрасные методы (патенты №2120139, от 29.04.1998 г., 2304792 от 14.12.2005 г., №2701177 от 26.02.2019 г., №2305303 от 22.08.2005 г.) обладают также не достаточной дальностью обнаружения. При этом, при оптическом увеличении снижается вероятность обнаружения БЛА по причине сужения области обзорного пространства. Существенно снижают потенциальные возможности ОЭС задымленность атмосферного воздуха, наличие в нем гидро- и метеообразований (снег, дождь, град, облачность, изморось), частиц пыли, песка; низкий уровень собственного теплового излучения мини-БЛА, а также его низкая тепловая контрастность на фоне других предметов. Кроме того, идентификация обнаруженного объекта с помощью ОЭС как БЛА может сопровождаться ошибками по причине того, что силуэты БЛА, собранные, например, кустарным способом, могут значительно отличаться от тех, что содержатся в базе данных системы.Optoelectronic means (OES) of detection using optical visible and infrared methods (patents No. 2120139, dated 04.29.1998, 2304792 dated 12.14.2005, No. 2701177 dated 02.26.2019, No. 2305303 dated 08.22.2005 d) also have insufficient detection range. At the same time, with optical magnification, the probability of detecting a UAV decreases due to the narrowing of the field of view space. Significantly reduce the potential of the UES smoke content of atmospheric air, the presence in it of hydro- and meteorological formations (snow, rain, hail, cloudiness, hoarfrost), dust particles, sand; low level of self-thermal radiation of the mini-UAV, as well as its low thermal contrast against the background of other objects. In addition, the identification of a detected object using the ECO as a UAV may be accompanied by errors due to the fact that the silhouettes of the UAV, collected, for example, in a handicraft way, may differ significantly from those contained in the system database.

Существующие средства радиотехнической разведки используют для обнаружения целей их собственные радиоизлучения и не позволяют обнаруживать цели, совершающих полет в режиме «радиомолчания» (патенты BY, №13748 от 30.10.2010 г., №2159447 от 28.12.1999 г., №2546393 от 06.03.2014 г., №2282864 от 22.03.2005 г.). В большинстве изобретений, предлагающих различные способы борьбы с БЛА, предлагаются устройства обнаружения, основанные именно на методах радиопеленгации. Дальность и точность обнаружения мини-БЛА в таких обнаружителях существенно зависит от мощности излучаемых сигналов бортовыми радиоустройствами и количества приемных устройств.Existing electronic intelligence means use their own radio emissions to detect targets and do not allow detecting targets flying in the “radio silence” mode (BY patents, No. 13748 of 10/30/2010, No. 2159447 of 12/28/1999, No. .2014, No. 2282864 dated March 22, 2005). Most of the inventions that offer various methods of combating UAVs offer detection devices based specifically on radio direction finding methods. The detection range and accuracy of mini-UAVs in such detectors significantly depends on the power of the emitted signals by on-board radio devices and the number of receiving devices.

Наиболее эффективными для обнаружения мини-БЛА являются средства активной радиолокации. Активный режим работы таких радиолокационных станций (РЛС) предусматривает излучение сигналов определенной структуры и длин волн в направлении цели с последующим приемом и обработкой отраженных от цели сигналов. Методы активной радиолокации позволяют обнаруживать объекты, которые не излучают собственных радиосигналов. Однако большинство таких РЛС используют сигналы метрового и дециметрового диапазонов длин волн, параметры которых обеспечивают обнаружение целей с ЭОПР не менее 0,1 квадратного метра, что недостаточно для обнаружения мини-БЛА. Применение в таких РЛС сигналов меньших длин волн (С и Ku - диапазонов) сопряжено с ухудшением характеристик их распространения в атмосфере, особенно в условиях гидро- и метеообразований, а большие мощности излучения таких передатчиков не позволяют устанавливать РЛС в населенных пунктах.The most effective for detecting mini-UAVs are active radar. The active mode of operation of such radar stations (RLS) provides for the emission of signals of a certain structure and wavelengths in the direction of the target, followed by the reception and processing of signals reflected from the target. Active radar techniques make it possible to detect objects that do not emit their own radio signals. However, most of these radars use signals of the meter and decimeter wavelength ranges, the parameters of which ensure the detection of targets with an EOPD of at least 0.1 square meters, which is not enough to detect a mini-UAV. The use of signals of shorter wavelengths (C and Ku - bands) in such radars is associated with a deterioration in the characteristics of their propagation in the atmosphere, especially in conditions of hydro and meteorological formations, and the high radiation powers of such transmitters do not allow the installation of radars in populated areas.

Недостатками большинства активных РЛС является совмещенный принцип их конструкции, предусматривающий, что передатчик зондирующих сигналов и приемник отраженных от цели сигналов размещены в одном месте [2,3,4,5]. Ввиду этого такие РЛС имеют низкую помехозащищенность на малых высотах, прежде всего по мешающим отражениям от местных предметов. Кроме того, в условиях преднамеренной постановки помех по каналам приема таким РЛС их возможности существенно снижаются. Дополнительным недостатком активных совмещенных РЛС является их сложность и высокая стоимость.The disadvantages of most active radars is the combined principle of their design, which provides that the transmitter of probing signals and the receiver of signals reflected from the target are located in one place [2,3,4,5]. In view of this, such radars have low noise immunity at low altitudes, primarily in terms of interfering reflections from local objects. In addition, under conditions of deliberate jamming on the reception channels of such radars, their capabilities are significantly reduced. An additional disadvantage of active combined radars is their complexity and high cost.

В изобретении №2744497 от 10.03.2021 г. «Способ охраны объектов от проникновения дистанционно управляемых малоразмерных маловысотных летательных аппаратов (типа БПЛА)» для обнаружения мини-БЛА предлагается одновременно использовать два канала обнаружения: радиолокационный и радиочастотный. В качестве радиолокационного канала предлагается радиолокационный датчик движения (РЛДД), основанный на использовании для обнаружения БЛА эффекта изменения частоты, отраженного от движущегося объекта сигнала (эффект Доплера). В качестве радиочастотного канала обнаружения предлагается применение спектороанализатора, позволяющего осуществлять анализ электромагнитной обстановки в диапазоне частот работы передатчиков пультов управления БЛА. Возрастание общего уровня излучений в указанном диапазоне и превышение его определенного порогового уровня, предшествующее появлению движущегося объекта над охраняемой территорией, должно подтвердить результаты обнаружения РЛДД и позволить идентифицировать обнаруженный движущийся воздушный объект именно как БЛА.In the invention No. 2744497 dated March 10, 2021 “Method of protecting objects from the penetration of remotely controlled small-sized low-altitude aircraft (UAV type)”, it is proposed to simultaneously use two detection channels to detect a mini-UAV: radar and radio frequency. As a radar channel, a radar motion sensor (RLDD) is proposed, based on the use of the effect of frequency change reflected from a moving signal object (Doppler effect) to detect UAVs. As a radio frequency detection channel, it is proposed to use a spectrum analyzer that allows analyzing the electromagnetic environment in the frequency range of the transmitters of the UAV control panels. An increase in the overall level of radiation in the specified range and exceeding its certain threshold level, preceding the appearance of a moving object over a protected area, should confirm the results of the detection of the RAE and allow identifying the detected moving air object as a UAV.

Такой способ, предусматривающий использование разнесенной конструкции РЛДД, где приемник и группа передатчиков разнесены на местности позволяет избежать недостатков присущих совмещенной конструкции активной РЛС при защите объектов от мини-БЛА. В рассматриваемом РЛДД предлагается в качестве зондирующих сигналов использовать непрерывные линейно-частотно-модулированные сигналы (ЛЧМ сигналы) с фиксированной литерой для каждого из передатчиков, входящих в состав РЛДД. При дальнейшей когерентной обработке отраженных от цели сигналов осуществляется их сравнение с опорным сигналом, что позволяет принять решение о наличии цели в определенном объеме пространства. Однако использование такого метода предполагает достаточно точную частотную синхронизацию излучаемых и отраженных сигналов и необходимость сложной настройки РЛДД. Кроме того, использование ЛЧМ сигналов не позволяет осуществлять точное определение координат цели, что снижает возможности комплекса. Дополнительными недостатками этого способа защиты объектов от беспилотных летательных аппаратов являются малая дальность обнаружения сигналов, применяемых для управления мини-БЛА методами радиочастотного обнаружения и отсутствие сведений в предлагаемом техническом решении о способах или средствах непосредственной защиты объекта или воздействия на БЛА.This method, which involves the use of a remote design of the radar, where the receiver and the group of transmitters are spaced apart on the ground, allows you to avoid the disadvantages inherent in the combined design of an active radar when protecting objects from mini-UAVs. In the considered RLDD, it is proposed to use continuous linear-frequency-modulated signals (chirp signals) with a fixed letter as probing signals for each of the transmitters included in the RLDD. With further coherent processing of the signals reflected from the target, they are compared with the reference signal, which makes it possible to make a decision about the presence of a target in a certain volume of space. However, the use of this method implies a fairly accurate frequency synchronization of the emitted and reflected signals and the need for complex tuning of the RLDD. In addition, the use of chirp signals does not allow accurate determination of target coordinates, which reduces the capabilities of the complex. Additional disadvantages of this method of protecting objects from unmanned aerial vehicles are the short detection range of signals used to control mini-UAVs by radio frequency detection methods and the lack of information in the proposed technical solution on methods or means of direct protection of an object or impact on a UAV.

Таким образом, традиционно применяемые методы и средства обнаружения имеют существенные ограничения при обнаружении мини-БЛА. Предлагаемые способы обнаружения мини-БЛА с помощью многопозиционных РЛС обладают недостаточной точностью определения их координат.Thus, the traditionally used detection methods and means have significant limitations in detecting mini-UAVs. The proposed methods for detecting mini-UAVs using multi-position radars have insufficient accuracy in determining their coordinates.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является комплекс борьбы БЛА «Стопдрон-Арсенал», реализующие для этого несколько технических решений одновременно [6]. Комплекс предназначен для радиолокационного активного обнаружения, оптического распознавания БЛА и противодействия им путем направленного прерывания сигналов управления БЛА. Размещение элементов комплекса обеспечивают формирование над объектом области защиты от БЛА. Основная РЛС, входящая в состав комплекса, является активной и совмещенной (приемное и передающее устройства РЛС совмещены в одном блоке). При этом эта РЛС работает в диапазоне частот Ku, 16,97 ГГц. Дополнительная РЛС комплекса представляет собой несколько разнесенных в пространстве радиопеленгаторов. При поступлении сигнала об обнаруженной цели от основной РЛС, подтвержденного данными от дополнительной РЛС активируется устройство оптического распознавания и направленного радиоэлектронного подавления каналов управления БЛА, которые совмещены в одном изделии.The closest analogue to the claimed invention is the Stopdron-Arsenal UAV combat complex, which implements several technical solutions for this simultaneously [6]. The complex is designed for radar active detection, optical recognition of UAVs and counteraction to them by directional interruption of UAV control signals. The placement of the elements of the complex ensures the formation of an area of protection against UAVs above the object. The main radar, which is part of the complex, is active and combined (the receiving and transmitting devices of the radar are combined in one unit). At the same time, this radar operates in the Ku frequency band, 16.97 GHz. The additional radar of the complex consists of several radio direction finders spaced apart in space. Upon receipt of a signal about the detected target from the main radar, confirmed by data from the additional radar, the device for optical recognition and directional jamming of the UAV control channels, which are combined in one product, is activated.

Комплексное применение одновременно нескольких средств обнаружения, основанных на различных физических принципах, обеспечивает увеличение вероятности правильного обнаружения мини-БЛА. Однако в целом комплексу присущи те-же недостатки, что и каждому из устройств, входящих в его состав по отдельности (совмещенная конструкция и имеющий ограничения для распространения сигналов сверхвысокий диапазон частот основной РЛС; один поражающий фактор - радиоэлектронное подавление канала управления БЛА; передатчик помех, имеющий ограниченную пространственную направленность и не позволяющего обеспечить защиту объекта при массовом применении БЛА).The complex use of several detection tools at the same time, based on different physical principles, provides an increase in the probability of correct detection of a mini-UAV. However, in general, the complex has the same disadvantages as each of the devices included in its composition separately (a combined design and an ultra-high frequency range of the main radar, which has restrictions on the propagation of signals; one striking factor is electronic jamming of the UAV control channel; a jamming transmitter, having a limited spatial orientation and not allowing to ensure the protection of the object during the massive use of UAVs).

Заявляемая, как изобретение, система многофакторной защиты объектов от миниатюрных беспилотных летательных аппаратов реализуется посредством технического решения, предусматривающего применение объединенных единым контуром управления и алгоритмом функционирования взаимодействующих устройств: предназначенных для обнаружения и идентификации мини-БЛА, радиочастотного подавления радиоприемных устройств каналов управления и навигации беспилотных летательных аппаратов, создания облака поражающих элементов в районе нахождения и по направлению полета мини-БЛА.Claimed as an invention, the system of multifactorial protection of objects from miniature unmanned aerial vehicles is implemented by means of a technical solution that involves the use of interacting devices combined by a single control loop and algorithm for the functioning of interacting devices: designed to detect and identify mini-UAVs, radio frequency suppression of radio receivers of control channels and navigation of unmanned aerial vehicles devices, creating a cloud of damaging elements in the area where the mini-UAV is located and in the direction of flight.

Изобретение поясняется рисунками.The invention is illustrated by drawings.

Фиг. 1 - блок-схема системы многофакторной защиты объектов от миниатюрных беспилотных летательных аппаратов;Fig. 1 - block diagram of a system for multifactorial protection of objects from miniature unmanned aerial vehicles;

Фиг. 2 - рисунок, поясняющий применение системы многофакторной защиты объектов от миниатюрных беспилотных летательных аппаратов;Fig. 2 is a drawing explaining the application of a system of multifactorial protection of objects from miniature unmanned aerial vehicles;

Фиг. 3 - рисунок многоствольной пусковой пиротехнической установки.Fig. 3 is a drawing of a multibarrel pyrotechnic launcher.

Система многофакторной защиты объектов от миниатюрных беспилотных летательных аппаратов (Фиг. 1) включает: многопозиционный радиолокационный обнаружитель (МРЛО) - основной канал обнаружения, состоящий из N передатчиков сигналов (ПС), предназначенных для формирования сигналов подсвета цели и помех каналам связи и навигации мини-БЛА 1 и обработчика сигналов и радиолокационной информации (ОС РЛИ) 2; устройство оптического обнаружения и распознавания (УОР) целей 3, представляющее собой дополнительный канал обнаружения мини-БЛА и состоящее из оптико-электронного средства (ОЭС) с поворотной платформой (ПП) и модуля обработчика видеоданных (МОВД); многоствольных пусковых пиротехнических установок (МППУ) (типа мортира) для залпового запуска фейерверочных ракет, содержащих поражающие элементы различной конструкции 4. Количество МППУ (М) выбирается исходя из особенностей и площади контролируемого объекта, а также требований безопасности для людей и окружающих объектов.The system of multifactorial protection of objects from miniature unmanned aerial vehicles (Fig. 1) includes: a multi-position radar detector (MRLO) - the main detection channel, consisting of N signal transmitters (PS) designed to generate target illumination signals and interference with communication and navigation channels mini- UAV 1 and processor of signals and radar information (OS RLI) 2; an optical detection and recognition device (OOR) of targets 3, which is an additional detection channel for a mini-UAV and consists of an optoelectronic means (OES) with a turntable (PP) and a video data processor module (MVD); multi-barrel pyrotechnic launchers (MPPU) (mortar type) for salvo launch of fireworks rockets containing damaging elements of various designs 4. The number of MPPU (M) is selected based on the features and area of the controlled object, as well as safety requirements for people and surrounding objects.

Система многофакторной защиты объектов от миниатюрных беспилотных летательных аппаратов устроена следующим образом. Каждый из N ПС 1 состоит из модуля управления (МУ) 5, синтезатора частот (СЧ) 6, усилителей мощности (УМ) 7, антенной системы (АС) 8, приемника сигнала синхронизации (ПрСС) с антенной 9. ПС размещаются на опорах естественного или искусственного происхождения, занимающих доминирующее по высоте положение в пределах защищаемого объекта.The system of multifactor protection of objects from miniature unmanned aerial vehicles is arranged as follows. Each of N PS 1 consists of a control module (MU) 5, a frequency synthesizer (MF) 6, power amplifiers (PA) 7, an antenna system (AS) 8, a synchronization signal receiver (PRSS) with an antenna 9. PS are placed on supports of natural or artificial origin, occupying a dominant position in height within the protected object.

ОС РЛИ 2 предназначен для формирования и передачи по радиоканалам сигналов синхронизации и управления МРЛО 10, передачи информации 11 на локальный и удаленные устройства отображения и управления (УОУ) 12. ОС РЛИ состоит из модуля приемника сигналов (МПС) 13, модуля цифровой обработки сигналов и РЛИ (МЦО) 14, многоканальной антенной системы (MAC) 15, передатчика сигналов синхронизации (ПСС) 16 с антенной. ОС РЛИ размещается на возвышенности в центре защищаемого объекта.OS RLI 2 is designed to generate and transmit radio signals for synchronization and control of MRLO 10, transmit information 11 to local and remote display and control devices (DU) 12. OS RLI consists of a signal receiver module (MPS) 13, a digital signal processing module and RLI (MTSO) 14, multi-channel antenna system (MAC) 15, the transmitter of synchronization signals (PSS) 16 with an antenna. OS radar is located on a hill in the center of the protected object.

Система многофакторной защиты объектов от миниатюрных беспилотных летательных аппаратов может функционировать в дежурном режиме или в режиме подавления/поражения мини-БЛА 17. При этом переход из дежурного режима в режим подавления/поражения может осуществляться автоматически или автоматизировано - по команде оператора комплекса. Этот переход обеспечивается прерыванием канала частотно-фазовой синхронизации работы МРЛО 10, который в дежурном режиме непрерывно поддерживается между ОС РЛИ и ПС. Частотно-фазовая синхронизация работы МРЛО необходима для обеспечения когерентной обработки в ОС РЛИ сигналов, отраженных от цели.The system of multifactorial protection of objects from miniature unmanned aerial vehicles can operate in standby mode or in the mode of suppression/destruction of mini-UAV 17. In this case, the transition from standby mode to suppression/destruction mode can be carried out automatically or automated - at the command of the operator of the complex. This transition is provided by interrupting the frequency-phase synchronization channel of the operation of the MRLO 10, which in standby mode is continuously maintained between the RLI OS and the PS. Frequency-phase synchronization of the MRLO operation is necessary to ensure coherent processing in the radar imager OS of signals reflected from the target.

В зависимости от режима работы системы многофакторной защиты объектов от миниатюрных беспилотных летательных аппаратов в ПС формируется и излучаются различные типы сигналов. В дежурном режиме в СЧ каждого ПС формируются зондирующие сигналы, представляющие собой фазокодоманипулированные (ФКМ) последовательности импульсов с фиксированным смещением по фазе каждого из них относительно сигналов других ПС 18. В режиме нейтрализации угроз мини-БЛА формируются и излучаются сигналы помех в диапазонах частот каналов управления мини-БЛА (2,4 ГГц и 5,8 ГГц) и каналов навигации мини-БЛА (1,2 и 1,6 ГГц) 19. Эти сигналы усиливаются в УМ и посредством АС, имеющей направленную диаграмму направленности (ДНА) шириной 60 град, в азимутальной и угломестной плоскостях излучаются в заданном направлении, создавая зону подсвета и подавления (ЗПП) мини-БЛА. Количество и размещение ПС должно обеспечивать создание сплошного многочастотного электромагнитного поля требуемой конфигурации, позволяющего с заданной вероятностью правильного обнаружения (Рпр.обн.) обнаружить мини-БЛА и осуществить надежное радиоэлектронное подавление их приемных устройств по каналам дистанционного управления и навигации на подлете и непосредственно над территорией защищаемого объекта.Depending on the operating mode of the system of multifactorial protection of objects from miniature unmanned aerial vehicles, various types of signals are generated and emitted in the PS. In standby mode, in the midrange of each PS, probing signals are generated, which are phase-code-dominated (PCM) sequences of pulses with a fixed phase shift of each of them relative to the signals of other PS 18. In the mini-UAV threat neutralization mode, interference signals are generated and emitted in the frequency ranges of control channels mini-UAV (2.4 GHz and 5.8 GHz) and mini-UAV navigation channels (1.2 and 1.6 GHz) 19. These signals are amplified in the PA and through the speaker, which has a directional radiation pattern (DNA) with a width of 60 hail, in the azimuth and elevation planes are emitted in a given direction, creating a zone of illumination and suppression (ZPP) of a mini-UAV. The number and location of the PS should ensure the creation of a continuous multi-frequency electromagnetic field of the required configuration, which allows, with a given probability of correct detection (Rpr.det.), to detect mini-UAVs and carry out reliable electronic jamming of their receiving devices via remote control and navigation channels on the approach and directly above the territory protected object.

ДНА всех ПС, размещенных в границах объекта, ориентированы под большими углами вверх, что позволяет снизить требуемую мощность излучения, энергопотребление комплекса и уровень радиопомех для находящихся рядом сторонних приемных устройств.The beams of all PSs located within the facility are oriented upwards at large angles, which makes it possible to reduce the required radiation power, the power consumption of the complex, and the level of radio interference for nearby third-party receivers.

Сигнал, излученный ПС и отраженный от цели 20 принимается MAC ОС РЛИ, представляющей собой блок, состоящий из шести горизонтально и одной вертикально ориентированных приемных антенн, с помощью которых осуществляется последовательный обзор воздушного пространства по установленному в ОС РЛИ алгоритму.The signal emitted by the PS and reflected from the target 20 is received by the MAC OS of the radar, which is a block consisting of six horizontally and one vertically oriented receiving antennas, with the help of which a sequential survey of the airspace is carried out according to the algorithm established in the OS of the radar.

После обработки принятых сигналов в ОС РЛИ на выходе МЦО формируется радиолокационная информация (РЛИ) о координатах и параметрах движения цели, которая поступает на локальное или удаленное УОУ 12. Эта информация отображается на экране монитора в виде, позволяющем определить факт нарушения границ охраняемой территории, время, скорость, дальность до мини-БЛА и траекторию его полета. Одновременно, в ОС и РЛИ формируется сигнал управления 21 УОР 3. По этому сигналу ПП УОР 22 разворачивает ОЭС 23 в направлении обнаруженной МРЛО цели и осуществляет ее автоматический дополнительный поиск 24 и захват на автосопровождение. Видеоданные об обнаруженной и сопровождаемой цели от ОЭС поступают в ОВД 25, где распознаются с помощью модели, построенной на основе искусственных нейронных сетей и сформированных баз данных воздушных объектов различных типов и классов. Эта информация, а также видеоизображение сопровождаемой ОЭС цели 26 поступают в УОУ, где отображаются на мониторе. Кроме того, при идентификации обнаруженной цели, как мини-БЛА в ОВД формируется сигнал подтверждения 27, который поступает в МЦО.After processing the received signals in the OS RLI, at the output of the MCO, radar information (RLI) is formed about the coordinates and parameters of the movement of the target, which arrives at the local or remote control unit 12. This information is displayed on the monitor screen in a form that allows you to determine the fact of violation of the boundaries of the protected area, time , speed, range to the mini-UAV and the trajectory of its flight. At the same time, in the OS and the radar, a control signal 21 UOR 3 is generated. On this signal, the PP UOR 22 deploys the OES 23 in the direction of the detected MRLO target and performs its automatic additional search 24 and capture for auto-tracking. Video data about the detected and tracked target from the OES are sent to ATS 25, where they are recognized using a model built on the basis of artificial neural networks and formed databases of air objects of various types and classes. This information, as well as the video image of the target 26 followed by the OES, are received by the UOU, where they are displayed on the monitor. In addition, when a detected target is identified as a mini-UAV, a confirmation signal 27 is generated in the ATS, which is sent to the MCO.

После получении от ОВД сигнала подтверждения, происходит отключение каналов синхронизации между ПС, в ЗПП которых обнаружена цель и ОС РЛИ, после чего КЗО переходит в режим подавление/поражение. ПС, с которыми прерван канал синхронизации начинают направленное излучение сигналов помех каналам навигации и управления мини-БЛА.After receiving a confirmation signal from the ATS, the synchronization channels between the PS, in the RFP of which the target was detected, and the radar OS are switched off, after which the KZO switches to the suppression / defeat mode. The PS with which the synchronization channel is interrupted begin the directed emission of interference signals to the navigation and control channels of the mini-UAV.

Одновременно с этим автоматически от ОС РЛИ или автоматизировано по команде оператора КЗО на МППУ 4, размещенные между ОС РЛИ и ПС в ЗПП которых обнаружен мини-БЛА, подается команда на запуск 28 фейерверочных ракет 29.At the same time, automatically from the RLI OS or automated at the command of the KZO operator on the MPPU 4, located between the RLI OS and the PS in the RFP of which a mini-UAV was detected, a command is given to launch 28 fireworks rockets 29.

Применение системы многофакторной защиты объектов от миниатюрных беспилотных летательных аппаратов поясняется рисунком (Фиг. 2). Сама система размещается на местности таким образом, чтобы создать в границах объекта 30 и непосредственных подступах к нему поле радиолокационного контроля и зону радиоэлектронного подавления 31, образуемую соответственно сигналами подсвета 18 и сигналами помех 19, зону функционального поражения 32 мини-БЛА 17, создаваемую залповым запуском фейерверочных ракет 29 из каждой МППУ 4. Для этого в системе многофакторной защиты объектов от миниатюрных беспилотных летательных аппаратов применен принцип многопозиционности средств обнаружения и подавления (поражения), предусматривающий создание пространственно разнесенной сети ПС МРЛО и МППУ.The use of a system of multifactorial protection of objects from miniature unmanned aerial vehicles is illustrated by the figure (Fig. 2). The system itself is placed on the ground in such a way as to create within the boundaries of the object 30 and the immediate approaches to it a field of radar control and an electronic suppression zone 31, formed, respectively, by illumination signals 18 and interference signals 19, a zone of functional destruction 32 of a mini-UAV 17, created by a volley launch fireworks rockets 29 from each MPPU 4. To do this, in the system of multifactorial protection of objects from miniature unmanned aerial vehicles, the principle of multi-position detection and suppression (defeat) means is applied, which provides for the creation of a spatially separated network of PS MRLO and MPPU.

Известно [7,8], что при применении разнесенных радиолокационных средств обнаружения в просветной зоне локации (между передатчиком и приемником) ЭОПР целей возрастает в среднем на 20-25 дБ относительно ЭОПР обратного рассеяния для РЛС, совмещенных конструкции. Теоретически обосновано и практически подтверждено, что конструкции планеров большинства современных летательных аппаратов выполнены таким образом, что большая часть энергии сигналов прямого электромагнитного облучения переотражается не в строго обратном направлении, а рассевается в основном в нижнюю полусферу планера (патент №2440916 от 28.07.2010 г.). Тем самым ЭОПР таких целей для МРЛО дополнительно увеличивается. Поэтому разнесенная МРЛО обеспечивает обнаружение малоразмерных и малозаметных для других средств радиолокации объектов. Кроме того, за счет вертикальной ориентации диаграмм направленности антенн ПС, при которой воздушный объект в условиях горизонтального полета находится на минимальном расстоянии, как от передатчика, так и от приемника энергетические характеристики сигналов обнаружения еще более увеличиваются. Такое пространственно-энергетическое построение МРЛО позволяет значительно уменьшить ее энергопотребление, так как не требует высокой мощности излучения ПС и исключить влияние на МРЛО области радиотени от высоких радиоотражающих предметов, зданий и сооружений.It is known [7,8] that when using spaced radar detection tools in the clearance zone of the location (between the transmitter and receiver), the target EOPD increases by an average of 20-25 dB relative to the backscatter EOPD for radars with combined designs. It is theoretically substantiated and practically confirmed that the airframe designs of most modern aircraft are designed in such a way that most of the energy of direct electromagnetic radiation signals is not re-reflected in the strictly opposite direction, but is scattered mainly into the lower hemisphere of the airframe (patent No. ). Thus, the EOPD of such targets for MRLO is additionally increased. Therefore, the spaced MRLO provides the detection of small-sized and hardly noticeable objects for other means of radar. In addition, due to the vertical orientation of the antenna patterns of the PS, in which the air object in horizontal flight is at a minimum distance, both from the transmitter and the receiver, the energy characteristics of the detection signals increase even more. Such a spatial-energy construction of the MRLS can significantly reduce its energy consumption, since it does not require a high radiation power of the PS and exclude the influence of the radio shadow area on the MRLS from high radio-reflecting objects, buildings and structures.

После обнаружения МРЛО цели и определения ее координат, на ОЭС подается сигнал 21, поворотная платформа разворачивает ОЭС в направлении цели и осуществляется оптический дописок 24 цели и взятие ее на автосопровождение. Видеоданные о цели обрабатываются в МОВД, где цель классифицируется, после чего информация поступает в оконечные устройства отображения и управления, где группируется с радиолокационной информации о цели.After the target is detected by the MRLO and its coordinates are determined, a signal 21 is sent to the OES, the turntable turns the OES in the direction of the target, and optical addition 24 of the target is carried out and it is taken for auto-tracking. Video data about the target is processed in the MOVD, where the target is classified, after which the information enters the terminal display and control devices, where it is grouped with radar information about the target.

Преимущества многопозиционности системы многофакторной защиты объектов от миниатюрных беспилотных летательных аппаратов проявляются и по отношению к условиям, когда комплекс переходит в режим излучения сигналов помех приемным устройствам каналов управления и навигации мини-БЛА 19 и применения МППУ. Направленное излучение радиопомех позволяет сохранить низкие, безопасные для людей и не нарушающие работу других радиотехнических средств, значения мощности выходного сигнала ПС. При этом обеспечивается достаточный уровень плотности мощности помехи на входе приемных устройств мини-БЛА и надежное прерывание каналов управления и навигации.The advantages of the multi-position system of multi-factorial protection of objects from miniature unmanned aerial vehicles are also manifested in relation to the conditions when the complex switches to the mode of emitting interference signals to the receiving devices of the control and navigation channels of the mini-UAV 19 and the use of MPPU. Directional emission of radio interference allows you to keep low, safe for people and not disturbing the operation of other radio equipment, the power values of the output signal of the PS. This ensures a sufficient level of interference power density at the input of mini-UAV receivers and reliable interruption of control and navigation channels.

Размещение достаточного количества МППУ вокруг и непосредственно на территории контролируемого объекта позволяет создать в районе нахождения мини-БЛА и по маршруту ее полета в необходимое время, предусмотренное алгоритмом работы системы многофакторной защиты объектов от миниатюрных беспилотных летательных аппаратов, пространственно-протяжное облако функционально воздействующих на мини-БЛА поражающих элементов необходимой плотности 32. Многопозиционный принцип размещения МППУ обеспечивает высокую вероятность надежного поражения БЛА в любой точке контролируемого МРЛО пространства, и позволяет уменьшить до безопасного для людей и предметов, находящихся на земле, заряд самих фейерверочных ракет и зарядов поражающих элементов.Placing a sufficient number of MPPUs around and directly on the territory of a controlled object makes it possible to create in the area where the mini-UAV is located and along the route of its flight at the required time, provided for by the algorithm of the operation of the system of multifactorial protection of objects from miniature unmanned aerial vehicles, a spatially extended cloud functionally affecting the mini-UAV. UAVs of striking elements of the required density 32. The multi-position principle of placing MPPU provides a high probability of reliable destruction of UAVs at any point in the space controlled by the MRLS, and allows you to reduce the charge of the fireworks themselves and the charges of damaging elements to a level that is safe for people and objects on the ground.

Одновременно с началом постановки помех каналам управления и навигации мини-БЛА или с установленной в алгоритме работы комплекса временной задержкой на многоствольные мортиры передаются электрические сигналы 28, приводящие к серии выстрелов, снаряженными в них пиротехническими устройствами. В результате в районе нахождения мини-БЛА или по курсу его перемещения создается пространственно-протяжное облако функционально воздействующих на мини-БЛА элементов.Simultaneously with the start of jamming the control and navigation channels of the mini-UAV or with the time delay set in the operation algorithm of the complex, electric signals 28 are transmitted to multi-barreled mortars, leading to a series of shots equipped with pyrotechnic devices in them. As a result, in the area where the mini-UAV is located or along the course of its movement, a spatially extended cloud of elements functionally affecting the mini-UAV is created.

МППУ (Фиг. 3), представляет собой конструкцию, состоящую из разнонаправленных под разными углами относительно вертикальной оси стволами (мортирами) 33, количество которых (S) определяется требованиями к геометрическим размерам области разлета поражающих элементов и ее плотности.MPPU (Fig. 3) is a structure consisting of barrels (mortars) 33 multidirectional at different angles relative to the vertical axis, the number of which (S) is determined by the requirements for the geometric dimensions of the area of expansion of striking elements and its density.

Диаметр мортиры может составлять от 100 мм до 250 мм, высота - от 400 до 1000 мм. Мортиры выполнены в виде цилиндрического корпуса 34 с заглушенной тыльной частью, закрепленной на Н-образной станине 35, размеры и масса которой обеспечивают максимальную устойчивость МППУ при залповых выстрелах. В корпус каждой мортиры встроено пусковое устройство 36, состоящее из одноразового электрического воспламенителя и электрического разъема, к которому с внешней стороны подключается сигнально-пусковой провод 37 соединенный в кабельную сборку 38 от всех мортир МППУ, которая в свою очередь подключена к УОУ 12.Mortar diameter can be from 100 mm to 250 mm, height - from 400 to 1000 mm. Mortars are made in the form of a cylindrical body 34 with a muffled rear part, mounted on an H-shaped frame 35, the dimensions and weight of which provide maximum stability of the MPPU during volley shots. A starting device 36 is built into the body of each mortar, consisting of a disposable electric igniter and an electrical connector, to which a signal-starting wire 37 is connected from the outside, connected to a cable assembly 38 from all MPPU mortars, which in turn is connected to the UOU 12.

Фейерверочная ракета 29 содержит фейерверочный заряд 39, метательно-вышибной заряд 40 и воспламенительный огнепроводный шнур 41. Фейерверочный заряд в зависимости от диаметра ракеты и мощности метательно-вышибного заряда может содержать поражающие элементы различной конструкции и физических принципов действия. Например: дробь различного диаметра; капсулы с сетью; эмульсии с прилипающими к поверхности мини-БЛА свойствами, приводящие к уменьшение прозрачности видеокамеры мини-БЛА или увеличивающими его ЭОПР; аэрозоли с хорошими электропроводящими или абразивными характеристиками на клеевой основе, приводящие к замыканию всех открытых электронных цепей, особенно коллекторов электродвигателей, оптики и устройств для сброса поражающих элементов за счет их склеивания с носителем или заклеивания механизма сброса; графитовые частицы, при пропускании через которое электрического заряда образуется объемный электрический заряд, выводящий из строя систему радиообмена; клейкие лавсановые ленточки, которые попадая на БЛА, способны приклеиваться ко всем его поверхностям и блокировать винты; ленты с грузиками (утяжелением) на концах (типа облегченного гасило).Fireworks rocket 29 contains fireworks charge 39, propelling charge 40 and igniter igniter cord 41. Fireworks charge, depending on the diameter of the rocket and the power of the propelling charge, may contain striking elements of various designs and physical principles of action. For example: shot of various diameters; capsules with a network; emulsions with properties adhering to the mini-UAV surface, leading to a decrease in the transparency of the mini-UAV video camera or increasing its EOPD; aerosols with good electrically conductive or abrasive characteristics on an adhesive basis, leading to the closure of all open electronic circuits, especially the collectors of electric motors, optics and devices for dropping striking elements by gluing them to the carrier or sticking the reset mechanism; graphite particles, when an electric charge is passed through it, a volumetric electric charge is formed, which disables the radio exchange system; adhesive lavsan ribbons, which, when they get on the UAV, are able to stick to all its surfaces and block the screws; tapes with weights (weighting) at the ends (such as lightweight extinguished).

Каждый выстрел МППУ создает на выбранной высоте плотное облако поражающих (нейтрализующих) элементов. При этом максимальная высота поражения мини-БЛА складывается из высоты полета ракеты, высоты подрыва заряда поражающих (нейтрализующих) элементов и максимального удаления от центра подрыва этих элементов мини-БЛА. Тем самым предельная высота «заслона» для БЛА может составить 500-600 метров, что вполне достаточно для надежного прикрытия объектов.Each MPPU shot creates a dense cloud of damaging (neutralizing) elements at a selected height. In this case, the maximum height of the destruction of the mini-UAV is the sum of the altitude of the missile, the height of the detonation of the charge of the damaging (neutralizing) elements and the maximum distance from the center of detonation of these elements of the mini-UAV. Thus, the maximum height of the "barrier" for UAVs can be 500-600 meters, which is quite enough to reliably cover objects.

Тактика применения зарядов может быть различной. Во-первых, подрыв заряда и создание облака поражающих (нейтрализующих) элементов непосредственно в районе нахождения мини-БЛА. Во-вторых, создание такого облака из аэрозольных элементов по направлению полета мини-БЛА, и, создание, тем самым, защитного барьера.The tactics of using charges can be different. First, undermining the charge and creating a cloud of damaging (neutralizing) elements directly in the area where the mini-UAV is located. Secondly, the creation of such a cloud of aerosol elements in the direction of the mini-UAV flight, and thus the creation of a protective barrier.

Применение системы многофакторной защиты объектов от миниатюрных беспилотных летательных аппаратов позволяет решить следующие задачи.The use of a system of multifactorial protection of objects from miniature unmanned aerial vehicles allows us to solve the following problems.

Повышение вероятности правильного обнаружения мини-БЛА за счет применения одновременно двух каналов обнаружения цели: основного -радиолокационного и дополнительного-оптико-электронного с функцией автоматического сопровождения и распознавания класса цели.Increasing the probability of correct detection of a mini-UAV due to the simultaneous use of two target detection channels: the main - radar and additional - optoelectronic with the function of automatic tracking and target class recognition.

Обнаружение малоразмерных и малозаметных в радиолокационном диапазоне летательных аппаратов и их групп за счет многопозиционного построения системы многофакторной защиты объектов от миниатюрных беспилотных летательных аппаратов и применения принципа разнесенной радиолокации, а также вертикальной ориентации диаграмм направленности передатчиков сигналов, при которой воздушный объект находится на минимальном расстоянии, как от передатчика, так и от приемника. Кроме того, такое пространственно-энергетическое построение системы многофакторной защиты объектов от миниатюрных беспилотных летательных аппаратов защиты объекта позволяет значительно уменьшить ее энергопотребление и устранить мешающие воздействия на людей и другие радиотехнические средства, так как не требует высокой мощности излучения передатчиков сигналов.Detection of small-sized and hardly noticeable in the radar range of aircraft and their groups due to the multi-position construction of a system of multi-factorial protection of objects from miniature unmanned aerial vehicles and the application of the principle of diversity radar, as well as the vertical orientation of the radiation patterns of signal transmitters, in which the air object is at a minimum distance, as from the transmitter as well as from the receiver. In addition, such a spatial-energy construction of a multifactorial protection system for objects from miniature unmanned aerial vehicles for protecting an object can significantly reduce its energy consumption and eliminate interfering effects on people and other radio equipment, since it does not require high radiation power from signal transmitters.

Определение координат и параметров движения цели за счет применения радиолокационных сигналов и методов их обработки.Determining the coordinates and parameters of the target's movement through the use of radar signals and methods for their processing.

Оптико-электронное обнаружение, автоматическое сопровождение, распознавание мини-БЛА и передача видеоданных о нем на устройство отображения и управления.Opto-electronic detection, automatic tracking, mini-UAV recognition and transmission of video data about it to a display and control device.

Использование для предотвращения дальнейшего полета мини-БЛА нескольких взаимосвязанных общим алгоритмом работы факторов воздействия на него: радиоэлектронное подавление каналов управления и навигации и функциональное поражение или блокирование элементов конструкции БЛА и его функций. Такое сочетание факторов поражения и подавления мини-БЛА позволяет повысить надежность защиты объекта по отношению к однофакторным способам и устройствам защиты, особенно в условиях применения одновременно нескольких мини-БЛА.To prevent further flight of a mini-UAV, several interrelated factors affecting it by a common algorithm of operation: electronic jamming of control and navigation channels and functional damage or blocking of the UAV structural elements and its functions. This combination of mini-UAV damage and suppression factors makes it possible to increase the reliability of object protection in relation to single-factor protection methods and devices, especially when several mini-UAVs are used simultaneously.

Источники информацииInformation sources

1. Еремин Г.В., Гаврилов А.Д., Назарчук И.И. «Малоразмерные беспилотники - новая проблема для ПВО». «Армейский вестник». 02.02.2015. http://army-news.org1. Eremin G.V., Gavrilov A.D., Nazarchuk I.I. "Small-sized drones - a new problem for air defense." "Army Bulletin". 02/02/2015. http://army-news.org

2. Информационные технологии в радиотехнических системах: И741 Учебное пособие / В.А. Васин, И.Б. Власов, Ю.М. Егоров и др.; Под ред. И.Б. Федорова. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 672 с: ил. - (Сер. Информатика в техническом университете.).2. Information technology in radio systems: I741 Tutorial / V.A. Vasin, I.B. Vlasov, Yu.M. Egorov and others; Ed. I.B. Fedorov. - M.: Publishing house of MSTU im. N.E. Bauman, 2003. - 672 p., ill. - (Ser. Informatics at the Technical University.).

3. Справочник по радиолокации (ред. Сколник М.И.) т. 1 - 1976 г. (Сколник М.И. Справочник по радиолокации в 4-х книгах (1976-1978)). М., «Сов. Радио», 1976, 456 с.3. Handbook of radar (ed. Skolnik M.I.) v. 1 - 1976 (Skolnik M.I. Handbook of radar in 4 books (1976-1978)). M., "Owls. Radio”, 1976, 456 p.

4. Мощенский Ю.В., Нечаев А.С. Теоретические основы радиотехники. Сигналы: Учебное пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Издательство «Лань», 2016. - 216 с.: ил. - (Учебники для вузов. Специальная литература).4. Moschensky Yu.V., Nechaev A.S. Theoretical foundations of radio engineering. Signals: Tutorial. - 2nd ed., revised. and additional - St. Petersburg: Publishing house "Lan", 2016. - 216 p.: ill. - (Textbooks for universities. Special literature).

5. Бакулев П.А. Радиолокационные системы. Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М: Радиотехника, 2007. - 376 с, ил.5. Bakulev P.A. Radar systems. Textbook for high schools. Ed. 2nd, revised. and additional - M: Radio engineering, 2007. - 376 p., ill.

6. www.stopdron.ru6. www.stopdron.ru

7. Черняк B.C. Многопозиционная радиолокация. - М.: Радио и связь, 1993. - 416 с.7. Chernyak B.C. multi-position radar. - M.: Radio and communication, 1993. - 416 p.

8. Аверьянов В.Я. Разнесенные радиолокационные станции и системы. - Мн.: Наука и техника. 1978. - 184 с.8. Averyanov V.Ya. Diversified radar stations and systems. - Minsk: Science and technology. 1978. - 184 p.

Claims (1)

Система многофакторной защиты объектов от миниатюрных беспилотных летательных аппаратов (мини-БЛА), обеспечивающая повышение надежности такой защиты за счет комплексного взаимодополняющего применения многопозиционного радиолокационного обнаружителя (МРЛО), состоящего из обработчика сигналов и радиолокационной информации (ОС РЛИ) и разнесенных вокруг объекта передатчиков сигналов (ПС), создающих непрерывное поле радиолокационного контроля и устройства оптического обнаружения и распознавания (УОР) целей, представляющего собой дополнительный канал обнаружения мини-БЛА и состоящего из оптико-электронного средства (ОЭС), осуществляющего по сигналам от ОС РЛИ обнаружение и автоматическое сопровождение мини-БЛА, а также модуля обработчика видеоданных (МОВД), в котором осуществляется идентификация целей, как БЛА, и одновременного использования для их поражения нескольких факторов, включающих радиоэлектронное подавление бортовых приемных устройств каналов управления и навигации мини-БЛА ПС, переключающихся в режим подавления по результатам обнаружения цели и ее идентификации как мини-БЛА а также создания с помощью разнесенных вокруг объекта многоствольных пусковых пиротехнических установок (МППУ) протяженного облака поражающих элементов, приводящих к физическому повреждению элементов конструкции миниатюрного беспилотного летательного аппарата или нарушению его устойчивого функционирования.System of multifactorial protection of objects from miniature unmanned aerial vehicles (mini-UAVs), which provides an increase in the reliability of such protection due to the complex complementary use of a multi-position radar detector (MRLO), consisting of a signal processor and radar information (OS RLI) and signal transmitters spaced around the object ( PS), creating a continuous field of radar control and an optical detection and recognition device (OOR) of targets, which is an additional detection channel for a mini-UAV and consists of an optoelectronic tool (OES) that, based on signals from the radar OS, detects and automatically tracks mini-UAVs. UAV, as well as a video data processor module (MVD), in which targets are identified as UAVs, and the simultaneous use of several factors to defeat them, including electronic jamming of on-board receivers of control and navigation channels of the mini-UAV PS, lane switching to the suppression mode based on the results of target detection and its identification as a mini-UAV, as well as the creation of an extended cloud of striking elements with the help of multi-barrel pyrotechnic launchers (MPPU) spaced around the object, leading to physical damage to the structural elements of a miniature unmanned aerial vehicle or disruption of its stable functioning .
RU2021113677A 2021-05-14 Method and device for multifactor protection of objects from miniature unmanned aerial vehicles RU2771865C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2771865C1 true RU2771865C1 (en) 2022-05-13

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2809997C1 (en) * 2023-03-07 2023-12-21 Акционерное общество "Научно-технический центр радиоэлектронной борьбы" System for detecting and countering unmanned aerial vehicles

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190072644A1 (en) * 2014-12-19 2019-03-07 Xidrone Systems, Inc. Deterrent for unmanned aerial systems
DE102018110241A1 (en) * 2018-04-27 2019-10-31 Rheinmetall Waffe Munition Gmbh Method and device for protecting a vehicle from a threat
WO2020096681A1 (en) * 2018-09-06 2020-05-14 Airspace Systems, Inc. Unmanned aerial vehicle jammer
RU2737058C2 (en) * 2016-05-27 2020-11-24 Рхомбус Сыстемс Гроуп, Инц. Radar tracking system for low-flying unmanned aerial vehicles and objects
RU2738508C1 (en) * 2020-08-11 2020-12-14 Публичное акционерное общество «Научно-производственное объединение «Алмаз» имени академика А.А. Расплетина» (ПАО «НПО «Алмаз») System for observation and counteraction to unmanned aerial vehicles
KR102204296B1 (en) * 2020-11-26 2021-01-19 주식회사 영국전자 Drone detection system that improves detection of intrusive drones

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190072644A1 (en) * 2014-12-19 2019-03-07 Xidrone Systems, Inc. Deterrent for unmanned aerial systems
RU2737058C2 (en) * 2016-05-27 2020-11-24 Рхомбус Сыстемс Гроуп, Инц. Radar tracking system for low-flying unmanned aerial vehicles and objects
DE102018110241A1 (en) * 2018-04-27 2019-10-31 Rheinmetall Waffe Munition Gmbh Method and device for protecting a vehicle from a threat
WO2020096681A1 (en) * 2018-09-06 2020-05-14 Airspace Systems, Inc. Unmanned aerial vehicle jammer
RU2738508C1 (en) * 2020-08-11 2020-12-14 Публичное акционерное общество «Научно-производственное объединение «Алмаз» имени академика А.А. Расплетина» (ПАО «НПО «Алмаз») System for observation and counteraction to unmanned aerial vehicles
KR102204296B1 (en) * 2020-11-26 2021-01-19 주식회사 영국전자 Drone detection system that improves detection of intrusive drones

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2809997C1 (en) * 2023-03-07 2023-12-21 Акционерное общество "Научно-технический центр радиоэлектронной борьбы" System for detecting and countering unmanned aerial vehicles
RU222488U1 (en) * 2023-06-06 2023-12-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" A device for combating miniature unmanned vehicles
RU2820537C1 (en) * 2023-07-26 2024-06-05 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Ордена Жукова Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" Electronic jamming device for unmanned aerial vehicles in short-range anti-aircraft missile system
RU2821856C1 (en) * 2023-10-23 2024-06-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) Method of creating zone for protecting territories from low-flying unmanned aerial vehicles
RU225491U1 (en) * 2023-11-20 2024-04-22 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ DEVICE FOR PROTECTION AGAINST UNMANNED AIRCRAFT VEHICLES
RU2837696C1 (en) * 2024-02-07 2025-04-03 Максим Анатольевич Зайчиков Method of electronic monitoring and active electronic countermeasures
RU2841753C1 (en) * 2024-03-19 2025-06-18 Артем Анатольевич Задорожный Method of counteracting a uav carrying out an illegal flight over a sensitive facility, using a plurality of sensors
RU228952U1 (en) * 2024-05-19 2024-09-18 Валерий Викторович Присухин Anti-drone device
RU2849094C1 (en) * 2025-03-13 2025-10-22 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная ордена Жукова академия войск национальной гвардии Российской Федерации" System for counteracting groups of small unmanned aerial vehicles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11358718B2 (en) Low-altitude unmanned aerial vehicle surveillance system
De Martino Introduction to modern EW systems
US7104496B2 (en) Active protection device and associated apparatus, system, and method
Tyurin et al. General approach to counter unmanned aerial vehicles
US10852113B2 (en) Search and protect device for airborne targets
RU2700107C1 (en) Anti-drones combat system
KR102567261B1 (en) System and method for target detection and shooting down
RU2361235C1 (en) Method of detecting and tracking low-flying targets
US7714261B2 (en) System and method for protection of aircraft based on correlating suspected missile tracks to derive a confirm missile track
RU2679377C1 (en) Method of countering the implementation of tasks to the unlimited aircraft
KR20200021871A (en) Low Altitude Unmanned Aircraft Surveillance System
Jie Research on intelligentized anti-UAV command control scheme technology
Zhang et al. Theory to Countermeasures Against New Radars
RU2771865C1 (en) Method and device for multifactor protection of objects from miniature unmanned aerial vehicles
CN116379841A (en) Capturing type anti-unmanned aerial vehicle interception system and application method thereof
Zhang et al. The development of radar and radar countermeasure
RU2691645C1 (en) Method of protecting a radar station from unidentifiable small-size unmanned aerial vehicles and a device for realizing said
RU2226278C2 (en) Method of counteraction to air defense aids and device for its realization
Pakfiliz Self-Protection Jammer Systems
Siam et al. Missile detection and destruction robot using detection algorithm
RU2725662C2 (en) Method of counteraction of unmanned aerial vehicles
Yildirim Self-defense of large aircraft
RU2490583C1 (en) Method and device to damage low-flying targets
RU2809997C1 (en) System for detecting and countering unmanned aerial vehicles
RU42302U1 (en) MISSILE DEFENSE SYSTEM