Способ защиты объектов от несанкционированного проникновения с помощью сфокусированного пучка квч-излучения и устройство для его осуществления. Способ борьбы с беспилотными летательными аппаратами ближнего и малого радиуса действия с помощью электромагнит
Владельцы патента RU 2551821:
Изобретение предназначено для борьбы с беспилотными летательными аппаратами (БЛА).
В армиях иностранных государств уделяется пристальное внимание вопросам разработки и применения БЛА в боевых действиях. Разработано и производится более 300 типов БЛА, из которых состоят на вооружении около 80 типов в количестве более ста тысяч единиц. По различным оценкам, в ходе крупномасштабных боевых действий можно ожидать применения до 50 тысяч БЛА [Савенков Ю.А., Сомков Н.И., Травкин А.А. Зенитный ракетно-пушечный комплекс «Панцирь» // Военная мысль. 2012. № 6. с. 39-43].
На сегодняшний день до 70% всех беспилотных летательных аппаратов составляют тактические БЛА (с радиусом действия до 200 км) [Распопов В.Я. Микросистемная авионика: учебное пособие. - Тула: «Гриф и К», 2010].
Тактические БЛА подразделяются на аппараты малого (10-200 км) и ближнего (не более 10 км) радиусов действия. Беспилотные летательные аппараты малого радиуса действия характеризуются массой до 50 кг и полезной нагрузкой порядка 7-10 кг. Тактические БЛА ближнего радиуса действия представлены миниатюрными или мини-БЛА (массой до 15 кг, полезной нагрузкой 2-3 кг) и микроминиатюрными или микро-БЛА (характерные геометрические размеры не более 15 см, взлетная масса не более 100 г).
Небольшая масса тактического БЛА накладывает ряд ограничений как на конструкцию самого летательного аппарата, так и на конструкцию его бортовой системы управления, силовой установки, полезной нагрузки и энергоисточников. При этом для снижения веса и увеличения прочности летательных аппаратов широко применяются композиционные материалы. Использование подобных материалов позволяет снизить вес планера летательного аппарата на 30-40 % [Сенюшкин Н.С., Ямалиев Р.Р., Ялчибаева Л.Р. Применение композиционных материалов в конструкции БПЛА // Молодой ученый, 2011. № 4. Т. 1. С. 59-61]. Малые размеры и вес тактических БЛА позволяет оснащать их маломощными двигателями.
Развитие БЛА вызывает необходимость разработки средств борьбы с ними.
Использование для противодействия БЛА традиционных средств борьбы с воздушным противником (зенитные ракетные и зенитные артиллерийские комплексы, истребительная и армейская авиация, стрелковое оружие) может оказаться неэффективным. Основная проблема борьбы средствами ПВО с тактическими БЛА заключается в их малой эффективной поверхности рассеивания (ЭПР), что объясняется небольшими габаритными размерами и широким применением композиционных материалов [Аминов С. ПВО в борьбе с БЛА // Беспилотная авиация: спецвыпуск МАКС. 2011. С. 34-36]. Малые габаритные размеры БЛА не позволяют эффективно поражать их зенитными артиллерийскими комплексами и стрелковым оружием. Малая ЭПР осложняет поражение их управляемыми ракетами с радиолокационными головками самонаведения (ГСН). Использование против тактических БЛА управляемых ракет с инфракрасными (ИК) ГСН также является малоэффективным ввиду того, что ИК-излучение маломощных двигателей БЛА практически равно фоновым значениям.
Возможно использование против тактических БЛА пилотируемых самолетов и вертолетов, однако в этом случае требуется их постоянное присутствие в воздушном пространстве в районе возможного появления БЛА противника, что приведет к отвлечению авиации от выполнения основных задач.
Известно устройство борьбы с БЛА с помощью сети-ловушки (RU 72753 U1, 27.04.2008; RU 72754 U1, 27.04.2008). После обнаружения БЛА сеть доставляется в нужную точку пространства в контейнере и отстреливается в сторону летательного аппарата. Для повышения эффективности задачи поражения БЛА используются металлизированные нити в ячейках сети и грузила с контейнерами с регулируемыми в полете парашютирующими свойствами. При этом размеры сети определяют величину компенсации ошибок наведения. Недостатком данного подхода является необходимость точной и своевременной доставки контейнера с сетью в строго определенную точку пространства, а также зависимость от погодных условий (например, от направления и скорости ветра).
Известно авиационное средство борьбы с БЛА (RU 94690 U1, 27.05.2010), представляющее собой мини-БЛА, оснащенный боеприпасом направленного или ненаправленного поражения и системой управления его подрывом. Его основным недостатком является необходимость обеспечения постоянного пребывания в воздухе мини-БЛА вне зависимости от наличия там беспилотных летательных аппаратов противника. Кроме того, наведение управляемой авиационной ракеты на БЛА противника будет сопряжено с трудностями, описанными выше (малая эффективная поверхность рассеивания и слабое ИК-излучение двигателей). Использование боеприпаса ненаправленного поражения приведет к повреждению (либо уничтожению) БЛА-истребителя, что исключит возможность его многократного использования.
Известен способ дистанционного воздействия волновыми сигналами на опасный объект данного типа и устройство для его реализации (RU 2500035 C2, 27.11.2013). Способ заключается в обнаружении опасного объекта, которым, в частности, может являться самолет, и воздействии на него сигналом определенной мощности и длительности. При этом для вывода из строя радиоэлектронной аппаратуры противника используется излучение на частотах 3-15 ГГц, что соответствует длинам волн от 2 до 10 см (сантиметровый диапазон).
Указанный способ выбран в качестве прототипа.
Главным недостатком данного способа является то, что он не учитывает селективную чувствительность опасного объекта к излучениям с различной длиной волны.
Известно, что бортовое оборудование отечественных и зарубежных БЛА в обязательном порядке включает систему управления (автопилот), модуль спутниковой навигационной системы, датчики полетных параметров, систему аварийной посадки, сервоприводы элеронов и дроссельной заслонки двигателя, систему управления электродвигателем, блок полезной нагрузки и блок командной радиолинии и телеметрии [Чистяков Н.В. Анализ архитектуры ДПЛА «Пчела», http://dpla.ru/, 2008; БЛА «Орлан-3»: основные характеристики, 2009; Бортовой комплекс навигации и управления БЛА, http://www.teknol.ru/, 2009].
Из вышеперечисленных систем критически важными являются бортовая система управления, система управления двигателем и датчики полетных параметров. Бортовая система управления является центральным блоком, координирующим работу всех периферийных устройств, отказ в ее работе неизбежно приведет к срыву выполнения боевой задачи и падению аппарата.
Расчет мощности излучателя, необходимой для обеспечения требуемой плотности потока энергии, производят по формуле [Д.В. Сивухин. Курс общей физики. Оптика. М.: Наука, 1980]:
P изл =П об θR 2 , где,
П об - плотность потока энергии на объекте, Вт/м 2 ;
R - расстояние до объекта воздействия, м;
θ - величина телесного угла, в пределах которого распространяется 98% энергии излучателя, ст. рад.
Значение θ в дальней зоне антенны определяется по формуле:
θ=1,17(λ D ) 2 , где,
λ -длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности излучения, м;
D - диаметр излучающей апертуры, м.
Следует подчеркнуть принципиальное различие между заявляемым способом и способом-прототипом. Способ-прототип использует для поражения радиоэлектронного оборудования опасного объекта (в частности, самолета) электромагнитное излучение с частотой 3-15 ГГц, что соответствует длинам волн от 2 до 10 см (сантиметровый диапазон), и плотностью мощности 30-50000 Вт/см 2 . Предлагаемый способ использует электромагнитное излучение с длинами волн от 10 до 20 см (дециметровый диапазон), что позволяет осуществлять поражение БЛА с меньшими энергетическими затратами (требуемая плотность мощности 0,007-40 Вт/см 2).
Похожие патенты:
Настоящее изобретение относится к антенному устройству для установки на стекле. Технический результат изобретения заключается в том, что заявленная антенна принимает высокочастотный сигнал и при расположении в стекле автомобиля не оказывает отрицательного воздействия на видимость для водителя.
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для определения радиотехнических характеристик крупногабаритных антенн для космических аппаратов без их непосредственных измерений.
Изобретение относится к области радиолокации и гидролокации и предназначено для сканирования пространства, а также непрерывного слежения за статическими и динамическими характеристиками объектов посредством преобразования волн любой физической природы в электрические сигналы.
Изобретение относится к антенной технике, в частности к конструкции микрополосковых антенных устройств, и может быть использована как в системах спутниковой навигации, в частности, GPS-ГЛОНАСС, так и в системах связи, передачи информации, а также в качестве элемента антенной решетки.
Изобретение относится к радиотехнике, а именно к области средств навигации и регистрации места нахождения подвижных объектов. Техническим результатом является повышение мощности сигналов диапазонов GSM-900/1800 на уровень не менее 3 дБи и снижение экранирующего воздействия конструкцией GSM антенны на антенну ГЛОНАСС/GPS.
Антенная система базовой станции сверхвысокоскоростной MESH-сети в миллиметровом диапазоне радиоволн, в которой базовая станция снабжена высокочастотным трансивером миллиметрового, от 60 до 100 ГГц, диапазона, соединенным с приемным и передающим антенными полями через малошумящие и мощные усилители соответственно, причем коммутируемые цепи питания усилителей соединены с шиной микропроцессорного управления.
Изобретение относится к полевым устройствам, используемым в системах управления и мониторинга производственными процессами, и, в частности, к полевым устройствам, которые используют беспроводную передачу данных. Технический результат - обеспечение противодействия искрообразования при снятии или установке антенны в случае эксплуатации в опасной зоне. Для этого беспроводное полевое устройство или адаптер для преобразования проводного полевого устройства в беспроводное полевое устройство включает в себя корпус, первый штепсельный разъем на корпусе и съемный антенный модуль, который включает в себя антенну, второй штепсельный разъем, который способен соединяться и разъединяться с первым штепсельным разъемом, и обтекатель, который вмещает антенну и закрепляется на втором штепсельном разъеме. Обтекатель изготовлен из токорассивающего материала, который рассеивает созданное статическое напряжение без искрообразования при соединении и разъединении штепсельных разъемов, предоставляя возможность антенне отделяться или устанавливаться во время нахождения беспроводного полевого устройства в потенциально опасной (классифицированной) зоне. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к технике связи и предназначено для определения местонахождения железнодорожного транспортного средства (V) вдоль железнодорожного пути (VF) при помощи ряда сигнальных маяков, которые взаимодействуют с антенной, установленной на железнодорожном транспортном средстве. Технический результат - повышение точности определения местонахождения железнодорожного транспортного средства. Антенна выполнена с возможностью улавливать электромагнитный сигнал, характеризующий информацию, передаваемую маяком, когда мимо него проходит указанное железнодорожное транспортное средство, и содержит первую принимающую схему в виде простого контура и вторую принимающую схему в виде контура с двумя витками в виде восьмерки. Антенна дополнительно содержит третью принимающую схему в виде контура с тремя витками, причем центральный виток расположен между двумя крайними витками, при этом первая, вторая и третья принимающие схемы расположены друг над другом, причем все три принимающие схемы имеют по существу одну и ту же продольную ось симметрии (X) и по существу одну и ту же поперечную ось симметрии (Y). 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и предназначено для ретрансляции высокочастотного сигнала системы телеметрии ракеты-носителя на наземный измерительный пункт. Технический результат - увеличение передаваемой мощности. Антенная насадка выполнена в виде металлического корпуса с радиопоглощающими пластинами, в котором конструктивно размещен элемент связи с настроечными элементами. Элемент связи представляет собой антенну типа вертикальный «волновой канал» - директорную антенну бегущей волны в виде ряда параллельных линейных электрических вибраторов. 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к антенной технике. Плазменная антенна содержит плазменный генератор, формирующий плазменное образование, и первичный источник электромагнитных волн, при этом анод плазменного генератора выполнен в виде конического диффузора, состоящего из корпуса и конической вставки, диэлектрически соединенной с подводящим патрубком, поверхность которого выполнена перфорированной, кроме того, первичный источник радиоволн установлен на оси антенны на расстоянии от точки генерации плазменного образования, где γ=2,8…3,0 - постоянная величина, k - волновое число, b - максимальное расстояние от плазменного генератора до границы области с критической концентрацией электронов, θк - угол между осью антенны и направлением распространения плазмы с максимальной скоростью. Технический результат заключается в обеспечении возможности снижения уровня боковых лепестков диаграммы направленности. 2 ил.
Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при разработке гидроакустических антенн произвольной формы и назначения. Сущность: устройство содержит преобразователь давления в электрический сигнал, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, сдвиговый регистр, параллельный вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а последовательные вход и выход являются внешними входом и выходом приемника. Сдвиговые регистры всех приемников антенны последовательно соединяются, образуя в совокупности один общий регистр, принимающий одномоментные отсчеты всех приемников антенны. Технический результат: сокращение габаритов и энергопотребления, а также повышение пропускной способности линии связи между приемниками и концентратором. 2 ил.
Изобретение относится к антенной технике. Заявленный промежуточный возбудитель коротковолновой антенны подвижного объекта содержит индуктивный проводник, размещенный в экранированном подкрышевом пространстве подвижного объекта и подключенный одним концом к блоку дискретных реактивных нагрузок, а другим - через блок настройки и согласования к выходу бортовой коротковолновой радиостанции, причем периферийные трети индуктивного проводника, размещенного в подкрышевом пространстве, выполнены в виде сосредоточенных индуктивных нагрузок. Техническим результатом является расширение диапазона рабочих частот без увеличения габаритов подкрышевого пространства подвижного объекта и без снижения уровня трансформаторной связи с корпусом подвижного объекта. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Использование: изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенной технике, и предназначено для развертывания КВ, СВ, ДВ или СДВ проволочных антенн преимущественно на холмистой подстилающей поверхности. Технический результат: снижение времени развертывания и увеличение эффективности антенны. Сущность: в способе размечают на периметре основания холма 1 места пересечений T1, Т2, … с ним проводников 4, 3 антенны; последовательно в размеченных местах устанавливают пусковую установку 2; выстреливают из установки соответствующий проводник 3, 4 в направлении на вершину холма 1; корректируют положение проводников 3, 4 на склонах холма 1; коммутируют проводники 3, 4 в соответствии с принятой электрической схемой антенны; подключают антенну к выходу радиопередатчика 6, размещенного у основания холма. 4 ил.
Использование: изобретение относится к области электрорадиотехники, а именно к антенной технике, и может использоваться для развертывания на холмистой подстилающей поверхности проволочных антенн KB, СВ, ДВ и СДВ диапазонов. Технический результат: снижение времени развертывания антенны и повышение ее эффективности. Сущность: реализация способа предусматривает следующие действия: на вершину холма устанавливают пусковой контейнер, предназначенный для выстреливания проводников антенны; размещают в контейнере проводники антенны; размечают места установки нижних концов проводов на периметре основания холма; выстреливают в направлении каждого из размещенных мест соответствующие проводники, затем корректируют положение проводников, коммутируют их в соответствии с принятой электрической схемой апертуры и подключают к выходу передатчика, размещенного у основания холма. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Приемо-передающая антенна для поляризационного инструмента поисковой антенны, которая имеет установленный с возможностью вращения вокруг фиксирующего штифта (3) металлический резонатор (2) в качестве антенны и находящуюся на расстоянии под ним изоляционную пластину (6) с расположенным на обращенной от резонатора (2) стороне металлическим слоем (7) в качестве электрода или второй антенны, а также расположенную без возможности вращения на расстоянии от изоляционной пластины (6) магнитную пластину (8) с экраном (9) на обращенной от изоляционной пластины стороне. Один конец резонатора (2) зажат между магнитной пластиной (8) и дополнительным расположенным вблизи резонатора (2) магнитом (10) антенны, а другой конец резонатора (2) зафиксирован посредством магнита (11) опоры и по сравнению с нормальным положением зажат. Технический результат: посредством соответствующей регулировки пилообразного сигнала данная антенна работает как «поющая пила» и ее чувствительность по сравнению с уровнем техники существенно улучшена. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к антенной технике, в частности к конструкции передающей антенны для работы с широкополосными радиопередающими устройствами. Сущность: антенна ненаправленная в горизонтальной плоскости имеет ввод в виде корпуса, внутри которого проходит коаксиальный кабель, взаимодействующий с разъемом, закрепленным на корпусе ввода, и с коаксиальными металлическими стержнями проводниками, размещенными внутри изолятора состоящего из двух продольных половинок, зафиксированных к вводу полуцилиндром, коаксиальные металлические стержни проводники имеют канавки, взаимодействующие с выступами на внутренней части изолятора, один конец коаксиального металлического стержня проводника взаимодействует с коаксиальным кабелем, другой конец имеет резьбовую часть, взаимодействующую с металлическим цилиндром вибратором в виде стакана, посаженного на изолятор и взаимодействующего через изоляторы в виде колец с металлическими кольцами вибраторами, по внешнему диаметру все элементы антенны ненаправленной в горизонтальной плоскости зафиксированы оболочкой со вставками и трубками термоусаживаемыми. Технический результат: данное техническое решение позволяет получить антенну ненаправленную в горизонтальной плоскости, имеющую жесткую конструкцию, у которой конструктивные емкости и коаксиальные линии позволяют получить шикополосность - коэффициент перекрытия по диапазону fmax/fmin≥2, стабильность диаграммы направленности - диаграмма направленности круговая, лежащая в азимутальной плоскости во всем рабочем диапазоне. 15 ил.
Отправилась на концерт классической музыки Ave Maria в исполнении сопрано Виты Васильевой и органа Игорь Белоконь в самый центр Москвы в собор св.Петра и Павла.
Я никогда не слышала орган в живую. Путешествия по Европе наверное каждый встречал приглашения на органные концерты в готические костелы. Я вот тоже все время хотела сходить, но не складывалось как-то. Тут наконец повезло попасть на концерт органа и услышать великолепное сопрано Виты Васильевой.
Здание собора св.Петра и Павла находится в самом центре Москвы. Высокий шпиль церкви можно увидеть из далека. Я в соборе ни разу не была, поэтому было интересно посетить собор вдвойне. Перед концертом успела немного прогуляться вокруг собора, но об этом позже.
Орган 19 века установлен напротив алтаря.
Наши солисты: сопрано Вита Васильева и орган Игорь Белоконь.
Программа концерта была очень интересной. Я ни в коем случае не причисляю себе даже к любителям классической музыки. Хотя мне кажется почти у каждого произведения Баха ассоциируются с органом. И конечно самое известное произведение "Токката и фуга ре минор" было исполнено первым. Звучание органа в живую и мощь произведения Баха это невероятное ощущение. Музыка звучит буквально внутри тебя, полностью поглощая. Может не просто так считается, что классическая музыка оздоравливает. Сразу забываешь обо всем вокруг.
Органная музыка мне очень понравилась, теперь хочется услышать и другие произведения Баха, Верди
Концерт вела Наталия Сурнина - историк музыки.
В программе значилось целых три варианта самого известного духовного произведение «Ave Maria» и Наталия очень интересно рассказала о них.
Например, «Ave Maria» Дж.Каччини на самом деле создана русским композитором и музыкантом Владимиром Вавиловым и впервые включена в пластинку в 1970 году и подписана Дж.Каччини. А ведь именно «Ave Maria» считается самым знаменитым произведением Каччини.
Перед концертом я решила, что Вита Васильева будет выступать перед нами. Оказалось, что солист должен находиться рядом с органом. Было очень странно сидеть спиной к исполнителям и просто любоваться убранством собора. Правда в этом есть и свои плюсы. Музыка как будто окружала, плыла мимо нас, лишь касаясь наших ушей.
Благодарные слушатели устроили исполнителям овации. На удивление было много детей. В следующий раз обязательно возьму с собой сына и мужа, думаю моим мужчинам понравится.
После концерта поклонники ожидали Виту Васильеву с цветами.
Миша tushinetc взял небольшое интервью у Виты Васильевой.
Вита рассказала, что впервые выступала вместе с органом в соборе и для нее это было новый и довольно сложный проект. Прежде всего по словам Виты, голос улетает вперед и не слышишь себя. Нет зрительного контакта со слушателями и на кафедре рядом с органом очень жарко.
Услышать Виту Васильеву в живую в Москве мы сможем 1 ноября на концерте вместе с мужем Георгием Васильевым, солистом Новой Оперы и приглашенным солистом Большого театра, нас ожидает любовный дуэт.
03 июля отмечали день святых Петра и Павла, в честь которых назван собор, а еще это день рождения Лютеранской общины в Москве. Поэтому зрителей довольно быстро попросили выйти из собора. Общение поклонников с Витой Васильевой продолжилось на улице, ну, а я отправилась домой. Концерт зарядил меня невероятной энергией и как будто очистил от лишних мыслей. Прекрасное завершение душной недели в Москве.
Изобретение относится к технике защиты охраняемой территории от несанкционированного проникновения с помощью КВЧ-излучения (электромагнитное излучение миллиметрового диапазона длин волн), плотность потока энергии которого выбирается таким образом, что воздействие излучения вызывает у нарушителя непереносимые болевые ощущения. Техническим результатом является уменьшение массогабаритных характеристик и энергопотребления генератора миллиметровых волн по сравнению с ранее заявленным способом защиты объектов с помощью КВЧ-излучения. Сущность изобретения состоит в том, что поток КВЧ-излучения преобразуется в сфокусированный волновой пучок, характерной особенностью которого является наличие области повышенной плотности потока энергии излучения, поэтому у нарушителя, находящегося в центре этой области, непереносимые болевые ощущения возникают при меньшей мощности генератора КВЧ-излучения. Формирование такого пучка осуществляется с помощью антенны Кассегрена, в которой на основе поступающей из блока управления команды фокус контррефлектора отодвигается от фокуса рефлектора на расстояние, соответствующее созданию области повышенной плотности потока энергии КВЧ-излучения вблизи места нахождения нарушителя. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Рисунки к патенту РФ 2506643
Изобретение относится к технике защиты охраняемой территории от несанкционированного проникновения нарушителя и может быть использовано на особо важных военных и государственных объектах, складах с ядерными материалами, в хранилищах драгметаллов, банках и офисах коммерческих фирм.
Известны способы защиты объектов (заявка Франции № 2654239, патент РФ № 2211427), которые заключаются в воздействии на нарушителя электрическим током. Однако эти способы имеют пассивный характер, т.к. воздействие на нарушителя происходит только при его прикосновении к защитному ограждению объекта, что делает возможным преодолеть защиту с помощью материалов, изолирующих от электрического тока.
Известен способ и система защиты охраняемой территории посредством воздействия на нарушителя шаговым напряжением (патент РФ № 2226001). Недостатком этого способа является то, что токопроводящие элементы находятся в земном грунте, поэтому вследствие коррозии этих элементов срок службы системы существенно снижается.
Известен способ и система защиты охраняемой территории посредством пропускания высоковольтного импульса тока на нарушителя, для чего предварительно создается электропроводящая зона (патент РФ № 2210115). Недостаток этого способа состоит в том, что электропроводящая зона получается при распылении токопроводящей аэрозоли, поэтому проблематично обеспечить большую дальность воздействия. Кроме этого, порыв ветра может отнести аэрозоль в сторону от места нахождения нарушителя, в результате чего вероятность его поражения существенно снизится.
Известен способ защиты охраняемой территории с помощью потока электромагнитного излучения миллиметрового диапазона длин волн (КВЧ-излучение), заключающийся в обнаружении несанкционированного проникновения нарушителя, определении места нарушителя в момент вторжения, ориентации антенны в направлении нарушителя, генерации потока КВЧ-излучения с длинами волн в окнах прозрачности атмосферы и плотностью потока энергии, вызывающей у нарушителя непереносимые болевые ощущения. Устройство для осуществления этого способа защиты объектов содержит датчики обнаружения проникновения, генератор КВЧ-излучения, излучающую антенну и устройство управления, обрабатывающее сигналы с датчиков обнаружения проникновения и выдающее команду на ориентацию излучающей антенны в направлении нарушителя (патент РФ № 2279137). Этот способ и устройство выбраны в качестве прототипа.
Недостатком этого способа являются большие массогабаритные характеристики и энергопотребление генератора КВЧ-излучения, обусловленные высокими требованиями к его мощности для обеспечения необходимых уровней воздействия на нарушителя.
Решаемая техническая задача состоит в разработке способа защиты объекта от несанкционированного проникновения с помощью КВЧ-излучения при меньших требованиях к мощности генератора этого излучения.
Технический результат заключается в уменьшении массогабаритных характеристик и энергопотребления генератора КВЧ-излучения.
Достижение технического результата обеспечивается тем, что в заявляемом способе защиты объекта от несанкционированного проникновения используют антенну Кассегрена для преобразования потока электромагнитного излучения миллиметрового диапазона в сфокусированный пучок КВЧ-излучения, при этом область повышенной плотности потока энергии излучения создают вблизи места нахождения нарушителя.
Поток электромагнитного излучения, излучаемый обычной антенной, расширяется вследствие эффекта дифракции, и на расстоянии r от антенны характерный радиус потока больше радиуса антенны a:
,
где - длина волны КВЧ-излучения [Виноградова М.Б., Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория волн. - М.: Наука, 1990, с. 257]. Отсюда для плотности потока энергии излучения I(r) в месте нахождения нарушителя найдем:
где r - расстояние от антенны до нарушителя, I - начальная плотность потока энергии, которая определяется мощностью генератора КВЧ-излучения Р и радиусом антенны a: I=P/ a2.
Пусть Ic - характерная плотность потока энергии излучения, необходимая для возникновения у нарушителя непереносимых болевых ощущений. Очевидно, что для поражения нарушителя мощность генератора КВЧ-излучения должна быть выбрана таким образом, чтобы I(r)=Ic. Выражение (1) позволяет определить как радиус антенны 
, который соответствует минимально возможной мощности генератора КВЧ-излучения, необходимой для выполнения указанного выше условия, так и само значение этой мощности: Pm=2 rIc.
Особенностью сфокусированного волнового пучка является наличие у него так называемой области "перетяжки", положение центра которой определяется кривизной фазового фронта R:
В центре области "перетяжки" характерный радиус волнового пучка a(r) имеет минимальное значение, которое меньше радиуса антенны a:
,
поэтому здесь плотность потока энергии излучения будет больше ее начального значения I:
т.е. область "перетяжки" пучка является областью повышенной плотности потока энергии излучения [Виноградова М.Б., Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория волн. - М.: Наука, 1990, с. 260].
В частности, для радиуса антенны из выражения (2) получим, что r=16R/17; в этом случае, как следует из выражения (3), условие I(r)=Ic выполняется при мощности генератора P=0,125Pm. Это означает, что при использовании сфокусированного пучка возникновение непереносимых болевых ощущений у нарушителя можно обеспечить при заметно меньшей мощности генератора КВЧ-излучения.
Чтобы получить сфокусированный пучок электромагнитных волн, нужно создать искривленный фазовый фронт на апертуре излучающей антенны [Виноградова М.Б., Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория волн. - М.: Наука, 1990, с. 259]. Для решения этой задачи удобно использовать антенну Кассегрена. Обычно в этой антенне фокус контррефлектора совпадает с фокусом рефлектора, что обеспечивает формирование плоского фазового фронта [Кочержевский Г.Н. Антенно-фидерные устройства. - М.: Радио и связь, 1981, с. 192]. Если же фокус контррефлектора находится дальше, чем фокус рефлектора, то фазовый фронт будет иметь необходимую кривизну, и поток электромагнитного излучения преобразуется в сфокусированный волновой пучок [Наумов Н.Д. О фокусировке волнового пучка с помощью параболического рефлектора // Прикладная физика, 2011, № 5, с.48-51].
Положение области "перетяжки" пучка однозначно определяется расстоянием между фокусами рефлектора и контррефлектора. Проведенные расчетно-экспериментальные исследования позволили установить следующую зависимость:
где s - расстояние между фокусами рефлектора и контррефлектора, F - фокусное расстояние рефлектора, r - расстояние от антенны до нарушителя.
Указанный выше технический результат достигается системой, реализующей заявляемый способ и содержащей датчики обнаружения проникновения нарушителя, дальномер для определения расстояния от антенны до нарушителя, генератор электромагнитного излучения миллиметрового диапазона с длинами волн в окнах прозрачности атмосферы и плотностью потока энергии, вызывающей у нарушителя непереносимые болевые ощущения, излучающую антенну, выполненную в виде антенны Кассегрена, устройство управления, обрабатывающее данные с датчиков обнаружения проникновения и дальномера и выдающее команды на ориентацию антенны в направлении нарушителя и сдвиг контррефлектора от рефлектора на расстояние, соответствующее формированию области повышенной плотности потока энергии излучения вблизи места нахождения нарушителя, а также устройство для перемещения контррефлектора.
В подтверждение критерия "промышленная применимость" рассмотрим пример осуществления заявляемого способа.
На рисунке 1 представлена система защиты охраняемого объекта от несанкционированного проникновения с помощью сфокусированного пучка КВЧ-излучения.
На рисунке 1:
1 - датчики обнаружения;
2 - нарушитель;
3 - генератор КВЧ-излучения;
4 - антенна Кассегрена;
5 - устройство управления;
6 - сдвигаемый контррефлектор;
7 - рефлектор;
8 - дальномер;
9 - устройство для перемещения контррефлектора.
Датчик обнаружения 1, например, вибрационного, или емкостного, или инфракрасного, или другого принципа действия срабатывает при несанкционированном проникновении нарушителя 2 на охраняемую территорию. Сигнал от датчика поступает в устройство управления 5, которое включает дальномер 8. После обработки данных от датчиков и дальномера устройство управления 5 подает команды на ориентацию рефлектора 7 антенны Кассегрена 4 в направлении нарушителя 2 и на сдвиг контррефлектора 6 с помощью устройства 9, которое может быть реализовано в виде прецизионного сервопривода. Затем устройство управления 5 включает генератор КВЧ-излучения 3 и нарушитель 2 оказывается под воздействием сфокусированного пучка КВЧ-излучения. В дальнейшем устройство управления 5 обрабатывает данные дальномера 8 и выдает команду на перемещение контррефлектора 6 в соответствии с расстоянием до нарушителя 2.
Таким образом, предложенный способ и система защиты объектов от несанкционированного проникновения обеспечивает эффективное воздействие на нарушителя при меньшей мощности генератора КВЧ-излучения по сравнению с ранее заявленным способом-прототипом.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ защиты объектов от несанкционированного проникновения с помощью сфокусированного пучка КВЧ-излучения, заключающийся в обнаружении несанкционированного проникновения нарушителя, определении места нахождения нарушителя, ориентации антенны в направлении нарушителя, генерации потока электромагнитного излучения миллиметрового диапазона с длинами волн в окнах прозрачности атмосферы и плотностью потока энергии, вызывающей у нарушителя непереносимые болевые ощущения, отличающийся тем, что используют антенну Кассегрена для преобразования потока электромагнитного излучения миллиметрового диапазона в сфокусированный пучок КВЧ-излучения, при этом область повышенной плотности потока энергии излучения создают вблизи места нахождения нарушителя.
2. Устройство для защиты объектов от несанкционированного проникновения с помощью сфокусированного пучка КВЧ-излучения, содержащее датчики обнаружения проникновения нарушителя, генератор потока электромагнитного излучения миллиметрового диапазона с длинами волн в окнах прозрачности атмосферы и плотностью потока энергии, вызывающей у нарушителя непереносимые болевые ощущения, излучающую антенну и устройство управления, обрабатывающее сигналы с датчиков обнаружения проникновения и выдающее команду на ориентацию излучающей антенны в направлении нарушителя, отличающееся тем, что излучающая антенна выполнена в виде антенны Кассегрена, а устройство управления выдает дополнительную команду на сдвиг контррефлектора от рефлектора на расстояние, соответствующее формированию области повышенной плотности потока энергии КВЧ-излучения вблизи места нахождения нарушителя, кроме того, дополнительно введены дальномер для определения расстояния от антенны до нарушителя и устройство для перемещения контррефлектора.