Способ активного противодействия оптико-электронной телевизионной системе наблюдения
Владельцы патента RU 2300174:
Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Федеральной службы по техническому и экспортному контролю (RU)
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для радиоэлектронной борьбы с радиоэлектронными средствами и системами наблюдения, для скрытного активного противодействия оптико-электронным телевизионным системам наблюдения. Достигаемый технический результат - обеспечение скрытности активного противодействия оптико-электронной телевизионной системе наблюдения. Способ активного противодействия оптико-электронной телевизионной системе наблюдения характеризуется тем, что помеховый сигнал создают в диапазоне радиочастот, при этом формируют его в виде последовательности импульсов с частотой следования, периодически изменяющейся в окрестности частоты следования строк в кадре или частоты следования кадров или полукадров, например, по пилообразному закону, а излучение данного сигнала осуществляют из района, находящегося за пределами зоны обзора приемного элемента телевизионной системы наблюдения, но в пределах зоны прямой видимости входной апертуры объектива этого элемента. 3 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области радиотехники, в частности к способам радиоэлектронной борьбы с радиоэлектронными средствами и системами наблюдения, и может использоваться преимущественно для скрытного активного противодействия оптико-электронным телевизионным системам наблюдения в оптическом, инфракрасном или ультрафиолетовом диапазонах длин волн.
Уровень техники. Критика аналога
Так, известен способ активного противодействия телевизионной системе наблюдения объектов с помощью маскирующих помех, изменяющих окружающий фон [см. Якушенков Ю.Г., Луканцев В.Н., Колосов М.П. Методы борьбы с помехами в оптико-электронных приборах. - М.: Радио и связь, 1981. - С.53, 54, 57]. Действие этих помех направлено на уменьшение наблюдаемого контраста объекта за счет изменения характеристик фона. Согласно данному способу помехи создаются путем подсвета участка фона, окружающего объект, некогерентным или когерентным излучателем, а также путем "распятнения" фона (созданием ярких пятен) размещенными вокруг объекта пиротехническими источниками излучения, что делает объект менее различимым на таком пятнистом фоне.
Для реализации данного способа не требуется знать направление на приемный оптико-электронный элемент телевизионной системы наблюдения. Вместе с тем, воздействие на приемный элемент телевизионной системы наблюдения будет эффективным только тогда, когда его осуществляют из зоны обзора приемного элемента системы. Однако из-за этого данный способ не может считаться скрытным, поскольку подсвет участка фона или его "распятнение", а также внесение других возмущающих факторов, проявление которых хорошо видно на телевизионном мониторе, прямо указывает человеку-оператору на факт преднамеренного воздействия (атаки) на приемный элемент телевизионной системы наблюдения.
Критика прототипа
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу активного противодействия телевизионным системам наблюдения является способ-прототип, описанный в книге [Якушенков Ю.Г., Луканцев В.Н., Колосов М.П. Методы борьбы с помехами в оптико-электронных приборах. - М.: Радио и связь, 1981. - С.68-69] и основанный на создании помех засветочного типа, которые маскируют изображение объекта. В этом случае яркое помеховое изображение накладывается на изображение объекта.
В отличие от способа-аналога в данном способе-прототипе необходимо знать направление на приемный оптико-электронный элемент телевизионной системы наблюдения.
Согласно способу-прототипу помеховый сигнал формируют в рабочем диапазоне частот (оптическом, инфракрасном или ультрафиолетовом) телевизионной системы наблюдения и излучают этот помеховый сигнал в известном направлении на приемный оптико-электронный элемент системы. При этом устройство создания засветочных помех по данному способу должно находиться в зоне обзора приемного элемента телевизионной системы.
Конечным результатом воздействия помехи на телевизионную систему наблюдения является засветка части или даже всего экрана телевизионного монитора, что не позволяет человеку-оператору обнаружить на экране какие-либо другие объекты, за которыми проводится наблюдение (см. фиг.1).
Таким образом, в способе-прототипе воздействие на приемный оптико-электронный элемент телевизионной системы наблюдения осуществляют из зоны обзора этого приемного элемента (см. фиг.1). В связи с этим нарушается скрытность способа, при его реализации легко обнаруживается устройство создания помехи, находящееся в зоне обзора приемного элемента, особенно тогда, когда в приемном элементе используются высокоразрешающие ПЗС-матрицы, в которых вместо засветки всей матрицы засвечиваются всего лишь несколько пикселей, а остальные пиксели дают изображение устройства создания помехи.
Кроме того, наличие засветки экрана монитора (или пикселей) так же, как и в способе-аналоге, прямо указывает человеку-оператору на факт преднамеренного воздействия (атаки) на приемный элемент телевизионной системы наблюдения (см. фиг.1). В итоге опять нарушается скрытность воздействия.
Технический результат изобретения
Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение скрытности активного противодействия оптико-электронной телевизионной системе наблюдения за счет воздействия на приемный элемент телевизионной системы наблюдения вне его зоны обзора.
Способ достижения технического результата изобретения
Указанный результат достигается тем, что в способе активного противодействия оптико-электронной телевизионной системе наблюдения, основанном на создании помехового сигнала и излучении его в направлении на приемный элемент системы, помеховый сигнал создают в диапазоне радиочастот, например в сверхвысокочастотном (СВЧ) или крайне высокочастотном (КВЧ) диапазонах; при этом сигнал формируют в виде последовательности импульсов с частотой следования, периодически изменяющейся (например, по пилообразному закону) в окрестности частоты следования строк в кадре или частоты следования кадров или полукадров, и излучение данного сигнала осуществляют из района, находящегося за пределами зоны обзора данного приемного элемента, но в пределах зоны прямой видимости входной апертуры объектива этого элемента.
Сущность изобретения
Сущность изобретения заключается в том, что для активного противодействия оптико-электронной телевизионной системе наблюдения предлагается использовать иной тип воздействия: вместо засветочной помехи в инфракрасном, видимом или ультрафиолетовом диапазонах создавать помеху в диапазоне радиочастот, например, в СВЧ или КВЧ.
Для эффективности такой внедиапазонной помехи (внедиапазонной - по отношению к рабочему частотному диапазону приемного оптико-электронного элемента телевизионной системы наблюдения) предлагается формировать ее в виде последовательности импульсов с периодически изменяющейся частотой следования (например, по пилообразному закону) в окрестности частоты следования строк в кадре или частоты следования кадров (или полукадров - в зависимости от используемой в мониторе схемы формирования изображения). Данное высокочастотное помеховое излучение проникает внутрь телевизионной системы наблюдения через входную апертуру объектива приемного элемента, а затем, благодаря эффекту перекрестной модуляции [см. Бадалов А.Л., Михайлов А.С. Нормы на параметры электромагнитной совместимости РЭС: Справочник. - М.: Радио и связь, 1990. С.172], преобразуясь на нелинейностях (микросхемах, транзисторах и других полупроводниках) электронно-усилительного блока, индуцируется в цепях блока в виде последовательности относительно низкочастотных видеоимпульсов, частота следования которых близка или к частоте следования строк в кадре, или к частоте следования самих кадров (полукадров).
При наложении этих помеховых видеоимпульсов на управляющие (служебные) импульсы кадра или полукадра (например, на импульс синхронизации строки или импульс гашения кадра) будет происходить сбой строк или сбой кадров (полукадров). Для более точного наложения применяется процедура текущей подстройки частоты следования помеховых видеоимпульсов, для чего частота следования этих видеоимпульсов периодически изменяется (например, по пилообразному закону) в окрестности частоты следования строк в кадре или частоты следования кадров или полукадров.
Излучение сформированного указанным образом помехового сигнала осуществляют из района, находящегося за пределами зоны обзора данного приемного элемента, но в пределах зоны прямой видимости входной апертуры объектива этого элемента.
Следует отметить, что в способе-прототипе засветочная помеха направляется в объектив приемного оптико-электронного элемента телевизионной системы из зоны обзора этого элемента. В противном случае воздействие помехи будет отселектировано благодаря угловой избирательности объектива. В заявляемом способе помеха также направляется в объектив, но извне зоны обзора приемного элемента системы. В данном способе местоположение устройства излучения помехи связано с другой зоной - зоной прямой видимости входной апертуры объектива приемного элемента телевизионной системы. Данная зона может быть гораздо большей, чем зона обзора, поскольку она не зависит от увеличительных свойств объектива, а определяется только условием прямой видимости входной апертуры объектива.
Сказанное подтверждается сравнением приведенных на фиг.1 и фиг.2 радиусов зоны 9 обзора приемного элемента телевизионной системы наблюдения и зоны 10 прямой видимости входной апертуры объектива данного приемного элемента системы. Как видно, внешний радиус зоны 10 больше, чем радиус зоны 9.
Излучение вне зоны обзора 9, но в пределах зоны прямой видимости 10 обеспечивает скрытность воздействия на телевизионную систему. В этом случае на экране монитора будет наблюдаться помеховое изображение в виде, например, так называемого "снега" за счет срыва синхронизации строк кадра, т.е. изображения с перемежающимися светлыми и темными точками. Существенно, что данное изображение никоим образом не раскрывает местоположение устройства постановки помехи. В результате обеспечивается скрытность воздействия: нештатный режим работы монитора никак нельзя напрямую соотнести с фактом преднамеренного воздействия (атаки) на систему наблюдения.
Обоснование соответствия критерию охраноспособности "новизна"
Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений не известен способ активного противодействия оптико-электронной телевизионной системе наблюдения, основанный на создании помехового электромагнитного сигнала и излучении его в направлении на приемный элемент телевизионной системы наблюдения, в котором помеховый сигнал создают в диапазоне радиочастот, например, в СВЧ или КВЧ диапазонах, при этом сигнал формируют в виде последовательности импульсов с частотой следования, периодически изменяющейся в окрестности частоты следования строк в кадре или частоты следования кадров (полукадров), например, по пилообразному закону, а излучение данного помехового сигнала осуществляют из района, находящегося за пределами зоны обзора данного приемного элемента, но в пределах зоны прямой видимости входной апертуры объектива этого элемента.
Обоснование соответствия критерию охраноспособности "изобретательский уровень"
Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что заявленная последовательность операций, выполняемых в указанных условиях, а также создание помехового сигнала в диапазоне радиочастот, например в СВЧ или КВЧ диапазонах, в виде последовательности импульсов с частотой следования, периодически изменяющейся в окрестности частоты следования строк в кадре или частоты следования кадров или полукадров, и излучение данного сигнала из района, находящегося за пределами зоны обзора данного приемного элемента, но в пределах зоны прямой видимости входной апертуры объектива этого элемента, приводят к обеспечению скрытности активного противодействия телевизионной системе наблюдения.
Обоснование соответствия критерию охраноспособности "промышленная применимость"
Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, поскольку для его реализации могут быть использованы стандартные радиотехническое и электронное оборудования и приспособления, выпускаемые промышленностью и имеющиеся на рынке.
Пример выполнения.
На фиг.1 приведена структурная схема варианта реализации способа-прототипа, а на фиг.2 - заявляемого способа. Здесь обозначено:
1 - приемный оптико-электронный элемент телевизионной системы наблюдения,
2 - монитор телевизионной системы наблюдения,
3 - кабель подключения приемного оптико-электронный элемента к монитору,
4 - объект, за которым ведется наблюдение с помощью телевизионной системы наблюдения,
5 - устройство создания засветочной помехи (по способу-прототипу),
6 - излучение засветочной помехи (по способу-прототипу),
7 - изображение объекта на мониторе,
8 - изображение на мониторе, создаваемое засветочной помехой,
9 - зона обзора приемного элемента телевизионной системы наблюдения,
10 - зона прямой видимости входной апертуры объектива приемного элемента телевизионной системы наблюдения,
11 - устройство создания внедиапазонной помехи (по заявляемому способу),
12 - излучение внедиапазонной помехи (по заявляемому способу),
13 - изображение на мониторе, создаваемое внедиапазонной помехой, например, при срыве синхронизации строк кадра.
Реализация способа состоит в следующем.
С помощью устройства 11 создают помеховый сигнал в диапазоне радиочастот, например в КВЧ диапазон, выбрав несущую частоту в КВЧ диапазоне, равную, например, f=34 ГГц (это одна из частот радиопрозрачности атмосферы). Помеховый сигнал формируют в виде последовательности радиоимпульсов с частотой следования F, периодически изменяющейся во времени t от минимального значения Fmin до максимального значения Fmax, по пилообразному закону, например, в окрестности частоты следования строк в кадре. Пример закона приведен в виде графика на фиг.3. Здесь обозначены частоты следования строк, принятые в основных мировых системах цветного телевидения: FPAL=15,625 кГц - для системы PAL, принятой в Европе и Азии, и FNTSC=15,734 кГц - для системы NTSC, принятой в США и Канаде. В качестве Fmin можно взять частоту 15,6 кГц, что немного меньше, чем FPAL, а в качестве Fmax - частоту 15,8 кГц, которая немного больше, чем FNTSC.
Сформированный помеховый сигнал излучают с помощью антенны устройства 11 в направлении на приемный оптико-электронный элемент телевизионной системы наблюдения. Излучение осуществляют из района, находящегося за пределами зоны обзора 9 приемного элемента телевизионной системы наблюдения, но в пределах зоны прямой видимости 10 входной апертуры объектива этого элемента.
Внешняя граница зоны 10 как зоны прямой видимости входной апертуры объектива приемного элемента устанавливается заранее путем визирования зрачка объектива с помощью перемещаемого оптического прибора, например бинокля и т.п.
Способ активного противодействия оптико-электронной телевизионной системе наблюдения, основанный на создании помехового электромагнитного сигнала и излучении его в направлении на приемный элемент телевизионной системы наблюдения, отличающийся тем, что помеховый сигнал создают в диапазоне радиочастот, например в сверхвысокочастотном или крайне высокочастотном диапазонах; при этом сигнал формируют в виде последовательности импульсов с частотой следования, периодически изменяющейся в окрестности частоты следования строк в кадре или частоты следования кадров или полукадров, например, по пилообразному закону, а излучение данного сигнала осуществляют из района, находящегося за пределами зоны обзора приемного элемента телевизионной системы наблюдения, но в пределах зоны прямой видимости входной апертуры объектива этого элемента.
