МОБИЛЬНЫЕ ПОИСКОВЫЕ КОМПЛЕКСЫ НА ОСНОВЕ НЕЛИНЕЙНЫХ РАДИОЛОКАТОРОВ

Ткач Владимир Николаевич¹,

Парфенцев Игорь Валерьевич, кандидат технических наук, доцент²,

Звежинский Станислав Сигизмундович, доктор технических наук, профессор³

В специальной технике поиска взрывоопасных предметов (ВОП) и сопутствующих радиоэлектронных устройств управления, размещенных, в том числе в металлических оболочках и в толще укрывающих непроводящих или полупроводящих сред (грунт, подстилающая поверхность и пр.), достойное место занимает метод нелинейной радиолокации. Обнаружение соответствующих объектов обеспечивается зондированием окружающего пространства СВЧ- электромагнитным полем на частоте f₀ (в диапазоне сотен МГЦ – единиц ГГц) и регистрацией вторичных переизлученных сигналов на частотах гармоник 2f₀, 3f₀ и т.д., обусловленных нелинейностью вольтамперных характеристик радиоэлементов и окислов металлов, присутствующих в объектах поиска [1, 2]. Для безопасности жизнедеятельности мощность СВЧ- излучения нелинейного радиолокатора (НРЛ) ограничивается [3], а диаграмма направленности и частота излучения оптимизируется под конкретные условия применения. Оператором НРЛ типично является специально обученный человек, который по характерным признакам визуализированного или тонового сигнала определяет предположительное место размещения радиоуправляемого ВОП.

Как уже отмечалось [2, 4], «слабым» (в прямом и переносном смыслах) звеном поисковой деятельности является оператор, который зачастую нуждается в дополнительной громоздкой индивидуальной защите вследствие существующей вероятности подрыва (самопроизвольного или инициированного) ВОП, что снижает эффективность поиска. К тому же такая защита не гарантирует сохранение здоровья или даже жизни человека (достаточно вспомнить смерть офицера-сапера при разминировании ВОП в г. Москва в июле 2003 г.), что вынуждает оператора действовать на достаточно большом («безопасном») расстоянии от предполагаемого места размещения предмета поиска. Это приводит к резкому снижению эффективности поиска, ведь полезный сигнал НРЛ обратно пропорционален 6…8-й степени расстояния до облучаемого предмета; кроме того, при увеличении расстояния диаграмма направленности НРЛ может захватывать «фоновые» предметы, создающими помехи.

Таким образом, возникла актуальная научно-техническая задача реализации безопасного (для оператора) «приближения» НРЛ к месту возможного нахождения ВОП, которая может быть решена с помощью мобильных, дистанционно управляемых платформ, например, автомобиля, мини-электромобиля, беспилотного летательного аппарата (БЛА). Основной трудностью при ее решении, очевидно, является обеспечение необходимой электромагнитной совместимости весьма чувствительного НРЛ к близким перемещающимся металлическим деталям транспортных платформ, которые могут создавать значительные помехи.

В компании «Группа Защиты – ЮТТА» (г. Москва) продолжается инициативный ОКР по созданию мобильных автоматизированных поисковых комплексов дистанционного обнаружения ВОП на основе НРЛ собственного производства, достаточно известных в России [4]. В настоящий момент созданы действующие экспериментальные опытные образцы (прототипы) 3-х типов на различных транспортных базах:

• автомобиль повышенной проходимости, тип «Возница» (рис.1);
• роботизированный электрический квадроцикл, тип «Муравей» (рис.2);
• вертолетный БЛА, тип «Стрекоза» (рис.3).

Рисунок 1 – Автомобильный комплекс дистанционного обнаружения «Возница»

Основная область применения комплекса «Возница» - мониторинг автодороги по поиску возможных ВОП (электронных устройств управления) при сопровождении (обеспечении безопасности) транспортных колонн различного назначения. Особенности:

• высокий темп мониторинга (поиска);
• подавление канала радиоуправления обнаруженного ВОП (исключение инициализации подрыва), т.е. обеспечение синхронной работы НРЛ и блокиратора радиоэфира;
• визуальный осмотр (видеокамера) и лазерное обозначение места предполагаемого установки ВОП.

Основные характеристики комплекса «Возница»:

• дальность обнаружения ВОП - до 30 м;
• импульсная мощность излучения НРЛ – 200 Вт;
• темп поиска без ухудшения обнаружительной способности – до 20 км/час (6 м/с).

Технические характеристики блокиратора радиоэфира комплекса «Возница»: диапазоны частот - 0,02…2,7 ГГц, 5,6…5,9 ГГц; тип помехи – заградительная; интегральная выходная мощность – 90 Вт.

Рисунок 2 – Роботехнический комплекс дистанционного обнаружения «Муравей»

Мобильный комплекс на базе малогабаритного роботехнического квардоцикла «Муравей» (рис.2) предназначен, главным образом, для мониторинга узких, пересеченных и труднодоступных путей движения (тропы, горные дороги) транспортных колонн и людей на предмет дистанционного обнаружения ВОП. Особенности комплекса:

• повышенный темп поиска;
• координатная и визуальная привязка места возможной установки ВОП;
• возможность идентификации и диагностики электронного устройства;
• передача данных мониторинга с комплекса на удаленный пункт управления в реальном масштабе времени.

Основные характеристики комплекса «Муравей»:

• дальность обнаружения ВОП - до 10 м;
• импульсная мощность СВЧ-излучения НРЛ – 2 Вт;
• масса навесного оборудования (со встроенным аккумулятором) – не более 7 кг;
• темп поиска без ухудшения обнаружительной способности – до 10 км/час (3 м/с).

Комплекс на базе БЛА – мультикоптера «Стрекоза» (рис.3) предназначен, главным образом, для осуществления предварительной разведки местности на предмет обнаружения ВОП (электронных устройств управления) во время проведения специальных мероприятий. В его состав входит НРЛ, видеокамера, GPS модуль, радиоканал передачи данных, к его особенностям можно отнести:

• высокий темп ведения инженерной разведки;
• высокая точность определения координат места расположения предполагаемого ВОП;
• возможность предметного осмотра участка поверхности на сверхмалой высоте (путем зависания);
• возможность идентификации и диагностики электронных устройств;
• передача данных с борта БЛА на пункт управления в реальном масштабе времени.

Рисунок 3 – БЛА - комплекс дистанционного обнаружения «Стрекоза»

Основные характеристики комплекса «Стрекоза»:

• высота (дальность) обнаружения ВОП - до 30 м;
• средняя мощность СВЧ-излучения НРЛ – 0,4 Вт (питание от 2-х аккумуляторов Soshine 18950);
• масса навесного оборудования (со встроенным аккумулятором) – не более 2 кг;

Действующие прототипы описанных выше комплексов были продемонстрированы в августе 2015 г. подмосковном Нахабино, на базе Международного противоминного центра Вооруженных Сил РФ, в рамках Первой международной конференции по совершенствованию подходов к гуманитарному разминированию и противодействию самодельным взрывным устройствам (рис.4).

Рисунок 4 – Демонстрация новых комплексов обнаружения на выставке в августе 2015 г.

Направлениями дальнейшего развития описанных выше комплексов дистанционного обнаружения ВОП можно считать:

• комплексирование разнородных каналов обнаружения ВОП;
• повышение эффективности антенных систем;
• повышение надежности и улучшение визуализации каналов передачи информации;
• обеспечение эффективного применения комплексов в рамках решения типовых задач, стоящих перед инженерно-саперными подразделениями Министерства обороны и других силовых ведомств.

Вывод

В компании «Группа Защиты – ЮТТА» разработаны и испытаны прототипы мобильных комплексов дистанционного обнаружения взрывоопасных предметов и электронных устройств управления, основанные на методе нелинейной радиолокации, установленные на различные транспортные платформы. Компания будет рада любым пожеланиям потенциальных заказчиков, направленных на улучшение их характеристик и интерфейса. В настоящее время проводится подготовительная работа для продолжения ОКР – разработки рабочей конструкторской документации и изготовлении опытных образцов. 

Литература

1. Дикарев В.И., Заренков В.А., Заренков Д.В. Методы и средства обнаружения объектов в укрывающих средах. - СПб.: Наука и Техника, 2004. - 280 с.
2. Ткач В.Н., Парфенцев И.В., Звежинский С.С. Автоматический обнаружитель самодельных взрывных устройств на базе нелинейного радиолокатора NR-2000. – Спецтехника и связь. – 2013. - № 5.
3. СанПиН 2.2.4.1193-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях», 2003.
4. www.detektor.ru.

¹Ткач В.Н. – генеральный директор ЗАО «Группа Защиты-ЮТТА», +7(495)788-77-32;

²Парфенцев И.В. – зам.ген. директора ЗАО «Группа Защиты-ЮТТА», labtop@mail.ru, +7(495)788-77-32;

³Звежинский С.С. - профессор МТУСИ

Mobile search complexes based on nonlinear radar equipment 

Tkach Vladimir Nikolaevich¹,

Parfentsev Igor Valerjevich¹, Candidate of Engineering Sciences, assistant professor,

Zwierzynski Stanislaw Sigizmundowich², Doctor of Engineering Sciences, professor.

1 – ZAO “Gruppa Zashchity JUTTA”, Moscow.

2 - MTUCI, Moscow.

New mobile systems for automated search of explosive and electronic devices are been in development. The y are placed on various transport platforms (car, ATV, unmanned aerial vehicle - helicopter), and are based on the method of nonlinear radar.

Keywords : nonlinear radar, microwave signal, radiation power, detection range, monitoring rate.

References

1. Dikarev V.I., Zarenkov V.A., Zarenkov D.V. Methods and tools for object detection in environments harboring. - SPb.: Science and Technology, 2004. - 280 p.

2. Tkach V.N., Parfentsev I.V., Zwierzynski S.S. Automatic detector of improvised explosive devices based on nonlinear radar NR-2000. - Special equipment and communication. - 2013. - № 5.

3. SanPin 2.2.4.1193-03 "Electromagnetic fields in the working environment", 2003.

4. http://www.detektor.ru