RU2186409C2 - Process of active jamming of laser range finding facilities - Google Patents

Process of active jamming of laser range finding facilities Download PDF

Info

Publication number
RU2186409C2
RU2186409C2 RU2000120687A RU2000120687A RU2186409C2 RU 2186409 C2 RU2186409 C2 RU 2186409C2 RU 2000120687 A RU2000120687 A RU 2000120687A RU 2000120687 A RU2000120687 A RU 2000120687A RU 2186409 C2 RU2186409 C2 RU 2186409C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
range
enemy
laser
pulse
protected object
Prior art date
Application number
RU2000120687A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000120687A (en
Inventor
В.А. Лесин
В.И. Корнилов
А.А. Кузнецов
Original Assignee
Гуп "38 Ниии Мо Рф"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Гуп "38 Ниии Мо Рф" filed Critical Гуп "38 Ниии Мо Рф"
Priority to RU2000120687A priority Critical patent/RU2186409C2/en
Publication of RU2000120687A publication Critical patent/RU2000120687A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2186409C2 publication Critical patent/RU2186409C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: active jamming of pulse laser range finders. SUBSTANCE: invention refers to methods creating active jamming of pulse laser range finders installed on military equipment which uses solid, semiconductor and gas lasers as working medium. Salient feature of invention lies in installation of laser radiators operating on wave lengths of enemy's range finders on protected object and in generation by them of continuous sequence of pulses towards enemy which pulse repetition period is less than time of passage of measuring pulse from enemy's range finder to protected object and back with pulse length 10-40 ns and power securing operation of photodetection facilities of enemy's range finder. Pulse repetition rate of laser radiation is altered in time in random manner in range from 40 to 150 kHz. When range to enemy is measured from protected object source of active jamming is either switched off or wave length of own range finder is shifted relative to source of active jamming. Angular spread of source of active jamming is changed depending on range to enemy. EFFECT: provision for entry of false range to protected object into enemy's ranger finders, reduced probability of projectile hitting protected object. 4 dwg

Description

Изобретение относится к области способов создания активных помех импульсным лазерным дальномерам (ЛД) объектов военной (например, бронетанковой) техники, использующих в качестве рабочего тела твердотельные, полупроводниковые и газовые излучатели. The invention relates to the field of methods for creating active interference with pulsed laser rangefinders (LD) of objects of military (for example, armored) equipment using solid-state, semiconductor and gas emitters as a working medium.

Известны различные способы постановки активных помех ЛД противника, направленные на снижение их эффективности, что, в конечном итоге, сказывается на эффективности применения вооружения (например, дымовые и аэрозольные завесы, поглощающие лазерное излучение, поглощающие покрытия, снижающие коэффициент отражения излучения, уголковые отражатели - имитаторы ложных целей и т.д.). Вместе с тем, известные способы имеют недостатки, связанные со снижением эффективности собственного вооружения, невозможностью перекрыть весь спектр применяемых в дальномерах в настоящее время длин волн (от 0,63 до 10,6 мкм), существенными габаритными размерами и недостаточной эффективностью. There are various ways of setting the active interference of the enemy’s LD, aimed at reducing their effectiveness, which ultimately affects the effectiveness of the use of weapons (for example, smoke and aerosol curtains that absorb laser radiation, absorbing coatings that reduce the reflection coefficient of radiation, corner reflectors - imitators false goals, etc.). However, the known methods have disadvantages associated with a decrease in the effectiveness of their own weapons, the inability to cover the entire spectrum of wavelengths currently used in rangefinders (from 0.63 to 10.6 microns), significant overall dimensions and insufficient efficiency.

Известен также способ создания активных помех с помощью постановщика помех ТШУ1-7 в спектральном диапазоне 0,7...2,5 мкм, который позволяет вводить ложный сигнал в лазерную систему наведения ПТУР противника /1/. There is also a method of creating active interference with the help of an interference maker TSHU1-7 in the spectral range of 0.7 ... 2.5 μm, which allows you to enter a false signal into the laser guidance system of the enemy ATGM / 1 /.

Наиболее близким по технической сущности является способ защиты объекта от оптико-электронных средств разведки и наведения оружия противника /1/, заключающийся в обнаружении облучения объекта лазерным излучением оптическими датчиками и автоматической постановке аэрозольных помех (эффективных в спектральном диапазоне 0,4. ..14 мкм) между своим объектом и объектом противника с помощью дымовых гранат. The closest in technical essence is a method of protecting an object from optoelectronic reconnaissance and pointing weapons of the enemy’s weapons / 1 /, which consists in detecting the object being irradiated by laser radiation with optical sensors and automatically setting aerosol interference (effective in the spectral range of 0.4 ... 14 μm ) between your target and the target of the enemy with the help of smoke grenades.

Применение этого способа уменьшает эффективность работы дальномеров противника примерно в три раза, а также снижает вероятность попадания ПТУР (типа Milan, Drakon, Copperhead и др.) /1/. The application of this method reduces the effectiveness of the enemy’s rangefinders by about three times, and also reduces the likelihood of ATGM hit (such as Milan, Drakon, Copperhead, etc.) / 1 /.

Недостатками рассмотренного способа создания активных пoмеx являются: недостаточное быстродействие системы, связанное с инерционностью механических приводов системы;
зависимость эффективности системы постановки аэрозольных помех от внешних атмосферных условий;
ограниченный запас дымовых гранат.The disadvantages of the considered method of creating active noise are: insufficient system performance associated with the inertia of the mechanical drives of the system;
dependence of the effectiveness of the aerosol jamming system on external atmospheric conditions;
limited supply of smoke grenades.

Целью настоящего изобретения является искажение истинной дальности до защищаемого объекта в процессе измерения дальности противником с помощью импульсного ЛД, снижение вероятности его поражения. The aim of the present invention is the distortion of the true range to the protected object in the process of measuring the range of the enemy using a pulsed LD, reducing the likelihood of its destruction.

Поставленная цель достигается путем постоянной генерации в сторону противника импульсного лазерного излучения, обеспечивающего ввод ложной дальности в лазерные дальномеры противника. This goal is achieved by the continuous generation of pulsed laser radiation towards the enemy, which provides the introduction of a false range in the laser rangefinders of the enemy.

Для обоснования возможности практической реализации предлагаемого способа проведем расчеты по обоснованию количественных требований к параметрам лазерного излучателя. To justify the possibility of practical implementation of the proposed method, we will carry out calculations to substantiate the quantitative requirements for the parameters of the laser emitter.

В качестве примера рассмотрен типовой импульсный лазерный дальномер со следующими основными параметрами:
длина волны λ = 1,06; 1,54 и 10,6 мкм;
импульсная мощность Рimp=107 Вт;
частота повторения импульсов fimp=0,2Гц;
длительность импульса τimp = 40•10-9c;
диаметр зрачка d0=5 см;
коэффициенты пропускания входной и выходной оптики τ1 = 0,6, τ2 = 0,6;
расходимость луча γ = 0,5 мрад;
расходимость отраженного излучения от цели γp = π•1000 мрад;
коэффициент отражения излучения целью ρλ = 0,1;
площадь цели (лобовая проекция танка) S=6•104 см2.As an example, a typical pulsed laser range finder with the following main parameters is considered:
wavelength λ = 1.06; 1.54 and 10.6 microns;
pulsed power P imp = 10 7 W;
pulse repetition rate f imp = 0.2 Hz;
pulse duration τ imp = 40 • 10 -9 s;
pupil diameter d 0 = 5 cm;
transmittance of the input and output optics τ 1 = 0.6, τ 2 = 0.6;
beam divergence γ = 0.5 mrad;
the divergence of the reflected radiation from the target γ p = π • 1000 mrad;
reflection coefficient of radiation target ρ λ = 0.1;
target area (frontal projection of the tank) S = 6 • 10 4 cm 2 .

При этом средняя мощность излучения ЛД за период повторения импульсов будет равна
Pimp•τimp•fimp = 0.08 Вт.
Для расчета мощности отраженного от цели сигнала (в функции от метеорологической дальности видимости Sm, км, дальности до цели D, км и длины волны λ, мкм), поступающего на фотоприемное устройство ЛД, использована формула, полученная на основе преобразования выражений из работы /2/

Figure 00000001

где
Figure 00000002

- показатель ослабления излучения аэрозольной составляющей атмосферы, 1/км.In this case, the average radiation power of the LD during the pulse repetition period will be equal to
P imp • τ imp • f imp = 0.08 W.
To calculate the power of the signal reflected from the target (as a function of the meteorological range of visibility Sm, km, range to the target D, km and wavelength λ, μm) supplied to the LD photodetector, we used the formula obtained based on the conversion of expressions from work / 2 /
Figure 00000001

Where
Figure 00000002

- an indicator of attenuation of radiation of the aerosol component of the atmosphere, 1 / km.

Минимальное значение мощности отраженного от цели сигнала на фотоприемном устройстве ЛД в нормальных погодных условиях при Sm=5 км, D=5 км и λ = 1,06; 1,54 и 10,6 мкм составит 7,54208Е-8; 2,66661Е-7 и 2,94193Е-6 Вт соответственно. The minimum value of the power of the signal reflected from the target at the LD photodetector in normal weather conditions at Sm = 5 km, D = 5 km and λ = 1.06; 1.54 and 10.6 microns will be 7.54208E-8; 2.66661E-7 and 2.94193E-6 W, respectively.

Минимальная частота повторения импульсов лазерного излучения, вызывающего ложное срабатывание ЛД в процессе измерения дальности, определяется выражением (2*D/300000)-1 и составляет: при D=2км fmin=75000 Гц; при D=2,5 км fmin=60000 Гц; при D=3 км fmin=50000 Гц; при D=3,5 км fmin=43000 Гц; при D=4 км fmin=37500 Гц.The minimum pulse repetition rate of the laser radiation causing a false positive during the range measurement process is determined by the expression (2 * D / 300000) -1 and is: at D = 2 km f min = 75000 Hz; at D = 2.5 km f min = 60,000 Hz; at D = 3 km f min = 50,000 Hz; at D = 3.5 km f min = 43000 Hz; at D = 4 km f min = 37500 Hz.

Для определения требуемой максимальной мощности излучения источника лазерных помех приняты следующие исходные данные:
коэффициент пропускания оптики τL = 0,6;
длительность импульса τimp = 10•10-9c;
частота импульсов fimp=1,5•105 Гц (в 2 раза больше минимальной частоты повторения импульсов лазерных помех, что приведет к вводу ложной дальности в ЛД в 2 раза ниже истинной);
расходимость излучения γL = 100,200...500 мрад;
Sm=4км и D=4км (для обеспечения гарантированного значения мощности излучателя).To determine the required maximum radiation power of the laser interference source, the following initial data were adopted:
transmittance of optics τ L = 0.6;
pulse duration τ imp = 10 • 10 -9 s;
pulse frequency f imp = 1.5 • 10 5 Hz (2 times the minimum pulse repetition frequency of laser noise, which will lead to the introduction of a false range in the LD is 2 times lower than true);
radiation divergence γ L = 100,200 ... 500 mrad;
Sm = 4km and D = 4km (to ensure the guaranteed value of the emitter power).

Расчет максимальной импульсной мощности источника помех произведен по полученной на основе преобразования выражений из работы /2/ формуле

Figure 00000003

Результаты расчета представлены в таблице.The calculation of the maximum pulse power of the interference source is made according to the formula obtained on the basis of the conversion of expressions from work / 2 /
Figure 00000003

The calculation results are presented in the table.

Анализ результатов расчета показывает, что импульсная мощность лазерного излучателя помех на два порядка ниже импульсной мощности ЛД, но его средняя мощность выше за счет большей частоты повторения импульсов при приблизительно одинаковой их длительности. An analysis of the calculation results shows that the pulsed power of the laser interference emitter is two orders of magnitude lower than the pulsed power of the LD, but its average power is higher due to the higher pulse repetition rate at approximately the same duration.

Реализация таких излучателей возможна при использовании полупроводниковых лазеров, которые в зависимости от типа полупроводника перекрывают весь диапазон излучения от ультрафиолетовой до дальней ИК (более 30 мкм) области и имеют высокий КПД (до 100%) /2/. The implementation of such emitters is possible using semiconductor lasers, which, depending on the type of semiconductor, cover the entire radiation range from ultraviolet to far infrared (more than 30 microns) and have a high efficiency (up to 100%) / 2 /.

При периоде следования импульсов источника лазерных помех меньше времени прохождения измерительного импульса от ЛД до защищаемого объекта и обратно (при примерно равной длительности импульсов) и мощности, достаточной для срабатывания фотоприемного устройства ЛД, в процессе цикла измерения дальности до защищаемого объекта происходит ввод ложной дальности до цели, которая будет ниже истинной пропорционально отношению времени прохождения измерительного импульса от ЛД до цели и обратно к периоду следования импульсов лазерного излучателя. При этом для еще большего введения в заблуждение противника относительно истинной дальности до цели частоту следования импульсов лазерного излучения меняют случайным образом в диапазоне частот 40.. . 150 кГц. Изменение частоты излучения приводит к тому, что при каждой последующей попытке измерения дальности противник будет каждый раз получать разные значения дальности, отличные от истинной. С одной стороны это приводит к ошибкам ввода угла прицеливания в прицел и снижению вероятности попадания снаряда в защищаемый объект, а с другой - потерей времени на повторные измерения дальности, уменьшению боевой скорострельности. Попытки оценки дальности до защищаемого объекта глазомерным способом будут сопровождаться большими ошибками (20% от измеряемой дальности) и также снижением вероятности попадания снаряда в защищаемый объект. When the pulse period of the laser interference source is less than the time it takes for the measuring pulse to travel from the LD to the protected object and vice versa (with approximately equal pulse durations) and the power sufficient to trigger the LD photodetector, during the cycle of measuring the distance to the protected object, a false distance to the target is entered , which will be lower than true in proportion to the ratio of the time it takes for the measuring pulse from the LD to the target and back to the period of the laser pulses la. Moreover, to further mislead the enemy regarding the true range to the target, the pulse repetition rate of the laser radiation is changed randomly in the frequency range 40 ... 150 kHz. Changing the radiation frequency leads to the fact that with each subsequent attempt to measure the range, the enemy will each time receive different range values that are different from the true one. On the one hand, this leads to errors in entering the aiming angle into the sight and a decrease in the probability of a projectile getting into the protected object, and on the other hand, a loss of time for repeated range measurements, and a decrease in the rate of fire. Attempts to estimate the distance to the protected object by eye method will be accompanied by large errors (20% of the measured range) and also a decrease in the likelihood of a projectile entering the protected object.

Для обеспечения уверенного попадания объекта с ЛД в поле воздействия излучателя должна быть выбрана угловая расходимость лазерного излучения на заданной дальности исходя из тактических требований (при γ=500 мрад излучение накрывает круг диаметром 500 м на дальности 1 км). При этом будут подавлены все средства дальнометрирования противника, находящиеся в этой зоне. In order to ensure that an object with an LD reaches the emitter’s field of influence, the angular divergence of laser radiation at a given range should be chosen based on tactical requirements (for γ = 500 mrad, radiation covers a circle with a diameter of 500 m at a distance of 1 km). At the same time, all enemy enemy ranging tools located in this zone will be suppressed.

Для обеспечения измерения дальности до целей дальномером своей машины помеху на длине волны своего дальномера не ставят, или производят автоматическое отключение источника лазерных помех на время измерения дальности. To ensure the measurement of the range to the targets by the range finder of their car, they do not interfere with the wavelength of their range finder, or they automatically turn off the source of laser noise during the range measurement.

По сравнению с известными заявляемый способ достаточно прост в реализации при использовании современной элементной базы (полупроводниковых излучателей), позволяет ставить активные помехи практически в любом спектральном диапазоне работы ЛД, обладает высокой эффективностью, повышающей, в конечном итоге, защищенность объекта ВВТ. Compared with the known, the claimed method is quite simple to implement when using a modern elemental base (semiconductor emitters), allows you to put active interference in almost any spectral range of the LD, has high efficiency, ultimately increasing the security of the weapons and military equipment.

Источники информации
1. Комплекс оптико-электронного подавления "Штора-1" / JANE'S, Электронно-оптические системы, 1998.Sources of information
1. The complex of optical-electronic suppression "Shtora-1" / JANE'S, Electron-optical systems, 1998.

2. Справочник по лазерной технике. Киев: Техника, 1978. -288 с. 2. Handbook of laser technology. Kiev: Technique, 1978. -288 p.

Claims (5)

1. Способ создания активных помех лазерным средством дальнометрирования, заключающийся в постановке оптических помех в определенную область пространства, отличающийся тем, что на защищаемом объекте устанавливают лазерные излучателя, работающие на длинах волн дальномеров противника, и ими в преддверии ведения боевых действий генерируют непрерывную последовательность импульсов в определенном секторе в сторону противника, период следования которых меньше времени прохождения измерительного импульса дальномера противника до защищаемого объекта и обратно с длительностью импульсов 10-40 нс и мощностью, обеспечивающей срабатывание фотоприемного устройства дальномера противника. 1. A method of creating active interference with a laser ranging device, which consists in placing optical interference in a certain area of space, characterized in that laser emitters operating at the wavelengths of the enemy’s rangefinders are installed on the protected object, and they generate a continuous pulse sequence in anticipation of military operations in a certain sector towards the enemy, the period of which is less than the transit time of the measuring pulse of the enemy’s range finder to object and vice versa with a pulse duration of 10-40 ns and a power that ensures the operation of the photodetector of the enemy range finder. 2. Способ создания активных помех лазерным средствам дальнометрирования по п. 1, отличающийся тем, что величину угловой расходимости лазерного излучения меняют в зависимости от дальности до противника. 2. The method of creating active interference with laser ranging tools according to claim 1, characterized in that the angular divergence of the laser radiation varies depending on the distance to the enemy. 3. Способ создания активных помех лазерным средствам дальнометрирования по п. 1, отличающийся тем, что для обеспечения ввода случайного ложного значения дальности в дальномер противника частоту следования импульсов лазерного излучения меняют во времени случайным образом в диапазоне частот 40-150 кГц. 3. The method of creating active interference with laser ranging tools according to claim 1, characterized in that to ensure the input of a random false value of the range into the enemy’s rangefinder, the pulse repetition rate of the laser radiation varies randomly in time in the frequency range 40-150 kHz. 4. Способ создания активных помех лазерным средствам дальнометрирования по п. 1, отличающийся тем, что для обеспечения измерения дальности до целей дальномером своей машины, работающем на длине волны источника лазерных помех, производят автоматическое отключение источника лазерных помех на время измерения дальности. 4. The method of creating active interference with laser ranging tools according to claim 1, characterized in that to ensure the measurement of the range to the targets by the range finder of his machine, operating at the wavelength of the laser interference source, the laser interference source is automatically turned off for the duration of the range measurement. 5. Способ создания активных помех лазерным средствам дальнометрирования по п. 1, отличающийся тем, что для обеспечения измерения дальности до целей дальномером своей машины его длину волны смещают по отношению к длине волны источника лазерных помех. 5. The method of creating active interference with laser ranging tools according to claim 1, characterized in that, in order to ensure the measurement of the range to the targets by the range finder of his machine, its wavelength is shifted with respect to the wavelength of the laser interference source.
RU2000120687A 2000-08-01 2000-08-01 Process of active jamming of laser range finding facilities RU2186409C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000120687A RU2186409C2 (en) 2000-08-01 2000-08-01 Process of active jamming of laser range finding facilities

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000120687A RU2186409C2 (en) 2000-08-01 2000-08-01 Process of active jamming of laser range finding facilities

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000120687A RU2000120687A (en) 2002-07-20
RU2186409C2 true RU2186409C2 (en) 2002-07-27

Family

ID=20238763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000120687A RU2186409C2 (en) 2000-08-01 2000-08-01 Process of active jamming of laser range finding facilities

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2186409C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113835087A (en) * 2021-09-24 2021-12-24 电子科技大学 Random radiation radar high-resolution imaging method for inter-pulse frequency hopping accumulation
RU2786890C1 (en) * 2022-06-15 2022-12-26 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Михайловская военная артиллерийская академия" Министерства обороны Российской Федерации Method for remote destruction of optoelectronic devices of the enemy

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПАЛИЙ А.Н. Радиоэлектронная борьба. - М.: Военное издательство, 1989, с.20-47. ОРЛОВ В.А. и др. Приборы наблюдения ночью и при ограниченной видимости. - М.: Военное издательство, 1989, с.187-193, табл.6.3. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113835087A (en) * 2021-09-24 2021-12-24 电子科技大学 Random radiation radar high-resolution imaging method for inter-pulse frequency hopping accumulation
CN113835087B (en) * 2021-09-24 2023-03-21 电子科技大学 Random radiation radar high-resolution imaging method for inter-pulse frequency hopping accumulation
RU2786890C1 (en) * 2022-06-15 2022-12-26 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Михайловская военная артиллерийская академия" Министерства обороны Российской Федерации Method for remote destruction of optoelectronic devices of the enemy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2203598C (en) Multi-pulse, multi-return, modal range processing for clutter rejection
CA2341851A1 (en) A method for simulating shots and a device therefor
CN112130163A (en) Laser ranging system and method based on single photon detection
Oh et al. Time-of-flight analysis of three-dimensional imaging laser radar using a Geiger-mode avalanche photodiode
RU2186409C2 (en) Process of active jamming of laser range finding facilities
RU2549585C1 (en) Method of counteraction to optical-electronic laser-guided systems and device for its implementation
RU2320949C2 (en) Method for protection of objective from guided missiles
CN103615934A (en) Anti-sniper detection system
RU2304351C1 (en) Method and device for producing laser range-finding means jamming
RU2012135335A (en) METHOD AND SYSTEM OF PROTECTION OF AIRCRAFT AGAINST MISSILE PORTABLE ANTI-AIR MISSILE COMPLEXES
RU2497062C2 (en) Combined optic-electronic instrument
RU2703936C1 (en) Active false target formation method in range
Maini Battlefield Lasers and Opto-electronics Systems.
RU2588604C1 (en) Method for automatic detection of targets
JPS6136188B2 (en)
Kumar et al. Design of a Laser-Warning System Using an Array of Discrete Photodiodes-Part II
Sjöqvist et al. Time-of-flight range profiling using time-correlated single-photon counting
US4411487A (en) Device for seeing through battlefield smokes and aerosols
RU2510516C2 (en) Method for functional striking of radioelectronic equipment
RU2680556C1 (en) Method of anti-electronic optical systems with laser guidance
RU2388013C2 (en) Method for functional jamming laser systems for searching for submerged underwater objects and device for realising said method
RU2373482C2 (en) Method of protecting armored vehicles
Paleologue Active infrared systems: possible roles in ballistic missile defense?
Perger et al. Eyesafe diode laser rangefinder technology
RU2790364C1 (en) METHOD FOR LASER DESTRUCTION OF UAVs BY THE SYSTEM

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080802