Способ обнаружения движущихся объектов и устройство для его осуществления

 

Использование: радиолокация, системы для получения в отраженном сигнале информации о движении объекта. Сущность изобретения заключается в том, что при способе обнаружения движущихся объектов, заключающемся в формировании сигналов последовательности высокочастотных импульсов с несущей частотой F_o излучении их в эфир в область охранной зоны и облучении ими объекта движения, появляющегося в охранной зоне, приеме излучаемых в эфир сигналов последовательности высокочастотных импульсов с несущей частотой F_o и отраженных от движущихся объектов сигналов последовательности высокочастотных импульсов с доплеровской добавкой частоты к несущей частоте F_o+F_д преобразовании этих принятых сигналов путем их смешивания и выделения из спектра смешивания полезного сигнала разностной доплеровской частоты F_д формировании сигналов огибающей высокочастотных импульсов, усилении сигналов последовательности видеоимпульсов, формировании сигналов огибающей видеоимпульсов, формировании сигналов разностной доплеровской частоты F_д селектировании этих сигналов по частоте в соответствии с заданной частотой пропускания и определении по изменению знака и значения величины полезного сигнала доплеровской частоты движения объекта в области охранной зоны, после формирования сигналов видеоимпульсов и их предварительного усиления осуществляют управляемые, последовательное во времени, автоматическое (или ручное) ослабление сигналов видеоимпульсов до момента сформирования полезного сигнала импульса разностной доплеровской частоты F_д после селекции по частоте. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано при построении систем для получения в отраженном сигнале информации о движении объекта.

Известны способы обнаружения движущихся объектов, реализованные в системах (Патент США N 4608568, НКИ 343-8, 1982), в которых осуществляют облучение объекта импульсными высокочастотными сигналами, прием излучаемых и отраженных сигналов, преобразование их, усиление и селекцию.

Однако эти способы не обеспечивают широкий динамический диапазон и высокую чувствительность.

Известны также способы обнаружения движущихся обектов, реализованные в системах (Патент США N 4131889, НКИ 343-8, 1977), в которых формируют импульсную высокочастотную последовательность, осуществляют излучение в эфир, облучают объект, принимают излучаемые и отраженные с доплеровской добавкой по частоте F_д сигналы, формируют разностную частоту между излучаемыми и принимаемыми сигналами, осуществляют их усиление и селекцию.

Однако эти способы также не обеспечивают широкий динамический диапазон и чувствительность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ обнаружения движущихся объектов, реализованный в системе, который предназначен для выдачи на специализированный пульт управления сигнала тревоги при появлении в охранной зоне движущихся предметов, заключающийся в формировании сигналов последовательности высокочастотных импульсов с несущей частотой F_о, излучении их в эфир в область охранной зоны и облучении ими объекта движения, появляющегося в охранной зоне, приеме излучаемых в эфир сигналов последовательности высокочастотных импульсов с несущей частотой F_о и отраженных от движущегося объекта сигналов последовательности высокочастотных импульсов с доплеровской добавкой к несущей частоте F_o + F_д, преобразовании этих принятых сигналов путем их смешения и выделения из спектра результатов смешения полезного сигнала разностной доплеровской частоты F_д, формировании сигналов огибающей высокочастотных импульсов, усилении сигналов последовательности видеоимпульсов, формировании сигналов огибающей видеоимпульсов, формировании сигналов импульсов разностной доплеровской частоты F_д, селектировании этих сигналов от сигналов помех в соответствии с заданной частотой полосы пропускания и определении по изменении знака и значения величины сигнала доплеровской частоты движения объекта в области охранной зоны.

Недостатком этого способа также является ограниченный динамический диапазон и низкая чувствительность.

Это обусловлено тем, что при данном способе сигналы разностной частоты (полезного сигнала) составляют малую часть от постоянной составляющей (глубина модуляции весьма мала), что затрудняет их выделение и обработку при изменении расстояния до объекта. Это обстоятельство ограничивает динамической диапазон входных сигналов и чувствительность.

Это обусловлено тем, что увеличение сигналов подставки (постоянной импульсной составляющей) практически делает невозможным выделение полезного сигнала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту устройством для реализации предложенного способа является известное доплеровское радарное устройство. ( Микроволновый датчик несанкционированного доступа в помещение МW-ET-28, технические требования ТИЛШ.425511 ТУ).

Известное устройство содержит приемную и передающую антенны, генератор низкой частоты, модулятор, первый вход которого подключен к выходу генератора низкой частоты, сверхвысокочастотный (СВЧ) генератор, вход которого соединен с выходом модулятора, а выход с передающей антенной, смеситель, вход которого соединен с выходом приемной антенны, усилитель низкой частоты, пороговый блок, вход которого подключен к выходу усилителя низкой частоты, исполнительный блок, видеоусилитель, вход которого подключен к выходу смесителя, детектор огибающей, вход которого подключен к выходу видеоусилителя, блок контроля, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу генератора низкой частоты и к шине подачи сигнала "Контроль", а его выход к второму входу модулятора, блок фильтрации с прямоугольной полосой пропускания, вход и выход которого подключены соответственно к выходу порогового блока и к входу исполнительного блока, а приемная и передающая антенны связны между собой радиоканалом ближней связи.

Недостатками известного устройства являются ограниченный динамический диапазон и низкая чувствительность, обусловленные тем, что постоянная импульсная составляет существенно большую величину по сравнению с переменной составляющей (полезным сигналом).

Целью изобретения является расширение динамического диапазона сигналов при изменении расстояния от объекта и чувствительности.

Это достигается тем, что при осуществлении способа обнаружения движущихся объектов, заключающегося в формировании сигналов последовательности высокочатотных импульсов с несущей частотой F_о, излучении их в эфир в область охранной зоны и облучении ими объекта движения, появляющегося в охранной зоне, приеме излучаемых в эфир сигналов последовательности высокочастотных импульсов с несущей частотой F_о и отраженных от движущегося объекта сигналов последовательности высокочастотных импульсов с доплеровской добавкой частоты к несущей частоте F_o + F_д, преобразовании этих принятых сигналов путем их смешивания и выделения из спектра смешивания полезного сигнала разностной доплеровской частоты F_д, формировании сигналов огибающей высокочастотных импульсов, усилении сигналов последовательности видеоимпульсов, формировании сигналов огибающей видеоимпульсов, формировании сигналов импульсной разностной доплеровской частоты F_д, селектировании этих сигналов от сигналов частотных помех в сооветствии с заданной частотой полосы пропускания и определении по изменению знака и значения величины полезного сигнала доплеровской частоты движения объекта в области охранной зоны, введены новые операции, заключающиеся в том, что после сформирования видеоимпульсов и их предварительного усиления осуществляют последовательное формирование кодированных сигналов управления и одновременно в моменты возникновения каждого из которых воздействуют ими каждый раз на ослабление видеосигналов на установленную величину, соответствующую каждый раз значению кода следующего в данный момент времени кодированного сигнала управления, в момент сформирования полезного сигнала импульсов разностной доплеровской частоты F_д после его селекции по частоте формируют сигнал управления, в момент возникновения которого прекращают формирование кодированных сигналов управления ослаблением видеосигналов и запоминают значение кода последнего кодированного сигнала управления ослаблением видеосигнала до момента возобновления очередного процесса ослабления видеосигнала.

Устройство для осуществления предложенного способа обнаружения движущихся объектов содержит приемную и передающую антенны, генератор низкой частоты, модулятор, первый вход которого подключен к выходу генератора низкой частоты, сверхвысокочастотный (СВЧ) генератор, вход которого соединен с выходом модулятора, а выход с входом передающей антенны, смеситель, вход которого соединен с выходом приемной антенны, усилитель низкой частоты, исполнительный блок, видеоусилитель, вход которого подключен к выходу смесителя, детектор огибающей, вход которого подключен к выходу видеоусилителя, блок контроля, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу генератора низкой часстоты и к шине подачи сигнала "Контроль", а его выход к второму входу модулятора, блок фильтрации с прямоугольной полосой пропускания, вход и выход которого подключены соответственно к выходу порогового блока и к входу исполнительного блока, а приемная и передающая антенны связаны между собой радиоканалом ближней связи.

Достижению поставленной цели способствует следующее: в известное устройство обнаружения движущихся объектов введены блок автономного управления ослаблением принимаемых сигналов, второй усилитель низкой частоты, индикатор, при этом первый, второй, третий, четвертый и пятый входы и первый, второй, третий и четвертый выходы блока автономного управления ослаблением принимаемых сигналов подключены соответственно к выходу блока фильтрации с прямоугольной полосой пропускания, к выходу генератора низкой частоты, к шине подачи сигнала "Пуск", к шине подачи сигнала считывания, к выходу первого усилителя низкой частоты, к первому, второму и к третьему входам индикатора и к входу второго усилителя низкой частоты; блок автономного управления ослаблением принимаемых сигналов содержит блок формирования сигналов управления ослаблением, блок элементов ИЛИ и аттенюатор, при этом первый, второй, третий и четвертый входы блока подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам блока формирования сигналов управления ослаблением, первый, второй и третий выходы блока подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам блока формирования сигналов управления ослабленим; четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы блока формирования сигналов управления ослаблением связаны соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым входами блока элементов ИЛИ, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к первому, второму и третьему входам аттенюатора; пятый вход и четвертый выход блока подсоединены соответственно к четвертому входу и выходу аттенюатора; блок формирования сигналов управления ослаблением содержит блок автоматического формирования сигналов управления ослаблением и пульт управления, при этом первый, второй, третий и четвертый входы блока подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам блока автоматического формирования сигналов управления ослаблением, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы которого подсоединены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому, пятому и шестому выходам блока, седьмой, восьмой и девятый выходы которого связан с первым, вторым и третьим выходами пульта управления соответственно; блок автоматического формирования сигналов управления ослаблением содержит счетчик, дешифратор, блок памяти, триггер, элемент И, формирователь; при этом вход считывания информации блока памяти подключен к третьему входу блока, входы установки в "0" триггера и записи блока памяти подключены к первому входу блока; вход установки в "1" триггера подключен к второму входу блока; первый и второй входы элемента И подключены соответственно к прямому выходу триггера и к выходу формирователя, вход которого связан с третьим входом блока; счетный вход счетчика подсоединен к выходу элемента И, первый, второй и третий информационные выходы счетчика подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока памяти, к первому, второму и третьему входам дешифратора и первому, второму и третьему выходам блока; первый, второй и третий выходы блока памяти подключены соответственно к первому, второму и третьему входам счетчика; первый, второй и третий выходы дешифратора связаны соответственно с четвертым, пятым и шестым выходами блока.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства обнаружения движущихся объектов для осуществления предложенного способа.

Устройство обнаружения движущихся объектов содержит генератор 1 низкой частоты, модулятор 2, генератор 3 СВЧ, смеситель 4, видеоусилитель 5, детектор 6 огибающей, усилитель 7 низкой частоты, пороговый блок 8, блок 9 фильтрации с прямоугольной полосой пропускания, исполнительный блок 10, блок 11 контроля, передающую антенну 12, приемную антенну 13, радиоканал 14 ближней связи, второй усилитель 16 низкой частоты, индикатор 22, шину 25 подачи сигнала "Пуск", шину 26 подачи сигнала считывания, шину 28 подачи сигнала "Контроль", блок 31 автономного управления ослаблением принимаемого сигнала, 32, 33 и 34 соответственно второй, первый и пятый входы блока 31 автономного управления ослаблением принимаемого сигнала, 35, 36, 37 и 38 соответственно первый, второй, третий и четвертый выходы блока 31 автономного управления ослаблением принимаемого сигнала.

Выход генератора 1 низкой частоты подключен к первому входу модулятора 2, к первому входу блока 11 контроля и к второму входу 32 блока 31 автономного управления ослаблением принимаемого сигнала, выход модулятора 2 подключен к входу генератора 3 СВЧ, выход которого связан с входом передающей антенны 12, приемная антенна 13 подключена к входу смесителя 4, выход которого связан с входом видеоусилителя 5, выходом подключенного к входу детектора 6 огибающей, выход которого подключен к входу первого усилителя 7 низкой частоты, выход второго усилителя 16 низкой частоты подключен к входу порогового блока 8, выход которого подключен к входу блока 9 фильтрации с прямоугольной полосой пропускания, выход которого подключен к входу исполнительного блока 10 и к первому входу 33 блока 31 автономного управления ослаблением принимаемого сигнала, второй вход 32, третий вход, четвертый вход и пятый вход 34 которого подключены соответственно к выходу генератора 1 низкой частоты, к шине 25 подачи сигнала "Пуск", к шине 26 подачи сигнала считывания и к выходу первого усилителя 7 низкой частоты; первый выход 35, второй выход 36, третий выход 37 и четвертый выход 38 блока 31 автономного управления ослаблением принимаемого сигнала подключены соответственно к входу второго усилителя 16 низкой частоты, к первому, к второму и к третьему входам индикатора 22.

Устройство обнаружения движущихся объектов (см.фиг.1) работает следующим образом.

Генератор 1 низкой частоты вырабатывает тактовые импульсы, которые подаются на первый вход модулятора 2, на первый вход блока 11 контроля и на второй вход 32 блока 31 автономного управления ослаблением принимаемого сигнала.

Модулятор 2 формирует заданные временные и амплитудные характеристики сигнала управления генератором 3 СВЧ и их стабилизацию. Сигналы с выхода генератора 3 СВЧ поступают на передающую антенну 12, которая излучает импульсные СВЧ-колебания с несущей частотой F_о в эфир в область охранной зоны. При этом часть излучаемой энергии за счет воздействия поля вокруг передающей антенны 12 (за счет конечной развязки между передающим и приемным трактом) подается в приемную антенну 13 и с ее выхода на вход смесителя 4. Передача части энергии излучаемого поля от передающей антенны 12 на приемную антенну 13 осуществляется через радиоканал 14 ближней связи. Радиоканал 14 ближней связи представляет собой эффективную электрическую связь через эфир между передающей антенной 12 и приемной антенной 13, которая осуществляется за счет оптимального выбора формы и величины поверхностей антенн и расстояния между ними.

Сигналы, отраженные от движущихся объектов, воспринимаются приемной антенной 13 с доплеровской добавкой по частоте F_д, пропорциональной скорости перемещения в радиальном направлении к излучателю. С выхода приемной антенны 13 принятые сигналы подаются на вход смесителя 4. Таким образом, на вход смесителя 4 подаются два вида сигналов: с частотой F_о (излучаемые сигналы) и с частотой F_o + F_д (отраженные от движущегося объекта сигналы). В этом случае на выходе смесителя 4 выделяется импульсная последовательность сигналов, модулированная по закону изменения частоты F_д. Далее сигналы с выхода смесителя 4 поступают на вход видеоусилителя 5, который осуществляют усиление импульсных сигналов до величины, необходимой для работы детектора 6 огибающей.

На выходе детектора 6 огибающей имеет место напряжение, состоящее из двух частей: постоянной составляющей (подставки) и переменной составляющей (полезного сигнала).

Удельный вес переменной составляющей в сигнале на выходе детектора 6 огибающей невелик в связи с тем, что глубина модуляции незначительна.

При изменении расстояния до объекта величина постоянной составляющей изменяется. Поэтому возникает вопрос оптимального выделения переменной составляющей (полезного сигнала) в условиях, когда постоянная составляющая изменяется при изменении расстояния до объекта, а величина полезного сигнала весьма мала.

В предложенном устройстве сигналы с выхода детектора 6 огибающей подаются на вход первого усилителя 7 низкой частоты, где они усиливаются с преобладанием, т. е. с запасом для последующего управляемого ослабления в зависимости от расстояния до объекта с целью выведения переменной составляющей сигнала (полезного сигнала) на линейный участок характеристики второго усилителя 16 низкой частоты.

Сигналы с выхода первого усилителя 7 низкой частоты подаются на пятый вход 34 блока 31, где осуществляется их автономное управляемое ослабление. Ослабленные сигналы с первого выхода 35 блока 31 подаются на вход второго усилителя 16 низкой частоты. При этом управление ступенчатым (практически плавным) последовательным во времени ослаблением сигнала в блоке 31 может осуществляться как автоматически, так и оперативно путем коммутации элементов, формирующих кодированные сигналы управления ослаблением на информационных выходах пульта управления, входящего в блок 31.

Кодированные сигналы управления задаются на входы управляемых ключевых элементов, установленных в аттенюаторе, входящем в состав блока 31, которые при этом замыкают цепи, связывающие соответствующие резисторы делителя напряжения с информационным выходом аттенюатора. Причем этот процесс осуществляется последовательно во времени до момента появления сигнала разностной доплеровской частоты на выходе блока 9 фильтрации. Этот сигнал подается на первый вход 33 блока 31, вызывая прекращение процесса ослабления сигналов.

Процесс автоматического управления ослаблением видеоимпульсов осуществляется при подаче сигнала "Пуск" с шины 25 на третий вход блока 31. При этом в блоке 31 начинает осуществляться подсчет импульсов с выхода генератора 1 низкой частоты, преобразование двоичного кода в позиционный, при котором каждому значению кода соответствует сигнал на соответствующем выходе дешифратора в составе блока 31. Таким образом по мере возрастания кода в результате суммирования сигналов с генератора 1 на выходах дешифратора имеет место последовательное во времени формирование сигналов, начиная с первого. В результате имеет место последовательный во времени опрос и управление ключевых каналов в аттенюаторе.

По мере увеличения значения кода при суммировании сигналов с выхода генератора 1 осуществляется последовательное ослабление видеосигналов, поступивших на пятый вход 34 блока 31. С первого выхода 35 блока 31 ослабленные сигналы подаются на вход второго усилителя 16 низкой частоты.

При этом надо отметить что необходимый закон изменения величины ослабления определяется как изменением значения кода формируемых кодированных сигналов управления ослаблением, так и выбором набора величин резисторов, устанавливаемых в аттенюаторе.

При достижении рабочей точки на характеристике второго усилителя 16 низкой частоты, при которой начинает обеспечиваться нормальное усиление переменной (полезной) составляющей сигнала на выходе усилителя 16 низкой частоты, воспроизводится усиленный сигнал этой составляющей, которая подается на вход порогового блока 8. При превышении заданного значения напряжения на входе порогового блока 8 на его выходе появляется импульсный сигнал с частотой Доплера F_д.

Сигналы с выхода порогового блока 8 поступают на вход блока 9 фильтрации с прямоугольной полосой пропускания. В этом блоке осуществляется обработка (селекция) сигналов по частоте и их формирование по амплитуде и длительности. В блоке 9 реализуется прямоугольная полоса пропускания для заданного диапазона частот, характеризующих скорость движения движущихся объектов.

Если поступающий сигнал имеет частоту, находящуюся внутри заданного диапазона, то на выходе блока 9 вырабатывается соответствующий сигнал, подаваемый на вход исполнительного блока 10 и на первый вход 33 блока 31. При этом также в блоке 31 формируется сигнал управления, который прекращает подсчет сигналов с выхода генератора 1 низкой частоты, формирование кодированных сигналов управления ослаблением видеосигналов и, соответственно, опрос управляемых ключевых элементов аттенюатора 15. Одновременно в блоке 31 осуществляется запоминание текущего значения счета импульсов с генератора 1 (текущего значения кода очередного кодированного сигнала управления ослаблением видеосигнала), индицируют запомненную в блоке 31 информацию, которая подается с второго выхода 36, с третьего выхода 37 и с четвертого выхода 38 блока 31 на соответствующие входы индикатора 22. Эта информация характеризует по существу адрес управляемого ключевого элемента в аттенюаторе 15, который в момент остановки счета замыкает цепь резисторного делителя аттенюатора 15 с его информационным выходом.

В зависимости от режима использования устройства информацию, высвечиваемую индикатором 22, можно зафиксировать (например, в случае индивидуального использования в процессе эксплуатации, когда не требуется повторного осуществления автоматического управления аттенюатором) и в дальнейшем, при необходимости набирать ее с пульта 18 управления.

Для других случаев эксплуатации (например, в условиях переменного значения расстояния до объекта) предусматривается возможностью извлечения информации из памяти в составе блока 31 по сигналу считывания, подаваемого на его четвертый вход с шины 26. При этом запомненная информация преобразуется в блоке 31 в позиционный код. В результате в аттенюаторе 15, входящего в состав блока 31, замыкается соответствующий управляемый ключевой элемент.

С помощью блока 11 контроля осуществляется формирование периодических сигналов контроля, используемых для проверки работоспособности устройства как в процессе непрерывной эксплуатации, так и при проведении профилактических работ. Задействование блока 11 контроля осуществляется при подаче на его второй вход через шину 28 сигнала "Контроль".

Используемый в устройстве генератор 3 СВЧ представляет собой известный волноводный генератор на диоде Ганна, работающий в импульсном режиме с большой скважностью.

На фиг. 2 представлена структурная схема блока 31 автономного управления принимаемых видеосигналов.

Блок 31 содержит блок 30 формирования сигналов управления ослаблением входных видеосигналов, блок 27 элементов ИЛИ и аттенюатор 15.

Первый, второй, третий и четвертый входы блока 30 подключены соответственно к первому входу 33, второму входу 32, третьему и четвертому входам блока 31; первый, второй и третий выходы блока 30 подсоединены соответственно к второму выходу 36, третьему выходу 37 и четвертому выходу 38 блока 31, четвертый выход 39, пятый выход 40, шестой выход 41, седьмой выход 42, восьмой выход 43 и девятый выход 44 блока 30 подсоединены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому, пятому и шестому входам блока 27; первый диод 45, второй выход 46 и третий выход 47 блока 27 подключены соответственно к первому, второму и третьему входам аттенюатора 15; четвертый вход и выход аттенюатора подсоединены соответственно к пятому входу 34 и к первому выходу 35 блока 31.

Блок 31 автономного управления ослаблением принимаемых видеосигналов работает следующим образом.

Сигналы, подлежащие ослаблению, подаются на пятый вход 34 блока 31 и далее на четвертый вход аттенюатора 15, где непосредственно осуществляется процесс ослабления.

Ослабленные видеосигналы выдаются с выхода аттенюатора 15, связанного с первым выходом 35 блока 31. При этом управление ступенчатым (практически плавным) последовательным во времени ослаблением видеосигнала осуществляется как автоматически, так и путем набора элементов коммутации с пульта управления.

Сигналы управления вырабатываются в блоке 30. При этом на четвертом, пятом и шестом выходах (39-41) блока 30 вырабатываются кодированные сигналы автоматического управления ослаблением видеосигнала, а на седьмом, восьмом и девятом выходах (42-44) кодированные сигналы управления ослаблением видеосигнала, задаваемые с пульта управления.

Далее эти сигналы через блок 27 элементов ИЛИ с его выходов 45-47 подаются соответственно на первый, второй и третий входы аттенюатора 15. Сигналы управления задаются на входы управляемых ключевых элементов, установленных в аттенюаторе 15, которые при этом замыкают цепи, связывающие соответствующие резисторы делителя напряжения с информационным выходом аттенюатора.

Процесс автоматического управления ослаблением видеосигналов реализуется при подаче сигнала "Пуск" с шины 25 на третий вход блока 31, связанный с третьим входом блока 30. При этом в блоке 30 начинает осуществляться подсчет импульсов с выхода генератора 1 низкой частоты (подаваемые на второй вход 32 блока 31, связанный с вторым входом блока 30), преобразование двоичного кода в позиционный, при котором каждому значению кода соответствует сигнал на соответствующем выходе (39-41) блока 30.

Таким образом, по мере возрастания значения кода на выходах блока 30 имеет место последовательное во времени формирование сигналов, начиная с первого. В результате имеет место последовательный во времени опрос и управление ключевыми каналами в аттенюаторе, что вызывает последовательное ослабление видеосигналов, поступивших на четвертый вход аттенюатора 15.

На фиг. 3 представлена структурная схема блока 30 формирования сигналов управления ослаблением видеосигналов.

Блок 30 содержит блок 29 автоматического формирования сигналов управления, пульт 18 управления, первый, второй, третий и четвертый входы блока 29 подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам блока 30; первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы блока 29 подсоединены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому, пятому и шестому выходам блока 30; первый, второй и третий выходы пульта 18 управления связаны соответственно с седьмым, восьмым и девятым выходами блока 30.

Блок формирования сигналов управления работает следующим образом.

Управление ступенчатым (практически плавным) последовательным во времени ослаблением видеосигналов осуществляется как автоматически с блока 29, так и путем набора элементов коммутации с пульта 18 управления. Сигналы с элементов коммутации вырабатываются на первом, втором и третьем выходах пульта 18 управления, и далее проходят соответственно на выходы 42-44 блока 30, связанные со входами блока 27 элементов ИЛИ.

Сигналы автоматического управления вырабатываются на четвертом, пятом и шестом выходах блока 29 и далее проходят на выходы 39-41 блока 30, связанные с соответствующими входами блока 27 ИЛИ.

Процесс автоматического управления ослаблением видеосигналов реализуется при подаче сигнала "Пуск" с шины 25 на третий вход блока 31, связанный с третьими входами блока 30 и блока 29. При этом в блоке 29 начинает осуществляться подсчет импульсов с выхода генератора 1 низкой частоты (подаваемые на второй вход 32 блока 31, связанный с вторыми входами блоков 30 и 29), преобразование двоичного кода в позиционный. По мере возрастания значения кода на четвертом, пятом и шестом выходах блока 29 (и соответственно на выходах блока 30) имеет место последовательное во времени формирование кодированных сигналов управления ослаблением видеосигналов, начиная с первого. Одновременно для отображения значений кодов каждого текущего сформированного сигнала управления ослаблением видеосигналов на первом, втором и третьем выходах блока 29 (и соответственно на выходах блока 30, связанных с соответствующими входами индикатора 22) формируются одноименные сигналы управления, поступающие на входы индикатора 22.

На фиг. 4 представлена структурная схема блока 29 автоматического формирования кодированных сигналов управления.

Блок 29 содержит дешифратор 17, счетчик 19, триггер 20, элемент И 21, блок 23 памяти, формирователь 24, первый, второй, третий и четвертый входы блока 29 подключены соответственно к первым, вторым, третьим и четвертым входам блоков 30 и 31, которые подсоединены соответственно к выходу блока 9 фильтрации с прямоугольной полосой пропускания, к выходу генератора 1 низкой частоты, к шине 25 подачи сигнала "Пуск", к шине 26 подачи сигнала считывания; первый, второй и третий выходы подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам блока 30 и к второму, третьему и четвертому выходам блока 31, которые подключены к первому, второму и третьему входам индикатора 22; четвертый, пятый и шестой выходы блока связаны соответственно с четвертым, пятым и шестым выходами блока 30, которые подсоединены через соответствующие входы к блоку 27 элементов ИЛИ; вход считывания информации блока 23 памяти подключен к четвертому входу блока 29, входы установки в "0" триггера 20 и записи блока 23 памяти подключены к первому входу блока 29; вход установки в "1" триггера 20 подключен к второму входу блока 29; первый и второй входы элемента И 21 подключены соответственно к прямому выходу триггера 20 и к выходу формирователя 24, вход которого связан с третьим входом блока 29; счетный вход счетчика 19 подсоединен к выходу элемента И 21, первый, второй и третий информационные выходы счетчика 19 подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока 23 памяти, к первому, второму и третьему входам дешифратора 17 и к первому, второму и третьему выходам блока 29; первый, второй и третий выходы блока 23 памяти подключены соответственно к первому, второму и третьему входам счетчика 19; первый, второй и третий выходы дешифратора 17 связаны соответственно с четвертым, пятым и шестым выходами блока 29.

Блок автоматического формирования сигналов управления работает следующим образом.

При подаче сигнала "Пуск" с шины 25 триггер 20 переводится в состояние "1". При этом отпирается элемент И 21 для сигналов с выхода формирователя 24. Указанные сигналы подаются на счетный вход счетчика 19, где осуществляется их пересчет. При этом дешифратор 17 преобразует двоичный код с выхода счетчика 19 в позиционный, при котором каждому значению кода счетчика 19 соответствует сигнал на соответствующем выходе дешифратора 17. Таким образом, по мере возрастания значения кода на выходах счетчика 19 на выходах дешифратора 17 имеет место последовательное во времени формирование сигналов, начиная с первого. В результате происходит последовательный по времени опрос и управление ключевых каналов в аттенюаторе 15. При появлении сигнала на первом входе блока 29 (с выхода блока 9 фильтрации) он подается на вход установки в "0" триггера 20 и на вход записи блока 23 памяти. При переводе триггера 20 в нулевое состояние прекращается подача сигналов с выхода формирователя 24 на вход счетчика 19 и опрос управляемых ключевых элементов аттенюатора 15. Одновременно в блоке 23 памяти осуществляется запись информации с выходов счетчика 19, а индикатор 22 индицирует информацию со счетчика 19, характеризующую по существу адрес управляемого ключевого элемента в аттенюаторе, который в момент остановки счетчика 19 замыкает цепь резисторного делителя аттенюатора с его информационным выходом.

Для ряда случаев эксплуатации предусматривается возможность извлечения информации из блока 23 памяти по сигналу считывания, подаваемому на вход считывания блока 23 памяти через шину 26. При этом запомненная информация с выходов блока 23 памяти подается на информационные входы счетчика 19 и в нем запоминается. По сигналу с дешифратора 17 замыкается соответствующий управляемый ключевой элемент в аттенюаторе.

На фиг. 5 представлена структурная схема одного из возможных вариантов реализации управляемого аттенюатора.

Управляемый аттенюатор 15 содержит резисторный делитель 48 напряжения, управляемые ключевые элементы 49-52, шину 34 подачи входного сигнала, выходную шину 35, шины 45-47 подачи сигналов опроса на управляющие входы управляемых ключевых элементов.

Шина 34 подачи входных сигналов подключена к первому резистору резисторного делителя 48 напряжения, все резисторы, входящие в состав делителя 48 соединены последовательно, входы управляемых ключевых элементов 49-52 подключены соответственно к точкам соединения соседних резисторов делителя 48 напряжения, а их выходы объединены и подсоединены к выходной шине 35. Шины 45-47 подачи управляющих сигналов опроса подключены соответственно к управляющим входам управляемых ключевых элементов 49-52.

Управляемый аттенюатор работает следующим образом.

В исходном состоянии все управляемые ключевые элементы разомкнуты. При последовательном опросе сначала управляющий сигнал подается на шину 45, затем на шину 46 и т.д. При подаче сигнала на шину 45 замыкается управляемый ключевой элемент 49 и входной сигнал с шины 34 проходит на выходную шину 35 аттенюатора. Далее управляющий опросный сигнал снимается с шины 45 и подается на шину 46. При этом управляемый ключевой элемент 49 размыкается, а управляемый ключевой элемент 50 замыкается. При этом входной сигнал с шины 34 проходит через резистор на выходную шину 35. В данном случае имеет место ослабления сигнала, определяемое соотношением резисторов в цепочке 48. При замыкании управляемого ключевого элемента 51 имеет место еще большее ослабление входного сигнала и т.д. При прекращении опроса в замкнутом состоянии остается тот управляемый ключевой элемент, который был замкнут в момент прекращения опроса.

Технико-экономическое преимущество предложенного способа обнаружения движущихся объектов и устройства для его осуществления заключается в том, что обеспечивается существенное расширение динамического диапазона сигналов при изменении расстояний до объекта и чувствительности.

Это обусловлено управляемым ослаблением сигналов разностной частоты и постоянной составляющей до момента формирования сигнала после селекции по частоте. В результате существенно оптимизируется режим обработки и выделения полезного сигнала.

Формула изобретения

1. Способ обнаружения движущихся объектов в охранной зоне, при котором излучают в область охранной зоны сигналы последовательности высокочастотных импульсов с несущей частотой и облучают ими объект движения, принимают сигналы последовательности высокочастотных импульсов с несущей частотой F₀ и отраженные от движущегося объекта сигналы последовательности высокочастотных импульсов с допплеровской добавкой частоты к несущей частоте F_o + F_g и выделяют из них сигнал огибающей высокочастотных импульсов с допплеровской частотой F_g, из которых формируют и усиливают сигналы видеоимпульсов, детектируют сигналы видеоимпульсов и усиливают сформированные после детектирования сигналы, формируют импульсные сигналы допплеровской частоты F_g и селектируют их от сигналов частотных помех в соответствии с заданной частотой полосы пропускания и обнаруживают по изменению знака и значения величины допплеровской частоты движущийся объект в охранной зоне, отличающийся тем, что осуществляют в заданное время формирование из сигналов опорной частоты цикла последовательности сигналов управления ослаблением усиленных после детектирования сигналов и обозначают каждый из них соответствующим символом, в момент возникновения каждого из которых осуществляют ослабление продектированных и усиленных сигналов на установленную величину, соответствующую символу сформированного в данный момент сигнала управления, в момент формирования импульсного сигнала допплеровской частоты после его селекции по частоте формируют сигнал управления окончанием цикла процесса ослаблением усиленных после детектирования сигналов, в момент возникновения которого прекращают формирование сигналов управления ослаблением и запоминают символ последнего сигнала управления ослаблением продетектированных и усиленных сигналов до момента возобновления очередного цикла процесса ослабления продектированных и усиленных сигналов.

2. Устройство обнаружения движущихся объектов, содержащее приемную и передающую антенны, генератор низкой частоты, модулятор, первый вход которого подключен к выходу генератора низкой частоты, сверхвысокочастотный (СВЧ) генератор, вход которого соединен с выходом модулятора, а выход с входом передающей антенны, смеситель, вход которого соединен с выходом приемной антенны, первый усилитель низкой частоты, исполнительный блок, видеоусилитель, вход которого подключен к выходу смесителя, детектор огибающей, вход и выход которого подключены соответственно к выходу видеоусилителя и входу первого усилителя низкой частоты, блок контроля, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу генератора низкой частоты и к шине подачи сигнала "Контроль", а его выход к второму входу модулятора, блок фильтрации с прямоугольной полосой пропускания, вход и выход которого подключены соответственно к выходу порогового блока и к входу исполнительного блока, а приемная и передающая антенны связаны между собой радиоканалом ближней связи, отличающееся тем, что введены блок автономного управления ослаблением принимаемых сигналов, второй усилитель низкой частоты, выход которого соединен с входом порогового блока, индикатор, при этом первый, второй, третий, четвертый и пятый входы и первый, второй, третий и четвертый выходы блока автономного управления ослаблением принимаемых сигналов подключены соответственно к выходу блока фильтрации с прямоугольной полосой пропускания, к выходу генератора низкой частоты, к шине подачи сигнала "Пуск", к шине подачи сигнала считывания, к выходу первого усилителя низкой частоты, к первому, к второму и к третьему входам индикатора, и к входу второго усилителя низкой частоты.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что блок автономного управления ослаблением принимаемых сигналов содержит блок формирования сигналов управления ослаблением, блок элементов ИЛИ и аттенюатор, при этом первый, второй, третий и четвертый входы блока автономного управления ослаблением принимаемых сигналов подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам блока формирования сигналов управления ослаблением, первый, второй и третий выходы блока автономного управления ослаблением принимаемых сигналов подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам блока формирования сигналов управления ослаблением четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы блока формирования сигналов управления ослаблением соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым входами блока элементов ИЛИ, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к первому, второму и третьему входам аттенюатора, пятый вход и четвертый выход блока автономного управления ослаблением принимаемых сигналов подсоединены соответственно к четвертому входу и выходу аттенюатора.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что блок формирования сигналов управления ослаблением содержит блок автоматического формирования сигналов управления ослаблением и пульт управления, при этом первый, второй, третий и четвертый входы блока формирования сигналов управления ослаблением подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам блока автоматического формирования сигналов управления ослаблением, первый, второй, третий, четвертый,пятый и шестой выходы которого подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому, пятому и шестому выходам блока формирования сигналов управления ослаблением, седьмой, восьмой и девятый выходы которого соединены с первым, вторым и третьим выходами пульта управления соответственно.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что блок автоматического формирования сигналов управления ослаблением содержит счетчик, дешифратор, блок памяти, триггер, элемент И, формирователь, при этом вход считывания информации блока памяти подключен к третьему входу блока автоматического формирования сигналов управления ослаблением, входы установки в "0" триггера и записи блока памяти подключены к первому входу блока автоматического формирования сигналов управления ослаблением, вход установки в "I триггера подключен к второму входу блока автоматического формирования сигналов управления ослаблением, первый и второй входы элемента И подключены соответственно к прямому выходу триггера и к выходу формирователя, вход которого соединен с третьим входом блока, счетный вход счетчика подсоединен к выходу элемента И, первый, второй и третий информационные выходы счетчика подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока памяти, к первому, второму и третьему входам дешифратора и первому, второму и третьему выходам блока автоматического формирования сигналов управления ослаблением, первый, второй и третий выходы блока памяти подключены соответственно к первому, второму и третьему входам счетчика, первый, второй и третий выходы дешифратора соединены соответственно с четвертым, пятым и шестым выходами блока автоматического формирования сигналов управления ослаблением.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5