Способ определения координат объекта

 

Сущность изобретения: способ определения координат объекта, включает излучение радиоимпульсов в зону наблюдения, их прием и измерение в нескольких точках пространства, удаленных от точки излучения, одной из энергетических характеристик принятых радиоимпульсов. Параметры излучения выбирают таким образом, чтобы за счет воздействия на структуру электронной оболочки атомов химического элемента, содержащегося на поверхности объекта, создать энергетический дефицит в месте нахождения объекта и тем самым перераспределение энергии по фронту падающей волны. Решение о наличии объекта в зоне наблюдения принимают по результатам сравнения полученного распределения измеренных в точках приема значений энергетической характеристики радиоимпульсов с ее распределением, соответствующим отсутствию объекта, несущего заданный химический элемент. Угловые координаты объекта фиксируют как углы излучения пачек радиоимпульсов в угломестной и азимутальной плоскостях в текущий момент, а расстояние до объекта как расстояние, соответствующее выбранному значению энергетической характеристики электромагнитной волны, прошедшей сквозь объект, без искажения фронта.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для определения координат объектов, содержащих в своем составе определенный химический элемент.

Известен способ определения координат объекта, включающий излучение радиоимпульсов в зону наблюдения, их прием и измерение в нескольких точках пространства, удаленных от точки излучения, одной из энергетических характеристик принятых радиоимпульсов, принятие решения о наличии объекта в зоне наблюдения с последующей фиксацией его координат. Однако этот способ не дает возможности выделить координаты объекта с идентификацией их как объектов, несущих заданный химический элемент.

Предлагаемый способ обеспечивает возможность определения координат объекта, несущего заданный химический элемент, за счет того, что в способе определения координат объекта, включающем излучение радиоимпульсов в зону наблюдения, их прием и измерение в нескольких точках пространства, удаленных от точки излучения, одной из энергетических характеристик принятых радиоимпульсов и принятие решения о наличии объекта в зоне наблюдения, при обнаружении объекта, несущего заданный химический элемент, производят излучение пачек радиоимпульсов с частотой несущего колебания, кратной частоте облучения электронов для предлагаемой реализации запрещенного перехода, или частоте, соответствующей энергии электрона в невозбужденном состоянии на одном из полностью заполненных энергетических уровней атомов заданного химического элемента, мощностью излученной пачки радиоимпульсов F, определяемой из соотношения где P' значение энергетической характеристики электромагнитной волны, прошедшей сквозь объект, без искажения фронта, L' безразмерная величина, численно равная длине замкнутой траектории прохождения радиоимпульса на облучаемом объекте, ε диэлектрическая проницаемость покрытия объекта, m магнитная проницаемость покрытия объекта, e₁ диэлектрическая проницаемость материала корпуса объекта, μ₁ магнитная проницаемость материала корпуса объекта, m масса предполагаемой части объекта, на которую осуществляют воздействие со значением энергетической характеристики не менее (P-κ), E энергия, соответствующая выбранной частоте, необходимая для предполагаемой реализации запрещенного перехода, или невозбужденного состояния электрона на полностью заполненном энергетическом уровне,
e число "e",
i число радиоимпульсов в пачке,
k номер гармоники несущего колебания, соответствующий выбранной частоте,
π число "пи",
Na число Авогадро,
t длительность радиоимпульса,
M атомарная масса вещества, включающего заданный химический элемент,
Q электрическая добротность вещества, включающего заданный химический элемент,
A характеристика огибающей радиоимпульса в пачке,
Pn единичная, нормированная энергетическая характеристика,
k затухание радиосигнала на трассе распространения до объекта, длительностью радиоимпульса в пачке не менее одного периода несущего колебания, периодом следования радиоимпульсов в пачке, равным времени прохождения радиоимпульса по замкнутой траектории на облучаемом объекте, сравнивают полученное распределение измеренных в точках приема значений энергетической характеристики радиоимпульсов с ее распределением, соответствующим отсутствию объекта, несущего заданный химический элемент, принимают решение о его наличии в зоне наблюдения при выполнении условий:
(ΔPn+ΔPnʹ)<Pn-Pnʹ<Pn-(ΔPn+ΔPnʹ), (2),
где Pn значение энергетической характеристики пачки радиоимпульсов, измеренное при отсутствии объекта в n-ой точке пространства,
Pn' значение энергетической характеристики пачки радиоимпульсов, измеренное в процессе обнаружения объекта в n-ой точке пространства,
ΔPn, ΔPnʹ- погрешности измерения величин Pn и Pn' соответственно и фиксируют угловые координаты объекта как углы излучения пачек радиоимпульсов в угломестной и азимутальной плоскостях в текущий момент, а расстояние до объекта как расстояние, соответствующее выбранному значению P'.

Определение координат объекта, несущего заданный химический элемент, осуществляют следующим образом. С помощью радиопередающего устройства излучают пачки радиоимпульсов в область пространства, в которой ожидается появление объекта, несущего заданный химический элемент. При этом производят сканирование излучением по азимуту и углу места по заранее выбранному закону.

Параметры излучения выбирают следующим образом. Частота несущего колебания радиоимпульсов должна быть кратной частоте облучения электронов для предлагаемой реализации запрещенного перехода, или частоте, соответствующей энергии электрона в невозбужденном состоянии на одном из полностью заполненных энергетических уровней атомов заданного химического элемента. Период следования радиоимпульсов в пачке должен равняться времени прохождения радиоимпульса по замкнутой траектории на облучаемом объекте, т. е. является заранее заданной величиной, определяемой конструкцией обнаруживаемого объекта. Мощность (или другая энергетическая характеристика) излученной пачки радиоимпульсов P определяется из соотношения (1). Она выбирается таким образом, чтобы энергия, инжектированная в электроны выбранного (определяемого частотой излучения) энергетического уровня, была достаточной только для их перехода на следующий, более высокий, но заполненный энергетический уровень. Вследствие принципа Паули такие электроны не могут находиться на заполненной орбите. Возвратиться на прежнюю орбиту они не могут из-за инжектируемой энергии, а энергии для перехода на более высокий уровень недостаточно. Т. к. названные электроны все же вынуждены перемещаться на все более высокие уровни до достижения незаполненного уровня, то возникающий в месте нахождения объекта энергетический дефицит будет гаситься за счет энергии внешнего поля (радиолокационного сигнала). Происходящее при этом перераспределение энергии по фронту падающей волны будет носить необратимый характер. Таким образом возникает локализованное по фронту падающей волны "пятно" с меньшим энергетическим уровнем, чем в остальных точках волнового фронта (В.И. Сергеев. Принцип нулевой энтропии. Эффект черной дыры. Теория и техника радиосвязи. 1993, вып. 2; Протокол N2-2 от 31.01.94 лабораторных испытаний, ЦНИИИ-5 МО РФ по НИЭР "Оксид").

Излученные радиосигналы принимают несколькими разнесенными в пространстве радиоприемными устройствами. Сравнивая полученное распределение измеренных в точках приема значений энергетической характеристики радиоимпульсов с ее распределением, соответствующим отсутствию объекта, несущего заданный химический элемент, принимают решение о его наличии в зоне наблюдения при выполнении условий (2). Угловые координаты объекта фиксируют как углы излучения пачек радиоимпульсов в угломестной и азимутальной плоскостях в текущий момент, а расстояние до объекта как расстояние, соответствующее выбранному значению P'.

Формула изобретения

Способ определения координат объекта, включающий излучение пачек радиоимпульсов в зону наблюдения, прием и измерение в нескольких точках пространства, удаленных от точки излучения, одной из энергетических характеристик принятых радиоимпульсов и фиксацию координат объекта, отличающийся тем, что при определении координат объекта, несущего заданный химический элемент, излучают радиоимпульсы с частотой несущего колебания, кратной частоте облучения электронов для предполагаемой реализации запрещенного перехода, или частоте, соответствующей энергии электрона в невозбужденном состоянии на одном из полностью заполненных энергетических уровней атомов заданного химического элемента, мощностью излученной пачки радиоимпульсов Р, определяемой из соотношения

где Р' значение энергетической характеристики электромагнитной волны, прошедшей сквозь объект, без искажения фронта;
L' безразмерная величина, численно равная длине замкнутой траектории прохождения радиоимпульса на облучаемом объекте;
μ, μ₁ магнитные проницаемости покрытия объекта и материала его корпуса;
ε диэлектрическая проницаемость покрытия объекта;
e₁ диэлектрическая проницаемость материала корпуса объекта;
m масса предлагаемой части объекта, на которую осуществляют воздействие со значением энергетической характеристики не менее (P-κ);
Е энергия, соответствующая выбранной частоте, необходимая для предполагаемой реализации запрещенного перехода, или невозбужденного состояния электрона на полностью заполненном энергетическом уровне;
i число радиоимпульсов в пачке;
k номер гармоники несущего колебания, соответствующий выбранной частоте;
τ длительность радиоимпульсов;
М атомарная масса вещества, включающего заданный химический элемент;
Q электрическая добротность вещества, включающего заданный химический элемент;
А характеристика огибающей радиоимпульса в пачке;
Р_н единичная, нормированная энергетическая характеристика;
k затухание радиосигнала на трассе распространения до объекта,
длительностью радиоимпульса в пачке не менее одного периода повторения несущего колебания, периодом следования радиоимпульсов в пачке, равным времени прохождения радиоимпульса по замкнутой траектории на облучаемом объекте, сравнивают полученное распределение измеренных в точках приема значений энергетической характеристики радиоимпульсов с ее распределением, соответствующим отсутствию объекта, несущего заданный химический элемент, принимают решение о его наличии в зоне наблюдения при выполнении условий

где P_n значение энергетической характеристики пачки радиоимпульсов, измеренное при отсутствии объекта в n-й точке пространства;
значение энергетической характеристики пачки радиоимпульсов, измеренное в процессе обнаружения объекта в n-й точке пространства;
погрешности измерения величин соответственно,
и фиксируют угловые координаты объекта как углы излучения пачек радиоимпульсов в угломестной и азимутальной плоскостях в текущий момент, а расстояние до объекта как расстояние, соответствующее выбранному значению Р'.