Способ обнаружения объектов, маркированных параметрическими рассеивателями



Способ обнаружения объектов, маркированных параметрическими рассеивателями
Способ обнаружения объектов, маркированных параметрическими рассеивателями
Способ обнаружения объектов, маркированных параметрическими рассеивателями

 


Владельцы патента RU 2487366:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный инженерно-экономический институт" (RU)

Изобретение относится к способам обнаружения пассивных маркеров-ответчиков, являющихся вторичными источниками электромагнитного излучения. Для применения когерентного накопления при обнаружении параметрических рассеивателей, одновременно с радиоимпульсами накачки, на частоте субгармоники радиоимпульсов накачки излучается пара коротких вспомогательных, следующих друг за другом, радиоимпульсов с одинаковой формой и противоположными фазами. Один их радиоимпульсов пары является синхронизирующим, для этого он должен излучаться так, чтобы на его протяжении был излучен радиоимпульс накачки. Однако если при параметрическом возбуждении ответного сигнала в параметрическом рассеивателе фаза синхронизирующего сигнала будет отличаться на величину π/2 от фаз возможных сигналов, которые могут появиться в результате параметрической генерации, синхронизации не будет происходить. Для исключения пропуска цели в результате данного явления предлагается последовательность радиоимпульсов сигнала накачки излучать сериями, отличающимися по фазе на π. При этом, если для одной серии радиоимпульсов сигнала накачки создадутся условия, при которых синхронизация будет отсутствовать, то для следующей серии синхронизация обязательно будет присутствовать и возможно осуществлять когерентное накопление ответного сигнала в приемнике. Достигаемый технический результат - исключение пропуска цели по причине отсутствия синхронизации. 3 ил.

 

Изобретение относится к способам обнаружения пассивных маркеров-ответчиков, являющихся вторичными источниками электромагнитного излучения.

Известен [Радиокомплекс розыска маркеров, патент RU 2108596 С1], [Нелинейный пассивный маркер - параметрический рассеиватель, патент RU 2336538 С2] способ обнаружения параметрических рассеивателей. Способ позволяет решать задачу обнаружения объектов, в частности людей, маркированных с помощью пассивных нелинейных маркеров-ответчиков, в качестве которых используются параметрические рассеиватели. Способ состоит в том, что на объекте поиска предварительно размещается параметрический рассеиватель, представляющий собой параметрический генератор, нагруженный на антенну, область пространства, в которой может находиться объект поиска, облучается запросным сигналом на частоте f. Принимается ответный сигнал, рассеянный параметрическим рассеивателем на частоте субгармоники, равной f/2. В случае превышения порога обнаружения принимается решение о наличии в зоне обнаружения объекта поиска.

Данный способ обладает существенным недостатком, а именно не достаточной эффективностью, поскольку либо нет возможности использовать импульсный запросный сигнал, либо не обеспечивается когерентный прием ответного сигнала. Это связано с тем, что при возбуждении каждого радиоимпульса ответного сигнала, рассеянного маркером сигнала на частоте субгармоники, возможны два равновероятных значения фазы, отличающиеся на π [Горбачев П.А. Формирование сигналов системой пассивных субгармонических рассеивателей // Радиотехника и электроника, 1995, т.40. N11, стр.1606-1610]. В результате ответный сигнал, рассеянный на субгармонике не когерентен, даже при когерентном зондирующем сигнале.

Указанный недостаток преодолен в способе обнаружения объектов, маркированных параметрическими рассеивателями, известному по [Способ обнаружения параметрических рассеиватей Патент RU 2009118069 А, дата публикации 20.11.2010 г.].

Предложено формировать запросный сигнал в виде последовательности пачек узкополосных когерентных радиоимпульсов сигнала накачки с частотой высокочастотного заполнения f и длительностями радиоимпульсов τ и последовательности пачек узкополосных когерентных синхронизирующих радиоимпульсов с частотой высокочастотного заполнения f/2 и длительностями радиоимпульсов τ1. При этом обе последовательности обладают одинаковыми периодами следования радиоимпульсов и периодами следования пачек радиоимпульсов. Длительность радиоимпульсов синхронизирующего сигнала существенно меньше длительности радиоимпульсов сигнала накачки.

В результате возбуждение параметрического рассеивателя происходит в условиях существования внешнего воздействия на частоте возбуждения. В этих условиях фаза возбуждаемого колебания на частоте субгармоники перестает быть случайной и определяется фазой внешнего воздействия, то есть фазой радиоимпульсов синхронизирующего сигнала.

Фаза высокочастотного заполнения радиоимпульса синхронизирующего сигнала соответствует символу выбранного закона кодирования фазы, что позволяет формировать рассеянный сигнал в виде последовательности радиоимпульсов, фазы высокочастотного заполнения которых определяются определенным выбранным заранее законом кодирования фазы. Такая последовательность радиоимпульсов может когерентно накапливаться в приемнике.

Однако радиоимпульсы такого синхронизирующего сигнала являются помехой приему полезного сигнала, так как будут рассеиваться от окружающих параметрический рассеиватель предметов и подстилающей поверхности и поступать на вход приемника одновременно с полезным сигналом. Устранить такую помеху за счет временной селекции не возможно, ее можно только скомпенсировать. Поэтому вместе с синхронизирующим радиоимпульсом предложено излучать компенсирующий радиоимпульс с противоположной фазой, при этом синхронизирующий радиоимпульс задает выбранный закон кодирования фазы рассеянного сигнала, а компенсирующий радиоимпульс необходим для взаимокомпенсации обоих радиоимпульсов в оптимальном приемнике сигнала, принимаемого на частоте субгармоники.

Таким образом, излучается пара коротких с одинаковыми длительностями τ1, следующих друг за другом, вспомогательных радиоимпульсов: один из них является синхронизирующим сигналом, а другой радиоимпульс является компенсирующим радиоимпульсом, фаза его высокочастотного заполнения всегда отличается на π от фазы высокочастотного заполнения синхронизирующего радиоимпульса. Временной интервал между импульсами должен либо отсутствовать, либо быть небольшим, не превышающим величину τ1. Это позволяет сформировать ответный сигнал так, что последовательность ответного сигнала будет когерентно накапливаться в приемнике, а последовательность вспомогательных радиоимпульсов нет.

Способ обнаружения объектов, маркированных параметрическими рассеивателями [Способ обнаружения параметрических рассеиватей Патент RU 2009118069 А, дата публикации 20.11.2010 г.], выбран прототипом и заключается в том, что на объекте поиска предварительно размещается параметрический рассеиватель, область пространства, в которой может находиться объект поиска, облучается последовательностью радиоимпульсов запросного сигнала, которая в процессе параметрической генерации в параметрическом рассеивателе формирует последовательность пачек когерентных радиоимпульсов ответного сигнала, при этом каждая пачка соответствует кодовому слову, а каждый радиоимпульс пачки соответствует символу выбранного закона кодирования, представляющего собой бинарную последовательность, элементы которой соответствуют отличающимся на π значениям фазы высокочастотного заполнения радиоимпульсов ответного сигнала, а запросный сигнал состоит из двух излучаемых на разных частотах последовательностей пачек когерентных радиоимпульсов: последовательности пачек узкополосных когерентных прямоугольных радиоимпульсов сигнала накачки, а также последовательности пачек узкополосных когерентных пар следующих друг за другом вспомогательных радиоимпульсов с частотой высокочастотного заполнения, равной частоте ответного сигнала, с длительностью каждого из парных радиоимпульсов τ1, при этом τ1<<τ, один из радиоимпульсов пары является синхронизирующим радиоимпульсом, фаза его высокочастотного заполнения соответствует текущему символу выбранного закона кодирования, передний фронт синхронизирующего радиоимпульса либо совпадает с передним фронтом радиоимпульса сигнала накачки, либо опережает его на время, не превышающее τ1, другой радиоимпульс является компенсирующим, фаза его высокочастотного заполнения отличается на π от фазы синхронизирующего радиоимпульса, а принимается последовательность пачек узкополосных когерентных радиоимпульсов рассеянного сигнала с частотой высокочастотного заполнения, равной половине частоты высокочастотного заполнения сигнала накачки, при этом производится когерентное накопление по алгоритму, обеспечивающему максимальный уровень когерентного накопления, соответствующего выбранному закону кодирования, использованному при формировании ответного сигнала, при превышении порога обнаружения принимается решение о наличии в зоне обнаружения объекта поиска.

Недостатком прототипа является то, что не учитывается ситуация, когда синхронизации радиоимпульса ответного сигнала от радиоимпульса синхронизирующего сигнала не происходит. В результате может произойти пропуск цели.

При возбуждении параметрического генератора, являющегося нагрузкой антенны параметрического рассеивателя, равновероятны два значения фазы ответного сигнала [Горбачев П.А. Формирование сигналов системой пассивных субгармонических рассеивателей // Радиотехника и электроника, 1995, т.40. №11, стр.1606-1610, А.Е.Каплан, Ю.А.Кравцов, В.А.Рылов. Параметрические генераторы и делители частоты. М.: Сов. Радио, 1966]:

ϕ О С = 0,5 ϕ С Н ( 1 )

или φ О С = π + 0,5 φ С Н , ( 2 )

где φОС - фаза высокочастотного заполнения ответного сигнала, облучающего параметрический рассеиватель, φСН - фаза высокочастотного заполнения сигнала накачки, облучающего параметрический рассеиватель. В результате явления синхронизации [Горбачев П.А. Формирование сигналов системой пассивных субгармонических рассеивателей // Радиотехника и электроника, 1995, т.40. N11, стр.1606-1610, А.Е.Каплан, Ю.А.Кравцов, В.А.Рылов. Параметрические генераторы и делители частоты. М.: Сов. Радио, 1966.] возбуждение параметрического генератора происходит с фазой, определяемой тем из выражений (1) или (2), для которого разность φОССС меньше, где φСС - фаза высокочастотного заполнения синхронизирующего сигнала.

Анализ выражений (1) и (2) показывает, что если

ϕ O C ϕ C C 0,5 π или 0,5 ϕ C H ϕ C C 0,5 π , ( 3 )

то однозначный выбор между 1-м и 2-м вариантами φОС невозможен и синхронизации не будет происходить, ответный сигнал будет случайным. Ситуация, при которой выполняется соотношение (3), возможна и при обнаружении параметрических рассеивателей, так как из-за различия частот сигнала накачки и ответного сигнала их пути на трасе излучающая антенна - параметрический рассеиватель могут несколько отличаться. В частности, для выполнения соотношения (3) при нулевых начальных фазах сигнала накачки и синхронизирующего сигнала у излучающей антенны разность путей на частотах сигнала накачки и ответного сигнала должна составлять четверть длины волны ответного сигнала. В результате может произойти пропуск цели.

В изобретении поставлена задача исключить ситуацию, при которой может произойти пропуск цели по причине отсутствия синхронизации.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что предлагается новое техническое решение, а именно способ обнаружения объектов, маркированных параметрическими рассеивателями, заключающийся в том, что на объекте поиска предварительно размещается параметрический рассеиватель, область пространства, в которой может находиться объект поиска, облучается последовательностью радиоимпульсов запросного сигнала, которая в процессе параметрической генерации в параметрическом рассеивателе формирует последовательность пачек когерентных радиоимпульсов ответного сигнала, при этом каждая пачка соответствует кодовому слову, а каждый радиоимпульс пачки соответствует символу выбранного закона кодирования, представляющего собой бинарную последовательность, элементы которой соответствуют отличающимся на π значениям фазы высокочастотного заполнения радиоимпульсов ответного сигнала, а запросный сигнал состоит из двух излучаемых на разных частотах последовательностей пачек когерентных радиоимпульсов: последовательности пачек узкополосных когерентных прямоугольных радиоимпульсов сигнала накачки, а также последовательности пачек узкополосных когерентных пар следующих друг за другом вспомогательных радиоимпульсов с частотой высокочастотного заполнения, равной частоте ответного сигнала, с длительностью каждого из парных радиоимпульсов τ1, при этом τ1<<τ, один из радиоимпульсов пары является синхронизирующим радиоимпульсом, фаза его высокочастотного заполнения соответствует текущему символу выбранного закона кодирования, передний фронт синхронизирующего радиоимпульса либо совпадает с передним фронтом радиоимпульса сигнала накачки, либо опережает его на время, не превышающее τ1, другой радиоимпульс является компенсирующим, фаза его высокочастотного заполнения отличается на π от фазы синхронизирующего радиоимпульса, а принимается последовательность пачек узкополосных когерентных радиоимпульсов рассеянного сигнала с частотой высокочастотного заполнения, равной половине частоты высокочастотного заполнения сигнала накачки, при этом производится когерентное накопление по алгоритму, обеспечивающему максимальный уровень когерентного накопления, соответствующего выбранному закону кодирования, использованному при формировании ответного сигнала, при превышении порога обнаружения принимается решение о наличии в зоне обнаружения объекта поиска, при этом последовательности пачек когерентных радиоимпульсов запросного сигнала при излучении группируются в виде следующих друг за другом серий из сдвоенных последовательностей пачек когерентных радиоимпульсов, при этом внутри серии параметры импульсов в первой и второй пачках последовательностей радиоимпульсов запросного сигнала совпадают за исключением либо фазы высокочастотного заполнения радиоимпульсов сигнала накачки, которая для радиоимпульсов в первой и второй пачек серии отличается на величину менее 2π, либо фазы высокочастотного заполнения радиоимпульсов синхронизирующего сигнала, которая для радиоимпульсов в первой и второй пачек серии отличается на величину менее 0,5π.

Суть изобретения заключается в том, что предлагается техническое решение, которое исключает ситуацию, при которой может произойти пропуск цели по причине отсутствия синхронизации. Это достигается тем, что последовательности пачек когерентных радиоимпульсов запросного сигнала при излучении группируются в виде следующих друг за другом серий из сдвоенных последовательностей пачек когерентных радиоимпульсов, при этом, если для одной из серий в пачке в месте расположения параметрического рассеивателя соотношение фаз высокочастотного заполнения для радиоимпульсов сигнала накачки и радиоимпульсов синхронизирующего сигнала, облучающих параметрический рассеиватель, такое, что синхронизации не будет происходить, то для другой из серий в пачке синхронизация обязательно будет происходить и ответный сигнал будет оптимально обработан. Для этого последовательности пачек когерентных радиоимпульсов запросного сигнала при излучении группируются в виде следующих друг за другом серий из сдвоенных последовательностей пачек когерентных радиоимпульсов, при этом внутри серии параметры импульсов в первой и второй пачках последовательностей радиоимпульсов запросного сигнала совпадают за исключением либо фазы высокочастотного заполнения радиоимпульсов сигнала накачки, которая для радиоимпульсов в первой и второй пачек серии отличается на величину менее π, либо фазы высокочастотного заполнения радиоимпульсов синхронизирующего сигнала, которая для радиоимпульсов в первой и второй пачек серии отличается на величину менее 0,5π.

Другими словами, если ситуация, при которой выполняется соотношение (3), возникает для одной из последовательностей в серии из сдвоенных последовательностей пачек когерентных радиоимпульсов запросного сигнала, то для другой последовательности в этой серии синхронизация ответного сигнала от синхронизирующего сигнала обязательно будет происходить, так как для нее условие (3) обязательно не будет выполняться.

Заявленное техническое решение может быть реализовано с помощью обнаружителя параметрических рассеивателей, структурная схема которого представлена на фиг.1, где 1 - генератор синусоидального сигнала, 2 - удвоитель, 3, 4 - фазовые модуляторы, 5 - генератор опорных импульсов, 6 - формирователь, 7, 8 - высокочастотные усилители, 9, 10, 12 - антенны, 11 - параметрический рассеиватель, 13 - высокочастотный усилитель, 14 - аналого-цифровой преобразователь, 15 - разветвитель, 16 - линия задержки на время, равное периоду следования импульсов Т, 17 - сумматор, 18 - оптимальный фильтр, 19 - пороговое устройство, 20 - блок определения дальности, 21 - индикатор.

Сигнальные выходы 1 и 2 генератора синусоидального сигнала 1 соединены с входом с удвоителя частоты 2 и сигнальным входом 1 фазового модулятора 3. Удвоитель частоты 2 соединен с сигнальным входом 1 фазового модулятора 4. Выход фазового модулятора 4 соединен с входом высокочастотного усилителя 7, настроенном на частоту f. Выход высокочастотного усилителя 7 соединен со входом антенны 10.

Выход фазового модулятора 3 соединен с входом высокочастотного усилителя 8, настроенным на частоту f/2. Выход высокочастотного усилителя 8 соединен СВЧ трактом со входом антенны 9.

Генератор опорных импульсов 5 соединен с входом формирователя 6.

Выход 1 формирователя 6 соединен с управляющим входом 2 фазового модулятора 4, выход 2 формирователя 6 соединен с управляющим входом 2 фазового модулятора 3. Выход 3 формирователя 6 соединен с вспомогательным входом 2 блока определения дальности 20.

Антенна 12 соединена со входом высокочастотного усилителя 13, настроенным на частоту f/2. Выход высокочастотного усилителя 13 соединен со входом 14 - аналого-цифрового преобразователя 14. Выход аналого-цифрового преобразователя 14 соединен с входом разветвителя 15, выход 1 разветвителя 15 соединен со входом 1 сумматора 17, выход 2 разветвителя 15 соединен со входом линии задержки 16, выход линии задержки 16 соединен со входом 2 сумматора 17, выход сумматора 17 соединен со входом оптимального фильтра 18. Выход 1 оптимального фильтра 18 соединен со входом порогового устройства 19, выход порогового устройства 19 соединен со входом 1 индикатора 21. Выход 2 оптимального фильтра 18 соединен со входом 1 блока определения дальности 20. Выход блока определения дальности 20 соединен со входом 2 индикатора 21.

В зоне облучения антенн 9, 10, 12 расположен параметрический рассеиватель 11.

Обнаружитель параметрических рассеивателей работает следующим образом.

Генератор синусоидального сигнала 1 генерирует непрерывный сигнал на частоте f/2. Этот сигнал проходит через удвоитель и поступает на сигнальный вход 1 фазового модулятора 4. Одновременно этот же сигнал поступает на сигнальный вход 1 фазового модулятора 3.

Одновременно генератор опорных импульсов 5 формирует тактовую последовательность, поступающую на вход формирователя 6. Указанная тактовая последовательность синхронизирует работу излучающей части обнаружителя параметрических рассеивателей, ее условная осциллограмма представлена на фиг.2, кривая 1.

Тактовая последовательность в формирователе 6 преобразуется в последовательность видеосигналов выбранного закона кодирования.

Кроме того, тактовая последовательность в формирователе 6 преобразуется в последовательность видеосигналов альтернативного закона кодирования.

Длительности видеоимпульсов выбранного закона кодирования и альтернативного закона кодирования равны времени t, последовательности синхронны с периодом Т, последовательности формируются сериями с периодом повторения серий T1.

Условная осциллограмма 2-х серий последовательности видеосигналов выбранного закона кодирования представлена на фиг.2, кривая 2, сама последовательность выбранного закона кодирования состоит из двух символов и имеет вид «1», «1».

Условная осциллограмма 2-х серий последовательности видеосигналов альтернативного закона кодирования представлена на фиг.2, кривая 3, сама последовательность альтернативного закона кодирования состоит из двух символов и имеет вид «1», «-1».

Последовательность видеосигналов альтернативного закона кодирования в формирователе 6 преобразуется в последовательность видеоимпульсов управления фазовым модулятором 3, при этом каждому видеоимпульсу последовательности видеосигналов альтернативного закона кодирования соответствует видеосигнал, состоящий из двух коротких разнополярных видеоимпульсов равной длительности τ1, при этом полярность первого видеоимпульса совпадает с полярностью видеоимпульса последовательности видеосигналов альтернативного закона кодирования. Временной промежуток между импульсами тоже равен τ1. Вид последовательности от серии к серии не меняется. Условная осциллограмма последовательности видеоимпульсов управления фазовым модулятором 3 представлена на фиг.2, кривая 4.

Одновременно в формирователе 6 формируется последовательность видеосигналов управления фазовым модулятором 4, при этом если полярности соответствующих видеоимпульсов выбранного закона кодирования и альтернативного закона кодирования совпадают, то начало видеоимпульса управления фазовым модулятором 4 совпадает с началом первого видеоимпульса управления фазовым модулятором 3, если нет, то с концом второго видеоимпульса управления фазовым модулятором 3. Сумма длительности импульсов последовательности видеосигналов управления фазовым модулятором 4 и длительности двойных видеоимпульсов управления фазовым модулятором 3 равна времени t. Полярность видеоимпульсов управления фазовым модулятором 4 постоянна внутри серии и меняется от серии к серии на противоположную. Условная осциллограмма 2-х серий последовательности видеоимпульсов управления фазовым модулятором 4 представлена на фиг.2, кривая 5.

Сигналы управления фазовым модулятором 3 формируются на выходе 2 формирователя 6 и поступают на управляющий вход 2 фазового модулятора 3. Фазовый модулятор 3 формирует сигнал в соответствии с полярностью управляющих видеоимпульсов. В результате формируется последовательность пачек узкополосных когерентных пар следующих друг за другом вспомогательных радиоимпульсов с частотой высокочастотного заполнения f/2, с длительностью каждого из парных радиоимпульсов τ1, при этом τ1<<τ. Фаза первого радиоимпульса из пары определяется альтернативным законом кодирования. Осциллограмма последовательности пачек узкополосных когерентных пар следующих друг за другом вспомогательных радиоимпульсов представлена на фиг.2, кривая 6.

Сформированная последовательность пачек узкополосных когерентных пар следующих друг за другом вспомогательных радиоимпульсов с частотой высокочастотного заполнения f/2 проходит через высокочастотный усилитель 8 и антенну 9, при помощи которой излучается в пространство в направлении параметрического рассеивателя 11.

Одновременно сигналы управления фазовым модулятором 4 поступают на управляющий вход 2 фазового модулятора 4. Фазовый модулятор 4 в соответствии с управляющим сигналом на входе 2 формирует последовательности пачек узкополосных когерентных прямоугольных радиоимпульсов сигнала накачки с частотой высокочастотного заполнения частоте f. При этом фаза сигналов, излучаемых в первой и второй сериях, будет отличаться на π.

Осциллограмма последовательности пачек узкополосных когерентных прямоугольных радиоимпульсов сигнала накачки представлена на фиг.2, кривая 7.

Эта последовательность усиливается усилителем 7 и поступает на вход антенны 10, при помощи которой излучается в пространство в направлении параметрического рассеивателя 11, куда так же уже излучается последовательность пачек узкополосных когерентных пар следующих друг за другом вспомогательных радиоимпульсов с частотой высокочастотного заполнения f/2. Синхронизирующим выступает то первый радиоимпульс из пары вспомогательных радиоимпульсов (первая пара радиоимпульсов), то второй (вторая пара радиоимпульсов). В результате второй радиоимпульс сигнала накачки излучается несколько позже, но одновременно с синхронизирующим радиоимпульсом, соответствующим выбранному закону кодирования.

При определенных соотношениях в дальности расположения параметрического рассеивателя 11 синхронизирующий радиоимпульс может иметь фазу, отличающуюся на π/2 от импульсов, которые будут генерироваться на частоте f/2 в параметрическом рассеивателе 11. В результате синхронизации не будет происходить и фаза радиоимпульсов ответного сигнала, генерируимого параметрическим рассеивателем 11 на частоте f/2, будет случайной величиной с дискретностью, равной π. Этот процесс условно отображен на левой части осциллограммы, представленной на фиг.2, кривая 8. Для следующей последовательности радиоимпульсов сигнала накачки, фаза которых отличается на π от фазы предыдущих радиоимпульсов сигнала накачки, будет наблюдаться синхронизация от синхроимпульса и фаза радиоимпульса ответного сигнала, генерируемого параметрическим рассеивателем 11 на частоте f/2, будет детерминирована и определяться выбранным законом кодирования, в данном случае одинаковой для обоих радиоимпульсов второй серии ответного сигнала, генерируемого параметрическим рассеивателем 11 на частоте f/2. Этот процесс условно отображен на правой части осциллограммы, представленной на фиг.2, кривая 8.

Последовательности пачек узкополосных когерентных пар следующих друг за другом вспомогательных радиоимпульсов отражаются от местных предметов и принимаются антенной 12, усиливаются высокочастотным усилителем 13 и поступают на вход аналого-цифрового преобразователя 14, где входной сигнал оцифровывается. После этого сигналы поступают на разветвитель 15. С первого выхода разветвителя 15 сигнал поступает на первый вход сумматора 17. Условная осциллограмма 2-х серий пачек узкополосных когерентных пар следующих друг за другом вспомогательных радиоимпульсов на 1-м входе сумматора 17 представлена на фиг.3, кривая 1. Со второго выхода разветвителя 15 этот же сигнал поступает на вход линии задержки 16, где он задерживается на время, равное периоду следования импульсов Т. С выхода линии задержки 16 последовательность пачек узкополосных когерентных пар следующих друг за другом вспомогательных радиоимпульсов поступает на второй вход сумматора 17. Условная осциллограмма 2-х серий пачек узкополосных когерентных пар следующих друг за другом вспомогательных радиоимпульсов на 2-м входе сумматора 17 представлена на фиг.3, кривая 2.

Условная осциллограмма результата сложения этих последовательностей в сумматоре 17 представлена на фиг.3, кривая 3. Хорошо видно, что сложение является хотя и когерентным и синхронным, но не оптимальным, при котором когерентного накопления не происходит. Далее узкополосные когерентные пары следующих друг за другом вспомогательных радиоимпульсов частично взаимокомпенсируются в оптимальном фильтре 18. Таким образом помеховые сигналы - переотражения последовательности пачек узкополосных когерентных пар следующих друг за другом вспомогательных радиоимпульсов не вызывают сбоя в работе приемника.

Радиоимпульсы ответного сигнала принимаются антенной 12, усиливаются высокочастотным усилителем 13 и поступают на вход аналого-цифрового преобразователя 14, где входной сигнал оцифровывается. После этого сигналы поступают на разветвитель 15. С первого выхода разветвителя 15 сигнал поступает на первый вход сумматора 17. Условная осциллограмма 2-х серий последовательности радиоимпульсов ответного сигнала на 1-м входе сумматора 17 представлена на фиг.3, кривая 4.

Со второго выхода разветвителя 15 сигнал поступает на вход линии задержки 16, где он задерживается на время, равное периоду следования импульсов Т. С выхода линии задержки 16 сигнал поступает на второй вход сумматора 17. Условная осциллограмма 2-х серий последовательности радиоимпульсов ответного сигнала на 2-м входе сумматора 17 представлена на фиг.3, кривая 5.

На выходе сумматора 17 происходит когерентное сложение последовательности радиоимпульсов ответного сигнала с той же последовательностью, сдвинутой на время, равное периоду следования импульсов Т. Такое сложение соответствует оптимальной обработке серии из двух синфазных когерентных импульсов. Условная осциллограмма результата сложения для 2-х серий последовательности радиоимпульсов ответного сигнала представлена на фиг.3, кривая 6. Из условной осциллограммы видно, что для первой последовательности когерентного сложения не наблюдается, в то время как для второй последовательности наблюдается когерентное сложение со сдвигом в части перекрытия радиоимпульсов с характерной формой радиоимпульса.

С выхода сумматора 17 сигнал поступает на оптимальный фильтр 18, который поступает на радиоимпульс, получившийся в результате сложения со сдвигом. С выхода оптимального фильтра 18 сигнал поступает на пороговое устройство 19, при превышении порога в котором на индикатор 21 поступает сигнал обнаружения, который индицируется на экране. Одновременно сигнал с выхода оптимального фильтра 18 поступает на блок определения дальности 20, на котором сравнивается время прихода сигнала обнаружения и сигнала начала излучения посылки, поступившего через вход 2 с формирователя 6. Сигнал оценки дальности до объекта с выхода блока определения дальности 20 поступает на индикатор 21, где индицируется на экране.

В качестве генератора синусоидального сигнала 1 может быть использован стандартный генератор Г4-164. Удвоитель 2 может быть изготовлен по [С.А.Дробов, С.И.Бычков. Радиопередающие устройства // Сов. Радио, М. 1968 г., стр.117-123]. Фазовые модуляторы 3 и 4 могут быть реализованы по [С.А.Дробов, С.И.Бычков. Радиопередающие устройства // Сов. Радио, М. 1968 г., стр.329-335]. В качестве генератора опорных импульсов 5 может быть использован стандартный генератор Г5-28, 6 - формирователь может быть реализован по [В.Г.Гусев, Ю.М.Гусев. Электроника // М. Высшая школа, 1991, издание 2-е переработанное и дополненное, стр.489-585]. В качестве высокочастотных усилителей 7, 8 могут быть использованы усилители от стандартного генератора Г4-128. В качестве антенн 9, 10, 12 могут быть использованы антенны П6-33, Параметрический рассеиватель 11 может быть изготовлен на основе патента RU 2108596 С1, Радиокомплекс розыска маркеров. В качестве высокочастотного усилителя 13 может быть использован стандартный малошумящий усилитель МАХ 2640. В качестве аналого-цифрового преобразователя 14 может быть использован АЦП ZET 230. Разветвитель 15, линия задержки 16 на время, равное периоду следования импульсов Т, сумматор 17, оптимальный фильтр 18, пороговое устройство 19, блок определения дальности 20 могут быть реализованы на основе сигнального процессора TMS 320 С 2000. В качестве индикатора 21 может быть использован компьютер типа Pentium 4.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет исключить ситуацию, при которой может произойти пропуск цели по причине отсутствия синхронизации.

Способ обнаружения объектов, маркированных параметрическими рассеивателями, заключающийся в том, что на объекте поиска предварительно размещается параметрический рассеиватель, область пространства, в которой может находиться объект поиска, облучается последовательностью радиоимпульсов запросного сигнала, которая в процессе параметрической генерации в параметрическом рассеивателе формирует последовательность пачек когерентных радиоимпульсов ответного сигнала, при этом каждая пачка соответствует кодовому слову, а каждый радиоимпульс пачки соответствует символу выбранного закона кодирования, представляющего собой бинарную последовательность, элементы которой соответствуют, отличающимся на π, значениям фазы высокочастотного заполнения радиоимпульсов ответного сигнала, а запросный сигнал состоит из двух излучаемых на разных частотах последовательностей пачек когерентных радиоимпульсов: последовательности пачек узкополосных когерентных прямоугольных радиоимпульсов сигнала накачки, а также последовательности пачек узкополосных когерентных пар следующих друг за другом вспомогательных радиоимпульсов с частотой высокочастотного заполнения, равной частоте ответного сигнала, с длительностью каждого из парных радиоимпульсов τ1, при этом τ1, один из радиоимпульсов пары, является синхронизирующим радиоимпульсом, фаза его высокочастотного заполнения соответствует текущему символу выбранного закона кодирования, передний фронт синхронизирующего радиоимпульса либо совпадает с передним фронтом радиоимпульса сигнала накачки, либо опережает его на время, не превышающее τ1, другой радиоимпульс является компенсирующим, фаза его высокочастотного заполнения отличается на π от фазы синхронизирующего радиоимпульса, а принимается последовательность пачек узкополосных когерентных радиоимпульсов рассеянного сигнала с частотой высокочастотного заполнения, равной половине частоты высокочастотного заполнения сигнала накачки, при этом производится когерентное накопление по алгоритму, обеспечивающему максимальный уровень когерентного накопления, соответствующего выбранному закону кодирования, использованному при формировании ответного сигнала, при превышении порога обнаружения принимается решение о наличии в зоне обнаружения объекта поиска, отличающийся тем, что последовательности пачек когерентных радиоимпульсов запросного сигнала при излучении группируются в виде следующих друг за другом серий из сдвоенных последовательностей пачек когерентных радиоимпульсов, при этом внутри серии параметры импульсов в первой и второй пачках последовательностей радиоимпульсов запросного сигнала совпадают за исключением либо фазы высокочастотного заполнения радиоимпульсов сигнала накачки, которая для радиоимпульсов в первой и второй пачках серии отличается на величину менее 2π, либо фазы высокочастотного заполнения радиоимпульсов синхронизирующего сигнала, которая для радиоимпульсов в первой и второй пачках серии отличается на величину менее 0,5π.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам обнаружения пассивных маркеров-ответчиков, являющихся вторичными источниками электромагнитного излучения. .

Изобретение относится к способам обнаружения пассивных маркеров-ответчиков, являющимся вторичными источниками электромагнитного излучения. .

Изобретение относится к способам обнаружения пассивных маркеров-ответчиков, являющимся вторичными источниками электромагнитного излучения. .

Изобретение относится к способам обнаружения пассивных маркеров-ответчиков, являющихся вторичными источниками электромагнитного излучения. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в системах съема информации с подвижного состава для опознавания подвижных транспортных средств и автоматизированного учета грузовых перевозок железнодорожным транспортом.

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано преимущественно на летательных аппаратах. .

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к области радиолокационной техники, и преимущественно может быть использовано для поиска, обнаружения и локализации скрытых акустоэлектрических преобразователей, например закладных микрофонов, в целях противодействия техническим средствам негласного перехвата аудиоинформации.

Изобретение относится к области радиоэлектроники, в частности к системам вторичной радиолокации, и может быть использовано, преимущественно, на летательных аппаратах малой авиации.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано, в частности, для обнаружения объектов, находящихся вне зоны визуального наблюдения. .

Использование: изобретение относится к субгармоническому параметрическому рассеивателю, который может быть использован в качестве пассивного нелинейного маркера - радиоответчика в поисковых системах, например, в системе обнаружения жертв кораблекрушения. Сущность: субгармонический параметрический рассеиватель состоит из нелинейного элемента, включающего параметрический генератор, и антенной системы, включающей рефлекторную, полосковую или щелевую антенну, нагрузкой которой является параметрический генератор, настроенный на половинную частоту зондирующего сигнала и состоящий из индуктивности в виде закрытого или полузакрытого резонатора и нелинейной емкости. Последовательно с первым параметрическим генератором подключен второй параметрический генератор, настроенный на половинную частоту зондирующего сигнала и состоящий из индуктивности в виде закрытого или полузакрытого резонатора и нелинейной емкости. Оба параметрических генератора являются нагрузкой второй рефлекторной, полосковой или щелевой антенны, которая настроена на частоту зондирующего сигнала, а первая рефлекторная, полосковая или щелевая антенна настроена на половинную частоту зондирующего сигнала. Технический результат: повышение эффективности работы субгармонического параметрического рассеивателя за счет обеспечения лучшего согласования нелинейного элемента с антенной системы. 2 ил.

Изобретение относится к способам обнаружения пассивных маркеров-ответчиков, являющихся вторичными источниками электромагнитного излучения. Для применения когерентного накопления при обнаружении одноконтурных параметрических рассеивателей (ОПР), одновременно с излучением на частоте f радиоимпульсов накачки, излучается синхронизирующий сигнал. При обнаружении ОПР с собственной частотой параметрического возбуждения 0,5f синхронизирующий радиоимпульс излучается на частоте 0,25f. Синхронизация ответного от параметрического рассеивателя сигнала происходит от сигнала с частотой 0,5f, который является спектральной компонентой на частоте второй гармоники при нелинейном преобразовании синхронизирующего радиоимпульса на нелинейном элементе, входящем в состав параметрического рассеивателя, а фазы высокочастотного заполнения синхронизирующих радиоимпульсов для альтернативных бинарных символов выбранного бинарного закона кодирования отличается на π/2. Синхронизирующий радиоимпульс излучается одновременно или несколько раньше радиоимпульса накачки. При воздействии этих радиоимпульсов на помеховые нелинейные рассеиватели могут появиться нелинейные помехи на частоте принимаемого сигнала 0,5f. Для компенсации этой помехи ранее или вслед за синхронизирующим радиоимпульсом на той же частоте излучается дополнительный радиоимпульс с длительностью равной времени синхронизирующего радиоимпульса и фазой, отличающейся на π/2. 2 ил.

Изобретение относится к пассивным маркерам-ответчикам, являющимся вторичными источниками электромагнитного излучения, которые могут быть использованы в качестве радиоответчика в поисковых системах. Достигаемый технический результат - повышение эффективности за счет лучшего согласования нелинейного элемента и антенной системы. Сущность изобретения заключается в том, что предлагается конструкция нелинейного элемента субгармонического параметрического рассеивателя, являющегося не двухполюсником, а четырехполюсником, соответственно, антенная система субгармонического параметрического рассеивателя может быть изготовлена в виде двух антенн, настроенных на частоты зондирующего сигнала и ответного сигнала на частоте субгармоники зондирующего сигнала, которые, во-первых, более эффективны по сравнению с широкополосной или двухчастотной антенной прототипа, а во-вторых, могут быть лучше согласованы с соответствующими выходами нелинейного элемента. 2 ил.

Изобретение относится к способам обнаружения широкополосных параметрических рассеивателей, являющихся вторичными источниками электромагнитного излучения. Достигаемый технический результат - повышение чувствительности приемного устройства системы обнаружения широкополосных параметрических рассеивателей и увеличение дальности действия системы поиска. Указанный результат достигается за счет того, что зондирующий сигнал облучает широкополосный параметрический рассеиватель, в котором в результате явления параметрической генерации формируются и переизлучаются серии пачек, состоящих из двух последовательностей радиоимпульсов ответного сигнала, мгновенная частота которых в два раза меньше мгновенной частоты сигнала накачки. Последовательность радиоимпульсов ответного сигнала когерентная, синхронизируется с одним из сдвоенных вспомогательных радиоимпульсов и носит характер когерентной последовательности с известным законом изменения фазы высокочастотного заполнения от импульса к импульсу. При этом последовательность сдвоенных вспомогательных радиоимпульсов закодирована по другому закону. Кроме того, соответствующие радиоимпульсы первой и второй последовательностей сдвоенных вспомогательных радиоимпульсов противофазны, в то время как радиоимпульсы первой и второй последовательностей радиоимпульсов ответного сигнала синфазны. 8 ил.

Многопозиционная система определения местоположения воздушных судов предназначена для обнаружения и измерения координат местоположения воздушных судов гиперболическим методом по сигналам ответчика воздушного судна. Достигаемый технический результат - повышение дальности действия и достоверности отождествления. Указанный результат достигается за счет того, что в ответ на пространственно-ориентированный запрос ответчик воздушного судна излучает ненаправленный ответный сигнал, содержащий информацию бортового номера, высоты, об остатке топлива. Ответный сигнал принимается не менее тремя удаленными друг от друга приемными модулями, расположенными на базовых станциях сотовой связи. В каждом приемном модуле сигнал расшифровывается и снова кодируется с использованием информации о текущем времени от приемника GPS, о номере и высоте воздушного судна, и по сети GSM отправляется на ЭВМ обработки. Для получения координатной информации о точке положения воздушного судна необходимо, чтобы информация в ЭВМ поступала не менее чем от трех приемных модулей. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх