Способ обнаружения объектов, содержащих нелинейные элементы

Использование: изобретение относится к поисковым устройствам, которые обнаруживают объект, на основе приема сигналов, появляющихся в результате вторичного переизлучения с изменением спектра зондирующего сигнала. Сущность: способ обнаружения заключает в том, что в направлении предполагаемого расположения объекта, содержащего нелинейный элемент, излучается двухчастотный зондирующий сигнал, спектр которого содержит спектральные составляющие, сосредоточенные возле частот f1 и f2, и принимается сигнал обратного рассеяния в диапазоне частот, близких к частотам f1 и f2. При этом зондирующий сигнал с частотой f2 имеет амплитудную модуляцию с частотой F, а решение о наличии в зоне обнаружения объекта, содержащего нелинейный элемент, принимается при появлении амплитудной модуляции с частотой F у спектральной компоненты, спектр которой сосредоточен в близи частоты f1. Технический результат: повышение эффективности обнаружения объектов, содержащих нелинейные элементы. 1 ил.

 

Изобретение относится к поисковым устройствам, которые обнаруживают объект на основе приема сигналов, появляющихся в результате вторичного переизлучения с изменением спектра зондирующего сигнала.

Известен по [Особенности зондирования электромагнитными волнами сред с нелинейными включениями // Радиотехника и электроника 1996, N 2, стр 16-18.] способ обнаружения объектов, содержащих нелинейные элементы, заключающийся в том. что в направлении предполагаемого расположения объекта, содержащего нелинейный элемент излучается зондирующий сигнал на частоте f и принимается сигнал обратного рассеяния на частоте 2f, при обнаружении которого принимается решение о наличии в зоне обнаружения объекта, содержащего нелинейный элемент. Способ основан на использовании эффекта нелинейного рассеяния радиоволн. В соответствии с указанным эффектом на нелинейном элементе наводится ЭДС зондирующего сигнала. Эта ЭДС вызывает протекающий через нелинейный элемент ток зондирующего сигнала, который искажается из-за нелинейности вида вольт - амперной характеристики нелинейного элемента, при этом его спектр обогащается спектральными компонентами на частотах гармоник зондирующего сигнала. Эти токи формируют на нелинейном элементе ЭДС на частоте гармоник, которая, является причиной появления в сигнале обратного рассеяния спектральных компонент на частотах гармоник зондирующего сигнала.

Недостатком способа-аналога является то. что объекты, содержащие нелинейные элементы, должны обладать определенными частотными свойствами, а именно хорошее преобразование тока, протекающего через нелинейный элемент с электромагнитной волной одновременно как на частоте зондирующего сигнала, так и на частоте одной из гармоник зондирующего сигнала, что снижает эффективность метода для электронных объектов в состав которых входят узкополосные фильтрующие элементы, например элемент активной антенной решетки, передатчики и приемники.

Частично указанный недостаток преодолен в способе обнаружения объектов, содержащих нелинейные элементы, известному по [Ларцов С.В. О нелинейном рассеянии при использовании многочастотного и одночастотного зондирующих сигналов |// Радиотехника и электроника, 2001, Т.46, №7, С.833-838]. Этот способ выбран в качестве прототипа и заключается в том, что в направлении предполагаемого расположения объекта, содержащего нелинейный элемент, излучается двухчастотный зондирующий сигнал, спектр которого содержит спектральные составляющие, сосредоточенные возле час тот f1 и f2. и принимается сигнал обратного рассеяния, при этом при обнаружении отличий в спектральном составе сигнала обратного рассеяния от спектрального состава зондирующего сигнала на частоте 2f1-f2, принимается решение о наличии в зоне обнаружения объекта, содержащего нелинейный элемент. В способе-прототипе дополнительные спектральные составляющие появляются так же в результате нелинейного искажения протекающего по нелинейному элементу тока, наведенного зондирующим сигналом. В данном случае полезным рассеянным сигналом являются интермодуляционные комбинационные составляющие третьего порядка.

Недостатком прототипа является то, что используется нелинейный продукт третьего порядка, который для объектов, содержащих нелинейные элементы, как правило, меньше, чем продукт второго порядка см. [Горбачев А.А., Особенности зондирования электромагнитными волнами сред с нелинейными включениями // Радиотехника и электроника 1996, N 2, стр 16-.]. Кроме того зондирующий и рассеянный сигнал занимает достаточно большую полосу частот, равную 2(f1-f2).

Предлагаемое изобретение решает задачу расширения технологических возможностей способа.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности обнаружения объектов, содержащих нелинейные элементы.

Этот технический результат достигается за счет того, что предлагается новое техническое решение в виде способа обнаружения объектов, содержащих нелинейные элементы, заключающийся в том, что в направлении предполагаемого расположения объекта, содержащего нелинейный элемент, излучается двухчастотный зондирующий сигнал, спектр которого содержит спектральные составляющие, сосредоточенные возле частот f1 и f2, и принимается сигнал обратного рассеяния, при этом при обнаружении отличий в спектральном составе сигнала обратного рассеяния от спектрального состава зондирующего сигнала принимается решение о наличии в зоне обнаружения объекта, содержащего нелинейный элемент, наличие отличия в спектральном составе сигнала обратного рассеяния от спектрального состава зондирующего сигнала фиксируют по появлению амплитудной модуляции с частотой F у спектральной компоненты, спектр которой сосредоточен вблизи частоты f1, при излучении двухчастотного зондирующего сигнала обеспечивается формирование амплитудной модуляции с частотой F у спектральной компоненты зондирующего сигнала вблизи частоты f2, при этом спектральная компонента зондирующего сигнала вблизи частоты f1 излучается не модулированной.

Суть изобретения заключается в том, что предлагаемый способ обнаружения объектов, содержащих нелинейные элементы, основан на использовании эффекта блокирования. В данном случае используется свойство нелинейного элемента изменять под действием протекающего по нему тока свой импеданс. В результате под действием спектральной компоненты зондирующего сигнала на частоте f2, которая амплитудно-модулирована с частотой F, эффективная поверхность рассеяния объекта, содержащего нелинейный элемент, становится тоже переменной с той же частотой F. Сигнал обратного рассеяния на частоте f1 от такого объекта будет промодулирован с частотой F. Полоса частот, которая требуется для такого способа зондирования, равна величине f1-f2+2F.

Изобретение предлагается использовать в составе поисковой системы, представленной на фиг.1.

Здесь 1 - объект поиска, содержащий в своей конструкции нелинейный элемент и полосовой фильтр; 2 - первый генератор зондирующего сигнала на частоту f1, 3 - первый полосовой фильтр зондирующего сигнала на частоту f1, 4 - первая излучающая антенна, состоящая из ферритового вентиля 5 и излучателя 6, 7 - второй генератор зондирующего сигнала на частоту f2, 8 - второй полосовой фильтр зондирующего сигнала на частоту f2, 9 - вторая излучающая антенна, состоящая из ферритового вентиля 10 и излучателя 11, 12 - приемная антенна, 13 - третий полосовой фильтр, 14 - приемник, 15 - компенсатор второго зондирующего сигнала, состоящий из первого направленного ответвителя 16, переменного аттенюатора 17, переменного фазовращателя 18, второго направленного ответвителя 19.

Сигнальный выход первого генератора 2 зондирующего сигнала присоединен ко входу первого полосового фильтра 3 зондирующего сигнала, а выход первого полосового фильтра 3 зондирующего сигнала присоединен к входу ферритового вентиля 5, выход которого присоединен ко входу излучателя 6.

Сигнальный выход второго генератора 7 зондирующего сигнала присоединен к входу первого направленного ответвителя 16, первый выход первого направленного ответвителя 16 присоединен к входу второго полосового фильтра 8, выход которого присоединен к входу ферритового вентиля 10, выход которого присоединен ко входу излучателя 11.

Выход приемной антенны 12 присоединен к входу третьего полосового фильтра 13, выход которого присоединен к первому входу второго направленного ответвителя 19, а выход направленного ответвителя 19 присоединен к входу приемника 14. Второй выход направленного ответвителя 16 присоединен к входу переменного аттенюатора 17, выход которого присоединен к входу переменного фазовращателя 18, выход которого соединен со вторым входом второго направленного ответвителя 19. Излучатели 6 и 11, а так же антенна 12 направлены в направлении объекта поиска 1, содержащего в своей конструкции нелинейный элемент и полосовой фильтр.

Поисковая система может работать в одном из трех режимов.

Первый режим называется калибровочным. Цель данного режима обеспечение возможности приема полезного сигнала. Задача, которая решается - настройка компенсатора 15 второго зондирующего сигнала для устранения возможности блокирующего действия второго зондирующего сигнала на приемник 14. В данном режиме включают второй генератор 7 зондирующего сигнала на излучение непрерывного сигнала с частотой f2, и подбирают настройки переменного аттенюатора 17 и переменного фазовращателя 18 так, чтобы сигнал на частоте f2 на входе приемника 14 стал нулевым.

Во втором режиме включают первый генератор 2 зондирующего сигнала на генерацию непрерывного колебания с частотой f1 и включают второй генератор 7 зондирующего сигнала на генерацию сигнала с частотой f2 и с амплитудной модуляцией с частотой F. После этого настраивают приемник 14 на прием сигналов на частоте f1 и демодуляцию принятого сигнала с целью определения промодулирован или нет данный сигнал амплитудной модуляцией с частотой F. При обнаружении сигнала на частоте f1 с амплитудной модуляцией с частотой F принимают решение о наличии в зоне облучения объект поиска, содержащего в своей конструкции нелинейный элемент и полосовой фильтр.

В третьем режиме включают первый генератор 2 зондирующего сигнала на излучение непрерывного сигнала с частотой f), а второй генератор 7 зондирующего сигнала включают на излучение непрерывного сигнала с частотой f2. После этого настраивают приемник 14 на прием сигналов на частоте 2f1-f2 и на частоте 2f2-f1. При обнаружении сигнала на частоте 2f1-f2 или на частоте 2f2-f1 принимают решение о наличии в зоне облучения объекта поиска, содержащего в своей конструкции нелинейный элемент и полосовой фильтр. В этом режиме обнаружитель выполняет алгоритм поиска, предусмотренный в прототипе.

В качестве первого и второго генераторов 2 и 7 зондирующего сигнала могут быть использованы измерительные генераторы Г4-159. В качестве излучателей 6, 11 и приемной антенны 12 могут быть использованы измерительные антенны П6-33. В качестве приемника 14 может быть использован измерительный приемник типа SMV-8.5.

В качестве вентилей 5,10 могут быть использованы стандартные вентили типа ФПВН3-71 производства завода Магнетон.

Первый полосовой фильтр 3, второй полосовой фильтр 8 и третий полосовой фильтр 13 могут быть изготовлены по [В.П. Леонченко, А.Л. Фельдштейн, Л.А. Шеляпинский Расчет полосковых фильтров на встречных стержнях // М. Связь, 1975]

В качестве первого и второго направленных ответвителей 16 и 19 могут быть использованы стандартные направленные ответвители типа НО-15 производства завода Радиал.

В качестве переменного аттенюатора 17 может быть использован стандартный переменный аттенюатор типа 2.260.280 производства ФГУП «ННИПИ «Кварц»

Переменный фазовращатель 18 может быть изготовлен по Г.С. Хиджа, И.Б. Видак, В.Л. Серебрякова СВЧ фазовращатели и переключатели, М. Радио и связь, 1984.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит проводить более эффективный поиск объектов, содержащих нелинейные элементы, которые могут содержать в своем составе узкополосные нелинейные объекты.

Способ обнаружения объектов, содержащих нелинейные элементы, заключающийся в том, что в направлении предполагаемого расположения объекта, содержащего нелинейный элемент, излучается двухчастотный зондирующий сигнал, спектр которого содержит спектральные составляющие, сосредоточенные возле частот f1 и f2, и принимается сигнал обратного рассеяния, при этом при обнаружении отличий в спектральном составе сигнала обратного рассеяния от спектрального состава зондирующего сигнала принимается решение о наличии в зоне обнаружения объекта, содержащего нелинейный элемент, отличающийся тем, что наличие отличия в спектральном составе сигнала обратного рассеяния от спектрального состава зондирующего сигнала фиксируют по появлению амплитудной модуляции с частотой F у спектральной компоненты, спектр которой сосредоточен вблизи частоты f1, при излучении двухчастотного зондирующего сигнала обеспечивается формирование амплитудной модуляции с частотой F у спектральной компоненты зондирующего сигнала вблизи частоты f2, при этом спектральная компонента зондирующего сигнала вблизи частоты f1 излучается немодулированной.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в радиолокационных станциях для стабилизации вероятности ложной тревоги при действии импульсных помех. Достигаемый технический результат - стабилизация вероятности ложной тревоги при сохранении возможности обнаружения слабого сигнала при частичном перекрытии его с более сильным.

Изобретение относится к радиолокации и, в частности, к активной радиолокации. Достигаемый технический результат изобретения - расширение области применения за счет повышения информативности способа.

Предложен способ поиска и обнаружения наркотиков и взрывчатых веществ, находящихся в неметаллической оболочке и в укрывающих средах. Техническим результатом является повышение точности определения местоположения наркотического вещества.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано на вертолетах. Достигаемый технический результат изобретения - расширение функциональных возможностей, повышение точности измерения координат и вероятности обнаружения цели, сокращение времени обзора воздушного пространства с увеличением зоны обзора по углу места, повышение электромагнитной устойчивости многодиапазонного вертолетного радиолокационного комплекса.

Изобретение относится к радиолокационным системам летательных аппаратов. Достигаемый технический результат - создание многофункциональной, многодиапазонной, малогабаритной, масштабируемой радиолокационной системы.

Заявляемые технические решения относятся к области радиолокации, в частности к области обнаружения радиолокационных целей обзорными радиолокационными станциями с узким лучом в условиях пассивных помех, создаваемых распределенными в пространстве отражателями.

Изобретение относится к области навигационной измерительной техники и предназначено для измерения скорости подвижных объектов. .

Заявляемые технические решения относятся к области радиолокации. Достигаемый технический результат - обеспечение требуемого уровня вероятности ложной тревоги в условиях воздействия импульсных помех при обеспечении возможности обнаружения групповых целей. Изобретение основано на совместном использовании канала обработки принятого сигнала с ограничением его амплитуды и линейного канала, то есть канала без ограничения амплитуды принятого сигнала. Указанный технический результат достигается тем, что в заявленном способе осуществляют сжатие сигнала в первом фильтре сжатия после ограничения принятого сигнала, сравнение уровня сжатого сигнала с первым порогом, сжатие принятого сигнала во втором фильтре сжатия и сравнение уровня сжатого сигнала со вторым порогом, принятие решения об обнаружении цели, если превышены оба порога. Устройство, реализующее способ, содержит: канал с ограничением, включающий последовательно соединенные ограничитель, первый фильтр сжатия и первое пороговое устройство; линейный канал, включающий последовательно соединенные второй фильтр сжатия и второе пороговое устройство; схему совпадения «и», причем вход ограничителя и вход второго фильтра сжатия соединены и являются входом устройства, выход первого порогового устройства соединен с первым входом схемы совпадения «и», а выход второго порогового устройства канала соединен со вторым входом схемы совпадения «и», выход которой является выходом устройства. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в обзорных радиолокационных станциях с двумерным электронным сканированием и механическим вращением антенны по азимуту при обзоре пространства последовательным перемещением луча. Достигаемый технический результат - уменьшение временных и энергетических затрат при обзоре пространства радиолокационной станцией в условиях большого количества целей и помех во многих положениях луча. В заявляемом способе обзора пространства радиолокационной станцией с последовательным перемещением луча столбцами по углу места, двухэтапным обнаружением сигнала, отраженного от цели, луч в столбце перемещают зигзагообразно с помощью двумерного электронного сканирования, в каждом положении луча излучают зондирующий сигнал, принятый отраженный сигнал сравнивают с порогами первого и второго этапов обнаружения, цель в текущем положении луча в дискретах по дальности, в которых превышен порог второго этапа обнаружения, считают обнаруженной, если при этом хотя бы в одном из двух соседних положений луча в столбце, осмотренных в предыдущие моменты времени, в дискретах по дальности, выбранных с учетом ошибок измерения дальности и возможного перемещения цели за время между этапами, превышен порог первого этапа обнаружения. 5 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для идентификации и охраны различных объектов. Технический результат - повышение эффективности идентификации метки. Система радиочастотной идентификации на поверхностных акустических волнах, содержащая приемопередатчик с антенной и N групп линий задержки на поверхностных акустических волнах, представляющих радиочастотные метки, каждая линия задержки имеет приемопередающие встречно-штыревые преобразователи и отражательные встречно-штыревые преобразователи, система дополнительно содержит передающую антенну метки, приемную антенну метки, циркулятор метки, передающую антенну считывателя, приемную антенну считывателя и циркулятор считывателя, первый вход/выход которого соединен со считывателем, второй выход циркулятора подключен к передающей антенне считывателя, которая посредством радиоканала связана с приемной антенной метки, которая подключена ко второму входу циркулятора метки, первый вход/выход которого соединен с меткой, а третий выход циркулятора метки соединен с передающей антенной метки, которая связана радиоканалом с приемной антенной считывателя, которая присоединена к третьему входу циркулятора считывателя. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения состояния морской поверхности. Устройство содержит радиолокационную станцию, включающую антенну, синхронизатор, датчик углового положения антенны, который соединен механической связью с основанием антенны, электронный ключ, индикатор, а также приемник и передатчик. При этом выход синхронизатора соединен со входом передатчика, а выход передатчика соединен со входом электронного ключа. Устройство дополнительно снабжено аналого-цифровым преобразователем и соединенным с ним на выходе вычислительным устройством. Передатчик радиолокационной станции содержит модулятор и генератор сверхвысокой частоты, вход которого соединен с выходом модулятора. При этом второй выход синхронизатора соединен со входом индикатора, первый выход синхронизатора соединен со входом модулятора передатчика, а его генератор сверхвысокой частоты соединен на выходе со входом электронного ключа, выход которого соединен со входом приемника, а выход приемника соединен со вторым входом индикатора. Второй выход приемника соединен со входом аналогового канала аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого - вход синхронных цифровых данных - соединен с выходом датчика углового положения антенны, второй выход которого соединен с третьим входом индикатора, а третий вход аналого-цифрового преобразователя - вход внешней синхронизации - соединен с третьим выходом синхронизатора, а антенна электрически связана с электронным ключом. Технический результат: упрощение, повышение точности измерений характеристик волнения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к радиолокационным измерениям эффективной площади рассеяния (ЭПР) объектов и может быть использовано на открытых радиоизмерительных полигонах. Комплекс содержит последовательно соединенные приемник, вычислитель, импульсный передатчик, антенный переключатель (АЛ) и антенну, при этом второй выход АП соединен со входом приемника, а также поворотное устройство (ПУ) с опорой, измеряемый объект (ИО) и пульт управления, который первым, вторым и третьим выходами соединен со вторым входом передатчика, входом ПУ и вторым входом вычислителя соответственно, кроме того вычислитель третьим входом соединен с выходом ПУ, а также содержит устанавливаемое на подстилающей поверхности в центре первой зоны Френеля антенны радиопоглощающее устройство (РУ), ширину которого выбирают не менее малой оси эллипса первой зоны Френеля антенны, а высоту определяют по формуле Hэ=a×H0/(a+R-Rэ), где а - большая полуось эллипса первой зоны Френеля антенны, Но - высота размещения ИО над подстилающей поверхностью, R - расстояние между антенной и ИО, Rэ - расстояние между антенной и РУ, кроме того, содержит радиопоглощающую накидку на верхнюю часть ПУ. Достигаемый технический результат - повышение точности измерения амплитудной диаграммы ЭПР объектов за счет устранения влияния на результаты измерений зеркально отраженного от подстилающей поверхности и обратно рассеянного верхней частью ПУ облучающего поля, а также электродинамического взаимодействия между ИО и верхней частью ПУ. 1 ил.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано на открытых радиоизмерительных полигонах. Радиолокационный стенд содержит последовательно соединенные приемник, вычислитель, импульсный передатчик, антенный переключатель и антенну, при этом второй выход антенного переключателя соединен со входом приемника, а также поворотное устройство с опорой, измеряемый объект и пульт управления, который первым, вторым и третьим выходами соединен со вторым входом передатчика, входом поворотного устройства и вторым входом вычислителя, соответственно, кроме того, вычислитель третьим входом соединен с выходом поворотного устройства, а также содержит устанавливаемое на подстилающей поверхности в центре первой зоны Френеля антенны отражательное устройство, ширину которого выбирают не менее малой оси эллипса первой зоны Френеля антенны, а высоту определяют по формуле Нэ=а×Но/(а+R-Rэ), где а - большая полуось эллипса первой зоны Френеля антенны, Но - высота размещения измеряемого объекта над подстилающей поверхностью, R - расстояние между антенной и измеряемым объектом, Rэ - расстояние между антенной и отражательным устройством, кроме того, опора выполнена с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. Достигаемый технический результат - повышение точности измерения амплитудной диаграммы эффективной площади рассеяния объектов. 1 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в системах управления воздушным движением. Достигаемый технический результат - уменьшение габаритов без увеличения времени сканирования. Указанный результат достигается за счет того, что трехкоординатный радиолокатор содержит два блока фазирования, два преобразователя положения луча в направление, линию задержки, два элемента ИЛИ, блок вторичной обработки, индикатор, узконаправленное по горизонтали электрическое сканирующее устройство, узконаправленное по вертикали электрическое сканирующее устройство, определенным образом соединенные между собой. 2 ил.

Изобретение относится к медицине. Портативное устройство для бесконтактной выборочной проверки жизненных показателей пациента содержит: датчик расстояния для последовательного обнаружения изменений расстояния во времени относительно грудной клетки пациента, калькулятор частоты дыхания для определения дыхательной активности на основе обнаруженных изменений расстояния во времени. Кроме того, устройство содержит две ручки, приспособленные для того, чтобы пациент держал устройство обеими руками так, чтобы датчик расстояния был направлен на грудную клетку пациента. Причем ручки содержат электроды для регистрации ЭКГ. При этом устройство содержит оптический датчик для измерения методом фотоплетизмографии, который расположен так, чтобы когда держат устройство, палец пациента автоматически ложился на оптический датчик. Изобретение позволяет повысить удобство и простоту выборочной проверки дыхательного акта пациента за счет обеспечения направления датчика расстояния на грудь пациента обеими руками. 13 з. п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области сенсорной аппаратуры. Техническим результатом является сведение к минимуму количества ложных срабатываний и предоставление при этом заблаговременного статистического прогнозирования потенциальных источников угроз. Детектор радаров получает доступ к сетевому интерфейсу, который обеспечивает передачу данных на сервер и с сервера. Сервер выполняет алгоритмы анализа, которые анализируют данные, полученные от нескольких детекторов радаров, для получения прогнозов о вероятности возникновения угроз или опасных ситуаций в тех или иных географических точках в дальнейшем. Сервер передает прогнозы каждому из детекторов радаров на основании географического местоположения каждого из них. Каждый детектор радаров оповещает своего пользователя об уровнях угроз на основании прогнозов, соответствующих географическому местоположению каждого из детекторов радаров. 7 н. и 52 з.п. ф-лы, 3 ил.

Загоризонтный радиолокатор предназначен для определения дальности и направления на объекты. Достигаемый технический результат - уменьшение габаритов за счет исключения громоздких узлов. Указанный результат достигается благодаря введению блока анализа огибающей, двух блоков элементов совпадения, привода вращения антенны по углу места и станины, при этом выход приемника соединен через блок анализа огибающей с входами первого и второго блока элементов совпадения, имеющего группу входов и группу выходов, соответственно соединенных с группой выходов преобразователя дальности и с первой группой входов блока вторичной обработки, вторая группа входов которого соединена с группой выходов первого блока элементов совпадения, имеющего группу входов, соединенную с группой выходов датчика угла места, имеющего жесткую связь с приводом вращения антенны по углу места, жестко связанным с антенной и станиной, имеющей жесткую связь с приводом вращения антенны по азимуту. 2 ил.
Наверх