Нелинейный радиолокатор обнаружения радиоэлектронных устройств



Нелинейный радиолокатор обнаружения радиоэлектронных устройств

 


Владельцы патента RU 2510517:

Федеральное автономное учреждение "Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Федеральной службы по техническому и экспортному контролю" (RU)

Изобретение относится к области техники нелинейной радиолокации и может использоваться для поиска и обнаружения радиоэлектронных устройств и других объектов с нелинейными электрическими свойствами (ОНЭС). Достигаемый технический результат - стабилизация вероятности обнаружения ОНЭС различного типа за счет одновременной согласованной фильтрации на 2f0 и 3f0 гармониках зондирующего сигнала, параллельная согласованная обработка принятых эхо-сигналов в двух каналах, каждый из которых настроен на свою гармонику 2f0 и 3f0, где f0 - несущая частота передающего тракта, независимо от типа нелинейного объекта. Указанный результат достигается за счет того, что заявленное устройство содержит опорный генератор, многоотводные линии задержки, фазовращатели, сумматоры, передатчик, передающую и приемные антенны, а также приемники, детекторы, устройства индикации, соединенные определенным образом между собой. 1 ил.

 

Изобретение относится к области радиотехники, в частности, к области техники нелинейной радиолокации и может использоваться для поиска и обнаружения радиоэлектронных устройств (РЭУ) и других объектов с нелинейными электрическими свойствами (ОНЭС).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому нелинейному радиолокатору обнаружения радиоэлектронных закладных устройств является способ радиолокации, основанный на формировании фазокодоманипулированного (ФКМ) радиоимпульса большой длительности путем смыкания М>1 парциальных радиоимпульсов несущей частоты 3С fO одинаковой амплитуды u0, одинаковой длительности τ0 при ограниченном числе Р>1 различающихся возможных значений начальной фазы колебаний φi, где , его излучении в зондируемую область пространства, приеме эхо-сигнала от цели и его обработке (сжатии) в согласованном фильтре с импульсной характеристикой, зеркальной по отношению к закону внутриимпульсной манипуляции фазы сформированного зондирующего ФКМ радиоимпульса [Ширман Я.Д., Манжос В.Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. - М.: Радио и связь, 1981, с.135-136].

Недостатком прототипа является низкая вероятность обнаружения ОНЭС различного типа. Процессы согласованной фильтрации принимаемых ФКМ-сигналов на каждой из n гармоник ЗС должны отличаться друг от друга. Иначе для одного и того же типа ОНЭС уровень максимума отклика ФКМ сигнала на выходе согласованного фильтра будет обусловлен не только свойствами ОНЭС [Баглаев С.Б., Беляев В.В., Козачок Н.И. и др. Нелинейный радар для обнаружения исполнительных радиоэлектронных средств с управляемым взрывом / С.Б. Баглаев, В.В. Беляев, Н.И. Козачок и др. - Патент РФ №92234715, МПК 6 G01S, 2004], но и номером гармоники n.

Задача, на решение которой направлено заявляемое устройство состоит в стабилизации вероятности обнаружения ОНЭС различного типа за счет одновременной согласованной фильтрации на 2f0 и 3f0 гармониках зондирующего сигнала.

Технический результат выражается в обнаружении ОНЭС независимо от типа его нелинейности (типа «p-n-p - переход» или «металл-окисел-металл»), а при фиксированной импульсной мощности передающего устройства нелинейной РЛС - в повышении ее дальности действия как на второй 2f0, так и на третьей 3f0 гармониках зондирующего сигнала.

Технический результат достигается тем, что в известной НРЛС состоящей из последовательно соединенных опорного генератора и первой многоотводной линии задержки, с L выходами, а также первого блока фазовращателей, состоящего из L фазовращателей, при этом каждый l-ый выход, где l=1, L, многоотводной линии задержки соединен с входом соответствующего фазовращателя первого блока фазовращателей, последовательно соединенные первый сумматор, передатчик, настроенный на частоту f0, и передающую антенну, при этом выход каждого l-го фазовращателя соединен с соответствующим входом первого сумматора, а так же первый приемный канал, содержащий последовательно соединенные приемную антенну, приемник и вторую многоотводную линию задержки, при этом каждый l-й выход второй многоотводной линии задержки соединен со входом соответствующего фазовращателя второго блока фазовращателей, а также содержащий второй сумматор, отличающаяся тем, что в первом канале, настроенном на частоту 2f0, дополнительно введены четвертый блок фазовращателей, состоящий из L фазовращателей, при этом выход каждого l-го фазовращателя четвертого блока фазовращателей соединен с соответствующим входом второго сумматора, а выход каждого l-го фазовращателя второго блока фазовращателей соединен с соответствующим входом фазовращателя четвертого блока фазовращателей, а также последовательно соединенные детектор и устройство индикации, при этом вход детектора соединен с выходом второго сумматора, дополнительно введен второй приемный канал идентичный первому, настроенный на частоту 3f0.

Сущность изобретения основана на введении дополнительных изменений фазы на выходах многоотводных линий задержек обоих приемных каналов, каждый из которых настроен на свою гармонику 2f0 и 3f0, таким образом, чтобы компенсировать удвоение или утроение фазы парциальных импульсов ФКМ сигнала при его переотражении ОНЭС и обеспечении параллельной согласованной обработки принятого сигнала в обоих приемных каналах. Это позволяет стабилизировать вероятности обнаружения ОНЭС различного типа за счет одновременной согласованной фильтрации на 2f0 и 3f0 гармониках зондирующего сигнала.

Структурная схема предложенного устройства приведена на чертеже.

Предложенное устройство - нелинейная РЛС с ФКМ сигналом состоит из опорного генератора 1, трех многоотводных линий задержки 2, пяти блоков фазовращателей, каждый из которых содержит L фазовращателей 3, трех сумматоров 4, передатчика 5, передающей антенны 6, двух приемных антенн 7, двух приемников 8, двух детекторов 9, двух устройств индикации 10, соединенных как показано на чертеже.

Устройство работает следующим образом. Из одиночного радиоимпульса формируют ФКМ радиоимпульс с L дискретами. При этом закон внутриимпульсной манипуляции фазы парциальных радиоимпульсов дискрет многоотводной линии задержки с L фазовращателями и сумматором, входящих в состав устройства формирования ФКМ сигнала, является зеркальным по отношению к импульсной характеристике каждого n-го согласованного фильтра приемника, включающего многоотводную линию задержки, блок фазовращателей и сумматор. Сформированный таким образом сигнал подают на вход передатчика, где он усиливается и поступает на вход передающей антенны, с помощью которой излучается в заданную область пространства. Далее электромагнитная волна ЗС частоты f0 преобразуется объектом с нелинейными электрическими свойствами 11 в эхо-сигналы с частотами 2f0 и 3f0, представляющие собой ФКМ радиоимпульсы с законом внутриимпульсной манипуляции фазы, зеркальным по отношению к импульсной характеристике согласованного фильтра и с изменением значения начальных фаз в n раз, где - номер гармоники. Прием эхо-сигналов на частотах 2f0 и 3f0 от объекта с нелинейными электрическими свойствами осуществляется приемными антеннами. Сигналы с выходов приемных антенн поступают на входы соответствующих приемников, где сигналы отфильтровываются и усиливаются, после чего поступают на входы согласованных фильтров, каждый из которых состоит из многоотводной линии задержки с двумя блоками фазовращателями, каждый из которых содержит L фазовращателей на выходах и сумматора, который осуществляет сжатие полученного ФКМ радиоимпульса частоты 2f0 и 3f0, а устройства индикации отображают максимальный уровень сигнала.

На вход линии задержки устройства формирования ФКМ сигнала, подается одиночный радиоимпульс; затем парциальный импульс задерживается в линии задержки и формируется на каждом отводе последовательно во времени, таким образом, чтобы результирующий сигнал на выходе сумматора соответствовал заданной длительности τu. Количество отводов линии задержки L определяет количество дискрет в ФКМ сигнале.

С помощью блока фазовращателей, содержащему L фазовращателей, каждому из парциальных импульсов задается начальная фаза, соответствующая заданной кодовой последовательности фазовой манипуляции ЗС {φl.k}, где - номер манипуляции фазы.

Передающая антенна предназначена для излучения зондирующего сигнала на частоте f0, а две приемные для приема эхо - сигналов от ОНЭС, соответственно, на частотах 2f0 и 3f0. Детекторы осуществляют выделение огибающих принятых эхо-сигналов. Устройства индикации обеспечивают отображение уровня эхо-сигнала на выходе приемного канала.

Предложенное техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестны устройства, обеспечивающие стабилизацию вероятности обнаружения ОНЭС различного типа за счет одновременной согласованной фильтрации ФКМ-сигналов на 2f0 и 3f0 гармониках зондирующего сигнала.

Известно, что уровни принимаемых сигналов на частотах 2f0 и 3f0, обусловлены наличием и типом ОНЭС. Это объясняется тем, что от ОЭНС типа «p-n-p - переход» уровень сигнала на частоте 2f0 на 20-30 дБ выше, чем на частоте 3f0, а от ОНЭС типа «металл-окисел-металл» все это выполняется с точностью до наоборот [Щербаков Г.Н. Обнаружение объектов в укрывающих средах для криминалистики, археологии, строительства и борьбы с терроризмом / Г.Н. Щербаков. - М.: Арбат-Информ, 1998, стр.51]. Следовательно, реализуя одновременную согласованную обработку принимаемых на 2f0 и 3f0 частотах ФКМ-сигналов в двух приемных каналах предложенного устройства, обеспечивается примерно одинаковая (постоянная) вероятность правильного обнаружения ОЭНС независимо от его типа.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые радиотехнические узлы и устройства, применяемые в радиоэлектронной аппаратуре, а также оборудование и материалы СВЧ диапазона широко распространенной технологии [Harger, R., Harmonic Radar System for Near-Ground In-Foliage Nonlinear Scatterers / R. Harger. - IEEE Trans., AES-12, 1976, no.2, pp.230-245; Петров Б.Е., Романюк В.А. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. Учебное пособие для радиотехнических специальностей вузов. - М.: Высшая школа, 1989, с.211; Дулин В.Н., Электронные и квантовые приборы СВЧ. Учебное пособие для студентов высших технических учебных заведений. Издание 2-е переработанное. - М.: Энергия, 1972, с.59].

Нелинейный радиолокатор обнаружения радиоэлектронных устройств, содержащий последовательно соединенные опорный генератор и первую многоотводную линию задержки с L выходами, а также первый блок фазовращателей, состоящий из L фазовращателей, при этом каждый l-й выход, где l = l ,L ¯ , многоотводной линии задержки соединен с входом соответствующего фазовращателя первого блока фазовращателей, последовательно соединенные первый сумматор, передатчик, настроенный на частоту f0, и передающую антенну, при этом выход каждого l-го фазовращателя соединен с соответствующим входом первого сумматора, а также первый приемный канал, содержащий последовательно соединенные приемную антенну, приемник и вторую многоотводную линию задержки, при этом каждый l-й выход второй многоотводной линии задержки соединен со входом соответствующего фазовращателя второго блока фазовращателей, а также содержащий второй сумматор, отличающийся тем, что в первом канале, настроенном на частоту 2f0, дополнительно введены четвертый блок фазовращателей, состоящий из L фазовращателей, при этом выход каждого l-го фазовращателя четвертого блока фазовращателей соединен с соответствующим входом второго сумматора, а выход каждого l-го фазовращателя второго блока фазовращателей соединен с соответствующим входом фазовращателя четвертого блока фазовращателей, а также последовательно соединенные детектор и устройство индикации, при этом вход детектора соединен с выходом второго сумматора, дополнительно введен второй приемный канал, идентичный первому, настроенный на частоту 3f0.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике локации и может применяться для обнаружения и наблюдения аномалий на поверхности воды (неоднородностей волнения водной поверхности), к которым относятся, например, следы от движущихся надводных и подводных объектов, участки разлива нефтепродуктов на водной поверхности и др.

Изобретение относится к способам и технике нелинейной радиолокации и может использоваться для поиска и обнаружения электронных устройств, в том числе объектов с нелинейными электрическими свойствами (ОНЭС).

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для исследования подповерхностных структур. .

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для зондирования многолетнемерзлых пород с целью изучения их строения и свойств. .

Изобретение относится к области навигации, а более конкретно к измерению параметров волнения посредством устройств, представляющих собой радиотехническое неконтактные измерители.

Изобретение относится к области радиоизмерений с использованием дифракционной оптики и может найти применение при контроле загрязнений водной среды поверхностно-активными веществами с помощью радиолокационных средств, а также при моделировании гидродинамических процессов, влияющих на структуру поверхностного волнения.

Изобретение относится к способам и системам для дистанционного обнаружения объектов разной природы, от металлических предметов, например оружия, до живых существ, которые могут быть скрыты непрозрачными преградами.

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к способу радиолокационного мониторинга морской поверхности в акваториях, вблизи фарватеров следования нефтеналивных судов, размещения нефтедобывающих платформ и может быть использовано для решения задач экологического контроля и раннего предупреждения о развитии чрезвычайных ситуаций, связанных с разливами нефти.

Изобретение относится к области подповерхностной радиолокации, а именно к устройствам определения расположения и формы неоднородностей и включений в конденсированных средах.
Изобретение относится к способам и системам дистанционного обнаружения опасных предметов в теле человека, под его одеждой и/или в багаже. Достигаемый технический результат - дистанционный контроль контролируемого пространства на обнаружение контролируемых предметов. Указанный результат достигается за счет того, что осуществляют импульсное зондирование контролируемого пространства в менее чем сантиметровом диапазоне длин радиоволн с предельно высокой крутизной фронтов, при наличии контролируемых объектов, в которых происходят резонансные явления на определенных частотах в спектре отраженных сигналов, их принимают адаптивной антенной решеткой, усиливают, проводят аналого-цифровые преобразования и осуществляют локально-пачечную обработку спектральных составляющих принятых сигналов, затем осуществляют выявление резонансных конфигураций спектров, принадлежащих конкретным контролируемым объектам с последующим построением радиопортретов и передачей их на пункт принятия решений.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для поиска засыпанных биообъектов или их останков. Заявлен способ обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков и устройство для его осуществления. Устройство содержит сканирующий блок и приемопередатчик. Сканирующий блок содержит задающий генератор 1, усилитель 2 мощности, циркулятор 3, приемопередающую антенну 4, вибраторную антенну 4.1, рамочную антенну 4.2, усилители 5 и 29 высокой частоты, фазовые детекторы 6 и 37, компьютер 7, гетеродин 8, смесители 9 и 11, усилитель 10 первой промежуточной частоты, усилитель 12 второй промежуточной частоты, коррелятор 19, перемножитель 20, фильтр 21 нижних частот, усилитель 22, блок 23 регулируемой задержки, индикатор 24 дальности, редуктор 25, платформу 26, указатель 27 угла, сумматор 28, амплитудные детекторы 30 и 31, блок 32 деления, пороговый блок 33, ключи 34 и 35, дифференциатор 36, блок 38 управления диаграммой направленности, блок 39 формирования управляющего напряжения, мотор 40. Приемопередающий блок содержит пьезокристалл 13, микрополосковую антенну 14, электроды 15, шины 16 и 17, набор отражателей 18. Технический результат - повышение точности определения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков. 2 н.п.ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к системам формирования изображения и может быть использовано для обнаружения скрытых предметов. Электрические свойства скрытых объектов, например диэлектрическая проницаемость, могут быть получены из информации о падающих, отраженных и пропущенных электромагнитных волнах в системе формирования изображения. Система формирования изображения содержит передатчик для направления излучения в исследуемый объем, приемник для приема рассеянного излучения от упомянутого объема, отражающий массив для фокусирования падающего пучка излучения, процессор для обработки рассеянного излучения для формирования изображения в соответствии с амплитудой и фазой принимаемого излучения и дисплей. Разница в амплитуде и фазе между объектом и окружающим пространством используются для оценивания относительной диэлектрической проницаемости и, таким образом, служат для классификации объектов с использованием базы данных относительной диэлектрической проницаемости веществ. 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам и системам дистанционного обнаружения в контролируемом пространстве объектов и предметов (оружия, взрывчатки и наркотиков), спрятанных в теле человека, под его одеждой либо в его багаже, при массовом скоплении людей или их потоке. Устройство для дистанционного обнаружения в контролируемом пространстве предметов в теле человека, под его одеждой и/или в его багаже содержит приемопередающую антенную решетку, приемник, аналого-цифровой преобразователь, вычислительный блок, при этом многоканальный выход приемопередающей антенной решетки соединен с многоканальным входом приемника, состоящего из последовательно соединенных усилителя и аналого-цифрового преобразователя, многоканальный выход которого соединен с многоканальным входом блока обработки сигналов, состоящего из спецпроцессора локально-пачечной обработки сигналов и вычислительного блока, соединенных между собой командно-цифровой шиной, а вторая командно-цифровая шина включена между пунктом принятия решения, вычислительным блоком и цифровым формирователем зондирующих сигналов, многоканальный выход которого соединен с последовательно включенными цифроаналоговым преобразователем, усилителем передатчика и многоканальным выходом передающей антенной решетки. Технический результат - дистанционный анализ состояния контролируемого пространства. 1 ил.

Изобретение относится к области радиотехники, преимущественно к радиолокации объектов, и может быть использовано для определения длины линейного контрастного по электромагнитным характеристикам относительно вмещающего пространства подповерхностного объекта. Технический результат заключается в возможности определения длины линейного контрастного по электромагнитным характеристикам относительно вмещающего пространства подповерхностного объекта. Устройство подповерхностного зондирования содержит приемо-передающую антенну, антенный коммутатор, передатчик, малошумящий усилитель, детектор, индикаторный блок, синхронизатор, два квадратора, два блока извлечения квадратного корня, два перемножителя, сумматор, делитель на два, цифровой измеритель длительности интервала времени и блок ввода данных, два триггера Шмитта, пять схем совпадений, четыре инвертора, три D-триггера, JK-триггер, схему логического сложения, делитель на четыре и счетчик. 3 ил.

Изобретение относится к области подповерхностной радиолокации, а именно к устройствам определения расположения и формы неоднородностей и включений в строительных конструкциях. Технический результат - повышение точности измерения глубины расположения подповерхностных объектов в строительных конструкциях путем использования производной корреляционной функции. Устройство зондирования строительных конструкций содержит портативную ЭВМ, поверхность строительной конструкции, электронный блок, антенный блок, высокочастотный генератор, контроллер по обработке и вводу данных в ЭВМ, приемник высокочастотного сигнала, передающую антенну, подповерхностный объект, триггер, коррелятор, два усилителя, линию задержки, блок вычитания, интегратор, блок деления, блок сравнения, блок формирования эталонного напряжения, аналого-цифровой преобразователь, интерфейс, ключ, жидкокристаллический индикатор, звуковой индикатор, блок автоматической регулируемой задержки, перемножитель, фильтр нижних частот, индикатор глубины залегания подповерхностного объекта и блок дифференцирования. 2 ил.

Изобретение относится к определению горизонтальной структуры древостоя с использованием радиолокации. Достигаемый технический результат - повышение качества детального анализа горизонтальной структуры древостоя. Указанный результат достигается за счет того, что в заявленном способе зондирование осуществляют короткоимпульсным радаром, осуществляют регистрацию осциллограмм отраженных сигналов, аналого-цифровое преобразование сигналов, их перенормировку с учетом ослабления сигналов, в виде перевода уровня отраженных сигналов в уровни мощности и в виде пересчета времени прихода отраженных сигналов в расстояние, формируют набор проекций осциллограмм, получают радиотомограмму, представляющую собой мозаику дискретных областей тестового участка леса, соответствующих значениям уровней мощности отраженных сигналов в зависимости от расстояний, строят контурный график, представляющий двумерное распределение значений уровней отраженных сигналов в относительных единицах, выбирают по контурному графику области со значениями от 0,8 до 1, сжимают эти области в точки, соответствующие положениям деревьев на тестовом участке леса, получая пространственную структуру точечного поля, которую анализируют с использованием радиальной функции распределения, обеспечивающей определение типа размещения деревьев. 6 ил.

Изобретение относится к поисково-спасательной службе и может быть использовано для активного зондирования с целью объективного определения наличия в них человека с признаками жизни и оценки его состояния по частотам дыхания и пульса. Технический результат - повышение точности обнаружения живого человека. Радиоволновое устройство содержит высокостабильный генератор СВЧ, четыре направленных ответвителя, два циркулятора, две антенны, смеситель, усилитель СВЧ, управляемый фазовращатель 0÷180°, управляемый аттенюатор, вычислительно-управляющий блок ВУБ, детектор, полосовой усилитель 0,1÷4 Гц и два делителя частоты на N. 1 ил.

Изобретение относится к области океанографических измерений и преимущественно может быть использовано для контроля загрязнения поверхности открытых водоемов при проведении экологических и природоохранных мероприятий. Технический результат - обеспечение возможности учитывать влияние длинных, по сравнению с брегговскими компонентами, поверхностных волн на характеристики рассеяния радиоволн, по которым оценивают изменения в пространстве спектра поверхностных волн, что повышает достоверность определения загрязнения акватории. Сущность: контролируемую область морской поверхности облучают одновременно радиоволнами разной длины с помощью скаттерометра и альтиметра, которые размещены на двух летательных аппаратах. Скаттерометр облучает контролируемую поверхность под углом, при котором регистрируемый сигнал определяет брегтовский механизм рассеяния. Он излучает по всем каналам сигнал одной и той же поляризации и регистрирует сигнал той же поляризации. Альтиметр облучает контролируемую поверхность в надир, и по его данным определяют дисперсию уклонов морской поверхности, создаваемых волнами разных масштабов. По зарегистрированным скаттерометром сигналам и с учетом полученной дисперсии уклонов морской поверхности вычисляют значения спектра поверхностных волн на длине резонансной волны. Анализируют изменения в пространстве спектра поверхностных волн и по характеру этих изменений судят о загрязнении.

Изобретение относится к измерительным системам, а именно к средствам контроля состояния конструкции и шасси летательного аппарата, и может быть использовано в различных транспортных средствах. Согласно способу контроля состояния конструкции летательного аппарата измеряют во время взлета и посадки летательного аппарата число оборотов колес основных стоек шасси, определяют пробег каждой шины колеса шасси летательного аппарата за период текущей взлет-посадки, суммируют данный пробег с уже имеющимся, определяют пробег каждой шины с начала эксплуатации, фиксируют текущую взлет-посадку, суммируют последнюю взлет-посадку каждой шины с уже имеющимися, определяют для каждой шины количество взлетов-посадок с начала эксплуатации, записывают информацию о количестве взлетов-посадок для каждой шины и ее пробег с начала эксплуатации в бортовой накопитель информации. При превышении количества взлетов-посадок и (или) пробега какой-либо из шин заданных величин осуществляют информирование об этом экипажа (оператора) летательного аппарата. В устройстве для осуществления способа колеса основных стоек шасси летательного аппарата оснащены датчиками числа оборотов, выходы которых соединены через вторую группу входов третьего элемента И, первый блок усилителей, первый блок аналого-цифровых преобразователей, первый блок формирователей импульсов и первый блок счетчиков с шестой группой входов устройства сбора информации. В результате повышается качество мониторинга технического состояния шин шасси летательного аппарата на этапах движения по аэродрому, взлета и посадки. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх