Устройство повышения разрешающей способности по дальности

Авторы патента:

Кильдюшевская Венера Геннадьевна (RU)

G01S7/41 - с использованием анализа эхосигналов, для характеристики цели; комплексной характеристики цели, поперечного сечения цели

Владельцы патента RU 2562065:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации (RU)
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр "Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к радиолокации, может быть использовано для обеспечения высокой разрешающей способности по дальности на выходе приемного тракта радиолокационной станции. Технический результат - уменьшение вероятности ложной тревоги при разрешении целей. Технический результат достигается тем, что устройство содержит линию задержки, сумматор, первый вход которого соединен с входом линии задержки и является входом устройства, а выход является выходом устройства, последовательно соединенные коррелятор и перемножитель, выход которого подключен ко второму входу сумматора, а второй вход перемножителя - к выходу линии задержки и первому входу коррелятора, второй вход которого соединен с выходом сумматора. 1 ил.

Известна схема согласованного фильтра для радиоимпульса [Баскаков С/И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. для вузов по спец. «Радиотехника». - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2003. - 462 с/, с. 435], содержащая колебательное звено, звено задержки, фазовращатель на 180° и сумматор. Недостатком устройства является низкая разрешающая способность по дальности, так как она определяется половиной длительности импульса на выходе устройства, которая равна двум длительностям входного сигнала.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом изобретения) является схема высокочастотного дифференцирования [Теоретические основы радиолокации. Под ред. Ширмана Я.Д. Учебное пособие для вузов. М., изд-во «Советское радио», 1970. - 560 с/, с. 224], содержащая последовательно соединенные линию задержки и сумматор, второй вход которого подключен к входу линии задержки, который является входом устройства, а выход сумматора является выходом устройства.

Задержка линии t_з выбирается из условия

где k=0, 1,2,...,

f_o - несущая частота.

Задержка эхо-сигнала приводит к тому, что на входы сумматора сигналы приходят в противофазе, в результате их суммирования формируется короткий импульс, что повышает разрешающую способность по дальности.

Однако изменение несущей частоты f_o (за счет нестабильности работы передающего устройства, эффекта Доплера при движении цели), отклонение времени задержки t_з в линии задержки или неточное знание частоты, например, при использовании постороннего передающего устройства могут привести к нарушению условия высокочастотного дифференцирования (1), что вызовет уменьшение отношения сигнал/шум на выходе устройства.

Технический результат заключается в уменьшении вероятности ложной тревоги при разрешении целей в условиях изменяющейся несущей частоты.

Технический результат достигается тем, что в схему высокочастотного дифференцирования, содержащую линию задержки и сумматор, первый вход которого соединен с входом линии задержки и является входом устройства, а выход является выходом устройства, дополнительно введены последовательно соединенные коррелятор и перемножитель, выход которого подключен к второму входу сумматора, а второй вход - к выходу линии задержки и первому входу коррелятора, второй вход которого соединен с выходом сумматора.

Сущность изобретения основана на умножении выходного сигнала линии задержки на комплексный коэффициент, при котором его фаза сдвигается относительно фазы входного сигнала на π независимо от несущей частоты. Формирование комплексного коэффициента осуществляется с помощью корреляционной обратной связи.

Структурная схема предложенного устройства приведена на фиг.1. Предложенное устройство повышения разрешающей способности по дальности состоит из линии задержки 1, коррелятора 2, перемножителя 3, сумматора 4, соединенных, как показано на фиг.1.

Назначение элементов схемы ясны из их названия.

Устройство работает следующим образом.

Эхо-сигнал через сумматор 4 поступает на второй вход коррелятора 2, на первый вход которого поступает эхо-сигнал с выхода линии задержки 1. Коррелятор 2 вырабатывает весовой коэффициент взаимной корреляции задержанного и не задержанного эхо-сигналов. Эхо-сигнал с выхода линии задержки 1 умножается в перемножителе 3 на весовой коэффициент и поступает на второй вход сумматора 4, где вычитается из эхо-сигнала, поступающего на вход устройства. При этом длительность сигнала на выходе сумматора 4 равна времени задержки в линии задержки 1 и длительности настройки коррелятора. Если на вход устройства приходят эхо-сигналы от двух целей, то на выходе наблюдается повышение разрешающей способности по дальности, даже если время задержки в линии задержки 1 не равно нечетному числу длин полуволн сигнала 2πf_ot_з≠π(2k+1), (где k=0, 1,2, …; f_o- несущая частота; t_з - время задержки в линии задержки).

Таким образом, предложенное устройство обладает высокой разрешающей способностью и обеспечивает малое значение вероятности ложной тревоги.

Предложенное техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестны устройства, обладающие высокой разрешающей способностью и низкой вероятностью ложной тревоги. Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы стандартное оборудование, приспособления и материалы широко распространенной технологии.

Устройство повышения разрешающей способности по дальности, содержащее линию задержки и сумматор, первый вход которого соединен со входом линии задержки и является входом устройства, а выход является выходом устройства, отличающееся тем, что дополнительно введены последовательно соединенные коррелятор и перемножитель, выход которого подключен ко второму входу сумматора, а второй вход перемножителя - к выходу линии задержки и первому входу коррелятора, второй вход которого соединен с выходом сумматора.

Изобретение относится к радиоэлектронике и касается принципов построения системы обработки гидроакустической или радиолокационной информации в части автоматического сопровождения подвижной цели.

Способ бесстробового автоматического сопровождения подвижной цели // 2551356

Изобретение относится к гидроакустике и радиолокации и может быть использовано в системе обработки информации для автоматического сопровождения подвижных целей.

Идентификация потенциально опасных веществ с помощью активных электромагнитных волн // 2515956

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 контроля внутреннего пространства машины // 2513045

Система контроля (20) внутреннего пространства машины (2), содержащая посылающий радарное излучение (28) во внутреннее пространство (6) радар (26), радарный приемник (34), принимающий отраженное во внутреннем пространстве (6) радарное излучение (32) и подающий его в виде принятого сигнала (36), блок (38) управления и обработки для определения фактической сигнатуры (40а) по принятому сигналу (36) и ее сравнения с хранящейся в памяти, представляющей бездефектную машину (2) заданной сигнатуры (40b), и блок (42) выдачи сигнала (46, 52а,b) дефекта при превышающем допуск (44) отклонении фактической сигнатуры (40а) от заданной сигнатуры (40b).

Детектирование цели в изображаемом посредством sar морском районе // 2472174

Изобретение относится к детектированию цели в морском районе на основе ее изображения Радаром с Синтезированной Апертурой (SAR). .

Устройство для измерения эффективной площади рассеяния радиолокационных объектов // 2439605

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано при измерении эффективной площади рассеяния различных объектов радиолокации, имеющих небольшие (до нескольких полуволн) размеры.

Радиолокационное устройство классификации вибрирующих летательных аппаратов с траекторными нестабильностями полета в приземных слоях атмосферы // 2407031

Изобретение относится к области радиолокационных измерений и может быть использовано в импульсных радиолокаторах с коническим сканированием для классификации различных объектов.

Способ измерения локальных эффективных поверхностей рассеяния объектов в сверхширокой полосе частот // 2360264

Изобретение относится к радиолокации, в частности к радиолокационным измерениям, и может быть использовано для измерения локальных эффективных поверхностей рассеяния (ЭПР) радиолокационных объектов в сверхширокой полосе частот в свободном пространстве при использовании импульсных сверхширокополосных (СШП) сигналов без несущей, у которых рабочая полоса f и средняя частота f0 сравнимы по величине.

Двухпороговый обнаружитель сигналов панорамного приемника последовательного анализа // 2331083

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в панорамных приемниках станций радиопомех, радиопеленгаторах и аналогичных устройствах для обнаружения наземных источников радиоизлучения, функционирующих в условиях шума неизвестной интенсивности.

Устройство для распознавания случайных сигналов // 2245561

Способ и устройство для обнаружения вращающегося колеса // 2577516

Изобретение относится к способу и устройству обнаружения вращающегося колеса транспортного средства, которое движется по проезжей части в направлении движения и колеса которого, по меньшей мере, частично открыты сбоку. Техническим результатом является повышение надежности обнаружения вращающегося колеса транспортного средства. Предложен способ обнаружения вращающегося колеса (4) транспортного средства (1), которое движется по проезжей части (2) в направлении движения (3) и колеса (4) которого, по меньшей мере, частично открыты сбоку, включающий этапы: отправку электромагнитного измерительного луча (9) с известной временной характеристикой его частоты на первую область над проезжей частью (2) в направлении наискось к вертикали (V) и перпендикулярно или наискось к направлению движения (3), прием отраженного измерительного луча (9) и запись временной характеристики его частот по отношению к известной характеристике в качестве характеристики (20) смеси принятых частот и обнаружение непрерывно возрастающей или убывающей в течение отрезка времени полосы (22) частот в характеристике (20) смеси принятых частот в качестве колеса (4). 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил.

Способ и устройство детектирования колес // 2580947

Изобретение относится к способу и устройству детектирования (обнаружения) вращающегося колеса транспортного средства, которое движется по проезжей части в направлении движения, и колеса которого, по меньшей мере, частично открыты сбоку. Техническим результатом является повышение надежности детектирования вращающегося колеса транспортного средства. Предложен способ детектирования колес (4) транспортного средства (1), которое передвигается по дороге (2) в направлении (3) движения и колеса (4) которого, по меньшей мере, частично открыты сбоку, включающий: излучение электромагнитного излучения лепестка (15) диаграммы направленности измерительного пучка с известной временной характеристикой частоты от области сбоку дороги (2) на область дороги (2) и с наклоном по отношению к направлению (3) движения; прием лепестка (15) диаграммы направленности измерительного пучка, отраженного проходящим транспортным средством (1), и запись временной характеристики (F) всех частот отраженного излучения относительно указанной известной характеристики; и обнаружение в качестве колеса уширения (A2) частоты в записанной характеристике (F), появляющегося во время прохода (Тр) транспортного средства, причем уширения, превышающего заданную величину (S) уширения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Радиолокационная станция // 2609144

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для повышения вероятности обнаружения целей. Достигаемый технический результат - снижение уровня боковых лепестков корреляционной функции для любых зондирующих сигналов при априорно неизвестных характеристиках приемо-передающего тракта. Указанный результат достигается за счет того, что радиолокационная станция содержит два постоянных запоминающих устройства, три коммутатора, синтезатор сигнала, два смесителя, усилитель мощности, направленный ответвитель, циркулятор, антенну, задающий генератор, квадратурный демодулятор, два аналого-цифровых преобразователя, мультиплексор, модуль обработки сигналов, делитель, фазовращатель, накопитель, адаптивный фильтр, перепрограммируемое запоминающее устройство, цифровую вычислительная машину, при этом перечисленные средства определенным образом соединены между собой. Указанный технический результат достигается за счет внесения предыскажений в излучаемый зондирующий сигнал посредством пропуска излучаемого сигнала через адаптивный фильтр, амплитудная и фазовая характеристики которого подбираются в специальном режиме работы радиолокационной станции. 2 ил.

Способ оценки параметров траектории объекта // 2610831

Изобретение относится к локационной технике и предназначено для использования в системах сопровождения подвижных объектов и системах наведения ракет. Достигаемый технический результат - повышение точности оценки параметров траектории сопровождаемого объекта в условиях неопределенности динамики его движения. Указанный результат достигается за счет того, что способ оценки параметров траектории объекта основан на измерении координат объекта, преобразовании их в прямоугольные координаты и использовании для оценки параметров траектории объекта фильтра Калмана, при этом устанавливают контролируемый параметр фильтра Калмана и задают его пороговое значение, в текущем времени оценивания умножают корреляционную матрицу ошибок экстраполяции фильтра Калмана на весовой коэффициент с начальным значением, равным единице, накапливают значение контролируемого параметра, сравнивают накопленное значение контролируемого параметра с пороговым значением и если оно больше порогового значения, то формируют признак "Маневр", обнуляют накопленное значение контролируемого параметра, а значение весового коэффициента дискретно увеличивают и далее продолжают накопление контролируемого параметра и формирование оценок параметров траектории, при этом, если при наличии признака "Маневр" накопленное значение контролируемого параметра станет меньше порогового значения, то признак "Маневр" снимают, обнуляют накопленное значение контролируемого параметра, а значение весового коэффициента дискретно уменьшают и далее продолжают накопление контролируемого параметра и формирование оценок параметров траектории объекта. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ детектирования колеса транспортного средства // 2631132

Изобретение относится к способу детектирования вращающегося колеса транспортного средства. Предложен способ детектирования вращающегося колеса (1) транспортного средства (2), характеризующийся тем, что детектируют колесо (1) путем оценки допплеровского сдвига частоты отраженного колесом (1) и возвращенного с допплеровским сдвигом измерительного луча (6), испускаемого детекторным блоком (5), мимо которого проходит указанное транспортное средство (2). В относительном положении (R), относительно колеса (1), транспортное средство (2) содержит бортовое устройство (15), способное устанавливать радиосвязь (23) с приемопередатчиком (24), установленным в известном положении (L) в детекторном блоке. Способ включает: измерение направления (δ) и расстояния (z) до бортового устройства (15) от приемопередатчика (24) посредством радиосвязи (23) между указанными устройствами и управление направлением излучения (δ, β, γ) или положением (A) излучения измерительного луча (6) в соответствии с измеренными направлением (δ) и расстоянием (z) и с учетом вышеуказанных относительного положения (R) и положения (L). Относительное положение (R) сохраняют в бортовом устройстве (15) и считывают из бортового устройства (15) с помощью радиосвязи (23) для учета при вышеуказанном управлении. Достигается создание усовершенствованного способа детектирования колес, основанного на допплеровских измерениях. 14 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Способ измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта с компенсацией искажений // 2638559

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиолокационных системах с зондирующими сигналами, кодированными по фазе (фазокодоманипулированными сигналами), для измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта. Достигаемый технический результат - повышение точности измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта за счет компенсации возникающих искажений (погрешности измерения). Технический результат достигается тем, что в способе измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта с компенсацией искажений при зондировании на одной несущей частоте на ортогональных поляризациях одновременно излучают соответствующие ортогональные по структуре радиосигналы, принимают одновременно все ортогонально поляризованные составляющие отраженных от объекта радиосигналов, выходные радиосигналы каждого соответствующего по поляризации канала приемника подают на фильтры, каждый из которых согласован с одним из излученных ортогональных по структуре радиосигналов, при этом для компенсации искажений, обусловленных неидентичностью используемых передающих и приемных каналов, радиосигналы на выходах согласованных фильтров умножают на весовые коэффициенты, которые находят до излучения зондирующих радиосигналов по объекту локации на основе анализа результатов работы радиолокационной станции, после чего измеряют на выходах умножителей параметры радиосигналов, определяющие соответствующие элементы поляризационной матрицы рассеяния объекта, при этом измеренные значения кроссовых элементов поляризационной матрицы рассеяния объекта объединяют. 1 ил.

Способ сопровождения цели и способ излучения и приема сигнала // 2639710

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использованы для обнаружения и завязывания трассы цели. Достигаемый технический результат по первому варианту способа сопровождения цели - сокращение временных затрат на завязывание трасс целей и увеличение надежности сопровождения за счет уменьшения размеров стробов, а также возможность обнаружения в первом обзоре особо опасных высокоскоростных целей. Указанные технические результаты достигаются тем, что в способе сопровождения цели, основанном на установке строба первичного захвата по измеренной при ее обнаружении дальности с использованием зондирующего сигнала с однозначной дальностью с последующей выработкой строба сопровождения, зондируют области стробов сигналами, обеспечивающими измерение допплеровской скорости цели. Достигаемым техническим результатом по второму варианту способа излучения и приема сигнала является использование той же структуры сигнала для измерения (разрешения) допплеровской скорости, что и для измерения дальности. Указанный технический результат достигается тем, что в способе излучения и приема сигнала при измерении (разрешении) допплеровской скорости, основанном на формировании сигнала с внутриимпульсной модуляцией, сигнал излучают отдельными частями, а при приеме их отражений сжимают их в допплеровских каналах. 2 н. и 5 з.п. ф-лы.

Устройство для радиолокационного зондирования подстилающей поверхности // 2640291

Изобретение относится к классу геофизических приборов, предназначенных для исследований, не нарушающих структуры грунта, на глубины от нескольких десятков до нескольких сотен метров. Достигаемый технический результат - расширение диапазона обрабатываемых значений сигналов, поступающих в ответ на подачу зондирующих импульсов, что позволяет без искажений принимать информацию с различных глубин зондирования, практически исключая искажения, связанные с нелинейностью входных характеристик приемных элементов. Указанный результат достигается за счет того, что устройство содержит передающую часть и приемную часть. Передающая часть включает в себя последовательно связанные высоковольтный источник питания, формирователь зондирующих импульсов и передающую антенну, а приемная часть - последовательное связанные приемную антенну, средство обработки сигналов, средство представления результатов обработки сигналов. Средство обработки сигналов содержит двухканальный аналого-цифровой преобразователь, выходы которого подключены к входам средства объединения канальных сигналов преобразователя для передачи средству представления результатов обработки. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ картографирования земной поверхности бортовой радиолокационной станцией в переднем секторе обзора // 2640406

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к радиолокационным станциям, устанавливаемым на летательных аппаратах, и предназначено для решения задач картографирования земной поверхности. Достигаемый технический результат - повышение разрешающей способности по азимуту вблизи линии пути носителя бортовой радиолокационной станции (БРЛС). Указанный результат достигается за счет того, что когерентно излучают и накапливают сигнал в процессе сканирования лучом диаграммы направленности антенны вблизи линии пути носителя БРЛС, когда луч диаграммы направленности антенны, плавно перемещаясь, охватывает весь передний сектор, осуществляют сигнальную обработку накопленного сигнала, заключающуюся в определении и компенсации фазового набега, определении крутизны частотной модуляции сигналов, выделении сигналов, накопленных слева и справа от линии пути носителя БРЛС, спектральной обработке сигналов, объединении сигналов, накопленных слева и справа от линии пути носителя, затем повторно сканируют тот же участок земной поверхности с когерентным накоплением отраженного сигнала, осуществляют обработку повторно накопленного сигнала, аналогичную обработке первого сигнала, причем выделение сигналов с положительной и отрицательной крутизнами частотной модуляции осуществляют с компенсацией разности фаз относительно первого накопленного сигнала, после обработки обоих сигналов суммируют поэлементно полученные массивы амплитуд сигналов и формируют радиолокационное изображение из суммарного массива амплитуд. 3 ил.

Способ распознавания разрушения (подрыва) самолета и устройство для его осуществления // 2642526

Изобретение относится к системам для обнаружения объекта путем отражения от его поверхности радиоволн и может быть использовано в радиолокации для распознавания разрушения (подрыва) самолета. Достигаемый технический результат - обеспечение возможности распознавания разрушения (подрыва) самолета. Технический результат достигается тем, что в способе распознавания разрушения (подрыва) самолета, заключающемся в излучении в сторону самолета электромагнитной энергии, приеме отраженных от самолета сигналов, получении спектра отраженного сигнала, проведении узкополосной фильтрации составляющих частоты Доплера, дополнительно определяют наличие частоты Доплера на частоте, вызванной перемещением со скоростью, близкой к скорости фронта ударной волны, обеспечивают ее воспроизведение, индицируют и сигнализируют о наличии данного сигнала. Устройство, реализующее способ, содержит последовательно соединенные антенну и радиолокационную станцию (РЛС), фильтр, настроенный на частоту Доплера, вызванную перемещением со скоростью, близкой к скорости фронта ударной волны, динамик, детектор, пороговое устройство и схему индикации, причем вход фильтра соединен с выходом РЛС, выход фильтра соединен со входами динамика и детектора, выход которого через пороговое устройство соединен со схемой индикации. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.