Нелинейный радиолокатор с лазерным целеуказателем и частотным дальномером

Изобретение относится к техническим средствам обнаружения и может быть использовано для поиска радиоуправляемых взрывных устройств (РВУ). Достигаемый технический результат - повышение эффективность поиска РВУ за счет сокращения времени поиска. Указанный результат достигается за счет того, что нелинейный радиолокатор состоит из передатчика зондирующего сигнала, приемников второй и третьей гармоник зондирующего сигнала, настроенных на удвоенную и утроенную частоту сигнала передатчика соответственно, блока управления, блока обработки, пульта управления и индикации, генератора сигнала, фазовых детекторов, сравнивающего моста, блока антенн, частотного дальномера, лазерного целеуказателя с электронным поворотным устройством и микроконтроллера, соединенных между собой определенным образом. 2 ил.

 

Изобретение относится к техническим средствам обнаружения и может быть использовано для поиска радиоуправляемых взрывных устройств (РВУ).

Для поиска радиоуправляемых взрывных устройств применяются различные нелинейные радиолокаторы (НРЛ). Их принцип действия основан на облучении обследуемых объектов короткими радиочастотными импульсами и приеме сигналов-откликов (переизлученных сигналов) на частотах второй и третьей гармоник зондирующего излучения [1, 2, 3].

Сигналы-отклики на частотах второй и третьей гармоник зондирующего излучения появляются в результате спектрального преобразования зондирующего сигнала на элементах с нелинейной вольтамперной характеристикой. Такой характеристикой обладают полупроводниковые элементы, входящие в состав радиоэлектронных устройств.

При облучении радиоэлектронных устройств в спектре переизлученного сигнала, как правило, преобладают четные гармонические составляющие зондирующего излучения (вторая гармоника).

Полупроводниковыми свойствами обладают также контакты металлических предметов, особенно, подвергнувшихся коррозии. При облучении таких объектов в спектре переизлученного сигнала, как правило, преобладают нечетные гармонические составляющие зондирующего излучения (третья гармоника).

По соотношению уровней сигналов-откликов на частотах второй и третьей гармоник частоты зондирования можно отличить объекты, содержащие электронные схемы с полупроводниковыми элементами, от объектов, выполненных из металла.

Известен нелинейный радиолокатор NR-900EK, состоящий из передатчика 1 зондирующего сигнала, двух приемников 2 и 4 (2-й и 3-й гармоник соответственно) зондирующего сигнала, настроенных на удвоенную и утроенную частоту сигнала передатчика, блока 6 управления, блока 7 обработки, блока 13 антенн (приемной и передающей) и пульта 8 управления и индикации (фиг. 1) [2, 3].

Местоположение обнаруженного РВУ определяется оператором, ведущим поиск приблизительно по направлению блока антенн на участок местности. Таким образом, для поиска обнаруженного РВУ необходимо вручную обследовать большой участок местности, что приводит к значительному снижению темпов ведения разведки инженерными подразделениями федеральных сил, а, следовательно, и эффективности выполнения боевых задач [2, 3].

Недостатком НРЛ NR-900EK является отсутствие указания места нахождения обнаруженного РВУ и расстояния до него.

Целью изобретения является повышение эффективности поиска РВУ.

Для достижения поставленной цели решается задача - создание нелинейного радиолокатора с целеуказателем и дальномером, который позволит оператору более точно определять участок местности, на котором установлено РВУ, и значительно сократить время на его поиск.

В качестве целеуказателя применяется лазерная указка (лазерный прицел), а в качестве дальномера - частотный измеритель дальности.

Для создания нелинейного радиолокатора с целеуказателем и дальномером предлагается дополнить существующее устройство НРЛ NR-900EK двумя фазовыми детекторами, микроконтроллером, приемной антенной с приемниками второй и третьей гармоник, сравнивающим мостом, генератором сигнала, частотным дальномером и лазерным целеуказателем, жестко закрепленным на электронном поворотном устройстве (ЭПУ), при этом не изменяя работу передатчика зондирующего сигнала, двух приемников, настроенных па удвоенную и утроенную частоту сигнала передатчика, блока управления, блока обработки, блока антенн (приемной и передающей) и пульта управления и индикации, дополнительно лишь на панели которого разместить дисплей 20×4, отображающий дальность до РВУ.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на:

- фиг. 1 представлена структурная схема НРЛ NR-900EK [2, 3];

- фиг. 2 - структурная схема предлагаемого нелинейного радиолокатора с целеуказателем и дальномером.

Предлагаемое устройство состоит из передатчика 1 зондирующего сигнала, приемников 2 и 3 второй и приемников 4 и 5 третьей гармоник зондирующего сигнала, настроенных на удвоенную и утроенную частоту сигнала передатчика 1 соответственно, блока 6 управления, блока 7 обработки, пульта 8 управления и индикации, генератора 9 сигнала, фазовых детекторов 10 и 11, сравнивающего моста 12, блока 13 антенн, частотного дальномера 14, лазерного целеуказателя 15 с электронным поворотным устройством и микроконтроллера 16.

Передатчик 1 зондирующего сигнала своим входом соединен с выходом блока 6 управления, а выходом - с входом блока 13 антенн (передающей антенной) и предназначен для формирования зондирующего сигнала, представляющего собой короткие радиочастотные импульсы и необходимого для создания зоны обнаружения.

Приемники 2, 3, 4 и 5 своими входами соединены с приемными антеннами, а выходами - со входами блока 7 обработки и предназначены для усиления сигналов-откликов, поступивших с антенн, и выделения их четной и нечетной гармоник. Приемники 2 и 3 настроены на выделение из принятого отклика сигнала, равного удвоенной частоте сигнала передатчика, а приемники 4 и 5 - сигнала, равного утроенной частоте.

Блок 6 управления своим входом соединен с выходом пульта 8 управления и индикации, а выходами - с входами передатчика 1 зондирующего сигнала, приемников 2, 3, 4 и 5 2-й и 3-й гармоник, блока 7 обработки и пульта 8 управления и индикации и необходим для управления их работой, осуществления подключений и отключений блоков для обеспечения работы устройства.

Блок 7 обработки своими входами соединен с выходами блока 6 управления, приемников 2, 3, 4 и 5, пульта 8 управления и индикации, выходами - со входами фазовых детекторов 10 и 11 и пульта 8 управления и индикации и предназначен для обработки сигналов с приемников и определения их уровней с последующей передачей этих сигналов на пульт 8 управления и индикации.

Пульт 8 управления и индикации своими входами соединен с выходами блока 6 управления, блока 7 обработки, сравнивающего моста 12, частотного дальномера 14, а выходами подключен ко входам блока 6 управления и блока 7 обработки и предназначен для формирования управляющих команд работы устройства, а также отображения данных режимов работы. Пульт 8 содержит две линейки по 16 светодиодов красного и зеленого цветов, обозначенных цифрами «2» и «3» (индикаторы уровня принимаемых сигналов-откликов второй и третьей гармоник зондирующего сигнала соответственно), кнопку «max», индикатор изменения излучаемой мощности передатчика 1 зондирующего сигнала, три кнопки ослабления уровней входных сигналов приемников 2, 3, 4 и 5 («-10», «-20», «-30»). Кроме этого, на пульте располагается дисплей, на котором отображается дальность до РВУ.

Генератор 9 сигнала своими выходами соединен со входами фазовых детекторов 10 и 11 и предназначен для формирования эталонного сигнала, необходимого для обеспечения работы фазовых детекторов 10 и 11.

Входы фазовых детекторов 10 и 11 подключены к выходам блока 7 обработки и генератора 9 сигнала, а выходы - ко входам сравнивающего моста 12. Детекторы 10 и 11 предназначены для сравнения фаз двух входных сигналов, один их которых подается с генератора 9 сигнала, а другой - с блока 7 обработки.

Сравнивающий мост 12 своими входами соединен со выходами фазовых детекторов 10 и 11, а выходами - со входами пульта 8 управления и индикации и микроконтроллера 16 и предназначен для сравнения фаз двух сигналов, определения установленного значения величины сигнала-отклика, а также формирования, в зависимости от результатов сравнения, сигнала, который подается на микроконтроллер 16.

Блок 13 антенн состоит из передающей антенны, своим входом соединенной с выходом передатчика 1 зондирующего сигнала и предназначенной для направленного излучения моногармонического сигнала в направлении объекта обследования, двух приемных антенн, своими выходами соединенных со входами приемников 2, 3, 4 и 5 2-й и 3-й гармоник, разнесенных относительно передающей антенны и предназначенных для приема сигналов-откликов от облученных зондирующим сигналом объектов.

Частотный дальномер 14 своим входом соединен с выходом микроконтроллера 16, выходом - со входом пульта 8 управления и индикации и предназначен для определения дальности (расстояния) до РВУ.

Лазерный целеуказатель 15 входом подключен к выходу микроконтроллера 16 и предназначен для светового указания обследуемого участка местности на предмет наличия на нем устройств, содержащих полупроводниковые элементы электронных схем. Он устанавливается на электронное поворотное устройство совместно с блоком 13 антенн.

Микроконтроллер 16 своим входом соединен с выходом сравнивающего моста 12, а выходами - с лазерным целеуказателем 15 с ЭПУ и частотным дальномером 14 и предназначен для управления их работой.

Устройство работает следующим образом.

После включения и подачи напряжения питания на устройство органами управления пульта 8 управления и индикации через блок 6 управления устанавливается необходимый уровень мощности излучения передатчика 1 зондирующего сигнала, а через блок 7 обработки - величина ослабления (10, 20 и 30 дБ) уровней входных сигналов приемников 2, 3, 4 и 5.

Передатчик 1 зондирующего сигнала и пульт 8 управления и индикации работают в режиме излучения. Для предотвращения выхода из строя приемников 2, 3, 4 и 5, а также блока 7 обработки на время передачи зондирующего сигнала они отключаются от блока 13 антенн блоком 6 управления. В момент приема переизлученного сигнала работают приемники 2, 3, 4 и 5, настроенные на удвоенную и утроенную частоту сигнала передатчика 1 зондирующего сигнала соответственно, блок 7 обработки, генератор 9 сигнала, фазовые детекторы 10 и 11, сравнивающий мост 12, пульт 8 управления и индикации, микроконтроллер 16, частотный дальномер 14 и лазерный целеуказатель 15 с электронным поворотным устройством. Таким образом, блок 6 управления осуществляет управление работой передающей и приемной частей нелинейного радиолокатора.

Передатчик 1 зондирующего сигнала по команде с блока 6 управления и с учетом установленного органами управления пульта 8 управления и индикации уровня мощности излучения формирует короткие зондирующие радиочастотные импульсы, которые подаются на направленную передающую антенну блока 13 антенн и излучаются в направлении обследуемого объекта.

Принятый приемными антеннами переизлученный сигнал-отклик поступает на входы приемников 2, 3, 4 и 5, где происходит его усиление. После усиления принятого сигнала-отклика из него в приемниках 2 и 3 происходит выделение сигнала, равного удвоенной частоте сигнала передатчика 1 (второй гармоники), соответствующего сигналу-отклику от радиоэлектронных устройств, а в приемниках 4 и 5 - выделение сигнала, равного утроенной частоте сигнала передатчика (третьей гармоники), соответствующего сигналу-отклику от металлических предметов, особенно подвергшихся коррозии.

С выходов приемников 2, 3, 4 и 5 выделенные сигналы поступают на блок 7 обработки.

Блок 7 обработки, используя установленные пультом 8 управления и индикации коэффициенты ослабления уровней входных сигналов приемников (10, 20 и 30 дБ), обрабатывает сигналы с приемников, определяет их уровни и передает обработанные сигналы на пульт 8 управления и индикации и фазовые детекторы 10 и 11, где происходит сравнение фаз входных сигналов с фазой сигнала генератору 9. С детекторов 10 и 11 сигналы поступают на сравнивающий мост 12, где происходит сравнение фаз поступивших двух сигналов и определение установленного значения величины сигнала-отклика, а также формирование сигнала в зависимости от результатов сравнения, который затем подается на микроконтроллер 16.

Микроконтроллер 16 подает сигнал управления на частотный дальномер 14, электронное поворотное устройство лазерного целеуказателя 15 и на включение непосредственно самого лазерного целеуказателя 15. Сенсор частотного дальномера 14 излучает импульс, который отражается от объекта, и принимает его. Дальность рассчитывается, исходя из времени до получения отклика (эха) и скорости звука в воздухе. При отсутствии сигнала с микроконтроллера 16 частотный дальномер 14 и целеуказатель 15 с электронным поворотным устройством не включаются.

На соответствующих индикаторах пульта 8 управления и индикации происходит отображение уровней сигналов, принятых от блока 7 обработки, а также расстояния, определенного частотным дальномером 14. Два индикатора уровней сигналов (две линейки диодов - 16 светодиодов красного и зеленого цветов, обозначенных цифрами «2» и «3») пульта 8 управления и индикации позволяют визуально определять уровни принимаемых сигналов-откликов второй и третьей гармоник зондирующего сигнала. По соотношению уровней сигналов второй и третьей гармоник оператор различает объекты, содержащие электронные схемы с полупроводниковыми элементами, и объекты, выполненные из металла.

Совокупность сигналов-откликов на частотах второй и третьей гармоник частоты зондирования и соотношение их уровней позволяют оператору делать вывод о характере обнаруженного объекта. При этом целеуказатель на электронном поворотном устройстве указывает местоположение РВУ, а дальномер - расстояние до него.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность поиска РВУ за счет сокращения времени поиска путем определения их местоположения с помощью нелинейного радиолокатора с целеуказателем и дальномером на микроконтроллере.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дикарев, В.И. Методы и средства обнаружения объектов в укрывающих средствах / В.И. Дикарев, В.А. Заренков. - СПб.: Наука и техника, 2004. - 280 с.

2. Переносной детектор нелинейных переходов «NR-900EK» / Руководство по эксплуатации. ЮТДН 468165003 РЭ. - ЗАО «Группа защиты - ЮТТА».

3. Интернет-сайт http://www/detektor.ru от 3.03.2014 г.

Нелинейный радиолокатор с лазерным целеуказателем и частотным дальномером, содержащий передатчик зондирующего сигнала, приемники второй и третьей гармоник, блок управления, блок обработки, блок антенн и пульт управления и индикации, где вход блока управления соединен с выходом пульта управления и индикации, выходы блока управления соединены со входами передатчика зондирующего сигнала, приемников второй и третьей гармоник, блока обработки и пульта управления и индикации, выход передатчика зондирующего сигнала соединен со входом блока антенн (передающей антенной), выход блока антенн (приемная антенна) соединен со входами приемников второй и третьей гармоник, выходы приемников второй и третьей гармоник соединены со входами блока обработки, выход которого подключен ко входу пульта управления и индикации, выход которого соединен со входом блока обработки, отличающийся тем, что дополнительно введены вторая приемная антенна, приемники второй и третьей гармоник, два фазовых детектора, генератор сигнала, сравнивающий мост, микроконтроллер, лазерный целеуказатель с электронным поворотным устройством и частотный дальномер, причем второй выход блока антенн (вторая приемная антенна) и выход блока управления соединены со входами приемников второй и третьей гармоник, выходы приемников соединены со входами блока обработки, выходы которого, наряду с выходами генератора сигнала, соединены со входами фазовых детекторов, выходы которых соединены со входами сравнивающего моста, выходы которого соединены со входами пульта управления и индикации и микроконтроллера, выходы которого соединены со входами лазерного целеуказателя с электронным поворотным устройством и частотного дальномера, выход которого для отображения дальности до цели соединен с дисплеем на пульте управления и индикации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах скрытного контроля воздушного, наземного и надводного пространства с использованием неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения, излучающих монохроматические или амплитудно-модулированные сигналы.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах скрытного контроля воздушного, наземного и надводного пространства с использованием неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения, излучающих сигналы с расширенным спектром.

Изобретение относится к средствам обнаружения скрытно вмонтированных в стены помещений электронных "подслушивающих" и "подсматривающих" устройств. Технический результат заключается в повышении достоверности обнаружения устройств несанкционированного съема речевой и визуальной информации, обеспечиваемое за счет повышенной информативности принимаемых сигналов.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для распознавания классов воздушно-космических объектов (ВКО) в радиолокационных станциях. Достигаемый технический результат изобретения - увеличение количества распознаваемых классов ВКО при достаточно высоком уровне вероятности правильного распознавания.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности микроволновой интерферометрии. Приемо-передающее устройство для фазометрических систем миллиметрового диапазона длин волн содержит генератор непрерывного зондирующего излучения, гетеродин, два смесителя, передающую и приемную антенны и волноводный тракт.

Изобретение относится к радиотехнике, преимущественно к радиолокации, в частности может быть использовано для зондирования квазимонохроматическими и дискретно-частотными сигналами стационарных, линейно рассеивающих электромагнитные волны объектов.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного, морского и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения.

Изобретение относится к области радиолокации, в частности бортовым измерителям высоты полета, и может быть использовано в импульсно-доплеровских радиовысотомерах для систем управления полетом летательных аппаратов.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного, морского и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения.

Изобретение предназначено для обеспечения первичной цифровой обработки сигналов в реальном масштабе времени во всех режимах работы бортовой радиолокационной станции (БРЛС).

Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС). Достигаемый технический результат - расширение угломестной зоны обзора или ее перемещения. Указанный результат достигается тем, что в способе радиолокационного обзора пространства, основанном на поочередном осмотре зоны обзора сторонами двухсторонней фазированной антенной решетки в процессе ее вращения вокруг вертикальной оси и электронном сканированием по углу места ε и азимуту β, расширяют или перемещают угломестную зону обзора путем дополнительного механического сканирования луча фазированной антенной решетки (ФАР) по углу места, изменяя наклон плоскости ФАР относительно ее оси вращения. Указанный технический результат достигается также тем, что радиолокационная станция для осуществления способа обзора пространства, содержащая двухстороннюю фазированную антенную решетку, выполненную с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и с двумерным электронным сканированием, а также механизм свертывания-развертывания, подвижная часть которого связана с ФАР, ФАР и механизм свертывания-развертывания выполнены с возможностью в процессе работы РЛС изменять и измерять угол наклона ФАР. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх