EA035399B1 - Method and system for radar surveillance of targets in various propagation media - air, water, terrestrial - Google Patents
Method and system for radar surveillance of targets in various propagation media - air, water, terrestrial Download PDFInfo
- Publication number
- EA035399B1 EA035399B1 EA201800016A EA201800016A EA035399B1 EA 035399 B1 EA035399 B1 EA 035399B1 EA 201800016 A EA201800016 A EA 201800016A EA 201800016 A EA201800016 A EA 201800016A EA 035399 B1 EA035399 B1 EA 035399B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- outputs
- inputs
- forming
- electromagnetic field
- signal
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates
Данное изобретение относится к области радиотехники, в частности к системам радиолокационного наблюдения (РЛН) объектов, находящихся в воздушной, водной и земной средах независимо от местонахождения системы РЛН, и может быть использовано при проектировании новых и усовершенствовании существующих способов и систем ведения радиолокационного наблюдения.This invention relates to the field of radio engineering, in particular to radar surveillance systems (RLN) of objects located in the air, water and terrestrial environments, regardless of the location of the RLR system, and can be used in the design of new and improvement of existing methods and systems for conducting radar surveillance.
Уровень техникиState of the art
Известно множество способов и устройств радиолокационного наблюдения (патент РФ № 2377595 (16.06.2008 г.), патент РФ № 2524401 (27.07.2014 г.), патент РФ № 2528391 (20.09.2014 г.), патент РФ № 2498339 (01. 03.2012 г.) и другие). Однако все они реализуют свои возможности исключительно в воздушной среде, в которой потери энергии при распространении электромагнитных волн (ЭМВ) минимальны. Для реализации управления шириной диаграммы направленности и электронного сканирования в них используются фазированные антенные решетки, характеризующиеся высокой стоимостью и значительными массогабаритными характеристиками.There are many methods and devices for radar surveillance (RF patent No. 2377595 (June 16, 2008), RF patent No. 2524401 (07/27/2014), RF patent No. 2528391 (09/20/2014), RF patent No. 2498339 (01 . 03.2012) and others). However, they all realize their capabilities exclusively in air, in which energy losses during the propagation of electromagnetic waves (EMW) are minimal. To implement the control of the directional pattern width and electronic scanning, they use phased antenna arrays, which are characterized by high cost and significant weight and size characteristics.
Какие-либо реальные способы и устройства ведения радиолокационного наблюдения в водной среде, характеризующейся высокими потерями энергии при распространении ЭМВ, отсутствуют. Для обнаружения объектов в водной среде в настоящее время используются гидроакустические способы.There are no real methods and devices for conducting radar surveillance in an aquatic environment characterized by high energy losses during the propagation of EMW. To detect objects in the aquatic environment, hydroacoustic methods are currently used.
Известен ряд способов и устройств осуществления радиолокационного зондирования (РЛЗ) земных недр. Так, известно устройство (авторское свидетельство СССР № 1728812, опубл. 19.08.1989 г.), реализующее способ, в соответствии с которым импульсные воздействия на грунт производят с интервалом, не меньшим длительности записи эхо-сигнала, а сигнал с момента первого воздействия дискретизируют, взвешивают, заносят в память по номерам адреса, соответствующим порядковым номерам интервалов дискретизации, считывают в том же порядке с момента второго воздействия и перемножают в реальном времени с эхо-сигналом от второго воздействия. Подавление несингенетичной помехи превышает 45 дБ.A number of methods and devices for the implementation of radar sensing (RLZ) of the earth's interior are known. So, a device is known (USSR author's certificate No. 1728812, publ. 19.08.1989), which implements a method according to which impulse impacts on the ground are performed with an interval not less than the duration of the echo signal recording, and the signal from the moment of the first impact is sampled , are weighed, stored in memory according to the address numbers corresponding to the serial numbers of the sampling intervals, read in the same order from the moment of the second action and multiplied in real time with the echo signal from the second action. The rejection of non-syngenetic interference is greater than 45 dB.
К недостаткам способа следует отнести его малую глубину зондирования, невозможность получения трехмерных изображений, сложность его реализации в реальном времени, что требует усложнения аналогового тракта, снижая общую надежность полевой аппаратуры и точность вычислений. Кроме того, двукратное использование задержанного сигнала в перемножении с не задержанным сигналом увеличивает вклад помехи, которую несет задержанный сигнал.The disadvantages of this method include its shallow sounding depth, the impossibility of obtaining three-dimensional images, the complexity of its implementation in real time, which requires the complication of the analog path, reducing the overall reliability of field equipment and the accuracy of calculations. In addition, using the delayed signal twice in multiplication with the non-delayed signal increases the contribution of the delayed signal's interference.
Известен также способ радиолокационного зондирования подстилающей поверхности, включающий в себя формирование зондирующих импульсов с помощью газового разрядника, их излучение передающей антенной, регистрацию отраженных волн приемной антенной, предварительную обработку зарегистрированного сигнала в приемном блоке с помощью аттенюатора и усилителя-ограничителя, получение волновой формы сигнала методом сравнения с величиной порога, задаваемой по шкале квантования, вывод информации на экран жидкокристаллического индикатора (ЖКИ) и запись ее в память (патент РФ № 2080622, опубл. 27.05.1997 г.).There is also known a method of radar sensing of the underlying surface, which includes the formation of sounding pulses using a gas spark gap, their emission by a transmitting antenna, registration of reflected waves by a receiving antenna, preliminary processing of the recorded signal in the receiving unit using an attenuator and an amplifier-limiter, obtaining a waveform by the method comparing with the threshold value set on the quantization scale, displaying information on a liquid crystal display (LCD) screen and recording it into memory (RF patent No. 2080622, publ. 05/27/1997).
Недостатками способа являются малая глубина зондирования, невозможность получения трехмерных изображений и определения физических характеристик исследуемых структур, а также то, что принятый за основной бинарный режим не позволяет в сложных ситуациях производить правильную интерпретацию полученных данных.The disadvantages of this method are the shallow depth of probing, the impossibility of obtaining three-dimensional images and determining the physical characteristics of the structures under study, as well as the fact that adopted as the main binary mode does not allow in difficult situations to correctly interpret the data obtained.
Известное устройство, реализующее описанный выше способ, содержит автономный передатчик, включающий в себя последовательно соединенные таймер и преобразователь напряжения, подключенные к источнику питания, и формирователь зондирующих импульсов на газовом разряднике, и подсоединяемую через разъем передающую антенну, приемный блок, включающий в себя последовательно соединенные приемную антенну и конструктивно объединенные в отдельный блок антенного усилителя последовательно соединенные аттенюатор и усилитель-ограничитель, соединенный с первым выходом блока синхронизации, соединенный со вторым выходом усилителя-ограничителя основной усилитель, а также панель управления, блок памяти и ЖКИ.The known device that implements the method described above contains an autonomous transmitter including a series-connected timer and a voltage converter connected to a power source, and a probe pulse generator on a gas discharge gap, and a transmitting antenna connected through a connector, a receiving unit including series-connected a receiving antenna and a series-connected attenuator and a limiter amplifier connected to the first output of the synchronization unit, connected to the second output of the limiter amplifier, the main amplifier, as well as a control panel, a memory unit and an LCD, structurally combined into a separate unit of the antenna amplifier.
Недостатками устройства являются перечисленные ранее для способа, а также недостаточный динамический диапазон, что приводит к ограничению амплитуды сигнала при получении волновой формы, а также к полной потере информации об амплитуде сигнала в режиме бинарных форм.The disadvantages of the device are those listed earlier for the method, as well as insufficient dynamic range, which leads to a limitation of the signal amplitude when receiving a waveform, as well as to a complete loss of information about the signal amplitude in the binary form mode.
Известна система для комплексных геофизических исследований (патент США № 4899322, опубл. 06.02.1990 г.), содержащая радиолокационное устройство для обнаружения подповерхностных объектов, акустическое устройство обнаружения, сейсмограф, лазерное оборудование, устройство для определения удельного сопротивления земли и ряд других геофизических устройств. С каждой геофизической установкой соединен процессор, собирающий информацию и передающий ее в регистратор данных. К регистратору данных подключен компьютер, объединяющий информацию, поступающую от датчиков. Обработанная на компьютере информация воспроизводится на дисплее или распечатывается.A known system for complex geophysical research (US patent No. 4899322, publ. 02/06/1990), containing a radar device for detecting subsurface objects, an acoustic detection device, a seismograph, laser equipment, a device for determining the resistivity of the earth and a number of other geophysical devices. A processor is connected to each geophysical installation, collecting information and transmitting it to a data logger. The data logger is connected to a computer that integrates information from the sensors. Information processed on a computer is displayed or printed.
К недостатку данной известной системы можно отнести отсутствие единой измерительной процедуры, что значительно усложняет конструкцию. Используется несколько предварительных измерительных каналов (по числу датчиков), что приводит к накапливанию различных систематических ошибок, а это снижает точность последующей комплексной обработки результатов исследований. Кроме того, мощности компьютера не используются при сборе и компоновке информации. Эти функции возложеныThe disadvantage of this known system can be attributed to the lack of a single measurement procedure, which greatly complicates the design. Several preliminary measuring channels (according to the number of sensors) are used, which leads to the accumulation of various systematic errors, and this reduces the accuracy of the subsequent complex processing of research results. In addition, the power of the computer is not used in the collection and arrangement of information. These functions are assigned
- 1 035399 на процессоры - значительно менее мощные вычислительные структурные единицы, чем компьютер. Это лишает возможности оператора эффективно вмешиваться в процесс исследований, что снижает информативность и производительность процесса съемки.- 1,035399 for processors - significantly less powerful computing structural units than a computer. This makes it impossible for the operator to effectively intervene in the research process, which reduces the information content and productivity of the shooting process.
Известен способ геофизической разведки и устройство для его осуществления, основанные на излучении радио- и сейсмоакустических сигналов (патент РФ № 2022301 С1, опубл. 12.11.1992 г.) Принятые радио-, эхо-сигналы преобразуют в частоту сейсмоакустических эхо-сигналов. Далее все эхосигналы усиливают, фильтруют, взвешивают и предварительно обрабатывают с использованием одних и тех же аппаратно-программных средств. При этом предварительная обработка включает в себя вычисление произведений эхо-сигналов от последовательных возбуждений и суммирование по 5-30 произведений в зависимости от скорости и целей исследований. Для увеличения глубины разведки вводят коррекцию рассогласования на стадии обработки сигналов с учетом различия сейсмоакустических сигналов и радиосигналов от опорного горизонта. Кроме того, временной сигнал между двумя импульсными воздействиями устанавливают равным 0,25-1 периода. Для реализации способа устройство снабжено стробоскопом, аналоговым трактом с процессором, а также отслеживающим преобразователем частоты.The known method of geophysical exploration and a device for its implementation, based on the emission of radio and seismoacoustic signals (RF patent No. 2022301 C1, publ. 12.11.1992) Received radio, echo signals are converted into the frequency of seismoacoustic echoes. All echoes are then amplified, filtered, weighed and pre-processed using the same hardware and software. In this case, preprocessing includes the calculation of the products of echo signals from successive excitations and the summation of 5-30 products, depending on the speed and objectives of the research. To increase the depth of exploration, the mismatch correction is introduced at the stage of signal processing, taking into account the difference in seismoacoustic signals and radio signals from the reference horizon. In addition, the time signal between two impulse influences is set equal to 0.25-1 periods. To implement the method, the device is equipped with a stroboscope, an analog path with a processor, and a tracking frequency converter.
Недостатками этого способа являются малая глубина зондирования, ограниченный набор определяемых геометрических параметров, невозможность прямого построения объемных (трехмерных) изображений и невозможность непосредственного определения физических характеристик выявленных структур.The disadvantages of this method are the shallow depth of probing, the limited set of determined geometric parameters, the impossibility of direct construction of volumetric (three-dimensional) images and the impossibility of directly determining the physical characteristics of the identified structures.
Известен способ радиолокационного зондирования подстилающей поверхности и устройство для его осуществления для исследования подповерхностной структуры почвы и обнаружения объектов до глубины в несколько десятков и в несколько сотен метров (патент РФ № 2244322 С1, опубл. 02.04.2003 г.). Этот способ включает в себя формирование зондирующих импульсов с помощью газового разрядника, их излучение, регистрацию отраженных волн, предварительную обработку зарегистрированного сигнала, получение волновой формы сигнала методом сравнения с величиной порога, задаваемой по шкале квантования, вывод информации на экран жидкокристаллического индикатора (ЖКИ) и запись ее в память. При предварительной обработке формируют квазилогарифмическую шкалу квантования амплитуды сигнала. Представляют логарифмическую полноволновую форму зарегистрированного сигнала в виде последовательного ряда волновых форм сигнала в трехмерной форме по координатам амплитуда - время задержки - длина профиля с цветной кодировкой амплитуды сигнала. Определяют значения диэлектрической постоянной и затухания сигнала в подстилающих слоях, по величине которых судят о наличии подповерхностных объектов. На экран ЖКИ одновременно с кадром полноволновой формы сигнала выводят бинарный кадр, составленный из последовательного ряда полноволновых форм, выделенных при заданной величине порога.A known method of radar sounding of the underlying surface and a device for its implementation for studying the subsurface structure of the soil and detecting objects to a depth of several tens and several hundred meters (RF patent No. 2244322 C1, publ. 02.04.2003). This method includes the formation of probing pulses using a gas spark gap, their emission, registration of reflected waves, preliminary processing of the recorded signal, obtaining the waveform of the signal by comparison with the threshold value set on the quantization scale, displaying information on the LCD screen, and writing it into memory. During preliminary processing, a quasi-logarithmic scale of signal amplitude quantization is formed. The logarithmic full-waveform of the recorded signal is presented as a sequential series of waveforms in three-dimensional form along the coordinates amplitude - delay time - length of the profile with color-coded signal amplitude. The values of the dielectric constant and signal attenuation in the underlying layers are determined, by the value of which the presence of subsurface objects is judged. Simultaneously with the frame of the full-waveform of the signal, a binary frame is displayed on the LCD screen, composed of a sequential number of full-waveforms, selected at a given value of the threshold.
Устройство для реализации этого способа содержит передатчик, формирователь зондирующих импульсов на газовом разряднике, передающую антенну, приемный блок, включающий в себя последовательно соединенные приемную антенну и конструктивно объединенные в отдельный блок антенного усилителя, последовательно соединенные управляемый аттенюатор и усилитель-ограничитель, соединенный с первым выходом блока синхронизации, соединенный со вторым выходом усилителяограничителя основной усилитель. Устройство содержит также панель управления, блок памяти, ЖКИ, блок обработки. Запуск передатчика осуществляется путем разрыва оптоэлектронной пары, связанной с панелью управления основного блока и преобразователем напряжения передатчика и выполненной в виде инфракрасного светодиода и фотоприемника.A device for implementing this method comprises a transmitter, a probe pulse shaper on a gas spark gap, a transmitting antenna, a receiving unit that includes a serially connected receiving antenna and structurally combined into a separate unit of an antenna amplifier, a controllable attenuator and a limiter amplifier connected in series with the first output the synchronization unit connected to the second output of the limiter amplifier is the main amplifier. The device also contains a control panel, a memory unit, an LCD, a processing unit. The transmitter is started by breaking the optoelectronic pair connected to the control panel of the main unit and the transmitter voltage converter and made in the form of an infrared LED and a photodetector.
Недостатками данного известного решения являются малая глубина зондирования, ограниченный набор определяемых геометрических параметров, невозможность определения физических характеристик исследуемых структур, невозможность прямого построения объемных (трехмерных) изображений.The disadvantages of this known solution are the shallow depth of probing, a limited set of determined geometric parameters, the impossibility of determining the physical characteristics of the structures under study, the impossibility of direct construction of volumetric (three-dimensional) images.
Известен способ и устройство для радиолокационного зондирования земных недр (евразийский патент № 009971, опубл. 28.04.2008 г.). Данный способ включает в себя формирование пачки зондирующих импульсов, их излучение, прием отраженных волн, обработку принимаемых сигналов с использованием аппаратно-программных средств. При этом для увеличения глубины разведки используют принудительно вызываемый структурно-параметрический поляризационный резонанс на разведываемых структурах, для чего частоту вращения вектора поляризации излучаемого сигнала перестраивают по определенному закону в диапазоне до нескольких октав. При приеме отраженных сигналов используют накопление сигналов, а сам прием ведут в режимах совмещенного и разнесенного приема. При обработке принятых сигналов определяют частоты поляризационных резонансов для каждой выявленной структуры и соответствующие времена запаздывания отраженных сигналов, что обеспечивает определение глубин залегания разведываемых структур с одновременной оценкой их геометрических и физических характеристик.The known method and device for radar sounding of the earth's interior (Eurasian patent No. 009971, publ. 28.04.2008,). This method includes the formation of a burst of probe pulses, their emission, reception of reflected waves, processing of the received signals using hardware and software. In this case, to increase the depth of exploration, a forcedly induced structural-parametric polarization resonance is used on the explored structures, for which the frequency of rotation of the polarization vector of the emitted signal is rearranged according to a certain law in the range of up to several octaves. When receiving the reflected signals, the accumulation of signals is used, and the reception itself is carried out in the modes of combined and diversity reception. When processing the received signals, the frequencies of polarization resonances for each detected structure and the corresponding delay times of the reflected signals are determined, which ensures the determination of the depths of the explored structures with a simultaneous assessment of their geometric and physical characteristics.
Устройство для радиолокационного зондирования земных недр содержит N радиоприемных устройств, разнесенных на местности и объединенных в единую систему с помощью систем передачи данных и позиционирования, и радиопередающее устройство, совмещенное с одним из радиоприемных устройств и перемещаемое при проведении исследований относительно остальных зафиксированных N-1 приемных устройств, чем обеспечивается существенное улучшение точностных характеристик и разрешающей способности, а также прямое формирование двумерных и трехмерных изображений исследуе- 2 035399 мых структур за счет синтезирования эквивалентной апертуры антенн до размеров пути перемещения радиопередающего устройства.The device for radar sounding of the earth's interior contains N radio receivers, spaced out on the ground and combined into a single system using data transmission and positioning systems, and a radio transmitting device combined with one of the radio receivers and moved during research relative to the rest of the fixed N-1 receiving devices , which provides a significant improvement in the accuracy characteristics and resolution, as well as the direct formation of two-dimensional and three-dimensional images of the investigated structures by synthesizing the equivalent aperture of the antennas to the dimensions of the path of movement of the radio transmitting device.
Недостатками данного известного решения являются ограниченность диапазона различаемых по геометрическим и физическим характеристикам структур, отсутствие управления параметрами зондирующего сигнала и структурой электромагнитного поля в зависимости от текущих результатов зондирования, высокие вероятности наличия в данных интерпретации интерференционных (ложных) структур (слоев) и пропуска реально присутствующих, ограниченные возможности в интерпретации результатов зондирования вследствие ограниченности набора рассчитываемых физических характеристик сред распространения, ограниченные возможности применения на сильнопересеченной местности и в горных условиях.The disadvantages of this known solution are the limited range of structures distinguished by their geometric and physical characteristics, the lack of control over the parameters of the probing signal and the structure of the electromagnetic field depending on the current sounding results, high probabilities of the presence of interference (false) structures (layers) in the interpretation data and the omission of those actually present. limited possibilities in the interpretation of the sounding results due to the limited set of calculated physical characteristics of the propagation media, limited possibilities of application in rugged terrain and in mountainous conditions.
Известен способ и система радиолокационного исследования земных недр (патент РФ № 2436130, 06.11.2009 г.). Способ включает формирование электромагнитного поля с круговой поляризацией и изменяющейся в течение длительности излучаемых сигналов в заданных пределах частотой вращения вектора поляризации, излучение пилот-сигнала в виде пачки радиоимпульсов с изменяющимися от импульса к импульсу параметрами, прием и экспресс-анализ отраженного сигнала, оптимизацию значений параметров сигнала для проведения непосредственно радиолокационного зондирования земных недр, в процессе зондирования излучают несколько пачек радиоимпульсов с различными длительностями сигналов и диапазонами перестройки частоты вращения вектора поляризации от пачки к пачке, осуществляют прием и последующую обработку отраженных сигналов, после чего производят идентификацию и интерпретацию выявленных структур.The known method and system for radar research of the earth's interior (RF patent No. 2436130, 06.11.2009,). The method includes the formation of an electromagnetic field with circular polarization and the frequency of rotation of the polarization vector that changes during the duration of the emitted signals within the specified limits, the emission of a pilot signal in the form of a burst of radio pulses with parameters varying from pulse to pulse, reception and express analysis of the reflected signal, optimization of the parameter values signal for direct radar sounding of the earth's interior, in the process of sounding, several packets of radio pulses are emitted with different signal durations and ranges of tuning the frequency of rotation of the polarization vector from pack to pack, receive and subsequent processing of reflected signals, after which identification and interpretation of the identified structures are performed.
Устройство радиолокационного зондирования земных недр и поиска полезных ископаемых дополнительно содержит систему адаптации параметров сигнала, обеспечивающую оптимизацию значений параметров зондирующего сигнала по результатам экспресс-анализа, система управления содержит средство формирования пилот-сигнала, средство формирования адаптированного зондирующего сигнала и средство управления механизмами ориентации оптических осей антенных систем, система обработки данных дополнительно содержит средство экспресс-анализа пилот-сигнала, средство идентификации интерференционных резонансов и средство определения коэффициента поглощения для выявленных структур, передающая и приемные антенные системы оборудованы механизмами ориентации их оптических осей, а радиоприемные устройства выполнены по схеме синхродинного типа.The device for radar sounding of the earth's interior and search for minerals additionally contains a system for adapting the signal parameters that optimizes the values of the parameters of the sounding signal according to the results of express analysis, the control system contains a means for generating a pilot signal, means for generating an adapted sounding signal and a means for controlling the mechanisms of orientation of the optical axes of the antenna systems, the data processing system additionally contains means for express analysis of the pilot signal, means for identifying interference resonances and means for determining the absorption coefficient for the identified structures, the transmitting and receiving antenna systems are equipped with mechanisms for orienting their optical axes, and the radio receiving devices are made according to a synchrodynic type scheme.
Недостатками данного известного решения являются невозможность гарантированного получения резонансов и потенциально достижимой энергии резонансных сигналов на объектах или их элементах, электрические размеры вдоль направления распространения кратны половине длины волны вектора поляризации, вследствие отсутствия синхронизации между значениями несущей частоты и частоты вращения вектора поляризации;The disadvantages of this known solution are the impossibility of guaranteed obtaining resonances and potentially achievable energy of resonant signals on objects or their elements, electrical dimensions along the propagation direction are multiples of half the wavelength of the polarization vector, due to the lack of synchronization between the values of the carrier frequency and the frequency of rotation of the polarization vector;
снижение вероятности правильного обнаружения и возрастание ошибок измерения, по сравнению с потенциально достижимыми характеристиками, вследствие существенных потерь энергии принимаемого сигнала из-за отсутствия приема продольной составляющей электрического поля;a decrease in the probability of correct detection and an increase in measurement errors, compared with potentially achievable characteristics, due to significant energy losses of the received signal due to the lack of reception of the longitudinal component of the electric field;
наличие повышенных значений ошибок измерения параметров объектов (структур в среде распространения) вследствие отсутствия возможности ориентации направления излучения (приема) по нормали к границе их раздела, что особенно существенно проявляется при проведении зондирования с борта летательных аппаратов и надводных судов;the presence of increased values of errors in measuring the parameters of objects (structures in the propagation medium) due to the impossibility of orienting the direction of radiation (reception) along the normal to their interface, which is especially significant when conducting sounding from aircraft and surface vessels;
ограниченные возможности по обзору пространства наблюдения вследствие отсутствия электронного управления направлением излучения (приема) и шириной диаграммы направленности;limited possibilities for viewing the observation space due to the lack of electronic control of the direction of radiation (reception) and the width of the radiation pattern;
точность определения угловых координат ограничивается шириной диаграммы направленности, что ведет к противоречию между точностью измерения угловых координат и временем обзора пространства;the accuracy of determining the angular coordinates is limited by the width of the directional pattern, which leads to a contradiction between the accuracy of measuring the angular coordinates and the time of space survey;
ограниченные возможности в интерпретации результатов зондирования вследствие ограниченности набора измеряемых физических параметров объектов (присутствующих в среде распространения структур).limited possibilities in the interpretation of the sounding results due to the limited set of measured physical parameters of objects (structures present in the propagation medium).
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей изобретения является разработка способа и системы радиолокационного наблюдения объектов, находящихся в воздушной, водной или земной средах, обеспечивающих высокие вероятность обнаружения объектов и точность измерения их координат независимо от среды нахождения как системы наблюдения, так и объекта. При этом реализуется электронное управление направлением излучения и шириной диаграммы направленности, а также расширение перечня и точности определения физических и геометрических характеристик обнаруживаемых объектов (структур).The objective of the invention is to develop a method and system for radar observation of objects in air, water or terrestrial environments, providing a high probability of detecting objects and the accuracy of measuring their coordinates, regardless of the environment in which both the observation system and the object are located. At the same time, electronic control of the direction of radiation and the width of the radiation pattern is implemented, as well as the expansion of the list and the accuracy of determining the physical and geometric characteristics of detected objects (structures).
Указанный технический результат достигается за счет того, что в первом объекте по настоящему изобретению предложен способ формирования структуры электромагнитного поля с круговой поляризацией с перестраиваемыми синхронно по заданным законам частотой вращения вектора поляризации в трех взаимно ортогональных плоскостях и частотой несущего колебания.The specified technical result is achieved due to the fact that in the first object according to the present invention a method for forming the structure of an electromagnetic field with circular polarization with tunable synchronously according to given laws the frequency of rotation of the polarization vector in three mutually orthogonal planes and the frequency of the carrier vibration.
Указанный результат достигается за счет того, что изменение направления излучения осуществляют посредством управления параметрами поляризационных эллипсов и направлениями вращения векто- 3 035399 ра поляризации в каждой из плоскостей, а управление шириной формируемой диаграммы направленности производят посредством изменения скорости перестройки частоты вращения вектора поляризации.This result is achieved due to the fact that the change in the direction of radiation is carried out by controlling the parameters of the polarization ellipses and the directions of rotation of the polarization vector in each of the planes, and the width of the generated radiation pattern is controlled by changing the speed of tuning the frequency of rotation of the polarization vector.
Указанный результат также достигается тем, что прием отраженных от объектов сигналов осуществляют в трех взаимно ортогональных плоскостях.The specified result is also achieved by the fact that the signals reflected from the objects are received in three mutually orthogonal planes.
Указанный результат также достигается тем, что для повышения точности определения угловых координат обнаруженных объектов при обработке сигналов дополнительно используют метод фазового мгновенного сравнения.This result is also achieved by the fact that to increase the accuracy of determining the angular coordinates of the detected objects during signal processing, the method of phase instantaneous comparison is additionally used.
Указанный результат также достигается тем, что дополнительно определяют эффективное (среднее по объему разрешения) сопротивление объекта или его части.This result is also achieved by the fact that the effective (average over the volume of resolution) resistance of the object or its part is additionally determined.
Указанный результат также достигается за счет того, что во втором объекте по настоящему изобретению предложена система радиолокационного наблюдения объектов, содержащая устройство формирования структуры электромагнитного поля; передающую антенную систему, представляющую собой три взаимно ортогональных полуволновых вибратора с совмещенными фазовыми центрами, размещенных в центре сферы с вырезкой в виде сегмента с угловым размером 120-160°, при этом ось симметрии вибраторов проходит через центр сегмента и определяет направление ориентации оптической оси антенн, а каждый из вибраторов соединен с соответствующим выходом устройства формирования структуры электромагнитного поля; приемную антенную систему, состоящую из трех разнесенных симметрично относительно передающей антенной системы и одинаково ориентированных в пространстве антенн, каждая из которых так же, как и передающая антенна, представляет собой сферу с тремя расположенными в ее центре взаимно ортогональными полуволновыми вибраторами с совмещенными фазовыми центрами; три радиоприемных устройства, каждое из которых состоит из трех идентичных каналов приема, входы которых через согласующие устройства подключены к вибраторам каждой из трех приемных антенн; устройство обработки сигналов, входы которого подключены к выходам каналов радиоприемных устройств и одному из выходов устройства формирования структуры электромагнитного поля; устройство адаптации параметров сигналов, вход которого подключен к одному из выходов устройства обработки сигналов, а выход к одному из входов устройства формирования структуры электромагнитного поля; устройство формирования банка данных и отображения результатов зондирования, входы которого подключены к выходам устройства обработки сигналов, устройства формирования структуры электромагнитного поля и устройства определения текущих координат системы; устройство определения текущих координат системы, вход которого подключен к выходу устройства формирования структуры электромагнитного поля; устройство определения пространственной ориентации оптических осей антенн, выходы которого подключены к входу устройства формирования структуры электромагнитного поля.The specified result is also achieved due to the fact that in the second object according to the present invention a system for radar observation of objects is proposed, comprising a device for forming an electromagnetic field structure; a transmitting antenna system, which is three mutually orthogonal half-wave vibrators with aligned phase centers, located in the center of a sphere with a notch in the form of a segment with an angular size of 120-160 °, while the axis of symmetry of the vibrators passes through the center of the segment and determines the direction of orientation of the optical axis of the antennas, and each of the vibrators is connected to the corresponding output of the device for forming the structure of the electromagnetic field; a receiving antenna system consisting of three spaced symmetrically relative to the transmitting antenna system and equally oriented in space antennas, each of which, like the transmitting antenna, is a sphere with three mutually orthogonal half-wave dipoles with coincident phase centers located in its center; three radio receiving devices, each of which consists of three identical receiving channels, the inputs of which are connected through matching devices to the vibrators of each of the three receiving antennas; a signal processing device, the inputs of which are connected to the outputs of the channels of the radio receiving devices and one of the outputs of the device for forming the structure of the electromagnetic field; a device for adapting signal parameters, the input of which is connected to one of the outputs of the signal processing device, and the output to one of the inputs of the device for forming the structure of the electromagnetic field; a device for forming a databank and displaying the results of sounding, the inputs of which are connected to the outputs of the signal processing device, the device for forming the structure of the electromagnetic field and the device for determining the current coordinates of the system; a device for determining the current coordinates of the system, the input of which is connected to the output of the device for forming the structure of the electromagnetic field; a device for determining the spatial orientation of the optical axes of the antennas, the outputs of which are connected to the input of the device for forming the structure of the electromagnetic field.
Указанный результат также достигается за счет того, что устройство обработки сигналов содержит средство, реализующее метод фазового мгновенного сравнения для повышения точности определения угловых координат.This result is also achieved due to the fact that the signal processing device contains a means that implements the method of phase instant comparison to improve the accuracy of determining the angular coordinates.
Указанный результат также достигается за счет того, что устройство формирования структуры электромагнитного поля, состоящее из разветвителя, соединенного со входами трех идентичных каналов формирования радиосигналов, содержащих балансный модулятор, первый вход которого является входом канала формирования сигналов, выход балансного модулятора соединен с фильтром, фильтр соединен с усилителем, выход усилителя является выходом канала формирования радиосигналов; выход каждого канала формирования радиосигналов соединен с входом одного из трех согласующих устройств, первые выходы которых соединены с передающей антенной системой, при этом согласно изобретению устройство дополнительно содержит формирователь сигналов управления, имеющий три выхода, каждый из выходов соединен со вторым входом одного из балансных модуляторов, вторые выходы согласующих устройств соединены с устройством контроля; также устройство дополнительно содержит схему управления, соединенную с формирователем сигналов управления и устройством контроля; схема управления снабжена входами для сигналов управления, поступающих, в том числе, от системы адаптации параметров сигналов и системы определения пространственной ориентации оптических осей антенн, и синхронизации.This result is also achieved due to the fact that the device for forming the structure of the electromagnetic field, consisting of a splitter connected to the inputs of three identical channels for generating radio signals containing a balanced modulator, the first input of which is the input of the signal generation channel, the output of the balanced modulator is connected to the filter, the filter is connected with an amplifier, the output of the amplifier is the output of the channel for generating radio signals; the output of each channel for generating radio signals is connected to the input of one of three matching devices, the first outputs of which are connected to the transmitting antenna system, while according to the invention the device additionally comprises a control signal generator having three outputs, each of the outputs is connected to the second input of one of the balanced modulators, the second outputs of the matching devices are connected to the control device; also, the device additionally contains a control circuit connected to a control signal generator and a control device; the control circuit is equipped with inputs for control signals coming, inter alia, from the signal parameter adaptation system and the system for determining the spatial orientation of the optical axes of the antennas, and synchronization.
Указанный результат также достигается тем, что устройство обработки сигналов дополнительно содержит средство определения эффективного сопротивления объекта или его части.The specified result is also achieved in that the signal processing device additionally comprises means for determining the effective resistance of the object or its part.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами:The claimed invention is illustrated by drawings:
фиг. 1 - система радиолокационного наблюдения объектов;fig. 1 - system of radar observation of objects;
фиг. 2 - устройство формирования структуры электромагнитного поля зондирующего сигнала;fig. 2 - device for forming the structure of the electromagnetic field of the probing signal;
фиг. 3 - пространственное расположение векторов напряженности электрического поля сигналов, формируемых ортогональными вибраторами, и результирующего сигнала;fig. 3 - the spatial arrangement of the vectors of the electric field strength of the signals generated by the orthogonal vibrators, and the resulting signal;
фиг. 4 - взаимное расположение формируемых балансно-амплитудно-модулированных сигналов в ортогональных плоскостях и поляризационный эллипс результирующего сигнала (штрих-пунктир);fig. 4 - the relative position of the generated balance-amplitude-modulated signals in the orthogonal planes and the polarization ellipse of the resulting signal (dash-dotted line);
фиг. 5 - взаимное расположение передающей и приемной антенных систем;fig. 5 - the relative position of the transmitting and receiving antenna systems;
фиг. 6 - внешний вид передающей и приемной антенн.fig. 6 is an external view of the transmitting and receiving antennas.
На фиг. 1 обозначены: 1 - устройство формирования структуры электромагнитного поля зондирующего сигнала, 2 - передающая антенная система, 3 - приемная антенная система, 4 - радиоприемноеFIG. 1 denotes: 1 - device for forming the structure of the electromagnetic field of the probing signal, 2 - transmitting antenna system, 3 - receiving antenna system, 4 - radio receiving
- 4 035399 устройство, 5 - устройство обработки сигналов, 6 - устройство адаптации параметров сигналов, 7 - устройство формирования банка данных и отображения результатов зондирования, 8 - устройство определения текущих координат системы, 9 - устройство определения пространственной ориентации оптических осей антенн.- 4 035399 device, 5 - signal processing device, 6 - device for adapting signal parameters, 7 - device for forming a databank and displaying sounding results, 8 - device for determining the current coordinates of the system, 9 - device for determining the spatial orientation of the optical axes of antennas.
На фиг. 2 обозначены: 1.1 - схема управления, 1.2 - формирователь сигналов управления (ФСУ); 1.3 - управляемый генератор сигнала несущей частоты; 1.4 - разветвитель (делитель мощности) (P); 1.5.1, 1.5.2, 1.5.3 - первый, второй, третий балансные модуляторы (БАМ) соответственно; 1.6.1, 1.6.2, 1.6.3 первый, второй, третий усилители мощности (УМ) соответственно; 1.7.1, 1.7.2, 1.7.3 - первое, второе, третье согласующие устройства (СУ) соответственно; 1.8 - устройство контроля.FIG. 2 marked: 1.1 - control circuit, 1.2 - control signal generator (FSU); 1.3 - controlled carrier frequency signal generator; 1.4 - splitter (power divider) (P); 1.5.1, 1.5.2, 1.5.3 - the first, second, third balanced modulators (BAM), respectively; 1.6.1, 1.6.2, 1.6.3 the first, second, third power amplifiers (PA), respectively; 1.7.1, 1.7.2, 1.7.3 - the first, second, third matching devices (SU), respectively; 1.8 - control device.
Система работает следующим образом. Через вход управления схемы управления 1.1 вводятся параметры, необходимые для организации работы формирователя сигналов управления (1.2) и управляемого генератора сигнала несущей частоты 1.3, а также сигналы синхронизации, поступающие на устройство обработки сигналов 5, устройство адаптации параметров сигналов 6, устройство формирования банка данных и отображения результатов зондирования 7 и устройство определения текущих координат системы 8. К вводимым параметрам относятся длительность импульсов, их количество и период повторения в пачке; диапазон и закон изменения частоты вращения вектора поляризации; длительность интервала записи принимаемого сигнала; закон изменения пространственной ориентации оптической оси антенных устройств.The system works as follows. Through the control input of the control circuit 1.1, the parameters necessary for organizing the operation of the control signal generator (1.2) and the controlled carrier signal generator 1.3 are introduced, as well as synchronization signals supplied to the signal processing device 5, the signal parameter adaptation device 6, the data bank formation device and displaying the results of sounding 7 and a device for determining the current coordinates of the system 8. The input parameters include the duration of the pulses, their number and repetition period in the pack; range and law of change in the frequency of rotation of the polarization vector; the duration of the recording interval of the received signal; the law of change in the spatial orientation of the optical axis of antenna devices.
Радиосигнал на несущей частоте подается на разветвитель (делитель мощности) 1.4, с выхода которого он поступает на первые входы балансных амплитудных модуляторов 1.5.1, 1.5.2 и 1.5.3. При этом значение несущей частоты перестраивается таким образом, чтобы в пределах длительности зондирующего сигнала оно было кратно частоте управляющих сигналов. ФСУ 1.2 формирует на заданном интервале времени управляющие сигналы вида г/ 5Ω\ 1 ю (t) = Uml(t) · cos I ί Ω. + — t cos γ(t);The radio signal at the carrier frequency is fed to a splitter (power divider) 1.4, from the output of which it is fed to the first inputs of balanced amplitude modulators 1.5.1, 1.5.2 and 1.5.3. In this case, the value of the carrier frequency is tuned in such a way that, within the duration of the probing signal, it is a multiple of the frequency of the control signals. FSU 1.2 generates control signals of the form r / 5Ω \ 1 ω (t) = U ml (t) cos I ί Ω at a given time interval. + - t cos γ (t);
ΙΑ ot J J u2 (0 = WO sin ^Ωί + t] -cos^(t);ΙΑ ot JJ u 2 (0 = WO sin ^ Ωί + t] -cos ^ (t);
г/ 3Ω\ 1 u3(0 = Um3(0 sin + —J tj siny(t) sinξ(t), где u1(t), u2(t), u3(t) - сигналы на входах соответствующих БАМ;г / 3Ω \ 1 u 3 (0 = U m3 (0 sin + -J tj siny (t) sinξ (t), where u 1 (t), u 2 (t), u 3 (t) are signals at the inputs corresponding BAM;
Um1(t), Um2(t), Um3(t) - амплитудные значения соответствующих сигналов;U m1 (t), U m2 (t), U m3 (t) - amplitude values of the corresponding signals;
Ωi - начальное значение частоты модулирующего сигнала; аоΩ i is the initial value of the frequency of the modulating signal; ao
- - скорость изменения частоты модулирующего колебания;- is the rate of change of the frequency of the modulating oscillation;
γ - угол места;γ is the elevation angle;
ς - азимут текущего направления излучения.ς - azimuth of the current direction of radiation.
Управляющие сигналы с выходов ФСУ (1.2) подаются на вторые входы БАМ (1.5.1, 1.5.2, 1.5.3). На выходах БАМ формируются радиосигналы, которые после усиления в УМ (1.6.1, 1.6.2, 1.6.3) через согласующие устройства (1.7.1, 1.7.2, 1.7.3) подаются на соответствующие ортогональные диполи передающей антенной системы 2. Данные радиосигналы описываются выражениямиControl signals from the FSU outputs (1.2) are fed to the second inputs of the BAM (1.5.1, 1.5.2, 1.5.3). At the BAM outputs, radio signals are formed, which, after amplification in the PA (1.6.1, 1.6.2, 1.6.3), are fed through the matching devices (1.7.1, 1.7.2, 1.7.3) to the corresponding orthogonal dipoles of the transmitting antenna system 2. These radio signals are described by the expressions
1М0 = иЦО sin(to(t) + <ροχ) uy(0 = u2(t) · sin(w(t) + φΟγ) uz(t) = u3(t) · δίη(ω(ί) + <p02) где ω(ί) - текущее значение несущей частоты;1M0 = andCO sin (to (t) + <ροχ) u y (0 = u 2 (t) sin (w (t) + φ Ογ ) u z (t) = u 3 (t) δίη (ω ( ί) + <p 02 ) where ω (ί) is the current value of the carrier frequency;
дО.before.
Ωρ(0 — Ωΐ +-^t.Ωρ (0 - Ωΐ + - ^ t.
причем ω(Β = Νϊ·Ωρ(Β, где Ni - натуральный ряд целых чисел.moreover, ω (Β = Νϊ Ωρ (Β, where Ni is a natural series of integers.
Пространственное расположение векторов напряженности электрического поля сигналов, формируемых ортогональными вибраторами, и результирующего сигнала представлено на фиг. 3.The spatial arrangement of the vectors of the electric field strength of the signals generated by the orthogonal vibrators and the resulting signal is shown in Fig. 3.
Направление излучения определяется заданными значениями углов: γ - угол места, ς - азимут. Расположение векторов поясняется на фиг. 4. Вектор результирующего сигнала обозначен штрихпунктиром.The direction of radiation is determined by the given values of the angles: γ - elevation angle, ς - azimuth. The location of the vectors is illustrated in FIG. 4. The vector of the resulting signal is indicated by a dash-dot line.
- 5 035399- 5 035399
При подаче этих сигналов на передающую антенную систему 2, представляющую собой три взаимно ортогональных диполя с совмещенными фазовыми центрами, в трех взаимно ортогональных плоскостях формируют сигналы с эллиптической поляризацией. Результирующее поле имеет круговую поляризацию. Изменяя параметры сигналов Ex(t), Ey(t) и Ez(t) посредством изменения значений углов (γ и ω) добиваются изменения направления излучения.When these signals are applied to the transmitting antenna system 2, which is three mutually orthogonal dipoles with aligned phase centers, signals with elliptical polarization are generated in three mutually orthogonal planes. The resulting field is circularly polarized. Changing the parameters of the signals Ex (t), Ey (t) and Ez (t) by changing the values of the angles (γ and ω) achieve a change in the direction of radiation.
При необходимости изменить ширину диаграммы направленности управляют скоростью изменения частоты модулирующего колебания, причем, при уменьшении скорости перестройки частоты происходит уширение формируемой диаграммы направленности, а при увеличении - сужение.If it is necessary to change the width of the directional pattern, the rate of change of the frequency of the modulating oscillation is controlled, and, with a decrease in the rate of frequency tuning, the formed directional pattern broadens, and with an increase - narrowing.
Отраженные от элементов объекта сигналы поступают на приемную антенную систему 3. При этом на элементах, электрический размер которых по направлению излучения будет кратен длине волны вектора поляризации, будет иметь место структурно-поляризационный резонанс. В этом случае амплитуда сигнала на входе приемной антенной системы 3 возрастает в десятки раз при одновременном существенном увеличении его информативности по сравнению с непосредственно отраженными сигналами. Причем в силу кратности значений несущей частоты и частоты вращения вектора поляризации, амплитуда принимаемого сигнала будет иметь максимальное потенциально достижимое значение. Получение же структурно-поляризационных резонансов на элементах объектов обеспечивается выбором диапазона перестройки частоты вращения вектора поляризации, который может составлять до сотен мегагерц. Наличие же трех ортогональных каналов приема (трех ортогональных вибраторов) обеспечивает получение максимально достижимого значения энергии на входе радиоприемного устройства 4 вне зависимости от пространственной ориентации вектора поляризации на антенне.The signals reflected from the elements of the object arrive at the receiving antenna system 3. In this case, structural-polarization resonance will occur on the elements, the electrical size of which in the direction of radiation is a multiple of the wavelength of the polarization vector. In this case, the amplitude of the signal at the input of the receiving antenna system 3 increases tens of times with a simultaneous significant increase in its information content in comparison with the directly reflected signals. Moreover, due to the multiplicity of the values of the carrier frequency and the frequency of rotation of the polarization vector, the amplitude of the received signal will have the maximum potentially attainable value. Obtaining structural-polarization resonances on the elements of objects is ensured by choosing the tuning range of the frequency of rotation of the polarization vector, which can be up to hundreds of megahertz. The presence of three orthogonal receiving channels (three orthogonal vibrators) provides the maximum achievable energy value at the input of the radio receiver 4, regardless of the spatial orientation of the polarization vector on the antenna.
С выходов приемной антенной системы (3.1, 3.2, 3.3) сигналы (три ортогональных составляющих) поступают на входы трех идентичных каналов усиления каждого из радиоприемных устройств (4.1, 4.2, 4.3). Для исключения потери информации, содержащейся в принятых сигналах, радиоприемные устройства 4 построены по схеме синхродинного типа.From the outputs of the receiving antenna system (3.1, 3.2, 3.3), signals (three orthogonal components) are fed to the inputs of three identical amplification channels of each of the radio receiving devices (4.1, 4.2, 4.3). To eliminate the loss of information contained in the received signals, the radio receivers 4 are built according to a synchrodynic type scheme.
С выходов трех каналов каждого радиоприемного устройства сигналы поступают на входы устройства обработки 5. В результате совместной обработки сигналов решаются задачи обнаружения объектов и измерения их координат (дальность, азимут, угол места), определяются линейные размеры и электродинамические параметры (диэлектрическая и магнитная проницаемости (показатель преломления) и эффективное сопротивление) резонансных элементов и объекта в целом. При этом, для более точного измерения угловых координат устройство обработки 5 содержит средство, реализующее для этих целей метод фазового мгновенного сравнения последовательно как для составляющей на частоте вращения вектора поляризации, так и составляющей на несущей частоте, что позволяет исключить неоднозначность в определении угловых координат.From the outputs of three channels of each radio receiving device, the signals are fed to the inputs of the processing device 5. As a result of joint processing of signals, the tasks of detecting objects and measuring their coordinates (range, azimuth, elevation angle) are solved, linear dimensions and electrodynamic parameters (dielectric and magnetic permeability (index refraction) and effective resistance) of resonant elements and the object as a whole. At the same time, for a more accurate measurement of angular coordinates, the processing device 5 contains a means that implements for these purposes the method of phase instant comparison sequentially for both the component at the frequency of rotation of the polarization vector and the component at the carrier frequency, which makes it possible to eliminate ambiguity in determining the angular coordinates.
Результаты обработки поступают в устройство адаптации параметров сигналов 6 и устройство формирования банка данных и отображения результатов зондирования 7. Устройство адаптации параметров сигналов 6 посредством выдачи управляющих сигналов на устройство формирования структуры электромагнитного поля 1 обеспечивает возможность перестройки текущих значений исходных данных о параметрах сигналов в зависимости от стоящих перед системой задач и выбранных критериев. В устройстве формирования банка данных и отображения результатов зондирования 7 дополнительно к данным об объекте, получаемым на выходе устройства обработки сигналов 5, добавляется информация об его угловых координатах и текущем (на момент зондирования) местоположении системы. Она формируется на основании данных, поступающих с устройств формирования структуры электромагнитного поля 1, определения текущих координат системы 8 и определения пространственной ориентации оптических осей антенн 9.The processing results are fed to the device for adapting the signal parameters 6 and the device for forming a databank and displaying the sounding results 7. The device for adapting the signal parameters 6 by issuing control signals to the device for forming the structure of the electromagnetic field 1 provides the possibility of restructuring the current values of the initial data on the signal parameters depending on the standing before the system of tasks and selected criteria. In the device for forming a databank and displaying the results of sounding 7, in addition to the data about the object obtained at the output of the signal processing device 5, information about its angular coordinates and the current (at the time of sounding) position of the system is added. It is formed on the basis of data coming from devices for forming the structure of the electromagnetic field 1, determining the current coordinates of the system 8 and determining the spatial orientation of the optical axes of the antennas 9.
Таким образом, заявленное изобретение обеспечивает возможность реализации электронного сканирования (управления направлением излучения) и управления параметрами диаграммы направленности при использовании элементарного объемного излучателя в виде системы из трех взаимно ортогональных диполей с единым фазовым центром, помещенных в центр сферы с вырезкой в виде сегмента с угловым размером 120-160°. При этом достигается максимально возможное значение амплитуды сигнала при резонансе и полностью используется энергия поступающего на вход приемной антенной системы сигнала. Это обеспечивает повышение вероятности правильного обнаружения объектов и точности измерения их координат и параметров, а количество определяемых параметров обнаруживаемых объектов доведено до максимально возможного для методов радиолокационного зондирования. Одновременно существенно улучшаются стоимостные и массогабаритные характеристики радиолокационных систем.Thus, the claimed invention makes it possible to implement electronic scanning (control the radiation direction) and control the radiation pattern parameters when using an elementary volumetric emitter in the form of a system of three mutually orthogonal dipoles with a single phase center, placed in the center of a sphere with a cutout in the form of a segment with an angular size 120-160 °. In this case, the maximum possible value of the signal amplitude at resonance is achieved and the energy of the signal arriving at the input of the receiving antenna system is fully used. This ensures an increase in the probability of correct detection of objects and the accuracy of measuring their coordinates and parameters, and the number of determined parameters of detected objects is brought to the maximum possible for radar sensing methods. At the same time, the cost and weight and size characteristics of radar systems are significantly improved.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201800016A EA035399B1 (en) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | Method and system for radar surveillance of targets in various propagation media - air, water, terrestrial |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201800016A EA035399B1 (en) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | Method and system for radar surveillance of targets in various propagation media - air, water, terrestrial |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201800016A1 EA201800016A1 (en) | 2019-06-28 |
| EA035399B1 true EA035399B1 (en) | 2020-06-08 |
Family
ID=66998694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201800016A EA035399B1 (en) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | Method and system for radar surveillance of targets in various propagation media - air, water, terrestrial |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA035399B1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114120651B (en) * | 2021-12-15 | 2023-08-08 | 阿波罗智联(北京)科技有限公司 | Method, apparatus, device, medium and product for testing perceived target number |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2081425C1 (en) * | 1992-07-21 | 1997-06-10 | Минский радиотехнический институт | Device measuring parameters of wave front by method of phase instantaneous comparison of signals |
| RU2432583C1 (en) * | 2010-04-12 | 2011-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method of searching for, detecting and recognising electronic devices with semiconductor elements |
| RU2436130C2 (en) * | 2009-11-06 | 2011-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Георазведочная Компания" (ООО "Георазведочная Компания") | Method and system for radar probing earth interior |
| WO2013112223A2 (en) * | 2011-11-09 | 2013-08-01 | Marquette Trishaun | Detection of an asymmetric object |
| US9037414B1 (en) * | 2011-01-14 | 2015-05-19 | University Of Notre Dame Du Lac | Methods and apparatus for electromagnetic signal polarimetry sensing |
-
2017
- 2017-12-12 EA EA201800016A patent/EA035399B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2081425C1 (en) * | 1992-07-21 | 1997-06-10 | Минский радиотехнический институт | Device measuring parameters of wave front by method of phase instantaneous comparison of signals |
| RU2436130C2 (en) * | 2009-11-06 | 2011-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Георазведочная Компания" (ООО "Георазведочная Компания") | Method and system for radar probing earth interior |
| RU2432583C1 (en) * | 2010-04-12 | 2011-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method of searching for, detecting and recognising electronic devices with semiconductor elements |
| US9037414B1 (en) * | 2011-01-14 | 2015-05-19 | University Of Notre Dame Du Lac | Methods and apparatus for electromagnetic signal polarimetry sensing |
| WO2013112223A2 (en) * | 2011-11-09 | 2013-08-01 | Marquette Trishaun | Detection of an asymmetric object |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201800016A1 (en) | 2019-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4996533A (en) | Single station radar ocean surface current mapper | |
| RU2436130C2 (en) | Method and system for radar probing earth interior | |
| US5142498A (en) | Controlled phase marine source array | |
| RU2610832C1 (en) | Method and station of resonance radio detection and location | |
| EP0240201B1 (en) | Method and apparatus for combining waveforms | |
| RU2451300C1 (en) | Hydroacoustic navigation system | |
| RU2714502C1 (en) | Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal antenna system | |
| US4326271A (en) | Method and apparatus for determining acoustic properties in the earth | |
| RU2334244C1 (en) | Method of radio radiation source location detection | |
| EA035399B1 (en) | Method and system for radar surveillance of targets in various propagation media - air, water, terrestrial | |
| RU2424538C1 (en) | Method of searching for mineral deposits using submarine geophysical vessel | |
| JP3621988B2 (en) | Ionosonde device | |
| US5615174A (en) | Method and device for detecting objects dispersed in an area of land by determining propagation characteristics of an acoustic wave in the ground | |
| RU2571957C1 (en) | Method for experimental verification of information and identification capabilities of doppler portraits of aerial objects | |
| RU2556708C1 (en) | Approach radar | |
| Reinisch et al. | Radio sounding in space: Magnetosphere and topside ionosphere | |
| US2994031A (en) | Geophysical survey apparatus and method of prospecting | |
| Lei | A time-domain beamformer for UWB through-wall imaging | |
| RU2393501C1 (en) | Method of subsurface sounding | |
| Ross | Fundamental problems in radio direction-finding at high frequencies (3–30 Mc/s) | |
| RU2390801C1 (en) | Method of searching for artificial objects in earth and device for implementing said method | |
| RU2416108C1 (en) | Method for complex target location | |
| RU2611720C1 (en) | Method for radar target identification (alternatives) | |
| Wada et al. | Small-diameter directional borehole radar system with 3D sensing capability | |
| US3588798A (en) | Locating transducer array on keel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Registration of transfer of a eurasian patent by assignment | ||
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KG TJ TM |