RU154714U1

RU154714U1 - RADAR STATION ON THE BASIS OF NETWORK COMMUNICATIONS NETWORKS OF THE GSM STANDARD WITH THE "LIGHT" DETECTION CHANNEL

Info

Publication number: RU154714U1
Application number: RU2015116327/07U
Authority: RU
Inventors: Евгений Викторович Демидюк; Андрей Владимирович Фомин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Кант" (ОАО "НПП "КАНТ")
Priority date: 2015-04-29
Filing date: 2015-04-29
Publication date: 2015-09-10

Abstract

Радиолокационная станция на базе сетей сотовой связи стандарта GSM с каналом обнаружения "на просвет", состоящая из целевого и опорного каналов, последовательно соединенных М-канального матричного коррелятора, оконечного устройства и модема GPRS, причем в целевом канале последовательно соединены обзорная антенна с устройством управления, супергетеродинный приемник, усилитель промежуточной частоты с логарифмической характеристикой усиления (УПЧЛ) на частоте усиления, в опорном канале последовательно соединены неподвижная и ориентированная на базовую станцию антенна, супергетеродинный приемник и УПЧЛ на частоте усиления, при этом M первых объединенных входов M-канального матричного коррелятора параллельно подключены к выходу УПЧЛ целевого канала, а M вторых входов М-канального матричного коррелятора подключены параллельно к выходу УПЧЛ опорного канала, отличающаяся тем, что дополнительно введены, канал обнаружения целей "на просвет", состоящий из последовательно соединенных ненаправленной приемной антенны, супергетеродинного приемника, первого смесителя два входа которого подключены к супергетеродинному приемнику, первого фильтра грубой селекции, регулируемого усилителя, вычитающего устройства, фильтра нижних частот, а также из последовательно соединенных второго смесителя, и второго фильтра грубой селекции, причем два входа второго смесителя подключены к выходу супергетеродинного приемника опорного канала, выход второго фильтра грубой селекции подключен ко второму входу вычитающего устройства, выход фильтра нижних частот подключен ко входу оконечного устройства.A GSM-based radar with a clear detection channel, consisting of a target and a reference channel, series-connected M-channel matrix correlator, a terminal device and a GPRS modem, with a surveillance antenna connected to the control device in series with the target channel, superheterodyne receiver, an intermediate frequency amplifier with a logarithmic gain characteristic (AML) at a gain frequency, fixed and oriented in series in the reference channel an antenna, a superheterodyne receiver, and a gain amplifier at the gain frequency, while the M first combined inputs of the M-channel matrix correlator are connected in parallel to the output of the target channel, and the M second inputs of the M-channel matrix correlator are connected in parallel to the output of the reference channel, characterized in that it is additionally introduced, a channel for detecting targets "in the light", consisting of a series-connected omnidirectional receiving antenna, a superheterodyne receiver, the first mixer, two inputs to They are connected to a superheterodyne receiver, a first coarse filter, an adjustable amplifier, a subtracter, a lowpass filter, and also a second mixer, connected in series, and a second coarse filter, the two inputs of the second mixer connected to the output of the superheterodyne receiver of the reference channel, the output of the second the coarse filter is connected to the second input of the subtracting device, the output of the low-pass filter is connected to the input of the terminal device.

Description

Предлагаемое изобретение относится к разнесенной радиолокации и может быть использовано для обнаружения и измерения координат целей в воздушном и приземном пространстве в поле подсвета базовых станций сотовой связи стандарта GSM. Техническим результатом предлагаемого изобретения является обнаружение методом «на просвет» [1] малозаметных в радиолокационном диапазоне целей, находящихся в поле подсвета базовых станций (БС) сотовой связи.The present invention relates to diversity radar and can be used to detect and measure the coordinates of targets in air and ground space in the backlight field of GSM base stations. The technical result of the invention is the detection by the method of "transparency" [1] of subtle targets in the radar range that are in the field of illumination of base stations (BS) of cellular communication.

Известна подвижная система обнаружения объекта и способ использования сигналов, передаваемых мобильной телефонной станцией (патент США №6930638 B2, 1.08.2001, G01S 3/00; G0S 13/46; G0S 13/58; G0S 13/92; H04Q 7/34; G0S 3/46) содержащая приемник, имеющий первую и вторую антенны, и средство обработки, причем первая (опорная) антенна выполнена с возможностью приема прямого сигнала, базовой станции мобильной телефонной связи; а вторая (целевая) антенна выполнена с возможностью приема сигнала базовой станции, отраженного от объекта. Средство обработки сравнивает сигнал, принимаемый от базовой станции с сигналом, отраженным от объекта и определяет скорость и положение объекта. Система состоит из множества базовых станций мобильной телефонной связи, которые передают сигнал. Недостаток системы - отсутствие средств компенсации проникающего по боковым лепесткам целевой антенны прямого сигнала базовой станции, что приводит к появлению ложных отметок.Known mobile system for detecting an object and a method of using signals transmitted by a mobile telephone exchange (US patent No. 6930638 B2, 1.08.2001, G01S 3/00; G0S 13/46; G0S 13/58; G0S 13/92; H04Q 7/34; G0S 3/46) comprising a receiver having first and second antennas and processing means, the first (reference) antenna being configured to receive a direct signal to a mobile telephone base station; and the second (target) antenna is configured to receive a base station signal reflected from the object. The processing means compares the signal received from the base station with the signal reflected from the object and determines the speed and position of the object. A system consists of a plurality of base stations for mobile telephony that transmit a signal. The disadvantage of the system is the lack of compensation for the direct signal of the base station that penetrates along the side lobes of the target antenna, which leads to the appearance of false marks.

Известна бистатическая радиолокационная станция с обнаружением «на просвет» (Евразийский патент №007143, 2004.12.23 G01S 13/06, G01S 7/42), содержащая передающую позицию, излучающую квазигармонический сигнал, приемную позицию и рабочее место оператора. Причем приемная позиция состоит из последовательно соединенных приемной антенны с многолучевой диаграммой направленности, обращенной в сторону передающей позиции и N приемных каналов (по числу лучей диаграммы направленности приемной антенны), блока измерения пеленга, блока формирования траектории и распознавания классов воздушных целей. Каждый из N приемных каналов состоит из последовательно соединенных приемника, устройства режекции прямого сигнала передатчика и пассивных помех и блока измерения частоты Доплера. Недостаток бистатического радиолокатора состоит в формировании узкополосного специализированного квазигармонического сигнала, а также узкой пространственной зоны просветного обнаружения, формируемого одним передатчиком. Поэтому для создания широкого поля обнаружения « на просвет» необходимо развертывание большого количества передающих позиций. Применение известного аналога для локации целей в поле подсвета иных, например связных и широковещательных, источников подсвета безрезультатно. Так, структура сигнала стандарта GSM не является квазигармонической, и содержит дискретные битовые, слотовые и кадровые составляющие [6]. Дискретная структура сигнала не позволит реализовать техническое решение приведенное в аналоге в секторах выходящих за пределы просветной зоны, а также за пределами зоны наложения минимального битового дискрета прямого и отраженного сигналов GSM [7].Known bistatic radar station with detection "in the light" (Eurasian patent No. 007143, 2004.12.23 G01S 13/06, G01S 7/42) containing a transmitting position emitting a quasi-harmonic signal, a receiving position and the operator's workplace. Moreover, the receiving position consists of a series-connected receiving antenna with a multi-beam radiation pattern facing the transmitting position and N receiving channels (by the number of rays of the radiation pattern of the receiving antenna), a bearing measuring unit, a trajectory formation unit, and recognition of classes of air targets. Each of the N receiving channels consists of a receiver connected in series, a direct transmitter signal and passive interference rejection device, and a Doppler frequency measurement unit. The disadvantage of a bistatic radar is the formation of a narrow-band specialized quasi-harmonic signal, as well as a narrow spatial zone of the transmissive detection, formed by a single transmitter. Therefore, to create a wide field of detection "in the light" it is necessary to deploy a large number of transmitting positions. The use of a well-known analog for locating targets in the illumination field of other, for example, connected and broadcast, illumination sources is inconclusive. So, the signal structure of the GSM standard is not quasi-harmonic, and contains discrete bit, slot and frame components [6]. The discrete structure of the signal will not allow to implement the technical solution given in the analogue in sectors beyond the limits of the luminal zone, as well as outside the overlapping zone of the minimum bit discrete direct and reflected GSM signals [7].

Наиболее близким техническим решением к предполагаемой полезной модели, выбираемым в качестве прототипа, является радиолокационная станция со сторонним подсветом сетей сотовой связи стандарта GSM (Патент на полезную модель №144831, G01S 13/06, G01S 7/42), содержащая опорный, целевой каналы, M - канальный коррелятор обнаружения цели в координатах «суммарное время запаздывания - суммарная частота Доплера», оконечное устройство, служащее для определения отображения координат цели, и модем GPRS предназначенный для передачи информации удаленным потребителям. Подавление наиболее мощных мешающих помех (проникающего прямого сигнала базовой станции и помех отраженных от местных предметов) в РЛС осуществляется в автокомпенсаторе и в фильтре грубой селекции M-канального коррелятора.The closest technical solution to the proposed utility model, selected as a prototype, is a radar station with third-party illumination of GSM standard cellular networks (Utility Model Patent No. 144831, G01S 13/06, G01S 7/42), containing reference, target channels, M - channel correlator for target detection in coordinates “total delay time - total Doppler frequency”, a terminal device used to determine the display of target coordinates, and a GPRS modem designed to transmit information to remote consumers pits. The most powerful interfering interference (the penetrating direct signal of the base station and interference reflected from local objects) in the radar is suppressed in the auto-compensator and in the coarse filter of the M-channel correlator.

Недостатком вышеназванной радиолокационной станции является невозможность реализации просветного метода обнаружения, поскольку примененные, в прототипе средства и методы снижения влияния проникающей помехи, обзора пространства, а также структура самого сигнала GSM не позволяют обнаруживать цели в секторе просветной локации. Теоретическое обоснование «просветного» эффекта в радиолокации приведено в [2-4], в соответствии с которым явление резкого возрастания эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) воздушных объектов при рассеянии вперед наблюдается для объектов, размеры которых существенно превышают длину волны λ, расположенных вблизи линии радиосвязи передатчик-приемник. При этом на величину просветной ЭПР не влияют меры противорадиолокационной маскировки объектов [5]. В соответствии с полученными в [1] экспериментальными данными, ширина «просветного» сектора локации, в пределах которого эффективная поверхность рассеяния скачком возрастает на 30-40 дБ, не превышает ±5 град.The disadvantage of the above radar station is the inability to implement the translucent detection method, since the methods and methods used in the prototype to reduce the influence of penetrating interference, space viewing, as well as the structure of the GSM signal itself, do not allow targets to be detected in the translucent location sector. The theoretical substantiation of the “translucent” effect in radar is given in [2-4], according to which the phenomenon of a sharp increase in the effective scattering surface (EPR) of air objects during forward scattering is observed for objects whose dimensions significantly exceed the wavelength λ located near the radio link transmitter-receiver. In this case, the radar EPR value is not affected by anti-radar masking of objects [5]. In accordance with the experimental data obtained in [1], the width of the “translucent” sector of the location, within which the effective scattering surface jumps by 30–40 dB, does not exceed ± 5 degrees.

Поэтому резкое увеличение амплитуды сигнала, отраженного движущейся малозаметной цели в «просветном» секторе не должно ограничиваться установленными в основном и опорном каналах логарифмическими усилителями. Кроме того, низкая частота биений, образующаяся при наблюдении цели «на просвет», потребует применения узкополосного низкочастотного фильтра частотной селекции, что в свою очередь приведет к введению в прототипе особого режима обзора в направлении «просветного» сектора или ведения отдельного канала, ориентированного на работу в «просветном» секторе.Therefore, a sharp increase in the amplitude of the signal reflected by a moving unobtrusive target in the "luminous" sector should not be limited to logarithmic amplifiers installed in the main and reference channels. In addition, the low beating frequency generated when observing the target “by the light” will require the use of a narrow-band low-pass filter of frequency selection, which in turn will lead to the introduction of a special viewing mode in the prototype in the direction of the “light” sector or maintaining a separate channel oriented to work in the "enlightenment" sector.

Таким образом, целью заявляемой полезной модели является реализация обнаружения «на просвет» малозаметных целей с помощью выделенного канала в радиолокационной станции со сторонним подсветом сетей сотовой связи стандарта GSM.Thus, the purpose of the claimed utility model is the implementation of detection "by the ghost" of inconspicuous targets using a dedicated channel in a radar station with third-party illumination of cellular networks of the GSM standard.

Указанная цель достигается тем, что в радиолокационную станцию со сторонним подсветом сетей сотовой связи стандарта GSM, содержащую целевой и опорный каналы, последовательно соединенные M-канальный матричный коррелятор, оконечное устройство и модем GPRS, причем в целевом канале последовательно соединены обзорная антенна с устройством управления, супергетеродинный приемник, усилитель промежуточной частоты с логарифмической характеристикой усиления (УПЧЛ) на частоте усиления, в опорном канале последовательно соединены неподвижная и ориентированная на базовую станцию антенна, супергетеродинный приемник и УПЧЛ на частоте усиления, при этом М первых объединенных входов M-канального матричного коррелятора параллельно подключены к выходу УПЧЛ целевого канала, а вторых входов M-канального матричного коррелятора подключены параллельно к выходу УПЧЛ опорного канала, дополнительно введен канал обнаружения целей «на просвет», состоящий из последовательно соединенных ненаправленной приемной антенны, супергетеродинного приемника, первого смесителя два входа которого подключены к супергетеродинному приемнику, первого фильтра грубой селекции (ФГС), регулируемого усилителя, вычитающего устройства, фильтра нижних частот (ФНЧ), а также из последовательно соединенных второго смесителя, и второго фильтра грубой селекции, причем два входа смесителя подключены к выходу супергетеродинного приемника опорного канала, выход второго фильтра грубой селекции подключен ко второму входу вычитающего устройства, выход фильтра нижних частот подключен ко входу оконечного устройства.This goal is achieved by the fact that in a radar station with third-party illumination of GSM standard cellular networks, containing a target and a reference channel, series-connected M-channel matrix correlator, a terminal device and a GPRS modem, and in the target channel a surveillance antenna is connected in series with the control device, superheterodyne receiver, an intermediate frequency amplifier with a logarithmic gain characteristic (AML) at the gain frequency, in the reference channel, fixed and an antenna, a superheterodyne receiver, and a gain amplifier at the gain frequency, the M first combined inputs of the M-channel matrix correlator are connected in parallel to the output of the target channel, and the second inputs of the M-channel matrix correlator are connected in parallel to the output of the reference channel, additionally The channel of detection of targets "by the light" was introduced, consisting of a series-connected non-directional receiving antenna, a superheterodyne receiver, the first mixer, two inputs of which are connected They are connected to a superheterodyne receiver, a first coarse filter (FGS), an adjustable amplifier, a subtractor, a low-pass filter (LPF), as well as from a second mixer connected in series, and a second coarse filter, with two mixer inputs connected to the output of the superheterodyne reference receiver channel, the output of the second coarse filter is connected to the second input of the subtracting device, the output of the low-pass filter is connected to the input of the terminal device.

Приведенная совокупность признаков отсутствует в исследованной патентной и научно-технической литературе по данному вопросу, следовательно предложенные технические решения соответствуют критерию «новизна».The given set of features is absent in the studied patent and scientific and technical literature on this issue, therefore, the proposed technical solutions meet the criterion of "novelty."

Сущность полезной модели поясняется фигурами 1-6.The essence of the utility model is illustrated by figures 1-6.

Фиг. 1 - блок-схема заявляемой РЛС.FIG. 1 is a block diagram of the claimed radar.

Фиг. 2 - схема поясняющая принцип работы заявляемой РЛС.FIG. 2 is a diagram explaining the principle of operation of the claimed radar.

Фиг. 3 - экспериментальные спектры автосвертки сигнала стандарта GSM.FIG. 3 - experimental spectra of auto-convolution of a GSM signal.

Фиг.4 - амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) ФГС и ФНЧ.Figure 4 - amplitude-frequency characteristic (AFC) FGS and low-pass filter.

Фиг.5 - изображения экранов измерительных приборов, демонстрирующие работу вычитающего устройства.Figure 5 - image screens of measuring instruments demonstrating the operation of the subtractor.

Фиг. 6. - изображение экспериментально полученных биений отраженного сигнала при обнаружении « на просвет». Аппаратура радиолокационной станции по фиг. 1 состоит из целевого 1 и опорного каналов 2, последовательно соединенных M-канального матричного коррелятора 3, оконечного устройства 4 и модема GPRS 5, причем в целевом канале последовательно соединены обзорная антенна с устройством управления 6, супергетеродинный приемник 7, усилитель промежуточной частоты с логарифмической характеристикой усиления (УПЧЛ) на частоте усиления 8, в опорном канале последовательно соединены неподвижная и ориентированная на базовую станцию антенна 10, супергетеродинный приемник 11 и УПЧЛ на частоте усиления 12, при этом М первых объединенных входов 14 M-канального матричного коррелятора 3 параллельно подключены к выходу УПЧЛ целевого канала 9, а М вторых входов 15 M-канального матричного коррелятора 3 подключены параллельно к выходу УПЧЛ опорного канала 12, дополнительно введен канал обнаружения целей 16 «на просвет», состоящий из последовательно соединенных ненаправленной приемной антенны 17, супергетеродинного приемника 18, первого смесителя 19 два входа которого подключены к супергетеродинному приемнику 18, первого фильтра грубой селекции (ФГС) 20, регулируемого усилителя 21, вычитающего устройства 22, фильтра нижних частот (ФНЧ) 23, а также из последовательно соединенных второго смесителя 24, и второго фильтра грубой селекции 25, причем два входа второго смесителя 24 подключены к выходу супергетеродинного приемника опорного канала 11, выход второго фильтра грубой селекции 25 подключен ко второму входу вычитающего устройства 22, выход фильтра нижних частот подключен ко входу оконечного устройства 23. Заявляемая радиолокационная станция со сторонним подсветом сетей сотовой связи стандарта GSM с каналом обнаружения «на просвет» работает следующим образом (фиг. 2). Произвольная j-базовая станция 27 сети сотовой связи стандарта GSM формирует ненаправленное или слабонаправленное (в зависимости от типа антенны БС) поле излучения 28. Радиолокационная станция 26 формирует: с помощью обзорной антенны 6 целевого канала 1, сканирующую в поле излучения 28, направленную диаграмму направленности 29, с помощью антенны 10 опорного канала 2 остронаправленную и ориентированную на базовую станцию 27 диаграмму направленности 30, с помощью антенны 17 канала обнаружения «на просвет» 16 компенсационную диаграмму слабой направленности 31. Диаграмма направленности антенны опорного канала 30 с коэффициентом усиления G_ОК формируется вдоль линии базы между базовой станцией 27 и радиолокационной станцией. Диаграмма направленности антенны канала обнаружения « на просвет» 17 имеет коэффициент усиления G_ПК, такой, что G_ПК<<G_ОК. В поле излучения БС могут оказаться воздушные объекты - радиолокационные цели 32. Цели находящиеся в любой точке сканирования антенны 6 целевого канала 1 обнаруживаются M-канальным матричным коррелятором, а их координаты определяются и отображаются в оконечном устройстве 4 в соответствии с описанием приведенным в прототипе [8]. При этом прямые сигналы базовой станции принятые антеннами 10 и 17, поступают на вход супергетеродинных приемников 11 и 18, где усиливаются и преобразуются на промежуточную частоту ω_пч. Далее прямые сигналы базовой станции с выхода супергетеродинного приемника 11 поступают на входы второго смесителя 24, а с выхода супергетеродинного приемника 18 - на входы первого смесителя 19. В смесителях формируется сигнал автосвертки прямого сигнала. В основе иерархического разделения структуры кадров стандарта GSM находится кадр TDMA, длительностью τ_к=4615 мкс состоящий из 8 слотов длительностью τ_с=577 мкс каждый. Периодическая структура временных интервалов сигнала стандарта GSM приводит к тому, что спектр сигнала автосвертки сигнала GSM сигнала будет линейчатым и иметь наряду с центральной гармоникой ряд периодически следующих гармоник на частотах кратных

и

Экспериментально полученные гармоники спектра сигнала автосвертки GSM приведенные на фиг. 3а и б. Амплитуды напряжений автосверток отличаются на величину отношения коэффициентов усиления диаграмм направленности антенн:FIG. 6. - image of the experimentally obtained beats of the reflected signal when it is detected "in the light". The radar equipment of FIG. 1 consists of target 1 and reference channels 2, series-connected M-channel matrix correlator 3, terminal device 4 and GPRS 5 modem, and in the target channel, a panoramic antenna with a control device 6, a superheterodyne receiver 7, an intermediate frequency amplifier with a logarithmic characteristic amplification (AMF) at amplification frequency 8, in the reference channel, a fixed and oriented to the base station antenna 10, superheterodyne receiver 11 and AMF at amplification frequency 12, pr and the M first combined inputs of the 14 M-channel matrix correlator 3 are connected in parallel to the output of the AMCH of the target channel 9, and the M second inputs of the 15 M-channel matrix correlator 3 are connected in parallel to the output of the AML of the reference channel 12, an additional target detection channel 16 clearance ", consisting of a series-connected omnidirectional receiving antenna 17, a superheterodyne receiver 18, a first mixer 19, two inputs of which are connected to a superheterodyne receiver 18, a first coarse filter (FGS) 20, a variable amplifier 21, a subtractor 22, a low-pass filter (LPF) 23, as well as from a second mixer 24 and a second coarse filter 25 connected in series, the two inputs of the second mixer 24 being connected to the output of the superheterodyne receiver of the reference channel 11, the output of the second filter coarse selection 25 is connected to the second input of the subtractor 22, the output of the low-pass filter is connected to the input of the terminal device 23. The inventive radar station with third-party illumination of cellular networks of standard GSM with nalom detection "transmission" operates as follows (Fig. 2). An arbitrary j-base station 27 of the GSM cellular network generates an omnidirectional or slightly directional (depending on the type of BS antenna) radiation field 28. Radar station 26 generates: using the surveillance antenna 6 of the target channel 1, scanning in the radiation field 28, a directional radiation pattern 29, with the help of the antenna 10 of the reference channel 2, the directivity pattern 30 oriented toward the base station 27, and with the antenna 17 of the detection channel 16, the compensation diagram is weakly directed 31. The radiation pattern of the antenna of the reference channel 30 with a gain G _OK is formed along the base line between the base station 27 and the radar station. The directional pattern of the antenna of the detection channel "in the light" 17 has a gain G _PC , such that G _PC << G _OK . Airborne objects may appear in the BS radiation field — radar targets 32. The targets located at any scanning point of the antenna 6 of the target channel 1 are detected by the M-channel matrix correlator, and their coordinates are determined and displayed in the terminal device 4 in accordance with the description given in the prototype [8 ]. In this case, the direct signals of the base station received by

antennas

10 and 17 are fed to the input of

superheterodyne receivers

11 and 18, where they are amplified and converted to an intermediate frequency ω _pc . Next, the direct signals of the base station from the output of the superheterodyne receiver 11 are supplied to the inputs of the second mixer 24, and from the output of the superheterodyne receiver 18 to the inputs of the first mixer 19. A direct signal auto-convolution signal is generated in the mixers. The hierarchical separation of the GSM standard frame structure is based on a TDMA frame with a duration of τ _k = 4615 μs consisting of 8 slots with a duration of τ _s = 577 μs each. The periodic structure of the time intervals of the GSM signal leads to the fact that the spectrum of the automatic signal of the GSM signal is linear and has, along with the central harmonic, a series of periodically following harmonics at multiple frequencies

and

The experimentally obtained harmonics of the spectrum of the GSM auto-convolution signal shown in FIG. 3a and b. The voltage amplitudes of auto-convolutions differ by the magnitude of the ratio of the gain of the antenna patterns:

Компенсация гамонических составляющих, кратных 216.6 Гц осуществляется в зонах режекции первого 20 и второго 25 ФГС, АЧХ которых приведены на рис. 4,а. Поскольку сигнал автосвертки прямого сигнала БС является мешающим, то для его компенсации в вычитающем устройстве необходимо увеличить амплитуду сигнала компенсирующей автосвертки на величину K_АК в регулируемом усилителе 21. С выхода первого ФГС 20 сигнал компенсирующей автосвертки поступает на вход регулируемого усилителя 21 с коэффициентом усиления K_АК. С выхода регулируемого усилителя 21 сигнал поступает на первый вход вычитающего устройства 22. На второй вход вычитающего устройства 22 поступает сигнал автосвертки с выхода второго ФГС 25. В вычитающем устройстве происходит компенсация прямого сигнала на видеочастоте. На фиг. 5, а приведены экспериментально снятые временное и спектральное изображения сигналов автосвертки до ФГС. На фиг. 5, 6 приведены экспериментально снятые временное и спектральное изображения сигналов автосвертки после вычитающего устройства. Полученный коэффициент подавления не менее 25 дБ. С выхода вычитающего устройства 22 результат вычитания сигналов автосверток поступает на вход фильтра нижних частот 23, АЧХ которого приведена на рис. 4,б. С выхода фильтра нижних частот 23 сигнал поступает на вход оконечного устройства. Работа оконечного устройства приведена в прототипе [8] и авторы не претендуют на его новизну.Compensation of gamonic components that are multiples of 216.6 Hz is carried out in the rejection zones of the first 20 and second 25 FGS, the frequency response of which is shown in Fig. 4 a. Since the auto-convolution signal of the direct BS signal is interfering, to compensate in the subtracting device, it is necessary to increase the amplitude of the signal of the compensating autopilot by the value of K _AK in the adjustable amplifier 21. From the output of the first FGS 20, the signal of the compensating autopilot is fed to the input of the adjustable amplifier 21 with a gain of K _AK . From the output of the adjustable amplifier 21, the signal is supplied to the first input of the subtractor 22. The second input of the subtractor 22 receives an auto-convolution signal from the output of the second FGS 25. In the subtractor, the direct signal at the video frequency is compensated. In FIG. Fig. 5a shows experimentally recorded time and spectral images of auto-convolution signals before FGS. In FIG. Figures 5 and 6 show experimentally recorded temporal and spectral images of auto-convolution signals after a subtractor. The resulting suppression ratio of at least 25 dB. From the output of the subtractor 22, the result of subtracting the signals of the auto-convolution is supplied to the input of the low-pass filter 23, the frequency response of which is shown in Fig. 4, b. From the output of the low-pass filter 23, the signal is input to the terminal device. The operation of the terminal device is shown in the prototype [8] and the authors do not claim to be new.

При появлении цели 32 в узкой просветной зоне 30 антенны опорного канала 10 происходит резкое увеличение амплитуды отраженного сигнала за счет увеличения теневой эффективной поверхности рассеяния цели. После усиления и преобразования в супергетеродинном приемнике 11, сигнал поступает на входы второго смесителя 24. На выходе второго смесителя 24 формируются низкочастотные биения, образованные результатом перемножения отраженного сигнала самого на себя, что равносильно возведению в квадрат и демодуляции перемножаемых сигналов. При этом в слабонаправленной антенне 17 канала обнаружения «на просвет» 16 сигнал отраженный от малозаметной цели, не приводит к изменению суммарной амплитуды. Это объясняется проявлением просветного эффекта только в узкой пространственной зоне [5]. Поэтому после компенсации в вычитающем устройстве 22 в фильтре нижних частот будет выделяться результат биений с подавленным сигналом автосвертки. Далее информация с выхода фильтра нижних частот 23 канала обнаружения «на просвет» поступает на оконечное устройство 3 для визуализации и оценки времени обнаружения цели. Экспериментально полученный результат обнаружения в просветной зоне приведен на фиг. 6. На верхнем графике фиг. 6 показана временная диаграмма изменение амплитуды сигнала после вычитающего устройства, на нижнем графике показаны биения после фильтрации в фильтре нижних частот с полосами среза 5-40 Гц. При этом амплитуда биений возрастает на 15-20 дБ Канал обнаружения «на просвет» работает постоянно, в течение времени нахождения цели просветной зоне.When the target 32 appears in the narrow lumen zone 30 of the antenna of the reference channel 10, a sharp increase in the amplitude of the reflected signal occurs due to an increase in the shadow effective scattering surface of the target. After amplification and conversion in the superheterodyne receiver 11, the signal is fed to the inputs of the second mixer 24. At the output of the second mixer 24, low-frequency beats are generated, which are formed by multiplying the reflected signal by itself, which is equivalent to squaring and demodulating the multiplied signals. At the same time, in a weakly directed antenna 17 of the detection channel 16, the signal reflected from an unobtrusive target does not lead to a change in the total amplitude. This is due to the manifestation of the luminal effect only in a narrow spatial zone [5]. Therefore, after compensation in the subtractor 22 in the low-pass filter, the result of the beats with the suppressed auto-convolution signal will be highlighted. Further, the information from the output of the low-pass filter 23 of the detection channel "in the light" is fed to the terminal device 3 for visualization and estimation of the target detection time. The experimentally obtained detection result in the lumen zone is shown in FIG. 6. In the upper graph of FIG. Figure 6 shows a time diagram of the change in the amplitude of the signal after the subtractor; the lower graph shows the beats after filtering in a low-pass filter with cut-off bands of 5-40 Hz. At the same time, the amplitude of the beats increases by 15-20 dB. The detection channel “by clearance” works continuously, during the time the target is in the clearance zone.

Научно-техническая литература.Scientific and technical literature.

1. Бляхман А.Б. и др. Бистатическая эффективная площадь рассеяния и обнаружение объектов при радиолокации на просвет. Радиотехника и электроника, т. 46, №3 2001.1. Blyakhman A.B. et al. Bistatic effective scattering area and detection of objects during radar penetration. Radio engineering and electronics, t. 46, No. 3 2001.

2. Черняк Б.С. Многопозиционная радиолокация. - М.: Радио и связь, 1993.2. Chernyak B.S. Multiposition radar. - M .: Radio and communications, 1993.

3. Scolnic M.I. Radar Handbook. McGrraw-Hill. New York, 1990.3. Scolnic M.I. Radar Handbook. McGrraw-Hill. New York, 1990.

4. Bistatic Radar: Principles and Practice. / Edited by M. Cherniakov. - John Wiley & Sons Ltd, West Sussex England, 2007.4. Bistatic Radar: Principles and Practice. / Edited by M. Cherniakov. - John Wiley & Sons Ltd, West Sussex England, 2007.

5. Чапурский В.В. Синтезированная теневая радиоголография в бистатической радиолокации. Радиотехника, №3, 2009, стр. 52-69.5. Chapursky V.V. Synthesized shadow radio holography in bistatic radar. Radio Engineering, No. 3, 2009, pp. 52-69.

6. Попов В.И. Основы сотовой связи стандарта GSM. - Мю: Экотрейдз, 205-296.6. Popov V.I. The basics of cellular communications standard GSM. - Mu: Ecotrade, 205-296.

7. Ковалев Ф.Н. Организация когерентно-импульсного режима работы РЛС с обнаружением «на просвет». Труды Нижегородского государственного технического университета,№1 (94), 2012 г.7. Kovalev F.N. Organization of coherent-pulse operation of the radar with detection "in the light". Proceedings of the Nizhny Novgorod State Technical University, No. 1 (94), 2012

8. Патент РФ №144831, МПК G01S 13/06, G01S 7/42, 2014 г. Радиолокационная станция со сторонним подсветом сетей сотовой связи стандарта GSM, ОАО «НЛП «КАНТ».8. RF patent №144831, IPC G01S 13/06, G01S 7/42, 2014. Radar station with third-party illumination of cellular networks of GSM standard, OJSC "NLP" KANT ".

Поиск произведет по фондам ПТО библиотеки им М. Горького г. Тверь и сайту ФИПС.The search will be made by the funds of the VET library of M. Gorky in Tver and the FIPS website.

Claims

A GSM-based radar with a clear detection channel, consisting of a target and a reference channel, series-connected M-channel matrix correlator, a terminal device and a GPRS modem, with a surveillance antenna connected to the control device in series with the target channel, superheterodyne receiver, an intermediate frequency amplifier with a logarithmic gain characteristic (AML) at a gain frequency, fixed and oriented in series in the reference channel an antenna, a superheterodyne receiver, and a gain amplifier at the gain frequency, while the M first combined inputs of the M-channel matrix correlator are connected in parallel to the output of the target channel, and the M second inputs of the M-channel matrix correlator are connected in parallel to the output of the reference channel, characterized in that it is additionally introduced, a channel for detecting targets "in the light", consisting of a series-connected omnidirectional receiving antenna, a superheterodyne receiver, the first mixer, two inputs to They are connected to a superheterodyne receiver, a first coarse filter, an adjustable amplifier, a subtracter, a lowpass filter, and also a second mixer, connected in series, and a second coarse filter, the two inputs of the second mixer connected to the output of the superheterodyne receiver of the reference channel, the output of the second the coarse filter is connected to the second input of the subtracting device, the output of the low-pass filter is connected to the input of the terminal device.