RU2095826C1 - Target recognition radar - Google Patents
Target recognition radar Download PDFInfo
- Publication number
- RU2095826C1 RU2095826C1 RU96106217A RU96106217A RU2095826C1 RU 2095826 C1 RU2095826 C1 RU 2095826C1 RU 96106217 A RU96106217 A RU 96106217A RU 96106217 A RU96106217 A RU 96106217A RU 2095826 C1 RU2095826 C1 RU 2095826C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- mixer
- radar
- targets
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Устройство относится к радиолокационной технике и может быть использовано для распознавания воздушных целей по сигналам, отраженным данными целями. The device relates to radar technology and can be used to recognize air targets by the signals reflected by these targets.
Известна РЛС "Микронетикс" [1] которая может быть использована для распознавания радиолокационных целей по радиолокационным дальностным портретам, получаемым за счет облучения целей импульсами короткой длительности (1 нс). Использование этих импульсов позволяет достичь разрешающей способности по дальности δD 15 см и, тем самым, наблюдать результаты отражения импульсов от различных элементов конструкции цели. РЛС "Микронетикс" включает эквивалент антенны, последовательно включенные высокочастотный тройник, выходной усилитель и первую антенну, последовательно соединенные магнетронный генератор, схему формирования зондирующих импульсов, элемент связи, детектор запуска и импульсный осциллограф, последовательно включенные вторую антенну, прецизионный аттенюатор, малошумящую лампу бегущей волны, усилитель мощности и детектор коротких импульсов, выход которого связан со вторым входом импульсного осциллографа. При этом второй выход элемента связи соединен со входом высокочастотного тройника, второй выход которого подключен ко входу эквивалента антенны. Known radar "Micronetics" [1] which can be used to recognize radar targets by radar range portraits obtained by irradiating targets with pulses of short duration (1 ns). The use of these pulses makes it possible to achieve a range resolution of
Недостатком данной РЛС является то, что она позволяет определять радиолокационные характеристики целей на дальностях до единиц километров, а это в настоящее время сужает область использования таких РЛС особенно для решения задач распознавания. Описанная РЛС в виду данного недостатка используется лишь в экспериментальных исследованиях [1] Другим недостатком РЛС "Микронетикс" является необходимость двух антенн, что усложняет конструктивное исполнение. И, наконец, в условиях отсутствия точной априорной информации о сигнатурах целей определенных классов на всевозможных ракурсах, а также из-за сложности зрительной идентификации оператором эталонных и реальных сигнатур достоверность распознавания целей данной РЛС является недостаточной. The disadvantage of this radar is that it allows you to determine the radar characteristics of targets at ranges up to units of kilometers, and this currently narrows the scope of use of such radars, especially for solving recognition problems. The described radar in view of this drawback is used only in experimental studies [1] Another disadvantage of the Micronetics radar is the need for two antennas, which complicates the design. And, finally, in the absence of accurate a priori information about the signatures of targets of certain classes at various angles, as well as because of the difficulty of visual identification by the operator of reference and real signatures, the reliability of target recognition of this radar is insufficient.
Известна также РЛС с автоматическим фильтром распознавания [2] в которой распознавание и идентификация целей осуществляются оператором путем сравнения принимаемых эхо-сигналов с эталонными радиоимпульсными портретами известных целей, то есть путем сравнения радиолокационных портретов реальных целей и эталонов. Одновременно указывается, что в данной РЛС можно добиться более эффективного распознавания радиолокационных целей, если вместо радиолокационных портретов оценивать сигналы, представляющие собой сумму радиоимпульсов, отраженных отдельными блестящими точками (БТ) на поверхности цели. Also known is a radar with an automatic recognition filter [2] in which the recognition and identification of targets is carried out by the operator by comparing the received echo signals with reference radio-pulse portraits of known targets, that is, by comparing radar portraits of real targets and standards. At the same time, it is indicated that in this radar it is possible to achieve more efficient recognition of radar targets if instead of radar portraits, signals representing the sum of radio pulses reflected by individual shiny points (BT) on the target surface are evaluated.
РЛС с автоматическим фильтром распознавания включает передатчик, гетеродин, цифровое управляющее устройство (ЦУУ), последовательно соединенные антенну, антенный переключатель, усилитель высокой частоты (УВЧ), 1-й смеситель, усилитель промежуточной частоты (УПЧ), автоматический фильтр распознавания (АФР), амплитудный детектор и индикатор, причем второй вход антенного переключателя связан с выходом передатчика, второй вход первого смесителя с выходом гетеродина, а второй вход АФР с выходом ЦУУ. A radar with an automatic recognition filter includes a transmitter, a local oscillator, a digital control device (CCU), a series-connected antenna, an antenna switch, a high-frequency amplifier (UHF), a 1st mixer, an intermediate-frequency amplifier (UPCH), an automatic recognition filter (AFR), an amplitude detector and an indicator, the second input of the antenna switch connected to the output of the transmitter, the second input of the first mixer with the output of the local oscillator, and the second input of the AFR with the output of the central control unit.
Данная РЛС использует для зондирования мощные линейно-частотно-модулированные импульсы, что позволяет распознавать цели на больших дальностях. Однако данной РЛС также свойственны определенные недостатки. This radar uses powerful linear-frequency-modulated pulses for sounding, which makes it possible to recognize targets at long ranges. However, this radar also has certain disadvantages.
Во-первых, для разрешения БТ, находящихся на поверхности цели с разносом по дальности около 1 м друг от друга, требуется применение зондирующих ЛЧМ-сигналов с девиацией частоты не менее Δf 150 МГц. Практическая реализация ЛЧМ-сигналов с указанной девиацией частоты на современном уровне развития радиолокационной техники является проблематичной задачей. Firstly, to resolve BTs located on the target surface with a distance spacing of about 1 m from each other, the use of probing chirp signals with a frequency deviation of at least Δf 150 MHz is required. The practical implementation of chirp signals with the indicated frequency deviation at the current level of development of radar technology is a problematic task.
Во-вторых, для обеспечения нормального режима работы дисперсионных ультразвуковых линий задержки (ДУЗЛЗ), используемых для сжатия отраженных сигналов, перед ними, как правило, устанавливаются амплитудные ограничители, производящие нормировку сжимаемого сигнала, что приводит к потере информации об интенсивности БТ цели. Указанная нормировка не позволяет в полной мере использовать для распознавания информацию, заключенную в амплитудах сигналов, отраженных от БТ цели. При этом сохраняется возможность распознавания целей лишь по количеству и характеру расположения БТ на цели вдоль линии визирования РЛС. Secondly, to ensure the normal mode of operation of dispersive ultrasonic delay lines (DLSLs) used to compress the reflected signals, amplitude limiters are usually installed in front of them, normalizing the compressible signal, which leads to the loss of information about the BT target intensity. The specified normalization does not allow the full use for recognition of information contained in the amplitudes of the signals reflected from the target BT. At the same time, it remains possible to recognize targets only by the number and nature of the location of the BT on the target along the line of sight of the radar.
В-третьих, описываемая РЛС для каждой назначенной для распознавания цели требует наличия своего индивидуального фильтра распознавания и других вспомогательных устройств, что служит причиной сложности и громоздкости технической реализации такой РЛС. Thirdly, the described radar for each designated purpose for recognition requires its own individual recognition filter and other auxiliary devices, which causes the complexity and cumbersome technical implementation of such a radar.
В-четвертых, вероятность (достоверность) распознавания целей в данной РЛС не может быть достаточно высокой, так как зрительно-идентификационные возможности оператора-распознавальщика ограничены, что связано с невозможностью хранения в его памяти большого числа эталонов, критичных ко многим факторам. Fourth, the probability (reliability) of target recognition in a given radar cannot be sufficiently high, since the visual-identification capabilities of the recognizing operator are limited, which is associated with the impossibility of storing a large number of standards in its memory that are critical to many factors.
В-пятых, при распознавании целей по сумме сигналов, отраженных различными БТ цели, вероятность правильного распознавания будет также низкой, так как для целей с различной конфигурацией и разным числом БТ может быть получен одинаковый суммарный сигнал. Fifthly, when targets are recognized by the sum of signals reflected by different target BTs, the probability of correct recognition will also be low, since for targets with different configurations and different numbers of BTs the same total signal can be obtained.
Целью изобретения является повышение достоверности радиолокационного распознавания воздушных целей за счет идентификации сигналов, отраженных данными целями, при использовании квазимонохроматического импульсного зондирования. The aim of the invention is to increase the reliability of radar recognition of air targets by identifying the signals reflected by these targets when using quasi-monochromatic pulsed sounding.
Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве анализируется результат интерференции волн, отраженных от различных блестящих точек, разнесенных в радиальном направлении, при зондировании цели квазимонохроматическим сигналом. Как известно, электромагнитная волна (ЭМВ) имеет конечную скорость распространения, и значит, она достигает разных БТ в разные моменты времени. Именно в эти моменты за счет интерференции отражений квазимонохроматических (в пределах импульса) ЭМВ от изменившегося количества БТ происходит скачкообразное изменение интенсивности результирующей отраженной ЭМВ. Величина этой интенсивности зависит от количества БТ, участвующих в отражении, их эффективных площадей рассеяния (ЭПР) и взаимного расположения фазовых центров этих БТ между собой. Таким образом, у целей с различными размерами, геометрией и величинами ЭПР составляющих их БТ (фиг. 1, а, б) интенсивности отражений и амплитуды их перепадов в фиксированные моменты времени будут отличаться (фиг. 1, в, г). Указанный факт положен в основу работы предлагаемого устройства распознавания. Для этого в состав известного устройства [2] дополнительно включают импульсный модулятор, усилитель мощности, задающий генератор, 2-й смеситель, последовательно включенные линия задержки (ЛЗ), сумматор, двухполупериодный выпрямитель (ДППВ), интегратор и блок идентификации, причем задающий генератор связывают одновременно с 1-м входом 1-го смесителя и 1-м входом усилителя мощности, 2-й вход которого соединяют с выходом импульсного модулятора, а выход со входом антенного переключателя, выход которого подключают к 1-му входу 2-го смесителя, 2-й вход которого соединяют с выходом 1-го смесителя, а выход со входом УПЧ, выход которого связывают со входом амплитудного детектора, выход которого соединяют со входом ЛЗ и вторым входом сумматора. This goal is achieved by the fact that in the proposed device, the result of interference of waves reflected from various shiny points spaced in the radial direction is analyzed when the target is probed with a quasi-monochromatic signal. As you know, an electromagnetic wave (EMW) has a finite propagation velocity, which means it reaches different BTs at different points in time. It is precisely at these moments that due to the interference of reflections of quasi-monochromatic (within the pulse) EMW from the changed amount of BT, an abrupt change in the intensity of the resulting reflected EMW occurs. The magnitude of this intensity depends on the number of BTs participating in the reflection, their effective scattering areas (EPR), and the relative position of the phase centers of these BTs among themselves. Thus, for targets with different sizes, geometries, and EPR values of their constituent BTs (Fig. 1, a, b), the intensities of reflections and the amplitudes of their differences at fixed times will differ (Fig. 1, c, d). This fact is the basis of the proposed recognition device. To this end, the composition of the known device [2] additionally includes a pulse modulator, a power amplifier, a master oscillator, a 2nd mixer, a delay line (LZ) connected in series, an adder, a half-wave rectifier (LPS), an integrator and an identification unit, and the master oscillator is connected simultaneously with the 1st input of the 1st mixer and the 1st input of the power amplifier, the 2nd input of which is connected to the output of the pulse modulator, and the output with the input of the antenna switch, the output of which is connected to the 1st input of the 2nd mixer, 2 th which is connected to the output of the 1st mixer, and the output to the input of the IF amplifier, whose output is linked to an input of amplitude detector, whose output is connected to the input of LZ and the second input of the adder.
Предложенное построение схемы позволяет за счет оценки количества и величин перепадов уровня отраженного сигнала в пределах одного импульса производить распознавание целей с высокой вероятностью. Признаком распознавания выступает сумма абсолютных величин перепадов амплитуды отраженного сигнала. Данный признак принимает различные значения для целей с разным числом БТ на их поверхности, а также для целей с одинаковым числом БТ, но с различными ЭПР и различным взаимным расположением БТ в радиальном направлении (фиг. 1, а, б). The proposed construction of the circuit allows for the recognition of targets with high probability by estimating the number and magnitude of the level difference of the reflected signal within a single pulse. The recognition sign is the sum of the absolute values of the differences in the amplitude of the reflected signal. This feature takes different values for targets with different numbers of BTs on their surface, as well as for goals with the same number of BTs, but with different EPR and different relative positions of BTs in the radial direction (Fig. 1, a, b).
На фиг. 2 представлена структурная схема предлагаемого радиолокационного устройства распознавания сигналов. In FIG. 2 presents a structural diagram of the proposed radar device for signal recognition.
Устройство содержит импульсный модулятор 1, усилитель мощности 2, антенный переключатель 3, антенну 4, задающий генератор 5, первый смеситель 6, гетеродин 7, интегратор 8, блок идентификации 9, второй смеситель 10, УПЧ 11, ДППВ 12, сумматор 13, ЛЗ 14, амплитудный детектор 15. При этом антенный переключатель 3, 2-й смеситель 10, УПЧ 11, амплитудный детектор 15, ЛЗ 14, сумматор 13, ДППВ 12, интегратор 8 и блок идентификации включены последовательно. Задающий генератор 5 связан своим выходом с 1-м входом 1-го смесителя 6 и 1-м входом усилителя мощности 2, второй вход которого связан с выходом импульсного модулятора 1, а выход со входом антенного переключателя 3, антенный вход которого связан с антенной 4. Выход гетеродина 7 соединен со 2-м входом 1-го смесителя 6, выход которого подключен ко 2-му входу 2-го смесителя 10, а выход амплитудного детектора 15 подключен также ко 2-му входу сумматора 13. The device comprises a
Радиолокационное устройство распознавания сигналов работает следующим образом. The radar signal recognition device operates as follows.
Задающий генератор 5 генерирует сверхвысокочастотные гармонические колебания на частоте fо, которые поступают в усилитель мощности 2, где из непрерывного колебания вырабатываются прямоугольные СВЧ-импульсы в соответствии с законом модуляции, навязываемым импульсным модулятором 1. СВЧ-импульсы проходят антенный переключатель 3 и через антенну 4 излучаются в направлении цели. Отразившись от цели, импульсы с измененной структурой поступают в антенну 4 и через антенный переключатель 3 проходят на 1-й вход 2-го смесителя 10; на 2-й вход которого подаются выходные сигналы 1-го смесителя 6, который, в свою очередь, по сигналам промежуточной частоты fпр с выхода гетеродина 7 на 2-м входе и сигналам несущей частоты fо с выхода задающего генератора 5 на 1-м входе формирует опорный сигнал на частоте fо + fпр. Во втором смесителе 10 происходит смешивание сигналов на двух его входах, в результате чего на выходе смесителя 10 формируются амплитудно-модулированные сигналы от цели на разностной (промежуточной) частоте (fпр + fпр) fо fпр. Они усиливаются в УПЧ 11 и подаются на вход амплитудного детектора 15, где происходит выделение огибающий.The
В соответствии с интерференцией ЭМВ от БТ для целей 1 и 2, радиальная структура которых показана на фиг. 1, а, б, на выходе амплитудного детектора 15 могут быть получены сигналы, представленные соответственно на фиг. 1, в, г (варианты). На представленных эпюрах отраженные сигналы имеют перепады амплитуд, положение которых на временной оси определяется положением БТ в структурах целей. Это связано с тем, что при изменении числа БТ, участвующих в отражении ЭМВ, изменяется интерференционная структура поля, и в зависимости от соотношения фаз и амплитуд сигналов, отразившихся от отдельных БТ, суммарный отраженный сигнал изменяет свою величину. Для выявления информации о величинах перепадов уровней отраженного сигнала в схеме применена ЛЗ 14, время задержки которой определяется минимально разрешаемым радиальным интервалом между соседними БТ на всех из назначенных для распознавания целей (на фиг. 1,а данный интервал обозначен Hмин). Сигналы, полученные для двух гипотетических целей на выходах ЛЗ 14, показаны на фиг. 1, д, е, где Tз время задержки сигналов в ЛЗ 14. Прямой и задержанный сигналы подаются соответственно на 2-й (инверсный) и 1-й входы сумматора 13. На 2-м входе сумматора предполагается наличие инвертора (на фиг. 2 не показан). Разностный сигнал с выхода сумматора 13 подается на ДППВ 12, где разнополярные сигналы выпрямляются и становятся однополярными (фиг. 1, ж, з). Далее сигналы поступают на интегратор 8, который производит их поочередное интегрирование с запоминанием результирующей амплитуды (фиг. 1, и, к). Как видно из приведенных эпюр, выходные напряжения U1 и U2 для 1-й и 2-й целей отличаются по амплитуде, так как последняя критична к числу и интенсивностям перепадов амплитуд в отраженном сигнале. Это позволяет распознавать цели различных классов (типов), сравнивая выходные сигналы интегратора 8 в блоке идентификации 9 с набором пороговых сигналов.In accordance with the interference of the EME from the BT for
Метод распознавания, реализуемый с помощью предложенного радиолокационного устройства распознавания сигналов, позволяет использовать для распознавания целей простые узкополосные (квазимонохроматические) импульсные сигналы. Признак распознавания, сформированный устройством распознавания, является достаточно информативным, что позволяет по отраженным импульсным сигналам распознавать цели не только различных классов, но и различных типов в пределах одного класса, то есть целей с одинаковыми геометрическими размерами, что следует из анализа эпюр фиг. 1. The recognition method, implemented using the proposed radar device for signal recognition, allows you to use simple narrow-band (quasi-monochromatic) pulse signals for target recognition. The recognition sign generated by the recognition device is quite informative, which allows one to recognize targets not only of different classes, but also of different types within the same class, that is, targets with the same geometric dimensions, which follows from the analysis of the diagrams of FIG. one.
Литература
1. Небабин В.Г. Сергеев В.В. Методы и техника радиолокационного распознавания. -М. Радио и связь, 1984, с. 112 114, рис. 4.6 (аналог).Literature
1. Nebabin V.G. Sergeev V.V. Methods and techniques of radar recognition. -M. Radio and Communications, 1984, p. 112 114, fig. 4.6 (analog).
2. Небабин В.Г. Сергеев В.В. Методы и техника радиолокационного распознавания. -М. Радио и связь, 1984, с. 120 126, рис. 4.11 (прототип). 2. Nebabin V.G. Sergeev V.V. Methods and techniques of radar recognition. -M. Radio and Communications, 1984, p. 120 126, Fig. 4.11 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96106217A RU2095826C1 (en) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | Target recognition radar |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96106217A RU2095826C1 (en) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | Target recognition radar |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2095826C1 true RU2095826C1 (en) | 1997-11-10 |
RU96106217A RU96106217A (en) | 1997-12-10 |
Family
ID=20178715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96106217A RU2095826C1 (en) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | Target recognition radar |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2095826C1 (en) |
-
1996
- 1996-03-27 RU RU96106217A patent/RU2095826C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Небабин В.Г., Сергеев В.В. Методы и техника радиолокационного распознавания. - М.: Радио и связь, 1984, с.112 - 114, 120 - 126 рис.4. 11. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Alland et al. | Interference in automotive radar systems: Characteristics, mitigation techniques, and current and future research | |
EP1757953B1 (en) | FM-CW radar system | |
US6801153B2 (en) | Spread spectrum radar with leak compensation at baseband | |
CN101153911B (en) | Radar apparatus, radar apparatus controlling method | |
US20080088499A1 (en) | Methods and apparatus for hyperview automotive radar | |
EP0292556B1 (en) | Frequency domain, pulse compression radar apparatus for eliminating clutter | |
EP1420265B1 (en) | Vehicle front-end sensor for range and bearing measurement of an object | |
EP0886149A2 (en) | Frequency-modulated continuous-wave radar system | |
CN101248367A (en) | Radar device and inter-rader site adjustment method | |
Olver et al. | FMCW radar for hidden object detection | |
GB2317769A (en) | Radar systems | |
US3898653A (en) | Automotive radar sensor | |
JP2828336B2 (en) | Doppler radar for helicopter detection and position measurement. | |
RU2410650C2 (en) | Method to measure level of material in reservoir | |
RU2095826C1 (en) | Target recognition radar | |
JP3516686B2 (en) | Position-selective velocity measuring device using Doppler principle | |
US3636562A (en) | High-range resolution radar target matched filter | |
RU2399888C1 (en) | Method of measuring level of material in reservoir | |
US5148176A (en) | Measuring device | |
RU2099735C1 (en) | Gear identifying aircraft | |
RU2095827C1 (en) | Radar device recognizing composition of target | |
RU2095825C1 (en) | Target recognition radar | |
RU2492503C1 (en) | Target class recognition method and device for realising said method | |
RU2099736C1 (en) | Target identifier | |
US20240230877A1 (en) | A radio frequency tag system |