RU2262716C2 - Method of radiolocation sounding and device for its realization - Google Patents
Method of radiolocation sounding and device for its realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2262716C2 RU2262716C2 RU2003124286/09A RU2003124286A RU2262716C2 RU 2262716 C2 RU2262716 C2 RU 2262716C2 RU 2003124286/09 A RU2003124286/09 A RU 2003124286/09A RU 2003124286 A RU2003124286 A RU 2003124286A RU 2262716 C2 RU2262716 C2 RU 2262716C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- input
- output
- phase
- power divider
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиолокации, в частности к радиолокационным средствам обзора земной поверхности неконтактного исследования среды, и может быть использовано в картографии, геодезии, радиолокационной фотограмметрии, в гражданской авиации, в прибрежном мореплавании и в речном судовождении, в картосличительной навигации.The invention relates to the field of radar, in particular to radar means for surveying the earth's surface of non-contact environmental studies, and can be used in cartography, geodesy, radar photogrammetry, in civil aviation, in coastal navigation and river navigation, in map-matching navigation.
Известны способ радиолокационного зондирования и устройство для его осуществления, реализованные в [1 и 2]. Этот способ и устройство основаны на использовании параметрических генераторов для приема отраженного сигнала, и формирования зондирующего сигнала, модулированного по фазе.A known method of radar sensing and a device for its implementation, implemented in [1 and 2]. This method and device is based on the use of parametric generators for receiving a reflected signal, and the formation of a probing signal modulated in phase.
Недостатком указанных способа и устройств является сложность реализации развязки приемного параметрического генератора по опорному сигналу субгармоники, подаваемому на фазовый детектор.The disadvantage of these methods and devices is the difficulty of decoupling the receiving parametric generator by the reference signal of the subharmonic supplied to the phase detector.
Наиболее близким к заявленному техническим решением задачи радиолокационного зондирования, принятым в качестве прототипа, является способ и устройство радиолокационного зондирования, реализованные в [3]. Этот способ основан на формировании импульсного когерентного опорного сигнала, передний фронт которого совмещен по времени с моментом завершения режима фазирования приемного параметрона (параметрического генератора) и перехода его в режим устойчивой генерации. Работа устройства, реализующего этот способ радиолокационного зондирования, заключается в циклическом повторении последовательности режимов функционирования (см. Фиг.1): «A» - формирование зондирующего сигнала на передающем параметрическом генераторе, входящем в состав формирователя зондирующего сигнала и кодовой последовательности 4 и излучение его с помощью приемно-передающей антенны 6, «В» - пауза или холостой ход, «С» - фазирование приемного параметрического генератора 8 путем предосцилляционного интегрирования входного отраженного сигнала, поступающего от приемно-передающей антенны 6, «D» - устойчивая генерация приемного параметрона с навязанной фазой и регистрация фазовой информации для дальнейшей корреляционной обработки. Тактовое управление циклической работой устройства может осуществляться формированием квазикогерентных импульсных сигналов накачки подаваемых на параметроны 4 и 8 либо периодическим смещением по постоянному току рабочих точек параметрических диодов.Closest to the claimed technical solution to the problem of radar sounding, adopted as a prototype, is the method and device of radar sounding, implemented in [3]. This method is based on the formation of a pulsed coherent reference signal, the leading edge of which is aligned in time with the moment of completion of the phasing mode of the receiving parameter (parametric generator) and its transition to the stable generation mode. The operation of the device that implements this method of radar sensing, consists in cyclic repetition of the sequence of modes of operation (see Figure 1): "A" - the formation of the probing signal on the transmitting parametric generator, which is part of the probing signal shaper and
Устройство для осуществления этого способа представлено на фиг.1. Штриховыми линиями выделены блоки прототипа, которые исключены из состава в заявленном изобретении. Прототип устройства содержит генератор сигнала накачки 1, делители мощности сигнала накачки 2 и 3, формирователь зондирующего сигнала и опорной кодовой последовательности 4, циркуляторы 5 и 7, приемно-передающую антенну 6, параметрический генератор 8, амплитудный модулятор 9, фазовый детектор 10, формирователь опорного сигнала на частоте субгармоники 11 и коррелятор 12, причем, выход генератора накачки 1 соединен с входом делителя мощности 2, первый выход которого соединен с входом делителя мощности 3, а второй выход делителя мощности 2 соединен с входом формирователя опорного сигнала на частоте субгармоники 11, первый выход делителя мощности 3 соединен с входом формирователя 4, а второй выход соединен с входом амплитудного модулятора 9, первый выход формирователя 4 соединен с первым входом циркулятора 5, второй выход формирователя 4 соединен со вторым входом коррелятора 12, второй выход-вход циркулятора 5 соединен с антенной 6, третий выход циркулятора 5 соединен с первым входом циркулятора 7, второй вход-выход циркулятора 7 соединен с первым входом-выходом параметрического генератора 8, второй вход параметрического генератора 8 соединен с выходом амплитудного модулятора 9, третий выход циркулятора 7 соединен с первым входом фазового детектора 10, второй вход фазового детектора соединен с выходом формирователя 11, выход фазового детектора соединен со вторым входом коррелятора 12, выход коррелятора является выходом устройства.A device for implementing this method is presented in figure 1. Dashed lines indicate the blocks of the prototype, which are excluded from the composition of the claimed invention. The prototype device includes a
Недостатком указанных способа и устройства является четырехтактный принцип работы, препятствующий уменьшению скважности зондирующего сигнала, необходимой для повышения энергетического потенциала РЛС, и низкая надежность в безотказной работе по причине аппаратной сложности.The disadvantage of these methods and devices is the four-stroke principle of operation, which prevents the reduction of the duty cycle of the probe signal necessary to increase the energy potential of the radar, and low reliability in trouble-free operation due to hardware complexity.
Целью настоящего изобретения является повышение энергетического потенциала и надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе 1) цикл работы содержит четыре такта (излучение, пауза, фазирование и регистрация), 2) зондирующий сигнал и регистрируемый сигнал формируются в индивидуальных блоках, 3) корреляционная обработка регистрируемого сигнала осуществляется с использованием опорной кодовой последовательности, модулирующей зондирующий сигнал, согласно изобретению 1) цикл работы содержит три такта, причем такты излучения и регистрации совмещены по времени, 2) формирование зондирующего и регистрация принятого сигналов осуществляется в одном блоке и одновременно, т.е. зондирующий сигнал одновременно является регистрируемым сигналом, а выходная фазовая информация выполняет функцию опорной кодовой последовательности, 3) корреляционная обработка выходной информации заменена автокорреляционной обработкой.The aim of the present invention is to increase the energy potential and reliability of the device. This goal is achieved by the fact that in the known method 1) the operation cycle contains four clock cycles (radiation, pause, phasing and registration), 2) the probe signal and the recorded signal are formed in individual units, 3) the correlation processing of the recorded signal is carried out using the reference code sequence modulating the sounding signal, according to the invention 1) the operation cycle contains three clock cycles, the radiation and registration clocks being combined in time, 2) the formation of the sounding and registration is accepted th signal is performed in one unit and simultaneously, i.e., the probe signal is simultaneously a registered signal, and the output phase information performs the function of a reference code sequence, 3) the correlation processing of the output information is replaced by autocorrelation processing.
Новым в предложенном способе по сравнению с прототипом является 1) сокращение числа тактов в цикле с четырех до трех совмещением тактов зондирования и регистрации, 2) принудительная псевдослучайная фазовая модуляция зондирующего сигнала кодовой последовательностью заменена случайной фазовой модуляцией квантованным входным шумовым сигналом, 3) корреляционная обработка выходной информации, предполагающая использование специально формируемой кодовой последовательности, заменена на автокорреляционную обработку.New in the proposed method in comparison with the prototype is 1) a reduction in the number of clock cycles in a cycle from four to three combining probe and recording clocks, 2) a forced pseudo-random phase modulation of the probe signal with a code sequence replaced by random phase modulation with a quantized input noise signal, 3) output correlation processing information involving the use of a specially generated code sequence has been replaced by autocorrelation processing.
Поставленная цель достигается также тем, что в известном устройстве синтеза радиолокационного зондирования (см. фиг.1), содержащем генератор сигнала накачки 1, делители мощности сигнала накачки 2 и 3, формирователь зондирующего сигнала и опорной кодовой последовательности 4, циркуляторы 5 и 7, приемно-передающую антенну 6, параметрический генератор 8, амплитудный модулятор 9, фазовый детектор 10, формирователь опорного сигнала на частоте субгармоники 11 и коррелятор 12, причем выход генератора накачки 1 соединен с входом делителя мощности 2, первый выход которого соединен с входом делителя мощности 3, а второй выход делителя мощности 2 соединен с входом формирователя опорного сигнала на частоте субгармоники 11, первый выход делителя мощности 3 соединен с входом формирователя 4, а второй выход соединен с входом амплитудного модулятора 9, первый выход формирователя 4 соединен с первым входом циркулятора 5, второй выход формирователя 4 соединен со вторым входом коррелятора 12, второй выход-вход циркулятора 5 соединен с антенной 6, третий выход циркулятора 5 соединен с первым входом циркулятора 7, второй вход-выход циркулятора 7 соединен с первым входом-выходом параметрического генератора 8, второй вход параметрического генератора 8 соединен с выходом амплитудного модулятора 9, третий выход циркулятора 7 соединен с первым входом фазового детектора 10, второй вход фазового детектора соединен с выходом формирователя 11, выход фазового детектора соединен со вторым входом коррелятора 12, выход коррелятора является выходом устройства, согласно изобретению исключены делитель мощности сигнала накачки 3, формирователь зондирующего сигнала и опорной кодовой последовательности 4, циркуляторы 5 и 7 и введен делитель мощности сигнала субгармоники 13, причем выход делителя мощности 2 соединен с входом амплитудного модулятора 9, первый вход-выход делителя мощности субгармоники 12 соединен с антенной, второй вход-выход делителя 12 соединен с первым входом параметрического генератора 8, выход делителя мощности 13 соединен с первым входом фазового детектора 10.This goal is also achieved by the fact that in the known device for the synthesis of radar sensing (see Fig. 1), comprising a
Новым в предложенном устройстве по сравнению с прототипом является (сравни фиг.1 и фиг.2) исключение из состава устройства делителя мощности сигнала накачки 3, формирователя зондирующего сигнала и опорной кодовой последовательности 4 и циркуляторов 5 и 7 и введение в состав устройства делителя мощности сигнала субгармоники 13.New in the proposed device in comparison with the prototype is (compare figure 1 and figure 2) the exclusion from the structure of the device power
Сущность предлагаемого способа состоит в том, что в известном способе радиолокационного зондирования излучаемый сигнал формируют независимо от регистрируемого сигнала, а корреляционная обработка предполагает использование кодовой последовательности, формируемой для модуляции зондирующего сигнала.The essence of the proposed method lies in the fact that in the known method of radar sensing, the emitted signal is generated independently of the recorded signal, and the correlation processing involves the use of a code sequence generated to modulate the probe signal.
Однако такой способ реализует четырехтактный цикл и лимитирует минимальную скважность.However, this method implements a four-cycle cycle and limits the minimum duty cycle.
В настоящей заявке цикл сокращен до трех тактов, что повышает энергетический потенциал РЛС, а исключение из состава устройства активного блока формирования зондирующего сигнала и опорной кодовой последовательности 4 упрощает схему и повышает надежность работы устройства.In this application, the cycle is reduced to three cycles, which increases the energy potential of the radar, and the exclusion from the structure of the device of the active unit for the formation of the probe signal and the
Сущность предлагаемого устройства состоит в двухцелевом использовании приемного параметрического генератора, что позволило исключить формирователь зондирующего сигнала и опорной кодовой последовательности 4.The essence of the proposed device is the dual-purpose use of a receiving parametric generator, which eliminated the probing signal shaper and the
Предлагаемый способ синтеза радиолокационного изображения включает следующую последовательность операций: а) фазируют параметрический генератор входным сигналом, представляющим собой аддитивную смесь собственного и внешнего шумов и суперпозиции отраженных сигналов со случайными начальными фазами, пришедшими с разных дальностей, б) мощность колебаний параметрического генератора, фазированного входным сигналом, разветвляют на два канала. По одному каналу сигнал канализируют в антенну для излучения, по другому каналу сигнал синхронно детектируют с использованием квазикогерентной импульсной последовательности, формируемой только во время излучения, в) детектированный сигнал подают на коррелятор в качестве входного и в качестве опорного, а результат автокорреляции выдают на выход устройства.The proposed method for synthesizing a radar image includes the following sequence of operations: a) the parametric generator is phased by an input signal, which is an additive mixture of intrinsic and external noise and a superposition of reflected signals with random initial phases arriving from different ranges, b) the oscillation power of a parametric generator phased by the input signal branch into two channels. Through one channel, the signal is channelized into an antenna for radiation, through another channel, the signal is synchronously detected using a quasicoherent pulse sequence generated only during radiation, c) the detected signal is fed to the correlator as input and as a reference, and the result of autocorrelation is output to the output of the device .
Устройство радиолокационного зондирования работает следующим образом: генератор накачки 1, работающий в непрерывном режиме, выдает высокостабильный сигнал на частоте накачки. Мощность сигнала накачки делят. Часть мощности сигнала накачки подают на импульсный делитель частоты (параметрический генератор) 11 и часть мощности направляют на амплитудный модулятор 9. В открытом состоянии модулятор пропускает колебания на частоте накачки к параметрическому генератору 8. Под воздействием этих колебаний параметрический генератор начинает «раскачиваться» на частоте субгармоники, при этом фаза сигналу на частоте субгармоники навязывается входным шумоподобным сигналом, вносимым в колебательный контур параметрического генератора 8 из антенны 6 через делитель мощности 13. Параметрические колебания нарастают по амплитуде и через некоторое время генерация становится устойчивой и не зависящей от фазирующего входного сигнала. Начиная с момента завершения переходного режима и установления устойчивых колебаний, сформированный параметрическим генератором сигнал излучают через цепь делитель мощности 13 - антенна, а часть мощности, снимаемой с делителя 13, подают на фазовый детектор 10. В качестве опорного сигнала используют сигнал субгармоники, формируемый блоком 11 в моменты устойчивой генерации параметрона 8. Детектированный сигнал с выхода блока 10 подают на информационный и опорный входы коррелятора 12. В закрытом состоянии модулятора 9 излучения и приема нет. Устройство периодически меняет режим работы: предосцилляционное интегрирование - излучение и прием - пауза.The radar sensing device operates as follows: the
На фиг.2 приведена структурная схема заявленного устройства радиолокационного зондирования.Figure 2 shows the structural diagram of the claimed device radar sensing.
При реализации предлагаемого способа и устройства радиолокационного зондирвания устанавливается устройство фиг.1 (прототип). Из устройства извлекаются блоки 3, 4, 5, 7. Вводят в состав установки делитель мощности сигнала частоты накачки (пассивный элемент) и соединяют блоки в соответствии с фиг. 2.When implementing the proposed method and device for radar sensing, the device of figure 1 (prototype) is installed.
Технический результат использования предложенного способа и устройства по сравнению с прототипом состоит в том, что при тех же числовых значениях временных интервалов режимов интегрирования, генереции, приема и паузы период повторения уменьшается более чем на 25%. Это позволяет повысить потенциал РЛС либо при сохранении потенциала повысить скорость радиолокационного обзора, что может быть использовано в радиолокаторах наземного, воздушного, морского и космического базирования широкого профиля применения.The technical result of using the proposed method and device compared to the prototype is that with the same numerical values of the time intervals of the modes of integration, generation, reception and pause, the repetition period is reduced by more than 25%. This allows you to increase the radar potential or, while maintaining the potential, increase the speed of radar surveillance, which can be used in ground, air, sea and space-based radars with a wide range of applications.
ЛитератураLiterature
1. Авторское свидетельство № 233901, заявка № 3114231, приоритет изобретения 7 мая 1985 г.1. Copyright certificate No. 233901, application No. 3114231, priority of invention on May 7, 1985
2. Авторское свидетельство № 322280, заявка № 4522873, приоритет изобретения 16 ноября 1989 г.2. Copyright certificate No. 322280, application No. 4522873, priority of the invention November 16, 1989
3. Опаленов Ю.В. Фазированная антенная решетка на КВЧ компараторах в геофизических измерительных комплексах дистанционного зондирования // Антенны, выпуск 03-04(70-71), 2003. Стр.73-77.3. Opalenov Yu.V. Phased antenna array on EHF comparators in geophysical measuring complexes of remote sensing // Antennas, issue 03-04 (70-71), 2003. Pages 73-77.
4. Кнорре К.Г., Тузов В.М., Шур Г.И. Фазовые и частотные информационные СВЧ элементы. - М.: Сов. радио, 1975. 352 с.4. Knorre K.G., Tuzov V.M., Shur G.I. Phase and frequency information microwave elements. - M .: Owls. Radio, 1975.352 s.
5. Комолов В.П., Трофименко И.Т. Квантование фазы при обнаружении радиосигналов. - М.: Сов. радио, 1976. 224 с.5. Komolov V.P., Trofimenko I.T. Phase quantization when detecting radio signals. - M .: Owls. Radio, 1976. 224 p.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003124286/09A RU2262716C2 (en) | 2003-08-06 | 2003-08-06 | Method of radiolocation sounding and device for its realization |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003124286/09A RU2262716C2 (en) | 2003-08-06 | 2003-08-06 | Method of radiolocation sounding and device for its realization |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003124286A RU2003124286A (en) | 2005-02-20 |
RU2262716C2 true RU2262716C2 (en) | 2005-10-20 |
Family
ID=35218283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003124286/09A RU2262716C2 (en) | 2003-08-06 | 2003-08-06 | Method of radiolocation sounding and device for its realization |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2262716C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2759392C1 (en) * | 2018-06-04 | 2021-11-12 | Бейцзин Фьюче Нэвигейшен Текнолоджи Ко., Лтд | Positioning method and device for precise point positioning/real-time kinematics (ppp-rtk) |
-
2003
- 2003-08-06 RU RU2003124286/09A patent/RU2262716C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ОПАЛЕНОВ Ю.В. Фазированная антенная решетка на КВЧ компараторах в геофизических измерительных комплексах дистанционного зондирования. Антенны. Вып. 03-04 (70-71), 2003, с.73-77. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2759392C1 (en) * | 2018-06-04 | 2021-11-12 | Бейцзин Фьюче Нэвигейшен Текнолоджи Ко., Лтд | Positioning method and device for precise point positioning/real-time kinematics (ppp-rtk) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003124286A (en) | 2005-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lukin | Noise radar technology | |
US10914818B2 (en) | Angle-resolving FMCW radar sensor | |
RU2628566C1 (en) | Method of work of radar station with high doppler characteristics | |
JP6558918B2 (en) | Minus pseudo range processing using multistatic FMCW radar | |
Savci et al. | Noise radar—overview and recent developments | |
US3786405A (en) | System for low-frequency transmission of radiant energy | |
US8115673B1 (en) | Self-oscillating UWB emitter-detector | |
JP2011013950A (en) | Pseudo random number output device, transmission device and finder | |
RU2352909C1 (en) | Method for radiolocating measurement of vessel hull vibration and device for its realisation | |
Wu et al. | Using the phase change of a reflected microwave to detect a human subject behind a barrier | |
Lukin | Millimeter wave noise radar technology | |
US7149148B2 (en) | Localization of high speed vehicles using continuous transmit waves | |
RU2262716C2 (en) | Method of radiolocation sounding and device for its realization | |
US4876546A (en) | Doppler shift generator apparatus | |
RU2386977C1 (en) | Method of direction finding and direction-finder for its implementation | |
Pardhu et al. | Design of matched filter for radar applications | |
RU2611587C1 (en) | Base station for remote probing of atmosphere | |
RU2808775C1 (en) | Method for doppler determination of motion parameters of airlogical radiosonde and radar system for its implementation | |
RU90572U1 (en) | HYPERBOLIC TYPE RADAR SURVEILLANCE RECEIVER WITH QUASI-CONTINUOUS RADIATION | |
Liu et al. | HF hybrid sky‐SWR system based on MIMO technology | |
RU2755518C1 (en) | Radar station | |
RU2782575C1 (en) | System for selection of moving targets with measurement of range, radial velocity and direction of movement in each period of sounding | |
Gill | Fourier series-based waveform generation and signal processing in uwb radar | |
Chen et al. | Interval-forward Jamming Technology to Linear Frequency Modulated Detection System | |
RU2769565C1 (en) | Method for determining distances from a measuring station to several transponders |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060807 |