RU2327185C1 - Nonlinear radar for eavesdropping devices - Google Patents
Nonlinear radar for eavesdropping devices Download PDFInfo
- Publication number
- RU2327185C1 RU2327185C1 RU2007107526/09A RU2007107526A RU2327185C1 RU 2327185 C1 RU2327185 C1 RU 2327185C1 RU 2007107526/09 A RU2007107526/09 A RU 2007107526/09A RU 2007107526 A RU2007107526 A RU 2007107526A RU 2327185 C1 RU2327185 C1 RU 2327185C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- frequency
- signal
- linear
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при разработке портативных нелинейных радаров для обнаружения подслушивающих устройств.The invention relates to the field of radar and can be used in the development of portable non-linear radars for detecting listening devices.
Известны нелинейные радары [Андреев Г.А., Потапов А.А. Миллиметровые волны в радиолокации. Системы индикации цели. Зарубежная радиоэлектроника, №11, 1984 г., и патент США №4053891, G01S 9/02, 1977 г.], которые содержат последовательно соединенные задающий генератор, усилитель мощности, фильтр нижних частот и передающую антенну, а также последовательно соединенные приемную антенну, полосовой фильтр, приемник и индикаторное устройство, при этом второй вход усилителя мощности через последовательно соединенные модулятор и синхронизатор подключен ко второму входу приемника.Nonlinear radars are known [Andreev G.A., Potapov A.A. Millimeter waves in radar. Target indication systems. Foreign electronics, No. 11, 1984, and US patent No. 4053891, G01S 9/02, 1977], which contain a series-connected master oscillator, power amplifier, low-pass filter and a transmitting antenna, as well as a series-connected receiving antenna, a bandpass filter, a receiver and an indicator device, while the second input of the power amplifier is connected through a series-connected modulator and synchronizer to the second input of the receiver.
Приведенные выше нелинейные радары не могут быть использованы для измерения дальности до источников радиоизлучения.The above non-linear radars cannot be used to measure the distance to radio sources.
Известен нелинейный радар для обнаружения исполнительных радиоэлектронных устройств управления взрывом [Россия. Патент на изобретение №2234715 G01S 13/26, опубл. 20 августа 2004 г.], содержащий последовательно соединенные опорный генератор, делитель частоты, линейный частотно-модулированный генератор, второй вход которого подключен к выходу опорного генератора, усилитель мощности, фильтр нижних частот и передающую антенну, а также последовательно соединенные приемную антенну, первый полосовой фильтр, смеситель, второй полосовой фильтр, приемник и индикаторное устройство, при этом второй вход смесителя через последовательно соединенные третий полосовой фильтр и усилитель-ограничитель подключен к выходу линейного частотно-модулированного генератора.Known non-linear radar for the detection of executive electronic control devices for explosion [Russia. Patent for invention No. 2234715 G01S 13/26, publ. August 20, 2004], containing a reference oscillator, a frequency divider, a linear frequency-modulated oscillator, the second input of which is connected to the output of the reference oscillator, a power amplifier, a low-pass filter and a transmitting antenna, as well as a series-connected receiving antenna, the first bandpass a filter, a mixer, a second band-pass filter, a receiver and an indicator device, while the second input of the mixer through a series-connected third band-pass filter and amplifier-limiter is connected to output of a linear frequency-modulated generator.
В данном радаре при отсутствии различий по дальности между искомым объектом и местными предметами на экране индикаторного устройства невозможна селекция полезного сигнала от помехи.In this radar, in the absence of differences in range between the desired object and local objects on the screen of the indicator device, the selection of a useful signal from interference is impossible.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является нелинейный радар для обнаружения исполнительных радиоэлектронных устройств управления взрывом по патенту на изобретение №2251708, GO1S 13/02, опубл. 10 мая 2005, принятый за прототип.The closest in technical essence to the proposed one is a non-linear radar for detecting executive radio-electronic explosion control devices according to the invention patent No. 2251708, GO1S 13/02, publ. May 10, 2005, taken as a prototype.
Устройство-прототип содержит последовательно соединенные опорный генератор, первый делитель частоты, линейный частотно-модулированный генератор, второй вход которого подключен к выходу опорного генератора, первый и второй полосовые фильтры, причем выход первого полосового фильтра через последовательно соединенные второй делитель частоты, шестой полосовой фильтр, третий смеситель, седьмой полосовой фильтр, блок формирования зондирующего линейного частотно-модулированного (ЛЧМ) сигнала, усилитель мощности и фильтр нижних частот подключен к передающей антенне, последовательно соединенные приемную антенну, третий полосовой фильтр, первый смеситель, четвертый полосовой фильтр, второй смеситель, пятый полосовой фильтр, режекторный фильтр, четвертый смеситель, блок фильтров точной селекции, приемник и индикаторное устройство, второй вход которого подключен к выходу первого делителя частоты, причем второй вход третьего смесителя соединен с выходом опорного генератора и входом блока формирования гетеродинных напряжений, соответствующие выходы которого подключены соответственно ко вторым входам второго и четвертого смесителей, а выход второго полосового фильтра через блок формирования гетеродинного линейного частотно-модулированного сигнала соединен со вторым входом первого смесителя.The prototype device contains a series-connected reference oscillator, a first frequency divider, a linear frequency-modulated generator, the second input of which is connected to the output of the reference generator, the first and second band-pass filters, the output of the first band-pass filter through a series-connected second frequency divider, a sixth band-pass filter, third mixer, seventh band-pass filter, block for generating a probing linear frequency-modulated (LFM) signal, power amplifier and low-pass filter access to the transmitting antenna, a receiving antenna connected in series, a third bandpass filter, a first mixer, a fourth bandpass filter, a second mixer, a fifth bandpass filter, a notch filter, a fourth mixer, an accurate selection filter unit, a receiver and an indicator device, the second input of which is connected to the output the first frequency divider, and the second input of the third mixer is connected to the output of the reference generator and the input of the heterodyne voltage generation unit, the corresponding outputs of which are connected to respectively to the second inputs of the second and fourth mixers, and the output of the second bandpass filter through a heterodyne unit for forming a linear frequency-modulated signal is coupled to a second input of the first mixer.
На практике поиск подслушивающих устройств производится с небольших расстояний, составляющих единицы - десятки сантиметров. Поэтому на вход приемной антенны, наряду с полезным сигналом, переизлученным объектом поиска, поступает помеха в виде отражений от подстилающей поверхности, состоящих из излучаемого линейного частотно-модулированного сигнала и его гармоник, прошедших фильтр нижних частот. Отсутствие временных различий между полезным сигналом и помехой не только не обеспечивает частотную селекцию полезного сигнала от помехи по частоте, но и его прохождение через режекторный фильтр устройства. Увеличение девиации частоты зондирующего линейного частотно-модулированного сигнала приведет только к смещению вправо по оси частот полезного сигнала и помехи.In practice, the search for eavesdropping devices is carried out from small distances of units — tens of centimeters. Therefore, at the input of the receiving antenna, along with the useful signal reradiated by the search object, interference comes in the form of reflections from the underlying surface, consisting of the emitted linear frequency-modulated signal and its harmonics that have passed the low-pass filter. The absence of time differences between the useful signal and the interference not only does not provide frequency selection of the useful signal from the interference in frequency, but also its passage through the notch filter of the device. An increase in the frequency deviation of the probing linear frequency-modulated signal will only lead to a shift to the right along the frequency axis of the useful signal and interference.
Таким образом, недостатком известного нелинейного радара является наличие ограничений на обнаружение подслушивающих устройств, находящихся в ближней зоне поиска.Thus, the disadvantage of the known non-linear radar is the presence of restrictions on the detection of listening devices located in the near search zone.
Задачей изобретения является расширение зоны поиска нелинейных объектов за счет обеспечения частотной селекции полезного сигнала от помехи, при отсутствии временных различий между ними, путем применения двойной линейной частотной модуляции в зондирующем сигнале и поэтапной обработки сигналов, поступающих на вход приемной антенны.The objective of the invention is to expand the search area of nonlinear objects by providing frequency selection of a useful signal from interference, in the absence of time differences between them, by applying a double linear frequency modulation in the probing signal and phased processing of the signals received at the input of the receiving antenna.
Решение поставленной задачи обеспечивается за счет того, что в нелинейный радар, содержащий последовательно соединенные опорный генератор, делитель частоты, линейный частотно-модулированный генератор, второй вход которого подключен к выходу опорного генератора и два полосовых фильтра, входы которых соединены с выходом линейного частотно-модулированного генератора, последовательно соединенные первый блок зондирующего линейного частотно-модулированного сигнала и первый усилитель мощности, а также фильтр нижних частот, выход которого подсоединен к передающей антенне, кроме того, приемная антенна соединена с входом третьего полосового фильтра, последовательно соединенные первый смеситель, четвертый полосовой фильтр, второй смеситель и пятый полосовой фильтр, а также приемник, выход которого соединен с первым входом индикаторного устройства, второй вход которого подсоединен к выходу делителя частоты, согласно изобретению введены последовательно соединенные первый вентиль, первый направленный ответвитель и блок сложения мощности, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот, последовательно соединенные второй блок формирования зондирующего линейного частотно-модулированного сигнала, второй усилитель мощности, второй вентиль и второй направленный ответвитель, выход которого соединен со вторым входом блока сложения мощности, при этом выходы первого и второго полосовых фильтров соединены с входами первого и второго блоков формирования зондирующего линейного частотно-модулированного сигнала соответственно, выход первого усилителя мощности соединен с входом первого вентиля, вторые выходы первого и второго направленных ответвителей соединены со вторыми входами первого и второго смесителей соответственно, а также усилитель высокой частоты, выход которого соединен с входом первого смесителя, а вход - с выходом третьего полосового фильтра, причем выход пятого полосового фильтра соединен с входом приемника.The solution to this problem is provided due to the fact that in a non-linear radar containing a reference oscillator, a frequency divider, a linear frequency-modulated generator, the second input of which is connected to the output of the reference generator and two band-pass filters, the inputs of which are connected to the output of the linear frequency-modulated generator, connected in series with the first block of the probing linear frequency-modulated signal and the first power amplifier, as well as a low-pass filter, the output of which connected to the transmitting antenna, in addition, the receiving antenna is connected to the input of the third bandpass filter, a first mixer, a fourth bandpass filter, a second mixer and a fifth bandpass filter, as well as a receiver whose output is connected to the first input of the indicator device, the second input of which is connected according to the invention, a first valve, a first directional coupler and a power addition unit, the output of which is connected to the input low-frequency filter, serially connected to a second block for generating a probing linear frequency-modulated signal, a second power amplifier, a second gate and a second directional coupler, the output of which is connected to the second input of the power addition unit, while the outputs of the first and second bandpass filters are connected to the inputs of the first and the second blocks of the formation of the probing linear frequency-modulated signal, respectively, the output of the first power amplifier is connected to the input of the first valve, the second the passages of the first and second directional couplers are connected to the second inputs of the first and second mixers, respectively, as well as a high-frequency amplifier, the output of which is connected to the input of the first mixer, and the input to the output of the third band-pass filter, and the output of the fifth band-pass filter is connected to the input of the receiver.
Для реализации частотной селекции полезного сигнала от помехи при отсутствии между ними временных различий в известном нелинейном радаре введены второй блок формирования зондирующего линейного частотно-модулированного (ЛЧМ) сигнала, второй усилитель мощности, два вентиля, два направленных ответвителя, блок сложения мощности и усилитель высокой частоты.To implement the frequency selection of the useful signal from the interference in the absence of time differences between them in the known nonlinear radar, a second probing linear frequency-modulated (LFM) signal generating unit, a second power amplifier, two valves, two directional couplers, a power addition unit and a high-frequency amplifier are introduced .
Второй усилитель мощности предназначен для исключения появления на выходе передающей антенны гармоник зондирующего сигнала на частотеThe second power amplifier is designed to prevent the appearance of harmonics of the probing signal at the output of the transmitting antenna at a frequency
где fИЗЛ.01(t), fИЗЛ.02(t) - центральные частоты зондирующих ЛЧМ-сигналов, поступающих соответственно на первый и второй входы блока сложения мощности.where f REL. 01 (t), f RL. 02 (t) are the center frequencies of the probing chirp signals arriving at the first and second inputs of the power addition block, respectively.
В результате одновременного зондирования двух ЛЧМ-сигналов на нелинейном элементе объекта поиска в силу его нелинейной зависимости вольтамперной характеристики облучаемый сигнал претерпевает нелинейное преобразование в набор комбинационных составляющих их гармоник:As a result of the simultaneous sounding of two LFM signals on a nonlinear element of the search object due to its nonlinear dependence of the current-voltage characteristic, the irradiated signal undergoes nonlinear transformation into a set of combinational components of their harmonics:
где k, m, n - целые положительные числа и нуль.where k, m, n are positive integers and zero.
Физические процессы при одновременном зондировании двумя ЛЧМ-сигналами объекта поиска описываются следующим образом.Physical processes with simultaneous sounding by two LFM signals of the search object are described as follows.
На нелинейный элемент объекта поиска воздействуют два ЛЧМ-сигнала вида:The nonlinear element of the search object is affected by two chirp signals of the form
где I0 - амплитуды ЛЧМ-сигналов;where I 0 - the amplitude of the chirp signals;
ω01=2πF01; ω02=(ω01+Δω0)=2π(F01+ΔF0) - угловые частоты первого и второго ЛЧМ-сигналов соответственно;ω 01 = 2πF 01 ; ω 02 = (ω 01 + Δω 0 ) = 2π (F 01 + ΔF 0 ) are the angular frequencies of the first and second chirp signals, respectively;
ΔF0 - приращение центральной частоты второго ЛЧМ-сигнала;ΔF 0 is the increment of the center frequency of the second chirp signal;
- скорость перестройки угловой частоты ЛЧМ-сигналов; - speed adjustment of the angular frequency of the chirp signals;
Δω=ω02-ω01=2πΔF - девиация частоты.Δω = ω 02 -ω 01 = 2πΔF is the frequency deviation.
Известно, что вольтамперная характеристика нелинейного элемента апроксимируется разложением в ряд Тейлора. Тогда переизлученный нелинейным элементом сигнал IS(t) можно найти какIt is known that the current-voltage characteristic of a nonlinear element is approximated by the expansion in a Taylor series. Then the signal I S (t) reradiated by the nonlinear element can be found as
где α, β, δ - коэффициенты преобразования при соответствующих степенных членах ряда.where α, β, δ are the transformation coefficients for the corresponding power terms of the series.
Подставляя в (4) воздействующие сигналы (3), получим, что первый член ряда является линейным и сигналы не испытывают нелинейных преобразований. Раскрывая квадратичный член ряда (4), преобразованный нелинейным элементом объекта поиска, сигнал высших гармоник будет иметь видSubstituting acting signals (3) in (4), we find that the first term in the series is linear and the signals do not undergo non-linear transformations. By revealing the quadratic term of series (4), transformed by a nonlinear element of the search object, the signal of higher harmonics will have the form
где Δω0=ω2-ω1.where Δω 0 = ω 2 -ω 1 .
Таким образом, преобразованный нелинейным элементом объекта поиска сигнал на частоте (1) представляет собой ЛЧМ-сигнал с удвоенным значением девиации частоты и стопроцентной амплитудной модуляцией.Thus, the signal transformed by the nonlinear element of the search object at the frequency (1) is an LFM signal with doubled frequency deviation and absolute amplitude modulation.
Весь спектр сигналов комбинационных составляющих вторичного излучения (5) переизлучается в эфир. Данные сигналы поступают на вход приемной антенны устройства практически одновременно и отличаются от сигналов (3) временем задержки τ и удвоенным значением девиации частоты. Предположим, что резонансная частота третьего полосового фильтра согласована только с центральной частотой второго слагаемого выражения (5), то есть ωФП3=ω01+ω02, а полоса пропускания ΔωФП3=2Δω. После преобразования по частоте и двухэтапной корреляционной свертки сигналов (5) на выходе второго смесителя, опуская промежуточные выкладки, получимThe entire spectrum of the signals of the combination components of the secondary radiation (5) is re-emitted into the ether. These signals arrive at the input of the receiving antenna of the device almost simultaneously and differ from the signals (3) by the delay time τ and the doubled value of the frequency deviation. Suppose that the resonant frequency of the third band-pass filter is only consistent with the central frequency of the second term in expression (5), i.e., ω FP3 = ω 01 + ω 02 , and the passband Δω FP3 = 2Δω . After frequency conversion and a two-stage correlation convolution of signals (5) at the output of the second mixer, omitting the intermediate calculations, we obtain
где Δωτ=μ·τ - приращение угловой частоты, обусловленное временем задержки τ.where Δω τ = μ · τ is the increment of the angular frequency due to the delay time τ.
Так, например, для приращения центральной частоты второго ЛЧМ-сигнала значение девиации частоты первого и второго зондирующих сигналов (3) ΔF=25,0 МГц, длительности ЛЧМ-импульса τИ=500·10-6с и задержки полезного ЛЧМ-сигнала и помехи τ=10·10-9с приращение частоты для второго слагаемого составит 500 Гц, а частоты первого и второго слагаемых из (6) составят 99,5 кГц и 100,5 кГц соответственно. Поэтому для обнаружения подслушивающих устройств, находящихся в ближней зоне поиска, полоса пропускания пятого полосового фильтра должна находиться в пределах от 300 Гц до 3400 Гц.So, for example, to increment the center frequency of the second chirp signal the frequency deviation of the first and second sounding signals (3) ΔF = 25.0 MHz, the duration of the LFM pulse τ И = 500 · 10 -6 s and the delay of the useful LFM signal and interference τ = 10 · 10 -9 s the frequency increment for second term will be 500 Hz, and the frequencies of the first and second terms from (6) will be 99.5 kHz and 100.5 kHz, respectively. Therefore, to detect listening devices in the near search zone, the passband of the fifth bandpass filter should be in the range from 300 Hz to 3400 Hz.
Таким образом, введение в состав нелинейного радара новых блоков и линий связи обеспечивает частотную селекцию полезного сигнала от помехи при отсутствии между ними временных различий и расширяет его возможности по обнаружению радиоэлектронных устройств в ближней зоне поиска.Thus, the introduction of new blocks and communication lines into the nonlinear radar ensures the frequency selection of the useful signal from the interference in the absence of time differences between them and expands its capabilities for detecting electronic devices in the near search zone.
На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого нелинейного радара.Figure 1 presents the structural diagram of the proposed nonlinear radar.
На фиг.2 - амплитудно-частотный спектр сигнала на выходе линейного частотно-модулированного генератора.Figure 2 - amplitude-frequency spectrum of the signal at the output of the linear frequency-modulated generator.
На фиг.3 представлены амплитудно-частотные характеристики первого и второго полосовых фильтров соответственно.Figure 3 presents the amplitude-frequency characteristics of the first and second bandpass filters, respectively.
На фиг.4 приведены амплитудно-частотные спектры ЛЧМ-сигналов на выходе первого и второго полосовых фильтров.Figure 4 shows the amplitude-frequency spectra of the chirp signals at the output of the first and second bandpass filters.
На фиг.5 приведены амплитудно-частотные спектры преобразованных по частоте и спектру сигналов на выходе второго смесителя.Figure 5 shows the amplitude-frequency spectra of the converted frequency and spectrum of signals at the output of the second mixer.
На фиг.6 приведен амплитудно-частотный спектр полезного сигнала на выходе пятого полосового фильтра.Figure 6 shows the amplitude-frequency spectrum of the useful signal at the output of the fifth band-pass filter.
На фиг.1 структурной схемы нелинейного радара приняты следующие обозначения:Figure 1 of the structural diagram of a nonlinear radar adopted the following notation:
1 - опорный генератор;1 - reference generator;
2 - делитель частоты;2 - frequency divider;
3 - ЛЧМ-генератор;3 - chirp generator;
4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5 - первый, второй, третий, четвертый и пятый полосовые фильтры;4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5 - the first, second, third, fourth and fifth band-pass filters;
5.1, 5.2 - первый и второй блоки формирования зондирующего ЛЧМ-сигнала;5.1, 5.2 - the first and second blocks for the formation of the probing chirp signal;
6.1, 6.2 - первый и второй усилители мощности;6.1, 6.2 - the first and second power amplifiers;
7 - фильтр нижних частот,7 - low pass filter,
8, 9 - передающая и приемная антенны;8, 9 - transmitting and receiving antennas;
10.1, 10.2 - первый и второй смесители;10.1, 10.2 - the first and second mixers;
11 - приемник;11 - receiver;
12 - индикаторное устройство;12 - indicator device;
13.1, 13.2 - первый и второй вентили;13.1, 13.2 - the first and second valves;
14.1, 14.2 - первый и второй направленные ответвители;14.1, 14.2 - the first and second directional couplers;
15 - блок сложения мощности;15 - power addition unit;
16 - усилитель высокой частоты.16 - high frequency amplifier.
Предлагаемое устройство содержит последовательно соединенные опорный генератор 1 и делитель частоты 2, выход которого соединен с первым входом ЛЧМ-генератора 3, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора 1, а выход ЛЧМ-генератора 3 подсоединен к входам первого 4.1 и второго 4.2 полосовых фильтров. При этом выход первого полосового фильтра 4.1 через последовательно соединенные первый блок формирования зондирующего ЛЧМ-сигнала 5.1, первый усилитель мощности 6.1, первый вентиль 13.1 и первый направленный ответвитель 14.1 соединен с первым входом блока сложения мощности 15, выход которого через фильтр нижних частот подсоединен к передающей антенне 8. Выход второго полосового фильтра 4.2 через последовательно соединенные второй блок формирования зондирующего ЛЧМ-сигнала 5.2, второй усилитель мощности 6.2, второй вентиль 13.2 и второй направленный ответвитель 14.2 соединен со вторым входом блока сложения мощности 15. Кроме того, последовательно соединенные приемную антенну 9, третий полосовой фильтр 4.3, усилитель высокой частоты 16, первый смеситель 10.1, четвертый полосовой фильтр 4.4, второй смеситель 10.2, пятый полосовой фильтр 4.5 и приемник 11, выход которого соединен с первым входом индикаторного устройства 12, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты 2. При этом второй выход первого направленного ответвителя 14.1 соединен со вторым входом первого смесителя 10.1, а второй выход второго направленного ответвителя 14.2 соединен со вторым входом второго смесителя 10.2.The proposed device contains a series-connected
Заявляемый нелинейный радар работает следующим образом.The inventive nonlinear radar operates as follows.
Высокостабильные колебания с выхода опорного генератора 1 с тактовой частотой ωT поступают на вход делителя 2 частоты и на второй вход ЛЧМ-генератора 3. Делитель 2 частоты предназначен для формирования импульсов запуска ЛЧМ-генератора 3 и для синхронизации индикаторного устройства 12. Период повторения импульсов равен длительности ЛЧМ-сигнала. Амплитудно-частотный спектр ЛЧМ-сигнала на выходе генератора 3 показан на фиг.2. ЛЧМ-сигнал с выхода генератора 3 поступает на входы первого и второго полосовых фильтров 4.1 и 4.2.Highly stable oscillations from the output of the
Вид амплитудно-частотных характеристик полосовых фильтров 4.1 и 4.2 приведен на фиг.3.A view of the amplitude-frequency characteristics of the band-pass filters 4.1 and 4.2 is shown in Fig.3.
Полосовые фильтры 4.1 и 4.2 настроены на второй и четвертый подспектры ЛЧМ-сигнала соответственно (см. фиг.2 и фиг.3). С выхода полосовых фильтров 4.1 и 4.2 выделенные ЛЧМ-сигналы поступают на входы блоков 5.1 и 5.2 формирования зондирующих ЛЧМ-сигналов. В этих блоках происходит умножение угловой частоты опорных ЛЧМ-сигналов в N раз.Bandpass filters 4.1 and 4.2 are tuned to the second and fourth sub-spectra of the chirp signal, respectively (see figure 2 and figure 3). From the output of bandpass filters 4.1 and 4.2, the selected LFM signals are fed to the inputs of blocks 5.1 and 5.2 of the formation of the probing LFM signals. In these blocks, the angular frequency of the reference LFM signals is multiplied by a factor of N.
Частоты зондирующих ЛЧМ сигналов fЗОНД.i(t) выбираются из условияThe frequencies of the probing chirp signals f PROBE.i (t) are selected from the condition
где N - коэффициент умножения;where N is the multiplication factor;
Ω0i.ЛЧМ=iωT- Ω0i - центральная частота i-го четного подспектра ЛЧМ-сигнала, где i=1, 2...;Ω 0i . LFM = iω T - Ω 0i is the center frequency of the i-th even sub-spectrum of the LFM signal, where i = 1, 2 ...;
Ω0 - начальная угловая частота первого подспектра ЛЧМ-сигнала;Ω 0 is the initial angular frequency of the first subspectrum of the chirp signal;
Δ Ω=μτИ - девиация угловой частоты подспектра ЛЧМ-сигнала;Δ Ω = μτ И is the deviation of the angular frequency of the sub-spectrum of the chirp signal;
t - текущее время.t is the current time.
С выхода блоков 5.1 и 5.2 ЛЧМ-сигналы через последовательно соединенные усилитель мощности 6.1 (6.2), вентиль 13.1 (13.2) и направленный ответвитель 14.1 (14.2) поступают соответственно на первый и второй входы блока 15 сложения мощности. На выходе блока 15 сложения мощности формируется зондирующий сигнал из суммы двух ЛЧМ-сигналов, центральные частоты которых отстроены друг от друга на величину Δω0=N( Ω02- Ω01). Сформированный зондирующий сигнал через фильтр 7 нижних частот поступает на вход передающей антенны 8.From the output of blocks 5.1 and 5.2, the LFM signals through series-connected power amplifier 6.1 (6.2), gate 13.1 (13.2) and a directional coupler 14.1 (14.2) are received respectively at the first and second inputs of power addition block 15. At the output of power addition unit 15, a probing signal is formed from the sum of two LFM signals, the central frequencies of which are tuned from each other by Δω 0 = N (Ω 02 - Ω 01 ). The generated probe signal through the low-pass filter 7 is fed to the input of the transmitting antenna 8.
Усилители 5.1 и 5.2 мощности могут быть выполнены по схеме линейного усилителя и согласованы с шириной спектра зондирующего сигнала (7).Power amplifiers 5.1 and 5.2 can be made according to the linear amplifier circuit and matched with the spectrum width of the probing signal (7).
Направленные ответвители 14.1 и 14.2 предназначены для формирования первого и второго гетеродинных ЛЧМ-напряжений, частоты которых fГ1(t) и fГ2(t) поступают соответственно на вторые входы смесителей 10.1 и 10.2.Directional couplers 14.1 and 14.2 are designed to generate the first and second local oscillator chirp voltages, the frequencies of which f Г1 (t) and f Г2 (t) are respectively supplied to the second inputs of the mixers 10.1 and 10.2.
Поиск объектов с нелинейными элементами начинается с момента излучения передающей антенной 8 зондирующих ЛЧМ-сигналов (7).The search for objects with nonlinear elements begins from the moment of transmitting antenna radiation of 8 probing LFM signals (7).
В сигнале, поступающем на вход приемной антенны 9, наряду с сигналом (7), отраженным от объектов с нелинейными рассеивателями, присутствует сигнал (5), отсутствующий в спектре облучающего поля.In the signal supplied to the input of the receiving antenna 9, along with the signal (7) reflected from objects with nonlinear scatterers, there is a signal (5) that is absent in the spectrum of the irradiating field.
Полоса пропускания полосового фильтра 4.3 согласована в основном со вторым слагаемым выражения (5). Полезный сигнал и помеха с выхода полосового фильтра 4.3 поступают через усилитель высокой частоты 16 на смеситель 10.1, где они смешиваются с сигналом первого ЛЧМ-гетеродина:The passband of the bandpass filter 4.3 is consistent mainly with the second term of expression (5). The useful signal and interference from the output of the band-pass filter 4.3 are fed through a high-frequency amplifier 16 to the mixer 10.1, where they are mixed with the signal of the first LFM local oscillator:
На выходе смесителя 10.1 формируются сигналы первой угловой промежуточной частоты (ωПЧ1):At the output of the mixer 10.1, signals of the first angular intermediate frequency (ω IF1 ) are formed:
где ωC(t-τ)=ωЗОНД.1(t-τ)+ωЗОНД.2(t-τ);where ω C (t-τ) = ω PROBE. 1 (t-τ) + ω PROBE. 2 (t-τ);
i=1, 2;i = 1, 2;
ωПОМ.1(t-τ)=2ωЗОНД.1(t-τ); ωПОМ.2(t-τ)=2ωЗОНД.2(t-τ).ω POM. 1 (t-τ) = 2ω PROBE. 1 (t-τ); ω POM. 2 (t-τ) = 2ω PROBE. 2 (t-τ).
Полоса пропускания полосового фильтра 4.4 согласована в основном с первым слагаемым выражения (9). Полезный сигнал и часть спектра поThe passband of the bandpass filter 4.4 is consistent mainly with the first term of expression (9). Useful signal and part of the spectrum by
где они смешиваются с сигналом второго ЛЧМ-гетеродинаwhere they mix with the second LFM local oscillator signal
На выходе смесителя 10.2 формируются сигналы второй угловой промежуточной частоты (ωПЧ2)At the output of the mixer 10.2, signals of the second angular intermediate frequency are formed (ω ПЧ2 )
Амплитудно-частотные спектры полезного сигнала и помехи приведены на фиг.5.Amplitude-frequency spectra of a useful signal and interference are shown in figure 5.
Сигналы (11) поступают на вход полосового фильтра 4.5. Ширина полосы пропускания полосового фильтра 4.5 ΔωПФ4.5 определяет полосу обзора нелинейного радара.Signals (11) are input to the bandpass filter 4.5. The bandwidth of the bandpass filter 4.5 Δω PF4.5 defines the non-linear radar field of view.
Вид амплитудно-частотного спектра полезного сигнала на входе приемника 11 приведен на фиг.6.View of the amplitude-frequency spectrum of the useful signal at the input of the receiver 11 is shown in Fig.6.
В приемнике 11 происходит усиление и преобразование полезного сигнала к виду удобному для наблюдения на индикаторном устройстве 12.In the receiver 11 there is an amplification and conversion of the useful signal to a form convenient for observation on the indicator device 12.
Таким образом, введение в состав нелинейного радара новых блоков и линий связи не только снижает влияние гармоник зондирующего сигнала, поступающих на вход приемника, как с передающей антенны, так и отраженных от подстилающей поверхности, но и обеспечивает частотную селекцию полезного сигнала от помехи при отсутствии временных различий между ними, что обеспечивает обнаружение радиоэлектронных устройств в ближней зоне поиска.Thus, the introduction of new blocks and communication lines into the nonlinear radar not only reduces the influence of the harmonics of the probe signal arriving at the receiver input, both from the transmitting antenna and reflected from the underlying surface, but also provides frequency selection of the useful signal from interference in the absence of time differences between them, which ensures the detection of electronic devices in the near search zone.
Для реализации технического решения может быть использовано стандартное промышленное оборудование. Так, например, опорный генератор 1 представляет собой генератор с кварцевой стабилизацией, выполненный, например, на микросхеме серии К564ЛН2 [В.Н.Вениаминов, О.Н.Лебедев, А.И.Мирошниченко. Микросхемы и их применение: Справ. Пособие. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1989 г. 240 с., стр.210, рис.7.10, д].To implement a technical solution, standard industrial equipment can be used. So, for example, the
Делитель частоты 2 может быть выполнен, например, на микросхеме серии КМ155ИЕ8 [Перельман Б.Л., Шевелев В.И. Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги. Справочник, "НТЦ Микротех", 2000 г. - 375 с.: ил., стр.129, 81].Frequency divider 2 can be performed, for example, on a chip series KM155IE8 [Perelman BL, Shevelev V.I. Domestic microcircuits and foreign analogues. Handbook, "Scientific and Technical Center Mikrotekh", 2000 - 375 pp., Ill., Pp. 129, 81].
ЛЧМ-генератор 3 представляет собой, например, схему цифрового синтезатора ЛЧМ-сигнала [Кочемасов В.Н., Белов Л.А., Оконешников В.С.Формирование сигналов с линейной частотной модуляцией. - М.: Радио и связь, 1983. - 192 с., ил., стр.55, рис.4.12].The
Фильтр нижних частот 7, полосовые фильтры 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 и 4.5 могут быть выполнены, например, по схеме полосового фильтра [Радиопередающие устройства. / М.В.Балакирев, Ю.С.Вохмяков, А.В.Журиков и др.; Под ред. О.А.Челнокова. - М.: Радио и связь, 1982. - 256 с., ил., стр.94, рис.4.12].The low-pass filter 7, bandpass filters 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 and 4.5 can be performed, for example, according to the bandpass filter [Radio transmitting devices. / M.V. Balakirev, Yu.S. Vokhmyakov, A.V. Zhurikov, and others; Ed. O.A. Chelnokova. - M .: Radio and communications, 1982. - 256 p., Ill., P. 94, fig. 4.12].
Смесители 10.1 и 10.2 представляют собой, например, диодные преобразователи частоты, выполненные по балансной схеме [М.С.Шумилин, В.Б.Козырев, В.А.Власов. Проектирование транзисторных каскадов передатчиков. Учебное пособие для техникумов. - М.: Радио и связь, 1987. - 320 с.: ил., стр.178, рис.2.77].Mixers 10.1 and 10.2 are, for example, diode frequency converters made according to the balanced circuit [M.S. Shumilin, V. B. Kozyrev, V. A. Vlasov. Design of transistor cascades of transmitters. Textbook for technical schools. - M.: Radio and Communications, 1987. - 320 p.: Ill., P. 178, Fig. 2.77].
Блоки 5.1 и 5.2 формирования зондирующих ЛЧМ-сигналов могут быть выполнены по схеме ФАПЧ с умножением входного опорного ЛЧМ-сигнала Ω01 ( Ω01) (см. фиг.4) в N раз [Гальперин М.В. Практическая схемотехника в промышленной автоматике. - М.: 1987. - 320 с.: ил., см. стр.183, рис.4.18, б].Blocks 5.1 and 5.2 of the formation of the probing LFM signals can be performed according to the PLL with multiplying the input reference LFM signal Ω 01 (Ω 01 ) (see Fig. 4) N times [MV Halperin Practical circuitry in industrial automation. - M .: 1987. - 320 p .: ill., See p. 183, fig. 4.18, b].
Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений не известен нелинейный радар, в котором обеспечивается частотная селекция полезного сигнала от помехи при отсутствии между ними временных различий. Это достигается за счет применения зондирующего сигнала с двойной линейной частотной модуляцией.The proposed technical solution is new, since non-linear radar is not known from publicly available information, which provides frequency selection of the useful signal from interference in the absence of time differences between them. This is achieved through the use of a sounding signal with double linear frequency modulation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007107526/09A RU2327185C1 (en) | 2007-02-28 | 2007-02-28 | Nonlinear radar for eavesdropping devices |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007107526/09A RU2327185C1 (en) | 2007-02-28 | 2007-02-28 | Nonlinear radar for eavesdropping devices |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2327185C1 true RU2327185C1 (en) | 2008-06-20 |
Family
ID=39637505
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007107526/09A RU2327185C1 (en) | 2007-02-28 | 2007-02-28 | Nonlinear radar for eavesdropping devices |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2327185C1 (en) |
-
2007
- 2007-02-28 RU RU2007107526/09A patent/RU2327185C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10365349B2 (en) | Radar device | |
Lukin | Noise radar technology | |
US6646587B2 (en) | Doppler radar apparatus | |
CN101036068B (en) | Electro-optical method for measuring distance and detecting a non-ideal chirp profile | |
US11156709B2 (en) | Phase measurement in a radar system | |
KR101239166B1 (en) | Frequency modulated continuous wave proximity sensor | |
US20090189740A1 (en) | Method and system for detecting vital signs of living bodies | |
CN106772349A (en) | One kind is found range, tests the speed, direction finding, imaging method and system | |
Lukin | Millimeter wave noise radar technology | |
RU2539968C1 (en) | Differential-range method of determining coordinates of radio-frequency source | |
RU2631422C1 (en) | Correlation-phase direction-finder | |
RU2518174C2 (en) | Query-based method of measuring radial velocity and position of glonass global navigation system satellite and system for realising said method | |
RU2435171C1 (en) | Phase direction finding method and phase direction finder for implementing said method | |
RU2327185C1 (en) | Nonlinear radar for eavesdropping devices | |
RU86758U1 (en) | NONLINEAR RADAR STATION FOR DETECTION OF RADIO ELECTRONIC EXPLOSION CONTROL DEVICES | |
RU2362180C2 (en) | Short-range radiolocator with ultra high resolution (versions) | |
RU2347235C2 (en) | Method of formation coherent frequency modulated signal for radar stations with periodic fm modulation and device for its realisation | |
RU2343499C1 (en) | Nonlinear radar for remote delivery duct monitoring | |
RU95412U1 (en) | NONLINEAR RADAR STATION FOR DETECTION OF RADIO ELECTRONIC EXPLOSION CONTROL DEVICES | |
RU2526533C2 (en) | Phase-based direction-finder | |
Pasternak et al. | Continuous wave ground penetrating radars: state of the art | |
Melzer et al. | Phase noise estimation in FMCW radar transceivers using an artificial on-chip target | |
RU2611587C1 (en) | Base station for remote probing of atmosphere | |
RU2405170C1 (en) | Radar station for successive range scanning with linear adjustment of duration of probing phase-shift keyed radio pulses | |
RU2187129C1 (en) | Procedure and device measuring polarization matrix of scattering of object |