RU2346290C1 - Method for finding vessels in distress - Google Patents
Method for finding vessels in distress Download PDFInfo
- Publication number
- RU2346290C1 RU2346290C1 RU2007117863/09A RU2007117863A RU2346290C1 RU 2346290 C1 RU2346290 C1 RU 2346290C1 RU 2007117863/09 A RU2007117863/09 A RU 2007117863/09A RU 2007117863 A RU2007117863 A RU 2007117863A RU 2346290 C1 RU2346290 C1 RU 2346290C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- measuring
- frequency
- signal
- cos
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемый способ относится к радиолокационной технике и может найти применение в горноспасательных работах для дистанционного обнаружения жертв аварий, поиска заблудившихся и потерявшихся в лесу, терпящих бедствие в морских условиях рыбаков, особенно в условиях малой видимости, для поиска туристов, геологов, а также для дистанционного обнаружения пострадавших при чрезвычайных и иных обстоятельствах (несчастные случаи, боевые действия, катастрофы, стихийные бедствия, природные катаклизмы и т.д.).The proposed method relates to radar technology and can be used in mountain rescue operations for remote detection of accident victims, search for fishermen lost and lost in the forest, distressed in marine conditions, especially in low visibility conditions, for searching for tourists, geologists, as well as for remote detection injured in emergency and other circumstances (accidents, military operations, disasters, natural disasters, natural disasters, etc.).
Известны способы обнаружения терпящих бедствие (авт. свид. СССР №№385.819, 431.063, 637.298, 765.113, 988.655, 1.348.256, 1.505.840, 1.588.636, 1.615.054, 1.664.653, 1.832.237; патенты РФ №№2.000.995, 2.009.956, 2.038.259, 2.043.259, 2.051.956, 2.206.902; патенты США №№3.621.501, 4.646.090, 4.889.511; патент Великобритании №1.145.051; патент ФРГ №2.555.505 и другие).Known methods for detecting those in distress (ed. Certificate of the USSR No. 385.819, 431.063, 637.298, 765.113, 988.655, 1.348.256, 1.505.840, 1.588.636, 1.615.054, 1.664.653, 1.832.237; RF patents No. No. 2.000.995, 2.009.956, 2.038.259, 2.043.259, 2.051.956, 2.206.902; US patents No. 3.621.501, 4.646.090, 4.889.511; UK patent No. 1.145.051; German patent No. 2.555.505 and others).
Из известных способов наиболее близким к предлагаемому является «Способ обнаружения терпящих бедствие» (патент РФ №2.206.902, G01S 7/292, 2001), который и выбран в качестве прототипа.Of the known methods, the closest to the proposed is the "Method for the detection of those in distress" (RF patent No. 2.206.902, G01S 7/292, 2001), which is selected as a prototype.
Известный способ реализуется приемоответчиком и сканирующим устройством. Принцип действия приемоответчика основан на акустической обработке сложных сигналов с фазовой манипуляцией с помощью встречно-штыревого преобразователя поверхностных акустических волн (ПАВ).The known method is implemented by a transponder and a scanning device. The principle of transponder operation is based on the acoustic processing of complex signals with phase shift keying using an interdigital transducer of surface acoustic waves (SAW).
Приемник сканирующего устройства содержит пять приемных антенн, которые располагаются в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещают приемную антенну измерительного канала, общую для четырех пеленгационных каналов, расположенных в азимутальной и угломестной плоскостях, по два на каждую плоскость, образуя тем самым в каждой плоскости две измерительные базы d1 и d2, между которыми устанавливают неравенство:The receiver of the scanning device contains five receiving antennas, which are located in the form of a geometrical right angle, at the top of which a receiving antenna of the measuring channel is placed, common for four direction finding channels located in the azimuth and elevation planes, two on each plane, thereby forming in each plane two measuring bases d 1 and d 2 , between which establish the inequality:
d1/λ<1/2<d2/λ,d 1 / λ <1/2 <d 2 / λ,
где λ - длина волны.where λ is the wavelength.
При этом меньшие базы d1 образуют грубые, но однозначные шкалы отсчета углов, а большие базы d2 образуют точные, но неоднозначные шкалы отсчета углов.In this case, the smaller base d 1 form a rough, but unambiguous scale of reference angles, and the large base of d 2 form an accurate, but ambiguous scale of reference angles.
Однако в ряде случаев на борту летательного аппарата при больших диапазонах однозначного измерения углов α и β грубая база d1 может быть столь мала, что на ней физически невозможно разместить две антенны (например, d1=1 м, диаметр антенны D=2 м).However, in some cases on board an aircraft with large ranges of unambiguous measurement of the angles α and β, the rough base d 1 can be so small that it is physically impossible to place two antennas on it (for example, d 1 = 1 m, antenna diameter D = 2 m) .
В таких случаях возможно образование грубой базы косвенным методом.In such cases, the formation of a rough base is possible by an indirect method.
В известном способе измеряют фазовые сдвиги:In the known method, the phase shifts are measured:
где d1, d2, d3, d4 - измерительные базы;where d 1 , d 2 , d 3 , d 4 - measuring base;
α, β - угловые координаты потерпевшего бедствие (азимут и угол места).α, β - angular coordinates of the victim (azimuth and elevation).
Измерение разности разностей фазPhase Difference Measurement
Δφр1=Δφ2-Δφ1,Δφ p1 = Δφ 2 -Δφ 1 ,
Δφр2=Δφ4-Δφ3,Δφ p2 = Δφ 4 -Δφ 3 ,
эквивалентно измерению фазовых сдвигов на измерительных базах, длина которых d5=d2-d1, d6=d4-d3.equivalent to measuring phase shifts on measuring bases, the length of which is d 5 = d 2 -d 1 , d 6 = d 4 -d 3 .
Таким образом, выбирая разность измерительных баз d5, d6 достаточно малой, можно обеспечить формирование соответствующих грубых измерительных шкал.Thus, choosing the difference of the measuring bases d 5 , d 6 sufficiently small, it is possible to ensure the formation of the corresponding rough measuring scales.
Следует заметить, что суммарные фазовые сдвигиIt should be noted that the total phase shifts
могут использоваться для формирования измерений, эквивалентных измерению разности фаз на измерительных базах d7 и d8, длина которых равна сумме двух исходных базcan be used to form measurements equivalent to measuring the phase difference on measuring bases d 7 and d 8 , the length of which is equal to the sum of the two source bases
d7=d1+d2, d8=d3+d4.d 7 = d 1 + d 2 , d 8 = d 3 + d 4 .
Технической задачей изобретения является увеличение диапазона однозначного измерения углов при малой длине грубых измерительных баз.An object of the invention is to increase the range of unambiguous measurement of angles with a small length of rough measuring bases.
Поставленная задача решается тем, что согласно способу обнаружения терпящих бедствие, заключающемуся в соответствии с ближайшим аналогом в излучении сигнала, приеме переизлученного приемопередатчиком, размещенным на терпящем бедствие, сигнала в заданной полосе приема Δfпр с последующим его обнаружением, при этом в качестве зондирующего сигнала, излучаемого передатчиком сканирующего устройства, используют широкополосный сигнал с фазовой манипуляцией, а в качестве приемоответчика используют линию задержки на поверхностных акустических волнах (ПАВ) и интегрированную с ней приемопередающую антенну, принимаемый приемником сканирующего устройства, содержащим измерительный и четыре пеленгационных канала, широкополосный сигнал с фазовой манипуляцией преобразуют по частоте в измерительном канале, умножают его по фазе на два, измеряют ширину спектра преобразованного по частоте широкополосного сигнала с фазовой манипуляцией и его второй гармоники, сравнивают их между собой и по результатам сравнения разрешают дальнейшую обработку преобразованного по частоте широкополосного сигнала с фазовой манипуляцией, делят фазу второй гармоники на два, выделяют полученное гармоническое напряжение узкополосным фильтром и используют его для синхронного детектирования преобразованного по частоте широкополосного сигнала с фазовой манипуляцией, одновременно преобразованный по частоте широкополосный сигнал с фазовой манипуляцией перемножают с принимаемыми в четырех пеленгационных каналах широкополосными сигналами с фазовой манипуляцией, выделяют гармонические сигналы на частоте гетеродина, измеряют между ними и напряжением гетеродина фазовые сдвиги:The problem is solved in that according to the method of detecting a distressed person, consisting in accordance with the closest analogue in the emission of a signal, receiving a re-emitted transceiver located on a distressed channel, a signal in a given reception band Δf pr with its subsequent detection, while as a probe signal, radiated by the transmitter of the scanning device, use a broadband signal with phase shift keying, and as a transponder use a delay line on surface acoustic waves (SAW) and the transceiver antenna integrated with it, received by the scanning device receiver, containing the measuring and four direction finding channels, the phase-shift broadband signal is frequency-converted in the measuring channel, multiplied by phase by two, the spectrum width of the frequency-converted broadband is measured signal with phase shift keying and its second harmonic, compare them with each other and according to the results of comparison allow further processing of the frequency-converted wide of the main signal with phase shift keying, divide the second harmonic phase into two, extract the harmonic voltage obtained by a narrow-band filter and use it to synchronously detect a frequency-converted broadband signal with phase shift keying, simultaneously multiply the phase-shift signal with phase shift keying and multiply with those received in four direction finding channels phase-shift broadband signals, produce harmonic signals at the local oscillator frequency, measure between MI and local oscillator voltage phase shifts:
где d1, d2, d3, d4 - измерительные базы;where d 1 , d 2 , d 3 , d 4 - measuring base;
λ - длина волны;λ is the wavelength;
α, β - азимут и угол места,α, β - azimuth and elevation angle,
приемные антенны измерительного и пеленгационных каналов размещают в виде геомеритческого прямого угла, в вершине которого помещают антенну измерительного канала, отличаемуся от ближайшего аналога тем, что в каждой плоскости формируют две неравные измерительные базы d1 и d2, d3 и d4, определяют разности разностей фаз:receiving antennas of the measuring and direction finding channels are placed in the form of a geomeric right angle, at the top of which the antenna of the measuring channel is placed, which differs from the closest analogue in that two unequal measuring bases d 1 and d 2 , d 3 and d 4 are formed in each plane, the differences are determined phase differences:
Δφр1=Δφ2-Δφ1,Δφ p1 = Δφ 2 -Δφ 1 ,
Δφр2=Δφ4-Δφ3,Δφ p2 = Δφ 4 -Δφ 3 ,
эквивалентные измерению фазовых сдвигов на измерительных базах, длиномерныхequivalent to measuring phase shifts on measuring bases, lengthy
d5=d2-d1,d 5 = d 2 -d 1 ,
d6=d4-d3,d 6 = d 4 -d 3 ,
формируют с использованием разности разностей фаз грубые, но однозначные шкалы отсчета углов α и β, соответствующие малым измерительным базам d5 и d6, определяют сумму разностей фазform, using the difference of the phase differences, coarse, but unique reference frames for the angles α and β, corresponding to small measuring bases d 5 and d 6 , determine the sum of the phase differences
эквивалентные измерению фазовых сдвигов на измерительных базах, длина которыхequivalent to measuring phase shifts on measuring bases whose length
d7=d1+d2,d 7 = d 1 + d 2 ,
d8=d3+d4,d 8 = d 3 + d 4 ,
формируют с использованием суммы разностей фаз точные, но неоднозначные шкалы отсчета углов α и β, соответствующие большим измерительным базам d7 и d8.form using the sum of the phase differences accurate, but ambiguous reference frames of the angles α and β, corresponding to large measuring bases d 7 and d 8 .
Структурная схема передатчика сканирующего устройства представлена на фиг.1. Структурная схема приемоответчика изображена на фиг.2. Структурная схема приемника сканирующего устройства представлена на фиг.3. Взаимное расположение приемных антенн на борту летательного аппарата показана на фиг.4.The structural diagram of the transmitter of the scanning device is presented in figure 1. The structural diagram of the transponder is shown in Fig.2. The block diagram of the receiver of the scanning device is presented in figure 3. The relative position of the receiving antennas on board the aircraft is shown in Fig.4.
Передатчик сканирующего устройства содержит последовательно включенные задающий генератор 1, фазовый манипулятор 3, второй вход которого соединен с выходом генератора 2 модулирующего кода, усилитель 4 мощности и передающую антенну 5.The transmitter of the scanning device contains a serially connected
Приемоответчик представляет собой встречно-штыревой преобразователь поверхностных акустических волн (ПАВ), который содержит две гребенчатые системы электродов 8, шины 9 и 10, которые соединяют электроды каждой из гребенок между собой. Шины в свою очередь связаны с микрополосной антенной 7. Электроды 8, шины 9, 10, отражатели 11 и микрополосковая антенна 7 нанесены на поверхность пьезокристалла 6.The transponder is an interdigital transducer of surface acoustic waves (SAW), which contains two comb systems of
Приемник сканирующего устройства содержит измерительный и четыре пеленгационных канала.The receiver of the scanning device contains a measuring and four direction finding channels.
Измерительный канал содержит последовательно включенные приемную антенну 12, усилитель 17 высокой частоты, смеситель 23, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 22, усилитель 24 промежуточной частоты, удвоитель 26 фазы, второй анализатор 27 спектра, блок 28 сравнения, второй вход которого через первый анализатор 25 спектра соединен с выходом усилителя 24 промежуточной частоты, ключ 29, второй вход которого соединен с выходом усилителя 24 промежуточной частоты, фазовый детектор 32, второй вход которого через последовательно включенные делитель 30 фазы на два и узкополосный фильтр 31 соединен с выходом удвоителя 26 фазы, и блок 49 регистрации.The measuring channel contains a
Каждый пеленгационный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны 13 (14, 15, 16), усилителя 18 (19, 20, 21) высокой частоты, перемножителя 33 (34, 35, 36), второй вход которого соединен с выходом ключа 29, узкополосного фильтра 37 (38, 39, 40) и фазометра 41 (42, 43, 44). Выходы фазометров 41 и 42 (43 и 44) через вычитатель 45 (46) и сумматор 47 (48) подключены к соответствующим входам блока 49 регистрации.Each direction finding channel consists of a series-connected receiving antenna 13 (14, 15, 16), a high-frequency amplifier 18 (19, 20, 21), a multiplier 33 (34, 35, 36), the second input of which is connected to the output of a narrow-
Предлагаемый способ реализуется следующим образом.The proposed method is implemented as follows.
Все люди риска снабжаются пассивными приемоответчиками, которые могут быть выполнены в виде брелков, колец или медальонов.All people at risk are equipped with passive transponders, which can be made in the form of key chains, rings or medallions.
Передатчик сканирующего устройства формирует сигнал запроса. С этой целью задающий генератор 1 генерирует высокочастотные колебанияThe transmitter of the scanning device generates a request signal. To this end, the
uс(t)=Uс cos(ωсt+φс), 0≤t≤Tс,u s (t) = U s cos (ω s t + φ s ), 0≤t≤T s ,
которое поступает на первый вход фазового манипулятора 3, на второй вход которого подается модулирующий код M(t) с выхода генератора 2 модулирующего кода. На выходе фазового манипулятора 3 образуется фазоманипулированный (ФМн) сигналwhich is fed to the first input of the phase manipulator 3, to the second input of which a modulating code M (t) is supplied from the output of the modulating code generator 2. At the output of the phase manipulator 3, a phase-shift (PSK) signal is formed
u1(t)=Uc cos[ωсt+φk1(t)+φc], 0≤t≤Tc,u 1 (t) = U c cos [ω with t + φ k1 (t) + φ c ], 0≤t≤T c ,
где φk1(t)={0, π},where φ k1 (t) = {0, π},
который после усиления в усилителе 4 мощности излучается передающей антенной 5 в эфир, улавливается антенной 7 приемопередатчика. Затем ФМн-сигнал u1(t) преобразуется в акустическую волну, которая распространяется по поверхности пьезокристалла 6, отражается от отражателей 11 и опять преобразуется в электромагнитный сигнал с фазовой манипуляциейwhich, after amplification in the power amplifier 4, is emitted by the transmitting antenna 5 into the ether, the
u2(t)=U2 cos[ωсt+φk2(t)+φc], 0≤t≤Tc,u 2 (t) = U 2 cos [ω with t + φ k2 (t) + φ c ], 0≤t≤T c ,
где φk2(t)={0, π}.where φk 2 (t) = {0, π}.
При этом внутренняя структура сформированного ФМн-сигнала определяется топологией встречно-штыревого преобразователя, имеет индивидуальный характер и содержит всю необходимую уникальную информацию о владельце, например фамилия, имя, отчество, год рождения и т.п.In this case, the internal structure of the generated PSK signal is determined by the topology of the interdigital transducer, has an individual character and contains all the necessary unique information about the owner, for example, last name, first name, middle name, year of birth, etc.
Сформированный ФМн-сигнал u2(t) излучается микрополосковой антенной 7 в эфир и улавливается приемными антеннами 12…16:The generated PSK signal u 2 (t) is radiated by the
u3(t)=U3 cos[(ωc±Δω)t+φk2(t)+φ1],u 3 (t) = U 3 cos [(ω c ± Δω) t + φ k2 (t) + φ 1 ],
u4(t)=U4 cos[(ωc±Δω)t+φk2(t)+φ2],u 4 (t) = U 4 cos [(ω c ± Δω) t + φ k2 (t) + φ 2 ],
u5(t)=U5 cos[(ωc±Δω)t+φk2(t)+φ3],u 5 (t) = U 5 cos [(ω c ± Δω) t + φ k2 (t) + φ 3 ],
u6(t)=U6 cos[(ωc±Δω)t+φk2(t)+φ4],u 6 (t) = U 6 cos [(ω c ± Δω) t + φ k2 (t) + φ 4 ],
u7(t)=U7 cos[(ωc±Δω)t+φk2(t)+φ5],u 7 (t) = U 7 cos [(ω c ± Δω) t + φ k2 (t) + φ 5 ],
где ±Δω - нестабильность несущей частоты, вызванная различными дестабилизирующими факторами, в том числе и эффектом Доплера.where ± Δω is the instability of the carrier frequency caused by various destabilizing factors, including the Doppler effect.
Причем приемные антенны 12…16 располагаются в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещают приемную антенну 12 измерительного канала, общую для четырех пеленгационных каналов, расположенных в азимутальной и угломестной плоскостях, по две на каждую плоскость.Moreover, the receiving
Сканирующее устройство может быть установлено на транспортном средстве, вертолете, самолете или космическом аппарате.The scanning device may be mounted on a vehicle, a helicopter, an airplane or a spacecraft.
Напряжение u3(t) с выхода приемной антенны 12 через усилитель 17 высокой частоты поступает на первый вход смесителя 23, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 22The voltage u 3 (t) from the output of the receiving
uГ(t)=UГcos(ωГt+φГ).u Г (t) = U Г cos (ω Г t + φ Г ).
На выходе смесителя 23 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 24 выделяется напряжение промежуточной (разностной) частотыAt the output of the
uпр(t)=Uпр cos[(ωпр±Δω)t+φk2(t)+φпр], 0≤t≤Tc,u ave (t) = U pr cos [(ω ave ± Δω) t + φ k2 ( t) +
где ;Where ;
K1 - коэффициент передачи смесителя;K 1 - gear ratio of the mixer;
ωпр=ωс-ωГ - промежуточная частота;ω CR = ω with -ω G is the intermediate frequency;
φпр=φс-φГ,φ CR = φ s -φ G ,
которое поступает на вход удвоителя 26 фазы, на выходе которого образуется гармоническое напряжениеwhich is fed to the input of the
u8(t)=Uпр cos[2(ωпр±Δω)t+2φпр], 0≤t≤Tc,u 8 (t) = U pr cos [2 (ω pr ± Δω) t + 2φ pr ], 0≤t≤T c ,
в котором фазовая манипуляция уже отсутствует [2φk2(t)={0,2π}].in which phase manipulation is already absent [2φ k2 (t) = {0.2π}].
Ширина спектра сложного ФМн-сигнала определяется длительностью τЭ его элементарных посылок Тогда как ширина спектра его второй гармоники определяется длительностью сигнала Следовательно, при умножении фазы на два широкополосного ФМн-сигнала его спектр сворачивается в N разThe width of the spectrum of a complex QPSK signal, determined by the duration τ e his chip Whereas the width of the spectrum of its second harmonic is determined by the duration of the signal Therefore, when the phase is multiplied by two broadband QPSK signals, its spectrum collapses N times
Это обстоятельство позволяет обнаружить и отселектировать широкополосный ФМн-сигнал среди других сигналов и помех.This circumstance makes it possible to detect and select a broadband QPSK signal among other signals and interference.
Ширина спектра широкополосного ФМн-сигнала измеряется с помощью анализатора 25 спектра, а ширина спектра Δf2 его второй гармоники измеряется с помощью анализатора 27 спектра.The spectrum width of the broadband QPSK signal is measured using a
Напряжения U0 и U2, пропорциональные Δfc и Δf2 соответственно, с входов анализаторов 25 и 27 спектра поступают на два входа блока 28 сравнения.Voltages U 0 and U 2 proportional to Δf c and Δf 2, respectively, from the inputs of the
Если на два входа блока 28 сравнения поступают приблизительно одинаковые по интенсивности напряжения, то на его выходе напряжение отсутствует. Если на два входа блока 28 сравнения поступают разные по интенсивности напряжения, то на его выходе появляется постоянное напряжение.If two inputs of the
Так как U0>>U2, то на выходе блока 28 сравнения формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 29, открывая его. В исходном состоянии ключ 29 всегда закрыт.Since U 0 >> U 2 , then at the output of the
При этом ФМн-сигнал uпр(t) на промежуточной частоте через открытый ключ 29 поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 32. Напряжение u8(t) с выхода удвоителя 26 фазы поступает на вход делителя 30 фазы на два, на выходе которого образуется гармоническое напряжениеIn this case, the PSK signal u pr (t) at an intermediate frequency through the
u9(t)=Uпр cos[(ωпр±Δω)t+φпр], 0≤t≤Tc, 9 u (t) = U pr cos [(ω ave ± Δω)
которое выделяется узкополосным фильтром 31, используется в качестве опорного напряжения и подается на второй (опорный) вход фазового детектора 32.which is allocated by the narrow-
На выходе фазового детектора 32 образуется низкочастотное напряжениеThe output of the
uн(t)=Uн cos φk2(t),u n (t) = U n cos φ k2 (t),
где Where
К2 - коэффициент передачи фазового детектора;K 2 is the transfer coefficient of the phase detector;
которое фиксируется блоком 49 регистрации. В низкочастотном напряжении uн(t) содержатся паспортные данные о потерпевшем бедствие.which is fixed by the
Напряжение uпр(t) с выхода усилителя 24 промежуточной частоты через открытый ключ 29 одновременно подается на вторые входы перемножителей 33…36, на первые входы которых поступают принимаемые ФМн-сигналы u4(t)-u7(t) с выходов усилителей 18-21 высокой частоты. На выходах перемножителей 33-36 образуются следующие гармонические колебания:The voltage u pr (t) from the output of the
u10(t)=U10 cos(ωгt+φг+Δφ1];u 10 (t) = U 10 cos (ω g t + φ g + Δφ 1 ];
u11(t)=U11 cos(ωгt+φг+Δφ2];u 11 (t) = U 11 cos (ω g t + φ g + Δφ 2 ];
u12(t)=U12 cos(ωгt+φг+Δφ3];u 12 (t) = U 12 cos (ω g t + φ g + Δφ 3 ];
u13(t)=U13 cos(ωгt+φг+Δφ4],u 13 (t) = U 13 cos (ω g t + φ g + Δφ 4 ],
гдеWhere
К3 - коэффициент передачи перемножителей;K 3 - transmission coefficient of the multipliers;
где d1, d2, d3, d4 - измерительные базы;where d 1 , d 2 , d 3 , d 4 - measuring base;
α, β - угловые координаты потерпевшего бедствие (азимут и угол места), которые выделяются узкополосными фильтрами 37-40 и поступают на первые входы фазометров 41-44, на вторые входы которых подается напряжение uг(t) гетеродина 22.α, β are the angular coordinates of the victim (azimuth and elevation angle), which are distinguished by narrow-band filters 37-40 and fed to the first inputs of the phase meters 41-44, the second inputs of which are supplied with the voltage u g (t) of the
Измеренные сдвиги фаз Δφ1 и Δφ2 с выходов фазометров 41 и 42 поступают на два входа вычитателя 45 и сумматора 47.The measured phase shifts Δφ 1 and Δφ 2 from the outputs of the
На выходе вычитателя 45 формируется разность разностей фазAt the output of the
Δφp1=Δφ2-Δφ1,Δφ p1 = Δφ 2 -Δφ 1 ,
эквивалентное измерению фазового сдвига на измерительной базе, длина которойequivalent to measuring the phase shift on a measuring base, the length of which
d5=d2-d1.d 5 = d 2 -d 1 .
Таким образом, выбирая разность баз d5 достаточно малой, можно обеспечить формирование грубой, но однозначной шкалы отсчета азимута α.Thus, choosing a difference of bases d 5 small enough, it is possible to ensure the formation of a rough, but unambiguous azimuth reference scale α.
На выходе сумматора 47 формируется сумма разностей фазThe output of the
эквивалентное измерению фазового сдвига на измерительной базе, длина которойequivalent to measuring the phase shift on a measuring base, the length of which
d7=d1+d2.d 7 = d 1 + d 2 .
Так формируется точная, но неоднозначная шкала отсчета азимута α.Thus, an accurate but ambiguous azimuth reference scale α is formed.
Измеренные сдвиги фаз Δφ3 и Δφ4 с выходов фазометров 43 и 44 поступают на два входа вычитателя 46 и сумматора 48.The measured phase shifts Δφ 3 and Δφ 4 from the outputs of the
На выходе вычитателя 46 формируется разность разностей фазAt the output of the
Δφр2=Δφ4-Δφ3,Δφ p2 = Δφ 4 -Δφ 3 ,
эквивалентное измерению фазового сдвига на измерительной базе, длина которойequivalent to measuring the phase shift on a measuring base, the length of which
d6=d4-d3.d 6 = d 4 -d 3 .
Таким образом, выбирая разность баз d6 достаточно малой, можно обеспечить формирование грубой, но однозначной шкалы отсчета угла места β.Thus, choosing a difference of bases d 6 small enough, it is possible to ensure the formation of a rough, but unambiguous scale of reference angle β.
На выходе сумматора 48 формируется сумма разностей фазThe output of the
ΔφΣ2=Δφ3+Δφ4,Δφ Σ2 = Δφ 3 + Δφ 4 ,
эквивалентное измерению фазового сдвига на измерительной базе, длина которойequivalent to measuring the phase shift on a measuring base, the length of which
d8=d3+d4.d 8 = d 3 + d 4 .
Так формируется точная, но неоднозначная шкала отсчета угла места β.In this way, an accurate, but ambiguous, reference angle scale β is formed.
Между сформированными измерительными базами устанавливают неравенстваInequalities are established between the formed measuring bases
Способ обеспечивает не только обнаружение терпящих бедствие, но и их пеленгацию, а также дистанционное опознание терпящих бедствие. Причем пеленгация осуществляется на стабильной частоте гетеродина, способ инвариантен к виду модуляции и нестабильности несущей частоты используемых широкополосных сигналов.The method provides not only the detection of those in distress, but also their direction finding, as well as remote identification of those in distress. Moreover, direction finding is carried out at a stable local oscillator frequency, the method is invariant to the type of modulation and instability of the carrier frequency of the used broadband signals.
С точки зрения обнаружения указанные сигналы обладают высокой энергетической и структурной скрытностью.From the point of view of detection, these signals have high energy and structural secrecy.
Энергетическая скрытность широкополосных ФМн-сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени или по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого широкополосный ФМн-сигнал в точке приема может оказаться замаскирован шумами и помехами. Причем энергия широкополосного сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.The energy secrecy of broadband QPSK signals is due to their high compressibility in time or spectrum with optimal processing, which reduces the instantaneous radiated power. As a result, the broadband QPSK signal at the receiving point may be masked by noise and interference. Moreover, the energy of a broadband signal is by no means small; it is simply distributed over the time-frequency domain so that at each point in this region the signal power is less than the power of noise and interference.
Структурная скрытность широкополосных ФМн-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменения значений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку широкополосных сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемного устройства.The structural secrecy of broadband QPSK signals is caused by a wide variety of their forms and significant ranges of parameter values, which makes it difficult to optimize or at least quasi-optimal processing of broadband signals of an a priori unknown structure in order to increase the sensitivity of the receiving device.
Широкополосные ФМн-сигналы позволяют применять новый вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется новая возможность выделять эти сигналы среди других сигналов и помех, действующих в той же полосе частот и в те же промежутки времени.Broadband FMN signals allow the use of a new type of selection - structural selection. This means that there is a new opportunity to distinguish these signals from other signals and interference operating in the same frequency band and at the same time intervals.
Положительным свойством приемоответчика на ПАВ является отсутствие источников питания и малые габариты.A positive feature of a surfactant transponder is the lack of power sources and small dimensions.
Достоинством способа является также высокая эффективность использования частотного диапазона, так как для обнаружения многих терпящих бедствие может быть использован радиоканал одной частоты, например fc=26,945 кГц, выделенной для дистанционной охранной сигнализации.The advantage of the method is also the high efficiency of using the frequency range, since a radio channel of one frequency, for example, f c = 26.945 kHz, allocated for remote security alarm can be used to detect many distressed people.
Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с базовым объектом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает увеличение диапазона однозначного измерения азимута и угла места при малой длине грубых измерительных баз. Это достигается формированием грубых шкал косвенным методом.Thus, the proposed method in comparison with the base object and other technical solutions for a similar purpose provides an increase in the range of unambiguous measurements of azimuth and elevation with a small length of rough measuring bases. This is achieved by forming coarse scales by an indirect method.
Claims (1)
Δφ1=φ1-φГ=2πd1/λ cos α,
Δφ2=φ2-φГ=2πd2/λ cos α,
Δφ3=φ3-φГ=2πd3/λ cos α,
Δφ4=φ4-φГ=2πd4/λ cos α,
где d1, d2, d3, d4 - измерительные базы;
λ - длина волны;
α, β - азимут и угол места,
приемные антенны измерительного и пеленгационных каналов размещают в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещают антенну измерительного канала, отличающийся тем, что в каждой плоскости формируют две измерительные базы d1 и d2, d3 и d4, определяют разности разностей фаз:
Δφр1=Δφ2-Δφ1,
Δφр2=Δφ4-Δφ3,
эквивалентные измерению фазовых сдвигов на измерительных базах, длина которых
d5=d2-d1,
d6=d4-d3,
формируют с использованием разности разностей фаз грубые, но однозначные шкалы отсчета углов α и β, соответствующие малым измерительным базам d5 и d6, определяют сумму разностей фаз:
эквивалентные измерению фазовых сдвигов на измерительных базах, длина которых
d7=d1+d2,
d8=d3+d4,
формируют с использованием суммы разностей фаз точные, но неоднозначные шкалы отсчета углов α и β, соответствующие большим измерительным базам d7 и d8. A method for detecting a distressed person, which consists in emitting a signal, receiving a signal re-emitted by a transponder placed in distress, in a predetermined reception band Δf pr and then detecting it, while a broadband signal with phase shift keying is used as a probe signal emitted by the transmitter of the scanning device, and as a transponder use a delay line on surface acoustic waves and an integrated transceiver antenna received by the receiver a measuring device containing a measuring and four direction finding channels, the phase-shift broadband signal is converted in frequency in the measurement channel, multiplied by phase by two, the spectrum width of the frequency-converted phase-shifted signal with phase shift and its second harmonic is measured, they are compared with each other and according to the results of the comparison, further processing of the frequency-converted broadband signal with phase shift keying is allowed, the second harmonic phase is divided into two, the resulting harmonic voltage with a narrow-band filter and use it for synchronous detection of a frequency-converted broadband signal with phase shift keying, simultaneously frequency-converted broadband signal with phase shift keying is multiplied with broadband phase shift signals received in four direction-finding channels, harmonic signals are extracted at the local oscillator frequency, between them and the local oscillator voltage phase shifts
Δφ 1 = φ 1 -φ G = 2πd 1 / λ cos α,
Δφ 2 = φ 2 -φ G = 2πd 2 / λ cos α,
Δφ 3 = φ 3 -φ G = 2πd 3 / λ cos α,
Δφ 4 = φ 4 -φ G = 2πd 4 / λ cos α,
where d 1 , d 2 , d 3 , d 4 - measuring base;
λ is the wavelength;
α, β - azimuth and elevation angle,
receiving antennas of the measuring and direction finding channels are placed in the form of a geometric right angle, at the top of which the antenna of the measuring channel is placed, characterized in that two measuring bases d 1 and d 2 , d 3 and d 4 are formed in each plane, the differences of phase differences are determined:
Δφ p1 = Δφ 2 -Δφ 1 ,
Δφ p2 = Δφ 4 -Δφ 3 ,
equivalent to measuring phase shifts on measuring bases whose length
d 5 = d 2 -d 1 ,
d 6 = d 4 -d 3 ,
form, using the difference of the phase differences, coarse, but unique reference frames for the angles α and β, corresponding to small measuring bases d 5 and d 6 , determine the sum of the phase differences:
equivalent to measuring phase shifts on measuring bases whose length
d 7 = d 1 + d 2 ,
d 8 = d 3 + d 4 ,
form using the sum of the phase differences accurate, but ambiguous reference frames of the angles α and β, corresponding to large measuring bases d 7 and d 8 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007117863/09A RU2346290C1 (en) | 2007-05-02 | 2007-05-02 | Method for finding vessels in distress |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007117863/09A RU2346290C1 (en) | 2007-05-02 | 2007-05-02 | Method for finding vessels in distress |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007117863A RU2007117863A (en) | 2008-11-20 |
RU2346290C1 true RU2346290C1 (en) | 2009-02-10 |
Family
ID=40241008
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007117863/09A RU2346290C1 (en) | 2007-05-02 | 2007-05-02 | Method for finding vessels in distress |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2346290C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2514131C1 (en) * | 2012-09-05 | 2014-04-27 | Вячеслав Адамович Заренков | Method for detection of vessels in distress |
-
2007
- 2007-05-02 RU RU2007117863/09A patent/RU2346290C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2514131C1 (en) * | 2012-09-05 | 2014-04-27 | Вячеслав Адамович Заренков | Method for detection of vessels in distress |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007117863A (en) | 2008-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10466351B2 (en) | Remote detection and measurement of objects | |
Oh et al. | Semi-empirical model of the ensemble-averaged differential Mueller matrix for microwave backscattering from bare soil surfaces | |
US7170288B2 (en) | Parametric nuclear quadrupole resonance spectroscopy system and method | |
EP2697666B1 (en) | Method and system for target detection | |
US20030163042A1 (en) | Object detection apparatus and method | |
Chauhan et al. | Through the wall human subject localization and respiration rate detection using multichannel Doppler radar | |
US20100005044A1 (en) | Remote Detection and Measurement of Objects | |
Ferrara | Technical survey about available technologies for detecting buried people under rubble or avalanches | |
RU2434253C1 (en) | Method to detect location of filled bioobjects or their remains and device for its realisation | |
CN109655820A (en) | It is determined using the position of the transmitter of the arrival rate measured from single mobile platform | |
RU2402787C1 (en) | Method of finding vessels in distress | |
RU2346290C1 (en) | Method for finding vessels in distress | |
RU2426145C2 (en) | Method of detecting objects in distress | |
RU2514131C1 (en) | Method for detection of vessels in distress | |
RU2134429C1 (en) | Phase direction finding method | |
US5812091A (en) | Radio interferometric antenna for angle coding | |
RU2206902C1 (en) | Method of detection of men in distress | |
RU2625212C1 (en) | Method of control and registration of movement of vehicles | |
RU2309423C2 (en) | Method of detection and direction finding of objects from radiation of their transmitters | |
RU2413250C1 (en) | Environmental monitoring method | |
Rezgui et al. | Standoff detection of concealed handguns | |
RU2363614C1 (en) | System to detect person in marine disaster | |
RU2571148C1 (en) | Method of detecting, identifying and determining vehicle speed | |
RU2444461C1 (en) | System for detecting and locating person in distress on water | |
RU2723443C1 (en) | Satellite system for determining location of ships and aircrafts that have suffered accident |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090503 |