RU2408033C1

RU2408033C1 - Method of detecting parametric scatterers

Info

Publication number: RU2408033C1
Application number: RU2009118069/09A
Authority: RU
Inventors: Николай Юрьевич Бабанов (RU); Николай Юрьевич Бабанов; Александр Сергеевич Корсаков (RU); Александр Сергеевич Корсаков; Сергей Викторович Ларцов (RU); Сергей Викторович Ларцов; Иван Сергеевич Ларцов (RU); Иван Сергеевич Ларцов
Original assignee: Сергей Викторович Ларцов
Priority date: 2009-05-12
Filing date: 2009-05-12
Publication date: 2010-12-27
Also published as: RU2009118069A

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: to use coherent accumulation when detecting single or grouped parametric scatterers, a pair of short successive auxiliary radio pulses with identical form and opposite phases is emitted simultaneously with pumping radio pulses at the subharmonic frequency of the pumping radio pulses. One of the radio pulses of the pair is a synchronising radio pulse and for this purpose, said pulse must be emitted in such a way that a pumping radio pulse is emitted during its duration. A receiver is tuned to receive radio pulses of the signal scattered at the subharmonic frequency. The coherent accumulation law is selected beforehand. Pairs of auxiliary radio pulses are emitted in form of an alternative sequence having the least of all possible levels of accumulation in the receiver. The selected sequence is generated due to that the synchronising pulse is either the first or second auxiliary radio pulse depending on whether corresponding current symbols of the alternative and selected encoding laws coincide. The cost of such an engineering solution is a certain violation of synchronism of the scattered radio signals generated in the duration of the pair of auxiliary radio pulses, although this time is significantly shorter than the duration of the pumping radio pulse. To prevent missing a target due to zeroes on the nonlinear back scattering pattern in grouped parametric scatterers, for example arrays of parametric scatterers, a flashing mode is provided. For this, synchronisation of parametric scatterers in a group takes place either from the wave of the probing signal, i.e. from an external synchronisation radio pulse, or from an internal synchronisation source (sources) which is one or more first excited parametric scatterers. In order that the said synchronisation sources are formed, there is need for one or more parametric scatterers having a smaller excitation threshold and the front edge of the pumping radio pulse increases monotonously.

EFFECT: high accuracy of detecting parametric scatterers.

6 dwg

Description

Изобретение относится к способам обнаружения пассивных маркеров-ответчиков, являющихся вторичными источниками электромагнитного излучения.The invention relates to methods for detecting passive responder markers, which are secondary sources of electromagnetic radiation.

Известен по [Радиокомплекс розыска маркеров, патент RU 2108596 С1], [Нелинейный пассивный маркер - параметрический рассеиватель, патент RU 2336538 С2] способ обнаружения параметрических рассеивателей. Способ позволяет решать задачу обнаружения объектов, в частности людей, маркированных с помощью пассивных нелинейных маркеров-ответчиков, в качестве которых используются параметрические рассеиватели. Способ состоит в том, что на объекте поиска предварительно размещается параметрический рассеиватель, область пространства, в которой может находиться объект поиска, облучается зондирующим сигналом на частоте f. Принимается рассеянный маркером сигнал на частоте субгармоники, равной f/2. В случае превышения порога обнаружения принимается решение о наличии в зоне обнаруже6ния объекта поиска.Known by the [Radio complex search markers, patent RU 2108596 C1], [Non-linear passive marker - parametric diffuser, patent RU 2336538 C2] a method for detecting parametric diffusers. The method allows to solve the problem of detecting objects, in particular people, marked with passive nonlinear responder markers, which are used as parametric scatterers. The method consists in the fact that a parametric diffuser is previously placed on the search object, the region of space in which the search object can be located is irradiated with a probe signal at a frequency f. A signal scattered by the marker is received at a subharmonic frequency equal to f / 2. If the detection threshold is exceeded, a decision is made on the presence of a search object in the detection zone.

Данный способ обладает существенным недостатком, а именно недостаточной эффективностью, поскольку либо нет возможности использовать импульсный зондирующий сигнал, либо не обеспечивается когерентный прием рассеянного сигнала. Это связано с тем, что при возбуждении каждого радиоимпульса, рассеянного маркером сигнала на частоте субгармоники, возможны два равновероятных значения фазы, отличающиеся на π [Горбачев П.А. Формирование сигналов системой пассивных субгармонических рассеивателей // Радиотехника и электроника, 1995, т.40, № 11, стр.1606-1610]. В результате рассеянный на субгармонике сигнал не когерентен даже при когерентном зондирующем сигнале. При обнаружении совокупности параметрических рассеивателей и импульсном зондирующем сигнале указанный эффект будет проявляться в том, что амплитуда рассеянного сигнала будет случайным образом меняться от радиоимпульса к радиоимпульсу, то есть будет наблюдаться паразитная амплитудная модуляция.This method has a significant drawback, namely a lack of efficiency, because either it is not possible to use a pulsed probe signal, or coherent reception of the scattered signal is not provided. This is due to the fact that upon excitation of each radio pulse scattered by the signal marker at the subharmonic frequency, two equally probable phase values differing by π are possible [P. Gorbachev. Signal generation by a system of passive subharmonic diffusers // Radio Engineering and Electronics, 1995, v.40, No. 11, pp. 1606-1610]. As a result, the signal scattered by the subharmonic is not coherent even with a coherent probe signal. Upon detection of a combination of parametric scatterers and a pulsed probe signal, this effect will manifest itself in the fact that the amplitude of the scattered signal will randomly change from a radio pulse to a radio pulse, i.e., parasitic amplitude modulation will be observed.

Указанный недостаток преодолен в способе обнаружения параметрических рассеивателей, известном по [Ларцов С.В. Зондирующий сигнал для обнаружения параметрических рассеивателей // «Радиотехника», 2000, № 5, стр.8-12.].The specified disadvantage is overcome in the method for detecting parametric scatterers, known from [S. Lartsov A probe signal for detecting parametric scatterers // Radio Engineering, 2000, No. 5, pp. 8-12.].

Предложено формировать зондирующий сигнал в виде последовательности пачек узкополосных когерентных радиоимпульсов сигнала накачки с частотой высокочастотного заполнения f и длительностями радиоимпульсов τ и последовательности пачек узкополосных когерентных синхронизирующих радиоимпульсов с частотой высокочастотного заполнения f/2 и длительностями радиоимпульсов τ₁. При этом обе последовательности обладают одинаковыми периодами следования радиоимпульсов и периодами следования пачек радиоимпульсов. Длительность радиоимпульсов синхронизирующего сигнала существенно меньше длительности радиоимпульсов сигнала накачки.It is proposed to generate a probe signal in the form of a sequence of packs of narrow-band coherent radio pulses of a pump signal with a high-frequency filling frequency f and durations of radio pulses τ and a sequence of packets of narrow-band coherent synchronizing radio pulses with a high-frequency filling frequency f / 2 and durations of radio pulses τ ₁ . In this case, both sequences have the same repetition periods of radio pulses and repetition periods of packs of radio pulses. The duration of the radio pulses of the clock signal is significantly less than the duration of the radio pulses of the pump signal.

В результате возбуждение параметрического рассеивателя происходит в условиях существования внешнего воздействия на частоте возбуждения. В этих условиях фаза возбуждаемого колебания на частоте субгармоники перестает быть случайной и определяется фазой внешнего воздействия, то есть фазой радиоимпульсов синхронизирующего сигнала.As a result, the excitation of a parametric scatterer occurs under conditions of the existence of an external action at the excitation frequency. Under these conditions, the phase of the excited oscillation at the subharmonic frequency ceases to be random and is determined by the phase of the external action, i.e., the phase of the radio pulses of the clock signal.

Фаза высокочастотного заполнения синхронизирующего радиоимпульса соответствует символу выбранного закона кодирования фазы, что позволяет формировать рассеянный сигнал в виде последовательности радиоимпульсов, фазы высокочастотного заполнения которых определяются определенным выбранным заранее законом кодирования фазы. Такая последовательность радиоимпульсов может когерентно накапливаться в приемнике.The phase of the high-frequency filling of the synchronizing radio pulse corresponds to the symbol of the selected phase coding law, which makes it possible to form a scattered signal in the form of a sequence of radio pulses, the phases of the high-frequency filling of which are determined by a certain phase coding law selected in advance. Such a sequence of radio pulses can coherently accumulate in the receiver.

Однако радиоимпульсы такого синхронизирующего сигнала являются помехой приему полезного сигнала, так как будут рассеиваться от окружающих параметрический рассеиватель предметов и подстилающей поверхности и поступать на вход приемника одновременно с полезным сигналом. Устранить такую помеху за счет временной селекции невозможно, ее можно только скомпенсировать. Поэтому после синхронизирующего радиоимпульса предложено излучать компенсирующий радиоимпульс с противоположной фазой, при этом синхронизирующий радиоимпульс задает выбранный закон кодирования фазы рассеянного сигнала, а компенсирующий радиоимпульс необходим для взаимокомпенсации обоих радиоимпульсов в оптимальном приемнике сигнала, принимаемого на частоте субгармоники.However, the radio pulses of such a synchronizing signal interfere with the reception of the useful signal, since they will be scattered from the objects surrounding the parametric diffuser and the underlying surface and arrive at the receiver input simultaneously with the useful signal. It is impossible to eliminate such an interference due to temporary selection; it can only be compensated. Therefore, after a synchronizing radio pulse, it was proposed to emit a compensating radio pulse with the opposite phase, while the synchronizing radio pulse sets the selected coding law for the phase of the scattered signal, and the compensating radio pulse is necessary for the mutual compensation of both radio pulses in the optimal receiver of the signal received at the subharmonic frequency.

Таким образом, излучается пара коротких, следующих друг за другом, вспомогательных радиоимпульсов: один из них, а именно первый радиоимпульс, является синхронизирующим сигналом, а другой радиоимпульс является компенсирующим радиоимпульсом.Thus, a pair of short, consecutive, auxiliary radio pulses is emitted: one of them, namely the first radio pulse, is a synchronizing signal, and the other radio pulse is a compensating radio pulse.

Задний фронт первого синхронизирующего радиоимпульса из пары совпадает с передним фронтом второго синхронизирующего радиоимпульса из пары. Фаза высокочастотного заполнения второго синхронизирующего радиоимпульса из пары всегда отличается на π от фазы высокочастотного заполнения первого синхронизирующего радиоимпульса из пары. Кроме того, передний фронт радиоимпульсов зондирующего сигнала должен либо совпадать с задним фронтом первого синхронизирующего радиоимпульса, либо опережать его на время, не превышающее τ₁.The trailing edge of the first synchronizing radio pulse from the pair coincides with the leading edge of the second synchronizing radio pulse from the pair. The phase of the high-frequency filling of the second synchronizing radio pulse from the pair always differs by π from the phase of the high-frequency filling of the first synchronizing radio pulse from the pair. In addition, the leading edge of the radio pulses of the probe signal must either coincide with the trailing edge of the first synchronizing radio pulse, or be ahead of it by a time not exceeding τ ₁ .

Там же предложено подобный зондирующий сигнал использовать для получения отраженного сигнала от нелинейной отражательной решетки из параметрических рассеивателей, то есть группы расположенных в определенном порядке параметрических рассеивателей. При этом будет снята неопределенность суммарной диаграммы обратного нелинейного рассеяния группы параметрических рассеивателей, обнаруженная в [Горбачев П.А. Формирование сигналов системой пассивных субгармонтческих рассеивателей // Радиотехника и электроника, 1995, т.40, № 11, стр.1606-1610]. Синхронизирующий радиоимпульс навяжет свою фазу всем параметрическим рассеивателям в группе. В результате диаграмму обратного нелинейного рассеяния можно прогнозировать, при этом суммарный рассеянный сигнал, как у всякой отражательной решетки, возрастет.It also suggested that a similar sounding signal be used to obtain a reflected signal from a nonlinear reflective grating from parametric scatterers, that is, groups of parametric scatterers arranged in a certain order. In this case, the uncertainty of the total backward nonlinear scattering diagram of the group of parametric scatterers discovered in [Gorbachev P.A. Signal formation by a system of passive subharmonic diffusers // Radio Engineering and Electronics, 1995, v.40, No. 11, pp. 1606-1610]. The synchronizing radio pulse will impose its phase on all the parametric scatterers in the group. As a result, the backward nonlinear scattering diagram can be predicted, while the total scattered signal, like any reflective grating, will increase.

Способ обнаружения параметрических рассеивателей по [Ларцов С.В. Зондирующий сигнал для обнаружения параметрических рассеивателей // «Радиотехника», 2000, № 5, стр.8-12] выбран прототипом и заключается в том, что на объекте поиска предварительно размещается один или группа размещенных определенным образом параметрических рассеивателей, область пространства, в которой может находиться объект поиска, облучается зондирующим сигналом, формирующим в процессе нелинейного рассеяния от параметрического рассеивателя последовательность пачек узкополосных когерентных радиоимпульсов рассеянного сигнала, при этом каждая пачка соответствует кодовому слову, а каждый радиоимпульс пачки соответствует символу выбранного закона кодирования, представляющего собой бинарную последовательность, элементы которой соответствуют отличающимся на π значениям фазы высокочастотного заполнения радиоимпульсов, для этого зондирующий сигнал состоит из двух последовательностей радиоимпульсов: последовательности пачек узкополосных когерентных прямоугольных радиоимпульсов сигнала накачки с частотой высокочастотного заполнения f и длительностью τ, а также последовательности пачек узкополосных когерентных пар следующих друг за другом и примыкающих друг к другу вспомогательных радиоимпульсов с частотой высокочастотного заполнения f/2, с длительностью каждого из парных радиоимпульсов τ₁, при этом τ₁<<τ, один из радиоимпульсов пары, а именно первый, является синхронизирующим радиоимпульсом, фаза его высокочастотного заполнения соответствует текущему символу выбранного закона кодирования, передний фронт синхронизирующего радиоимпульса либо совпадает с передним фронтом радиоимпульса сигнала накачки, либо опережает его на время, не превышающее τ₁, другой радиоимпульс является компенсирующим, фаза его высокочастотного заполнения отличается на π от фазы высокочастотного заполнения синхронизирующего радиоимпульса, принимается последовательность пачек узкополосных когерентных радиоимпульсов рассеянного сигнала с частотой высокочастотного заполнения f/2, при этом производится когерентное накопление по алгоритму, обеспечивающему максимальный уровень когерентного накопления принимаемого сигнала, соответствующего выбранному закону кодирования, использованному при формировании рассеянного сигнала, при превышении порога обнаружения принимается решение о наличии в зоне обнаруже6ния объекта поиска.A method for detecting parametric scatterers according to [Lartsov S.V. The probe signal for detecting parametric scatterers // Radio Engineering, 2000, No. 5, pp. 8-12] is selected as a prototype and consists in the fact that one or a group of parametric scatterers placed in a certain way is preliminarily placed on the search object, the area of space in which a search object can be found, it is irradiated with a probing signal, which, during nonlinear scattering from a parametric scatterer, forms a sequence of packs of narrow-band coherent radio pulses of the scattered signal, at ohm, each burst corresponds to a code word, and each burst of a burst corresponds to a symbol of the selected coding law, which is a binary sequence whose elements correspond to different π values of the phase of the high-frequency filling of the radio pulses, for this the probe signal consists of two sequences of radio pulses: a sequence of bursts of narrow-band coherent rectangular radio pulses a pump signal with a high-frequency filling frequency f and duration τ, as well as a sequence of packs of narrow-band coherent pairs of consecutive auxiliary and adjacent to each other auxiliary radio pulses with a high-frequency filling frequency f / 2, with the duration of each of the paired radio pulses τ ₁ , with τ ₁ << τ, one of the radio pulses of the pair, namely the first one is a synchronizing radio pulse, the phase of its high-frequency filling corresponds to the current symbol of the selected coding law, the leading edge of the synchronizing radio pulse or coincides with the leading edge of the radio pulse a pump, or ahead of it at a time not exceeding τ _1, another RF pulse is compensatory phase of its high-frequency differs by π from the phase of the high-frequency synchronizing radio pulse received sequence of packets narrowband coherent radio pulses scattered signal with a frequency of the high-frequency f / 2, this produces coherent accumulation according to an algorithm that provides the maximum level of coherent accumulation of the received signal corresponding to the selected According to the new coding law used in the formation of the scattered signal, when the detection threshold is exceeded, a decision is made about the presence of a search object in the detection zone.

Недостатком прототипа является не достаточно полная компенсация помехового влияния синхронизирующей последовательности, задающей закон кодирования фазы. Это связано с тем, что для того чтобы синхронизирующий радиоимпульс и компенсирующий радиоимпульс взаимокомпенсировались, необходимо обеспечить их идентичность. Такую идентичность трудно обеспечить, если один радиоимпульс генерируется из невозбужденного состояния, а второй - при манипуляции фазы.The disadvantage of the prototype is not sufficiently complete compensation for the interference effect of the synchronizing sequence that sets the phase encoding law. This is due to the fact that in order for the synchronizing radio pulse and the compensating radio pulse to cancel each other out, it is necessary to ensure their identity. It is difficult to ensure such an identity if one radio pulse is generated from an unexcited state, and the second during phase manipulation.

Кроме того, при когерентном накоплении пачки радиоимпульсов в равной мере будут расти и помеха и полезный сигнал, так как законы кодирования одинаковы и для полезного сигнала и для помехи.In addition, with coherent accumulation of a packet of radio pulses, the interference and the useful signal will grow equally, since the coding laws are the same for the useful signal and for the interference.

При обнаружении нелинейных отражательных решеток из параметрических рассеивателей детерминированность диаграммы обратного нелинейного рассеяния приводит к тому, что увеличение величины рассеянного сигнала происходит только в области главных лепестков, при этом появляются направления, где рассеянный сигнал отсутствует, что может привести к пропуску цели.When nonlinear reflective gratings are detected from parametric scatterers, the determinism of the backward nonlinear scattering pattern leads to an increase in the magnitude of the scattered signal only in the region of the main lobes, while directions appear where the scattered signal is absent, which can lead to missed targets.

В изобретении поставлены задачи:The invention has the following tasks:

более полной взаимокомпенсации пар вспомогательных радиоимпульсов, задающих закон кодирования фазы;more complete mutual compensation of pairs of auxiliary radio pulses that specify the phase encoding law;

минимизации уровня когерентного накопления пар вспомогательных радиоимпульсов, являющихся когерентной помехой радиоприему;minimize the level of coherent accumulation of pairs of auxiliary radio pulses, which are coherent interference with radio reception;

устранения пропуска цели из-за наличия нулей в диаграмме обратного нелинейного рассеяния решеток из параметрических рассеивателей.elimination of missed targets due to the presence of zeros in the diagram of nonlinear backscattering of gratings from parametric scatterers

Решение поставленных задач достигается за счет того, что предлагается новое техническое решение, а именно способ обнаружения параметрических рассеивателей, заключающийся в том, что на объекте поиска предварительно размещается один или группа размещенных определенным образом параметрических рассеивателей, область пространства, в которой может находиться объект поиска, облучается зондирующим сигналом, формирующим в процессе нелинейного рассеяния от параметрического рассеивателя последовательность пачек узкополосных когерентных радиоимпульсов рассеянного сигнала, при этом каждая пачка соответствует кодовому слову, а каждый радиоимпульс пачки соответствует символу выбранного закона кодирования, представляющего собой бинарную последовательность, элементы которой соответствуют отличающимся на π значениям фазы высокочастотного заполнения радиоимпульсов, для этого зондирующий сигнал состоит из двух последовательностей радиоимпульсов: последовательности пачек узкополосных когерентных прямоугольных радиоимпульсов сигнала накачки с частотой высокочастотного заполнения f и длительностью τ, а также последовательности пачек узкополосных когерентных пар следующих друг за другом вспомогательных радиоимпульсов с частотой высокочастотного заполнения f/2, с длительностью каждого из парных радиоимпульсов τ₁, при этом τ₁<<τ, один из радиоимпульсов пары, является синхронизирующим радиоимпульсом, фаза его высокочастотного заполнения соответствует текущему символу выбранного закона кодирования, передний фронт синхронизирующего радиоимпульса либо совпадает с передним фронтом радиоимпульса сигнала накачки, либо опережает его на время, не превышающее τ₁, другой радиоимпульс является компенсирующим, фаза его высокочастотного заполнения отличается на π от фазы высокочастотного заполнения синхронизирующего радиоимпульса, принимается последовательность пачек узкополосных когерентных радиоимпульсов рассеянного сигнала с частотой высокочастотного заполнения f/2, при этом производится когерентное накопление по алгоритму, обеспечивающему максимальный уровень когерентного накопления, соответствующего выбранному закону кодирования, использованному при формировании рассеянного сигнала, при превышении порога обнаружения принимается решение о наличии в зоне обнаружения объекта поиска, при этом временной интервал между задним фронтом первого радиоимпульса из пары вспомогательных радиоимпульсов и передним фронтом второго радиоимпульса из пары вспомогательных радиоимпульсов τ₂<τ-2τ₁ фаза высокочастотного заполнения первого радиоимпульса из пары вспомогательных радиоимпульсов соответствует соответствующему по порядку символу альтернативного закона кодирования, представляющего собой однородную с последовательностью выбранного закона кодирования и состоящую из такого же количества символов бинарную последовательность, символы которой соответствуют отличающимся на π значениям фазы высокочастотного заполнения радиоимпульсов и которая обеспечивает минимальный уровень когерентного накопления принимаемого сигнала в приемнике, настроенном на максимальный уровень когерентного накопления принимаемого сигнала в соответствии с выбранным законом кодирования, позиция синхронизирующего радиоимпульса в паре вспомогательных радиоимпульсов изменяется в зависимости от того, совпадают или нет соответствующие текущие символы альтернативного и выбранного законов кодирования, а при обнаружении группы параметрических рассеивателей дополнительно реализуется режим мерцания, для чего при формировании некоторых радиоимпульсов или пачек радиоимпульсов рассеянного сигнала передний фронт радиоимпульсов сигнала накачки имеет вид непрерывно растущей монотонной функции на промежутке времени τ₃<τ₂, а задний фронт синхронизирующего радиоимпульса совпадает с началом радиоимпульса сигнала накачки, при этом один или несколько параметрических рассеивателей в обнаруживаемой группе параметрических рассеивателей отличаются от остальных тем, что интенсивность волны сигнала накачки, необходимая для их возбуждения, меньше, чем для остальных параметрических рассеивателей из данной группы.The solution of these problems is achieved due to the fact that a new technical solution is proposed, namely, a method for detecting parametric scatterers, which consists in the fact that one or a group of parametric scatterers placed in a certain way are preliminarily placed on the search object, the area of space in which the search object can be located, is irradiated with a probe signal, which in the process of nonlinear scattering from a parametric scatterer forms a sequence of packs of narrow-band coherent ra dio pulses of the scattered signal, with each packet corresponding to a code word, and each radio pulse of the packet corresponding to the symbol of the selected coding law, which is a binary sequence, the elements of which correspond to different values of the phase of high-frequency filling of the radio pulses π, for this the probe signal consists of two sequences of radio pulses: packs of narrow-band coherent rectangular radio pulses of a pump signal with a high-frequency frequency filling f and duration τ, as well as a sequence of packs of narrow-band coherent pairs of successive auxiliary radio pulses with a high-frequency filling frequency f / 2, with a duration of each of the paired radio pulses τ ₁ , with τ ₁ << τ, one of the radio pulses of the pair is synchronizing radio pulse, the phase of its high-frequency filling corresponds to the current character of the selected coding law, the leading edge of the synchronizing radio pulse or coincides with the leading edge of the radio pulse pump, or ahead of it by a time not exceeding τ ₁ , another radio pulse is compensating, its high-frequency filling phase differs by π from the high-frequency filling phase of the synchronizing radio pulse, a sequence of packs of narrow-band coherent radio pulses of the scattered signal with a high-frequency filling frequency f / 2 is received, while coherent accumulation is performed according to an algorithm that provides the maximum level of coherent accumulation corresponding to the selected coding law used to generate the scattered signal, when the detection threshold is exceeded, a decision is made whether there is a search object in the detection zone, and the time interval between the trailing edge of the first radio pulse from a pair of auxiliary radio pulses and the leading edge of the second radio pulse from a pair of auxiliary radio pulses τ ₂ <τ-2τ ₁ the phase of the high-frequency filling of the first radio pulse from a pair of auxiliary radio pulses corresponds to the corresponding character of the alternative coding law , which is a binary sequence homogeneous with the sequence of the selected coding law and consisting of the same number of characters, the symbols of which correspond to π-different values of the phase of the high-frequency filling of the radio pulses and which ensures the minimum level of coherent accumulation of the received signal in the receiver tuned to the maximum level of coherent accumulation of the received signal in accordance with the selected coding law, the position of the synchronizing radio the pulse in the pair of auxiliary radio pulses varies depending on whether the corresponding current characters of the alternative and selected coding laws coincide or not, and when a group of parametric scatterers is detected, the flicker mode is additionally implemented, for which, when some radio pulses or packets of scattered signal pulses are generated, the leading edge of the pump pulse radio pulses has the form of continuously increasing monotone function in the time interval ₃ τ <τ _2, and the trailing edge of the synchronizing pa ioimpulsa rf pulse coincides with the beginning of the pumping signal, wherein the one or more parametric scatterers in detectable group parametric lenses differ from the others in that the intensity of the pump wave signal, necessary for excitation is less than for the other parametric scatterers of a given group.

Суть изобретения заключается в том, что предлагается техническое решение в котором в целях создания условий более полной взаимокомпенсации пар вспомогательных радиоимпульсов условия появления (генерации) и исчезновения обоих радиоимпульсов одинаковы. Для этого радиоимпульсы излучаются через некоторый небольшой промежуток времени, на котором переходные процессы будут закончены.The essence of the invention lies in the fact that a technical solution is proposed in which, in order to create conditions for more complete mutual compensation of pairs of auxiliary radio pulses, the conditions for the appearance (generation) and disappearance of both radio pulses are the same. To do this, the radio pulses are emitted after a short period of time at which the transients will be completed.

Кроме того, в целях снижения уровня когерентного накопления пар вспомогательных радиоимпульсов, являющихся когерентной помехой радиоприему, обеспечиваются условия, когда пары вспомогательных радиоимпульсов кодируются по альтернативному закону кодирования. Этот закон предполагает наименьший уровень когерентного сложения принимаемых сигналов в приемнике уже настроенному на прием сигнала по другому выбранному закону кодирования и когерентно накапливаются в приемнике. Платой за такое техническое решение является некоторое нарушение синхронизма формируемых рассеянных сигналов на время длительности пары вспомогательных радиоимпульсов, однако это время существенно меньше длительности радиоимпульса накачки. Технически возможность излучать вспомогательные радиоимпульсы, закодированные в соответствии с альтернативным законом кодирования, и при этом формировать радиоимпульсы рассеянного сигнала в соответствии с выбранным законом кодирования осуществляется за счет того, что синхронизирующим является то первый, то второй из вспомогательных радиоимпульсов.In addition, in order to reduce the level of coherent accumulation of pairs of auxiliary radio pulses, which are coherent interference with radio reception, conditions are provided when pairs of auxiliary radio pulses are encoded according to an alternative coding law. This law assumes the smallest level of coherent summation of the received signals in the receiver already configured to receive the signal according to another selected coding law and coherently accumulate in the receiver. The payment for such a technical solution is a certain violation of the synchronism of the generated scattered signals for the duration of the pair of auxiliary radio pulses, however, this time is significantly less than the duration of the pump radio pulse. Technically, the ability to emit auxiliary radio pulses encoded in accordance with an alternative coding law, and in this case, to generate radio pulses of the scattered signal in accordance with the selected coding law, is due to the fact that the first or second of the auxiliary radio pulses are synchronizing.

Для устранения пропуска цели из-за наличия нулей в диаграмме обратного нелинейного рассеяния групп параметрических рассеивателей (в частности решеток из них) обеспечивается режим мерцания. В этом режиме синхронизация параметрических рассеивателей в группе происходит то от волны зондирующего сигнала, то есть от внешнего синхронизирующего радиоимпульса, то от внутреннего источника синхронизации (источников), которым выступает один или несколько первых возбудившихся параметрических рассеивателей. Соответственно вид диаграмм обратного нелинейного рассеяния для этих случаев может быть разным: где в первом случае был ноль - во втором случае может быть максимум. Для того чтобы указанный источник синхронизации образовался, необходимо, чтобы определенный (определенные) параметрический рассеиватель возбудился раньше других. А для этого необходимо, чтобы у этого параметрического рассеивателя интенсивность волны сигнала накачки, необходимая для его (их) возбуждения, была меньше чем у остальных. Кроме того, амплитуда радиоимпульсов накачки должна нарастать монотонно. Если амплитуда радиоимпульсов накачки растет резко, то есть передний фронт прямоугольный, то возбуждение параметрических рассеивателей в группе будет происходить одновременно от синхронизирующего радиоимпульса.To eliminate missed targets due to the presence of zeros in the diagram of nonlinear backscattering of groups of parametric scatterers (in particular, gratings from them), a flicker mode is provided. In this mode, the synchronization of the parametric scatterers in the group occurs either from the wave of the probing signal, that is, from the external synchronizing radio pulse, then from the internal synchronization source (sources), which is one or more of the first excited parametric scatterers. Accordingly, the form of the backward nonlinear scattering diagrams for these cases can be different: where in the first case it was zero - in the second case there can be a maximum. In order for the specified synchronization source to form, it is necessary that a certain (defined) parametric diffuser is excited earlier than others. And for this, it is necessary that for this parametric scatterer the intensity of the pump signal wave necessary for its (their) excitation is less than for the others. In addition, the amplitude of the pump radio pulses should increase monotonously. If the amplitude of the pump radio pulses increases sharply, that is, the leading edge is rectangular, then the excitation of the parametric scatterers in the group will occur simultaneously from the synchronizing radio pulse.

Заявленное техническое решение может быть реализовано с помощью обнаружителя параметрических рассеивателей, структурная схема которого представлена на фиг.1, где 1 - генератор синусоидального сигнала, 2 - удвоитель, 3 - фазовый модулятор, 4 - амплитудный модулятор, 5 - генератор опорных импульсов, 6 - формирователь, 7, 8 - высокочастотные усилители, 9, 10, 12 - антенны, 11 - групповой параметрический рассеиватель, 13 - высокочастотный усилитель, 14 - аналого-цифровой преобразователь, 15 - сигнальный процессор, 16 - индикатор.The claimed technical solution can be implemented using a detector of parametric scatterers, the structural diagram of which is shown in Fig. 1, where 1 is a sinusoidal signal generator, 2 is a doubler, 3 is a phase modulator, 4 is an amplitude modulator, 5 is a reference pulse generator, 6 is shaper, 7, 8 - high-frequency amplifiers, 9, 10, 12 - antennas, 11 - group parametric scatterer, 13 - high-frequency amplifier, 14 - analog-to-digital converter, 15 - signal processor, 16 - indicator.

Сигнальные выходы 1 и 2 генератора синусоидального сигнала 1 соединены с входом с удвоителя частоты 2 и сигнальным входом 1 фазового модулятора 3. Удвоитель частоты 2 соединен с сигнальным входом 1 амплитудного модулятора 4. Выход амплитудного модулятора 4 соединен с входом высокочастотного усилителя 7. Выход высокочастотного усилителя 7 соединен со входом антенны 10.Signal outputs 1 and 2 of the sinusoidal signal generator 1 are connected to the input from the frequency doubler 2 and the signal input 1 of the phase modulator 3. The frequency doubler 2 is connected to the signal input 1 of the amplitude modulator 4. The output of the amplitude modulator 4 is connected to the input of the high-frequency amplifier 7. The output of the high-frequency amplifier 7 is connected to the input of the antenna 10.

Выход фазового модулятора 3 соединен с входом высокочастотного усилителя 8. Выход высокочастотного усилителя 8 соединен СВЧ трактом со входом антенны 9.The output of the phase modulator 3 is connected to the input of the high-frequency amplifier 8. The output of the high-frequency amplifier 8 is connected by the microwave path to the input of the antenna 9.

Генератор опорных импульсов 5 соединен с входом формирователя 6.The reference pulse generator 5 is connected to the input of the shaper 6.

Выход 1 формирователя 6 соединен с управляющим входом 2 амплитудного модулятора 4, выход 2 формирователя 6 соединен с управляющим входом 2 фазового модулятора 3. Выход 3 формирователя 11 соединен с вспомогательным входом 2 сигнального процессора 15.The output 1 of the shaper 6 is connected to the control input 2 of the amplitude modulator 4, the output 2 of the shaper 6 is connected to the control input 2 of the phase modulator 3. The output 3 of the shaper 11 is connected to the auxiliary input 2 of the signal processor 15.

Антенна 12 соединена со входом высокочастотного усилителя 13, настроенном на частоту f/2. Выход высокочастотного усилителя 13 соединен со входом аналого-цифрового преобразователя 14. Выход аналого-цифрового преобразователя 14 соединен с сигнальным входом 1 сигнального процессора 15, выход сигнального процессора 15 соединен со входом индикатора 16.The antenna 12 is connected to the input of the high-frequency amplifier 13 tuned to the frequency f / 2. The output of the high-frequency amplifier 13 is connected to the input of the analog-to-digital converter 14. The output of the analog-to-digital converter 14 is connected to the signal input 1 of the signal processor 15, the output of the signal processor 15 is connected to the input of the indicator 16.

В зоне облучения антенн 9, 10, 12 расположен групповой параметрический рассеиватель 11 в виде 2-х параметрических рассеивателей, расположенных на расстоянии λ/2, где λ - длина волны сигнала накачки. При этом интенсивность волны сигнала накачки, необходимая для их одного из параметрических рассеивателей, меньше, чем для второго параметрического рассеивателя.In the irradiation zone of antennas 9, 10, 12 there is a group parametric scatterer 11 in the form of 2 parametric scatterers located at a distance of λ / 2, where λ is the wavelength of the pump signal. In this case, the intensity of the pump signal wave necessary for their one of the parametric scatterers is less than for the second parametric scatterer.

Обнаружитель параметрических рассеивателей работает следующим образом.The detector parametric scatterers works as follows.

Генератор синусоидального сигнала 1 генерирует непрерывный сигна на частоте f/2. Этот сигнал проходит через удвоитель и поступает на сигнальный вход 1 амплитудного модулятора 4. Одновременно этот сигнал поступает на сигнальный вход 1 фазового модулятора 3.The sine wave generator 1 generates a continuous signal at a frequency f / 2. This signal passes through the doubler and enters the signal input 1 of the amplitude modulator 4. At the same time, this signal enters the signal input 1 of the phase modulator 3.

Одновременно генератор опорных импульсов 5 формирует тактовую последовательность, поступающую на вход формирователя 6. Указанная тактовая последовательность синхронизирует работу излучающей части обнаружителя параметрических рассеивателей, ее осциллограмма представлена на фиг.2, кривая 1.At the same time, the reference pulse generator 5 generates a clock sequence supplied to the input of the shaper 6. This clock sequence synchronizes the operation of the radiating part of the detector of parametric scatterers, its oscillogram is shown in figure 2, curve 1.

Тактовая последовательность в формирователе 6 преобразуется в последовательность видеосигналов управления фазовым модулятором 3 (фиг.2, кривая 2) и амплитудным модулятором 4 (фиг.2, кривая 3). При этом последовательность видеосигналов управления амплитудным модулятором 4 содержит информацию о выбранном законе кодирования, а последовательность видеосигналов управления фазовым модулятором 3 содержит информацию об альтернативном законе кодирования. Кодовое слово выбранного закона кодирования состоит из трех чередующиеся символов «1», «0», «1», а альтернативный закон кодирования содержит одинаковые символы «1», «1», «1».The clock sequence in the shaper 6 is converted into a sequence of video signals for controlling the phase modulator 3 (Fig. 2, curve 2) and the amplitude modulator 4 (Fig. 2, curve 3). In this case, the sequence of video signals controlling the amplitude modulator 4 contains information about the selected coding law, and the sequence of video signals controlling the phase modulator 3 contains information about the alternative coding law. The codeword of the selected coding law consists of three alternating characters “1”, “0”, “1”, and the alternative coding law contains the same characters “1”, “1”, “1”.

Сигналы управления фазовым модулятором 3 формируются в виде следующих друг за другом через определенный период времени пар видеоимпульсов. Временной интервал между видеоимпульсами внутри пары тоже определен. Полярность сигналов в паре всегда противоположна. Полярность первого видеоимпульса в паре задается соответственным порядковым символом альтернативного закона кодирования.The control signals of the phase modulator 3 are formed in the form of pairs of video pulses following each other after a certain period of time. The time interval between video pulses within a pair is also determined. The polarity of the signals in a pair is always the opposite. The polarity of the first video pulse in a pair is specified by the corresponding ordinal symbol of the alternative coding law.

Информация о выбранном законе кодирования в сигнале управления амплитудным модулятором 4 содержится не в амплитуде, а в моменте появления видеоимпульса управления амплитудным модулятором 4. Все сигналы управления имеют одинаковую длительность и полярность. Позиция переднего фронта видеоимпульса управления амплитудным модулятором 4 совпадает с передним фронтом первого видеоимпульса в паре видеоимпульсов управления фазовым модулятором 3, если символы соответствующие порядковым символам кодового слова выбранного и альтернативного законов кодирования совпадают, то есть первые и третьи порядковые символы. Если эти символы не совпадают, то позиция переднего фронта видеоимпульса управления амплитудным модулятором 4 совпадает с задним фронтом второго видеоимпульса в паре видеоимпульсов управления фазовым модулятором 3. В частности, это вторые символы.Information about the selected coding law in the control signal of the amplitude modulator 4 is contained not in the amplitude, but at the time of the appearance of the video pulse control of the amplitude modulator 4. All control signals have the same duration and polarity. The position of the leading edge of the video control pulse of the amplitude modulator 4 coincides with the leading edge of the first video pulse in the pair of video control pulses of the phase modulator 3, if the symbols corresponding to the ordinal symbols of the codeword of the selected and alternative coding laws coincide, i.e., the first and third ordinal symbols. If these symbols do not match, then the position of the leading edge of the video pulse controlling the amplitude modulator 4 coincides with the trailing edge of the second video pulse in the pair of video pulses controlling the phase modulator 3. In particular, these are the second symbols.

Сигналы управления фазовым модулятором 3 формируются на выходе 2 формирователя 6 и поступают на управляющий вход 2 фазового модулятора 3. Фазовый модулятор 3 формирует сигнал в соответствии с полярностью управляющих видеоимпульсов. В результате формируется последовательность пачек узкополосных когерентных пар следующих друг за другом вспомогательных радиоимпульсов с частотой высокочастотного заполнения f/2, с длительностью каждого из парных радиоимпульсов τ₁, при этом τ₁<<τ. Фаза первого радиоимпульса из пары определяется альтернативным закону кодирования. В данном случае все одинаковые. Осциллограмма этой последовательности представлена на фиг.2, кривая 4.The control signals of the phase modulator 3 are generated at the output 2 of the shaper 6 and fed to the control input 2 of the phase modulator 3. The phase modulator 3 generates a signal in accordance with the polarity of the control video pulses. As a result, a sequence of packs of narrow-band coherent pairs of consecutive auxiliary radio pulses with a high-frequency filling frequency f / 2, with a duration of each of the paired radio pulses τ _{1 is formed} , with τ ₁ << τ. The phase of the first radio pulse from the pair is determined by an alternative coding law. In this case, all are the same. The oscillogram of this sequence is presented in figure 2, curve 4.

Сформированная последовательность пачек узкополосных когерентных пар следующих друг за другом вспомогательных радиоимпульсов с частотой высокочастотного заполнения f/2 проходит через высокочастотный усилитель 8 и антенну 9, при помощи которой излучается в пространство в направлении параметрического рассеивателя 11.The formed sequence of packs of narrow-band coherent pairs of successive auxiliary radio pulses with a high-frequency filling frequency f / 2 passes through a high-frequency amplifier 8 and antenna 9, with which it is radiated into space in the direction of the parametric scatterer 11.

Одновременно сигналы управления амплитудным модулятором 4 поступают на управляющий вход 2 амплитудного модулятора 4. Амплитудный модулятор 4 в соответствии с управляющим сигналом на входе 2 формирует последовательность прямоугольных радиоимпульсов с частотой высокочастотного заполнения частоте f.Simultaneously, the control signals of the amplitude modulator 4 are fed to the control input 2 of the amplitude modulator 4. The amplitude modulator 4 in accordance with the control signal at the input 2 forms a sequence of rectangular radio pulses with a high-frequency filling frequency f.

В результате формируется последовательность пачек узкополосных когерентных прямоугольных радиоимпульсов сигнала накачки с частотой высокочастотного заполнения f и длительностью радиоимпульсов τ. Осциллограмма этой последовательности представлена на фиг.2, кривая 5.As a result, a sequence of packs of narrow-band coherent rectangular radio pulses of a pump signal with a high-frequency filling frequency f and a duration of radio pulses τ is formed. The oscillogram of this sequence is presented in figure 2, curve 5.

Синхронизирующим выступает то первый радиоимпульс из пары вспомогательных радиоимпульсов (1-я и 3-я пара радиоимпульсов), то второй (вторая пара радиоимпульсов). В результате второй радиоимпульс сигнала накачки излучается несколько позже, но одновременно с синхронизирующим радиоимпульсом, соответствующим выбранному закону кодирования. Осциллограмма этой последовательности представлена на фиг.2, кривая 4.The first radio pulse from the pair of auxiliary radio pulses (the 1st and 3rd pair of radio pulses) is the synchronizing one, then the second (second pair of radio pulses). As a result, the second radio pulse of the pump signal is emitted somewhat later, but simultaneously with the synchronizing radio pulse corresponding to the selected coding law. The oscillogram of this sequence is presented in figure 2, curve 4.

Эта последовательность усиливается усилителем 7 и поступает вход антенны 10, при помощи которой излучается в пространство в направлении параметрического рассеивателя 11.This sequence is amplified by the amplifier 7 and the input of the antenna 10 enters, with the help of which it is radiated into space in the direction of the parametric diffuser 11.

На групповом параметрическом рассеивателе 11 формируется последовательность пачек узкополосных когерентных радиоимпульсов рассеянного сигнала. Каждый радиоимпульс этой последовательности соответствует символу выбранного закона кодирования, то есть каждая посылка состоит из трех радиоимпульсов с одинаковыми фазами высокочастотного заполнения. Осциллограмма этой последовательности представлена на фиг.2, кривая 5.A group of parametric scatterer 11 forms a sequence of packs of narrow-band coherent radio pulses of the scattered signal. Each radio pulse of this sequence corresponds to a symbol of the selected coding law, that is, each package consists of three radio pulses with the same high-frequency filling phases. The oscillogram of this sequence is presented in figure 2, curve 5.

Радиоимпульсы рассеянного сигнала принимаются антенной 12, усиливаются высокочастотным усилителем 13 и поступают на вход аналого-цифрового преобразователя 14, где входной сигнал оцифровывается. Оцифрованный сигнал поступает на сигнальный процессор 15, где производится когерентное накопление по алгоритму, обеспечивающему максимальный уровень когерентного накопления принимаемого сигнала, соответствующего выбранному закону кодирования. Результат когерентного накопления сравнивается с порогом, при превышении которого подается сигнал на индикатор 16 об обнаружении цели.The radio pulses of the scattered signal are received by the antenna 12, amplified by a high-frequency amplifier 13 and fed to the input of an analog-to-digital converter 14, where the input signal is digitized. The digitized signal is fed to the signal processor 15, where coherent accumulation is performed according to an algorithm that provides the maximum level of coherent accumulation of the received signal corresponding to the selected coding law. The result of coherent accumulation is compared with a threshold, when exceeded, a signal is sent to indicator 16 about target detection.

Алгоритм работы сигнального процессора представлен на фиг.3, где 17 - разветвитель, 18 - инвертор, 19 - линия задержки на время, равное периоду следования импульсов Т, 20 - линия задержки на время, равное двум периодам следования импульсов 2Т, 21 - сумматор, 22 - оптимальный фильтр на радиоимпульс, с длительностью τ, 23 - пороговое устройство, 24 - блок определения дальности.The algorithm of the signal processor is presented in figure 3, where 17 is a splitter, 18 is an inverter, 19 is a delay line for a time equal to the pulse period T, 20 is a delay line for a time equal to two pulse periods 2T, 21 is an adder, 22 is an optimal filter for a radio pulse, with a duration of τ, 23 is a threshold device, 24 is a range determining unit.

Приемник работает следующим образом. При помощи разветвителя 17, инвертора 18, линий задержек 19, 20 и сумматора 21 производится оптимальное когерентное сложение последовательности пачек узкополосных когерентных радиоимпульсов рассеянного сигнала в виде последовательности пачек из 3-х чередующихся радиоимпульсов на частоте f/2 (фиг.2 кривая 6). Процесс и результат сложения представлен на фиг.4, где осциллограмма 1 соответствует сигналу на входе 1 сумматора 4, осциллограмма 2 соответствует сигналу на входе 2 сумматора 4 (сигнал инвертирован и задержан на время Т), осциллограмма 3 соответствует сигналу на входе 3 сумматора 4 (сигнал задержан на время 2Т). Результат сложения представлен на фиг.4, кривая 4. По осциллограмме можно судить о том, что происходит когерентное накопление при некотором уширении принимаемых радиоимпульсов.The receiver operates as follows. Using the splitter 17, the inverter 18, the delay lines 19, 20 and the adder 21, the optimal coherent addition of the sequence of packets of narrow-band coherent radio pulses of the scattered signal is made in the form of a sequence of packets of 3 alternating radio pulses at a frequency f / 2 (Fig. 2 curve 6). The process and the result of addition are presented in Fig. 4, where waveform 1 corresponds to the signal at input 1 of adder 4, waveform 2 corresponds to the signal at input 2 of adder 4 (the signal is inverted and delayed by time T), waveform 3 corresponds to the signal at input 3 of adder 4 ( the signal is delayed for 2T). The result of the addition is shown in Fig. 4, curve 4. According to the oscillogram, it can be judged that coherent accumulation occurs with some broadening of the received radio pulses.

Далее сигнал проходит через оптимальный фильтр 22, настроенный на радиоимпульс, с длительностью τ и поступает на вход 1 порогового устройства 23 и на вход 1 блока 24 определения дальности. На второй вход порогового устройства 23 поступает значение заданного порога обнаружения, при превышении которого на входе порогового устройства 23 формируется сигнал об обнаружении цели, который поступает на индикатор.Next, the signal passes through an optimal filter 22 tuned to a radio pulse with a duration of τ and is fed to input 1 of the threshold device 23 and to input 1 of the range determining unit 24. The second input of the threshold device 23 receives the value of the set detection threshold, when it is exceeded, a target detection signal is generated at the input of the threshold device 23, which is sent to the indicator.

На второй вход блока 24 определения дальности поступает сигнал с формирователя 3 с информацией о моменте излучения радиоимпульса накачки, на основе которой определяют дальность до объекта поиска.The second input of the range determination unit 24 receives a signal from the shaper 3 with information about the moment of radiation of the pumping pulse, based on which the range to the search object is determined.

Помеховый сигнал вспомогательных радиоимпульсов также поступает на вход приемника. Процесс и результат его когерентного сложения по алгоритму, реализованному в сигнальном процессоре, изображены на фиг.5. Видно, что в данном случае когерентного накопления не наблюдается.The interference signal of the auxiliary radio pulses is also fed to the input of the receiver. The process and the result of its coherent addition according to the algorithm implemented in the signal processor are shown in Fig.5. It is seen that in this case, no coherent accumulation is observed.

В качестве группового параметрического рассеивателя 11 использована пара параметрических рассеивателей, расположенных на расстоянии λ/2, где λ длина волны сигнала накачки. При этом интенсивность волны сигнала накачки, необходимая для их одного из параметрических рассеивателей, меньше, чем для второго параметрического рассеивателя. В описанном режиме работы обнаружителя параметрических рассеивателей оба параметрических рассеивателя возбуждаются от волны радиоимлульса накачки при наличии синхронизирующего радиоимпульса. В этом режиме эффективный рассеянный сигнал будет наблюдаться, например, если плоскость, в которой расположены параметрические рассеиватели, проходит поперек или вдоль направления волны зондирующего сигнала. Однако, если угол между направлением волны зондирующего сигнала и плоскостью в которой расположены параметрические рассеиватели составляет 60°, рассеянный сигнал будет отсутствовать, так как в этом направлении параметрические рассеиватели рассеивают противофазные колебания. Для устранения этого негативного эффекта при излучении некоторых пачек зондирующего сигнала применен режим мерцания. В этом режиме используется физическое явление, которое получило название «звон». «Звон» заключается в том, что если облучить сигналом резонансную структуру на частоте, близкой к собственной частоте колебаний, то после окончания воздействия колебание достаточно долго будет сохраняться в системе, релаксируя, то есть, убывая по экспоненте с достаточно малым инкрементом затухания. Поэтому синхронизирующий радиоимпульс будет еще достаточно долго сохраняться в невозбужденных параметрических рассеивателях, так как они по определению являются резонансными структурами, так как содержат параметрический контур. Монотонно растущий радиоимпульс накачки возбудит такой параметрический рассеиватель с фазой, близкой к фазе релаксирующих колебаний после окончания синхронизирующего радиоимпульса. После возбуждения одного из параметрических рассеивателей фаза второго будет навязываться уже этим, возбудившимся параметрическим рассеивателей, при этом существенно изменится картина излучения. В частности, если угол между направлением волны зондирующего сигнала и плоскостью, в которой расположены параметрические рассеиватели, составляет 60°, параметрические рассеиватели рассеивают синфазные колебания.As a group parametric scatterer 11, a pair of parametric scatterers located at a distance of λ / 2, where λ is the wavelength of the pump signal, is used. In this case, the intensity of the pump signal wave necessary for their one of the parametric scatterers is less than for the second parametric scatterer. In the described mode of operation of the detector of parametric scatterers, both parametric scatterers are excited from the wave of the pumping radio pulse in the presence of a synchronizing radio pulse. In this mode, an effective scattered signal will be observed, for example, if the plane in which the parametric scatterers are located extends across or along the wave direction of the probe signal. However, if the angle between the wave direction of the probe signal and the plane in which the parametric scatterers are located is 60 °, there will be no scattered signal, since in this direction the parametric scatterers scatter antiphase vibrations. To eliminate this negative effect, certain flickers of the probe signal are emitted. In this mode, a physical phenomenon called “ringing” is used. The “ringing" is that if the signal is applied to the resonant structure at a frequency close to the natural frequency of the oscillations, then after the exposure is completed, the oscillation will be stored for a long time in the system, relaxing, that is, decreasing exponentially with a sufficiently small attenuation increment. Therefore, the synchronizing radio pulse will be stored for a long time in unexcited parametric scatterers, since they are by definition resonant structures, since they contain a parametric circuit. A monotonically growing pump radio pulse will excite such a parametric scatterer with a phase close to the phase of relaxing oscillations after the end of the synchronizing radio pulse. After the excitation of one of the parametric scatterers, the phase of the second will be imposed by this already excited parametric scatterers, and the radiation pattern will substantially change. In particular, if the angle between the wave direction of the probe signal and the plane in which the parametric scatterers are located is 60 °, the parametric scatterers scatter in-phase oscillations.

Процесс работы обнаружителя параметрических рассеивателей в режиме мерцания такой же, что и в обычном режиме и представлен на фиг.6. Отличием является то, что на основе тактовой последовательности (фиг.6, кривая 1) формирователь 6 кроме последовательности видеосигналов управления фазовым модулятором 3 (фиг.6, кривая 3) формирует последовательность видеосигналов управления амплитудным модулятором 4 (фиг.6, кривая 2), при этом передний фронт видеоимпульсов имеет вид монотонно растущей кривой. Длительность этого участка видеосигнала управления амплитудным модулятором 4 не менее, чем временной промежуток между первым и вторым видеоимпульсами из пары видеосигнала управления фазовым модулятором 3.The process of operation of the detector of parametric scatterers in the flicker mode is the same as in the normal mode and is presented in Fig.6. The difference is that, based on the clock sequence (Fig. 6, curve 1), the shaper 6, in addition to the sequence of video signals for controlling the phase modulator 3 (Fig. 6, curve 3) generates a sequence of video signals for controlling the amplitude modulator 4 (Fig. 6, curve 2), the leading edge of the video pulses has the form of a monotonously growing curve. The duration of this section of the video signal control amplitude modulator 4 is not less than the time interval between the first and second video pulses from a pair of video signal control phase modulator 3.

В результате в пространство излучается зондирующий сигнал, состоящий из последовательности парных вспомогательных радиоимпульсов (фиг.6, кривая 4) и последовательности радиоимпульсов накачки с монотонно растущим передним фронтом (фиг.6, кривая 5).As a result, a probe signal is emitted into space, consisting of a sequence of paired auxiliary radio pulses (Fig. 6, curve 4) and a sequence of pumped radio pulses with a monotonically increasing leading edge (Fig. 6, curve 5).

Этот сигнал первым возбудит параметрический рассеиватель, у которого интенсивность волны сигнала накачки, необходимая для его возбуждения, меньше (фиг.6, кривая 6). При этом фаза будет определяться синхронизирующим радиоимпульсом. Второй параметрический рассеиватель возбудится, когда уровень зондирующего сигнала вырастет до уровня его порога возбуждения, фаза его колебаний будет определяться первым возбудившимся параметрическим рассеивателем (фиг.6, кривая 7).This signal is the first to excite a parametric scatterer, in which the intensity of the pump signal wave necessary for its excitation is lower (Fig. 6, curve 6). In this case, the phase will be determined by a synchronizing radio pulse. The second parametric scatterer is excited when the level of the probing signal rises to the level of its excitation threshold, the phase of its oscillations will be determined by the first excited parametric scatterer (Fig.6, curve 7).

В качестве генератора синусоидального сигнала 1 может быть использован стандартный генератор Г4-164. Удвоитель 2 может быть изготовлен по [С.А.Дробов, С.И.Бычков. Радиопередающие устройства // Сов. Радио, М., 1968 г., стр.117-123]. Фазовый модулятор 3 может быть реализован по [С.А.Дробов, С.И.Бычков. Радиопередающие устройства // Сов. Радио, М., 1968 г., стр.329-335]. Амплитудный модулятор 4 может быть реализован по [С.А.Дробов, С.И.Бычков. Радиопередающие устройства // Сов.Радио, М., 1968 г., стр.240-277]. В качестве генератора опорных импульсов 5 может быть использован стандартный генератор Г5-28, 6 - формирователь может быть реализован по [В.Г.Гусев, Ю.М.Гусев. Электроника // М., Высшая школа, 1991, издание 2-е переработанное и дополненное, стр.489-585]. В качестве высокочастотных усилителей 7, 8 могут быть использованы усилители от стандартного генератора Г4-128. В качестве антенн 9, 10, 12 могут быть использованы антенны П6-33. Групповой параметрический рассеиватель 11 может быть изготовлен на основе патента RU 2108596 С1, Радиокомплекс розыска маркеров. В качестве высокочастотного усилителя 13 может быть использован стандартный малошумящий усилитель МАХ 2640. В качестве аналого-цифрового преобразователя 14 может быть использован, АЦП ZET 230. В качестве сигнального процессора 15 может быть использован сигнальный процессор TMS 320 С 2000. В качестве индикатора 16 может быть использован компьютер типа Pentium 4.As the generator of the sinusoidal signal 1, a standard generator G4-164 can be used. The doubler 2 can be made according to [S.A.Drobov, S.I. Bychkov. Radio transmitting devices // Sov. Radio, M., 1968, pp. 117-123]. Phase modulator 3 can be implemented according to [S.A.Drobov, S.I. Bychkov. Radio transmitting devices // Sov. Radio, M., 1968, pp. 299-335]. Amplitude modulator 4 can be implemented according to [S.A.Drobov, S.I. Bychkov. Radio transmitting devices // Sov. Radio, M., 1968, pp. 240-277]. As a generator of reference pulses 5, a standard generator G5-28 can be used, 6 - the driver can be implemented according to [V.G. Gusev, Yu.M. Gusev. Electronics // M., Higher School, 1991, 2nd edition revised and expanded, pp. 489-585]. As high-frequency amplifiers 7, 8, amplifiers from a standard generator G4-128 can be used. As antennas 9, 10, 12, antennas P6-33 can be used. Group parametric diffuser 11 can be made on the basis of patent RU 2108596 C1, Radio complex search markers. As a high-frequency amplifier 13, a standard low-noise amplifier MAX 2640 can be used. As an analog-to-digital converter 14, an ZET 230 ADC can be used. As a signal processor 15, a TMS 320 C 2000 signal processor can be used. As an indicator 16, it can be used a computer such as Pentium 4.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет реализовать более полную взаимокомпенсацию пар вспомогательных радиоимпульсов, задающих закон кодирования фазы, минимизировать уровень когерентного накопления последовательности пар вспомогательных радиоимпульсов, являющихся когерентной помехой радиоприему и устранить пропуск цели из-за наличия нулей в диаграмме обратного нелинейного рассеяния при обнаружении групп размещенных определенным образом параметрических рассеивателей.Thus, the proposed technical solution allows for more complete mutual compensation of pairs of auxiliary radio pulses that specify the phase coding law, to minimize the level of coherent accumulation of a sequence of pairs of auxiliary radio pulses that are coherent interference with radio reception, and to eliminate missed targets due to the presence of zeros in the backward nonlinear scattering diagram when groups are detected Parametric diffusers placed in a specific way.

Claims

A method for detecting parametric scatterers, which consists in the fact that one or a group of parametric scatterers placed in a certain way are preliminarily placed on the search object, the region of space in which the search object can be located is irradiated with a probe signal, which forms a sequence of narrow-band coherent packets in the process of nonlinear scattering from the parametric scatterer radio pulses of the scattered signal, with each pack corresponding to a code word, and each radio pulse The batch of packets corresponds to the symbol of the selected coding law, which is a binary sequence, the elements of which correspond to different π values of the phase of high-frequency filling of radio pulses, for this the probe signal consists of two sequences of radio pulses: a sequence of packets of narrow-band coherent rectangular radio pulses of a pump signal with a high-frequency filling frequency f and duration τ, as well as sequences of packs of narrow-band coherent pairs of the following d y for another auxiliary RF pulse with a frequency of the high-frequency f / 2, with the duration of each of the paired RF pulse τ ₁ wherein τ ₁ << τ, one pair of RF pulse timing is radio pulse, its phase corresponds to the high-frequency current symbol of the selected coding law, the front the front of the synchronizing radio pulse either coincides with the leading edge of the radio pulse of the pump signal, or ahead of it by a time not exceeding τ ₁ , the other radio pulse is compensating, phase of its high-frequency filling differs by π from the phase of high-frequency filling of the synchronizing radio pulse, a sequence of packets of narrow-band coherent radio pulses of the scattered signal with a high-frequency filling frequency f / 2 is received, while coherent accumulation is performed according to an algorithm that ensures the maximum level of coherent accumulation corresponding to the selected coding law used for the formation of a scattered signal, when the detection threshold is exceeded, a decision is made the presence of a search object in the detection zone, characterized in that the time interval between the trailing edge of the first radio pulse from a pair of auxiliary radio pulses and the leading edge of the second radio pulse from a pair of auxiliary radio pulses τ ₂ <τ-2τ ₁ , the phase of high-frequency filling of the first radio pulse from a pair of auxiliary radio pulses corresponds to the corresponding in order symbol of the alternative coding law, which is uniform with the sequence of the selected coding law and with a binary sequence consisting of the same number of characters, the symbols of which correspond to π values of the phase of high-frequency filling of the radio pulses that differ by π, and which provides the minimum level of coherent accumulation of the received signal in the receiver, tuned to the maximum level of coherent accumulation of the received signal in accordance with the selected coding law, the position of the synchronizing the radio pulse in a pair of auxiliary radio pulses varies depending on whether the and there is no corresponding current symbols alternative and the selected coding law, and upon detection of the group of parametric scatterers further implemented flicker mode by the formation of some radio pulses or bursts of scattered signal RF pulse leading edge RF pulse pump signal has the form of continuously increasing monotonic function of the time interval τ ₃ < τ ₂ , and the trailing edge of the synchronizing radio pulse coincides with the beginning of the radio pulse of the pump signal, while one or more The parametric scatterers in the detected group of parametric scatterers differ from the others in that the intensity of the pump signal wave necessary for their excitation is lower than for the rest of the parametric scatterers from this group.