RU2414722C2 - Method of mirror radio location in rls ni - Google Patents

Method of mirror radio location in rls ni Download PDF

Info

Publication number
RU2414722C2
RU2414722C2 RU2009117906/28A RU2009117906A RU2414722C2 RU 2414722 C2 RU2414722 C2 RU 2414722C2 RU 2009117906/28 A RU2009117906/28 A RU 2009117906/28A RU 2009117906 A RU2009117906 A RU 2009117906A RU 2414722 C2 RU2414722 C2 RU 2414722C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carriers
frequency
radar
frequencies
mirror
Prior art date
Application number
RU2009117906/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009117906A (en
Inventor
Владимир Петрович Ткачук (RU)
Владимир Петрович Ткачук
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научное производственное объединение "Лианозовский электромеханический завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научное производственное объединение "Лианозовский электромеханический завод" filed Critical Открытое акционерное общество "Научное производственное объединение "Лианозовский электромеханический завод"
Priority to RU2009117906/28A priority Critical patent/RU2414722C2/en
Publication of RU2009117906A publication Critical patent/RU2009117906A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2414722C2 publication Critical patent/RU2414722C2/en

Links

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: method of radio location in RLS NI applies linear frequency modulation of double side strip of carriers of radio-locating signal, separate reception of side strips, rejection, detection of radial speed and distance with "resolution". At the same time carriers are modulated in a mirror manner, are radiated by one and received by another pattern of directivity, one is distracted from another.
EFFECT: suppression of wide class of noises, increased lengthy borders and reduced rejection limits.

Description

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано в РЛС НИ для определения дальности целей с "разрешением" и ее привязкой к скорости на основе линейно-частотной модуляции (ЛЧМ) излучаемого сигнала.The invention relates to radar technology and can be used in radar NI to determine the range of targets with "resolution" and its reference to speed based on linear frequency modulation (LFM) of the emitted signal.

ЛЧМ излучаемой частоты открывает возможность определять дальность до целей в РЛС НИ по разности частот излучаемой и принимаемой, имеющей место вследствие задержки распространения сигнала до цели и обратно.The LFM of the emitted frequency opens up the possibility of determining the range to the targets in the radar NI based on the difference between the frequencies emitted and received, which occurs due to the delay in the propagation of the signal to the target and vice versa.

Однако при этом возникает ряд проблем, связанных с присутствием в принимаемом сигнале кроме дальномерных (д/м) частот и доплеровских, которые необходимо разделять, а если целей несколько на азимуте, то и определять принадлежность каждой д/м частоты конкретной из нескольких частот доплеровских, т.е. решать задачу "разрешения' целей по дальности с привязкой к скорости.However, this raises a number of problems associated with the presence in the received signal, apart from the rangefinder (d / m) and Doppler frequencies, which must be separated, and if the targets are several in azimuth, then determine whether each d / m frequency belongs to a specific of several Doppler frequencies, those. solve the problem of 'resolving' targets in range with reference to speed.

Решению этих задач мешает и присутствие в принимаемых сигналах мощных мешающих отражений земли, частотных и амплитудных шумов передатчика, необходимость подавления которых приводит к применению режектирования с коэффициентом подавления 100-130 дБ.The solution to these problems is also hindered by the presence of powerful interfering ground reflections in the received signals, frequency and amplitude noise of the transmitter, the need for suppression of which leads to the use of notch with a suppression ratio of 100-130 dB.

Вследствие задержки распространения отражений и ЛЧМ несущих, спектр отражений земли расширяется до 1-2,5 кГц и более, а необходимость их подавления приводит к расширению пределов режекции, что исключает из анализа существенную часть возможных значений доплеровских и д/м частот сигналов, отраженных от целей.Due to the delay in the propagation of reflections and LFM carriers, the spectrum of ground reflections extends to 1-2.5 kHz or more, and the need to suppress them leads to an expansion of the notch limits, which excludes from the analysis a significant part of the possible values of Doppler and d / m frequencies of signals reflected from goals.

В отдаленном аналоге заявляемого изобретения - способ линейно-частотной модуляции двойной боковой полосы сигнала РЛС НИ, работающий на верхней и нижней боковых полосах несущих колебаний, осуществляющий прием несущих колебаний, разделение верхней и нижней боковых полос несущих колебаний, в которых имеются доплеровские составляющие, характеризующие дальность до цели, сигналы верхней и нижней боковых полос когерентно объединяются для разделения доплеровской составляющей и составляющей, характеризующей дальность, смешивают сигналы верхней и нижней боковых полос для формирования суммарного выходного сигнала, который поступает на режекторный фильтр сигналов пассивных помех для выделения полезного сигнала и определения радиальной скорости цели (см. патент США №4388622, МКИ G01S 13/34, G01S 13/58, 1981),In a distant analogue of the claimed invention is a method of linear-frequency modulation of a double sideband of a radar signal, operating on the upper and lower sidebands of carrier waves, which receives carrier waves, separates the upper and lower sidebands of carrier waves in which there are Doppler components characterizing the range to the target, the signals of the upper and lower side bands are coherently combined to separate the Doppler component and the component characterizing the range, mix the signals of the ver it and lower sidebands to form sum output signal which is supplied to a notch filter clutter signals to isolate the desired signal and determining the radial velocity of the target (see. U.S. Patent №4388622, MKI G01S 13/34, G01S 13/58, 1981),

задача определения параметров целей с "разрешением" по дальности нескольких целей на одном азимуте не ставится вообще, т.к. аналог решает задачу определения параметров цели одиночной, пределы режекции частот, особенно при ЛЧМ с диаграммой направленности антенны в приземном слое, большие, а подавление помех осуществляется лишь в режектируемой области, что не дает возможности реализовать чувствительность приемников современных РЛС за пределами режекции.the task of determining the parameters of targets with a "resolution" over the range of several targets at one azimuth is not posed at all, because the analogue solves the problem of determining the parameters of a single target, the limits of the frequency notch, especially with chirp with the antenna pattern in the surface layer, are large, and interference suppression is carried out only in the notched area, which makes it impossible to realize the sensitivity of modern radar receivers outside the notch.

Более близким аналогом, выбранным в качестве прототипа в связи с сходством выполняемой задачи, - "разрешения" по дальности нескольких целей на одном азимуте с привязкой к радиальным скоростям, является способ, использующий линейно-частотную модуляцию двойной боковой полосы радиолокационного сигнала, прием и режектирование боковых полос раздельно, дополнительно, в радиолокационный сигнал добавляют немодулируемый сигнал центральной несущей частоты, который принимают отдельно на своей несущей частоте и режектируют, разделяют цели на удаляющиеся и приближающиеся, определяют смещение частот сигналов относительно несущих частот, вычисляют полусуммы пар частот сигналов с противоположным знаком дальномерного смещения частоты относительно каждого доплеровского смещения частоты, выделяют пары частот, полусуммы которых равны доплеровским смещениям частоты, и вычисляют их полуразность (см. авт. свид. СССР №286 399 с МКИ G01S 13/34, G01S 13/58, 1987).A closer analogue, chosen as a prototype due to the similarity of the task being performed - “resolving” the range of several targets at one azimuth with reference to radial speeds, is a method that uses linear frequency-frequency modulation of the double sideband of the radar signal, the reception and rejection of the side Separately, additionally, an unmodulated signal of the central carrier frequency is added to the radar signal, which is received separately at its carrier frequency and is rejected, the targets are divided by increasing and approaching, they determine the frequency shift of the signals relative to the carrier frequencies, calculate the half-sums of pairs of frequency signals with the opposite sign of the rangefinder frequency shift relative to each Doppler frequency shift, select the frequency pairs whose half-sums are equal to the Doppler frequency shifts, and calculate their half-difference (see. USSR No. 286 399 with MKI G01S 13/34, G01S 13/58, 1987).

Прототип заявляемого изобретения характеризуется высоким уровнем шумов в тракте приемника, который обусловлен шумами в сигнале передающего устройства, отражениями местных предметов, особенно при ЛЧМ, флюктуациями движения целей в пространстве, активными помехами и т.д., что приводит к загрублению чувствительности приемника, снижению д/м рубежей, увеличению пределов режекции.The prototype of the claimed invention is characterized by a high level of noise in the receiver path, which is caused by noise in the signal of the transmitting device, reflections of local objects, especially with chirp, fluctuations in the movement of targets in space, active interference, etc., which leads to a coarsening of the receiver sensitivity, reducing / m lines, increase the limits of notch.

Технический результат предлагаемого изобретения - подавление помех, увеличение д/м рубежей и снижение пределов режекции внедрением в РЛС НИ впервые зеркальности несущих, обеспечивающей подавление помех широкого класса во всей области возможных частот анализа.The technical result of the invention is the suppression of interference, an increase in d / m boundaries and a reduction in the limits of rejection by introducing for the first time radar carriers in the radar, suppressing a wide class of interference in the entire range of possible analysis frequencies.

Указанный технический результат достигается тем, что в РЛС НИ, использующей линейно-частотную модуляцию двойной боковой полосы несущих радиолокационного сигнала, прием боковых полос раздельно, режектирование, определение радиальной скорости и дальности с "разрешением",The specified technical result is achieved by the fact that in the radar NI using linear frequency modulation of the double sideband of the carriers of the radar signal, the reception of the sidebands separately, rezektirovanie, determination of radial speed and range with "resolution",

несущие модулируют зеркально, излучают одной и принимают одной диаграммой направленности, вычитают одну из другой.the carriers modulate specularly, emit one and receive one radiation pattern, subtract one from the other.

В частности, в целях эффективного подавления помех вычитанием одной несущей из другой зеркальность предполагает:In particular, in order to effectively suppress interference by subtracting one carrier from another, mirroring implies:

- равенство мощностей излучаемых несущих, симметричность их частот, фаз и скоростей модуляции относительно частоты задающего генератора передатчика, а также их излучение одной диаграммой направленности;- the equality of the power of the emitted carriers, the symmetry of their frequencies, phases and modulation rates relative to the frequency of the master transmitter transmitter, as well as their radiation with a single radiation pattern;

- прием несущих одной диаграммой направленности и идентичность амплитудно-частотных характеристик каналов двухканального приемника,- receiving carriers with a single radiation pattern and the identity of the amplitude-frequency characteristics of the channels of the two-channel receiver,

т.е. предполагает зеркальность и аппаратуры, и сигналов, что и является основанием внедрения термина зеркальная радиолокация.those. It implies specularity of both equipment and signals, which is the basis for the introduction of the term mirror radar.

В известном прототипе (см. а.с. СССР №286 399 с МКИ G01S 13/34, G01S 13/58, 1987) задача зеркальности аппаратуры и сигналов не ставится.In the well-known prototype (see USSR AS No. 286 399 with MKI G01S 13/34, G01S 13/58, 1987), the task of mirroring the equipment and signals is not posed.

Операция вычитания, с целью определения разности д/м частот, в прототипе осуществляется после режекции, накопительной фильтрации и т.д. - последней, в цифровом виде, а в предлагаемом способе перед режекцией и до фильтров, определяющих чувствительность приемника, в аналоговом виде, где помехи еще присутствуют и при вычитании подавляются в соответствии с выражением для разности синусов:The operation of subtraction, in order to determine the difference d / m frequencies, in the prototype is carried out after rejection, cumulative filtering, etc. - the latter, in digital form, and in the proposed method, before rejection and to filters determining the sensitivity of the receiver, in analog form, where interference is still present and when subtracted, they are suppressed in accordance with the expression for the sine difference:

Figure 00000001
Figure 00000001

где: - W/2 - мощность сигнала от цели каждой из несущих;where: - W / 2 - signal power from the target of each of the carriers;

- fg, fr, fd - частоты гетеродинная, д/м и доплеровская соответственно и при анализе сигнала разности получаем:- f g , f r , f d - heterodyne, d / m and Doppler frequencies, respectively, and when analyzing the difference signal, we obtain:

- в первом сомножителе W - сумму мощностей несущих, т.е. излучение двумя несущими без потерь потенциала РЛС;- in the first factor W, the sum of the capacities of the carriers, i.e. radiation by two carriers without loss of radar potential;

- во втором - полусумму несущих частот fg+fd, до вычитания имеющих д/м смещения частоты fr с разными знаками, полусумму, смещенную скоростью цели на fd и перенесенную на гетеродинную fg, с подавлением равных частот и зеркальных помех земли, как и зеркальных д/м тоже равных частот fr, поскольку их частоты во втором сомножителе суммируются с разными знаками, и незеркальных помех вычитанием их равных мощностей с идентичными частотами и фазами в зеркальных каналах приемника;- in the second, a half-sum of the carrier frequencies f g + f d , before subtracting the d / m frequency offsets f r with different signs, the half-sum shifted by the target speed by f d and transferred to the heterodyne f g , with the suppression of equal frequencies and mirror interference of the earth as well as mirror d / m equal frequencies f r , too, since their frequencies in the second factor are summed with different signs, and non-mirror noise by subtracting their equal powers with identical frequencies and phases in the receiver mirror channels;

- в третьем сомножителе - частоту д/м fr с подавлением незеркальных и идентичных помех, как и незеркальных доплеровских частот.- in the third factor, the frequency d / m f r with the suppression of non-mirror and identical interference, as well as non-mirror Doppler frequencies.

Выражение для двух целей на азимуте показывает возможность их разрешения по дальности - комбинационные частоты при вычитании получат значения частот во втором сомножителе, отличающиеся от доплеровских и при анализе частот исключаются.An expression for two targets in azimuth shows the possibility of resolving them in range - the combination frequencies when subtracting will receive frequencies in the second factor that are different from the Doppler ones and are excluded in the analysis of frequencies.

На чертеже представлена функциональная схема РЛС НИ по предлагаемому способу.The drawing shows a functional diagram of the radar NI according to the proposed method.

Сигнал высокостабильного задающего генератора 1 модулируется в амплитудном модуляторе 2, обеспечивающем зеркальность модуляции, генератором ЛЧМ сигнала 3 до появления целей постоянной частотой. На выходе модулятора 2 появляются три частоты - две боковых зеркальных и центральная, которая фильтром 4 вырезается, т.к. для реализации "разрешения" по дальности в предлагаемом способе она уже не нужна. После усиления в усилителе мощности 5 две зеркальные несущие поступают на излучающую антенну 6, с одного рупора которой обеспечивается диаграмма направленности одна для обоих несущих.The signal of the highly stable master oscillator 1 is modulated in the amplitude modulator 2, which provides modulation mirroring, by the LFM signal generator 3 until the targets appear at a constant frequency. At the output of modulator 2, three frequencies appear - two side mirrored and a central one, which is cut out by filter 4, because to implement the "resolution" in range in the proposed method, it is no longer needed. After amplification in the power amplifier 5, two mirror carriers arrive at the radiating antenna 6, from one speaker of which a radiation pattern is provided for one of both carriers.

Часть сигнала усилителя 5 аттенюатором 7 отбирается на фильтры 8, которые разделяют несущие по двум каналам для формирования из частоты гетеродинного генератора 9 и излучаемых несущих в смесителях 10 и после фильтров 11 гетеродинных частот для приемника.Part of the signal of the amplifier 5 by the attenuator 7 is selected for filters 8, which separate the carriers along two channels to form a local oscillator 9 and emitted carriers in the mixers 10 and after the local oscillator frequency filters 11 for the receiver.

Отраженные от целей сигналы двух несущих с антенны 12 с одним рупором, т.е. одной диаграммой направленности, через волноводные фильтры 13, разделяющие несущие на два канала, поступают на смесители 14, где разность частот несущих понижается до частоты гетеродина 9.The signals of two carriers reflected from the targets from the antenna 12 with one horn, i.e. one radiation pattern, through the waveguide filters 13, dividing the carriers into two channels, are fed to the mixers 14, where the difference in carrier frequencies is reduced to the frequency of the local oscillator 9.

После фильтров 15 сигналы вычитаются один из другого в узле вычитания сигналов 16, где мощность, поделенная между несущими поровну при излучении, восстанавливается, помехи и отражения земли, шумы и СВЧ усилителя, и передатчика во всей области частот анализа подавляются, что и повышает чувствительность приемника и снижает пределы режекции.After filters 15, the signals are subtracted from one another in the signal subtraction unit 16, where the power divided between the carriers equally during radiation is restored, noise and reflection of the earth, noise and the microwave amplifier, and the transmitter are suppressed in the entire frequency range of the analysis, which increases the sensitivity of the receiver and reduces the limits of notch.

Разность сигналов поступает на режекторный фильтр 17, где отражения земли вблизи антенны подавляются до требуемых 100-130 дБ.The signal difference is fed to the notch filter 17, where ground reflections near the antenna are suppressed to the required 100-130 dB.

После РЖФ 17 сигнал разности поступает на накопительные фильтры 18, каждый из которых выделяет свою несущую частоту (см. выраж 1, сомнож 2), соответствующую полусумме несущих, смещенную на доплеровское значение, и "звенит", т.е. фиксирует определенную скорость цели.After RZHF 17, the difference signal enters the accumulation filters 18, each of which selects its carrier frequency (see expression 1, multiplication 2), corresponding to the half-sum of the carriers, shifted by the Doppler value, and “rings”, i.e. fixes a certain speed of the target.

После измерения скорости цели по команде с вычислительного устройства генератор ЛЧМ 3 изменяет свою частоту по линейному закону, а частоты несущих на выходе фильтра 4, кроме того, изменяются и зеркально.After measuring the speed of the target at the command of the computing device, the chirp generator 3 changes its frequency according to a linear law, and the carrier frequencies at the output of the filter 4, in addition, change and mirror.

На выходах фильтров 18 будут те же доплеровские частоты, но уже промодулированные по амплитуде д/м разностью частот целей fr, по которой анализатор спектра 19 определяет дальность до целей уже с привязкой к скорости, а. вычислительное устройство 20 по его сигналам формирует цифровые коды скорости и дальности.At the outputs of the filters 18 there will be the same Doppler frequencies, but already modulated in amplitude by d / m, the target frequency difference fr, by which the spectrum analyzer 19 determines the distance to the targets already with reference to speed, and. computing device 20 from its signals generates digital codes of speed and range.

Claims (1)

Способ зеркальной радиолокации в РЛС НИ, использующий линейно-частотную модуляцию двойной боковой полосы несущих радиолокационного сигнала, раздельный прием боковых полос, режектирование, определение радиальной скорости и дальности с "разрешением", отличающийся тем, что, с целью подавления помех, увеличения дальномерных рубежей и снижения пределов режекции, несущие модулируют зеркально, излучают одной и принимают одной диаграммой направленности, вычитают одну из другой. The method of mirror radar in the radar NR, using linear-frequency modulation of the double sideband of the carriers of the radar signal, separate reception of the sidebands, cutting, determining the radial speed and range with a "resolution", characterized in that, in order to suppress interference, increase rangefinding and lowering the limits of rejection, the carriers modulate the mirror, emit one and take one radiation pattern, subtract one from the other.
RU2009117906/28A 2009-05-12 2009-05-12 Method of mirror radio location in rls ni RU2414722C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009117906/28A RU2414722C2 (en) 2009-05-12 2009-05-12 Method of mirror radio location in rls ni

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009117906/28A RU2414722C2 (en) 2009-05-12 2009-05-12 Method of mirror radio location in rls ni

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009117906A RU2009117906A (en) 2010-11-20
RU2414722C2 true RU2414722C2 (en) 2011-03-20

Family

ID=44053881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009117906/28A RU2414722C2 (en) 2009-05-12 2009-05-12 Method of mirror radio location in rls ni

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2414722C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009117906A (en) 2010-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10663559B2 (en) Radar transceiver with phase noise cancellation
US9075138B2 (en) Efficient pulse Doppler radar with no blind ranges, range ambiguities, blind speeds, or Doppler ambiguities
RU2449307C2 (en) Method of surveillance pulse doppler radar of targets on background of reflections from earth surface
US9140783B2 (en) Radar device
US8384587B2 (en) Radar for aerial target detection fitted to an aircraft notably for the avoidance of obstacles in flight
IL261489A (en) Optical phasograms for ladar vibrometry
Mencia-Oliva et al. Low-cost CW-LFM radar sensor at 100 GHz
JP2021067461A (en) Radar device and radar signal processing method
Borowiec et al. Accelerating rocket detection using passive bistatic radar
RU2602432C1 (en) Broadband phase-differential local radio navigation system
RU2002119904A (en) Method and system for radar measurement of speeds and coordinates of objects (options)
RU2414722C2 (en) Method of mirror radio location in rls ni
RU2608338C1 (en) Signals processing device in ground and space forward-scattering radar system
RU2510685C2 (en) Synthetic-aperture and quasicontinuous radiation radar station
RU2596229C1 (en) Method for increasing range resolution of radar station
RU2669357C1 (en) Time-frequency coded radio-pulse signal monopulse interogator receiver
US20230417868A1 (en) Device for radiolocation of objects in space and a gpr system
RU2742461C1 (en) Method of primary range-finding of pulsed-doppler rs targets with low pulse ratio of probing transmissions
RU2707269C1 (en) Aircraft navigation method and device for its implementation
RU2547444C1 (en) Transceiver
Ingole et al. Development of SFCW Based GPR for Sub-Surface Scanning
RU214271U1 (en) Radio polarimetric transceiver for selection of armored targets
Susek et al. Broadband microwave correlation receiver for noise radar
RU2431864C1 (en) Detection and direction finding method of air objects
Singh et al. Moving target indication radar

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20191029