RU2480783C1 - Method for radiolocation of non-linear-inertial objects - Google Patents

Method for radiolocation of non-linear-inertial objects Download PDF

Info

Publication number
RU2480783C1
RU2480783C1 RU2011147575/07A RU2011147575A RU2480783C1 RU 2480783 C1 RU2480783 C1 RU 2480783C1 RU 2011147575/07 A RU2011147575/07 A RU 2011147575/07A RU 2011147575 A RU2011147575 A RU 2011147575A RU 2480783 C1 RU2480783 C1 RU 2480783C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
complex
oscillations
frequency
nonlinear
threshold
Prior art date
Application number
RU2011147575/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Симонов
Original Assignee
Владимир Иванович Симонов
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 Владимир Иванович Симонов filed Critical Владимир Иванович Симонов
Priority to RU2011147575/07A priority Critical patent/RU2480783C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2480783C1 publication Critical patent/RU2480783C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: radiated signal is a sequence of harmonic oscillations Gn, of frequency f1, n=1, 2,…, N, with stepped dependence of their capacity on "n", and the physical essence of processing of signals reflected from non-linear-scattering objects on double frequency f2=2f1 and corresponding to emitted oscillations Gn, is reduced to measurement of period-to-period increment of a phase of reflected signals (φn=1n), detection of a module of these increments [φn=1n], calculation of their average value and its comparison with a threshold.
EFFECT: improved characteristics of detection of those of them, equivalent electric circuits of which, apart from non-linear resistor elements, contain inertial elements - inductances and capacitances.
1 dwg

Description

Изобретение относится к технике ближней радиолокации, а именно к методам и средствам поиска, обнаружения и распознавания нелинейно-рассеивающих объектов (НРО).The invention relates to techniques for short-range radar, and in particular to methods and means of search, detection and recognition of nonlinearly scattering objects (NRA).

Известны способы нелинейной радиолокации [1; 2], в которых осуществляется облучение НРО зондирующим сигналом (ЗС) в виде одного или двух гармонических колебаний и регистрация в приемнике радиолокатора энергии отраженного сигнала на кратных и/или комбинационных частотах.Known methods of nonlinear radar [1; 2], in which the NRA is irradiated with a probing signal (ZS) in the form of one or two harmonic oscillations and registration of the energy of the reflected signal at multiple and / or combination frequencies in the radar receiver.

Множество НРО можно разбить на две группы, различающиеся электрофизическими свойствами НРО:Many NRA can be divided into two groups that differ in the electrophysical properties of the NRA:

- RLC-объекты, модель которых в виде эквивалентной электрической цепей содержат нелинейные резисторные (R) элементы и инерционные элементы - индуктивные (L) и/или емкостные (С). Типичным представителем RLC-объектов являются мобильные телефоны, электронные подслушивающие устройства, приемные устройства радиоуправляемых взрывателей и т.п.;- RLC-objects, the model of which in the form of an equivalent electric circuit contains non-linear resistor (R) elements and inertial elements - inductive (L) and / or capacitive (C). A typical representative of RLC-objects are mobile phones, electronic listening devices, receiving devices of radio-controlled fuses, etc .;

- R-объекты, электрическая модель которых содержат лишь нелинейные резисторные элементы. Типичными представителями R-объектов являются элементы стальных конструкций, сварные или клепаные, подверженных коррозии и ржавчине [3].- R-objects, the electrical model of which contain only non-linear resistor elements. Typical representatives of R-objects are elements of steel structures, welded or riveted, susceptible to corrosion and rust [3].

Предполагается, что в рассматриваемом способе именно RLC-объекты представляют собой интересующие нас НРО.It is assumed that in the method under consideration, it is the RLC objects that represent the NRA of interest to us.

Недостаток аналогов состоит в низкой эффективности процедуры обнаружения RLC-объектов. Это объясняется присутствием в районе поиска большого количества R-объектов, поток сигналов от которых на входе нелинейного радиолокатора существенно повышает уровень ложных тревог и снижает тем самым эффективность поиска и обнаружения RLC-объектов. Вместе с тем, выделяемая в аналогах энергия отраженного от HPO сигнала не обладает достаточной информативностью для вскрытия надежных признаков распознавания RLC-объектов и R-объектов.The disadvantage of analogues is the low efficiency of the RLC detection procedure. This is explained by the presence in the search area of a large number of R-objects, the signal flow from which at the input of the non-linear radar significantly increases the level of false alarms and thereby reduces the efficiency of the search and detection of RLC-objects. At the same time, the energy released in the analogs of the signal reflected from the HPO does not have sufficient information content to reveal reliable signs of recognition of RLC objects and R objects.

Наиболее близким среди аналогов является способ нелинейной радиолокации [1; 2], заключающийся в излучении гармонического колебания G(t) частоты f1 в направлении НРО, приеме отраженного сигнала R(t), выделении из него колебания на двойной частоте f2=2f1 и вынесении решения об обнаружении НРО путем сравнения энергии принятого сигнала с порогом. Чтобы максимально приблизить прототип к предложенному способу, введем следующие уточнения его модели:The closest among the analogues is the method of nonlinear radar [1; 2], which consists in emitting a harmonic oscillation G (t) of frequency f 1 in the direction of the NRA, receiving the reflected signal R (t), extracting oscillations from it at the double frequency f 2 = 2f 1 and deciding on the detection of the NRO by comparing the energy of the received signal with a threshold. To bring the prototype as close as possible to the proposed method, we introduce the following refinements to its model:

- обозначим через Т время, отводимое для обнаружения НРО в заданной точке пространства;- denote by T the time allotted for the detection of NRA at a given point in space;

- ЗС прототипа представим как последовательность гармонических колебаний Gn, n=1, 2, …, N, излучаемых поочередно, в соответствии с индексом «n», в течение соответствующих временных периодов Tn:- ZS prototype present as a sequence of harmonic oscillations G n , n = 1, 2, ..., N, emitted alternately, in accordance with the index "n", during the corresponding time periods T n :

Figure 00000001
Figure 00000001

каждый длительностью τ=T/N. Все Gn обладают собственной когерентностью в течение временных интервалов Tn (1), которые можно назвать периодами когерентности ЗС. Между собой колебания Gn не обязательно должны быть когерентными. Мощности pn всех колебаний Gn предполагаются одинаковыми, не зависящими от «n»;each of duration τ = T / N. All G n have their own coherence during the time intervals T n (1), which can be called periods of coherence of the GL. Between themselves, the oscillations G n do not have to be coherent. The powers p n of all the oscillations G n are assumed to be the same, independent of “n”;

- аналогично отраженный от НРО сигнал R(t) может быть представлен в виде последовательности сигналов Rn, n=1, 2, …, N, поступающих в приемник нелинейного радиолокатора также поочередно, в соответствии с индексом «n». Учитывая малые размеры искомых НРО, длительность каждого из Rn совпадает с τ. Кроме того, предполагая малую дальность до искомого НРО, а следовательно, малую задержку отраженного сигнала по сравнению с длительностью τ=T/N, интервалы существования Rn можно выбрать совпадающими с периодами когерентности Tn(1);- similarly reflected from the NRA signal R (t) can be represented as a sequence of signals R n , n = 1, 2, ..., N, arriving at the receiver of the nonlinear radar also alternately, in accordance with the index "n". Given the small size of the desired NRA, the duration of each of R n coincides with τ. In addition, assuming a short range to the desired NRA, and therefore a small delay of the reflected signal compared to the duration τ = T / N, the existence intervals R n can be chosen to coincide with the coherence periods T n (1);

- выделение колебания на двойной частоте f2=2f1 осуществляется методом синхронного детектирования каждого из Rn в течение соответствующего периода когерентности Tn, т.е. весь временной интервал 0≤t≤T состоит N периодов синхронного детектирования, каждый длительностью τ.- the selection of oscillations at the double frequency f 2 = 2f 1 is carried out by the method of synchronous detection of each of R n during the corresponding coherence period T n , i.e. the entire time interval 0≤t≤T consists of N periods of synchronous detection, each of duration τ.

Недостаток прототипа состоит в низкой эффективности обнаружения RLC-объектов на фоне потока «ложных» сигналов от R-объектов.The disadvantage of the prototype is the low detection efficiency of RLC-objects against the background of a stream of "false" signals from R-objects.

Целью изобретения является повышение эффективности обнаружения RLC-объектов.The aim of the invention is to increase the detection efficiency of RLC objects.

Для достижения поставленной цели в способе-прототипе, заключающемся в генерации последовательности гармонических колебаний Gn, n=1, 2, …, N, частоты f1, поочередном, в соответствии с индексом «n», излучении Gn в направлении искомого объекта, приеме соответствующих отраженных сигналов Rn, n=1, 2, …, N с выделением в них сигналов удвоенной частоты f2=2f1, определении комплексных огибающих Zn принятых сигналов Rn, измерении суммарной мощности принятых сигналов PΣ=ΣZnZn* и принятии решения об обнаружении нелинейно-рассеивающего объекта путем сравнения выходной величины устройства обработки с порогом, согласно изобретению дополнительно осуществляется изменение мощности генерируемых колебаний Gn, формирование последовательности опорных сигналов Sn, n=1, 2, …, N путем ограничения Gn и выделения в них колебаний удвоенной частоты f2, определение комплексных огибающих Wn опорных сигналов Sn, вычисление комплексных коэффициентов межпериодной корреляции KZ,n=Zn+1Zn* и KW,n=Wn+1Wn* огибающих Zn и Wn соответственно, вычисление коэффициентов взаимной межпериодной корреляции Kn=Im(KZ,nKW,n*) и их модульных значений [Kn], вычисление результирующего коэффициента корреляции KΣ=Σ[Kn], причем в качестве выходной величины устройства обработки используется КΣ, а в качестве порога используется величина, пропорциональная РΣ.To achieve the goal in the prototype method, which consists in generating a sequence of harmonic oscillations G n , n = 1, 2, ..., N, frequency f 1 , alternately, in accordance with the index "n", the radiation G n in the direction of the desired object, receiving the corresponding reflected signals R n , n = 1, 2, ..., N with highlighting the double frequency signals f 2 = 2f 1 in them, determining the complex envelopes Z n of the received signals R n , measuring the total power of the received signals P Σ = ΣZ n Z n * and deciding the detection of nonlinear scattering object by comparison Ia output value processing unit with a threshold, the present invention further carried out the change in power generated oscillations G n, forming a sequence of reference signals S n, n = 1, 2, ..., N by limiting G n and allocating them to twice the oscillation frequency f 2, definition complex envelopes W n of reference signals S n , calculation of complex inter-period correlation coefficients K Z, n = Z n + 1 Z n * and K W, n = W n + 1 W n * envelopes Z n and W n, respectively, calculation of the mutual coefficients inter-period correlation K n = Im (K Z, n K W, n *) and their mode values of [K n ], the calculation of the resulting correlation coefficient K Σ = Σ [K n ], and K Σ is used as the output value of the processing device, and a value proportional to P Σ is used as the threshold.

На фиг.1 изображена возможная схема нелинейного радиолокатора, реализующая предложенный способ, элементы 1-11 которой несут следующее техническое содержание: 1 - синтезатор частот f1 и f2=2f1; 2 - усилитель мощности; 3 - блок управления мощностью излучаемого сигнала; 4 - приемник отраженных сигналов; 5 - устройство формирования опорных сигналов двойной частоты f2=2f1; 6 - синхронный детектор приемника; 7 - синхронный детектор передатчика; 8 - арифметическое устройство; 9 - первая пороговая схема; 10 - ключевая схема; 11 - вторая пороговая схема. Элементы 1, 2 и 3 образуют передатчик радиолокатора.Figure 1 shows a possible diagram of a nonlinear radar that implements the proposed method, elements 1-11 of which carry the following technical contents: 1 - frequency synthesizer f 1 and f 2 = 2f 1 ; 2 - power amplifier; 3 - power control unit of the emitted signal; 4 - receiver of the reflected signals; 5 - a device for generating reference signals of a double frequency f 2 = 2f 1 ; 6 - synchronous detector of the receiver; 7 - synchronous detector of the transmitter; 8 - arithmetic device; 9 is a first threshold circuit; 10 is a key diagram; 11 is a second threshold circuit. Elements 1, 2, and 3 form a radar transmitter.

Функционирование предложенного способа удобно рассматривать, обращаясь к схеме нелинейного радиолокатора, фиг.1. Предварительно сделаем следующее замечание. Среди различных моделей RLC-объектов нас будут интересовать лишь те из них, нелинейные резисторные элементы (R) которых обладают следующей отличительной особенностью: их вольт-амперная характеристика обязана содержать квадратичную парциальную составляющую, удваивающую частоту f1 ЗС, в результате чего в отраженных сигналах Rn будет присутствовать составляющая на двойной частоте f2=2f1.The functioning of the proposed method is convenient to consider, referring to the nonlinear radar diagram, figure 1. First we make the following remark. Among the various models of RLC objects, we will be interested only in those whose nonlinear resistor elements (R) have the following distinctive feature: their current-voltage characteristic must contain a quadratic partial component that doubles the frequency f 1 GC, as a result of which R is reflected in the reflected signals n there will be a component at the double frequency f 2 = 2f 1 .

Синтезатор 1 вырабатывает непрерывное гармоническое колебание частоты f1, которое с его первого выхода поступает на основной вход усилителя 2, на вспомогательный вход которого поступает сигнал от блока 3, управляющего выходной мощностью усилителя 2 с таким расчетом, чтобы мощность pn парциального гармонического колебания Gn на выходе передатчика зависела от «n», например изменялась по ступенчатому законуSynthesizer 1 generates a continuous harmonic oscillation of the frequency f 1 , which from its first output goes to the main input of the amplifier 2, the auxiliary input of which receives a signal from the block 3, which controls the output power of the amplifier 2 so that the power p n of the partial harmonic oscillation G n at the output of the transmitter depended on "n", for example, changed according to step law

Figure 00000002
Figure 00000002

с постоянным шагом Δр.with a constant step Δр.

В предложенном способе не исключается ситуация, когда вариации мощности ЗС могут сопровождаться искажениями фазы ЗСIn the proposed method, a situation is not excluded when variations in the power of the ES can be accompanied by distortions of the phase of the ES

Figure 00000003
Figure 00000003

где ψn - случайная фаза, меняющаяся от одного периода когерентности Tn к другому. Даже если колебание частоты f1 с выхода синтезатора 1 сохраняет свою когерентность в течение всего времени обнаружения Т, колебания Gn перестают быть когерентными между собой после вариации мощности ЗС.where ψ n is a random phase varying from one coherence period T n to another. Even if the frequency oscillation f 1 from the output of the synthesizer 1 maintains its coherence during the entire time T is detected, the oscillations G n cease to be coherent with each other after varying the power of the ES.

Сигналы Rn принимаются приемной антенной и, пройдя приемник 4, в котором осуществляется их предварительная фильтрация на двойной частоте f2, поступают на основной вход синхронного детектора 6. Комплексные огибающие Zn принятых сигналов Rn, соответствующие колебаниям Gn ЗСThe signals R n are received by the receiving antenna and, having passed the receiver 4, in which they are pre-filtered at a double frequency f 2 , are fed to the main input of the synchronous detector 6. The complex envelopes Z n of the received signals R n corresponding to the oscillations G n ЗС

Figure 00000004
Figure 00000004

имеют амплитуду An и фазу, состоящую из двух слагаемых:have an amplitude A n and a phase consisting of two terms:

- φn, фаза НРО, характеризующая электрофизические свойства НРО;- φ n , the phase of the NRA, characterizing the electrophysical properties of the NRA;

- 2ψn, случайная фаза, «навязанная» фазой ЗС (3).- 2ψ n , random phase, “imposed” by the phase of the ZS (3).

Устройство 5 формирует опорные сигналы Sn в каждый n-й период когерентности Tn. Для этого выходные колебания передатчика Gn частоты f1 ограничиваются по амплитуде с последующей их фильтровой обработкой, которая подавляет частоту f1 и все кратные f1 частоты, кроме составляющей на частоте f2=2f1, в результате чего на выходе 5 формируется последовательность опорных гармонических сигналов Sn, n=1, 2, …, N, на двойной частоте f2, с постоянной - не зависящей от «n» - амплитудой и с фазой, меняющейся от одного периода когерентности Tn к другому по случайному закону и равной удвоенной фазе колебания Gn. Комплексные огибающие Wn опорных сигналов Sn имеют вид:The device 5 generates reference signals S n in each n-th coherence period T n . For this, the output oscillations of the transmitter G n of the frequency f 1 are limited in amplitude with their subsequent filtering, which suppresses the frequency f 1 and all multiples of f 1 frequencies, except for the component at the frequency f 2 = 2f 1 , as a result of which a reference sequence is formed at output 5 harmonic signals S n , n = 1, 2, ..., N, at a double frequency f 2 , with a constant - independent of "n" - amplitude and with a phase changing from one coherence period T n to another according to a random law and equal to doubled oscillation phase G n . The complex envelopes W n of the reference signals S n are of the form:

Figure 00000005
Figure 00000005

При этом предполагается, что постоянная времени фильтра устройства 5 значительно меньше длительности T/N. По существу, устройство 5 имитирует процесс умножения частоты, происходящий в резисторном элементе HPO. Сигналы Sn поступают на основной вход синхронного детектора 7.It is assumed that the filter time constant of device 5 is significantly less than the duration T / N. Essentially, device 5 simulates a frequency multiplication process occurring in an HPO resistor element. Signals S n are fed to the main input of the synchronous detector 7.

На двойные вспомогательные входы синхронных детекторов 6 и 7 подаются квадратурные колебания Cos2πf2t и Sin2πf2t частоты f2 со второго выхода синтезатора 1, в результате чего на двойных выходах синхронного детектора 6 получаем квадратурные составляющие Xn и Yn комплексных огибающих Zn принятых сигналов Rn:The quadrature oscillations Cos2πf 2 t and Sin2πf 2 t of frequency f 2 are supplied to the double auxiliary inputs of synchronous detectors 6 and 7 from the second output of synthesizer 1; as a result, at the double outputs of synchronous detector 6, we obtain the quadrature components X n and Y n of the complex envelopes Z n accepted Signals R n :

Figure 00000006
Figure 00000006

а на двойных выходах синхронного детектора 7 - квадратурные составляющие Un и Vn комплексных огибающих Wn опорных сигналов Sn:and at the double outputs of the synchronous detector 7, the quadrature components U n and V n of the complex envelopes W n of the reference signals S n :

Figure 00000007
Figure 00000007

В конце каждого из Tn квадратурные составляющие Xn, Yn, Un, Vn преобразуются в цифровую форму и поступают на входы арифметического устройства 8, где вычисляются:At the end of each of T n, the quadrature components X n , Y n , U n , V n are converted to digital form and fed to the inputs of the arithmetic device 8, where it is calculated:

- отсчеты мощности принятых сигналов Rn:- power samples of the received signals R n :

Figure 00000008
Figure 00000008

- комплексные коэффициенты межпериодной корреляции огибающих Zn:- complex coefficients of inter-period correlation of envelopes Z n :

Figure 00000009
Figure 00000009

- комплексные коэффициенты межпериодной корреляции огибающих Wn:- complex coefficients of inter-period correlation of envelopes W n :

Figure 00000010
Figure 00000010

- коэффициенты взаимной межпериодной корреляции- coefficients of mutual inter-period correlation

Figure 00000011
Figure 00000011

- суммарная мощность принятых сигналов Rn:- the total power of the received signals R n :

Figure 00000012
Figure 00000012

- результирующий коэффициент корреляции:- the resulting correlation coefficient:

Figure 00000013
Figure 00000013

где «*» - знак комплексного сопряжения, «Im» - оператор выделения мнимой части комплексного числа, [Kn] - модульные значения Kn.where "*" is the sign of complex conjugation, "Im" is the operator for extracting the imaginary part of the complex number, [K n ] are the modular values of K n .

Сущность проводимых в устройстве 8 вычислений вытекает из амплитудно-фазовых представлений (4), (5) комплексных огибающих Zn и Wn после подстановки их в (8), (9) и с последующей подстановкой (8), (9) в (10), (11):The essence of the calculations performed in device 8 follows from the amplitude-phase representations (4), (5) of the complex envelopes Z n and W n after substituting them in (8), (9) and then substituting (8), (9) in ( 10), (11):

Figure 00000014
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000015

Согласно (15) коэффициенты Kn пропорциональны взвешенным значениям синуса разности фаз НРО (φn+1n) в соседних периодах излучения ЗС. Предполагая в (15) малость между периодных приращений фаз НРО:According to (15), the coefficients K n are proportional to the weighted values of the sine of the phase difference of the NRA (φ n + 1n ) in adjacent periods of the emission of the CS. Assuming in (15) the smallness between the periodic increments of the phases of the NRA:

Figure 00000016
Figure 00000016

алгоритм (11) можно рассматривать как подавление коррелированных составляющих в последовательности фаз HPO {φn} и выделения в ней слабо коррелированных величин. Кроме того, алгоритм (11) позволяет нейтрализовать отрицательное влияния фазовой неопределенности ЗС на эффективность нелинейного радиолокатора, что следует из того, что в (15) отсутствуют случайные фазы ψn ЗС.Algorithm (11) can be considered as the suppression of correlated components in the HPO {φ n } phase sequence and the selection of weakly correlated values in it. In addition, algorithm (11) makes it possible to neutralize the negative influence of the phase uncertainty of the GL on the efficiency of the nonlinear radar, which follows from the fact that random phases ψ n CS are absent in (15).

Величина РΣ сравнивается в первой пороговой схеме 9 с мощностью внутренних шумов радиолокатора, где принимается положительное или отрицательное решение об обнаружении НРО, независимо от того, является он R-объектом или RLC-объектом. Заметим, что вычисление РΣ и сравнение PΣ c порогом выполняются также и в прототипе. В случае положительного решения ключевая схема 10 дает разрешение на сравнение во второй пороговой схеме 11 коэффициента КΣ с порогом, пропорциональным величине РΣ. В случае превышения этого порога принимается решение об обнаружении именно RLC-объекта.The value of P Σ is compared in the first threshold circuit 9 with the internal noise power of the radar, where a positive or negative decision is made to detect an NRF, regardless of whether it is an R-object or an RLC-object. Note that the calculation of P Σ and comparison of P Σ with a threshold are also performed in the prototype. In the case of a positive decision, the key circuit 10 gives permission for comparison in the second threshold circuit 11 of the coefficient K Σ with a threshold proportional to the value of P Σ . If this threshold is exceeded, a decision is made to detect the RLC object.

Дадим физическую интерпретацию всего алгоритма обнаружения RLC-объекта. Функцию, выполняемую пороговой схемой 11, можно рассматривать как измерение отношения КΣΣ и сравнения его с порогом. С учетом того, что:We give a physical interpretation of the entire algorithm for detecting an RLC object. The function performed by the threshold circuit 11 can be considered as measuring the ratio K Σ / P Σ and comparing it with the threshold. Given the fact that:

Figure 00000017
Figure 00000017

Figure 00000018
Figure 00000018

весь алгоритм обнаружения RLC-объекта можно интерпретировать как сравнение с порогом среднего значения модуля приращения фазы HPO:the entire algorithm for detecting an RLC object can be interpreted as a comparison with the threshold of the average value of the HPO phase increment modulus:

Figure 00000019
Figure 00000019

где усреднение осуществляется с весовыми коэффициентами An+1An.where averaging is carried out with weights A n + 1 A n .

Перейдем к обоснованию эффективности предложенного способа. Исходной предпосылкой к созданию предложенного способа является известное свойство токов в нелинейно-инерционных электрических цепях [4, 5], заключающееся в том, что не только амплитуды, но и фазы токов функционально зависят от амплитуды гармонического источника электродвижущей силы в этих цепях. Применительно к рассматриваемой ситуации это означает зависимость не только амплитуды А отраженного от RLC-объекта сигнала, но и его фазы φ от мощности ЗС. Вместе с тем, при наблюдении R-объектов фаза φ отраженного сигнала не зависит от мощности ЗС, хотя зависимость его амплитуды А от мощности ЗС сохраняется. Поэтому входящие в (15) приращения фазы (φn+1n), определяющие величину КΣ, будут иметь заметные отклонения от нулевого значения лишь при наблюдении RLC-объектов, а при наблюдении R-объектов эти приращения, а следовательно, и величина КΣ будут близки к нулевым значениям. В результате отношение КΣΣ будет значительно больше в случае наблюдения RLC-объектов, чем в случае наблюдения R-объекта, что позволяет рассматривать отношение КΣΣ в качестве параметра, по которому можно осуществить распознавание RLC-объектов и R-объектов.We proceed to justify the effectiveness of the proposed method. The initial prerequisite for the creation of the proposed method is the well-known property of currents in nonlinear inertial electric circuits [4, 5], which consists in the fact that not only the amplitudes, but also the phases of the currents functionally depend on the amplitude of the harmonic source of electromotive force in these circuits. In relation to the situation under consideration, this means the dependence of not only the amplitude A of the signal reflected from the RLC object, but also its phase φ on the power of the ES. At the same time, when observing R-objects, the phase φ of the reflected signal does not depend on the power of the CS, although the dependence of its amplitude A on the power of the CS remains. Therefore, phase increments (φ n + 1n ) included in (15), which determine the value of K Σ , will have noticeable deviations from the zero value only when observing RLC objects, and when observing R objects, these increments, and therefore the value of K Σ will be close to zero values. As a result, the K Σ / P Σ ratio will be much larger in the case of observing RLC objects than in the case of observing an R object, which allows one to consider the K Σ / P Σ ratio as a parameter by which it is possible to recognize RLC objects and R- objects.

Выше неявно предполагалось, что относительное расположение искомого RLC-объекта и радиолокатора в течение времени обнаружения Т остается неизменным. Очевидно, что при смене предполагаемого места нахождения искомого RLC-объекта рассмотренный выше процесс излучения ЗС и обработки отраженного сигнала повторяется.It was implicitly assumed above that the relative location of the desired RLC object and radar during the detection time T remains unchanged. Obviously, when the proposed location of the desired RLC object is changed, the above-mentioned process of emission of ES and processing of the reflected signal is repeated.

Величина Т лежит приблизительно пределах от долей до нескольких секунд, N≈5-10, а величины начальной мощности ЗС р0 и шага Δр определяются по результатам эталонных испытаний по обнаружению типовых RLC-объектов.The value of T lies approximately in the range from fractions to several seconds, N≈5-10, and the values of the initial ES power p 0 and step Δp are determined by the results of standard tests to detect typical RLC objects.

В заключение отметим, что предложенный способ может быть использован в различных нелинейных радиолокаторах, выделяющих из отраженного сигнала не только вторую, но и любую другую кратную гармонику при облучении НРО одним гармоническим колебанием или комбинационные частоты в случае облучения HPO двумя и более гармоническими колебаниями.In conclusion, we note that the proposed method can be used in various nonlinear radars that extract not only the second, but also any other multiple harmonics from the reflected signal when the NRA is irradiated with one harmonic oscillation or the combination frequencies in the case of HPO irradiation with two or more harmonic oscillations.

Необходимые для этого изменения в схеме предложенного устройства очевидны.The necessary changes to the circuit of the proposed device are obvious.

Источники информацииInformation sources

1. Мусабеков П.М., Панычев С.Н. Нелинейная радиолокация: методы, техника и область применения. Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники, 2000 г., №5, с.54-61.1. Musabekov P.M., Panychev S.N. Non-linear radar: methods, techniques and scope. Foreign electronics. Successes of modern radio electronics, 2000, No. 5, p. 54-61.

2. Беляев В.В., Маюнов А.Т., Разиньков С.Н. Состояние и перспективы развития «нелинейной» радиолокации. Успехи современной радиолокации, 2002 г., №6, с.59-78.2. Belyaev V.V., Mayunov A.T., Razinkov S.N. Status and development prospects of "non-linear" radar. Successes of modern radar, 2002, No. 6, p. 59-78.

3. Штейншлейгер В.Б. Нелинейное рассеяние радиоволн металлическими объектами. Успехи физических наук, 1984 г., том 142, вып.1, с.131-145.3. Steinshleiger VB Nonlinear scattering of radio waves by metal objects. Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 1984, Volume 142, Issue 1, pp. 131-145.

4. Бессонов Л.А. Нелинейные электрические цепи. Высшая школа, 1977 г.4. Bessonov L.A. Nonlinear electrical circuits. High School, 1977

5. Данилов Л.В., Матханов П.Н., Филиппов Е.С. Теория нелинейных электрических цепей. Энергоатомиздат, 1990 г.5. Danilov L.V., Mathanov P.N., Filippov E.S. Theory of nonlinear electric circuits. Energoatomizdat, 1990

Claims (1)

Способ нелинейной радиолокации нелинейно-инерционных объектов, заключающийся в генерации последовательности гармонических колебаний Gn, n=1, 2, …, N, частоты f1, поочередном, в соответствии с индексом n, излучении Gn в направлении искомого объекта, приеме соответствующих отраженных сигналов Rn, n=1, 2, …, N, с выделением в них сигналов удвоенной частоты f2=2f1, определении комплексных огибающих Zn принятых сигналов Rn, измерении суммарной мощности принятых сигналов P=∑ZnZn*, где знак * - знак комплексного сопряжения, и принятии решения об обнаружении нелинейно-рассеивающего объекта путем сравнения выходной величины устройства обработки с порогом, отличающийся тем, что дополнительно осуществляется изменение мощности генерируемых колебаний Gn, формирование последовательности опорных сигналов Sn, n=1, 2, …, N, путем ограничения Gn и выделения в них колебаний удвоенной частоты f2, определение комплексных огибающих Wn опорных сигналов Sn, вычисление комплексных коэффициентов межпериодной корреляции KZ,n=Zn+1Zn* и KW,n=Wn+1Wn* огибающих Zn и Wn соответственно, вычисление коэффициентов взаимной межпериодной корреляции Kn=Im(KZ,nKW,n*) и их модульных значений [Kn], где Im - оператор выделения мнимой части комплексного числа, вычисление результирующего коэффициента корреляции К=∑[Kn], причем в качестве выходной величины устройства обработки используется К, а в качестве порога используется величина, пропорциональная Р. The method of nonlinear radar tracking of nonlinear inertial objects, which consists in generating a sequence of harmonic oscillations G n , n = 1, 2, ..., N, frequency f 1 , alternately, in accordance with index n, radiation G n in the direction of the desired object, receiving the corresponding reflected signal R n, n = 1, 2, ..., N, with separation therein of doubled frequency signal f 2 = 2f 1, determining the complex envelopes of the received signals Z n R n, measuring the total power of received signals P Σ = ΣZ n Z n *, where the * sign is a sign of complex conjugation, and making a decision to find enii nonlinear scattering object by comparing an output value processing device with a threshold, characterized in that the change in power is further carried generated oscillations G n, forming a sequence of reference signals S n, n = 1, 2, ..., N, by limiting G n and isolation the oscillations of the doubled frequency f 2 in them, the determination of the complex envelopes W n of the reference signals S n , the calculation of the complex inter-period correlation coefficients K Z, n = Z n + 1 Z n * and K W, n = W n + 1 W n * of the envelopes Z n and W n, respectively, calculation of coefficients the inter-period correlation K n = Im (K Z, n K W, n *) and their modular values [K n ], where Im is the operator of extracting the imaginary part of the complex number, calculating the resulting correlation coefficient K = ∑ [K n ], moreover, K ∑ is used as the output value of the processing device, and a value proportional to P используется is used as the threshold.
RU2011147575/07A 2011-11-24 2011-11-24 Method for radiolocation of non-linear-inertial objects RU2480783C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011147575/07A RU2480783C1 (en) 2011-11-24 2011-11-24 Method for radiolocation of non-linear-inertial objects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011147575/07A RU2480783C1 (en) 2011-11-24 2011-11-24 Method for radiolocation of non-linear-inertial objects

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2480783C1 true RU2480783C1 (en) 2013-04-27

Family

ID=49153248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011147575/07A RU2480783C1 (en) 2011-11-24 2011-11-24 Method for radiolocation of non-linear-inertial objects

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2480783C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2559828C1 (en) * 2014-03-18 2015-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" Method for short-range radar location
RU2750571C1 (en) * 2020-03-19 2021-06-29 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий" Method of nonlinear radar with a linear frequency modulated probing signal

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6049301A (en) * 1976-09-22 2000-04-11 The Boeing Company Surveillance apparatus and method for the detection of radio receivers
RU2205419C2 (en) * 2001-04-20 2003-05-27 Военный институт радиоэлектроники Method detecting nonlinear object with identification of type of nonlinearity
RU2339968C1 (en) * 2007-05-22 2008-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежское высшее военное авиационное инженерное училище (военный институт) Method of simulating radar target with nonlinear electrical properties
US8032319B1 (en) * 2007-06-29 2011-10-04 Hal Enterprises, LLC Methods for analyzing streaming composite waveforms
RU2432583C1 (en) * 2010-04-12 2011-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Method of searching for, detecting and recognising electronic devices with semiconductor elements

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6049301A (en) * 1976-09-22 2000-04-11 The Boeing Company Surveillance apparatus and method for the detection of radio receivers
RU2205419C2 (en) * 2001-04-20 2003-05-27 Военный институт радиоэлектроники Method detecting nonlinear object with identification of type of nonlinearity
RU2339968C1 (en) * 2007-05-22 2008-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежское высшее военное авиационное инженерное училище (военный институт) Method of simulating radar target with nonlinear electrical properties
US8032319B1 (en) * 2007-06-29 2011-10-04 Hal Enterprises, LLC Methods for analyzing streaming composite waveforms
RU2432583C1 (en) * 2010-04-12 2011-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Method of searching for, detecting and recognising electronic devices with semiconductor elements

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МУСАМБЕКОВ П.М., ПАНЫЧЕВ С.Н. Нелинейная радиолокация: методы, техника и область применения. - Зарубежная радиоэлектроника, Успехи современной радиоэлектроники, 2000, №5, с.54-61. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2559828C1 (en) * 2014-03-18 2015-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" Method for short-range radar location
RU2750571C1 (en) * 2020-03-19 2021-06-29 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий" Method of nonlinear radar with a linear frequency modulated probing signal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2921887B1 (en) Lightning-strike electric charge estimation system and method
CN110058254B (en) Pulse laser ranging echo time resolving method, system and terminal
CN112083509B (en) Method for detecting induced polarization abnormity in time-frequency electromagnetic method
RU2480783C1 (en) Method for radiolocation of non-linear-inertial objects
Reddy et al. MST radar signal processing using cepstral thresholding
EP3709055A2 (en) Consistent arrival time measurement and determination of discharge polarity
RU2450287C1 (en) Nonlinear radar positioning method
Klostermeyer et al. Simultaneous geomagnetic and ionospheric oscillations caused by hydromagnetic waves
RU179509U1 (en) Correlation Filter Detector
Kuzhuget et al. Quantitative image recovery from measured blind backscattered data using a globally convergent inverse method
RU2390801C1 (en) Method of searching for artificial objects in earth and device for implementing said method
RU191067U1 (en) FILTER CORRELATION DETECTOR WITH WEIGHT PROCESSING
RU2554321C1 (en) Device for determination of direction and distance to signal source
Reimer et al. Estimating self-clutter of the multiple-pulse technique
RU2117954C1 (en) Signal-to-noise ratio meter
RU2309428C1 (en) Method of measurement of distance by means of range finder characterized by continuous radiation of frequency-modulated radio waves (versions)
RU2552852C1 (en) Device for determination of direction and distance to signal source
RU2559796C2 (en) Universal eddy current pulse metals detector
Ma et al. Bistatic high frequency radar ocean surface cross section for an FMCW source with an antenna on a floating platform
RU2561308C1 (en) Device for determination of direction and distance to signal source
Drumheller et al. Detection of chi-square fluctuating targets in arbitrary clutter
Li et al. Research on the detection method of MRS Signal initial amplitude based on chaotic detection system
Artyushenko et al. Detection of Extended Objects in Conditions of a Priori Uncertainty About the Parameters of Movement on the Background of non-Gaussian Noise
RU2480794C1 (en) Geoelectric survey method and apparatus for realising said method
RU2321018C1 (en) Mode of detection of unknown impulse signals and arrangement for its execution

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131125