RU2498341C1 - Method of detecting objects containing nonlinear elements - Google Patents
Method of detecting objects containing nonlinear elements Download PDFInfo
- Publication number
- RU2498341C1 RU2498341C1 RU2012121377/28A RU2012121377A RU2498341C1 RU 2498341 C1 RU2498341 C1 RU 2498341C1 RU 2012121377/28 A RU2012121377/28 A RU 2012121377/28A RU 2012121377 A RU2012121377 A RU 2012121377A RU 2498341 C1 RU2498341 C1 RU 2498341C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- signal
- probe signal
- spectral
- amplitude modulation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к поисковым устройствам, которые обнаруживают объект на основе приема сигналов, появляющихся в результате вторичного переизлучения с изменением спектра зондирующего сигнала.The invention relates to search devices that detect an object based on the reception of signals resulting from secondary re-emission with a change in the spectrum of the probe signal.
Известен по [Особенности зондирования электромагнитными волнами сред с нелинейными включениями // Радиотехника и электроника 1996, N 2, стр 16-18.] способ обнаружения объектов, содержащих нелинейные элементы, заключающийся в том. что в направлении предполагаемого расположения объекта, содержащего нелинейный элемент излучается зондирующий сигнал на частоте f и принимается сигнал обратного рассеяния на частоте 2f, при обнаружении которого принимается решение о наличии в зоне обнаружения объекта, содержащего нелинейный элемент. Способ основан на использовании эффекта нелинейного рассеяния радиоволн. В соответствии с указанным эффектом на нелинейном элементе наводится ЭДС зондирующего сигнала. Эта ЭДС вызывает протекающий через нелинейный элемент ток зондирующего сигнала, который искажается из-за нелинейности вида вольт - амперной характеристики нелинейного элемента, при этом его спектр обогащается спектральными компонентами на частотах гармоник зондирующего сигнала. Эти токи формируют на нелинейном элементе ЭДС на частоте гармоник, которая, является причиной появления в сигнале обратного рассеяния спектральных компонент на частотах гармоник зондирующего сигнала.Known for [Features of sounding by electromagnetic waves of media with non-linear inclusions // Radio engineering and electronics 1996,
Недостатком способа-аналога является то. что объекты, содержащие нелинейные элементы, должны обладать определенными частотными свойствами, а именно хорошее преобразование тока, протекающего через нелинейный элемент с электромагнитной волной одновременно как на частоте зондирующего сигнала, так и на частоте одной из гармоник зондирующего сигнала, что снижает эффективность метода для электронных объектов в состав которых входят узкополосные фильтрующие элементы, например элемент активной антенной решетки, передатчики и приемники.The disadvantage of the analogue method is that. that objects containing non-linear elements must have certain frequency properties, namely, a good conversion of the current flowing through a non-linear element with an electromagnetic wave simultaneously both at the frequency of the probe signal and at the frequency of one of the harmonics of the probe signal, which reduces the efficiency of the method for electronic objects which includes narrow-band filtering elements, for example, an element of the active antenna array, transmitters and receivers.
Частично указанный недостаток преодолен в способе обнаружения объектов, содержащих нелинейные элементы, известному по [Ларцов С.В. О нелинейном рассеянии при использовании многочастотного и одночастотного зондирующих сигналов |// Радиотехника и электроника, 2001, Т.46, №7, С.833-838]. Этот способ выбран в качестве прототипа и заключается в том, что в направлении предполагаемого расположения объекта, содержащего нелинейный элемент, излучается двухчастотный зондирующий сигнал, спектр которого содержит спектральные составляющие, сосредоточенные возле час тот f1 и f2. и принимается сигнал обратного рассеяния, при этом при обнаружении отличий в спектральном составе сигнала обратного рассеяния от спектрального состава зондирующего сигнала на частоте 2f1-f2, принимается решение о наличии в зоне обнаружения объекта, содержащего нелинейный элемент. В способе-прототипе дополнительные спектральные составляющие появляются так же в результате нелинейного искажения протекающего по нелинейному элементу тока, наведенного зондирующим сигналом. В данном случае полезным рассеянным сигналом являются интермодуляционные комбинационные составляющие третьего порядка.Partially indicated drawback is overcome in the method of detecting objects containing non-linear elements, known from [Lartsov S.V. On nonlinear scattering when using multi-frequency and single-frequency sounding signals | // Radio Engineering and Electronics, 2001, V.46, No. 7, S.833-838]. This method is selected as a prototype and consists in the fact that in the direction of the proposed location of the object containing the nonlinear element, a two-frequency probe signal is emitted, the spectrum of which contains spectral components concentrated near the frequency f 1 and f 2 . and a backscattering signal is received, in this case, when differences are detected in the spectral composition of the backscattering signal from the spectral composition of the probe signal at a frequency of 2f 1 -f 2 , a decision is made about the presence of an object containing a non-linear element in the detection zone. In the prototype method, additional spectral components also appear as a result of nonlinear distortion of the current flowing through the nonlinear element induced by the probing signal. In this case, a useful scattered signal are third order intermodulation combinational components.
Недостатком прототипа является то, что используется нелинейный продукт третьего порядка, который для объектов, содержащих нелинейные элементы, как правило, меньше, чем продукт второго порядка см. [Горбачев А.А., Особенности зондирования электромагнитными волнами сред с нелинейными включениями // Радиотехника и электроника 1996, N 2, стр 16-.]. Кроме того зондирующий и рассеянный сигнал занимает достаточно большую полосу частот, равную 2(f1-f2).The disadvantage of the prototype is that it uses a third-order non-linear product, which for objects containing non-linear elements, as a rule, is less than a second-order product, see [A. Gorbachev, Features of sounding by electromagnetic waves of media with non-linear inclusions // Radio engineering and Electronics 1996,
Предлагаемое изобретение решает задачу расширения технологических возможностей способа.The present invention solves the problem of expanding the technological capabilities of the method.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности обнаружения объектов, содержащих нелинейные элементы.The technical result of the invention is to increase the detection efficiency of objects containing non-linear elements.
Этот технический результат достигается за счет того, что предлагается новое техническое решение в виде способа обнаружения объектов, содержащих нелинейные элементы, заключающийся в том, что в направлении предполагаемого расположения объекта, содержащего нелинейный элемент, излучается двухчастотный зондирующий сигнал, спектр которого содержит спектральные составляющие, сосредоточенные возле частот f1 и f2, и принимается сигнал обратного рассеяния, при этом при обнаружении отличий в спектральном составе сигнала обратного рассеяния от спектрального состава зондирующего сигнала принимается решение о наличии в зоне обнаружения объекта, содержащего нелинейный элемент, наличие отличия в спектральном составе сигнала обратного рассеяния от спектрального состава зондирующего сигнала фиксируют по появлению амплитудной модуляции с частотой F у спектральной компоненты, спектр которой сосредоточен вблизи частоты f1, при излучении двухчастотного зондирующего сигнала обеспечивается формирование амплитудной модуляции с частотой F у спектральной компоненты зондирующего сигнала вблизи частоты f2, при этом спектральная компонента зондирующего сигнала вблизи частоты f1 излучается не модулированной.This technical result is achieved due to the fact that a new technical solution is proposed in the form of a method for detecting objects containing non-linear elements, namely, a two-frequency probe signal is emitted in the direction of the intended location of the object containing the non-linear element, the spectrum of which contains spectral components concentrated near the frequencies f 1 and f 2 , and the backscattering signal is received, while when detecting differences in the spectral composition of the backscattering signal from the spectral composition of the probe signal, it is decided that there is an object containing a nonlinear element in the detection zone, the difference in the spectral composition of the backscattering signal from the spectral composition of the probe signal is fixed by the appearance of amplitude modulation with frequency F of the spectral component, the spectrum of which is concentrated near the frequency f1, at radiation of a two-frequency probe signal provides the formation of amplitude modulation with a frequency F for the spectral component of the probe signal near the frequency f2, while the spectral component of the probe signal near the frequency f1 is emitted not modulated.
Суть изобретения заключается в том, что предлагаемый способ обнаружения объектов, содержащих нелинейные элементы, основан на использовании эффекта блокирования. В данном случае используется свойство нелинейного элемента изменять под действием протекающего по нему тока свой импеданс. В результате под действием спектральной компоненты зондирующего сигнала на частоте f2, которая амплитудно-модулирована с частотой F, эффективная поверхность рассеяния объекта, содержащего нелинейный элемент, становится тоже переменной с той же частотой F. Сигнал обратного рассеяния на частоте f1 от такого объекта будет промодулирован с частотой F. Полоса частот, которая требуется для такого способа зондирования, равна величине f1-f2+2F.The essence of the invention lies in the fact that the proposed method for detecting objects containing non-linear elements is based on the use of the blocking effect. In this case, the property of a nonlinear element is used to change its impedance under the action of the current flowing through it. As a result, under the action of the spectral component of the probe signal at a frequency f 2 , which is amplitude-modulated with a frequency F, the effective scattering surface of an object containing a nonlinear element also becomes variable with the same frequency F. The backscattering signal at a frequency f 1 from such an object will modulated with frequency F. The frequency band that is required for such a sounding method is equal to f 1 -f 2 + 2F.
Изобретение предлагается использовать в составе поисковой системы, представленной на фиг.1.The invention is proposed to be used as part of the search engine shown in figure 1.
Здесь 1 - объект поиска, содержащий в своей конструкции нелинейный элемент и полосовой фильтр; 2 - первый генератор зондирующего сигнала на частоту f1, 3 - первый полосовой фильтр зондирующего сигнала на частоту f1, 4 - первая излучающая антенна, состоящая из ферритового вентиля 5 и излучателя 6, 7 - второй генератор зондирующего сигнала на частоту f2, 8 - второй полосовой фильтр зондирующего сигнала на частоту f2, 9 - вторая излучающая антенна, состоящая из ферритового вентиля 10 и излучателя 11, 12 - приемная антенна, 13 - третий полосовой фильтр, 14 - приемник, 15 - компенсатор второго зондирующего сигнала, состоящий из первого направленного ответвителя 16, переменного аттенюатора 17, переменного фазовращателя 18, второго направленного ответвителя 19.Here 1 is a search object containing in its design a nonlinear element and a band-pass filter; 2 - the first generator of the probe signal to the frequency f 1 , 3 - the first band-pass filter of the probe signal to the frequency f 1 , 4 - the first radiating antenna consisting of a
Сигнальный выход первого генератора 2 зондирующего сигнала присоединен ко входу первого полосового фильтра 3 зондирующего сигнала, а выход первого полосового фильтра 3 зондирующего сигнала присоединен к входу ферритового вентиля 5, выход которого присоединен ко входу излучателя 6.The signal output of the first
Сигнальный выход второго генератора 7 зондирующего сигнала присоединен к входу первого направленного ответвителя 16, первый выход первого направленного ответвителя 16 присоединен к входу второго полосового фильтра 8, выход которого присоединен к входу ферритового вентиля 10, выход которого присоединен ко входу излучателя 11.The signal output of the second
Выход приемной антенны 12 присоединен к входу третьего полосового фильтра 13, выход которого присоединен к первому входу второго направленного ответвителя 19, а выход направленного ответвителя 19 присоединен к входу приемника 14. Второй выход направленного ответвителя 16 присоединен к входу переменного аттенюатора 17, выход которого присоединен к входу переменного фазовращателя 18, выход которого соединен со вторым входом второго направленного ответвителя 19. Излучатели 6 и 11, а так же антенна 12 направлены в направлении объекта поиска 1, содержащего в своей конструкции нелинейный элемент и полосовой фильтр.The output of the
Поисковая система может работать в одном из трех режимов.The search engine can operate in one of three modes.
Первый режим называется калибровочным. Цель данного режима обеспечение возможности приема полезного сигнала. Задача, которая решается - настройка компенсатора 15 второго зондирующего сигнала для устранения возможности блокирующего действия второго зондирующего сигнала на приемник 14. В данном режиме включают второй генератор 7 зондирующего сигнала на излучение непрерывного сигнала с частотой f2, и подбирают настройки переменного аттенюатора 17 и переменного фазовращателя 18 так, чтобы сигнал на частоте f2 на входе приемника 14 стал нулевым.The first mode is called calibration. The purpose of this mode is to provide the ability to receive a useful signal. The problem that is being solved is the adjustment of the
Во втором режиме включают первый генератор 2 зондирующего сигнала на генерацию непрерывного колебания с частотой f1 и включают второй генератор 7 зондирующего сигнала на генерацию сигнала с частотой f2 и с амплитудной модуляцией с частотой F. После этого настраивают приемник 14 на прием сигналов на частоте f1 и демодуляцию принятого сигнала с целью определения промодулирован или нет данный сигнал амплитудной модуляцией с частотой F. При обнаружении сигнала на частоте f1 с амплитудной модуляцией с частотой F принимают решение о наличии в зоне облучения объект поиска, содержащего в своей конструкции нелинейный элемент и полосовой фильтр.In the second mode, turn on the first
В третьем режиме включают первый генератор 2 зондирующего сигнала на излучение непрерывного сигнала с частотой f), а второй генератор 7 зондирующего сигнала включают на излучение непрерывного сигнала с частотой f2. После этого настраивают приемник 14 на прием сигналов на частоте 2f1-f2 и на частоте 2f2-f1. При обнаружении сигнала на частоте 2f1-f2 или на частоте 2f2-f1 принимают решение о наличии в зоне облучения объекта поиска, содержащего в своей конструкции нелинейный элемент и полосовой фильтр. В этом режиме обнаружитель выполняет алгоритм поиска, предусмотренный в прототипе.In the third mode, the first
В качестве первого и второго генераторов 2 и 7 зондирующего сигнала могут быть использованы измерительные генераторы Г4-159. В качестве излучателей 6, 11 и приемной антенны 12 могут быть использованы измерительные антенны П6-33. В качестве приемника 14 может быть использован измерительный приемник типа SMV-8.5.As the first and second
В качестве вентилей 5,10 могут быть использованы стандартные вентили типа ФПВН3-71 производства завода Магнетон.As valves 5.10, standard valves of the FPVN3-71 type manufactured by the Magneton plant can be used.
Первый полосовой фильтр 3, второй полосовой фильтр 8 и третий полосовой фильтр 13 могут быть изготовлены по [В.П. Леонченко, А.Л. Фельдштейн, Л.А. Шеляпинский Расчет полосковых фильтров на встречных стержнях // М. Связь, 1975]The first band-
В качестве первого и второго направленных ответвителей 16 и 19 могут быть использованы стандартные направленные ответвители типа НО-15 производства завода Радиал.As the first and second
В качестве переменного аттенюатора 17 может быть использован стандартный переменный аттенюатор типа 2.260.280 производства ФГУП «ННИПИ «Кварц»As a
Переменный фазовращатель 18 может быть изготовлен по Г.С. Хиджа, И.Б. Видак, В.Л. Серебрякова СВЧ фазовращатели и переключатели, М. Радио и связь, 1984.The
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит проводить более эффективный поиск объектов, содержащих нелинейные элементы, которые могут содержать в своем составе узкополосные нелинейные объекты.Thus, the proposed technical solution will allow for a more efficient search for objects containing non-linear elements that may contain narrow-band non-linear objects.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012121377/28A RU2498341C1 (en) | 2012-05-23 | 2012-05-23 | Method of detecting objects containing nonlinear elements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012121377/28A RU2498341C1 (en) | 2012-05-23 | 2012-05-23 | Method of detecting objects containing nonlinear elements |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2498341C1 true RU2498341C1 (en) | 2013-11-10 |
Family
ID=49683305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012121377/28A RU2498341C1 (en) | 2012-05-23 | 2012-05-23 | Method of detecting objects containing nonlinear elements |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2498341C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2696851C1 (en) * | 2018-09-12 | 2019-08-07 | Андрей Владимирович Симонов | Method of detecting objects of wireless information transmission networks |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2166769C1 (en) * | 2000-10-09 | 2001-05-10 | Ткач Владимир Николаевич | System detecting and identifying objects including elements with nonlinear volt-ampere characteristics |
WO2002039140A2 (en) * | 2000-09-27 | 2002-05-16 | The Johns Hopkins University | System and method of radar detection of non linear interfaces |
RU2205419C2 (en) * | 2001-04-20 | 2003-05-27 | Военный институт радиоэлектроники | Method detecting nonlinear object with identification of type of nonlinearity |
RU2206902C1 (en) * | 2001-12-10 | 2003-06-20 | Заренков Вячеслав Адамович | Method of detection of men in distress |
RU2263929C1 (en) * | 2004-04-07 | 2005-11-10 | Томский Государственный Университет Систем Управления И Радиоэлектроники (Тусур) | Method for researching non-linear nature of transformation of signals by object |
-
2012
- 2012-05-23 RU RU2012121377/28A patent/RU2498341C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002039140A2 (en) * | 2000-09-27 | 2002-05-16 | The Johns Hopkins University | System and method of radar detection of non linear interfaces |
RU2166769C1 (en) * | 2000-10-09 | 2001-05-10 | Ткач Владимир Николаевич | System detecting and identifying objects including elements with nonlinear volt-ampere characteristics |
RU2205419C2 (en) * | 2001-04-20 | 2003-05-27 | Военный институт радиоэлектроники | Method detecting nonlinear object with identification of type of nonlinearity |
RU2206902C1 (en) * | 2001-12-10 | 2003-06-20 | Заренков Вячеслав Адамович | Method of detection of men in distress |
RU2263929C1 (en) * | 2004-04-07 | 2005-11-10 | Томский Государственный Университет Систем Управления И Радиоэлектроники (Тусур) | Method for researching non-linear nature of transformation of signals by object |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Вернигоров Н.С. Исследование многочастотного зондирования в нелинейной радиолокации для увеличения дальности обнаружения нелинейного объекта и определения его координат. ИНФОРМОСТ, Радиоэлектроника и телекоммуникации, № 2 (44), 2006, с.73-80. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2696851C1 (en) * | 2018-09-12 | 2019-08-07 | Андрей Владимирович Симонов | Method of detecting objects of wireless information transmission networks |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107015206B (en) | Adaptive antenna interference detection system and method | |
KR20160102330A (en) | Apparatus and method for measuring precipitation in the atmosphere using frequency-modulated continuous wave weather radar system | |
Gallagher et al. | Linearization of a harmonic radar transmitter by feed-forward filter reflection | |
US10698095B1 (en) | Systems and methods and performing offset IQ modulation | |
EP3577486A1 (en) | Mono-bit multi-signals radar warning receiver | |
US10018707B2 (en) | Automated cancellation of harmonics using feed forward filter reflection for radar transmitter linearization | |
CN114095087B (en) | Image rejection down-conversion receiving system and method based on photoelectric oscillator | |
RU2498341C1 (en) | Method of detecting objects containing nonlinear elements | |
Lin et al. | A digital leakage cancellation scheme for monostatic FMCW radar | |
Tian et al. | A new fully-digital HF radar system for oceanographical remote sensing | |
RU2513712C2 (en) | Detector for detecting objects with nonlinear elements | |
Feger et al. | A delta-sigma transmitter based heterodyne FMCW radar | |
Peng et al. | Investigation of the roles of filters for a harmonic FMCW radar | |
Mazzaro et al. | Multitone harmonic radar | |
JP2011239401A (en) | Transmitter receiver capable of removing phase noise | |
US10680863B2 (en) | Modulation apparatus | |
CN205195658U (en) | Up -conversion circuit | |
Meyer et al. | Comparing baseband and intermediate frequency FMCW radar receivers | |
Parsa et al. | Apparatus for characterizing millimeter-wave propagation through magnetoelastic multiferroic materials | |
Gruszczynski et al. | Analog coherent detection in application to high-sensitivity nonlinear junction detectors | |
Cen et al. | FMCW Indoor Positioning System Based on Harmonic Tag | |
RU2687286C1 (en) | Continuous-wave radar transmitter with extended dynamic range | |
Chaturvedi et al. | Double Balanced Diode Ring Mixer for Ultra-wideband System | |
CN115276832B (en) | Multi-point frequency broadband microwave diagnosis system based on double comb frequencies | |
CN111082874B (en) | Microwave photon filter based on gas absorption and phase modulation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150524 |