RU2501035C1 - Способ обнаружения электронных устройств - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способам и технике нелинейной радиолокации и может использоваться для поиска и обнаружения электронных устройств, в том числе объектов с нелинейными электрическими свойствами (ОНЭС). Достигаемый технический результат - обеспечение возможности одновременной согласованной фильтрации эхо-сигналов ОНЭС на всех N гармониках зондирующего сигнала. Указанный результат достигается тем, что формируют фазокодоманипулированный (ФКМ) радиоимпульс большой длительности путем смыкания М>1 парциальных радиоимпульсов несущей частоты зондирующего сигнала f₀ одинаковой амплитуды u₀, одинаковой длительности τ₀ при ограниченном числе Р>1 различающихся возможных значений начальной фазы колебаний φ_i, где $$i=\overline{\mathrm{0,}P-1}$$

, излучают в зондируемую область пространства, обрабатывают эхо-сигнал от цели в согласованном фильтре с импульсной характеристикой, зеркальной по отношению к закону внутриимпульсной манипуляции фазы зондирующего ФКМ радиоимпульса, уменьшают в D раз значение начальной фазы φ_i каждого из М парциальных радиоимпульсов формируемого зондирующего ФКМ радиоимпульса, где D - число, кратное номерам всех принимаемых частотных гармоник эхо-сигнала, а фазу согласованных фильтров N приемных каналов изменяют по закону nφ_i/D, где $$n=\overline{\mathrm{1,}N}$$ - номер приемного канала. 3 ил.

Description

Изобретение относится к области радиотехники, в частности, к области техники нелинейной радиолокации и может использоваться для поиска и обнаружения электронных устройств, в том числе объектов с нелинейными электрическими свойствами (ОНЭС).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу нелинейной радиолокации (прототипом к предполагаемому изобретению) является способ радиолокации [Лихачев В.П., Усов Н.А. Способ нелинейной радиолокации / В.П. Лихачев, Н.А. Усов. - Патент РФ №2382380 от 28.07.2008], основанный на том, что для получения на частоте одной n-й гармоники зондирующего сигнала (ЗС) nf₀ фазокодоманипулированного (ФКМ) радиоимпульса с законом внутриимпульсной манипуляции фазы, зеркальным по отношению к импульсной характеристике согласованного фильтра, используется известный из теории нелинейных цепей [Андреев В.С. Теория нелинейных электрических цепей: Учебное пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1982] эффект увеличения в n раз частоты и фазы колебаний падающей на ОНЭС электромагнитной волны ЗС. В связи с этим, при формировании ЗС уменьшают в n раз значения начальных фаз φ_i парциальных радиоимпульсов, из которых состоит зондирующий ФКМ радиоимпульс.Затем ЗС излучают в направлении ОНЭС, где он преобразуется в эхо-сигнал на частоте n-ой гармоники ЗС с увеличенными в n раз начальными фазами парциальных радиоимпульсов, что обеспечивает получение ФКМ радиоимпульса на частоте nf₀, сжатие которого осуществляют в согласованном фильтре с известной импульсной характеристикой, например [Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. для вузов по спец. «Радиотехника», 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2003, с.436-437].

Недостатком прототипа является то, что в нелинейной РЛС отсутствует возможность анализа уровня зондирующего сигнала (ЗС) на другой гармонике, т.е. обеспечивается обнаружение ОНЭС только на одной n-ой частоте nf₀. При обнаружении отклика от ОНЭС на q-ой (q≠n) гармонике зондирующего сигнала возникают проблемы согласованной обработки сигналов, обусловленные разным изменением манипуляции ФКМ сигнала при переотражении его ОНЭС. Это в свою очередь при фиксированной импульсной мощности передатчика нелинейного радиолокатора не приведет к повышению дальности действия нелинейной РЛС на q-ой гармонике ЗС за счет сжатия ФКМ сигнала. Поэтому процесс согласованной фильтрации принимаемых ФКМ-сигналов в каждом из n каналов должен отличаться от других каналов. Иначе для одного и того же типа ОНЭС уровень максимума отклика ФКМ сигнала на выходе согласованного фильтра будет обусловлен не только свойствами ОНЭС [Баглаев С.Б., Беляев В.В., Козачок Н.И. и др. Нелинейный радар для обнаружения исполнительных радиоэлектронных средств с управляемым взрывом / С.Б. Баглаев, В.В. Беляев, Н.И. Козачок и др. - Патент РФ №92234715, 2004].

Техническим результатом изобретения является формирование зондирующего сигнала с определенной последовательностью дискрет с уменьшением в D раз значения начальной фазы φ_i каждого из М парциальных радиоимпульсов формируемого зондирующего фазокодоманипулированного радиоимпульса, где D - число, кратное номерам всех принимаемых частотных гармоник эхо-сигнала, а фаза согласованных фильтров N приемных каналов изменяется по закону nφ_i/D, где $$n=\overline{\mathrm{1,}N}$$

- номер приемного канала.

Технический результат достигается тем, что в известном способе-прототипе уменьшением в D раз значения начальной фазы φ_i каждого из М парциальных радиоимпульсов формируемого зондирующего фазокодоманипулированного радиоимпульса, принимают эхо-сигнал от ОНЭС на любых частотах nf₀, дополнительно изменяют фазы парциальных радиоимпульсов фазокодоманипулированного радиосигнала в каждом согласованном фильтре N-го приемного канала по закону nφ_i/D.

Задача, на решение которой направлено заявляемое устройство, состоит в обеспечении возможности одновременной согласованной фильтрации эхо-сигнала ОНЭС на всех n гармониках зондирующего сигнала.

Технический результат выражается в формировании ФКМ ЗС, значение начальных фаз φ_i дискрет которого уменьшают в D раз, в параллельной согласованной обработке принятых эхо-сигналов в нескольких приемных каналах, каждый из которых настроен на свою гармонику nf₀ и повышение дальности действия нелинейной РЛС независимо от типа нелинейности объекта.

Способ нелинейной радиолокации поясняется фиг. 1 или 3, на которой изображены: нелинейная РЛС, состоящая из опорного генератора 1, устройства формирования ФКМ сигнала 2, передатчика 3, передающей антенны 4, приемных антенн 7 и 11, приемников 6 и 10, согласованных фильтров 5 и 9, соединенных как показано на фигуре, а также объект с нелинейными электрическими свойствами 8.

Опорный генератор 1 (фиг.2) вырабатывает одиночный радиоимпульс. Устройство формирования ФКМ сигнала 2, выполненное, например, по известной схеме [Теория и техника генерирования, излучения и приема радиолокационных сигналов: Учебник для слушателей академии / Под ред. Ю.Н. Седышева. - Харьков: Издание ВИРТА, 1986, с.424-425] формирует радиоимпульс с L дискретами, которые имеют уменьшенные в D раз, например, в N! раз, значения начальных фаз φ_i. При этом закон внутриимпульсной манипуляции фазы парциальных радиоимпульсов дискрет многоотводной линии задержки с L фазовращателями и сумматором, входящих в состав устройства формирования ФКМ сигнала, является зеркальным по отношению к импульсной характеристике каждого n-го согласованного фильтра 5(9) приемника. Сформированный таким образом сигнал подают на вход передатчика 3, где он усиливается и поступает на вход передающей антенны 4, с помощью которой сформированный ЗС излучается в заданную область пространства.

Приемные антенны 7 и 11 служат для приема эхо-сигнала, рассеянного объектом с нелинейными электрическими свойствами 8, соответственно на частотах 2f₀ и 3f₀ гармоник ЗС и представляющего собой ФКМ радиоимпульс с законом внутриимпульсной манипуляции фазы, зеркальным по отношению к импульсной характеристике согласованных фильтров 5 и 9 и изменением значения начальных фаз в D раз. Приемник 6(10) усиливает сигналы, поступившие на его вход с выхода приемной антенны 7(11) и подает их на вход согласованных фильтров 5 и 9, который осуществляет сжатие полученного ФКМ радиоимпульса на частоте 2f₀ (3f₀).

Таким образом, предложенный способ обнаружения специальных электронных устройств перехвата информации, имеющий новые операции в виде приема эхо-сигналов от ОЭНС на N частотах nf₀ и дополнительного изменения фазы парциальных радиоимпульсов ФКМ радиосигнала в каждом согласованном фильтре N-го приемного канала по закону nφ_i/D позволяет

обеспечить одновременную согласованную фильтрацию на всех N гармониках зондирующего сигнала.

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестен способ обнаружения электронных устройств, заключающийся в формировании фазокодоманипулированного радиоимпульса большой длительности путем смыкания М>1 парциальных радиоимпульсов несущей частоты зондирующего сигнала f₀ одинаковой амплитуды u₀, одинаковой длительности τ₀ при ограниченном числе Р>1 различающихся возможных значений начальной фазы колебаний φ_i, где $$i=\overline{\mathrm{0,}P-1}$$

, его излучении в зондируемую область пространства и обработке эхо-сигнала от цели в согласованном фильтре с импульсной характеристикой, зеркальной по отношению к закону внутриимпульсной манипуляции фазы сформированного зондирующего ФКМ радиоимпульса, в котором дополнительно уменьшают в D раз значение начальной фазы φ_i каждого из М парциальных радиоимпульсов формируемого зондирующего ФКМ радиоимпульса, где D - число, кратное номерам всех принимаемых частотных гармоник эхо-сигнала, а фазу согласованных фильтров N приемных каналов изменяют по закону nφ_i/D, где $$n=\overline{\mathrm{1,}N}$$

- номер приемного канала.

Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что заявляемый способ обнаружения электронных устройств обеспечивает возможность одновременной согласованной фильтрации на всех N гармониках зондирующего ФКМ сигнала.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые радиотехнические узлы и устройства, применяемые в радиоэлектронной аппаратуре, а также оборудование и материалы СВЧ диапазона широко распространенной технологии [Harger, R., Harmonic Radar System for Near-Ground In-Foliage Nonlinear Scatterers / R. Harger. - IEEEE Trans., AES-12, 1976, no. 2, pp.230-245].

Claims (1)

1. Способ обнаружения электронных устройств, заключающийся в формировании фазокодоманипулированного радиоимпульса большой длительности путем смыкания М>1 парциальных радиоимпульсов несущей частоты зондирующего сигнала f₀ одинаковой амплитуды u₀, одинаковой длительности τ₀ при ограниченном числе Р>1 различающихся возможных значений начальной фазы колебаний φ_i, где $$i=\overline{\mathrm{0,}P-1}$$

   

   , его излучении в зондируемую область пространства и обработке эхо-сигнала от цели в согласованном фильтре с импульсной характеристикой, зеркальной по отношению к закону внутриимпульсной манипуляции фазы сформированного зондирующего фазокодоманипулированного радиоимпульса, отличающийся тем, что уменьшают в D раз значение начальной фазы φ_ii каждого из М парциальных радиоимпульсов формируемого зондирующего фазокодоманипулированного радиоимпульса, где D - число, кратное номерам всех принимаемых частотных гармоник эхо-сигнала, а фазу согласованных фильтров N приемных каналов изменяют по закону nφ_i/D,
   где $$n=\overline{\mathrm{1,}N}$$

   

   - номер приемного канала.

Images