RU2507537C2 - Parametric scatterer-marker with nonlinear clock signal generation - Google Patents

Parametric scatterer-marker with nonlinear clock signal generation Download PDF

Info

Publication number
RU2507537C2
RU2507537C2 RU2011105670/07A RU2011105670A RU2507537C2 RU 2507537 C2 RU2507537 C2 RU 2507537C2 RU 2011105670/07 A RU2011105670/07 A RU 2011105670/07A RU 2011105670 A RU2011105670 A RU 2011105670A RU 2507537 C2 RU2507537 C2 RU 2507537C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
parametric
frequency
nonlinear
signal
scatterer
Prior art date
Application number
RU2011105670/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011105670A (en
Inventor
Николай Юрьевич Бабанов
Сергей Викторович Ларцов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный инженерно-экономический институт"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный инженерно-экономический институт" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный инженерно-экономический институт"
Priority to RU2011105670/07A priority Critical patent/RU2507537C2/en
Publication of RU2011105670A publication Critical patent/RU2011105670A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2507537C2 publication Critical patent/RU2507537C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Electric Clocks (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: in order to apply coherent accumulation when detecting single-loop parametric scatterers, with simultaneous radiation of pumping radio pulses at frequency f, the parametric scatterer generates a clock signal at frequency f/2. Frequency selection is facilitated using a method for nonlinear generation of clock signals, wherein clock signals at frequency 0.5f are generated directly in the parametric scatterer as a result of nonlinear conversion. To this end, one or two additional signals at frequencies f1 and f2 are emitted in the spectrum of the probing signal besides the signal at pumping frequency f. One of the nonlinear conversion frequencies of the probing signal must be equal to the generation frequency of the parametric scatterer: nf±mf1±kf2=0.5f, where n, m, k can assume integer values from 0 to 2. In the disclosed solution, nonlinear conversion is proposed on a nonlinear scatterer included in the design of the parametric scatterer-marker.
EFFECT: eliminating coherent interference with a radio receiver.
2 dwg

Description

Изобретение относится к поисковым устройствам, которые обнаруживают объекты, предварительно снабженные нелинейными пассивными радиоотражающими маркерами в виде параметрического рассеивателя.The invention relates to search devices that detect objects previously equipped with non-linear passive radio-reflective markers in the form of a parametric diffuser.

Известен по [Радиокомплекс розыска маркеров, патент RU 2108596 С1], радиокомплекс розыска маркеров. Радиокомплекс позволяет решать задачу обнаружения объектов, в частности людей, маркированных с помощью пассивных нелинейных маркеров-ответчиков, в качестве которых используются параметрические рассеиватели. Способ состоит в том, что на объекте поиска предварительно размещается параметрический рассеиватель. Область пространства, в которой может находиться объект поиска, облучается зондирующим сигналом на частоте f, принимается рассеянный маркером сигнал на частоте субгармоники, равной 0,5f. В случае превышения порога обнаружения принимается решение о наличии в зоне обнаружения объекта поиска.Known by the [Radio search for markers, patent RU 2108596 C1], the radio search for markers. The radio complex allows you to solve the problem of detecting objects, in particular people, marked using passive non-linear markers-transponders, which are used as parametric scatterers. The method consists in the fact that a parametric diffuser is previously placed on the search object. The region of space in which the search object can be located is irradiated with a probing signal at a frequency f, and a signal scattered by the marker at a subharmonic frequency equal to 0.5 f is received. If the detection threshold is exceeded, a decision is made about the presence of a search object in the detection zone.

Данное устройство обладает существенным недостатком, а именно не достаточной эффективностью, поскольку либо нет возможности использовать импульсный зондирующий сигнал, либо не обеспечивается когерентный прием рассеянного сигнала. Это связано с тем, что при возбуждении каждого радиоимпульса, рассеянного маркером сигнала на частоте субгармоники, возможны два равновероятных значения фазы, отличающиеся на π [Горбачев П.А. Формирование сигналов системой пассивных субгармонических рассеивателей // Радиотехника и электроника, 1995, т. 40, №11, стр.1606-1610.]. В результате рассеянный на субгармонике сигнал не когерентен, даже при когерентном зондирующем сигнале.This device has a significant drawback, namely, not sufficient efficiency, because either it is not possible to use a pulsed probe signal, or coherent reception of the scattered signal is not provided. This is due to the fact that upon excitation of each radio pulse scattered by the signal marker at the subharmonic frequency, two equally probable phase values differing by π are possible [P. Gorbachev. Signal formation by a system of passive subharmonic diffusers // Radio Engineering and Electronics, 1995, v. 40, No. 11, pp. 1606-1610.]. As a result, the signal scattered by the subharmonic is not coherent, even with a coherent probe signal.

Указанные недостатки преодолены в обнаружителе параметрических рассеивателей, известном по [Ларцов С.В. Зондирующий сигнал для обнаружения параметрических рассеивателей // «Радиотехника», 2000, N5, стр.8-12]. Обнаружитель параметрических рассеивателей позволяет решать задачу применения когерентного приема при обнаружении объектов, маркированных с помощью маркеров параметрических рассеивателей. Работа обнаружителя параметрических рассеивателей заключается в том, что на объекте поиска предварительно размещается одноконтурный параметрический рассеиватель с частотой параметрической генерации, равной половине частоты зондирующего сигнала, область пространства, в которой может находиться объект поиска, облучается зондирующим сигналом, формирующим в процессе нелинейного рассеяния от параметрического рассеивателя последовательность пачек узкополосных когерентных радиоимпульсов рассеянного сигнала, при этом каждый радиоимпульс соответствует символу выбранного закона кодирования, представляющего собой бинарную последовательность, элементы которой соответствуют, отличающимся на π, значениям фазы высокочастотного заполнения радиоимпульсов, для этого зондирующий сигнал включает последовательность пачек узкополосных когерентных прямоугольных радиоимпульсов сигнала накачки с частотой высокочастотного заполнения f и длительностью радиоимпульсов τ, кроме того зондирующий сигнал включает последовательность узкополосных когерентных синхронизирующих радиоимпульсов с частотой высокочастотного заполнения 0,5f и длительностью радиоимпульса τ1, при этом τ1 существенно меньше τ, фаза высокочастотного заполнения синхронизирующего радиоимпульса соответствует текущему порядковому символу выбранного закона манипуляции, а передний фронт синхронизирующего радиоимпульса совпадает с передним фронтом радиоимпульса накачки либо опережает его на время не превышающее τ1, при этом производится когерентное накопление по алгоритму, обеспечивающему максимальный уровень когерентного накопления, соответствующего выбранному закону манипуляции, при превышении порога обнаружения принимается решение о наличии в зоне обнаружебния объекта поиска.These shortcomings are overcome in the detector parametric scatterers, known for [S. Lartsov A probe signal for detecting parametric scatterers // Radio Engineering, 2000, N5, pp. 8-12]. The detector of parametric scatterers allows solving the problem of applying coherent reception when detecting objects marked with the help of markers of parametric scatterers. The operation of the detector of parametric scatterers consists in the fact that a single-circuit parametric scatterer with a parametric generation frequency equal to half the frequency of the probing signal is preliminarily placed on the search object, the region of space in which the search object can be located is irradiated by the probing signal, which forms during the nonlinear scattering from the parametric scatterer a sequence of packs of narrowband coherent radio pulses of the scattered signal, with each radio pulse ls corresponds to the symbol of the selected coding law, which is a binary sequence, the elements of which correspond to the values of the phase of high-frequency filling of radio pulses, differing by π, for this the probing signal includes a sequence of packs of narrow-band coherent rectangular radio pulses of a pump signal with a frequency of high-frequency filling f and duration of radio pulses τ, except the probe signal includes a sequence of narrow-band coherent synchronizing rad IO pulses with a high-frequency filling frequency of 0.5f and a radio pulse duration of τ 1 , while τ 1 is significantly shorter than τ, the high-frequency filling phase of the synchronizing radio pulse corresponds to the current ordinal symbol of the selected manipulation law, and the leading edge of the synchronizing radio pulse coincides with the leading edge of the pumping pulse or is ahead of it by time does not exceed τ 1, the coherent accumulation is done by algorithms that provide the maximum level of the coherent accumulation, with tvetstvuyuschego chosen law manipulation when exceeding the detection threshold decision is taken to the presence of an object obnaruzhebniya search area.

Обнаружитель параметрических рассеивателей позволяет обеспечивать когерентное накопление сигнала в приемном устройстве, однако при его реализации для обнаружения параметрических рассеивателей используются синхронизирующие радиоимпульсы на частоте 0,5f, которые являются когерентной помехой радиоприему.The detector of parametric scatterers allows for coherent accumulation of the signal in the receiving device, however, when implemented, for detecting parametric scatterers, synchronizing radio pulses at a frequency of 0.5f are used, which are coherent interference to the radio reception.

Этот недостаток устранен в обнаружителе параметрических рассеивателей с нелинейным формированием синхросигналов, известном по [Бабанов Н.Ю., Корсаков А.С. и др. Способ обнаружения одноконтурных или двухконтурных параметрических рассеивателей // реферат заявки на выдачу патента RU 2009118092 А, дата публикации 20.11.2010]. В обнаружителе параметрических рассеивателей с нелинейным формированием синхросигналов синхронизирующие сигналы на частоте 0,5f формируются непосредственно в параметрическом рассеивателе в результате нелинейного преобразования на нелинейной емкости параметрического рассеивателя. Для этого в спектре зондирующего сигнала кроме сигнала на частоте накачки f излучается один или два дополнительных сигнала на частотах f1 и f2. При этом, одна из частот нелинейного преобразования зондирующего сигнала должна быть равна частоте генерации параметрического рассеивателя: nf±mf1±kf2=0,5f, где n, m, k могут принимать целые значения от 0 до 2.This disadvantage is eliminated in the detector of parametric scatterers with nonlinear generation of clock signals, known from [Babanov N.Yu., Korsakov A.S. et al. A method for detecting single-circuit or dual-circuit parametric scatterers // abstract of patent application RU 2009118092 A, publication date 11/20/2010]. In the detector of parametric scatterers with nonlinear generation of clock signals, synchronizing signals at a frequency of 0.5f are generated directly in the parametric scatterer as a result of nonlinear conversion on the nonlinear capacitance of the parametric scatterer. For this, in the spectrum of the probing signal, in addition to the signal at the pump frequency f, one or two additional signals are emitted at frequencies f 1 and f 2 . Moreover, one of the frequencies of the nonlinear transformation of the probe signal should be equal to the frequency of generation of the parametric scatterer: nf ± mf 1 ± kf 2 = 0.5f, where n, m, k can take integer values from 0 to 2.

В качестве прототипа выбран известный по [Нелинейный пассивный маркер - параметрический рассеиватель, патент RU 2336538 С2] параметрический рассеиватель-маркер с нелинейным формированием синхросигналов, состоящий из нелинейного параметрического рассеивателя в виде антенной системы, подключенной к параметрическому генератору. Данный параметрический рассеиватель-маркер, в частности, может быть использован для обнаружителей с нелинейным формированием синхросигналов.As a prototype, a well-known [Non-linear passive marker - parametric scatterer, patent RU 2336538 C2] parametric diffuser-marker with non-linear generation of clock signals, consisting of a nonlinear parametric scatterer in the form of an antenna system connected to a parametric generator, was selected as a prototype. This parametric diffuser-marker, in particular, can be used for detectors with nonlinear generation of clock signals.

Недостатком прототипа является то, что антенная система этого параметрического рассеивателя-маркера с нелинейным формированием синхросигналов должна быть сконструирована и настроена так, чтобы кроме сигнала на частоте накачки f и сигнала на частоте параметрической генерации 0,5f на параметрический генератор поступали один или два сигнала на частотах f1 и f2, что всегда ведет к снижению эффективности этой антенной системы. Кроме того, наличие на нелинейной емкости параметрического генератора кроме сигнала на частоте накачки f еще одного или двух сигналов на частотах f1 и f2 с большой интенсивностью может привести к нежелательным нелинейным эффектам блокирования и соответственно снижению или даже срыву параметрической генерации. При этом условия нелинейного формирования синхронизирующих сигналов предполагают использование неэффективного нелинейного преобразования на нелинейной емкости параметрического генератора. В результате коэффициент нелинейного преобразования будет существенно ниже своего потенциального максимума, что будет требовать использования дополнительных сигналов с высоким уровнем интенсивности, по крайней мере таким же, как сигнал накачки. Другими словами, совмещение на одном нелинейном элементе двух нелинейных процессов разной природы: параметрической генерации субгармоники и нелинейного формирования синхросигналов, хотя и вполне возможно физически, скорее всего, сильно затруднит одновременное обеспечение их эффективности.The disadvantage of the prototype is that the antenna system of this parametric scatterer marker with non-linear generation of clock signals must be designed and configured so that in addition to the signal at the pump frequency f and the signal at the frequency of parametric generation 0.5f, one or two signals at frequencies f 1 and f 2 , which always leads to a decrease in the efficiency of this antenna system. In addition, the presence of a parametric generator on the nonlinear capacitance, in addition to the signal at the pump frequency f, of one or two more signals at frequencies f 1 and f 2 with high intensity can lead to undesirable nonlinear blocking effects and, accordingly, decrease or even disrupt parametric generation. In this case, the conditions for the nonlinear generation of synchronizing signals imply the use of an ineffective nonlinear conversion on the nonlinear capacitance of a parametric generator. As a result, the coefficient of nonlinear conversion will be significantly lower than its potential maximum, which will require the use of additional signals with a high level of intensity, at least the same as the pump signal. In other words, combining on one single nonlinear element two nonlinear processes of different nature: parametric generation of subharmonics and nonlinear generation of clock signals, although physically possible, is likely to make it very difficult to simultaneously ensure their effectiveness.

В изобретении поставлена задача разработки конструкции параметрического рассеивателя, которая позволила бы реализовать преимущества нелинейного способа формирования синхросигналов, а именно частотной селекции ответного сигнала от помех, при обнаружении одноконтурных параметрических рассеивателей. Для этого должно быть обеспечено, чтобы одновременное протекающие в параметрическом рассеивателе два нелинейных процесса: параметрическая генерация субгармоники и нелинейное формирование синхросигналов, не препятствовали бы друг другу и могли быть независимо оптимизированы.The invention has the task of developing a design of a parametric scatterer, which would make it possible to realize the advantages of a nonlinear method for generating clock signals, namely, the frequency selection of the response signal from interference when detecting single-circuit parametric scatterers. To this end, it must be ensured that the two non-linear processes taking place simultaneously in the parametric scatterer: the parametric generation of subharmonics and the non-linear generation of clock signals, do not interfere with each other and can be independently optimized.

Недостатки прототипа устраняются в предлагаемом параметрическом рассеивателе-маркере с нелинейным формированием синхросигналов, состоящем из нелинейного параметрического рассеивателя в виде антенной системы, подключенной к параметрическому генератору, при этом в его конструкцию включен нелинейный рассеиватель, состоящий из антенны и нелинейного элемента, причем частота нелинейного продукта, для рассеяния которого предназначен нелинейный рассеиватель, равна частоте параметрической генерации параметрического генератора.The disadvantages of the prototype are eliminated in the proposed parametric scatterer marker with non-linear generation of clock signals, consisting of a nonlinear parametric scatterer in the form of an antenna system connected to a parametric generator, while its design includes a nonlinear scatterer consisting of an antenna and a nonlinear element, and the frequency of the nonlinear product, the scattering of which the nonlinear scatterer is intended to equal the frequency of the parametric generation of the parametric generator.

Суть изобретения заключается в том, что при условии включения в конструкцию параметрического рассеивателя-маркера дополнительного нелинейного рассеивателя и излучения зондирующего сигнала, в спектре которого кроме сигнала на частоте накачки f излучается один или два дополнительных сигналов на частотах f1 и f2, появляется возможность обеспечения одновременного и эффективного протекания двух нелинейных процессов: параметрической генерации субгармоники и нелинейного формирования синхросигналов. При этом обеспечивается возможность оптимальной настройки антенной системы параметрического рассеивателя на частоты накачки f и параметрической генерации 0,5f, а параметрический генератор может быть защищен от эффектов блокирования на основе частотной селекции. В то же время, нелинейное формирование синхросигналов будет производится независимо на нелинейном рассеивателе и может быть выполнено тоже оптимально с точки зрения оптимизации антенн нелинейного рассеивателя, и на его частоту нелинейного рассеяния 0,5f, и на частоты, которые участвуют в формировании этого нелинейного продукта.The essence of the invention lies in the fact that provided that the design of the parametric scatterer marker additional nonlinear scatterer and the radiation of the probe signal, in the spectrum of which, in addition to the signal at the pump frequency f, one or two additional signals are emitted at frequencies f 1 and f 2 , it becomes possible simultaneous and efficient flow of two nonlinear processes: parametric generation of subharmonics and nonlinear generation of clock signals. At the same time, it is possible to optimally tune the antenna system of the parametric scatterer to the pump frequencies f and parametric generation 0.5f, and the parametric generator can be protected from blocking effects based on frequency selection. At the same time, the nonlinear generation of clock signals will be performed independently on the nonlinear scatterer and can also be performed optimally from the point of view of optimizing the antennas of the nonlinear scatterer, and its nonlinear scattering frequency 0.5f, and the frequencies that are involved in the formation of this nonlinear product.

Предлагаемый параметрический рассеиватель - маркер с нелинейным формированием синхросигналов может быть реализован в качестве маркера в составе обнаружителя одноконтурных параметрических рассеивателей. При этом дополнительный сигнал излучается на частоте 0,25f, то есть в четыре раза меньше частоты сигнала накачки f. Синхронизирующий сигнал является второй гармоникой дополнительного сигнала. Соответственно частота, на которой происходит синхронизация равна: 0,5f=2×0,25f.The proposed parametric diffuser - a marker with non-linear generation of clock signals can be implemented as a marker in the detector of single-circuit parametric scatterers. In this case, an additional signal is emitted at a frequency of 0.25f, that is, four times less than the frequency of the pump signal f. The clock signal is the second harmonic of the auxiliary signal. Accordingly, the frequency at which synchronization occurs is: 0.5f = 2 × 0.25f.

Структурная схема обнаружителя одноконтурных параметрических рассеивателей представлена фиг.1. Элементы: 1 - генератор синусоидального сигнала, 2-умножитель частоты в четыре раза, 3 - фазовый модулятор. 4 - амплитудный модулятор, 5 - генератор опорных импульсов, 6 - формирователь, 7, 8 - высокочастотные усилители, 9, 10, 11 - антенны, 12 - высокочастотный усилитель, 13 - аналого-цифровой преобразователь, 14-сигнальный процессор и 15 - индикатор конструктивно связаны и - образуют обнаружитель 16. Элементы: 17 - параметрический рассеиватель и 18 - нелинейный рассеиватель так же конструктивно связаны и образуют параметрический рассеиватель - маркер с нелинейной синхронизацией - 19.The structural diagram of the detector single-circuit parametric scatterers presented figure 1. Elements: 1 - a sinusoidal signal generator, 2-frequency multiplier four times, 3 - phase modulator. 4 - amplitude modulator, 5 - reference pulse generator, 6 - driver, 7, 8 - high-frequency amplifiers, 9, 10, 11 - antennas, 12 - high-frequency amplifier, 13 - analog-to-digital converter, 14-signal processor and 15 - indicator structurally coupled and - form a detector 16. Elements: 17 - a parametric diffuser and 18 - a nonlinear diffuser are also structurally connected and form a parametric diffuser - a marker with nonlinear synchronization - 19.

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

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

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

Выход 1 формирователя 6 соединен с управляющим входом 2 амплитудного модулятора 4, выход 2 формирователя 6 соединен с управляющим входом 2 фазового модулятора 3. Выход 3 формирователя 6 соединен с вспомогательным входом 2 сигнального процессора 14.The output 1 of the shaper 6 is connected to the control input 2 of the amplitude modulator 4, the output 2 of the shaper 6 is connected to the control input 2 of the phase modulator 3. The output 3 of the shaper 6 is connected to the auxiliary input 2 of the signal processor 14.

Антенна 11 соединена со входом высокочастотного усилителя 12, настроенном на частоту f/2. Выход высокочастотного усилителя 12 соединен со входом аналого-цифрового преобразователя 13. Выход аналого-цифрового преобразователя 13 соединен с сигнальным входом 1 сигнального процессора 14, выход сигнального процессора 14 соединен со входом индикатора 16.The antenna 11 is connected to the input of a high-frequency amplifier 12 tuned to a frequency f / 2. The output of the high-frequency amplifier 12 is connected to the input of the analog-to-digital converter 13. The output of the analog-to-digital converter 13 is connected to the signal input 1 of the signal processor 14, the output of the signal processor 14 is connected to the input of the indicator 16.

В зоне облучения антенн 9, 10, 11 расположен параметрический рассеиватель-маркер с нелинейным формированием синхросигналов 19, состоящий из объединенных конструктивно параметрического рассеивателя 17 и нелинейного рассеивателя 18.In the irradiation zone of antennas 9, 10, 11 there is a parametric diffuser-marker with non-linear generation of clock signals 19, consisting of a structurally integrated parametric diffuser 17 and non-linear diffuser 18.

Обнаружитель одноконтурных параметрических рассеивателей работает следующим образом.The detector single-circuit parametric scatterers works as follows.

Генератор синусоидального сигнала 1 генерирует непрерывный сигнал на частоте f/4 на своих выходах 1 и 2. С выхода 2 этот сигнал поступает на вход умножителя 2, где его частота увеличивается в четыре раза. На выходе умножителя 2 формируется сигнал на частоте f, который поступает на сигнальный вход 1 амплитудного модулятора 4.Sine signal generator 1 generates a continuous signal at a frequency f / 4 at its outputs 1 and 2. From output 2, this signal is fed to the input of multiplier 2, where its frequency increases four times. At the output of the multiplier 2, a signal is formed at a frequency f, which is fed to the signal input 1 of the amplitude modulator 4.

Одновременно сигнал на частоте f/4 с выхода 1 синусоидального сигнала 1 поступает на сигнальный вход 1 фазового модулятора 3.At the same time, the signal at a frequency f / 4 from the output 1 of the sinusoidal signal 1 is fed to the signal input 1 of the phase modulator 3.

Одновременно генератор опорных импульсов 5 формирует на своем выходе тактовую последовательность, поступающую на вход формирователя 6. Указанная тактовая последовательность синхронизирует работу излучающей части обнаружителя 16, ее условная осциллограмма представлена на фиг.2, кривая 1.At the same time, the reference pulse generator 5 generates at its output a clock sequence supplied to the input of the shaper 6. This clock sequence synchronizes the operation of the radiating part of the detector 16, its conditional waveform is shown in figure 2, curve 1.

Эта тактовая последовательность преобразуется на выходе 1 формирователя 6 в последовательность видеоимпульсов управления амплитудным модулятором 4, а на выходе 2 в последовательность видеоимпульсов управления фазовым модулятором 3.This clock sequence is converted at the output 1 of the shaper 6 into a sequence of video pulses to control the amplitude modulator 4, and at the output 2 to a sequence of video pulses to control the phase modulator 3.

На фиг.2, кривая 2 представлена условная осциллограмма одного импульса последовательности видеоимпульсов управления фазовым модулятором 3: На фиг.2, кривая 3 представлена условная осциллограмма видеоимпульса последовательности видеоимпульсов управления амплитудным модулятором 4. При этом видеоимпульс последовательности видеоимпульсов управления амплитудным модулятором 4 содержит информацию о начале и конце излучения импульсов сигнала накачки, А импульс последовательности видеоимпульсов управления фазовым модулятором 3 содержит информацию о значении текущего символа выбранного бинарного закона кодирования: положительная и отрицательная полярности соответствуют противоположным символам. Задержка между фронтами видеоимпульсов последовательности видеоимпульсов управления амплитудным модулятором и последовательности видеоимпульсов управления фазовым модулятором связана с временем, необходимым на переходные процессы.In Fig. 2, curve 2 is a conditional waveform of one pulse of a sequence of video pulses of control of a phase modulator 3: In Fig. 2, curve 3 is a conditional waveform of a video pulse of a sequence of video pulses of control of a phase modulator 4. In this case, the video pulse of a sequence of video pulses of control of a phase modulator 4 contains information about the beginning and the end of the radiation of the pulses of the pump signal, And the pulse of the sequence of video pulses controlling the phase modulator 3 contains inf Description of the value of the current symbol of the selected binary coding law: positive and negative polarities correspond to opposite symbols. The delay between the edges of the video pulses of the sequence of video pulses of control of the amplitude modulator and the sequence of video pulses of control of the phase modulator is related to the time required for transients.

Сигналы управления амплитудным модулятором 4 формируются на выходе 1 формирователя 6 в виде следующих друг за другом через определенный период времени видеоимпульсов. Все сигналы управления имеют одинаковую длительность и полярность. Позиция переднего фронта видеоимпульса управления амплитудным модулятором 4 несколько отстает от переднего фронта видеоимпульса управления фазовым модулятором 3. Позиция заднего фронта видеоимпульса управления амплитудным модулятором 4 определяется положением переднего фронта и соответствует заданной длительности τ радиоимпульса накачки.The control signals of the amplitude modulator 4 are generated at the output 1 of the shaper 6 in the form of video pulses following each other after a certain period of time. All control signals have the same duration and polarity. The position of the leading edge of the video control pulse of the amplitude modulator 4 is somewhat behind the leading edge of the video control pulse of the phase modulator 3. The position of the leading edge of the video control pulse of the amplitude modulator 4 is determined by the position of the leading edge and corresponds to the specified duration τ of the pump pulse.

Сигналы управления фазовым модулятором 3 формируются на выходе 2 формирователя 6 и поступают на управляющий вход 2 фазового модулятора 3. Фазовый модулятор 3 формирует сигнал в соответствии с полярностью управляющих видеоимпульсов. В результате формируется последовательность узкополосных когерентных следующих друг за другом вспомогательных радиоимпульсов с частотой высокочастотного заполнения f/4, с длительностью каждого из парных радиоимпульсов τ1, при этом τ1<<τ. Фаза каждого текущего радиоимпульса определяется выбранным законом кодирования. При этом символу «1» соответствует нулевое значение фазы, а символу «0» соответствует значение фазы, отличающееся на π/2.The control signals of the phase modulator 3 are generated at the output 2 of the shaper 6 and fed to the control input 2 of the phase modulator 3. The phase modulator 3 generates a signal in accordance with the polarity of the control video pulses. As a result, a sequence of narrow-band coherent auxiliary radio pulses following one after another is formed with a high-frequency filling frequency f / 4, with a duration of each of the paired radio pulses τ 1 , with τ 1 << τ. The phase of each current radio pulse is determined by the selected coding law. In this case, the symbol “1” corresponds to a zero phase value, and the symbol “0” corresponds to a phase value that differs by π / 2.

На фиг.2, кривая 4 представлена условная осциллограмма одного радиоимпульса последовательности узкополосных когерентных следующих друг за другом вспомогательных радиоимпульсов.Figure 2, curve 4 presents the conditional waveform of one radio pulse sequence of narrow-band coherent next to each other auxiliary radio pulses.

Сформированная последовательность пачек узкополосных когерентных пар следующих друг за другом вспомогательных радиоимпульсов с частотой высокочастотного заполнения f/4 проходит через высокочастотный усилитель 8 и антенну 9, при помощи которой излучается в пространство в направлении параметрического рассеивателя-маркера с нелинейным формированием синхросигналов 19 и облучает входящий в его состав нелинейный рассеиватель 18.The formed sequence of packets of narrow-band coherent pairs of successive auxiliary radio pulses with a frequency of high-frequency filling f / 4 passes through a high-frequency amplifier 8 and antenna 9, with the help of which it is radiated into space in the direction of a parametric scatterer-marker with non-linear generation of clock signals 19 and irradiates the one entering into it composition nonlinear diffuser 18.

На нелинейном рассеивателе 18 последовательность узкополосных когерентных следующих друг за другом вспомогательных радиоимпульсов переизлучается в виде последовательности синхронизирующих радиоимпульсов с частотой f/2, которые облучают параметрический рассеиватель 17. Условная осциллограмма одного радиоимпульса этой синхронизирующей последовательности представлена на фиг.2, кривая 5.On the nonlinear scatterer 18, the sequence of narrow-band coherent auxiliary pulses following one after another is re-emitted in the form of a sequence of clock pulses with a frequency f / 2, which irradiate the parametric scatterer 17. The conditional waveform of one radio pulse of this clock sequence is shown in Fig. 2, curve 5.

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

В результате формируется последовательность пачек узкополосных когерентных прямоугольных радиоимпульсов сигнала накачки с частотой высокочастотного заполнения/и длительностью радиоимпульсов τ. Этот сигнал усиливается усилителем 7 и излучается антенной 10 в направлении параметрического рассеивателя - маркера с нелинейным формированием синхросигналов 19 и облучает, входящий в его состав параметрический рассеиватель 17. Условная осциллограмма одного импульса этой последовательности представлена на фиг.2, кривая 6.As a result, a sequence of packs of narrow-band coherent rectangular radio pulses of a pump signal with a high-frequency filling frequency / and a duration of radio pulses τ is formed. This signal is amplified by amplifier 7 and emitted by antenna 10 in the direction of the parametric scatterer - marker with non-linear generation of clock signals 19 and irradiates the parametric scatterer 17 included in it. The conditional waveform of one pulse of this sequence is shown in Fig. 2, curve 6.

На параметрическом рассеивателе 17 наводятся радиоимпульсы сигнала накачки на частоте f, при этом к этому моменту на нем уже наведен синхронизирующий радиоимпульс на частоте f/2. В данных условиях процесс генерации сигнала на частоте f/2 перестает быть случайным и на параметрическом рассеивателе 17 формируется последовательность пачек узкополосных когерентных радиоимпульсов ответного сигнала. Каждый радиоимпульс этой последовательности соответствует символу выбранного закона кодирования, причем фаза каждого импульса данной последовательности совпадает с фазой синхронизирующего радиоимпульса. На фиг.2, кривая 7 представлена условная осциллограмма одного импульса последовательности ответного сигнала.On the parametric scatterer 17, the radio pulses of the pump signal at a frequency f are induced, while at this point a synchronizing radio pulse at a frequency f / 2 has already been induced on it. Under these conditions, the process of generating a signal at a frequency f / 2 ceases to be random and a sequence of packs of narrow-band coherent radio pulses of the response signal is formed on the parametric diffuser 17. Each radio pulse of this sequence corresponds to the symbol of the selected coding law, and the phase of each pulse of this sequence coincides with the phase of the synchronizing radio pulse. Figure 2, curve 7 presents the conditional waveform of one pulse of the sequence of the response signal.

Радиоимпульсы рассеянного сигнала принимаются антенной 11, усиливаются высокочастотным усилителем 12 и поступают на вход аналого-цифрового преобразователя 13, где входной сигнал оцифровывается. Оцифрованный сигнал поступает на сигнальный процессор 14, где производится когерентное накопление по алгоритму, обеспечивающему максимальный уровень когерентного накопления принимаемого сигнала, соответствующего выбранному закону кодирования. Результат когерентного накопления сравнивается с порогом, при превышении которого подается сигнал на индикатор 15 об обнаружении цели.The radio pulses of the scattered signal are received by the antenna 11, amplified by a high-frequency amplifier 12 and fed to the input of an analog-to-digital converter 13, where the input signal is digitized. The digitized signal is fed to the signal processor 14, where coherent accumulation is performed according to an algorithm that provides the maximum level of coherent accumulation of the received signal corresponding to the selected coding law. The result of coherent accumulation is compared with a threshold, when exceeded, a signal is sent to indicator 15 about target detection.

В качестве генератора синусоидального сигнала 1 может быть использован стандартный генератор Г4-164. Умножитель 2 может быть изготовлен по [С.А. Дробов, С.И. Бычков. Радиопередающие устройства // Сов. Радио, М., 1968 г., стр.117-123]. Фазовый модулятор 3 может быть реализован по [С.А. Дробов, С.И. Бычков Радиопередающие устройства // Сов. Радио, М.1968 г., стр.329-335]. Амплитудный модулятор 4 может быть реализован по [С.А. Дробов, С.И. Бычков. Радиопередающие устройства // Сов. Радио, М., 1968 г., стр.240-277]. В качестве генератора опорных импульсов 5 может быть использован стандартный генератор Г5-28, 6 - формирователь может быть реализован по [В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев. Электроника // М. Высшая школа, 1991, издание 2-е переработанное и дополненное, стр.489-585]. В качестве высокочастотных усилителей 7, 8 могут быть использованы усилители от стандартного генератора Г4-128. В качестве антенн 9, 10, 11 могут быть использованы антенны П6-33. В качестве высокочастотного усилителя 12 может быть использован стандартный малошумящий усилитель МАХ 2640. В качестве аналого-цифрового преобразователя 13 может быть использован, АЦП ZET 230. В качестве сигнального процессора 14 может быть использован сигнальный процессор TMS 320 С 2000. Алгоритм работы может быть сформирован на основе [В.И. Тихонов. Оптимальный прием сигналов. М. Радио и связь, 1983, стр.37-60]. В качестве индикатора 15 может быть использован компьютер типа Pentium 4.As the generator of the sinusoidal signal 1, a standard generator G4-164 can be used. Multiplier 2 can be manufactured according to [S.A. Drobov, S.I. Bychkov. Radio transmitting devices // Sov. Radio, M., 1968, pp. 117-123]. Phase modulator 3 can be implemented according to [S.A. Drobov, S.I. Bychkov Radio transmitting devices // Sov. Radio, M.1968, pp. 299-335]. Amplitude modulator 4 can be implemented according to [S.A. Drobov, S.I. Bychkov. Radio transmitting devices // Sov. Radio, M., 1968, pp. 240-277]. As a generator of reference pulses 5, a standard generator G5-28 can be used, 6 - the shaper can be implemented according to [V.G. Gusev, Yu.M. Gusev. Electronics // M. Higher School, 1991, 2nd edition revised and expanded, pp. 489-585]. As high-frequency amplifiers 7, 8, amplifiers from a standard generator G4-128 can be used. As antennas 9, 10, 11, antennas P6-33 can be used. As a high-frequency amplifier 12, a standard low-noise amplifier MAX 2640 can be used. As an analog-to-digital converter 13, an ZET 230 ADC can be used. As a signal processor 14, a TMS 320 C 2000 signal processor can be used. The operation algorithm can be generated on basis [V.I. Tikhonov. Optimum signal reception. M. Radio and Communications, 1983, pp. 37-60]. As an indicator 15, a Pentium 4 computer can be used.

Параметрический рассеиватель-17 может быть изготовлен на основе прототипа по [Нелинейный пассивный маркер - параметрический рассеиватель, патент RU 2336538 С2]. Нелинейный рассеиватель-18 может быть на основе [Н.Ю. Бабанов, С.В. Ларцов О характеристиках, необходимых для описания пространственных свойств простых нелинейных рассеивателей. Радиотехника, 2009 г., №5, стр.34-39].Parametric diffuser-17 can be made on the basis of the prototype according to [Non-linear passive marker - parametric diffuser, patent RU 2336538 C2]. Non-linear diffuser-18 can be based on [N.Yu. Babanov, S.V. Lartsov On the characteristics necessary to describe the spatial properties of simple nonlinear scatterers. Radio engineering, 2009, No. 5, pp. 34-39].

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит проводить более эффективный поиск параметрических рассеивателей-маркеров, так как позволяет обеспечить одновременное и эффективное протекание в заявляемом устройстве двух нелинейных процессов: параметрической генерации и нелинейного формирования синхросигналов на частоте параметрической генерации.Thus, the proposed technical solution will allow for a more efficient search for parametric scatterers-markers, as it allows for the simultaneous and efficient occurrence of two non-linear processes in the inventive device: parametric generation and non-linear generation of clock signals at the frequency of parametric generation.

Claims (1)

Параметрический рассеиватель - маркер с нелинейным формированием синхросигналов, состоящий из нелинейного параметрического рассеивателя в виде антенной системы, подключенной к параметрическому генератору, отличающийся тем, что в его конструкцию включен нелинейный рассеиватель, состоящий из антенны и нелинейного элемента, причем частота нелинейного продукта, для рассеяния которого предназначен нелинейный рассеиватель, равна частоте параметрической генерации параметрического генератора. A parametric scatterer is a marker with nonlinear generation of clock signals, consisting of a nonlinear parametric scatterer in the form of an antenna system connected to a parametric generator, characterized in that its design includes a nonlinear scatterer consisting of an antenna and a nonlinear element, the frequency of the nonlinear product for which designed non-linear diffuser, equal to the frequency of parametric generation of a parametric generator.
RU2011105670/07A 2011-02-15 2011-02-15 Parametric scatterer-marker with nonlinear clock signal generation RU2507537C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011105670/07A RU2507537C2 (en) 2011-02-15 2011-02-15 Parametric scatterer-marker with nonlinear clock signal generation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011105670/07A RU2507537C2 (en) 2011-02-15 2011-02-15 Parametric scatterer-marker with nonlinear clock signal generation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011105670A RU2011105670A (en) 2012-08-20
RU2507537C2 true RU2507537C2 (en) 2014-02-20

Family

ID=46936345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011105670/07A RU2507537C2 (en) 2011-02-15 2011-02-15 Parametric scatterer-marker with nonlinear clock signal generation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2507537C2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4757315A (en) * 1986-02-20 1988-07-12 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method and apparatus for measuring distance
RU94036233A (en) * 1994-09-28 1996-07-20 С.А. Бахарев Device for detecting and direction finding of low-frequency hydroacoustic radiations
RU2145424C1 (en) * 1999-06-21 2000-02-10 Воронежское конструкторское бюро антенно-фидерных устройств Method of detection of object ( versions )
US20050207587A1 (en) * 2002-08-26 2005-09-22 Pompei Frank J Parametric array modulation and processing method
EP1640745A2 (en) * 2004-09-24 2006-03-29 Meta System S.p.A. Obstacle detection method and system, particularly for systems for assisting the parking of vehicles
RU2336538C2 (en) * 2006-06-28 2008-10-20 Сергей Викторович Ларцов Non-linear passive marker-parameter diffuser
WO2010034933A1 (en) * 2008-09-23 2010-04-01 Universite Paris 13 System and method for detecting at least one object having a marker

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4757315A (en) * 1986-02-20 1988-07-12 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method and apparatus for measuring distance
RU94036233A (en) * 1994-09-28 1996-07-20 С.А. Бахарев Device for detecting and direction finding of low-frequency hydroacoustic radiations
RU2145424C1 (en) * 1999-06-21 2000-02-10 Воронежское конструкторское бюро антенно-фидерных устройств Method of detection of object ( versions )
US20050207587A1 (en) * 2002-08-26 2005-09-22 Pompei Frank J Parametric array modulation and processing method
EP1640745A2 (en) * 2004-09-24 2006-03-29 Meta System S.p.A. Obstacle detection method and system, particularly for systems for assisting the parking of vehicles
RU2336538C2 (en) * 2006-06-28 2008-10-20 Сергей Викторович Ларцов Non-linear passive marker-parameter diffuser
WO2010034933A1 (en) * 2008-09-23 2010-04-01 Universite Paris 13 System and method for detecting at least one object having a marker

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011105670A (en) 2012-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6208286B1 (en) Method for discovering the location of a living object and microwave location device for realizing the same
Petersen et al. Microwave radio emissions of negative cloud-to-ground lightning flashes
US7006033B2 (en) Pulse radar apparatus
RU2513868C2 (en) Method for scanning pulsed doppler radar location of targets on passive jamming background
Gurevich et al. Radio emission due to simultaneous effect of runaway breakdown and extensive atmospheric showers
JP2013238477A (en) Radar device
AU2014200835B2 (en) An object detector
RU2441253C1 (en) Method of detecting markers - parametric scatterers
RU2507537C2 (en) Parametric scatterer-marker with nonlinear clock signal generation
Chernogor et al. Observations of the ionospheric wave disturbances using the Kharkov incoherent scatter radar upon RF heating of the near-earth plasma
Arzhannikov et al. Experimental and theoretical investigations of high power sub-millimeter wave emission at two-stream instability of high-current REB
RU2408033C1 (en) Method of detecting parametric scatterers
RU90222U1 (en) GROUP PARAMETRIC DIFFUSER
RU2496122C2 (en) Method of detecting single-loop parametric scatterers with nonlinear generation of synchronising signal
RU2413242C2 (en) Method of detecting single-loop parametric scatterers
WO2016194044A1 (en) Target detection device and target detection method
US9052370B2 (en) Detection processing for NQR system
EP2901174B1 (en) Frequency modulated continuous waveform (fmcw) radar
RU2455659C2 (en) Method of detecting double-loop parametric scatterers
RU2487366C2 (en) Method of detecting objects labelled with parametric scatterers
JP4437804B2 (en) Radar apparatus and distance measuring method
Sergeev et al. Study of the plasma turbulence dynamics by measurements of diagnostic stimulated electromagnetic emission. I. Experimental results
RU2505838C1 (en) Method for radio location of objects with radar-absorbent coating
RU2532258C1 (en) Method of detecting broadband parametric scatterers
RU2568430C1 (en) Radar space sounding method

Legal Events

Date Code Title Description
FA94 Acknowledgement of application withdrawn (non-payment of fees)

Effective date: 20130415

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20130515

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130216