RU2595775C1 - Method and device for remote detection and recognition of objects with nonlinear markers - Google Patents
Method and device for remote detection and recognition of objects with nonlinear markers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2595775C1 RU2595775C1 RU2015132546/07A RU2015132546A RU2595775C1 RU 2595775 C1 RU2595775 C1 RU 2595775C1 RU 2015132546/07 A RU2015132546/07 A RU 2015132546/07A RU 2015132546 A RU2015132546 A RU 2015132546A RU 2595775 C1 RU2595775 C1 RU 2595775C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- frequency
- nonlinear
- search
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к нелинейной радиолокации и может быть использовано для дистанционного обнаружения и распознавания объектов, находящихся вне зоны визуального наблюдения.The invention relates to non-linear radar and can be used for remote detection and recognition of objects outside the visual observation zone.
Известны способы и устройства дистанционного обнаружения объектов, использующие нелинейные способы и устройства радиолокации (НРЛ) [1, 2, 3], где основными элементами устройств являются нелинейные рассеиватели энергии (HP) (высокочастотные полупроводниковые радиодетали, точечные и плоскостные металлические контакты деталей), имеющиеся (или специально размещенные) в объекте поиска.Known methods and devices for the remote detection of objects using non-linear methods and radar devices (NRL) [1, 2, 3], where the main elements of the devices are non-linear energy dissipators (HP) (high-frequency semiconductor radio components, point and planar metal parts contacts), available (or specially placed) in the search object.
При облучении объекта поиска зондирующим сигналом нелинейный рассеиватель переизлучает в пространство сигнал на частотах высших гармоник и субгармоник зондирующего сигнала.When the search object is irradiated with a probing signal, the nonlinear scatterer re-emits the signal into space at the frequencies of higher harmonics and subharmonics of the probing signal.
Таким образом, факт регистрации приемником поисковой системы сигнала отклика на частотах высших гармоник и субгармоник зондирующего сигнала говорит о нахождении в области облучения нелинейного рассеивателя или нелинейного пассивного маркера (НМ).Thus, the fact that a search engine records a response signal at higher harmonics and subharmonics of the probe signal indicates that there is a nonlinear scatterer or a nonlinear passive marker (NM) in the irradiation region.
Существенными недостатками указанных способов и устройств являются незначительная (до 30 м) дальность обнаружения объектов поиска и слабая помехозащищенность из-за малого коэффициента преобразования мощности принятого зондирующего сигнала в сигналы его высших гармоник и субгармоник (слабого пассивного сигнала отклика), а также невозможность идентификации (распознавания) объектов поиска.Significant disadvantages of these methods and devices are the insignificant (up to 30 m) detection range of the search objects and poor noise immunity due to the small power conversion coefficient of the received probe signal into its higher harmonics and subharmonics signals (weak passive response signal), as well as the inability to identify (recognize ) search objects.
Использование HP в параметрических рассеивателях [4, 5, 6], повышающих на один-два порядка эффективность преобразования энергии входного сигнала, увеличивает мощность сигнала отклика, что несколько увеличивает дальность обнаружения объектов поиска (менее 100 м) и помехозащищенность.The use of HP in parametric diffusers [4, 5, 6], which increase the energy conversion efficiency of the input signal by one or two orders of magnitude, increases the power of the response signal, which slightly increases the detection range of search objects (less than 100 m) and noise immunity.
Увеличение дальности обнаружения HP за счет значительного повышения мощности зондирующего сигнала или чувствительности приемника поисковой системы приводит к ухудшению электромагнитной совместимости, повышению опасности для операторов и ухудшению помехозащищенности.An increase in the HP detection range due to a significant increase in the power of the probe signal or the sensitivity of the search engine receiver leads to a deterioration in electromagnetic compatibility, an increase in danger to operators, and a decrease in noise immunity.
В качестве прототипа предлагаемого изобретения выбрано техническое решение [6], которое может быть использовано в поисковых системах, например в системе обнаружения жертв кораблекрушения.As a prototype of the invention, a technical solution [6] was selected, which can be used in search engines, for example, in a shipwreck victims detection system.
В случае сигнала бедствия поисковая система излучает в пространство зондирующий сигнал, принимаемый объектом поиска с HP, который возбуждает в нелинейном маркере - субгармоническом параметрическом рассеивателе колебания на половинной частоте зондирующего сигнала, излучаемые в пространство и принимаемые поисковой системой, что позволяет обнаружить объект поиска и по направлению приемной антенны поисковой системы - его направление.In the case of a distress signal, the search system emits into the space a probe signal received by the search object with HP, which excites in the nonlinear marker, a subharmonic parametric scatterer, oscillations at half the frequency of the probe signal radiated into space and received by the search system, which allows the search object to be detected in the direction Search engine receive antenna - its direction.
Устройство-прототип состоит из поисковой системы, расположенной на подвижном водном или воздушном носителе и состоящей из генератора зондирующего сигнала, подсоединенного к излучающей антенне, настроенных на частоту зондирующего сигнала, приемной антенны и присоединенного к ней приемника, настроенных на половинную частоту зондирующего сигнала, и нелинейного маркера, расположенного на объекте поиска.The prototype device consists of a search system located on a mobile water or air carrier and consisting of a probe signal generator connected to a radiating antenna, tuned to the probe signal frequency, a receiving antenna and a receiver connected to it, tuned to half the probe signal frequency, and non-linear marker located on the search object.
Нелинейный маркер - субгармонический параметрический рассеиватель состоит из приемной и передающей антенн, настроенных, соответственно, на частоту зондирующего сигнала и его половинную частоту, и двух параметрических генераторов, настроенных на половинную частоту зондирующего сигнала.Non-linear marker - a subharmonic parametric scatterer consists of a receiving and transmitting antenna, tuned, respectively, to the frequency of the probing signal and its half frequency, and two parametric generators tuned to the half frequency of the probing signal.
Параметрический генератор представляет собой параметрический колебательный контур, состоящий из индуктивности и HP, имеющего нелинейную емкость, в качестве которой может быть использован полупроводниковый диод.A parametric generator is a parametric oscillatory circuit consisting of an inductance and an HP having a non-linear capacitance, which can be used as a semiconductor diode.
Недостатки прототипа те же, что и у аналогов, хотя дальность обнаружения и помехозащищенность прототипа несколько увеличены.The disadvantages of the prototype are the same as for analogues, although the detection range and noise immunity of the prototype are slightly increased.
Достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является существенное (на один-два порядка) увеличение дальности обнаружения объектов поиска с нелинейными маркерами при повышении помехозащищенности и возможность распознавания объектов поиска.Achievable technical result of the present invention is a significant (one or two orders of magnitude) increase in the detection range of search objects with non-linear markers with increased noise immunity and the ability to recognize search objects.
Дополнительным техническим результатом является возможность оповещения о начале поиска объекта.An additional technical result is the ability to notify about the beginning of the search for an object.
В предложенном способе так же, как и в прототипе, поисковая система облучает объект поиска, содержащего нелинейный рассеиватель, зондирующим сигналом на частоте f0 и получает отклик на другой частоте. Однако в предложенном способе зондирующий сигнал и сигнал отклика кодируются и декодируются, а нелинейный рассеиватель, в отличие от прототипа, преобразует высокочастную энергию принятого зондирующего сигнала в энергию постоянного напряжения для включения активного сигнала отклика на частоте f0+Δf, где Δ<<f0.In the proposed method, as in the prototype, the search system irradiates the search object containing a nonlinear diffuser with a probing signal at a frequency f 0 and receives a response at a different frequency. However, in the proposed method, the probe signal and the response signal are encoded and decoded, and the nonlinear scatterer, unlike the prototype, converts the high-frequency energy of the received probe signal into constant voltage energy to include the active response signal at a frequency f 0 + Δf, where Δ << f 0 .
Предложенный способ может быть реализован устройством, обеспечивающим достижение указанного технического результата за счет того, что в известное устройство, состоящее из поисковой системы (ПС), расположенной на подвижном носителе и включающей антенну (А), передающее устройство (ПУ), выход которого соединен с входом-выходом антенны, и приемник (Пр), и нелинейного маркера (НМ), расположенного на объекте поиска и включающего антенну (А), передающее устройство (ПУ), выход которого соединен с входом-выходом антенны, и нелинейный рассеиватель (HP), в ПС дополнительно включены полосовой фильтр (ПФ) и индикатор (И), причем вход ПФ соединен с входом-выходом А, а выход через Пр - с входом И, а в НМ дополнительно введены полосовой фильтр (ПФ), дешифратор кодовых посылок (ДКП), ключ (Кл), аккумулятор (Ак) и индикатор (И), причем вход ПФ соединен с входом-выходом А, а выход - с первым входом ДКП и входом HP, выход которого соединен со вторым входом ДКП, выход которого соединен с первым входом Кл, второй вход Кл - с выходом Ак, а выход - со входами ПУ и И. Кроме того, ПУ ПС и ПФ НМ настроены на частоту f0, ПУ НМ, ПФ ПС - на частоту f0+Δf, где Δf<<f0, оба ПУ содержат формирователи кодовых посылок, Пр содержит дешифратор кодовых посылок, а обе антенны являются приемно-передающими с полосой пропускания от f0 до f0+Δf и соединены между собой по радиоканалу.The proposed method can be implemented by a device that ensures the achievement of the specified technical result due to the fact that in the known device, consisting of a search system (PS) located on a movable medium and including an antenna (A), a transmitting device (PU), the output of which is connected to the input / output of the antenna, and the receiver (Pr), and a non-linear marker (NM) located on the object of search and including the antenna (A), a transmitting device (PU), the output of which is connected to the input / output of the antenna, and a non-linear diffuser (HP) , PS additionally includes a band-pass filter (PF) and an indicator (I), and the input of the PF is connected to input-output A, and the output through Pr is connected to the input And, and in the NM, a band-pass filter (PF) and a code packet decoder (DCT) are additionally introduced , key (C), battery (Ak) and indicator (I), and the PF input connected to input-output A, and the output to the first input of DCT and HP input, the output of which is connected to the second input of DCT, the output of which is connected to the first Cl input, a second input of Cl - yield Ak, and output - with inputs PU and I. Furthermore, PU PS and PD HM tuned to a frequency f 0, PU HM, PF C - the frequency f 0 + Δf, where Δf << f 0, both the UE conditioners comprise code chips, comprises Pr code decoder chip, and both antennas are receiving and transmitting with a passband from f 0 to f 0 + Δf and interconnected yourself over the air.
На фигуре представлена структурная схема предлагаемого устройства, где обозначено:The figure shows a structural diagram of the proposed device, where it is indicated:
1 - поисковая система (ПС);1 - search engine (PS);
2 - нелинейный маркер (НМ);2 - non-linear marker (NM);
3 - передающее устройство (ПУ);3 - transmitting device (PU);
4 - полосовой фильтр (ПФ);4 - band-pass filter (PF);
5 - приемник (Пр);5 - receiver (Pr);
6 - индикатор (И);6 - indicator (I);
7 - антенна (А);7 - antenna (A);
8 - антенна (А);8 - antenna (A);
9 - полосовой фильтр (ПФ);9 - band-pass filter (PF);
10 - передающее устройство (ПУ);10 - transmitting device (PU);
11 - индикатор (И);11 - indicator (I);
12 - нелинейный рассеиватель (HP);12 - nonlinear diffuser (HP);
13 - дешифратор кодовых посылок (ДКП);13 - code parcel decoder (DCT);
14 - ключ (Кл);14 - key (C);
15 - аккумулятор (Ак).15 - battery (Ak).
Устройство дистанционного обнаружения и распознавания объектов с нелинейными маркерами состоит из поисковой системы ПС 1, расположенной на подвижном носителе, включающей передающее устройство ПУ 3, полосовой фильтр ПФ 4, приемник Пр 5, индикатор И 6 и антенну А 7, причем вход-выход А 7 соединен с выходом ПУ 3 и входом ПФ 4, выход которого через Пр 5 соединен с входом И, и нелинейный маркер НМ 2, расположенный на объекте поиска, включающий антенну А 8, полосовой фильтр ПФ 9, передающее устройство ПУ 10, индикатор И 11, нелинейный рассеиватель HP 12, дешифратор кодовых посылок ДКП 13, ключ Кл 14 и аккумулятор Ак 15, причем вход-выход А 8 соединен с выходом ПУ 10 и входом ПФ 9, выход которого соединен с первым входом ДКП 13 и через HP 12 - со вторым входом ДКП 13, первый вход Кл 14 соединен с выходом ДКП 13, второй - с выходом Ак 15, а выход - с входами ПУ 10 и И 11.The device for remote detection and recognition of objects with non-linear markers consists of a
При этом ПУ 3 и ПФ 9 настроены на частоту f0, ПУ 13, ПФ 4 и Пр 5 - на частоту f0+Δf, где Δf<<f0, ПУ 3 и ПУ 10 включают в себя формирователи кодовых посылок, а Пр 5 - дешифратор кодовых посылок, а А 7 и А 8 являются приемно-передающими с полосой пропускания от f0 до f0+Δf и соединены между собой по радиоканалу.In this case, PU 3 and PF 9 are tuned to the frequency f 0 , PU 13, PF 4 and Pr 5 to the frequency f 0 + Δf, where Δf << f 0 , PU 3 and PU 10 include code message generators, and Pr 5 - decoder code parcels, and
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
ПУ 3 излучает через А 7 зондирующий сигнал в виде кодовой последовательности импульсов с несущей частотой f0, который проходит через А 8 и ПФ 9 на вход HP 12 и первый вход ДКП 13. HP 12 преобразует энергию принятого высокочастотного зондирующего сигнала в энергию постоянного напряжения, подаваемого на второй вход ДКП 13. ДКП 13 при наличии питающего напряжения от HP 12 и известной кодовой посылки от ПФ 9 подключает Ак 15 через Кл 14 к ПУ 10 и И 11 (световой диод). Включение И 11 свидетельствует о начале поиска объекта.PU 3 emits through A 7 a probe signal in the form of a code sequence of pulses with a carrier frequency f 0 , which passes through A 8 and PF 9 to the input of HP 12 and the first input of DCT 13. HP 12 converts the energy of the received high-frequency sounding signal into DC voltage, supplied to the second input of DCT 13. DCT 13 in the presence of a supply voltage from HP 12 and a known code package from PF 9 connects Ak 15 through Cl 14 to PU 10 and I 11 (light diode). The inclusion of And 11 indicates the beginning of the search for the object.
ПУ 10 начинает формировать ответную кодовую посылку на частоте f0+Δf, которая через А 8 и А7 поступает через ПФ 4 на Пр 5 и далее на И 6. Показания И 6 содержат информацию о направлении и дальности объекта поиска и его распознавании (по ответным кодовым посылкам или по величине Δf, которые для каждого объекта могут быть различными).PU 10 begins to generate a response code parcel at a frequency f 0 + Δf, which through A 8 and A7 goes through PF 4 to Pr 5 and then to And 6. Indications And 6 contain information about the direction and distance of the search object and its recognition (by the response code premises or in terms of Δf, which for each object may be different).
Таким образом, использование в предложенных способе и устройстве HP как преобразователя высокочастотной энергии принятого зондирующего сигнала в энергию постоянного напряжения для формирования более мощного, активного сигнала отклика благодаря введенным ПУ 10, ДКП 13 и Ак 15, кодирование и декодирование зондирующего сигнала и сигнала отклика, использование двух (вместо четырех, как в прототипе) приемно-передающих антенн с полосой пропускания f0+Δf, где Δf<<f0, позволило существенно увеличить дальность обнаружения объектов поиска с нелинейными маркерами, повысить помехозащищенность способа и устройства, а также обеспечить распознавание объектов поиска.Thus, the use in the proposed method and apparatus of HP as a converter of high-frequency energy of the received probe signal into constant voltage energy to generate a more powerful, active response signal due to the introduced PU 10, DCT 13 and Ak 15, encoding and decoding of the probe signal and the response signal, use two (instead of four as in the prototype) the receiving-transmitting antenna with bandwidth f 0 + Δf, where Δf << f 0, allowed to increase the detection range of the search objects with nonlinearities E markers, enhance noise immunity of the method and apparatus, and also to provide detection search objects.
Источники информацииInformation sources
1. Г.Н. Щербаков. Применение нелинейной радиолокации для дистанционного обнаружения малоразмерных объектов. Специальная техника, 1999, №1, с. 34-39.1. G.N. Shcherbakov. The use of nonlinear radar for remote detection of small objects. Special equipment, 1999, No. 1, p. 34-39.
2. Н.Ю. Бабанов и др. Об использовании эффекта нелинейного рассеяния радиоволн при поиске терпящих бедствие на воде. Радиотехника и электроника, 2000, т. 45, №6, с. 676.2. N.Yu. Babanov et al. On the use of the effect of nonlinear scattering of radio waves in the search for those in distress on water. Radio Engineering and Electronics, 2000, v. 45, No. 6, p. 676.
3. Нелинейная радиолокация. Сборник статей, часть 2. Под ред. А.А. Горбачева и др., Радиотехника, 2006.3. Non-linear radar. Collection of articles,
4. А.В. Иванов и др. Параметрический метод обнаружения объектов с нелинейными рассеивателями. Известия вузов. Сер. Радиоэлектроника, 2003, №9-10, с. 11-16.4. A.V. Ivanov et al. Parametric method for detecting objects with nonlinear scatterers. University News. Ser. Radio Electronics, 2003, No. 9-10, p. 11-16.
5. Нелинейный пассивный маркер - параметрический рассеиватель. Патент РФ №2336538, G01S 13/74, опубл. 20.10.2008, бюл. №29.5. Non-linear passive marker - parametric diffuser. RF patent №2336538, G01S 13/74, publ. 10/20/2008, bull. No. 29.
6. Субгармонический параметрический рассеиватель. Патент РФ №2495450, G01S 13/74, опубл. 10.10.2013, бюл. №28.6. Subharmonic parametric diffuser. RF patent No. 2495450, G01S 13/74, publ. 10/10/2013, bull. No. 28.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015132546/07A RU2595775C1 (en) | 2015-08-04 | 2015-08-04 | Method and device for remote detection and recognition of objects with nonlinear markers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015132546/07A RU2595775C1 (en) | 2015-08-04 | 2015-08-04 | Method and device for remote detection and recognition of objects with nonlinear markers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2595775C1 true RU2595775C1 (en) | 2016-08-27 |
Family
ID=56892181
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015132546/07A RU2595775C1 (en) | 2015-08-04 | 2015-08-04 | Method and device for remote detection and recognition of objects with nonlinear markers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2595775C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2803538C1 (en) * | 2022-11-08 | 2023-09-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" | Method for localizing technical channels of information leakage created by radio traffic devices |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7596228B2 (en) * | 2002-08-26 | 2009-09-29 | Frank Joseph Pompei | Parametric array modulation and processing method |
WO2010034933A1 (en) * | 2008-09-23 | 2010-04-01 | Universite Paris 13 | System and method for detecting at least one object having a marker |
RU2408896C1 (en) * | 2009-07-28 | 2011-01-10 | Сергей Викторович Ларцов | Method and device for marking objects using electronic seal number, communicating with reading device using asymmetrical key-based secret encoding |
RU2441253C1 (en) * | 2010-07-01 | 2012-01-27 | Открытое акционерное общество "Гипрогазцентр" | Method of detecting markers - parametric scatterers |
RU2495450C1 (en) * | 2012-03-27 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Subharmonic parametric scatterer |
RU2496123C1 (en) * | 2012-03-27 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Marker-subharmonic parametric scatterer |
-
2015
- 2015-08-04 RU RU2015132546/07A patent/RU2595775C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7596228B2 (en) * | 2002-08-26 | 2009-09-29 | Frank Joseph Pompei | Parametric array modulation and processing method |
WO2010034933A1 (en) * | 2008-09-23 | 2010-04-01 | Universite Paris 13 | System and method for detecting at least one object having a marker |
RU2408896C1 (en) * | 2009-07-28 | 2011-01-10 | Сергей Викторович Ларцов | Method and device for marking objects using electronic seal number, communicating with reading device using asymmetrical key-based secret encoding |
RU2441253C1 (en) * | 2010-07-01 | 2012-01-27 | Открытое акционерное общество "Гипрогазцентр" | Method of detecting markers - parametric scatterers |
RU2495450C1 (en) * | 2012-03-27 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Subharmonic parametric scatterer |
RU2496123C1 (en) * | 2012-03-27 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Marker-subharmonic parametric scatterer |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2803538C1 (en) * | 2022-11-08 | 2023-09-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" | Method for localizing technical channels of information leakage created by radio traffic devices |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105510911B (en) | Based on chirped more people's human body rays safety detection apparatus and method | |
US20070013577A1 (en) | Radar system and method | |
Koshelev et al. | Ultrawideband short-pulse radio systems | |
CN1255200A (en) | Concealed weapons detection system | |
Leighton et al. | Radar clutter suppression and target discrimination using twin inverted pulses | |
RU2336538C2 (en) | Non-linear passive marker-parameter diffuser | |
RU2453930C1 (en) | Method of parametric reception of waves of different physical origin in sea medium | |
RU2422909C1 (en) | Method of detecting, identifying and determining vehicle speed and device for realising said method | |
RU2013109199A (en) | "BLACK BOX" WITH ALARM | |
RU2595775C1 (en) | Method and device for remote detection and recognition of objects with nonlinear markers | |
RU2439603C1 (en) | Method of detecting and recognising source of electromagnetic radiation | |
CN1588124A (en) | Passive speed measuring and distance measuring method and device using Doppler variation | |
RU167705U1 (en) | Anti-tank mine detection device with a wide area of destruction | |
RU2441253C1 (en) | Method of detecting markers - parametric scatterers | |
RU184800U1 (en) | Detector of radio-controlled fragmentation explosive devices | |
CN103560842A (en) | Intelligent multiple-frequency distressed miner searching instrument based on RF signal capture | |
RU2496123C1 (en) | Marker-subharmonic parametric scatterer | |
Loschonsky et al. | Detection technology for trapped and buried people | |
CN205450266U (en) | Human security installations of many people based on linear FM | |
RU2601667C2 (en) | Method of fragmentation explosives detecting | |
RU2150120C1 (en) | Method for detection and identification of hidden electronic units and device which implements said method | |
RU2402788C2 (en) | Method for detection of hidden radio transmitters | |
CN206649155U (en) | Safety check apparatus based on radar | |
RU136241U1 (en) | INFORMATIVITY NONLINEAR TRANSITION DETECTOR | |
RU2410709C1 (en) | Power transmission tower detection method and apparatus for realising said method |