RU2600491C1 - Radio-measuring apparatus for measuring scattering cross-section of radar targets - Google Patents

Radio-measuring apparatus for measuring scattering cross-section of radar targets Download PDF

Info

Publication number
RU2600491C1
RU2600491C1 RU2015137960/28A RU2015137960A RU2600491C1 RU 2600491 C1 RU2600491 C1 RU 2600491C1 RU 2015137960/28 A RU2015137960/28 A RU 2015137960/28A RU 2015137960 A RU2015137960 A RU 2015137960A RU 2600491 C1 RU2600491 C1 RU 2600491C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
support
output
target
input
receiving
Prior art date
Application number
RU2015137960/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Галиуллович Валеев
Original Assignee
Георгий Галиуллович Валеев
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 Георгий Галиуллович Валеев filed Critical Георгий Галиуллович Валеев
Priority to RU2015137960/28A priority Critical patent/RU2600491C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2600491C1 publication Critical patent/RU2600491C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radar.
SUBSTANCE: radio-measuring apparatus for measuring scattering cross-section of radar targets has a transmitter, double tee, variable complex load, receiver, receiving-transmitting antenna, target support and compensating support, wherein the output of the transmitter is connected to input of one N arm of the waveguide tee, output of which is connected to the input of receiving-transmitting antenna, the output of another N arm of the waveguide tee is connected to the input-output of variable complex matched load, besides, the output of E arm of the waveguide tee is connected to the input of the receiver. Compensating support equivalent to the target support is installed in parallel and next to the target support at a distance more than the diameter of the support with shift along electrical axis of receiving-transmitting antenna on an odd number of its radiation wavelength. This result is achieved by using the second compensating support equivalent to the target support and installed next to it at a distance more than its diameter with shift along electrical axis of receiving-transmitting antenna on an odd number of its radiation wavelength.
EFFECT: invention technical result consists in increase of accuracy of measuring the scattering cross-section of the target owing to compensation for the signal reflected from the support.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиолокации и предназначено для измерения эффективной площади рассеяния (ЭПР) радиолокационных целей.The invention relates to the field of radar and is intended to measure the effective scattering area (EPR) of radar targets.

Преимущественная область использования изобретения на предприятиях, разрабатывающих цели по технологии «Стелс», как измерительное устройство, обеспечивающее измерение малых значений ЭПР разрабатываемых целей.The predominant use of the invention in enterprises developing goals using the Stealth technology is as a measuring device that provides measurement of small EPR values of the developed goals.

На полигонах измерения производят в присутствии помех, создаваемых отражениями падающего поля от функциональных местных предметов, которые разрешаются по дальности, с помощью зондирования цели короткими СВЧ радиоимпульсами. Опоры же находятся на одной дальности с целью, поэтому не могут быть разрешены временными методами относительно измеряемой цели.At the test sites, measurements are made in the presence of interference caused by reflections of the incident field from functional local objects, which are resolved in range, by probing the target with short microwave pulses. The supports are at the same range with the target, therefore, cannot be resolved by temporary methods relative to the measured target.

Известно устройство для измерения эффективной площади рассеяния (Патент РФ №2063641 на изобретение «Способ измерения эффективной площади рассеяния и устройство для его осуществления», 1992). Устройство содержит передатчик, приемник, направленный ответвитель, комплексную нагрузку, приемно-передающую антенну и опору.A device for measuring the effective scattering area is known (RF Patent No. 2063641 for the invention "Method for measuring the effective scattering area and device for its implementation", 1992). The device comprises a transmitter, a receiver, a directional coupler, a complex load, a transmit-receive antenna and a support.

Общие признаки аналога и изобретения: передатчик, приемник, разделитель приемного и передающего сигналов, переменная комплексная нагрузка, приемно-передающая антенна и опора.Common features of the analogue and invention: transmitter, receiver, separator of the receiving and transmitting signals, variable complex load, transmitting and receiving antenna and support.

Аналог не содержит устройства, уменьшающего отражения от опоры, из-за чего возникают погрешности измерения эффективной площади рассеяния (ЭПР), что и является недостатком аналога.The analogue does not contain a device that reduces reflections from the support, which leads to errors in measuring the effective scattering area (EPR), which is a disadvantage of the analogue.

Известно устройство для измерения радиолокационных характеристик целей, принятое за прототип изобретения (Авт. св. СССР №1536326 на изобретение «Устройство для измерения характеристик радиолокационного рассеяния объекта», 1987), которое содержит передатчик, приемник, двойной волноводный тройник, комплексную нагрузку, направленный ответвитель, приемно-передающую антенну, приемную антенну, фазовращатель, переменный аттенюатор и опору цели. Приемная антенна имеет диаграмму направленности (ДН) по «нулям» в два раза уже ДН приемно-передающей антенны по «нулям», которая принимает отраженный от опоры сигнал. Сигнал с выхода приемной антенны находится в противофазе с сигналом от опоры, который принимает приемно-передающая антенна и тем самым происходит их взаимная компенсация. Однако приемная антенна имеет диаграмму направленности как любая антенна с боковыми лепестками, первый боковой лепесток, которой направлен на цель, имеет амплитуду на 17 дБ меньше амплитуды ее основного лепестка. Сигнал цели на 30-40 дБ больше сигнала, отраженного от опоры. Часть сигнала цели, принимаемого приемной антенной по боковому лепестку в приемнике, будет в противофазе сигналу цели, принимаемому приемно-передающей антенной, что приведет к погрешности измерения цели. Кроме того, во время измерения цели, при вращении ее по азимуту, сигнал, принимаемый приемной антенной по боковому лепестку, будет изменяться, который не может быть скомпенсирован, что и является недостатками прототипа.A device for measuring the radar characteristics of targets, adopted for the prototype of the invention (Aut. St. USSR No. 1536326 for the invention "Device for measuring the characteristics of radar scattering of an object", 1987), which contains a transmitter, receiver, double waveguide tee, complex load, directional coupler , transmitting and receiving antenna, receiving antenna, phase shifter, variable attenuator and target support. The receiving antenna has a “zero” radiation pattern (“ND”) twice that of the receiving and transmitting antenna at “zero”, which receives a signal reflected from the support. The signal from the output of the receive antenna is in antiphase with the signal from the support, which receives the transmit-receive antenna and thereby their mutual compensation occurs. However, the receiving antenna has a radiation pattern like any antenna with side lobes, the first side lobe, which is aimed at the target, has an amplitude of 17 dB less than the amplitude of its main lobe. The target signal is 30–40 dB higher than the signal reflected from the support. Part of the target signal received by the receiving antenna along the side lobe in the receiver will be in antiphase to the target signal received by the receiving and transmitting antenna, which will lead to an error in the measurement of the target. In addition, during the measurement of the target, when rotating it in azimuth, the signal received by the receiving antenna along the side lobe will change, which cannot be compensated, which is the disadvantages of the prototype.

Признаки общие прототипа и изобретения: передатчик, приемник, двойной волноводный тройник, комплексная нагрузка, приемно-передающая антенна и опора цели.Common features of the prototype and invention: transmitter, receiver, double waveguide tee, complex load, transmit-receive antenna and target support.

Техническим результатом изобретения является увеличение точности измерения ЭПР цели за счет компенсации сигнала, отраженного от опоры. Этот результат достигается применением второй, компенсационной опоры, тождественной опоре цели и установленной рядом с ней на расстоянии больше ее диаметра со сдвигом вдоль электрической оси приемно-передающей антенны на нечетное число четвертей длины волны ее излучений.The technical result of the invention is to increase the accuracy of measuring the EPR of the target by compensating for the signal reflected from the support. This result is achieved by the use of a second, compensation support, identical to the target support and installed next to it at a distance greater than its diameter with a shift along the electric axis of the transmitting and receiving antenna by an odd number of quarters of the wavelength of its radiation.

Изобретение поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

На фиг. 1 представлена структурная схема радиоизмерительной установки по изобретению, на которой введены обозначения: 1 - передатчик; 2 - двойной тройник; 3 - переменная комплексная согласованная нагрузка (КСН); 4 - приемник; 5 - приемно-передающая антенна (ППА); 6 - опора цели; 7 - компенсационная опора; 8 - эталонный отражатель или измеряемая цель.In FIG. 1 shows a structural diagram of a radio measuring installation according to the invention, on which the notation is introduced: 1 - transmitter; 2 - double tee; 3 - variable integrated matched load (SPE); 4 - receiver; 5 - transmit-receive antenna (PAP); 6 - target support; 7 - compensation support; 8 - reference reflector or measured target.

Технический результат изобретения достигается за счет того, что радиоизмерительная установка содержит (фиг. 1) передатчик 1, двойной тройник 2, комплексную переменную волноводную нагрузку 3, приемник 4, приемно-передающую антенну 5, опору 6 цели и компенсационную опору 7, тождественную опоре цели. Компенсационная опора 7 устанавливается параллельно и рядом с опорой 6 цели на расстоянии больше диаметра опоры со сдвигом вдоль электрической оси приемно-передающей антенны на нечетное число четвертей длины волны ее излучений. Выход передатчика 1 соединен с входом одного Н плеча волноводного тройника 2, выход которого соединен со входом приемно-передающей антенны, другое Н плечо двойного тройника 2 соединено со входом-выходом переменной комплексной согласованной нагрузки 3, кроме того, выход Е плеча волноводного тройника соединен с входом приемника 4.The technical result of the invention is achieved due to the fact that the radio measuring installation comprises (Fig. 1) a transmitter 1, a double tee 2, a complex variable waveguide load 3, a receiver 4, a transmitting and receiving antenna 5, a target support 6 and a compensation support 7, identical to the target support . Compensation support 7 is installed in parallel and next to the support 6 of the target at a distance greater than the diameter of the support with a shift along the electrical axis of the receiving and transmitting antenna by an odd number of quarters of the wavelength of its radiation. The output of the transmitter 1 is connected to the input of one H shoulder of the waveguide tee 2, the output of which is connected to the input of the receiving and transmitting antenna, the other H shoulder of the double tee 2 is connected to the input-output of the variable complex matched load 3, in addition, the output E of the shoulder of the waveguide tee is connected to receiver input 4.

Передатчик 1 предназначен для генерирования СВЧ сигналов (ГГц) и может быть выполнен на транзисторах со стабилизацией частоты и амплитуды сигнала.The transmitter 1 is designed to generate microwave signals (GHz) and can be performed on transistors with stabilization of the frequency and amplitude of the signal.

Двойной тройник 2 предназначен для разделения излучаемых и принимаемых сигналов и выполнен в виде комбинации Т-образного соединения в плоскости Е (вертикальной) и в плоскости Н (горизонтальной), его плечи в Е и Н плоскости развязаны (Дж.К. Саусворт «Принципы и применение волноводной передачи». - М.: Советское радио, 1955, с. 358).Double tee 2 is designed to separate the emitted and received signals and is made in the form of a combination of a T-shaped connection in the E plane (vertical) and in the H plane (horizontal), its shoulders in the E and H plane are untied (J.K. Southworth “Principles and the use of waveguide transmission. ”- M .: Soviet Radio, 1955, p. 358).

Переменная комплексная согласованная нагрузка (КСН) 3 предназначена для компенсации отражений от входа антенны 5, выполнена волноводной и имеет плавную регулировку амплитуды и фазы коэффициента отражения (Авт. св. СССР №452048, «Волноводная нагрузка», 1973).Variable complex matched load (SPL) 3 is designed to compensate for reflections from the input of antenna 5, is made of a waveguide and has a smooth adjustment of the amplitude and phase of the reflection coefficient (Ed. St. USSR No. 452048, "Waveguide load", 1973).

Приемник 5 предназначен для измерения сигналов отражения от цели, может быть выполнен в виде амплифазометра (Авт. св. СССР №302810 на изобретение, 1969).The receiver 5 is designed to measure the reflection signals from the target, can be made in the form of an ampliometer (ed. St. USSR No. 302810 for the invention, 1969).

Приемно-передающая антенна 5 может быть выполнена в виде волноводного рупора, с малым уровнем боковых лепестков (Патент РФ №2332759 на изобретение «Рупорный излучатель», 2006).The transmit-receive antenna 5 can be made in the form of a waveguide horn, with a low level of side lobes (RF Patent No. 2332759 for the invention of “Horn emitter”, 2006).

Опора цели 6 может быть выполнена в виде прямого цилиндра из диэлектрика и установлена перед антенной 5 так, что ее ось симметрии пересекается с электрической осью антенны 5 (Авт. св. СССР №452048 на изобретение «Диэлектрическая опора модели», 1973).The support of the target 6 can be made in the form of a direct cylinder of dielectric and mounted in front of the antenna 5 so that its axis of symmetry intersects with the electrical axis of the antenna 5 (Ed. St. USSR No. 452048 for the invention "Dielectric model support", 1973).

Компенсационная опора 7 тождественна опоре 6 цели, которую параллельно устанавливают рядом с опорой цели на расстоянии больше ее диаметра со сдвигом вдоль электрической оси приемно-передающей антенны на нечетное число четвертей длины волны ее излучений, поэтому сигналы, отраженные от опор, находятся в противофазе и компенсируются, чем и достигается технический результат изобретения.Compensation support 7 is identical to the support 6 of the target, which is parallelly installed next to the support of the target at a distance greater than its diameter with a shift along the electric axis of the receiving and transmitting antenna by an odd number of quarters of the wavelength of its radiation, so the signals reflected from the supports are in antiphase and are compensated what is achieved by the technical result of the invention.

Выход передатчика 1 соединен с входом одного Н плеча волноводного тройника 2, выход которого соединен со входом антенны 5. Выход другого Н плеча волноводного тройника 2 соединен с входом-выходом комплексной согласованной нагрузки 3, выход Е плеча волноводного тройника соединен с входом приемника 4.The output of the transmitter 1 is connected to the input of one H shoulder of the waveguide tee 2, the output of which is connected to the input of the antenna 5. The output of the other H shoulder of the waveguide tee 2 is connected to the input-output of the complex matched load 3, the output E of the shoulder of the waveguide tee is connected to the input of the receiver 4.

Радиоизмерительная установка работает следующим образом (фиг. 1). В отсутствии цели, с помощью КСН 3 производят компенсацию сигнала, отраженного от входа антенны 5, путем изменения амплитуды и фазы ее коэффициента отражения. Отражения от опор противофазно, поэтому взаимно компенсируются. После чего на опору 6 устанавливают эталонный отражатель 8, например, выполненный в виде металлического шара, ЭПР которого равна πr2, где r - радиус шара, который должен быть больше длины волны, и калибруют шкалу приемника в значениях ЭПР. После чего на опору 6 устанавливают цель и отсчитывают ее ЭПР по шкале приемника.Radio measuring installation works as follows (Fig. 1). In the absence of a target, using the SPV 3, the signal reflected from the input of the antenna 5 is compensated by changing the amplitude and phase of its reflection coefficient. Reflections from the supports are out of phase, therefore they are mutually compensated. After that, a reference reflector 8 is installed on the support 6, for example, made in the form of a metal ball, the EPR of which is πr 2 , where r is the radius of the ball, which should be greater than the wavelength, and the receiver scale is calibrated in the EPR values. Then on the support 6 set the target and count its EPR on the receiver scale.

Отличительные признаки изобретенияFeatures of the invention

Введена компенсационная опора, тождественная опоре цели, которая установлена параллельно и рядом с опорой цели на расстоянии больше диаметра опоры со сдвигом вдоль электрической оси приемно-передающей антенны на нечетное число четвертей длины волны ее излучений.A compensation support is introduced, which is identical to the target support, which is installed in parallel and next to the target support at a distance greater than the diameter of the support with a shift along the electric axis of the receiving and transmitting antenna by an odd number of quarters of the wavelength of its emissions.

Claims (1)

Радиоизмерительная установка для измерения эффективной площади рассеяния радиолокационных целей, содержащая передатчик, двойной тройник, переменную комплексную нагрузку, приемник, приемно-передающую антенну и опору цели, причем выход передатчика соединен с входом одного Н плеча волноводного тройника, выход которого соединен со входом приемно-передающей антенны, выход другого Н плеча волноводного тройника соединен с входом-выходом переменной комплексной согласованной нагрузки, кроме того, выход Е плеча волноводного тройника соединен со входом приемника, отличающаяся тем, что введена компенсационная опора, тождественная опоре цели, которая установлена параллельно и рядом с опорой цели на расстоянии больше диаметра опоры со сдвигом вдоль электрической оси приемно-передающей антенны на нечетное число четвертей длины волны ее излучений. A radio measuring device for measuring the effective dispersion area of radar targets, comprising a transmitter, a double tee, a variable complex load, a receiver, a transmitting and receiving antenna, and a target support, the output of the transmitter being connected to the input of one H shoulder of the waveguide tee, the output of which is connected to the input of the receiving and transmitting antenna, the output of the other N shoulder of the waveguide tee is connected to the input-output of a variable complex matched load, in addition, the output E of the shoulder of the waveguide tee is connected with receiver input, characterized in that the introduced compensation support, identical support purposes, which is mounted parallel and adjacent to the support target at a distance greater than the diameter of support with a shift along the electrical axis of the receiving-transmitting antenna by an odd number quarters of the wave length of its radiation.
RU2015137960/28A 2015-09-07 2015-09-07 Radio-measuring apparatus for measuring scattering cross-section of radar targets RU2600491C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015137960/28A RU2600491C1 (en) 2015-09-07 2015-09-07 Radio-measuring apparatus for measuring scattering cross-section of radar targets

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015137960/28A RU2600491C1 (en) 2015-09-07 2015-09-07 Radio-measuring apparatus for measuring scattering cross-section of radar targets

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2600491C1 true RU2600491C1 (en) 2016-10-20

Family

ID=57138608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015137960/28A RU2600491C1 (en) 2015-09-07 2015-09-07 Radio-measuring apparatus for measuring scattering cross-section of radar targets

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2600491C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1232090A1 (en) * 1984-07-27 1988-02-28 Предприятие П/Я В-2073 Echoless chamber
SU1040923A1 (en) * 1981-07-06 1990-08-15 Предприятие П/Я В-8662 Doppler device for measuring radar effective scattering area
RU2063641C1 (en) * 1992-11-05 1996-07-10 Георгий Галиуллович Валеев Method of and device for measuring effective dissipation area
US6014099A (en) * 1998-11-09 2000-01-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Isar method to analyze radar cross sections
RU2488135C1 (en) * 2011-12-21 2013-07-20 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method of measuring radar cross-section of large objects in anechoic chamber

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1040923A1 (en) * 1981-07-06 1990-08-15 Предприятие П/Я В-8662 Doppler device for measuring radar effective scattering area
SU1232090A1 (en) * 1984-07-27 1988-02-28 Предприятие П/Я В-2073 Echoless chamber
RU2063641C1 (en) * 1992-11-05 1996-07-10 Георгий Галиуллович Валеев Method of and device for measuring effective dissipation area
US6014099A (en) * 1998-11-09 2000-01-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Isar method to analyze radar cross sections
RU2488135C1 (en) * 2011-12-21 2013-07-20 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method of measuring radar cross-section of large objects in anechoic chamber

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10613198B2 (en) System and method for testing integrated radar systems
US11750303B2 (en) Compact system for characterizing a device under test (DUT) having integrated antenna array
US10018716B2 (en) Systems and methods for calibration and optimization of frequency modulated continuous wave radar altimeters using adjustable self-interference cancellation
US20180006745A1 (en) Compact system for characterizing a device under test (dut) having integrated antenna array
US8004458B2 (en) Means for dual polarization radar with automatic built-in test equipment and calibration
US7920089B2 (en) Variable ratio power divider for a dual polarization radar system with automatic built-in test equipment and calibration
US20120007770A1 (en) System for calibration of dual polarization radar with built-in test couplers
JP5448158B2 (en) Antenna measurement method, antenna calibration method
Hu et al. Antenna calibration and digital beam forming technique of the digital array radar
CN102798769B (en) Narrow-band antenna test method based on return loss compensation
RU2674007C1 (en) Located at big elevation angles radar targets elevation angle measuring method
CA2711460C (en) An improved system and method for dual polarization radar with automatic built-in test equipment and calibration
RU2600491C1 (en) Radio-measuring apparatus for measuring scattering cross-section of radar targets
Kim et al. A dual-band FMCW radar for through-wall detection
Hitzler et al. Key aspects of robot based antenna measurements at millimeter wave frequencies
RU2610007C1 (en) Measuring assembly for radar target cross section
Chen et al. Limitations of the Free Space VSWR Measurements for chamber validations
Caddemi et al. A study on dynamic threshold for the crosstalk reduction in frequency-modulated radars
RU2598770C1 (en) Radio-measuring plant for measuring radar cross-section of model of radar targets
RU2600492C1 (en) Measuring apparatus for measuring scattering cross-section of radar targets models
Levitas UWB time domain measurements
CN110221142A (en) A kind of method and device of the non-linear test positioning based on passive intermodulation radiation field
Kennedy Design of Software Defined Radio for SuperDARN Radar
Ameya et al. Antenna gain calibration using time-domain gating in extrapolation range for V-band pyramidal horn antennas
Kuja et al. Exploiting Time Domain Monostatic Backscatter Measurements for Gain Determination

Legal Events

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

Effective date: 20200908