RU2619771C1 - Device for radar location image forming in radar location station with synthesization of antenna aperture - Google Patents

Device for radar location image forming in radar location station with synthesization of antenna aperture Download PDF

Info

Publication number
RU2619771C1
RU2619771C1 RU2016104062A RU2016104062A RU2619771C1 RU 2619771 C1 RU2619771 C1 RU 2619771C1 RU 2016104062 A RU2016104062 A RU 2016104062A RU 2016104062 A RU2016104062 A RU 2016104062A RU 2619771 C1 RU2619771 C1 RU 2619771C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radar
output
input
dimensional matrix
sampling
Prior art date
Application number
RU2016104062A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Федорович Купряшкин
Владимир Павлович Лихачев
Леонид Борисович Рязанцев
Валентин Валентинович Яковенков
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий"
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 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий" filed Critical Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий"
Priority to RU2016104062A priority Critical patent/RU2619771C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2619771C1 publication Critical patent/RU2619771C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: device for radar image forming in the radar station with a synthetic antenna aperture comprises a transmitting device and a pulse extending device, and also a series-connected receiving device, an opening device, an analog-to-digital converter, a memory device, a control device, a sampling device, a signal module determining device, an integrator, a minimum determining device, a two-dimensional matrix progressive forming device, a range compressing device, an azimuth compressing device, a radar image displaying device. The memory device is connected through its first and the second outputs to the first input of the two-dimensional matrix progressive forming device and the second input of the sampling device, respectively, and the second and the fourth inputs - to the second output of the two-dimensional matrix progressive forming device and the second output of the sampling device, respectively, in addition, the transmitting device is connected to the second input of the opening device through the pulse expanding device.
EFFECT: enchanced radar location image resolution on slope distance and expanded dynamic range by synchronizing a start of echo signal recording with a start of next sensing.
1 dwg

Description

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться в радиотехнических системах, установленных на подвижных объектах, для получения радиолокационного изображения (РЛИ) в процессе дистанционного зондирования земной (водной) поверхности.The invention relates to radar and can be used in radio systems installed on moving objects to obtain a radar image (RLI) in the process of remote sensing of the earth (water) surface.

Известна радиолокационная система беспилотного летательного аппарата (аналог), содержащая передающее устройство, приемное устройство, смеситель, аналого-цифровой преобразователь, устройство управления, навигационную систему, устройство сжатия по дальности, устройство сжатия по азимуту, устройство отображения РЛИ [1. Антипов В.Н., Колтышев Е.Е., Мухин В.В., Печенников А.В., Фролов А.Ю., Янковский В.Т. Радиолокационная система беспилотного летательного аппарата. Радиотехника, №7, 2006].Known radar system of an unmanned aerial vehicle (analogue), comprising a transmitting device, a receiving device, a mixer, an analog-to-digital converter, a control device, a navigation system, a range compression device, an azimuth compression device, a radar display device [1. Antipov V.N., Koltyshev E.E., Mukhin V.V., Pechennikov A.V., Frolov A.Yu., Yankovsky V.T. Radar system of an unmanned aerial vehicle. Radio engineering, No. 7, 2006].

Недостатком устройства является то, что в нем не предусмотрена синхронизация момента начала записи с началом очередного зондирования. В результате на этапе сжатия по дальности каждая выборка запомненного сигнала включает информацию не только текущего периода зондирования, но и части соседнего. Это обусловливает ухудшение разрешения РЛИ по наклонной дальности и уменьшение его динамического диапазона.The disadvantage of this device is that it does not provide for synchronization of the moment the recording starts with the beginning of the next sounding. As a result, at the stage of compression in range, each sample of the stored signal includes information not only of the current sensing period, but also of a part of the neighboring one. This leads to a deterioration in the resolution of radar data on an inclined range and a decrease in its dynamic range.

Наиболее близкое по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототип) известно устройство для формирования радиолокационного изображения [2. Michael I. Duersch A very small, low-power LFM-CW synthetic aperture radar. - Brigham Young University, 2004], содержащее передающее устройство и последовательно соединенные приемное устройство, аналого-цифровой преобразователь, запоминающее устройство, устройство построчного формирования двумерной матрицы, устройство сжатия по дальности, устройство сжатия по азимуту, устройство отображения РЛИ.The closest in technical essence and the achieved technical result (prototype) is a device for forming a radar image [2. Michael I. Duersch A very small, low-power LFM-CW synthetic aperture radar. - Brigham Young University, 2004], comprising a transmitting device and a series-connected receiving device, an analog-to-digital converter, a storage device, a device for progressive formation of a two-dimensional matrix, a range compression device, an azimuth compression device, a radar display device.

Определение момента начала зондирования в устройстве-прототипе основывается на применении сигналов с симметричной линейной частотной модуляцией зондирующего сигнала [3. Финкельштейн М.И. Основы радиолокации. 2-е изд. – М.: Радио и связь, 2083. С. 111-112]. В этом случае демодулированные сигналы на выходе приемного устройства, соответствующие участкам нарастания и уменьшения частоты зондирующего сигнала, отличаются знаком начальной фазы. Максимум корреляции достигается лишь в том случае, когда в пределах скользящего окна оказываются отсчеты эхо-сигнала одного и того же периода зондирования (с нарастанием либо уменьшением частоты). Однако такой подход сопровождается ошибками, особенно при получении изображений однородной поверхности. Кроме того, его применение не позволяет определить время начала зондирования при использовании зондирующих сигналов с несимметричной ЛЧМ, когда частота сигнала в каждом отдельном периоде зондирования или только нарастает, или только убывает.The determination of the moment of sounding in the prototype device is based on the use of signals with symmetric linear frequency modulation of the sounding signal [3. Finkelstein M.I. Basics of radar. 2nd ed. - M .: Radio and communications, 2083. S. 111-112]. In this case, the demodulated signals at the output of the receiving device, corresponding to the areas of increase and decrease in the frequency of the probing signal, differ in the sign of the initial phase. The maximum correlation is achieved only in the case when within the limits of the sliding window there are readings of the echo signal of the same sounding period (with increasing or decreasing frequency). However, this approach is accompanied by errors, especially when obtaining images of a uniform surface. In addition, its use does not allow to determine the time of the beginning of sounding when using sounding signals with asymmetric LFM, when the frequency of the signal in each individual period of sounding either only increases or only decreases.

В результате, неправильное определение момента начала зондирования приводит к тому, что при формировании РЛИ используется информация не только текущего периода зондирования, но и части соседнего. Это обусловливает ухудшение разрешения РЛИ по наклонной дальности и уменьшение его динамического диапазона вследствие возрастания уровня зеркального изображения, т.е. изображения, являющегося результатом обработки эхо-сигнала на участке с противоположным относительно текущего периода знаком фазы.As a result, the incorrect determination of the moment of the beginning of sounding leads to the fact that when forming the radar image, information is used not only of the current period of sounding, but also of a part of the neighboring one. This leads to a deterioration in the resolution of radar data at an inclined range and a decrease in its dynamic range due to an increase in the level of a mirror image, i.e. image resulting from the processing of the echo signal in the area with a phase sign opposite to the current period.

Технической задачей является повышение разрешения РЛИ по наклонной дальности и расширение его динамического диапазона.The technical task is to increase the resolution of radar data at an inclined range and expand its dynamic range.

Технический результат достигается за счет того, что в известное устройство для формирования радиолокационного изображения, содержащее передающее устройство и последовательно соединенные приемное устройство, аналого-цифровой преобразователь, запоминающее устройство, устройство построчного формирования двумерной матрицы, устройство сжатия по дальности, устройство сжатия по азимуту, устройство отображения РЛИ, при этом второй выход устройства построчного формирования двумерной матрицы соединен с вторым входом запоминающего устройства, дополнительно введены устройство расширения импульсов и последовательно соединенные устройство управления, устройство выборки отсчетов, устройство определения модуля сигнала, интегратор, устройство определения положения минимума, а между приемным устройством и аналого-цифровым преобразователем введено устройство размыкания, второй вход которого соединен с выходом устройства расширения импульсов, которое входом соединено с выходом передающего устройства, при этом к третьему и четвертому входам запоминающего устройства присоединены второй выход устройства управления и второй выход устройства выборки отсчетов соответственно, а к второму выходу - второй вход устройства выборки отсчетов, кроме того, выход устройства определения положения минимума соединен с вторым входом устройства построчного формирования двумерной матрицы.The technical result is achieved due to the fact that in a known device for forming a radar image containing a transmitting device and serially connected receiving device, an analog-to-digital converter, a storage device, a device for progressive formation of a two-dimensional matrix, a range compression device, an azimuth compression device, a device a radar image, wherein the second output of the device for the progressive formation of a two-dimensional matrix is connected to the second input of the storage device two, an additional pulse expansion device and a serially connected control device, a sampling device, a signal module determination device, an integrator, a minimum position determination device are introduced, and an opening device is introduced between the receiver and the analog-to-digital converter, the second input of which is connected to the output of the expansion device pulses, which the input is connected to the output of the transmitting device, while to the third and fourth inputs of the storage device the second output of the control device and the second output of the sampler, respectively, are divided, and the second input of the sampler is connected to the second output, in addition, the output of the minimum position determination device is connected to the second input of the device for line-by-line formation of a two-dimensional matrix.

Сущность изобретения заключается в том, что во время запоминания эхо-сигналов в моменты начала зондирования t0 в него с помощью устройства размыкания осуществляют вставку пауз длительностью τи. Длительность пауз определяют исходя из того, что уменьшение длительности паузы с одной стороны приводит к увеличению вероятности ее пропуска, а с другой стороны увеличение τи снижает разрешение РЛИ по наклонной дальности. Интервал длительностей паузы определен на основе проведенного статистического моделирования и составляет 0,1-5% периода зондирования. В этом случае обеспечивается высокая вероятность определения t0 при несущественном ухудшении разрешения РЛИ по наклонной дальности.The essence of the invention lies in the fact that during the memorization of the echo signals at the moments of the beginning of sounding t 0 into it using the opening device, insert pauses of duration τ and . The duration of the pauses is determined on the basis that the decrease in the length of the pause on the one hand leads to an increase in the probability of skipping it, and on the other hand, an increase in τ and reduces the resolution of the radar data in oblique range. The interval of pause durations is determined on the basis of statistical modeling and is 0.1-5% of the sensing period. In this case, a high probability of determining t 0 is ensured with an insignificant deterioration in the resolution of radar data in oblique range.

Во время определения момента начала зондирования осуществляют поиск временного положения пауз в запомненном эхо-сигнале x(t), которое в дальнейшем является моментом начала формирования первой строки двумерной матрицы. Определение временного положения пауз основывается на оценке характера изменения среднего уровня сигнала путем его интегрирования в пределах скользящего окна, т.е. временного строба с длительностью τи и изменяющимся временным смещением t от нулевого значения (t=0), соответствующего началу запоминания эхо-сигнала, до значения, равного периоду зондирования (t=T). Однако, учитывая, что запомненный с выхода приемного устройства эхо-сигнал является шумоподобным и имеет нулевую постоянную составляющую, то осуществляется нахождение его абсолютного значения. В этом случае сигнал во время отсутствия паузы приобретает некоторую постоянную составляющую. Тогда, сигнал на выходе интегратора будет минимален в момент времени, когда положение скользящего окна соответствует положению паузы. Определив положение минимума этого сигнала в пределах одного периода зондирования, принимают решение о моменте начала зондирования t0, то естьDuring the determination of the moment the sounding starts, a search is made for the temporary position of the pauses in the stored echo signal x (t), which is subsequently the moment the formation of the first row of the two-dimensional matrix begins. The determination of the temporary position of the pauses is based on an assessment of the nature of the change in the average signal level by integrating it within a sliding window, i.e. a time gate with a duration τ and a changing time offset t from a zero value (t = 0), corresponding to the beginning of storing the echo signal, to a value equal to the sounding period (t = T). However, given that the echo signal stored from the output of the receiving device is noise-like and has a constant component of zero, its absolute value is found. In this case, the signal during the absence of a pause acquires some constant component. Then, the signal at the output of the integrator will be minimal at the time when the position of the sliding window corresponds to the pause position. Having determined the position of the minimum of this signal within one sensing period, a decision is made about the moment of sounding start t 0 , i.e.

Figure 00000001
Figure 00000001

где

Figure 00000002
.Where
Figure 00000002
.

Длительность каждой из строк двумерной матрицы задается равной периоду зондирования. Начало формирования второй и последующих строк для обеспечения когерентности обработки при азимутальном сжатии матрицы осуществляется сразу же после формирования предыдущей строки.The duration of each row of the two-dimensional matrix is set equal to the sounding period. The formation of the second and subsequent rows to ensure processing coherence during azimuthal compression of the matrix begins immediately after the formation of the previous row.

Устройство может быть реализовано с помощью известных радиотехнических элементов, выпускаемых промышленностью.The device can be implemented using well-known radio elements produced by the industry.

На чертеже представлена структурная схема варианта реализации заявляемого устройства, где введены следующие обозначения: 1 - передающее устройство, 2 - приемное устройство, 3 - аналого-цифровой преобразователь, 4 - запоминающее устройство, 5 - устройство построчного формирования двумерной матрицы, 6 - устройство сжатия по дальности, 7 - устройство сжатия по азимуту, 8 - устройство отображения РЛИ, 9 - устройство управления, 10 - устройство выборки отсчетов, 11 - устройство определения модуля сигнала, 12 - интегратор, 13 - устройство определения положения минимума, 14 - устройство размыкания, 15 - устройство расширения импульсов.The drawing shows a structural diagram of a variant of implementation of the inventive device, where the following notation is introduced: 1 - transmitting device, 2 - receiving device, 3 - analog-to-digital converter, 4 - storage device, 5 - device for progressive formation of a two-dimensional matrix, 6 - compression device range, 7 - azimuth compression device, 8 - radar image display device, 9 - control device, 10 - sampling device, 11 - signal module determination device, 12 - integrator, 13 - position determination device minimum, 14 - opening device, 15 - pulse expansion device.

Соединены последовательно: приемное устройство 2, устройство размыкания 14, аналого-цифровой преобразователь 3, запоминающее устройство 4, устройство управления 9, устройство выборки отсчетов 10, устройство определения модуля сигнала 11, интегратор 12, устройство определения положения минимума 13, устройство построчного формирования двумерной матрицы 5, устройство сжатия по дальности 6, устройство сжатия по азимуту 7, устройство отображения РЛИ 8. При этом запоминающее устройство 4 первым и вторым выходами соединено с первым входом устройства построчного формирования двумерной матрицы 5 и вторым входом устройства выборки отсчетов 10 соответственно, а вторым и четвертым входами - с вторым выходом устройства построчного формирования двумерной матрицы 5 и вторым выходом устройства выборки отсчетов 10 соответственно. Кроме того, передающее устройство 1 через устройство расширения импульсов 15 соединено с вторым входом устройства размыкания 14.Connected in series: receiving device 2, opening device 14, analog-to-digital converter 3, memory 4, control device 9, sampling device 10, device for determining the signal module 11, integrator 12, device for determining the position of the minimum 13, device for progressive formation of a two-dimensional matrix 5, a range compression device 6, an azimuth compression device 7, a radar image display device 8. In this case, the storage device 4 is connected by the first and second outputs to the first input of the device forming a two-dimensional matrix row 5 and a second input of the sampling device 10, respectively, and second and fourth inputs - a second output device progressive formation of a two-dimensional matrix 5 and the second output of the sampling device 10 samples respectively. In addition, the transmitting device 1 through the pulse expansion device 15 is connected to the second input of the opening device 14.

Передающее устройство 1 предназначено для формирования, усиления и излучения широкополосного ЛЧМ зондирующего сигнала, а также для формирования синхроимпульсов, определяющих начало зондирования. Может быть выполнено как в прототипе [2. Michael I. Duersch A very small, low-power LFM-CW synthetic aperture radar. - Brigham Young University, 2004].The transmitting device 1 is intended for the generation, amplification and emission of a broadband LFM probe signal, as well as for the formation of clock pulses that determine the beginning of sounding. It can be performed as in the prototype [2. Michael I. Duersch A very small, low-power LFM-CW synthetic aperture radar. - Brigham Young University, 2004].

Приемное устройство 2 предназначено для приема, усиления и демодуляции эхо-сигналов и может быть выполнено как в прототипе [2. Michael I. Duersch A very small, low-power LFM-CW synthetic aperture radar. - Brigham Young University, 2004].The receiving device 2 is designed to receive, amplify and demodulate the echo signals and can be performed as in the prototype [2. Michael I. Duersch A very small, low-power LFM-CW synthetic aperture radar. - Brigham Young University, 2004].

Аналого-цифровой преобразователь 3 предназначен для оцифровки аналогового эхо-сигнала в дискретные отсчеты (числовой код) и может быть реализован на АЦП типа ADC [4. http://www.linear.com/parametric/Analog-to-Digital_Converters_(ADC)].An analog-to-digital converter 3 is intended for digitizing an analog echo signal into discrete samples (a numerical code) and can be implemented on ADCs of the ADC type [4. http://www.linear.com/parametric/Analog-to-Digital_Converters_(ADC)].

Запоминающее устройство 4 предназначено для приема, хранения отсчетов оцифрованного эхо-сигнала, с последующей их выдачей устройству выборки отсчетов и устройству построчного формирования двумерной матрицы. Может быть выполнено на микросхемах [5. Лаврентьев Б.Ф. Схемотехника электронных средств / Б.Ф. Лаврентьев. - М.: Издательский центр «Академия», 210. - 336 с. С. 222-226].The storage device 4 is intended for receiving, storing samples of a digitized echo signal, with their subsequent issuance to a sample sampling device and a device for progressive formation of a two-dimensional matrix. It can be performed on microcircuits [5. Lavrentiev B.F. Circuitry of electronic means / B.F. Lavrentiev. - M.: Publishing Center "Academy", 210. - 336 p. S. 222-226].

Устройство построчного формирования двумерной матрицы 5 осуществляет построчное считывание содержимого запоминающего устройства и формирование двумерной матрицы. При этом количество отсчетов в каждой строке матрицы соответствует количеству отсчетов за время одного периода зондирования, количество строк определяется исходя из длительности записи РЛИ, а начало формирования каждой последующей строки осуществляется сразу же после завершения текущей.The device of line-by-line formation of a two-dimensional matrix 5 performs line-by-line reading of the contents of the storage device and the formation of a two-dimensional matrix. In this case, the number of samples in each row of the matrix corresponds to the number of samples during one sensing period, the number of lines is determined based on the duration of the radar recording, and the beginning of the formation of each subsequent row is carried out immediately after completion of the current.

Устройство сжатия по дальности 6 выполняет построчное вычисление одномерного преобразования Фурье.The range compression device 6 performs line-by-line calculation of the one-dimensional Fourier transform.

Устройство сжатия по азимуту 7 предназначено для перемножения каждого из столбцов двумерной матрицы на соответствующую опорную функцию, которая задается отдельно для каждого элемента разрешения на РЛИ, с последующим нахождением для каждого из столбцов одномерного преобразования Фурье.The azimuth compression device 7 is intended for multiplying each of the columns of the two-dimensional matrix by the corresponding reference function, which is set separately for each element of the X-ray resolution, with the subsequent finding of the one-dimensional Fourier transform for each of the columns.

Назначение устройства отображения РЛИ 8 понятно из названия. Оно может быть реализовано, например, на основе персональной ЭВМ или другого средство отображения графической информации.The purpose of the display device RLI 8 is clear from the name. It can be implemented, for example, on the basis of a personal computer or other means of displaying graphic information.

Устройство управления 9 на основе информации, задаваемой оператором, задает режимы работы устройства формирования радиолокационного изображения. Так на этапе излучения, приема и запоминания эхо-сигналов устройство управления формирует сигнал разрешения записи отсчетов оцифрованного эхо-сигнала в запоминающее устройство, а на этапе определения момента начала зондирования, формирования двумерной матрицы с последующим формированием РЛИ - сигнал запуска устройства выборки отсчетов. Устройство может быть выполнено на основе микроконтроллера [6 http://www.atmel.com/products/microcontrollers/avr/default.aspx].The control device 9, based on information specified by the operator, sets the operating modes of the radar imaging device. So, at the stage of emission, reception and storing of echo signals, the control device generates a signal for recording recording samples of the digitized echo signal in the storage device, and at the stage of determining the moment of sounding start, formation of a two-dimensional matrix with the subsequent generation of radar images, the signal for starting the sample sampling device. The device can be made based on a microcontroller [6 http://www.atmel.com/products/microcontrollers/avr/default.aspx].

Устройство выборки отсчетов 10 предназначено для формирования сигналов считывания отсчетов эхо-сигнала из запоминающего устройства и создания на их основе набора выборок, длина каждой из которых соответствует длительности паузы τи, а их количество соответствует количеству отсчетов эхо-сигнала, запоминаемых в течение одного периода зондирования. При этом начало каждой последующей выборки смещается относительно начала предыдущей на один отсчет.The device for sampling samples 10 is intended for generating signals for reading samples of the echo signal from the storage device and creating, on their basis, a set of samples, the length of each of which corresponds to the duration of the pause τ and , and their number corresponds to the number of samples of the echo signal stored during one probe period . In this case, the beginning of each subsequent sample is shifted relative to the beginning of the previous one by one sample.

Устройство определения модуля сигнала 11 предназначено для нахождения абсолютных значений отсчетов оцифрованных эхо-сигналов, поступающих на его вход.The device for determining the signal module 11 is designed to find the absolute values of the samples of the digitized echo signals received at its input.

Интегратор 12 выдает результат суммирования всех значений элементов одномерного массива заданной длины, поступающего на его вход.The integrator 12 produces the result of summing all the values of the elements of a one-dimensional array of a given length arriving at its input.

Устройство определения положения минимума 13 осуществляет выдачу индекса наименьшего элемента входного массива.The device for determining the position of the minimum 13 provides the index of the smallest element of the input array.

Устройство построчного формирования двумерной матрицы 5, устройство сжатия по дальности 6, устройство сжатия по азимуту 7, устройство выборки отсчетов 10, устройство определения модуля сигнала 11, интегратор 12, устройство определения положения минимума 13 могут быть выполнены на цифровом сигнальном процессоре [7. http://www.analog.com/en/products/processors-dsp/blackfin.html].A device for the progressive formation of a two-dimensional matrix 5, a compression device in range 6, a compression device in azimuth 7, a device for sampling samples 10, a device for determining the signal module 11, an integrator 12, a device for determining the position of the minimum 13 can be performed on a digital signal processor [7. http://www.analog.com/en/products/processors-dsp/blackfin.html].

Устройство размыкания 14 предназначено для отключения выхода приемного устройства от входа аналого-цифрового преобразователя на время, определяемое длительностью импульса, подаваемого на его второй вход. Устройство может быть выполнено на основе аналогового ключа или коммутатора [8. Зубчук В.И. и др. Справочник по цифровой схемотехнике / В.И. Зубчук, В.П. Сигорский, А.Н. Шкуро. - К.: Тэхника, 1990. - 448 с., с. 295].The opening device 14 is designed to disconnect the output of the receiving device from the input of the analog-to-digital Converter for a time determined by the duration of the pulse supplied to its second input. The device can be made on the basis of an analog key or switch [8. Zubchuk V.I. and other Handbook of digital circuitry / V.I. Zubchuk, V.P. Sigorsky, A.N. Skin. - K .: Tekhnika, 1990 .-- 448 p., P. 295].

Устройство расширения импульсов 15 предназначено для формирования прямоугольных импульсов определенной длительности и может быть выполнено на основе, например, одновибратора [5. Лаврентьев Б.Ф. Схемотехника электронных средств / Б.Ф. Лаврентьев. - М.: Издательский центр «Академия», 210. - 336 с. С. 169-170].The pulse expansion device 15 is intended for the formation of rectangular pulses of a certain duration and can be performed on the basis of, for example, a single vibrator [5. Lavrentiev B.F. Circuitry of electronic means / B.F. Lavrentiev. - M.: Publishing Center "Academy", 210. - 336 p. S. 169-170].

Работа устройства состоит из двух этапов: этапа излучения, приема и запоминания эхо-сигналов и этапа определения момента начала зондирования, формирования двумерной матрицы с последующим формированием РЛИ. Текущий этап работы и его параметры определяют устройством управления 9 на основе информации, задаваемой оператором.The operation of the device consists of two stages: the stage of radiation, reception and storage of echo signals and the stage of determining the moment of the beginning of sounding, the formation of a two-dimensional matrix with the subsequent formation of radar images. The current stage of work and its parameters are determined by the control device 9 based on information specified by the operator.

На первом этапе на основе информации, задаваемой оператором (время начала записи и длительность записи РЛИ), устройство управления 9 формирует сигнал, разрешающий запись в запоминающее устройство 4. Излученный передающим устройством 1 и принятый приемным устройством 2 сигнал оцифровывают с помощью аналого-цифрового преобразователя 3 и записывают в запоминающее устройство 4. При этом с помощью устройства размыкания 14 в моменты начала зондирования, задаваемые синхроимпульсами с выхода передающего устройства 1, осуществляют вставку в запоминаемый сигнал пауз длительностью τи путем отключения выхода приемного устройства 2 от входа аналого-цифрового преобразователя 3 на время, определяемое устройством расширения импульсов 15.At the first stage, on the basis of information specified by the operator (the start time of the recording and the duration of the recording of radar data), the control device 9 generates a signal that allows recording in the storage device 4. The signal emitted by the transmitting device 1 and received by the receiving device 2 is digitized using an analog-to-digital converter 3 and recorded in the storage device 4. In this case, using the opening device 14 at the time of the beginning of sounding, set by the clock pulses from the output of the transmitting device 1, insert into the memory the detected pause signal of duration τ and by disconnecting the output of the receiving device 2 from the input of the analog-to-digital converter 3 for a time determined by the pulse expansion device 15.

На втором этапе устройство управления 9 осуществляет запуск устройства выборки отсчетов 10, которое производит считывание отсчетов эхо-сигнала из запоминающего устройства 4 и формирование на их основе набора выборок, длина каждой из которых соответствует длительности паузы τи, а их количество соответствует количеству отсчетов эхо-сигнала, запоминаемых в течение одного периода зондирования. Начало каждой последующей выборки смещено относительно начала предыдущей на один отсчет. Далее в устройстве определения модуля сигнала 11 вычисляют абсолютные значения отсчетов каждой выборки. После этого в интеграторе 12 производят суммирование абсолютных значений отсчетов каждой выборки с последующим нахождением в устройстве определения положения минимума 13 номера начального отсчета N0 выборки с минимальным результатом суммирования, который соответствует моменту начала зондирования t0.At the second stage, the control device 9 starts the sampling device 10 samples, which reads the samples of the echo signal from the storage device 4 and forming on their basis a set of samples, the length of each of which corresponds to the duration of the pause τ and , and their number corresponds to the number of samples of the echo signal stored during one sensing period. The beginning of each subsequent sample is shifted relative to the beginning of the previous one by one sample. Next, in the determination module of the signal module 11, the absolute values of the samples of each sample are calculated. After that, the integrator 12 summarizes the absolute values of the samples of each sample, followed by finding in the device for determining the position of the minimum 13 the number of the initial sample N 0 of the sample with the minimum summation result that corresponds to the time of sounding t 0 .

Начиная со смещения N0 относительно начала записи устройство построчного формирования двумерной матрицы 5 осуществляет построчное считывание отсчетов из запоминающего устройства 4 и формирование двумерной матрицы. При этом количество отсчетов в каждой строке матрицы соответствует количеству отсчетов за время одного периода зондирования, количество строк определяется исходя из длительности записи РЛИ, а начало формирования каждой последующей строки осуществляется сразу же после завершения текущей. По окончании формирования двумерной матрицы производят ее сжатие по дальности и азимуту в устройствах 6 и 7, соответственно, и передачу в устройство отображения РЛИ 8.Starting from the offset N 0 relative to the start of recording, the device for line-by-line formation of a two-dimensional matrix 5 performs line-by-line reading of samples from the storage device 4 and the formation of a two-dimensional matrix. In this case, the number of samples in each row of the matrix corresponds to the number of samples during one sensing period, the number of lines is determined based on the duration of the radar recording, and the beginning of the formation of each subsequent row is carried out immediately after completion of the current one. At the end of the formation of the two-dimensional matrix, it is compressed in range and azimuth in devices 6 and 7, respectively, and transmitted to the radar display device 8.

Claims (1)

Устройство формирования радиолокационного изображения в радиолокационной станции с синтезированной апертурой антенны, содержащее передающее устройство и последовательно соединенные приемное устройство, аналого-цифровой преобразователь, запоминающее устройство, устройство построчного формирования двумерной матрицы, устройство сжатия по дальности, устройство сжатия по азимуту, устройство отображения РЛИ, при этом второй выход устройства построчного формирования двумерной матрицы соединен с вторым входом запоминающего устройства, отличающееся тем, что в него введены устройство расширения импульсов и последовательно соединенные устройство управления, устройство выборки отсчетов, устройство определения модуля сигнала, интегратор, устройство определения положения минимума, а между приемным устройством и аналого-цифровым преобразователем введено устройство размыкания, второй вход которого соединен с выходом устройства расширения импульсов, которое входом соединено с выходом передающего устройства, при этом к третьему и четвертому входам запоминающего устройства присоединены второй выход устройства управления и второй выход устройства выборки отсчетов соответственно, а к второму выходу - второй вход устройства выборки отсчетов, кроме того, выход устройства определения положения минимума соединен с вторым входом устройства построчного формирования двумерной матрицы.A radar imaging device in a radar with a synthesized aperture of the antenna, comprising a transmitting device and serially connected receiving device, an analog-to-digital converter, a storage device, a device for progressive formation of a two-dimensional matrix, a range compression device, an azimuth compression device, a radar image display device, the second output of the device for line-by-line formation of a two-dimensional matrix is connected to the second input of the storage device characterized in that a pulse expansion device and a serially connected control device, a sampling device, a signal module determination device, an integrator, a minimum position determination device are inserted into it, and an opening device is inserted between the receiving device and the analog-to-digital converter, the second input of which is connected with the output of the pulse expansion device, which is connected by an input to the output of the transmitting device, while to the third and fourth inputs of the storage device the second output of the control device and the second output of the sampling device are connected respectively, and the second input of the sampling device is connected to the second output, in addition, the output of the minimum position determination device is connected to the second input of the device for the progressive formation of a two-dimensional matrix.
RU2016104062A 2016-02-08 2016-02-08 Device for radar location image forming in radar location station with synthesization of antenna aperture RU2619771C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016104062A RU2619771C1 (en) 2016-02-08 2016-02-08 Device for radar location image forming in radar location station with synthesization of antenna aperture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016104062A RU2619771C1 (en) 2016-02-08 2016-02-08 Device for radar location image forming in radar location station with synthesization of antenna aperture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2619771C1 true RU2619771C1 (en) 2017-05-18

Family

ID=58716177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016104062A RU2619771C1 (en) 2016-02-08 2016-02-08 Device for radar location image forming in radar location station with synthesization of antenna aperture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2619771C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2740782C1 (en) * 2019-11-26 2021-01-21 Александр Петрович Сонин Method of radar surveying of earth and near-earth space by radar with synthesized antenna aperture in band with ambiguous range with selection of moving targets on background of reflections from underlying surface and radar with synthesized antenna aperture for implementation thereof

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6781541B1 (en) * 2003-07-30 2004-08-24 Raytheon Company Estimation and correction of phase for focusing search mode SAR images formed by range migration algorithm
US7196653B2 (en) * 2003-05-21 2007-03-27 Astrium Limited Imaging apparatus and method
RU2347237C1 (en) * 2007-11-08 2009-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежское высшее военное авиационное инженерное училище (военный институт) Министерства Обороны Российской Федерации Method of formation of radar-tracking image of objects
JP2010008272A (en) * 2008-06-27 2010-01-14 Maspro Denkoh Corp Imaging system with millimeter wave
US8362946B2 (en) * 2008-10-03 2013-01-29 Trex Enterprises Corp. Millimeter wave surface imaging radar system
RU2528169C1 (en) * 2013-04-11 2014-09-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" Method of forming radar image of surface using on-board radar set installed on moving aircraft
RU2559203C1 (en) * 2014-07-08 2015-08-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" Method of mapping earth's surface using on-board radar

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7196653B2 (en) * 2003-05-21 2007-03-27 Astrium Limited Imaging apparatus and method
US6781541B1 (en) * 2003-07-30 2004-08-24 Raytheon Company Estimation and correction of phase for focusing search mode SAR images formed by range migration algorithm
RU2347237C1 (en) * 2007-11-08 2009-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежское высшее военное авиационное инженерное училище (военный институт) Министерства Обороны Российской Федерации Method of formation of radar-tracking image of objects
JP2010008272A (en) * 2008-06-27 2010-01-14 Maspro Denkoh Corp Imaging system with millimeter wave
US8362946B2 (en) * 2008-10-03 2013-01-29 Trex Enterprises Corp. Millimeter wave surface imaging radar system
RU2528169C1 (en) * 2013-04-11 2014-09-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" Method of forming radar image of surface using on-board radar set installed on moving aircraft
RU2559203C1 (en) * 2014-07-08 2015-08-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" Method of mapping earth's surface using on-board radar

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2740782C1 (en) * 2019-11-26 2021-01-21 Александр Петрович Сонин Method of radar surveying of earth and near-earth space by radar with synthesized antenna aperture in band with ambiguous range with selection of moving targets on background of reflections from underlying surface and radar with synthesized antenna aperture for implementation thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2632898C1 (en) Method of forming radar image in radar station with synthesized antenna aperture
Baransky et al. Sub-Nyquist radar prototype: Hardware and algorithm
US6335701B1 (en) Radar system and coherent integrating method thereof
Li et al. Improved interrupted sampling repeater jamming based on DRFM
US8121222B2 (en) Systems and methods for construction of time-frequency surfaces and detection of signals
US20200292662A1 (en) Radar data processing systems and methods
JP2011013950A (en) Pseudo random number output device, transmission device and finder
RU2619771C1 (en) Device for radar location image forming in radar location station with synthesization of antenna aperture
RU2562614C1 (en) Method of simulating radar targets
RU2660450C1 (en) Device of radar location station with continuous linear-frequency-modulated signal and synthesis of aperture
JP2007192783A (en) Pulse compression radar system
US10705183B2 (en) Single sampling radar signal processing system and method
JP6419330B2 (en) Target detection apparatus and target detection method
Cohen et al. Extensions of sub-Nyquist radar: Reduced time-on-target and cognitive radar
Hou et al. Compressed sensing digital receiver and orthogonal reconstructing algorithm for wideband ISAR radar
JP2010197147A (en) Radar device
RU2619086C1 (en) Method of determining distance to reflective surface
RU2510040C2 (en) Device to determine condition of marine surface
JP4103675B2 (en) Radar equipment
JP3182448B2 (en) Variable period correlation type detection device and variable period correlation type signal detection device
RU2810535C1 (en) Method and device for estimating the complex matrix of back scatter of radar objects (options)
RU2152626C1 (en) Radar with inverse synthesizing of aperture and multifrequency probing signal
RU2624630C1 (en) Method of digital processing of signals in radar location stations with synthesized antenna aperture of continuous radiation and device for its implementation
JP2020024163A (en) Underground radar apparatus
JP2018146405A (en) Image processing apparatus, image processing system, and image processing method

Legal Events

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

Effective date: 20180209

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190704