RU2677853C9 - Радиолокационная станция с квазинепрерывным шумовым сигналом - Google Patents

Радиолокационная станция с квазинепрерывным шумовым сигналом Download PDF

Info

Publication number
RU2677853C9
RU2677853C9 RU2017133215A RU2017133215A RU2677853C9 RU 2677853 C9 RU2677853 C9 RU 2677853C9 RU 2017133215 A RU2017133215 A RU 2017133215A RU 2017133215 A RU2017133215 A RU 2017133215A RU 2677853 C9 RU2677853 C9 RU 2677853C9
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
signal
noise
receiving
Prior art date
Application number
RU2017133215A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2677853C1 (ru
Inventor
Сергей Владимирович Аверкин
Владимир Владимирович Дженов
Александр Геннадиевич Батин
Original Assignee
Акционерное общество "ОКБ-Планета" АО "ОКБ-Планета"
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 Акционерное общество "ОКБ-Планета" АО "ОКБ-Планета" filed Critical Акционерное общество "ОКБ-Планета" АО "ОКБ-Планета"
Priority to RU2017133215A priority Critical patent/RU2677853C9/ru
Publication of RU2677853C1 publication Critical patent/RU2677853C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2677853C9 publication Critical patent/RU2677853C9/ru

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
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
    • G01S13/30—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves using more than one pulse per radar period
    • 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
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G01S13/346—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using noise modulation
    • 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
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • 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
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • 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

Abstract

Изобретение относится к системам для обнаружения воздушных, морских и наземных объектов, а также для определения их дальности, скорости в условиях повышенной скрытности и помехозащищенности, основанных на излучении радиоволн и регистрации их отражений от объектов. Техническим результатом изобретения является исключение нулевой отметки путем кардинального увеличения развязки между приемным и передающим трактами. Указанный результат достигается за счет применения сигнала, представляющего собой пачку модулированных шумом импульсов случайной длительности, прием которых ведется только в моменты отсутствия их передачи. Ввиду шумового характера сигнала обнаружение работы РЛС затруднено и может быть выполнено только по среднему уровню шума в заданной полосе частот. 2 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к системам для обнаружения воздушных, морских и наземных объектов, а также для определения их дальности, скорости в условиях повышенной скрытности и помехозащищенности, основанных на излучении радиоволн и регистрации их отражений от объектов.
Из существующего уровня техники известны импульсные радиолокационные станции (РЛС) использующие псевдослучайные сигналы, дающие высокую амплитуду отклика на выходе согласованного фильтра. Подобные РЛС используются на средней и большой дальности.
К недостаткам можно отнести необходимость иметь короткий зондирующий импульс, содержащий длинную фазоманипулированную последовательность, что усложняет обработку. Еще одним недостатком является наличие слепой зоны, определяемой длительностью зондирующего импульса.
Известны гомодинные РЛС с квазинепрерывным сигналом, в том числе и шумовым. Недостатками являются сложная структурная схема при использовании шумового сигнала, требование к высокой развязке между приемным и передающим трактом при одновременной работе на прием и передачу.
РЛС с сигналом большой длительности (описаны сигналы в книге В.Е. Гантмахер, Н.Е. Быстрое, Д.В. Чеботарев Шумоподобные сигналы. Анализ, синтез, обработка - СПб.: Наука и Техника, 2005. - 400 с.: ил.) свободны от перечисленных недостатков, но предъявляют повышенные требования к быстродействию и многоканальности вычислителя.
Прототипом является устройство радиолокатора с непрерывным сигналом, модулированным шумом [патент RU 2589036, МПК G01S 13/42], содержащее последовательно соединенные генератор сигнала, модулированного шумом, усилитель мощности и передающую антенну, последовательно соединенные приемную антенну, малошумящий усилитель, аттенюатор, смеситель, видеоусилитель и аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные блок корреляторов и процессор.
Представленный прототип реализует принцип компенсации межантенной связи. Это сделано для того чтобы избавиться от ложной отметки на «нулевой» дальности. Реализуемое решение говорит о недостаточном уровне развязки между приемной и передающей антеннами.
При разработке подобной РЛС, существует проблема ложной цели на нулевой отметке по дальности. Сигнал ложной цели имеет большую амплитуду и препятствует различению цели в ближней зоне.
Технический результат, который требовалось достигнуть - исключение нулевой отметки путем кардинального увеличения развязки между приемным и передающим трактами, за счет применения сигнала, представляющего собой пачку модулированных шумом импульсов случайной длительности, прием которых ведется только в моменты отсутствия их передачи.
Данный технический результат достигается за счет того, что радиолокационная станция с квазинепрерывным шумовым сигналом, содержащая антенное устройство, соединенное с коммутирующим устройством, приемный и передающий тракты, центральное процессорное устройство (ЦПУ), соединенное с индикаторным устройством, при этом передающий тракт содержит последовательно соединенные первый смеситель, первый фильтр нижних частот, усилитель мощности, коммутирующее устройство, приемный тракт содержит последовательно соединенные приемное устройство, второй смеситель, второй фильтр нижних частот, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), при этом вход приемного устройства соединен с выходом коммутирующего устройства, причем дополнительно введено устройство управления, передающий тракт дополнительно содержит генератор шума, блок широтно-импульсной модуляции, генератор несущей частоты и перемножитель сигналов, приемное устройство дополнительно содержит блок памяти и второй АЦП, при этом выходы генератора шума и блока широтно-импульсной модуляции соединены с входами перемножителя сигналов, выход которого соединен с первым входом первого смесителя, второй вход которого соединен с выходом генератора несущей частоты, выход которого также соединен с вторым входом второго смесителя, управляющий вход усилителя мощности соединен с первым выходом устройства управления, вход которого соединен с выходом блока широтно-импульсной модуляции, второй выход устройства управления соединен с входом коммутирующего устройства, вход второго АЦП соединен с выходом перемножителя сигналов, выходы первого и второго АЦП соединены с первым и вторым входами блока памяти, выход блока памяти соединен с входом ЦПУ, которое управляет работой блока широтно-импульсной модуляции, блока памяти и устройства управления, при этом работа радиолокационной станции основана на попеременном подключении приемного и передающего трактов к одной антенне посредством коммутирующего устройства в соответствии с широтно-импульсной модуляцией в сигнале, представляющем собой пачку шумовых импульсов случайной длительности, прием которых ведется только в моменты отсутствия их передачи.
На фигуре 1 изображена структура радиолокационной станции с квазинепрерывным шумовым сигналом.
На фигуре 2 изображен результат моделирования детектирования одиночной цели.
Радиолокационная станция с квазинепрерывным шумовым сигналом содержит: блок широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для реализации шумовых импульсов случайной длительности в сигнале - 1; генератор шума - 2; блок памяти - 3; центральное процессорное устройство (ЦПУ) - 4; перемножитель сигналов - 5; первый и второй аналого-цифровые преобразователи (АЦП) - 6, 7; индикаторное устройство - 8; фильтры нижних частот (ФНЧ) - 9, 13; смесители - 10, 12; генератор несущей частоты - 11; устройство управления - 14; усилитель мощности - 15; приемное устройство - 16; коммутирующее устройство - 17.
Устройство работает следующим образом. Генератор шума - 2 генерирует случайные колебания с эффективной шириной спектра равной рабочей полосе АЦП - 6, 7. Блок ШИМ - 1 генерирует импульсы случайной длительности таким образом, чтобы суммарная длительность импульсов была равна половине длительности излучаемого сигнала, а количество импульсов составляло от восьми и выше в зависимости от требуемой дальности радара. Сигналы с блока ШИМ и генератора шума поступают на входы перемножителя сигналов - 5. Выходной сигнал с перемножителя - 5, представляющий собой импульсы шума, поступает в первый АЦП - 6 и далее в блок памяти - 3 и одновременно на переносчик сигнала на рабочую частоту, образованный генератором - 11, смесителем - 10 и ФНЧ - 13. Цифровой сигнал с выхода первого АЦП-6, поступивший в блок памяти - 3, является эталонным. С выхода ФНЧ сигнал на несущей частоте поступает в усилитель мощности - 15, где усиливается, и далее через коммутирующего устройство - 17 поступает в антенну и излучается. При этом устройство управления - 14 подключает антенну к усилителю мощности - 15 посредством коммутирующего устройства только в моменты наличия шумовых импульсов. В остальное время устройство управления - 14 запирает усилитель мощности и переключает антенну при помощи коммутирующего устройства - 17 на вход приемного устройства - 16. Отраженный от цели сигнал вместе с шумами принимается антенной и поступает в приемное устройство - 16 только в те моменты, когда усилитель мощности заперт и отключен от антенны, а приемник подключен к антенне при помощи коммутирующего устройства - 17. Приемное устройство - 16 проводит усиление принятого сигнала до необходимого уровня. Принятый и усиленный сигнал от цели
поступает на смеситель - 12, где при помощи генератора - 11 переносится вниз по частоте. С выхода смесителя сигнал поступает на вход ФНЧ - 9, где выделяется рабочая полоса нижних частот. Выделенный низкочастотный сигнал оцифровывается вторым АЦП - 7 и подается в блок памяти - 3, независимо от сигнала первого АЦП - 6. Таким образом, к моменту окончания излучения и приема сигнала блок памяти - 3 содержит эталон излученного сигнала и принятый сигнал. ЦПУ - 4 производит свертку эталонного и принятого сигналов, управляет работой блока ШИМ, устройства управления и памяти, а также выдает данные о наличии или отсутствии цели на индикаторное устройство - 8.
Как видно из фигуры 2, происходит надежное детектирование одиночной цели отметки под номером 256, когда к полезному сигналу был примешан шум с такой же амплитудой.
Таким образом, в предложенной радиолокационной станции размер «слепой зоны» определяется временем срабатывания коммутирующего устройства, а ведение приема только в те моменты времени, когда усилитель мощности заперт и отключен от антенны, убирает отметку на нулевой дальности. Проблема, которая ставилась при разработке данного изобретения, решена.
Технический результат, который требовалось достигнуть - исключение нулевой отметки путем кардинального увеличения развязки между приемным и передающим трактами, за счет применения сигнала, представляющего собой пачку модулированных шумом импульсов случайной длительности, прием которых ведется только в моменты отсутствия их передачи, достигнут.
РЛС такого типа позволяет разрабатывать РЛС ближней и средней дальности, которые можно одновременно использовать близко друг от друга, не принимая сложных мер для обеспечения электромагнитной совместимости, а также увеличивает энергетический потенциал РЛС.
Кроме того, ввиду шумового характера сигнала, обнаружение работы подобных РЛС затруднено и может быть выполнено только по среднему уровню шума в заданной полосе частот.

Claims (1)

  1. Радиолокационная станция с квазинепрерывным шумовым сигналом, содержащая антенное устройство, соединенное с коммутирующим устройством, приемный и передающий тракты, центральное процессорное устройство (ЦПУ), соединенное с индикаторным устройством, при этом передающий тракт содержит последовательно соединенные первый смеситель, первый фильтр нижних частот, усилитель мощности, коммутирующее устройство, приемный тракт содержит последовательно соединенные приемное устройство, второй смеситель, второй фильтр нижних частот, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), при этом вход приемного устройства соединен с выходом коммутирующего устройства, отличающаяся тем, что дополнительно введено устройство управления, передающий тракт дополнительно содержит генератор шума, блок широтно-импульсной модуляции, генератор несущей частоты и перемножитель сигналов, приемное устройство дополнительно содержит блок памяти и второй АЦП, при этом выходы генератора шума и блока широтно-импульсной модуляции соединены с входами перемножителя сигналов, выход которого соединен с первым входом первого смесителя, второй вход которого соединен с выходом генератора несущей частоты, выход которого также соединен со вторым входом второго смесителя, управляющий вход усилителя мощности соединен с первым выходом устройства управления, вход которого соединен с выходом блока широтно-импульсной модуляции, второй выход устройства управления соединен с входом коммутирующего устройства, вход второго АЦП соединен с выходом перемножителя сигналов, выходы первого и второго АЦП соединены с первым и вторым входами блока памяти, выход блока памяти соединен с входом ЦПУ, которое управляет работой блока широтно-импульсной модуляции, блока памяти и устройства управления, при этом работа радиолокационной станции основана на попеременном подключении приемного и передающего трактов к одной антенне посредством коммутирующего устройства в соответствии с широтно-импульсной модуляцией в сигнале, представляющем собой пачку шумовых импульсов случайной длительности, прием которых ведется только в моменты отсутствия их передачи.
RU2017133215A 2017-09-22 2017-09-22 Радиолокационная станция с квазинепрерывным шумовым сигналом RU2677853C9 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017133215A RU2677853C9 (ru) 2017-09-22 2017-09-22 Радиолокационная станция с квазинепрерывным шумовым сигналом

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017133215A RU2677853C9 (ru) 2017-09-22 2017-09-22 Радиолокационная станция с квазинепрерывным шумовым сигналом

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2677853C1 RU2677853C1 (ru) 2019-01-22
RU2677853C9 true RU2677853C9 (ru) 2019-02-13

Family

ID=65085218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017133215A RU2677853C9 (ru) 2017-09-22 2017-09-22 Радиолокационная станция с квазинепрерывным шумовым сигналом

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2677853C9 (ru)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5140332A (en) * 1989-07-13 1992-08-18 Westinghouse Electric Corp. Short pulse radar system with a long pulse transmitter
US6121915A (en) * 1997-12-03 2000-09-19 Raytheon Company Random noise automotive radar system
RU2286583C1 (ru) * 2005-03-23 2006-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" (ФГУП "ГКБ "Связь") Способ обнаружения и локализации сложных сигналов
RU2335842C2 (ru) * 2006-11-13 2008-10-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Способ формирования хаотической последовательности псевдослучайных сигналов
RU2483341C1 (ru) * 2012-02-07 2013-05-27 Виктор Владимирович Млечин Способ противодействия радиоэлектронным системам управления
JP2015045564A (ja) * 2013-08-28 2015-03-12 日本電気株式会社 レーダ装置、レーダ信号処理方法及びプログラム
RU2589036C1 (ru) * 2015-04-01 2016-07-10 Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Радиолокатор с непрерывным шумовым сигналом и способ расширения диапазона измеряемых дальностей в радиолокаторе с непрерывным сигналом

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5140332A (en) * 1989-07-13 1992-08-18 Westinghouse Electric Corp. Short pulse radar system with a long pulse transmitter
US6121915A (en) * 1997-12-03 2000-09-19 Raytheon Company Random noise automotive radar system
RU2286583C1 (ru) * 2005-03-23 2006-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" (ФГУП "ГКБ "Связь") Способ обнаружения и локализации сложных сигналов
RU2335842C2 (ru) * 2006-11-13 2008-10-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Способ формирования хаотической последовательности псевдослучайных сигналов
RU2483341C1 (ru) * 2012-02-07 2013-05-27 Виктор Владимирович Млечин Способ противодействия радиоэлектронным системам управления
JP2015045564A (ja) * 2013-08-28 2015-03-12 日本電気株式会社 レーダ装置、レーダ信号処理方法及びプログラム
RU2589036C1 (ru) * 2015-04-01 2016-07-10 Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Радиолокатор с непрерывным шумовым сигналом и способ расширения диапазона измеряемых дальностей в радиолокаторе с непрерывным сигналом

Also Published As

Publication number Publication date
RU2677853C1 (ru) 2019-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101470202B (zh) 一种脉冲多普勒雷达系统及其信号处理方法
US9075138B2 (en) Efficient pulse Doppler radar with no blind ranges, range ambiguities, blind speeds, or Doppler ambiguities
CN111273236A (zh) 用于雷达系统的改进的近-远性能的功率控制系统
JP2016151425A (ja) レーダ装置
JP2009522575A5 (ru)
WO2018045594A1 (zh) 一种基于互质脉冲重复间隔的空时自适应处理方法及装置
JP2008527391A (ja) レーダー装置
CN102162848A (zh) 基于伪随机编码与线性调频连续波的汽车主动防撞雷达
RU2412450C2 (ru) Способ снижения нижней границы измерения малых высот до нуля и устройство когерентного импульсно-доплеровского радиовысотомера, реализующего способ
Stasiak et al. A study on using different kinds of continuous-wave radars operating in C-band for drone detection
EP0928427A1 (en) Radar systems
Hanbali et al. A review of self-protection deceptive jamming against chirp radars
RU2677853C9 (ru) Радиолокационная станция с квазинепрерывным шумовым сигналом
US20230273307A1 (en) Method for radar ranging and transceiver therefor
Fernandes Implementation of a RADAR System using MATLAB and the USRP
JP2019105601A (ja) レーダ装置及びそのレーダ信号処理方法
EP2901174B1 (en) Frequency modulated continuous waveform (fmcw) radar
RU2589036C1 (ru) Радиолокатор с непрерывным шумовым сигналом и способ расширения диапазона измеряемых дальностей в радиолокаторе с непрерывным сигналом
RU54679U1 (ru) Радиолокационная станция
Shirude et al. Range estimation using direct sequence spread spectrum
RU2539334C1 (ru) Комплекс радиоэлектронного подавления системы радиосвязи
Landi et al. Time-orthogonal-waveform-space-time adaptive processing for distributed aperture radars
Abdul-Atty et al. Hardware Implementation of a Human Movement Detection FMCW Radar
RU2444026C1 (ru) Радиолокационная станция судовой навигации
RU2577845C1 (ru) Способ и устройство сопровождения целей на больших дальностях

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL 3-2019 FOR INID CODE(S) (73)

TH4A Reissue of patent specification