RU2699766C1 - Радиолокационная станция для мониторинга ледовой обстановки - Google Patents

Радиолокационная станция для мониторинга ледовой обстановки Download PDF

Info

Publication number
RU2699766C1
RU2699766C1 RU2018138277A RU2018138277A RU2699766C1 RU 2699766 C1 RU2699766 C1 RU 2699766C1 RU 2018138277 A RU2018138277 A RU 2018138277A RU 2018138277 A RU2018138277 A RU 2018138277A RU 2699766 C1 RU2699766 C1 RU 2699766C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
output
signal
radar
outputs
Prior art date
Application number
RU2018138277A
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Евгеньевич Ананенков
Антон Вячеславович Коновальцев
Владимир Михайлович Нуждин
Владимир Викторович Расторгуев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)"
Priority to RU2018138277A priority Critical patent/RU2699766C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2699766C1 publication Critical patent/RU2699766C1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S13/00Systems 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
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S13/00Systems 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
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/10Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S13/00Systems 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
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/32Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S13/00Systems 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
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/32Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34Systems 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S13/00Systems 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
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S13/00Systems 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
    • G01S13/74Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/82Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein continuous-type signals are transmitted
    • G01S13/84Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein continuous-type signals are transmitted for distance determination by phase measurement
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28Details of pulse systems
    • G01S7/285Receivers
    • G01S7/288Coherent receivers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40Means for monitoring or calibrating
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06Receivers
    • H04B1/16Circuits
    • H04B1/30Circuits for homodyne or synchrodyne receivers

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к области радиолокации, а именно к гомодинным радиолокаторам. Технический результат - создание радиолокационной станции мониторинга ледовой обстановки, для которой необходима увеличенная дальность действия (для обеспечения широкой полосы обзора) и возможность измерения второй координаты (высоты) лоцируемого объекта для выделения и определения координат айсбергов и оценки степени опасности. Указанный результат достигается за счет того, что гомодинный радиолокатор содержит передающий и приемные каналы (антенны которых разнесены на базу d), устройства формирования спектра (например, с помощью БПФ) и многоканальное устройство измерения разности фаз, а для повышения точности измерения разности фаз в приемных каналах предусмотрена возможность калибровки идентичности приемных каналов (по амплитуде и фазе), для чего в схему включены ключи коммутации тестового сигнала. 6 ил.

Description

Изобретение относится к области радиолокации, а именно к гомодинным радиолокаторам.
Известен гомодинный радиолокатор (патент №2626405) с непрерывным частотно-модулированным зондирующим сигналом, в котором используется одна приемно-передающая антенна и обеспечивается расширенный динамический диапазон принимаемых сигналов, при минимизации боковых лепестков сигнальной функции. В этом гомодинном радиолокаторе, дополненным известным устройством параллельного спектрального анализа [И.С. Гоноровский. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Радио и связь, 1994 г.], позиция 10 на фиг. 1, реализуется измерение дальностей Rn, до объектов, находящихся в антенном луче.
Однолучевые гомодинные радиолокаторы находят применение в бортовых радиолокационных станциях (РЛС) бокового обзора пространства с синтезированием апертуры для формирования детального радиолокационного изображения местности на малых и сверхмалых дальностях. Однако в таких РЛС отсутствует возможность определения высоты (возвышения) лоцируемого объекта над поверхностью. Другой особенностью указанного прототипа является ограниченная мощность передающего устройства, увеличение которой ограничивается уровнем развязки приемного и передающего каналов, реализованной в прототипе за счет циркулятора позиция 2 на фиг. 1.
Для устранения этих недостатков и расширения функциональных возможностей РЛС предлагается использовать антенную развязку приемных и передающего каналов и кроме отдельного передающего канала со своей антенной ввести два приемных гомодинных канала с двумя приемными антеннами, смещенными по вертикали на базу d. Для повышения точности измерения разности фаз предусмотрена возможность аппаратной калибровки идентичности приемных каналов (по амплитуде и фазе), для чего в схему включены ключи коммутации тестового сигнала (7). В заявляемом радиолокаторе измеряются дальности до лоцируемых объектов Rn и формируются оценки разности фаз
Figure 00000001
сигналов, принятых (приемными) антеннами (фиг. 2), которые позволяют рассчитать высоты лоцируемых объектов по следующим аналитическим соотношениям.
Figure 00000002
где
ΔR разность хода электромагнитной волны (ЭМВ) до приемных антенн, причем первый член выражения определяет разность хода для ровной горизонтальной поверхности;
R1, R2 - расстояние от объекта до приемных антенн А1 и A3 соответственно (см. фиг. 3);
H - высота фазового центра антенной системы;
d - база антенной системы;
h - высота объекта;
Figure 00000003
где
Δϕ - разность фаз, измеряемая предлагаемым радаром;
Figure 00000004
- волновой коэффициент;
λ - длинна волны несущего излучения РЛС МЛО;
Figure 00000005
, определяющему высоту объекта лоцирования либо поверхности.
R0 - средняя дальность до объекта.
Использование изобретения позволит создать радиолокационную станцию мониторинга ледовой обстановки с увеличенной дальностью действия (для обеспечения широкой полосы обзора) и возможностью измерения второй координаты (высоты) лоцируемого объекта для выделения и определения координат айсбергов и оценки степени опасности.
Радиолокационная станция для мониторинга ледовой обстановки (РЛС МЛО), содержит передающий канал, два параллельных приемных канала, генератор функции весового окна, устройство оценки разности комплексного коэффициента передачи приемных трактов, полусумматор, устройство синхронизации и многоканальное устройство измерения разности фаз, при этом, приемные каналы содержат последовательно соединенные
- приемную антенну,
- балансный смеситель,
- ключ коммутации калибровочного сигнала,
- малошумящий усилитель,
- ключ бланкирования зоны обращения и обратного хода пилы ЛЧМ,
- управляемый усилитель,
- фильтр нижних частот,
- АЦП,
- цифровой фильтр,
- устройство децимации,
- устройство параллельного спектрального анализа (формирования спектра),
- устройство коррекции спектра.
Передающий канал содержит последовательно соединенные
- формирователь зондирующего и калибровочного сигнала (выходом зондирующего сигнала),
- усилитель зондирующего сигнала,
- направленный ответвитель,
- передающую антенну.
- Вход направленного ответвителя СВЧ сигналов соединен с выходом усилителя зондирующего сигнала, выход основного сигнала соединен с передающей антенной, а выходы ответленного (-20 дБ) сигнала соединены со входами балансных смесителей;
- входы полусумматора соединены с выходами устройств коррекции спектра, выход полусумматора является первым выходом РЛС МЛО, выдающим оценки средней дальностей Rn;
- первый выход устройства синхронизации соединен со входами формирователя зондирующего и калибровочного сигнала, и входами ключей коммутации калибровочного сигнала; второй выход устройства синхронизации соединен со входами ключей бланкирования зоны обращения и обратного хода пилы ЛЧМ; третий выход устройства синхронизации соединен со входами формирователя зондирующего и калибровочного сигнала и генератора функции весового окна; четвертый и пятый выходы устройства синхронизации соединены с входами АЦП;
- выходы калибровочного сигнала формирователя зондирующего и калибровочного сигнала соединены с входами ключей коммутации калибровочного сигнала;
- выходы генератора функции весового окна соединены со входами управляемых усилителей;
- входы устройства оценки разности комплексного коэффициента передачи приемных трактов соединены с выходами устройства параллельного спектрального анализа, а выход соединен с со входом устройства коррекции спектра второго приемного канала;
- входы многоканального устройства измерения разности фаз соединены с выходами устройств коррекции спектра, а выход является вторым выходом РЛС МЛО, обеспечивающим формирование оценки разности фаз
Figure 00000006
и нахождение высот hn лоцируемых объектов (для n-го номера спектрального канала) по формуле:
Figure 00000007
где
h - высота объекта;
Н - высота фазового центра антенной системы;
Δϕ - разность фаз, измеряемая предлагаемым радаром;
Rn - средняя дальность до объекта, полученная с выхода полусумматора (18), выдающего оценку средней дальности
Figure 00000008
Figure 00000009
- волновой коэффициент;
λ - длинна волны несущего излучения РЛС МЛО;
d - база антенной системы.
Суть изобретения поясняется Фигурами 1-6.
На Фиг. 3 изображена структурная схема интерферометрического гомодинного радиолокатора, где приняты следующие обозначения:
1. Формирователь зондирующего и калибровочного сигнала
2. Усилитель зондирующего сигнала
3. Направленный ответвитель
4. Передающая антенна
5. Приемные антенны
6. Балансные смесители
7. Ключи коммутации калибровочного сигнала
8. Малошумящие усилители
9. Ключи бланкирования зоны обращения и обратного хода пилы ЛЧМ
10. Управляемые усилители
11. Фильтры нижних частот
12. АЦП
13. Цифровые фильтры
14. Устройства децимации
15. Устройства параллельного спектрального анализа (формирования спектра)
16. Устройства коррекции спектра
17. Многоканальное устройство измерения разности фаз
18. Полусумматор (выдающий оценку средней дальности
Figure 00000010
19. Генератор функции весового окна
20. Устройство синхронизации
21. Устройство оценки разности комплексного коэффициента передачи приемных трактов
На Фигуре 4 представлен закон изменения частоты зондирующего (утолщенная линия) и принятого сигнала (а), бланк обратного хода пилы и зоны обращения (б), сигналы биений на входе управляемых усилителей (в).
На Фигуре 4 обозначено:
ƒ0 - несущая частота зондирующего сигнала (ЗС), ƒ- частота, t - время,
ƒб - частота биений, прямо пропорциональная дальности до объекта R,
ƒmin и ƒmax - минимальная и максимальная частота зондирующего сигнала с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ),
Δƒд - девиация частоты ЗС,
tR - временная задержка отраженного сигнала, пропорциональная дальности до объекта R,
Тм - период модуляции ЗС.
На Фигуре 5 представлены нормированные спектры сигнала биений для нулевых дальностей, S1(f) - спектр сигнала биений без коррекции, S2(f) - спектр сигнала биений с учетом частотной коррекции в усилителе с квадратичной амплитудно-частотной характеристикой.
На Фигуре 6 представлен спектр сигнала биений S(f) и спектр сигнала биений, модулированный функцией временного окна Smod(f).
Радиолокационная станция для мониторинга ледовой обстановки работает следующим образом.
РЛС МЛО имеет два режима функционирования: рабочий режим и калибровочный. Калибровочный режим используется непосредственно перед рабочим для выравнивания коэффициентов передачи приемных трактов РЛС МЛО, что позволяет минимизировать ошибки оценок разности фаз в широком диапазоне температур, характерных для эксплуатации РЛС МЛО. В калибровочном режиме ключи 7 подают на входы малошумящих усилителей 8 идентичный калибровочный сигнал. После прохождения которого по параллельным каналам приемных трактов формируются и запоминаются (в устройстве 21) до следующей калибровки оценки разности комплексного коэффициента передачи для каждой компоненты спектра, сформированного в устройствах 15. Полученные комплексные коэффициенты корректируют спектр в устройстве 16 в одном из приемных каналов для достижения идентичности комплексных коэффициентов передачи обоих приемных каналов.
В рабочем режиме формирователь 1 выдает на передающий канал (устройства 2, 3 и 4) зондирующий СВЧ-сигнал, а ключи 7 коммутируют на входы малошумящих усилителей 8 сигналы биений с балансных смесителей 6, из которых на выходе РЛС МЛО формируются оценки дальности до объектов и разностей фаз пропорциональных высоте объектов. Выходной сигнал формирователя ЗС 1 (Фиг. 3), частота которого изменяется по линейному закону (ЛЧМ) (фиг 4), поступает через усилитель 2 и основной канал направленного ответвителя (3) на передающую антенну (4) и излучается в пространство. Одновременно с этим ослабленные в направленном ответвителе ЗС поступают на входы балансных смесителей 6, являясь гетеродинным сигналом.
Отраженный от объекта сигнал принимается приемными антеннами (5) Сигналы с выходов приемных антенн (5) поступают на входы балансных смесителей (6) Балансные смесители (6) реализуют перемножение принятых и гетеродинных сигналов и низкочастотную фильтрацию. Далее сигналы обоих каналов через ключи 7 проходят на вход малошумящих усилителей 8 (усилители с малой величиной коэффициента шума), где происходит их основное усиление. С выходов усилителей 8 сигнал биений поступает на ключи бланкирования зоны обращения и обратного хода пилы, пропускающие только информативные участки принятого сигнала в требуемом временном интервале, соответствующем зоне обзора РЛС МЛО по дальности. На фиг. 4а показан закон изменения частоты ЗС (утолщенная пилообразная линия) и принятого сигнала, бланк обратного хода пилы и зоны обращения (б), сигналы биений на входе управляемых усилителей (в).
Для реализации частотного эспандирования и уменьшения динамического диапазона сигнала биений в гомодинном радиолокаторе используется зависимость интенсивности принятых сигналов от дальности (пропорциональной частоте биений), путем применения квадратичной амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) в устройстве коррекции спектра (16), что позволяет выравнивать мощность сигналов, принятых от объектов, расположенных на различных дальностях и имеющих одинаковую величину Sэф. При этом динамический диапазон всех сигналов сужается до динамического диапазона наблюдаемой сцены (Фиг. 5).
Однако кроме отмеченного положительного эффекта сужения динамического диапазона, возникает проблема возрастания уровня боковых лепестков функции неопределенности ЛЧМ зондирующего сигнала. Это возрастание создает существенные помехи на радиолокационном изображении сцены - пространственную засветку экрана по дальности, следующую за сигналом, который соответствует отражению от объекта.
Для устранения этого эффекта, а также устранения влияния паразитной амплитудной модуляции генератора зондирующего сигнала, в гомодинном радиолокаторе применяются управляемые усилители 10, осуществляющие амплитудную модуляцию сигналов биений весовым окном (во временной области), поступающим с генератора функции весового окна 19. В результате сигнал биений (Фиг. 6) модулируется по амплитуде функцией «временного окна» в виде функции:
Figure 00000011
Несложно показать, что в этом случае огибающая спектра сигнала биений на выходе амплитудного модулятора 6 будет иметь вид функции:
Figure 00000012
где: ωб - частота биений;
S(ω) - спектральная плотность сигнала биений;
Тм - период модуляции ЛЧМ;
ω - переменная частота.
В отличии от функции
Figure 00000013
огибающая спектра сигнала биений, модулированная функцией «временного окна» Smod(ω), на выходе устройства коррекции спектра с квадратичной амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) 16 (Фиг. 6) имеет более широкий основной лепесток и боковые лепестки, которые спадают, обратно пропорционально третьей степени частоты.
Таким образом, умножение сигнала в управляемых усилителях 10 на функцию окна, приводит к компенсации сомножителя
Figure 00000014
и, следовательно, спектр огибающей сигнала биений будет иметь вид функции:
Figure 00000015
В результате в гомодинном радиолокаторе не будет наблюдаться нежелательного роста уровня боковых лепестков функции неопределенности ЛЧМ сигнала.
Формирователь зондирующего сигнала 1 и генератор функции временного окна 19 синхронизируются по времени устройством синхронизации 20 (выход 3). Устройство синхронизации 20 кроме того формирует управляющие сигналы для синхронизации ключей бланкирования зоны обращения и обратного хода пилы ЛЧМ 9 (выход 2), как это показано на фиг. 4, стробы оцифровки и сигнал частоты дискретизации для АЦП 12 (выходы 4 и 5 соответственно). Для перевода РЛС МЛО в режим калибровки перед каждым запуском рабочего режима устройство синхронизации 20 выдает управляющий сигнал на формирователь калибровочного сигнала 1 и ключи коммутации калибровочного сигнала 7 (с выхода 1).
Сигналы с выходов управляемых усилителей 10 поступают на фильтры нижних частот 11, выполняющие функцию антиаллиасного фильтра перед АЦП 12. С выходов АЦП 12 оцифрованные сигналы биений попадают на цифровые фильтры 13, которые подавляют частотные составляющие, пришедшие от дальностей за пределами зоны обзора РЛС МЛО и децимируются в устройствах децимации 14 для сокращения потока обрабатываемых в РЛС МЛО данных.
В устройствах параллельного спектрального анализа (15) осуществляются преобразования сигналов биений в их спектры, которые через устройства коррекции спектра 16 подаются на многоканальное устройство измерения разности фаз (17), обеспечивающее формирование оценки разности фаз
Figure 00000016
для нахождения высот hn лоцируемых объектов по формуле (оценка разности фаз может быть сформирована различными способами, например после оцифровки сигналов как arcsin отношения произведения квадратур спектров сигналов с выхода 16 к их мощности):
Figure 00000017
, определяющему высоту объекта лоцирования либо поверхности.
Спектры сигналов биений с устройства (16) подаются так же на полусумматор (18). Выход полусумматора является выходом системы, выдающим оценки дальностей Rn.
Таким образом, технический результат от использования предложенного технического решения заключается в возможности создать радиолокационную станцию мониторинга ледовой обстановки, для которой необходима увеличенная дальность действия (для обеспечения широкой полосы обзора) и возможность измерения второй координаты (высоты) лоцируемого объекта для выделения и определения координат айсбергов и оценки степени опасности, работающую в широком диапазоне изменения температур.
Изобретательский уровень предложенного технического решения подтверждается отличительной частью формулы изобретения.

Claims (10)

  1. Радиолокационная станция для мониторинга ледовой обстановки (РЛС МЛО), содержащая передающий канал, два параллельных приемных канала, генератор функции весового окна, устройство оценки разности комплексного коэффициента передачи приемных трактов, полусумматор, устройство синхронизации и многоканальное устройство измерения разности фаз, при этом приемные каналы содержат последовательно соединенные приемную антенну, балансный смеситель, ключ коммутации калибровочного сигнала, малошумящий усилитель, ключ бланкирования зоны обращения и обратного хода пилы линейно-частотно-модулированного (ЛЧМ) сигнала, управляемый усилитель, фильтр нижних частот, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), цифровой фильтр, устройство децимации, устройство параллельного спектрального анализа и формирования спектра, устройство коррекции спектра, передающий канал содержит последовательно соединенные выход зондирующего сигнала формирователя зондирующего и калибровочного сигналов, усилитель зондирующего сигнала, направленный ответвитель сверхвысокочастотных (СВЧ) сигналов, передающую антенну; при этом выход основного сигнала передающего канала соединен с передающей антенной, а выходы ответвленного сигнала с уровнем -20 дБ соединены со входами балансных смесителей, входы полусумматора соединены с выходами устройств коррекции спектра, выход полусумматора является первым выходом РЛС МЛО, выдающим оценки средней дальностей Rn, первый выход устройства синхронизации соединен со входами формирователя зондирующего и калибровочного сигнала и входами ключей коммутации калибровочного сигнала; второй выход устройства синхронизации соединен со входами ключей бланкирования зоны обращения и обратного хода пилы ЛЧМ; третий выход устройства синхронизации соединен со входами формирователя зондирующего и калибровочного сигнала и генератора функции весового окна; четвертый и пятый выходы устройства синхронизации соединены с входами АЦП; выходы калибровочного сигнала формирователя зондирующего и калибровочного сигналов соединены с входами ключей коммутации калибровочного сигнала, выходы генератора функции весового окна соединены со входами управляемых усилителей; входы устройства оценки разности комплексного коэффициента передачи приемных каналов соединены с выходами устройства параллельного спектрального анализа, а выход соединен с со входом устройства коррекции спектра второго приемного канала, входы многоканального устройства измерения разности фаз соединены с выходами устройств коррекции спектра, а выход является вторым выходом РЛС МЛО, обеспечивающим формирование оценки разности фаз
    Figure 00000018
    и нахождение высот hn лоцируемых объектов для n-го номера спектрального канала по формуле:
  2. Figure 00000019
  3. где:
  4. h - высота объекта,
  5. Н - высота фазового центра антенной системы,
  6. Δϕ - разность фаз, измеряемая РЛС,
  7. Rn - средняя дальность до объекта, полученная с выхода полусумматора, выдающего оценку средней дальности
    Figure 00000020
  8. Figure 00000021
    - волновой коэффициент,
  9. λ - длинна волны несущего излучения РЛС МЛО,
  10. d - база разноса антенной системы приемных каналов.
RU2018138277A 2018-10-30 2018-10-30 Радиолокационная станция для мониторинга ледовой обстановки RU2699766C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018138277A RU2699766C1 (ru) 2018-10-30 2018-10-30 Радиолокационная станция для мониторинга ледовой обстановки

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018138277A RU2699766C1 (ru) 2018-10-30 2018-10-30 Радиолокационная станция для мониторинга ледовой обстановки

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2699766C1 true RU2699766C1 (ru) 2019-09-10

Family

ID=67851947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018138277A RU2699766C1 (ru) 2018-10-30 2018-10-30 Радиолокационная станция для мониторинга ледовой обстановки

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2699766C1 (ru)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001027861A2 (en) * 1999-10-12 2001-04-19 Mcewan Technologies, Llc Homodyne swept-range radar
RU2189055C2 (ru) * 2000-01-20 2002-09-10 Кошуринов Евгений Иванович Приемно-передающее устройство гомодинного радиолокатора
WO2002097468A2 (en) * 2001-05-29 2002-12-05 Lockheed Martin Corporation Transmit phase removal in fm homodyne radars
US20130106648A1 (en) * 2011-11-01 2013-05-02 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Short-range homodyne radar system
RU2626405C2 (ru) * 2015-12-28 2017-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ) Гомодинный радиолокатор
JP2017198474A (ja) * 2016-04-25 2017-11-02 株式会社ヨコオ パルスレーダー装置及びその部品
RU2659331C2 (ru) * 2014-02-05 2018-07-03 Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК Гомодинный приемник и способ преодоления шума смещения постоянного тока в гомодинном приемнике

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001027861A2 (en) * 1999-10-12 2001-04-19 Mcewan Technologies, Llc Homodyne swept-range radar
RU2189055C2 (ru) * 2000-01-20 2002-09-10 Кошуринов Евгений Иванович Приемно-передающее устройство гомодинного радиолокатора
WO2002097468A2 (en) * 2001-05-29 2002-12-05 Lockheed Martin Corporation Transmit phase removal in fm homodyne radars
US20130106648A1 (en) * 2011-11-01 2013-05-02 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Short-range homodyne radar system
RU2659331C2 (ru) * 2014-02-05 2018-07-03 Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК Гомодинный приемник и способ преодоления шума смещения постоянного тока в гомодинном приемнике
RU2626405C2 (ru) * 2015-12-28 2017-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ) Гомодинный радиолокатор
JP2017198474A (ja) * 2016-04-25 2017-11-02 株式会社ヨコオ パルスレーダー装置及びその部品

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10663559B2 (en) Radar transceiver with phase noise cancellation
US10670698B2 (en) Radar device with phase noise estimation
US11656325B2 (en) Methods and apparatus to realize scalable antenna arrays with large aperture
US10371800B2 (en) Radar device with noise cancellation
KR20160138065A (ko) 레이더 시스템 방법, 레이더 시스템 및 레이더 시스템 장치
KR101239166B1 (ko) Fmcw 근접 센서
JPH04220582A (ja) ポリスタティック相関レーダ
RU2412450C2 (ru) Способ снижения нижней границы измерения малых высот до нуля и устройство когерентного импульсно-доплеровского радиовысотомера, реализующего способ
RU2255352C2 (ru) Способ и система для радиолокационного измерения скоростей и координат объектов (варианты)
US11635499B2 (en) Phase noise compensation system, and method
JPWO2019234946A1 (ja) レーダ装置、レーダ装置の故障検出方法、及びレーダ装置の運用方法
US20220334217A1 (en) Radar method and radar system
Frischen et al. FMCW ramp non-linearity effects and measurement technique for cooperative radar
US20110260910A1 (en) System and method for microwave ranging to a target in presence of clutter and multi-path effects
US10634788B2 (en) Dual-beam FMCW distance measuring method having compensation of a velocity-dependent distance measurement error
Steeg et al. All photonic radar system based on laser frequency sweeping and leaky-wave antennas
RU2699766C1 (ru) Радиолокационная станция для мониторинга ледовой обстановки
KR101303766B1 (ko) Fmcw 근접센서의 성능평가를 위한 시뮬레이터 및 방법
RU2689397C1 (ru) Интерферометрический гомодинный радиолокатор
JPWO2018225250A1 (ja) レーダ装置
CN112285693A (zh) 具有串扰消除功能的雷达系统相位校准
RU2669016C2 (ru) Доплеровский измеритель путевой скорости
WO2012056791A1 (ja) 距離測定装置
RU2700654C1 (ru) Гомодинный радиолокатор с многоканальным приемо-передающим трактом
IL120806A (en) A method of finding the location of targets in three-dimensional space by optically modulating the frequency of radio waves

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20201102

Effective date: 20201102