RU2751097C2 - Устройство определения фазы радиолокационного сигнала - Google Patents
Устройство определения фазы радиолокационного сигнала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2751097C2 RU2751097C2 RU2019127588A RU2019127588A RU2751097C2 RU 2751097 C2 RU2751097 C2 RU 2751097C2 RU 2019127588 A RU2019127588 A RU 2019127588A RU 2019127588 A RU2019127588 A RU 2019127588A RU 2751097 C2 RU2751097 C2 RU 2751097C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical
- inputs
- electro
- phase
- analog
- Prior art date
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области радиолокации, а конкретно - к устройствам вычисления фазы радиолокационного сигнала применительно к приемным фазированным антенным решеткам. Технический результат состоит в упрощении вычислительного алгоритма и повышение точности измерения фазы выходного сигнала приемной фазированной антенной решетки (ФАР). Для этого в устройство, включающее в себя функционально связанные источник оптического излучения, электрооптический модулятор, фотонно-электронный блок, аналого-цифровой преобразователь и вычислитель, соединенные последовательно, введены оптический разветвитель и электрооптический модулятор, оптический разветвитель установлен между источником оптического излучения и электрооптическими модуляторами, при этом на вход оптического разветвителя подается непрерывное оптическое излучение от источника оптического излучения, которое с выхода оптического разветвителя подается на оптические входы каждого из двух электрооптических модуляторов, а на их модулирующие входы подаются входные аналоговые электрические сигналы с выходов двух соседних приемных элементов фазированной антенной решетки, выходы электрооптических модуляторов соединены с входами фотонно-электронного блока, выходы которого соединены с входами аналого-цифрового преобразователя, а выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с входами вычислителя. На входы вычислителя поступают сигнал, содержащий информацию о фазе выходного сигнала ФАР, и сигнал, не содержащий информацию о фазе, в результате сравнения и совместной обработки которых формируется сигнал, соответствующий значению фазы выходного сигнала приемного элемента ФАР. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Заявляемое изобретение относится к области радиолокации, а конкретно - к устройствам вычисления фазы радиолокационного сигнала применительно к приемным фазированным антенным решеткам (ФАР).
Известны приемные фазированные антенные решетки, в которых значения фазы принимаемого сигнала каждым элементом решетки вычисляют путем сравнения принимаемого сигнала с сигналом гетеродина [Лавров А.А. Авиационные обзорные радиолокаторы. Методы и алгоритмы пространственно-временной обработки сигналов. - М.: Радиотехника, 2015; патент RU 2337377 от 13.06.2007; патент RU 144503 от 18.03.2014; патент US 6326910 B1. Photonic analog-digital conversion using light absorbers. - 2001].
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению (прототипом) является устройство, основанное на применении радиофотонного аналого-цифрового преобразователя (АЦП) выходного сигнала приемной ФАР [Вольхин Ю.Н., Тихонов Е.В. Обзор возможных способов реализации радиофотонного АЦП диапазона СВЧ. - Омск: ОАО «ЦКБА». - Сайт: www.radiofotonika.ru]. Прототип включает в себя функционально связанные источник оптического излучения, излучающий в импульсном режиме, электрооптический модулятор, фотонно-электронный блок и аналого-цифровой преобразователь и вычислитель, соединенные последовательно. На модулирующий вход электрооптического модулятора подается аналоговый сигнал с выхода фазированной антенной решетки, представляющий собой смесь входного сигнала антенной решетки и сигнала гетеродина.
Недостатками прототипа являются сложность вычислительного алгоритма определения фазы выходного сигнала на каждом приемном элементе ФАР и недостаточная точность измерения фазы выходного сигнала.
Задача изобретения - упрощение вычислительного алгоритма и повышение точности определения фазы выходного сигнала приемной ФАР.
Технический результат достигается за счет того, что в устройство определения фазы радиолокационного сигнала, включающее в себя функционально связанные источник оптического излучения, электрооптический модулятор, фотонно-электронный блок, аналого-цифровой преобразователь и вычислитель, соединенные последовательно, введены оптический разветвитель и электрооптический модулятор, оптический разветвитель установлен между источником оптического излучения и электрооптическими модуляторами, при этом на вход оптического разветвителя подается непрерывное оптическое излучение от источника оптического излучения, которое с выхода оптического разветвителя подается на оптические входы каждого из двух электрооптических модуляторов, а на их модулирующие входы подаются входные аналоговые электрические сигналы с выходов двух соседних приемных элементов фазированной антенной решетки, выходы электрооптических модуляторов соединены с входами фотонно-электронного блока, выходы которого соединены с входами аналого-цифрового преобразователя, а выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с входами вычислителя. Источник оптического излучения представляет собой лазер непрерывного излучения. На входы вычислителя поступают сигнал, содержащий информацию о фазе выходного сигнала ФАР, и сигнал, не содержащий информацию о фазе, в результате сравнения и совместной обработки которых формируется сигнал, соответствующий значению фазы выходного сигнала приемного элемента ФАР. При этом фотонно-электронный блок и аналого-цифровой преобразователь выполнены двухканальными, осуществляющими параллельное преобразование сигналов с двух соседних приемных элементов фазированной антенной решетки, а электрооптические модуляторы выполнены по схеме интерферометра Маха-Цендера.
Заявляемое изобретение иллюстрируется чертежами:
- фиг. 1 - функциональная схема устройства определения фазы;
- фиг. 2 - схема формирования сигнала, содержащего информацию о фазе, и сигнала, не содержащего информацию о фазе.
Заявляемое устройство включает в себя следующие функциональные элементы и сигналы, представленные на фиг. 1, 2: 1 - источник оптического излучения; 2 - оптический разветвитель; 3, 4 - электрооптические модуляторы 31, 32, 33, 34; 4 - входной аналоговый электрический сигнал; 5, 6 - входные аналоговые электрические сигналы; 7, 8 - выходные сигналы электрооптических модуляторов 3, 4; 9 - фотонно-электронный блок; 10, 11 - выходные сигналы фотонно-электронного блока; 12 - аналого-цифровой преобразователь; 13, 14 - выходные сигналы АЦП 12; 15 - вычислитель; 16 - вычисленное значение фазы выходного сигнала ФАР; 17, 18 - соседние приемные элементы ФАР, при этом на вход оптического разветвителя подается непрерывное оптическое излучение от источника оптического сигнала, которое с выхода оптического разветвителя подается на оптические входы каждого из двух электрооптических модуляторов, а на их модулирующие входы подаются входные аналоговые электрические сигналы с выходов двух соседних приемных элементов ФАР, выходы электрооптических модуляторов соединены с входами фотонно-электронного блока, выходы которого соединены с входами АЦП, выходы АЦП соединены с входами вычислителя фазы выходного сигнала приемной ФАР.
Заявляемое устройство работает следующим образом. Оптические сигналы с выхода источника оптического излучения поступают на оптические входы электрооптических модуляторов (ЭОМ) 3, 4 через оптический разветвитель 2. На модулирующие входы 5, 6 ЭОМ 3,4 поступают аналоговые электрические сигналы с выходов соседних приемных элементов 17, 18 ФАР. Промоделированные оптические сигналы 7, 8 преобразуются в фотонно-электронном блоке 9 фотоприемниками 91 и 92 в электрические сигналы и далее, в двухканальном АЦП 12, в каналах 121 и 122, - в цифровую форму, и поступают на входы 13, 14 вычислителя 15, в котором в результате сравнения и совместной обработки сигнала 5, содержащего информацию о фазе, и сигнала 6, не содержащего информацию о фазе, вычисляется значение фазы 16 выходного сигнала приемного элемента ФАР (или разности фаз соседних приемных элементов 17, 18 ФАР).
Алгоритм вычисления фазы ϕ (или разности фаз сигналов Х1=A1sin (ωt+ϕ) и Х2=А2 sinωt, например, при ϕ1=ϕ, ϕ2=0) выходных сигналов 5, 6 соседних приемных элементов 17, 18 ФАР при известной разности Х1-Х2=ΔХ сигналов 5 - Х1=A1sin(ωt+ϕ) и 6 - Х2=A2sin ωt и при приблизительном равенстве их амплитуд А1≈А2 сводится к вычислению значения фазы ϕ по формуле:
При неравенстве амплитуд сигналов 5, 6 - А1 ≠ А2 значение фазы ϕ вычисляется по формуле:
В формулах (1), (2) ΔХ=Х1-Х2; ϕ1=ϕ, ϕ2=0 - фазы выходных сигналов Х1, Х2.
При известной сумме сигналов 5, 6 - Х1+Х2:
A1sin(ωt-ϕ)+A2sinωt=Х1+Х2,
Значение фазы вычисляется по формуле:
При малых значениях разности фаз интенсивность оптического сигнала 7 на входе фотонно-электронного блока 9 пропорциональна разности фаз и обратно пропорциональна отношению амплитуд выходных сигналов соседних приемных элементов ФАР.
Технический результат заключается в упрощении вычислительного алгоритма и в повышении точности измерения фазы выходного сигнала приемной фазированной антенной решетки.
Claims (3)
1. Устройство определения фазы радиолокационного сигнала, включающее в себя функционально связанные источник оптического излучения, электрооптический модулятор, фотонно-электронный блок, аналого-цифровой преобразователь и вычислитель, соединенные последовательно, отличающееся тем, что в него введены оптический разветвитель и электрооптический модулятор, оптический разветвитель установлен между источником оптического излучения и электрооптическими модуляторами, при этом на вход оптического разветвителя подается непрерывное оптическое излучение от источника оптического излучения, которое с выхода оптического разветвителя подается на оптические входы каждого из двух электрооптических модуляторов, а на их модулирующие входы подаются входные аналоговые электрические сигналы с выходов двух соседних приемных элементов фазированной антенной решетки, выходы электрооптических модуляторов соединены с входами фотонно-электронного блока, выходы которого соединены с входами аналого-цифрового преобразователя, а выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с входами вычислителя, при этом на один вход вычислителя поступает сигнал, содержащий информацию о фазе выходного сигнала приемного элемента фазированной антенной решетки, а на другой вход - сигнал, не содержащий информацию о фазе, в результате сравнения и совместной обработки которых формируется сигнал, соответствующий значению фазы выходного сигнала приемного элемента фазированной антенной решетки.
2. Устройство определения фазы по п. 1, отличающееся тем, что источник оптического излучения представляет собой лазер непрерывного излучения.
3. Устройство определения фазы по п. 1, отличающееся тем, что фотонно-электронный блок и аналого-цифровой преобразователь выполнены двухканальными, осуществляющими параллельное преобразование сигналов с двух соседних приемных элементов фазированной антенной решетки, а электрооптические модуляторы выполнены по схеме интерферометра Маха-Цендера.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019127588A RU2751097C2 (ru) | 2019-08-30 | 2019-08-30 | Устройство определения фазы радиолокационного сигнала |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019127588A RU2751097C2 (ru) | 2019-08-30 | 2019-08-30 | Устройство определения фазы радиолокационного сигнала |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2019127588A RU2019127588A (ru) | 2021-03-01 |
| RU2019127588A3 RU2019127588A3 (ru) | 2021-03-01 |
| RU2751097C2 true RU2751097C2 (ru) | 2021-07-08 |
Family
ID=74857065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019127588A RU2751097C2 (ru) | 2019-08-30 | 2019-08-30 | Устройство определения фазы радиолокационного сигнала |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2751097C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2792418C1 (ru) * | 2022-01-02 | 2023-03-22 | Акционерное общество "Челябинский Радиозавод "Полет" | Многоканальное устройство обработки фазоманипулированных радиолокационных сигналов |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU207935U1 (ru) * | 2021-07-01 | 2021-11-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | Устройство определения угла прихода отраженного радиолокационного сигнала |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3864041A (en) * | 1973-06-06 | 1975-02-04 | Atomic Energy Commission | Doppler-shift velocity measurement system using a two-frequency laser |
| WO2002025303A2 (en) * | 2000-09-22 | 2002-03-28 | Yankee Environmental Systems, Inc. | Doppler rotational velocity sensor |
| WO2007047524A2 (en) * | 2005-10-18 | 2007-04-26 | Micro Motion, Inc. | Meter electronics and methods for determining a phase difference between a first sensor signal and a second sensor signal of a flow meter |
| RU2331078C1 (ru) * | 2007-03-26 | 2008-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ определения угла сдвига фаз между двумя сигналами |
| RU2563556C1 (ru) * | 2014-07-03 | 2015-09-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Способ определения угла сдвига фаз между синусоидальными сигналами (варианты) |
| RU2569939C1 (ru) * | 2014-09-29 | 2015-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") | Способ определения угла сдвига фаз между двумя синусоидальными сигналами (варианты) |
| RU2687884C1 (ru) * | 2018-06-14 | 2019-05-16 | Акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения" (АО "РИМР") | Способ определения доплеровского сдвига частоты по информационному фазоманипулированному сигналу на основе анализа отклонения разности фаз 2 порядка |
-
2019
- 2019-08-30 RU RU2019127588A patent/RU2751097C2/ru active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3864041A (en) * | 1973-06-06 | 1975-02-04 | Atomic Energy Commission | Doppler-shift velocity measurement system using a two-frequency laser |
| WO2002025303A2 (en) * | 2000-09-22 | 2002-03-28 | Yankee Environmental Systems, Inc. | Doppler rotational velocity sensor |
| WO2007047524A2 (en) * | 2005-10-18 | 2007-04-26 | Micro Motion, Inc. | Meter electronics and methods for determining a phase difference between a first sensor signal and a second sensor signal of a flow meter |
| RU2331078C1 (ru) * | 2007-03-26 | 2008-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ определения угла сдвига фаз между двумя сигналами |
| RU2563556C1 (ru) * | 2014-07-03 | 2015-09-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Способ определения угла сдвига фаз между синусоидальными сигналами (варианты) |
| RU2569939C1 (ru) * | 2014-09-29 | 2015-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") | Способ определения угла сдвига фаз между двумя синусоидальными сигналами (варианты) |
| RU2687884C1 (ru) * | 2018-06-14 | 2019-05-16 | Акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения" (АО "РИМР") | Способ определения доплеровского сдвига частоты по информационному фазоманипулированному сигналу на основе анализа отклонения разности фаз 2 порядка |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2792418C1 (ru) * | 2022-01-02 | 2023-03-22 | Акционерное общество "Челябинский Радиозавод "Полет" | Многоканальное устройство обработки фазоманипулированных радиолокационных сигналов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2019127588A (ru) | 2021-03-01 |
| RU2019127588A3 (ru) | 2021-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10330778B2 (en) | Coherent lidar system using tunable carrier-suppressed single-sideband modulation | |
| EP3637134B1 (en) | Laser radar device | |
| US10901089B2 (en) | Coherent LIDAR method and apparatus | |
| CN111337902B (zh) | 多通道高重频大动态范围测距测速激光雷达方法及装置 | |
| AU2019317251B2 (en) | Method and system for determining an unambiguous angle of arrival using interferometry | |
| US9217635B2 (en) | Three dimensional measurement system | |
| US9590740B1 (en) | Method and system for robust symmetrical number system photonic direction finding | |
| RU2553272C1 (ru) | Способ измерения дальности и радиальной скорости в рлс с зондирующим составным псевдослучайным лчм импульсом | |
| US12072417B2 (en) | Sub-sweep sampling in a lidar system | |
| CN203965622U (zh) | 一种基于强度编码的合成孔径激光雷达系统 | |
| CN112799090B (zh) | 一种频率复用固态激光雷达探测方法及系统 | |
| CN111505633A (zh) | 微波光子分布式雷达成像系统及方法 | |
| RU2751097C2 (ru) | Устройство определения фазы радиолокационного сигнала | |
| CN117561457A (zh) | 一种激光雷达的发送装置、探测系统以及探测方法 | |
| RU2688921C2 (ru) | Способ измерения дальности и радиальной скорости в РЛС с зондирующим составным псевдослучайным ЛЧМ импульсом | |
| JP5925264B2 (ja) | レーダ装置 | |
| JP2023547877A (ja) | コヒーレントｌｉｄａｒシステムにおける複数ターゲットのピーク関連付け技術 | |
| RU2530542C1 (ru) | Способ и устройство измерения угловой высоты объекта поиска в обзорных нелинейных радиолокаторах | |
| RU2567214C1 (ru) | Многочастотная антенная решетка с цифровой обработкой сигналов для определения координат радиолокационной цели | |
| Gusenitsa et al. | Radio-photonic device for determining the phase difference of radar signals | |
| CN205787131U (zh) | 基于可见光-近红外-短波红外波段的激光雷达系统 | |
| WO2019178136A1 (en) | Spectral-temporal lidar | |
| RU2568430C1 (ru) | Способ радиолокационного зондирования пространства | |
| Sakhabutdinov et al. | Radiophotonic Method for Doppler Frequency Shift Measurement of a Reflected Radar Signal Based on Tandem Amplitude-Phase Modulation | |
| RU2204842C2 (ru) | Способ и устройство для измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HE9A | Changing address for correspondence with an applicant |