RU95412U1 - Нелинейная радиолокационная станция для обнаружения радиоэлектронных устройств управления взрывом - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области радиолокации и может быть использована при разработке нелинейных радиолокационных станций (НРЛС) для обнаружения исполнительных устройств управления взрывом.

Технический результат - повышение достоверности обнаружения радиоэлектронных устройств управления взрывом.

Для этого в устройство введены шесть полосовых фильтров, четыре смесителя, фазовращатель, блок задержки, усилитель промежуточной частоты, фазовый детектор, интегратор, аналого-цифровой преобразователь, сумматор, блок формирования гетеродинных сигналов, двухканальный приемник.

Description

Полезная модель относится к области радиолокации и может быть использована при разработке нелинейных радиолокационных станций (НРЛС) для обнаружения исполнительных устройств управления взрывом.

Известны НРЛС [Андреев Г.А., Потапов А.А. Миллиметровые волны в радиолокации. Системы индикации цели. Зарубежная радиоэлектроника, №11, 1984 г., патент США №4053891, G01S 9/02, 1977 г.], которые содержат последовательно соединенные задающий генератор, усилитель мощности, фильтр нижних частот и передающую антенну, а также последовательно соединенные приемную антенну, полосовой фильтр, приемник и индикаторное устройство, при этом второй вход усилителя мощности через последовательно соединенные модулятор и синхронизатор подключен ко второму входу приемника.

Приведенные выше НРЛС не могут быть использованы для измерения дальности до источников радиоизлучения.

Известен нелинейный радар для обнаружения исполнительных радиоэлектронных устройств управления взрывом [Россия. Патент на изобретение №2234715 G01S 13/26, опубл. 20 августа 2004 г.], содержащий последовательно соединенные опорный генератор, делитель частоты, линейный частотно-модулированный генератор, второй вход которого подключен к выходу опорного генератора, усилитель мощности, фильтр нижних частот и передающую антенну, а также последовательно соединенные приемную антенну, первый полосовой фильтр, смеситель, второй полосовой фильтр, приемник и индикаторное устройство, при этом второй вход смесителя через последовательно соединенные третий полосовой фильтр и усилитель-ограничитель подключен к выходу линейного частотно-модулированного генератора.

В данном радаре при отсутствии различий по дальности между искомым объектом и местными предметами на экране индикаторного устройства невозможна селекция полезного сигнала от помехи.

Известен нелинейный радар для обнаружения исполнительных радиоэлектронных устройств управления взрывом [Россия. Патент на изобретение №2234715 G01S 13/02, опубл. 10 мая 2005 г.], содержащий последовательно соединенные опорный генератор, первый делитель частоты, линейный частотно-модулированный генератор, второй вход которого подключен к выходу опорного генератора, первый и второй полосовые фильтры, причем выход первого полосового фильтра через последовательно соединенные второй делитель частоты, шестой полосовой фильтр, третий смеситель, седьмой полосовой фильтр, блок формирования зондирующего линейного частотно-модулированного (ЛЧМ) сигнала, усилитель мощности и фильтр нижних частот подключен к передающей антенне, последовательно соединенные приемную антенну, третий полосовой фильтр, первый смеситель, четвертый полосовой фильтр, второй смеситель, пятый полосовой фильтр, режекторный фильтр, четвертый смеситель, блок фильтров точной селекции, приемник и индикаторное устройство, второй вход которого подключен к выходу первого делителя частоты, причем второй вход третьего смесителя соединен с выходом опорного генератора и входом блока формирования гетеродинных напряжений, соответствующие выходы которого подключены соответственно ко вторым входам второго и четвертого смесителей, а выход второго полосового фильтра через блок формирования гетеродинного линейного частотно-модулированного сигнала соединен со вторым входом первого смесителя.

Недостатком этого нелинейного радара является наличие ограничений на обнаружение радиоэлектронных устройств, находящихся в ближней зоне поиска, а также отсутствие возможности измерения дальности и направления на объект поиска относительно направления на север.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является нелинейная радиолокационная станция для обнаружения радиоэлектронных устройств управления взрывом [Россия. Патент на полезную модель №86758 G01S 13/02, опубл. 10 сентября 2009 г.], принятая за прототип.

На фиг.1 приведена структурная схема НРЛС для обнаружения радиоэлектронных устройств управления взрывом - прототип, где обозначено:

1 - опорный генератор (ОГ);

2 - делитель частоты;

3 - линейный частотно-модулированный генератор (ЛЧМГ);

4.1÷4.5 - полосовые фильтры;

5.1, 5.2 - блоки формирования зондирующего ЛЧМ сигнала;

6.1, 6.2 - усилители мощности;

7 - фильтр нижних частот;

8 - передающая антенна;

9 - приемная антенна;

10.1, 10.2 - смесители;

11 - одноканальный приемник;

12 - индикаторное устройство;

13.1, 13.2 - вентили;

14.1, 14.2 - направленные ответвители;

15 - блок сложения мощности;

16 - усилитель высокой частоты;

17 - цифровой магнитный компас.

НРЛС для обнаружения радиоэлектронных устройств управления взрывом - прототип содержит последовательно соединенные ОГ 1, делитель частоты 2, ЛЧМГ 3, второй вход которого соединен с выходом ОГ 1, последовательно соединенные первый полосовой фильтр 4.1, первый блок формирования зондирующего ЛЧМ сигнала 5.1, первый усилитель мощности 6.1, первый вентиль 13.1, первый направленный ответвитель 14.1, блок сложения мощности 15, фильтр нижних частот 7, передающая антенна 8, последовательно соединенные второй полосовой фильтр 4.2, второй блок формирования зондирующего ЛЧМ сигнала 5.2, второй усилитель мощности 6.2, второй вентиль 13.2, второй направленный ответвитель 14.2, первый выход которого соединен со вторым входом блока сложения мощности 15, причем входы первого 4.1 и второго 4.2 полосовых фильтров соединены с выходом ЛЧМГ 3, последовательно соединенные приемная антенна 9, третий полосовой фильтр 4.3, усилитель высокой частоты 16, первый смеситель 10.1, четвертый полосовой фильтр 4.4, второй смеситель 10.2, пятый полосовой фильтр 4.5, одноканальный приемник 11, выход которого соединен с первым входом индикаторного устройства 12, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты 2, а третий вход соединен с выходом цифрового магнитного компаса 17, при этом вторые выходы первого 14.1 и второго 14.2 направленных ответвителей соединены со вторыми входами первого 10.1 и второго 10.2 смесителей соответственно.

Наиболее распространенная проблема, возникающая при работе с нелинейным локатором, это ложные срабатывания (отклики). Бывают случаи, когда отклики вызываются металлическими предметами, не содержащими электронных компонентов. Поэтому качественный нелинейный локатор должен различать настоящие полупроводники от ложных.

Главным недостатком устройства-прототипа, является отсутствие возможности отличить настоящие полупроводники от ложных.

Целью предлагаемой полезной модели является обретение способности отличить настоящие полупроводники от ложных, и тем самым повысить достоверность обнаружения радиоэлектронных устройств управления взрывом.

Достижение указанной цели обеспечивается за счет того, что в предлагаемую полезную модель - нелинейную радиолокационную станцию для обнаружения радиоэлектронных устройств управления взрывом, содержащую последовательно соединенные опорный генератор, делитель частоты, линейный частотно-модулированный генератор, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора, последовательно соединенные первый полосовой фильтр, первый блок формирования зондирующего линейного частотно-модулированного сигнала, первый усилитель мощности, первый вентиль, первый направленный ответвитель, блок сложения мощности, фильтр нижних частот, передающую антенну, последовательно соединенные второй полосовой фильтр, второй блок формирования зондирующего линейного частотно-модулированного сигнала, второй усилитель мощности, второй вентиль, второй направленный ответвитель, первый выход которого соединен со вторым входом блока сложения мощности, при этом входы первого и второго полосовых фильтров соединены с выходом линейного частотно-модулированного генератора, последовательно соединенные приемную антенну, третий полосовой фильтр, усилитель высокой частоты, первый смеситель, четвертый полосовой фильтр, второй смеситель, пятый полосовой фильтр, при этом вторые выходы первого и второго направленных ответвителей соединены со вторыми входами первого и второго смесителей соответственно, а также индикаторное устройство, первый вход которого соединен с выходом делителя частоты, второй вход соединен с выходом цифрового магнитного компаса, согласно полезной модели введены последовательно соединенные фазовращатель, шестой полосовой фильтр, третий смеситель, седьмой полосовой фильтр, четвертый смеситель, восьмой полосовой фильтр, сумматор, выход которого соединен со вторым входом двухканального приемника, последовательно соединенные блок задержки, усилитель промежуточной частоты, фазовый детектор, интегратор, аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен со вторым входом фазовращателя, последовательно соединенные девятый полосовой фильтр, пятый смеситель, десятый полосовой фильтр, шестой смеситель, одиннадцатый полосовой фильтр, выход которого соединен со вторым входом сумматора, а также блок формирования гетеродинных сигналов, выход которого соединен со вторыми входами четвертого и шестого смесителей, при этом вход блока задержки соединен с выходом седьмого полосового фильтра, выход десятого полосового фильтра соединен со вторым входом фазового детектора, второй вход третьего смесителя соединен со вторым выходом второго направленного ответвителя, второй вход пятого смесителя соединен со вторым выходом первого направленного ответвителя, выход приемной антенны соединен с входами третьего и девятого полосовых фильтров, второй вход аналого-цифрового преобразователя и вход блока формирования гетеродинных сигналов соединены с выходом опорного генератора, первый вход двухканального приемника соединен с выходом пятого полосового фильтра, а выход соединен с третьим входом индикаторного устройства.

На фиг.2 представлена структурная схема предлагаемой нелинейной радиолокационной станции для обнаружения радиоэлектронных устройств управления взрывом, где обозначено:

1 - опорный генератор (ОГ);

2 - делитель частоты;

3 - линейный частотно-модулированный генератор (ЛЧМГ);

4.1÷4.5 - полосовые фильтры;

5.1, 5.2 - блоки формирования зондирующего ЛЧМ сигнала;

6.1, 6.2 - усилители мощности;

7 - фильтр нижних частот;

8 - передающая антенна;

9 - приемная антенна;

10.1, 10.2 - смесители;

12 - индикаторное устройство;

13.1, 13.2 - вентили;

14.1, 14.2 - направленные ответвители;

15 - блок сложения мощности;

16 - усилитель высокой частоты;

17 - цифровой магнитный компас;

18 - фазовращатель;

19 - блок задержки;

20 - усилитель промежуточной частоты;

21 - фазовый детектор;

22 - интегратор;

23 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);

24 - сумматор;

25 - блок формирования гетеродинных сигналов;

26 - двухканальный приемник.

Предлагаемая НРЛС содержит последовательно соединенные ОГ 1, делитель частоты 2, ЛЧМГ 3, второй вход которого соединен с выходом ОГ 1, последовательно соединенные первый полосовой фильтр 4.1, первый блок формирования зондирующего ЛЧМ сигнала 5.1, первый усилитель мощности 6.1, первый вентиль 13.1, первый направленный ответвитель 14.1, блок сложения мощности 15, фильтр нижних частот 7, передающую антенну 8, последовательно соединенные второй полосовой фильтр 4.2, второй блок формирования зондирующего ЛЧМ сигнала 5.2, второй усилитель мощности 6.2, второй вентиль 13.2, второй направленный ответвитель 14.2, первый выход которого соединен со вторым входом блока сложения мощности 15, при этом входы первого 4.1 и второго 4.2 полосовых фильтров соединены с выходом ЛЧМГ 3, последовательно соединенные приемную антенну 9, третий полосовой фильтр 4.3, усилитель высокой частоты 16, первый смеситель 10.1, четвертый полосовой фильтр 4.4, второй смесителем 10.2, пятый полосовой фильтр 4.5, двухканальный приемник 26, выход которого соединен с первым входом индикаторного устройства 12, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты 2, а третий вход соединен с выходом цифрового магнитного компаса 17, последовательно соединенные фазовращатель 18, шестой полосовой фильтр 4.6, третий смеситель 10.3, седьмой полосовой фильтр 4.7, четвертый смеситель 10.4, восьмой полосовой фильтр 4.8, сумматор 24, выход которого соединен со вторым входом двухканального приемника 26, последовательно соединенные блок задержки 19, усилитель промежуточной частоты 20, фазовый детектор 21, интегратор 22, АЦП 23, выход которого соединен со вторым входом фазовращателя 18, последовательно соединенные девятый полосовой фильтр 4.9, пятый смеситель 10.5, десятый полосовой фильтр 4.10, шестой смеситель 10.6, одиннадцатый полосовой фильтр 4.11, выход которого соединен со вторым входом сумматора 24, а также блок формирования гетеродинных сигналов 25, выход которого соединен со вторыми входами четвертого 10.4 и шестого 10.6 смесителей, при этом вход блока задержки 19 соединен с выходом седьмого полосового фильтра 4.7, выход десятого полосового фильтра 4.10 соединен со вторым входом фазового детектора 21, второй выход второго направленного ответвителя 14.2 соединен со вторыми входами второго 10.2 и третьего 10.3 смесителей, а второй выход первого направленного ответвителя 14.1 соединен со вторыми входами первого 10.1 и пятого 10.5 смесителей, второй вход АЦП 23 и вход блока формирования гетеродинных сигналов 25 соединены с выходом ОГ 1, выход приемной антенны 9 соединен с входами третьего 4.3 и девятого 4.9 полосовых фильтров.

На фиг.3 приводятся графики характеристик по току и напряжению настоящего (а) и ложного (б) полупроводников.

На фиг.4 приведен спектр сигнала на выходе ЛЧМГ.

На фиг.5 представлены амплитудно-частотные характеристики первого 4.1 и второго 4.2 полосовых фильтров.

На фиг.6 приведены спектры ЛЧМ сигналов на выходе первого 4.1 и второго 4.2 полосовых фильтров.

На фиг.7 приведены спектры преобразованных сигналов на выходе второго смесителя 10.2.

На фиг.8 приведен спектр полезного сигнала на выходе пятого полосового фильтра 4.5.

На фиг.9 представлены спектры сигналов на входе четвертого полосового фильтра 4.4.

На фиг.10 показана амплитудно-частотная характеристика седьмого полосового фильтра 4.7.

На фиг.11 приведен спектр полезного сигнала на выходе седьмого полосового фильтра 4.7.

На фиг.12 представлен вид спектра полезного сигнала на выходе восьмого полосового фильтра 4.8.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Высокостабильные колебания с выхода ОГ 1 с тактовой частотой сот поступают на вход делителя частоты 2 и на второй вход ЛЧМГ 3. Делитель частоты 2 предназначен для формирования импульсов запуска ЛЧМГ 3 и для синхронизации индикаторного устройства 12. Период повторения импульсов равен длительности ЛЧМ сигнала. Спектр ЛЧМ сигнала на выходе ЛЧМГ 3 показан на фиг.4. ЛЧМ сигнал с выхода ЛЧМГ 3 поступает на входы первого 4.1 и второго 4.2 полосовых фильтров. Вид амплитудно-частотных характеристик полосовых фильтров 4.1 и 4.2 приведен на фиг.5.

Полосовые фильтры 4.1 и 4.2 настроены на второй и четвертый подспектры ЛЧМ сигнала соответственно (см. фиг.4 и фиг.5). С выхода полосовых фильтров 4.1 и 4.2 выделенные ЛЧМ сигналы, спектры которых представлены на фиг.6, поступают на входы блоков 5.1 и 5.2 формирования зондирующих ЛЧМ сигналов. В этих блоках происходит умножение угловой частоты опорных ЛЧМ сигнала в N раз.

Частоты зондирующих ЛЧМ сигналов f_ЗОНД.i(t) выбираются из условия:

где N - коэффициент умножения;

Ω_0iЛЧМ=iωТ-Ω_0i - центральная частота i-го четного подспектра ЛЧМ сигнала, где i=1, 2 …;

Ω₀ - начальная угловая частота первого подспектра ЛЧМ сигнала; ΔΩ=µτ_И - девиация угловой частоты подспектра ЛЧМ сигнала;

t - текущее время.

С выхода блоков формирования зондирующих ЛЧМ сигналов 5.1 и 5.2 ЛЧМ сигналы через последовательно соединенные усилители мощности 6.1 и 6.2, вентили 13.1 и 13.2, направленные ответвители 14.1 и 14.2 поступают соответственно на первый и второй входы блока сложения мощности 15. На выходе блока сложения мощности 15 формируется зондирующий сигнал из суммы двух ЛЧМ сигналов, центральные частоты которых отстроены друг от друга на величину Δω₀=N(Ω₀₂-Ω₀₁). Сформированный зондирующий сигнал через фильтр нижних частот 7 поступает на вход передающей антенны 8.

Усилители мощности 6.1 и 6.2 могут быть выполнены по схеме линейного усилителя и согласованы с шириной спектра зондирующего сигнала.

Вентили 13.1 и 13.2 предназначены для снижения взаимного влияния усилителей мощности 6.1 и 6.2, а также исключения появления на выходе передающей антенны 8 комбинационных гармоник излучаемых сигналов на комбинационных частотах.

Направленные ответвители 14.1 и 14.2 предназначены для формирования первого и второго гетеродинных ЛЧМ напряжений, частоты которых f_Г1(t) и f_Г2(t) поступают соответственно на вторые входы смесителей 10.1 и 10.2.

Центральная частота ω_ФНЧ фильтра нижних частот 7 выбирается из следующего условия:

где - центральные угловые частоты первого и второго ЛЧМ сигналов соответственно;

- приращение угловой центральной частоты второго ЛЧМ сигнала.

Полоса пропускания фильтра нижних частот 7 должна быть согласована со спектрами излучаемых ЛЧМ сигналов.

В результате достигается одновременное излучение двух ЛЧМ сигналов:

,

где - скорость перестройки угловой частоты ЛЧМ сигнала;

- девиация частоты;

S₀₁; S₀₂ - мгновенные амплитуды первого и второго ЛЧМ сигналов соответственно.

Девиация частоты излучаемых ЛЧМ сигналов выбирается из условия обеспечения требуемого разрешения по дальности, но не более Δω≤Δω_0.

Поиск объектов с нелинейными элементами начинается с момента излучения передающей антенной 8 зондирующих ЛЧМ сигналов.

На исследуемом объекте в силу его нелинейной зависимости вольтамперной характеристики p-n-перехода или перехода «металл-окисел-металл» (см. фиг.3 а или б соответственно), облучаемые сигналы претерпевают нелинейное преобразование в набор комбинационных частот.

Нас будут интересовать полезные сигналы с комбинационными частотами:

второго порядка ω₀₁+mω₀₂, характеризующие истинный полупроводник;

третьего порядка 2ω₀₁-mω₀₂ и 2ω₀₂-mω₀₃, характеризующие ложный полупроводник.

Полезные сигналы отличаются от зондирующих ЛЧМ сигналов временем задержки τ, а также смещением центральных угловых частот на величину Δω₀.

Итак, на вход приемной антенны 9, наряду с сигналами, отраженными от подстилающей поверхности (помехи):

где - приращение частоты, обусловленное временем

задержки ;

R_З - расстояние между приемной (передающей) антенной и подстилающей поверхностью;

С - скорость света,

поступают комбинационные составляющие (полезные сигналы), отсутствующие в спектре облучающего поля.

Полезные сигналы, а также помехи с выхода приемной антенны 9 поступают:

на вход третьего полосового фильтра 4.3;

на вход девятого полосового фильтра 4.9;

через фазовращатель 18 на шестой полосовой фильтр 4.6.

Полоса пропускания полосового фильтра 4.3 согласована со спектром комбинационного сигнала второго порядка, а центральная частота равна ω₀₁+ω₀₂.

Полосовые фильтры 4.6 и 4.9 согласованы только с центральными частотами 2ω₀₁-ω₀₂·u·2ω₀₂-ω₀₁ и спектрами полезных комбинационных сигналов третьего порядка.

С выходов полосовых фильтров 4.6 и 4.9 полезные комбинационные сигналы третьего порядка поступают на сигнальные входы смесителей 10.3 и 10.5 соответственно.

На вторые входы смесителей 10.3 и 10.5 со вторых выходов второго 14.2 и первого 14.1 направленных ответвителей соответственно поступают гетеродинные напряжения вида:

где U₁₀; U₂₀ - мгновенные амплитуды гетеродинных ЛЧМ сигналов соответственно;

- центральные угловые частоты первого и второго ЛЧМ гетеродинов соответственно.

Полезный сигнал и помеха с выхода полосового фильтра 4.3 поступают через усилитель высокой частоты 16 на смеситель 10.1, где они смешиваются с сигналом первого ЛЧМ гетеродина:

На выходе смесителя 10.1 формируются сигналы первой угловой промежуточной частоты (ω_{ПЧ 1}):

Где ω_С(t-τ)=ω_ЗОНД.1(t-τ)+ω_ЗОНД.2(t-τ);

i=1, 2;

Полоса пропускания полосового фильтра 4.4 согласована в основном с первым слагаемым выражения (1). Полезный сигнал |Sc(f)| и часть спектра помехи |S_П(f)| с выхода полосового фильтра 4.4 поступают на смеситель 10.2,

где они смешиваются с сигналом второго ЛЧМ гетеродина

На выходе смесителя 10.2 формируются сигналы второй угловой промежуточной частоты (ω_{ПЧ 2})

Спектры полезного сигнала |Sc(f)| и помехи |S_П(f)| приведены на фиг.6.

Сигналы (2) поступают на вход полосового фильтра 4.5. Ширина полосы пропускания полосового фильтра 4.5 Δω_{ПФ 4.5} определяет полосу обзора НРЛС.

Таким образом, на первый вход двухканального приемника 26 поступает полезный сигнал, вид спектра |Sc(f)| которого приведен на фиг.8.

Сигналы комбинационных частот третьего порядка преобразуются в смесителях 10.3 и 10.5 в сигналы первой промежуточной частоты:

где Ωτ=µτ - приращение частоты, обусловленное временем задержки между составляющими полезного сигнала.

Сигналы, отраженные от подстилающей поверхности преобразуются в смесителях 10.3 и 10.5 в сигналы вида:

где Ωτ₁ Ωτr₂ - приращение частоты, обусловленное временем задержки между составляющими помехи.

Вид спектров полезного сигнала и помехи приведен на фиг.9.

Преобразованные по частоте сигналы с выхода смесителей 10.3 и 10.5 поступают соответственно на полосовые фильтры 4.7 и 4.10. Вид амплитудно-частотной характеристики полосового фильтра 4.7 приведен на фиг.10. Центральные частоты полосовых фильтров 4.7 и 4.10 одинаковы и равны приращению угловой центральной частоты второго ЛЧМ сигнала Δω₀.

С выхода полосовых фильтров 4.7 и 4.10 полезные сигналы, со спектром представленным на фиг.11, поступают соответственно на первые (сигнальные) входы смесителей 10.4 и 10.6, где они смешиваются со вторым гетеродинным напряжением, образуемом блоком формирования гетеродинных сигналов 13:

где U^" ₀₂ - мгновенная амплитуда второго гетеродинного напряжения;

- центральная угловая частота второго гетеродинного напряжения;

f_T - частота тактового сигнала, формируемого опорным генератором 1.

Преобразованные по частоте сигналы где φ₁=φ₂ - начальные фазы, имеющие одинаковое значение для второй промежуточной частоты ω^” _ПЧ10=ω^” _ПЧ20=µτ) с выхода смесителей 10.4 и 10.6 поступают на полосовые фильтры 4.8 и 4.11, которые представляют собой фильтры низкой частоты, полосы пропускания которых выбираются из условия:

где ΔR_ОБЗ. - полоса обзора предлагаемой НРЛС по дальности, определяющие ее тактические возможности.

Вид спектра полезного сигнала, например, на выходе полосового фильтра 4.8 приведен на фиг.12.

Полезные сигналы с выхода полосовых фильтров 4.8 и 4.11 поступают на соответствующие входы сумматора 24, где происходит их сложение. Увеличенный по амплитуде сигнал с выхода сумматора 24 поступает на второй вход двухканального приемника 26.

В двухканальном приемнике 26 происходит усиление полезных сигналов по уровню. Затем эти уровни сравниваются между собой: если уровень комбинационного сигнала второго порядка превосходит уровень комбинационного сигнала третьего порядка, то выносится решение в пользу обнаружения радиоэлектронного устройства. Тогда полезный сигнал преобразуется к виду удобному для наблюдения на индикаторном устройстве 12. Синхронизация изображения в индикаторном устройстве 12 производится по импульсам запуска, формируемым делителем частоты 2.

Однако наличие начальных фаз в сигналах, выходящих с фильтров 4.8 и 4.11 не обеспечивает линейное сложение этих сигналов. Для его реализации в предлагаемом устройстве введены: фазовращатель 18, блок 19 задержки, усилитель промежуточной частоты 20, фазовый детектор 21, интегратор 22 и АЦП 23.

В фазовом детекторе 21 образуется векторная сумма опорного и сигнального напряжений. В качестве опорного сигнала для фазового детектора 21 используется напряжение с выхода полосового фильтра 4.10. Напряжение с выхода полосового фильтра 4.7 на второй (сигнальный) вход фазового детектора 21 поступает через последовательно соединенные блок задержки 19 и усилитель промежуточной частоты 20.

Блок задержки 19 предназначен для обеспечения фиксированной задержки Δφ₀=90°.

Усилитель промежуточной частоты 20 предназначен для обеспечения условия:

S₀₂=S₀=2•S₀₁

где S₀ - опорный сигнал.

Это условие необходимо для получения линейной характеристики фазового детектора 21.

В предлагаемом устройстве применена когерентная обработка полезных сигналов (зондирующие сигналы и гетеродинные напряжения привязаны к сигналу ОГ 1 и имеют начальные фазы, равные нулю). Поэтому опорное напряжение, поступающее на первый вход фазового детектора 21 по отношению к сигнальному напряжению обладает достаточной частотной стабильностью.

Следовательно, результирующее напряжение, амплитуда которого зависит от фазового сдвига между опорным и сигнальным напряжениями, подвергается амплитудному детектированию, в результате чего выделяется информационная составляющая, пропорциональная разности фаз. Величина информационной составляющей зависит от значения разности фаз, а полярность - от ее знака. Синхронизация АЦП 23 производится по сигналу ОГ 1.

Информационная составляющая с выхода фазового детектора 21 через интегратор 22 поступает на первый (сигнальный) вход АЦП 23. После аналого-цифрового преобразования цифровые коды с выхода АЦП 23 поступают на первый вход фазовращателя 18 для изменения начальной фазы поступающего полезного сигнала. Подстройка ее происходит до тех пор, пока информационная составляющая на выходе фазового детектора 21 не станет равной нулю, т.е.:

Δφ=φ₁-φ₂=90°.

Для обеспечения локализации объекта поиска в секторе, превышающем ширину диаграммы направленности антенн, используется датчик углового положения антенн - цифровой магнитный компас 17.

Таким образом, введение в состав нелинейной радиолокационной станции новых блоков дает возможность отличить истинные полупроводники от ложных, что позволит повысить достоверность обнаружения радиоэлектронных устройств управления взрывом.

Для реализации технического решения может быть использовано стандартное промышленное оборудование.

Полосовые фильтры 4.6-4.11 могут быть выполнены, например, по схеме полосового фильтра [Радиопередающие устройства. / М.В.Балакирев, Ю.С.Вохмяков, А.В.Журиков и др.; Под ред. О.А.Челнокова. - М.: Радио и связь, 1982., стр.94, рис.4.12].

Смесители 10.3-10.6 представляют собой, например, диодные преобразователи частоты, выполненные по балансной схеме [М.С.Шумилин, В.Б.Козырев, В.А.Власов. Проектирование транзисторных каскадов передатчиков. Учебное пособие для техникумов. - М.: Радио и связь, 1987., стр.178, рис.2.77].

Блок формирования гетеродинных сигналов 25 состоит из схемы ФАПЧ с умножением в N раз [Гальперин М.В. Практическая схемотехника в промышленной автоматике. - М.: 1987., стр.183, рис.4. 18, б], где N - коэффициент умножения сигнала, поступающего с выхода опорного генератора, аналогичен коэффициенту умножения опорных ЛЧМ сигналов при формировании первого и второго зондирующих ЛЧМ сигналов.

Двухканальный приемник 26 может быть построен на программируемой логической интегральной схеме (например ПЛИС EP3C16Q240I8N фирмы Altera).

Claims (1)

1. Нелинейная радиолокационная станция для обнаружения радиоэлектронных устройств управления взрывом, содержащая последовательно соединенные опорный генератор, делитель частоты, линейный частотно-модулированный генератор, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора, последовательно соединенные первый полосовой фильтр, первый блок формирования зондирующего линейного частотно-модулированного сигнала, первый усилитель мощности, первый вентиль, первый направленный ответвитель, блок сложения мощности, фильтр нижних частот, передающую антенну, последовательно соединенные второй полосовой фильтр, второй блок формирования зондирующего линейного частотно-модулированного сигнала, второй усилитель мощности, второй вентиль, второй направленный ответвитель, первый выход которого соединен со вторым входом блока сложения мощности, при этом входы первого и второго полосовых фильтров соединены с выходом линейного частотно-модулированного генератора, последовательно соединенные приемную антенну, третий полосовой фильтр, усилитель высокой частоты, первый смеситель, четвертый полосовой фильтр, второй смеситель, пятый полосовой фильтр, при этом вторые входы первого и второго направленных ответвителей соединены со вторыми входами первого и второго смесителей соответственно, а также индикаторное устройство, первый вход которого соединен с выходом делителя частоты, второй вход соединен с выходом цифрового магнитного компаса, отличающаяся тем, что введены последовательно соединенные фазовращатель, шестой полосовой фильтр, третий смеситель, седьмой полосовой фильтр, четвертый смеситель, восьмой полосовой фильтр, сумматор, выход которого соединен со вторым входом двухканального приемника, последовательно соединенные блок задержки, усилитель промежуточной частоты, фазовый детектор, интегратор, аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен со вторым входом фазовращателя, последовательно соединенные девятый полосовой фильтр, пятый смеситель, десятый полосовой фильтр, шестой смеситель, одиннадцатый полосовой фильтр, выход которого соединен со вторым входом сумматора, а также блок формирования гетеродинных сигналов, выход которого соединен со вторыми выходами четвертого и шестого смесителей, при этом вход блока задержки соединен с выходом седьмого полосового фильтра, выход десятого полосового фильтра соединен со вторым входом фазового детектора, второй вход третьего смесителя соединен со вторым выходом второго направленного ответвителя, второй вход пятого смесителя соединен со вторым выходом первого направленного ответвителя, выход приемной антенны соединен с входами третьего и девятого полосовых фильтров, второй вход аналого-цифрового преобразователя и вход блока формирования гетеродинных сигналов соединены с выходом опорного генератора, первый вход двухканального приемника соединен с выходом пятого полосового фильтра, а выход соединен с третьим входом индикаторного устройства.