UA82467C2

UA82467C2 - Method for increase of noise protection of non-linear radio-locator

Info

Publication number: UA82467C2
Application number: UA2004031649A
Authority: UA
Inventors: Эдуард Федорович Бабуров; Александр Геннадиевич Каширин
Original assignee: Севастопольский Национальный Технический Университет
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2008-04-25

Abstract

The invention relates to radio engineering and can be used in devices for non-linear radio location that provide search, reveal and registration of electronic devices at protected objects, pass sites of airports, enterprises, custom houses. Method for increase of noise protection of non-linear radar is in synchronization of frequencies of emitted and received signals, at that frequency of emitted frequency-modulated signal at its use for synchronization with signal being received is multiplied by two. Algorithm proposed for transformation of signal makes it possible to increase noise protection of non-linear radar against narrow band noise with frequency close to working frequencies of non-linear radar. At that effectiveness of reveal of non-linear objects is increased.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до радіотехніки і може знайти застосування в пристроях нелінійної радіолокації, що 2 забезпечують пошук, виявлення та облік електронних пристроїв на охоронюваних об'єктах, пропускних пунктах аеропортів, підприємств, митниць.The invention relates to radio engineering and can be used in non-linear radar devices that provide search, detection and accounting of electronic devices at protected objects, checkpoints of airports, enterprises, customs.

Відомі способи обробки сигналу в радіолокації в виді частотної фільтрації. Недоліком таких операцій над сигналом варто вважати нездатність придушувати вузько смугові завади, які попадають у смугу частот прийнятого сигналу, що приводить до погіршення характеристик виявлення і розрізнення сигналів. Як аналог 70 служить спосіб виміру дальності до об'єкта, що нелінійно-розсіює, описаний в |заявці на винахід РосійськоїThere are known methods of signal processing in radar in the form of frequency filtering. The disadvantage of such operations on the signal should be considered the inability to suppress narrow-band interference that falls into the frequency band of the received signal, which leads to a deterioration in the characteristics of detecting and distinguishing signals. An analogue of 70 is the method of measuring the distance to a non-linearly scattering object, described in the application for the invention of the Russian

Федерації 501513/74 Мо 97104197/09).Federation 501513/74 Mo 97104197/09).

По технічній сутності і найбільшому числі ознак прототипом є спосіб обробки сигналу, описаний в заявці наAccording to the technical essence and the largest number of features, the prototype is the signal processing method described in the application for

Івинахід Російської Федерації (301513/52 Мо 93045851/09|. Він дозволяє підвищити імовірність правильного виявлення об'єктів при високій імовірності помилкових тривог. В прототипі застосована синхронізація 12 випромінюваного і прийнятого сигналів від джерела сигналу ВЧ - збудника.Invention of the Russian Federation (301513/52 Mo 93045851/09|. It allows to increase the probability of correct detection of objects with a high probability of false alarms. In the prototype, synchronization of 12 emitted and received signals from the RF signal source - the exciter is used.

В прототипі відбиті від навколишніх місцевих об'єктів сигнали являють собою заваду з частотою прийнятого сигналу. Так само вузько смугові завадові сигнали можуть мати штучне походження, джерелами яких являються передавальні пристрої різного призначення. При цьому не забезпечується придушення таких завад.In the prototype, the signals reflected from the surrounding local objects represent interference with the frequency of the received signal. In the same way, narrow-band interfering signals can be of artificial origin, the sources of which are transmission devices of various purposes. At the same time, suppression of such interference is not ensured.

В основу винаходу покладена задача підвищення завадозахищеності до вузько смугових завад, що попадають в діапазон частот сигналу, що приймається.The basis of the invention is the task of increasing immunity to narrow-band interference falling within the frequency range of the received signal.

Підвищення завадозахищеності досягається за рахунок синхронізації частот сигналів, що випромінюється и що приймається, причому частота частотно-модульованого сигналу, що випромінюється при використанні для синхронізації з сигналом, що приймається, помножується на два.Increased immunity is achieved by synchronizing the frequencies of the emitted and received signals, and the frequency of the frequency-modulated signal emitted when used for synchronization with the received signal is multiplied by two.

Для синхронізації використовується випромінюваний безперервний частотно-модульований сигнал. У с порівнянні з прототипом, у якості якого служить спосіб перетворення сигналу в радіолокаційній станції, ге) запропонований алгоритм перетворення сигналу дозволяє досягти придушення завад, близьких до частоти сигналу, що приймається. При перевипромінюванні сигналу нелінійним об'єктом на другій гармоніці відбувається його додаткова амплітудна модуляція, що містить інформацію про нелінійний об'єкт. Девіація частоти випромінюваного сигналу в багато разів більше смуги інформаційної складового сигналу. Хитання робочої - астоти випромінюваного сигналу в заданому діапазоні частот у випадку вузько смугових завад дозволяє «се підвищити значення сигнал-завада за рахунок зменшення часу прийому завади при сталій її частоти і при хитанні частоти ЧМ сигналу, що приймається. Синхронізуючий сигнал є ЧМ-сигнал, що генерується. Зміна частоти ч сигналів, що випромінюється и що приймається, здійснюється синхронно. сAn emitted continuous frequency-modulated signal is used for synchronization. In comparison with the prototype, which serves as a method of signal conversion in a radar station, g) the proposed signal conversion algorithm makes it possible to achieve suppression of interference close to the frequency of the received signal. When a signal is reradiated by a non-linear object at the second harmonic, its additional amplitude modulation, containing information about the non-linear object, takes place. The frequency deviation of the emitted signal is many times greater than the information band of the component signal. Fluctuation of the operating - impedance of the emitted signal in a given frequency range in the case of narrow-band interference allows to increase the signal-to-interference value by reducing the interference reception time at a constant frequency and when the FM frequency of the received signal fluctuates. The synchronizing signal is a generated FM signal. The frequency change of the emitted and received signals is carried out synchronously. with

Цей спосіб обробки сигналу є новим і може бути використаний у нелінійній локації для придушення вузько смугових завад, що попадають у смугу частот сигналу, що приймається. соThis method of signal processing is new and can be used in a non-linear location to suppress narrow-band interference falling into the frequency band of the received signal. co

На фіг.1 приведена структурна схема пропонованого нелінійного радіолокатора, що реалізує запропонований спосіб. Нелінійний радіолокатор містить передавальний тракт, що складається з послідовно з'єднаних генератора хитаючої частоти (ГХУ) 1, підсилювача потужності 2, антени З і прийомний тракт, що складається з « прийомного каналу, вхід якого підключений до антени 3, і утримуючий послідовно з'єднані мало шумливий підсилювач 6, змішувач 7, підсилювач проміжної частоти 8, детектор 9, підсилювач нижніх частот 10, індикатор - с 11, телефони 13, а також перетворювач частоти 4, входи якого підключено до ГХЧ 1 і опорного кварцового з» генератора 5, між виходом перетворювача частоти 4 і другим входом змішувача каналу прийому включено множник частоти 12 на два.Figure 1 shows the structural diagram of the proposed nonlinear radar that implements the proposed method. The nonlinear radar contains a transmission path consisting of a series-connected oscillator 1, a power amplifier 2, an antenna C, and a receiving path consisting of a receiving channel, the input of which is connected to antenna 3, and holding in series with low-noise amplifier 6, mixer 7, intermediate frequency amplifier 8, detector 9, low-frequency amplifier 10, indicator - c 11, telephones 13, as well as frequency converter 4, the inputs of which are connected to HHF 1 and reference quartz z» generator 5, are connected, between the output of the frequency converter 4 and the second input of the mixer of the reception channel, a frequency multiplier of 12 by two is included.

Частота випромінюваного сигналу змінюється в діапазоні ї дах/2 - їпіп/2. Смуга пропущення тракту проміжної 49 частоти приймача другої гармоніки - Пор. Закон зміни частоти сигналу, що приймається, протягом періоду Т бо (фіг.3) коThe frequency of the radiated signal varies in the range ydach/2 - yipip/2. Pass band of the path of the intermediate 49 frequency of the receiver of the second harmonic - Cf. The law of change in the frequency of the received signal during the period T bo (Fig. 3) ko

Тр пд ВКОTr pd VKO

Чї» 0 тіг ' о 50 де К-ах піп). Т. "м Параметри завади: смуга частот вузько смугової завади Пзав, зав - середня частота завади. Мо - спектральна щільність потужності завади. ря Коефіцієнт передачі приймача має виглядChi» 0 tig ' o 50 de K-ah pip). T. "m Interference parameters: frequency band of narrow-band interference

Ф! 7 ВКА При т кт КОТА (2) кон П,якщо тк тд КОТ Пк а з П,яакщо 7 5 Тк КОП ар 2, бо Спектр вузько смугової завади спрощено описується формулою п.якщо Тзав 7 Подв 2 с є зав НП одв/ 2F! 7 VKA Pri t kt KOTA (2) con P,if tk td KOT Pk a with P,yaakso 7 5 Tk KOP ar 2, because The spectrum of narrow-band interference is simply described by the formula p.if Tzav 7 Podv 2 s is responsible for NP odv/ 2

МО - О,якщо ї со їздв -П зав 72MO - Oh, if she was traveling with me - P zav 72

О,якщо ї 2 їуяв НП удв 12. 65 Ефективність запропонованого способу підвищення завадозахищеності визначається відношенням (С/ЗКС/З)ум; де (С/З)цм4 - відношення сигнал-шум на виході ППЧ для запропонованого способу обробки сигналу,О,if 2 июяв НП удв 12. 65 The effectiveness of the proposed method of increasing immunity is determined by the ratio (С/ЗКС/З)um; where (C/Z)cm4 is the signal-to-noise ratio at the output of the PFC for the proposed method of signal processing,

(С/З)0 - відношення сигнал-шум на виході ППЧ для способу, описаного в прототипі.(C/Z)0 is the signal-to-noise ratio at the output of the PFC for the method described in the prototype.

Середня потужність завади 2 для прототипу складаєThe average power of interference 2 for the prototype is

Еих 2 2 бвих З Мо с Ку "Пьдв.Eikh 2 2 bvyh Z Mo s Ku "Pdv.

Робоча частота сигналу, що приймається, змінюється за законом (1), коефіцієнт передачі лінійного тракту приймача - за законом (2). Миттєва потужність завади визначається по формулі т 1 2The operating frequency of the received signal changes according to law (1), the transmission coefficient of the linear path of the receiver - according to law (2). The instantaneous power of the disturbance is determined by the formula t 1 2

Рене до Кто й МП) Ії. 2. тоRene to Kto and MP) Ii. 2. then

Середня потужність за період Т визначається вираженням ! т ер - т | РОЙ. йThe average power for the period T is determined by the expression ! t er - t | ROY and

На фіг.3 представлена зміна потужності завади за період Т для порівнюваних способів у випадку, коли частота сигналу, що приймається, змінюється по лінійному закону.Fig. 3 shows the change in interference power over the period T for the compared methods in the case when the frequency of the received signal changes according to a linear law.

Через те, що закон зміни частоти лінійний, то проміжки часу Б - Ці 8 - 5 рівні. Виграш О у відношенні сигнал-завада складає а. сСеззи «вих 1 т - т--ї ї.-5 0-4 їз (С сви Ер нсвне ав ов е- тівDue to the fact that the law of frequency change is linear, the time intervals B - Tsi 8 - 5 are equal. The gain О in the signal-interference ratio is a. sSezzy "vyh 1 t - t--i y.-5 0-4 iz (S svi Er nsvne av ov etiv

Визначимо зв'язок між розглянутими інтервалами часу ї5 - Ц, 5-5, ц - з і частотними характеристиками системи (смуга частот сигналу - Посб, ширина спектра завади - Пзав і діапазон хитання частоти прийнятого сигналу пах - Ттіп). зв У випадку, коли Пзав«Пос с їз -ї2 - Пе - Педв. 12- - Педе Ге) т ах 7 Т тіп Ц Ттах 7 ТіпLet's determine the relationship between the considered time intervals І5 - Ц, 5-5, ц - з and the frequency characteristics of the system (frequency band of the signal - Posb, width of the interference spectrum - Pzav and range of fluctuations in the frequency of the received signal Pah - Ttip). zv In the case when Pzav«Pos s iz -і2 - Pe - Pedv. 12- - Pede Ge) t ah 7 T tip C Ttah 7 Tip

Якщо Пзав 2 Пос, то ї3-12 Поза Пов 2-00 По ї- т | ах 7 Т тіп ! Ттах 7 Тіп «сеIf Pzav 2 Pos, then i3-12 Out of Pov 2-00 Po i- t | ah 7 T tip! Ttah 7 Type "se

Оцінка ефективності запропонованого способуEvaluation of the effectiveness of the proposed method

Стах 7 тій 227 33, якщо П удв є П з» ча с - тах З тій ЗП зав, ЯКЩО лях З тій 2 ПП зав 2 П 33 с 1; якщо Пздв 9 лах 7 Тпіп- соStakh 7 tij 227 33, if P Pudv is P z» cha s - tah Z tij ZP zav, IF lyach Z tij 2 PP zav 2 P 33 p 1; if Pzdv 9 lah 7 Tpipso

Видно, що максимальна ефективність залежить тільки від відношення діапазону хитання частоти і більшої з величин - Пос або Пзав. Якщо Пос- їЇпах - Ттіп 8бо Пзав - пах - Їтіп; То це відповідає способу прототипу і О - 1.It can be seen that the maximum efficiency depends only on the ratio of the frequency swing range and the larger of the values - Pos or Pzav. If Pos-iYipah - Ttip 8bo Pzav - pah - Yitip; So this corresponds to the method of the prototype and O - 1.

Максимальна ефективність запропонованого способу досягається, коли діапазон зміни частоти набагато « перевищує смугу частот завади і смугу пропущення приймача (фіг.4).The maximum efficiency of the proposed method is achieved when the range of frequency change is much greater than the frequency band of the interference and the bandwidth of the receiver (Fig. 4).

Запропонований алгоритм перетворення сигналу дозволяє підвищити завадозахищенність нелінійного - с локатора до вузько смугової завади, частота якої близька до робочих частот нелінійного локатора, виявляти ч» нелінійні елементи, і при цьому "не бачити" відбиті сигнали від навколишніх предметів. При цьому підвищується " ефективність виявлення нелінійних об'єктів. За рахунок виграшу у відношенні сигнал-шум може бути досягнута більша дальність виявлення нелінійних об'єктів. В результаті мається можливість ефективно розділяти напівпровідникові і завадові (наприклад, металеві контакти) елементи. Зменшується час рішення задач о нелінійної радіолокації, що в результаті дає істотний економічний ефект. ко їхThe proposed signal transformation algorithm allows to increase the immunity of the nonlinear locator to narrow-band interference, the frequency of which is close to the operating frequencies of the nonlinear locator, to detect non-linear elements, and at the same time "not to see" reflected signals from surrounding objects. At the same time, the efficiency of detection of non-linear objects increases. Due to the gain in the signal-to-noise ratio, a longer detection range of non-linear objects can be achieved. As a result, it is possible to effectively separate semiconductor and interfering (for example, metal contacts) elements. The solution time is reduced problems of nonlinear radar location, which as a result gives a significant economic effect

Claims

Formula of the invention about 50. A method of increasing the immunity of a non-linear radar, which consists in the synchronization of the frequencies of both emitted and received signals, which is characterized by the fact that the frequency of the emitted frequency-modulated signal is multiplied by two when using it for synchronization with the received signal.

ko 60 b5