Устройство распознавания технического состояния объекта

Авторы патента:

G01S7/40 - средства для контроля параметров устройств и для калибровки

Владельцы патента RU 2546639:

Мужичек Сергей Михайлович (RU)
Зыков Владимир Николаевич (RU)
Винокуров Владимир Иванович (RU)

Изобретение относится к системам, использующим отражение радиоволн, а именно к системам радиолокации для распознавания технического состояния объекта. Достигаемый технический результат - расширение информативности за счет распознавания технического состояния объекта. Указанный результат достигается тем, что устройство распознавания технического состояния объекта содержит антенну, радиолокационную станцию, блок фильтровых каналов, блок получения автокорреляционных функций, блок памяти, вычитающее устройство, устройство оценки технического состояния, линию задержки, умножитель, аналого-цифровой преобразователь, n ключей и кнопку «запись». Перечисленные средства определенным образом взаимосвязаны между собой. 1 ил.

Изобретение относится к системам для обнаружения объекта путем отражения от его поверхности радиоволн и может быть использовано в радиолокации для распознавания технического состояния объекта.

Известен способ распознавания, заключающийся в излучении в сторону цели электромагнитной энергии, приеме отраженных от цели сигналов, распознавании цели по принятому изображению геометрических размеров и конфигурации (Патент США №3978480, кл. GO1S 9/00, 1974 г.).

Известно устройство для распознавания цели, содержащее последовательно соединенные антенну, радиолокационную станцию, частотный анализатор, сравнивающее устройство и первый индикатор, первое запоминающее устройство (ЗУ) эталонов, выход которого соединен со вторым входом первого сравнивающего устройства, второй индикатор, вход которого соединен с выходом РЛС, последовательно соединенные второе ЗУ эталонов, второе сравнивающее устройство и третий индикатор, причем второй вход второго сравнивающего устройства соединен с выходом РЛС.(Небабин В.Г., Сергеев В.В. Методы и техника радиолокационного распознавания. - М.: Радио и связь, 1984, с. 30).

Недостатками данных способа и устройства является низкая информативность, обусловленная отсутствием возможности распознавания технического состояния объекта.

Технической задачей изобретения является расширение информативности за счет обеспечения распознавания технического состояния объекта.

Сущность предполагаемого изобретения заключается в том, что в способе распознавания технического состояния объекта состоит в том, что в способе распознавания, заключающемся в излучении в сторону объекта электромагнитной энергии, приеме отраженных от объекта сигналов, дополнительно для распознавания технического состояния объекта получают спектр отраженного сигнала от исправного объекта, производят узкополосную фильтрацию составляющих частоты Доплера, получают автокорреляционные функции сигналов с выходов фильтров, используют их в качестве эталонных, распознают техническое состояние объекта путем сравнения полученных автокорреляционных функций сигналов с наблюдаемыми.

Устройство, реализующее способ распознавания технического состояния объекта, содержащее последовательно соединенные антенну и радиолокационную станцию, дополнительно содержит блок фильтровых каналов, блок получения автокорреляционных функций, блок памяти, вычитающее устройство и устройство оценки технического состояния, причем вход блока фильтровых каналов соединен с выходом радиолокационной станции, а n его выходов соединены соответственно с входами n блоков получения автокорреляционных функций, выходы которых соединены с n входами вычитающих устройств, вторые входы которых соединены с выходами n блоков памяти, входы записи которых соединены соответственно с выходами n ключей, входы управления которых соединены с выходом кнопки «запись», а входы соединены соответственно с выходами n блоков получения автокорреляционных функций, выходы вычитающих устройств соединены соответственно с входами устройства оценки технического состояния, выход которого является выходом устройства, каждый блок получения автокорреляционных функций содержит линию задержки, умножитель и аналого-цифровой преобразователь, причем вход блока получения автокорреляционных функций соединен с первым входом умножителя и через линию задержки со вторым входом умножителя, выход которого через аналого-цифровой преобразователь соединен с выходом блока получения автокорреляционных функций.

Технический результат изобретения обеспечен за счет появления возможности повысить информативность при обеспечении распознавания технического состояния объекта путем узкополосной фильтрации спектра доплеровских частот сигнала отраженного от объекта, получения автокорреляционных функций сигналов с выходов фильтров и распознавания технического состояния объекта по результатам сравнения значений полученных параметров автокорреляционных функций от исправного объекта и наблюдаемого.

На фигуре приведена функциональная схема устройства распознавания технического состояния объекта, где: 1 - антенна; 2 - РЛС; 3 - блок фильтровых каналов; 4 - блок получения АКФ; 5 - блок памяти; 6 - вычитающее устройство; 7 - устройство оценки технического состояния; 8 - линия задержки; 9 - умножитель; 10 - АЦП. 11 - ключи; 12 - кнопка «запись».

Устройство распознавания технического состояния объекта, содержащее последовательно соединенные антенну 1 и радиолокационную станцию 2, блок 3 фильтровых каналов, блок 4 получения автокорреляционных функций, блок 5 памяти, вычитающее устройство 6 и устройство оценки технического состояния 7, причем вход блока 3 фильтровых каналов соединен с выходом радиолокационной станции 2, a n его выходов соединены соответственно с входами n блоков 4 получения автокорреляционных функций, выходы которых соединены с n входами вычитающих устройств 6, вторые входы которых соединены с выходами n блоков 5 памяти, входы записи которых соединены соответственно с выходами n ключей 11, входы управления которых соединены с выходом кнопки «запись» 12, а входы соединены соответственно с выходами n блоков 4 получения автокорреляционных функций, выходы вычитающих устройств 6 соединены соответственно с входами устройства 7 оценки технического состояния, выход которого является выходом устройства, каждый блок 4 получения АКФ содержит линию 8 задержки, умножитель 9 и АЦП 10, причем вход блока 4 получения АКФ соединен с первым входом умножителя 9 и через линию 8 задержки со вторым входом умножителя 9, выход которого через АЦП 10 соединен с выходом блока 4 получения АКФ.

Устройство функционирует следующим образом. Отраженный от исправного движущегося объекта сигнал поступает на вход антенны 1 и через РЛС поступает на вход блока 3 фильтровых каналов, где осуществляется расфильтровка сигнала по n узкополосным каналам. Сигнал с выхода каждого фильтрового канала поступает на вход блока 4 получения АКФ. Полученная в блоке 4 получения АКФ автокорреляционная функция поступает на первый вход вычитающего устройства 6 и на вход ключа 11, который управляется кнопкой «запись» 12. По сигналу от кнопки «запись» 12 происходит запись информации о значениях автокорреляционных функций, сигнала отраженного от технически исправного объекта в блок 5 памяти.

Для распознавания технического состояния объекта, полученная в блоке 4 получения АКФ автокорреляционная функция сигнала, отраженного от объекта, поступает на первый вход вычитающего устройства 6, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока 5 памяти, где осуществляется сравнение параметров полученных АКФ от исправного объекта, с наблюдаемыми параметрами АКФ разных каналов. Сигналы с выходов вычитающих устройств 6 поступают на вход устройства 7 оценки технического состояния. На выходе устройства 7 оценки технического состояния формируется сигнал оценки технического состояния объекта.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент США №3978480, кл. GO1S 9/00, 1974 г. (прототип).

2. Небабин В.Г., Сергеев В.В., Методы и техника радиолокационного распознавания. - М.: Радио и связь, 1984. С. 30. (прототип).

Устройство распознавания технического состояния объекта, содержащее последовательно соединенные антенну и радиолокационную станцию, отличающееся тем, что содержит блок фильтровых каналов, блок получения автокорреляционных функций, блок памяти, вычитающее устройство и устройство оценки технического состояния, причем вход блока фильтровых каналов соединен с выходом радиолокационной станции, а n его выходов соединены соответственно с входами n блоков получения автокорреляционных функций, выходы которых соединены с n входами вычитающих устройств, вторые входы которых соединены с выходами n блоков памяти, входы записи которых соединены соответственно с выходами n ключей, входы управления которых соединены с выходом кнопки «запись», а входы соединены соответственно с выходами n блоков получения автокорреляционных функций, выходы вычитающих устройств соединены соответственно с входами устройства оценки технического состояния, выход которого является выходом устройства, каждый блок получения автокорреляционных функций содержит линию задержки, умножитель и аналого-цифровой преобразователь, причем вход блока получения автокорреляционных функций соединен с первым входом умножителя и через линию задержки со вторым входом умножителя, выход которого через аналого-цифровой преобразователь соединен с выходом блока получения автокорреляционных функций.

Изобретение относится к бортовому радиолокационному оборудованию космических аппаратов (КА), предназначенному для калибровки радиолокационных станций (РЛС) по величине эффективной поверхности рассеяния (ЭПР).

Система имитации электромагнитной обстановки с сетью из множества зондов // 2543557

Изобретение относится к системе имитации электромагнитной обстановки. Технический результат состоит в упрощенной и автоматизированной калибровке для каждого канала, которая не зависит от калибровки фактической сети зондов.

Способ калибровки радиолокационной станции по миниспутнику с эталонным значением эффективной поверхности рассеяния // 2535661

Изобретение может быть использовано для калибровки радиолокационных станций (РЛС) по величине эффективной поверхности рассеяния (ЭПР). Достигаемый технический результат - повышение точности калибровки РЛС.

Имитационно-испытательный комплекс для радиолокационной станции // 2533779

Изобретение относится к радиолокации и касается имитационно-испытательных комплексов, предназначенных для оценки характеристик радиолокационных объектов. Имитационно-испытательный комплекс для радиолокационной станции (РЛС) содержит цель для создания натурной обстановки в зоне обзора по заданной программе облета.

Способ юстировки радиолокационных станций системы автоматического управления // 2529875

Изобретение может быть использовано в автоматизированных системах управления воздушным движением. Достигаемый технический результат - повышение точности юстировки.

Способ юстировки радиолокационных станций // 2527939

Изобретение относится к области радиолокации. Достигаемый технический результат изобретения - повышение точности юстировки радиолокационных станций (РЛС).

Эталонное рабочее место абсолютной прецизионной калибровки запаздывания огибающих литерных частот в приемнике сигналов глонасс // 2525853

Изобретение относится к средствам метрологического обеспечения приемоиндикаторов КНС ГЛОНАСС. Технический результат состоит в повышении точности калибровки запаздывания огибающей литерных частот.

Способ теплорадиотехнических испытаний радиопрозрачных обтекателей летательных аппаратов // 2525844

Изобретение относится к технологиям создания радиопрозрачных обтекателей (РПО), защищающих самолетную и ракетную бортовую аппаратуру в полете. Достигаемый технический результат - прогнозирование процессов искажения электродинамических характеристик исследуемого образца РПО под воздействием высокотемпературного нагревания.

Способ автоматизированной калибровки следящих антенных систем // 2524788

Изобретение относится к области создания антенных систем с функцией слежения за подвижным источником сигнала. Достигаемый технический результат - возможность быстрой калибровки следящих антенных систем с высокой точностью и надежностью.

Имитатор сигнала радиолокатора с синтезированной апертурой // 2522502

Изобретение относится к радиолокации, в частности к имитаторам сигнала радиолокационной станции с синтезированием апертуры (РСА), работающей по наземным и морским целям, и может быть использовано для исследования процессов обнаружения и сопровождения целей РСА на фоне протяженной поверхности.

Юстировочный щит // 2548690

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к юстировочным щитам. Юстировочный щит моделирует прямые и зеркально отраженные от земли радиосигналы, идущие от ракеты и цели на конечном участке наведения. Юстировочный щит находится в дальней зоне антенны радиопеленгатора и содержит лазерный и инфракрасный излучатели. Для имитации сигналов от приемоответчика ракеты и сигналов, отраженных от цели, щит снабжен генератором радиоимпульсов с синтезатором частот. Достигается повышение точности юстировки. 3 ил.

Имитатор радиолокационного сигнала сцены // 2549884

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для исследования процессов обнаружения и сопровождения целей радиолокационной станцией (РЛС) в широком диапазоне дальностей, углов и скоростей. Достигаемый технический результат - упрощение устройства с повышением достоверности имитации. Указанный результат достигается за счет замены антенн имитаторов и их приводов антенной с подвижным фазовым центром, состоящей из N излучателей, расположенных линейно, на равном расстоянии меньше длины волны в среде распространения электромагнитной волны, из которых m смежных излучателей в соответствующий момент времени подключены синфазно к имитатору сигнала через несогласованные делители и несогласованные СВЧ ключи, расположенные в ответвлении фидерной линии от делителя к излучателю, а также за счет введения в схему имитатора регистра перезаписи кода положения группы подключенных излучателей под управлением процессора и обеспечивающего изменение положения фазового центра виртуальной антенны. Для моделирования нескольких целей фазовый центр излучения перемещается в несколько положений за время обработки сигнала в РЛС, при этом имитатор содержит цифровую линию задержки, параметры которой переключаются синхронно с перемещением фазового центра излучения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ проверки функционирования интегрированного запросчика-ответчика // 2561510

Изобретение относится к области активной радиолокации и может быть использовано при проведении проверки, самодиагностики бортовых радиолокационных систем опознавания объектов. Достигаемый технический результат - обеспечение проверки функционирования запросчика с помощью собственного ответчика, а ответчика с помощью собственного запросчика, без использования дополнительного оборудования или с минимальным его количеством. Результат достигается тем, что способ проверки функционирования интегрированного запросчика-ответчика включает формирование и излучение запросчиком запросного сигнала, прием и переизлучение внешним объектом с некоторой задержкой, имитирующей распространение запросного сигнала в пространстве, запросного сигнала в направлении ответчика, прием ответчиком переизлученного задержанного запросного сигнала, его обработку, формирование и излучение ответчиком ответного сигнала, прием и переизлучение внешним объектом задержанного ответного сигнала в направлении запросчика, прием задержанного ответного сигнала запросчиком, обработку принятого задержанного ответного сигнала запросчиком. Причем при приеме и переизлучении запросных и ответных сигналов в качестве внешнего объекта используют элементы земной поверхности или пассивную антенну, расположенные на небольшом удалении от запросчика-ответчика. При этом имитацию распространения сигналов в пространстве обеспечивают посредством искусственно введенной задержки запуска излучения запросчика и ответчика, формируемой в едином вычислительном устройстве запросчика-ответчика.1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Радиолокатор с фазированной антенной решеткой и системой тестирования ее каналов // 2562068

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в многофункциональных радиолокационных системах с электронным управлением диаграммой направленности. Достигаемый технический результат - повышение точности работы радиолокатора. Указанный результат достигается за счет того, что радиолокатор содержит n излучателей, соединенных с n приемо-передающими модулями, соединенными между собой. Каждый из модулей подключен к устройству распределения мощности. Все модули подключены к блоку управления и первичной обработки сигнала. Вход блока устройства распределения мощности соединен с передатчиком и приемником, присоединенными к блоку управления и первичной обработки сигнала, содержащему опорный генератор. Радиолокатор содержит также вынесенную антенну и три двухпозиционных сверхвысокочастотных (СВЧ) переключателя, первый из которых соединен с вынесенной антенной и обеспечивает ее подключение ко второму или третьему двухпозиционному СВЧ-переключателю, второй двухпозиционный СВЧ-переключатель соединен с выходом передатчика и обеспечивает его подключение к первому переключателю, а третий двухпозиционный СВЧ-переключатель соединен с приемником и обеспечивает его подключение к первому переключателю, причем первый, второй и третий двухпозиционные СВЧ - переключатели подключены к блоку управления и первичной обработки сигнала. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Радиолокационный измерительный комплекс // 2564659

Изобретение относится к радиолокации, в частности к радиолокационным измерениям эффективной площади рассеяния (ЭПР) объектов, и может быть использовано на открытых радиоизмерительных полигонах. Достигаемый технический результат - повышение точности измерений диаграммы ЭПР объектов. Указанный результат достигается за счет того, что радиолокационный измерительный комплекс содержит последовательно соединенные приемник, вычислитель, импульсный передатчик, антенный переключатель и антенну, при этом второй выход антенного переключателя соединен с входом приемника, а также содержит опорно-поворотное устройство с измеряемым объектом, размещенным в измерительном объеме, и пульт управления, который первым, вторым и третьим выходами соединен со вторым входом передатчика, входом поворотного устройства и вторым входом вычислителя соответственно, кроме того, вычислитель третьим входом соединен с выходом поворотного устройства, а также содержит радиопоглощающее устройство, устанавливаемое на измерительной трассе на определенном расстоянии от антенны. 1 ил.

Устройство для калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния при проведении динамических измерений радиолокационных характеристик космических и баллистических объектов // 2565665

Изобретение относится к области радиолокации и предназначено для обеспечения динамических измерений эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) космических и баллистических объектов в миллиметровом, сантиметровом и дециметровом диапазонах длин волн. Достигаемый технический результат - повышение эффективности калибровки радиолокационных станций и расширение функциональных возможностей. Указанный результат достигается за счет того, что устройство содержит пусковую установку в виде цилиндрического контейнера, внутри которого размещается эталонный отражатель. В качестве эталона эффективной поверхности рассеяния используется уголковый отражатель с гранями из двух плоских радиоотражающих полудисков, развернутых определенным образом. Устройство также содержит цилиндрическое основание, на котором V-образно закреплен уголковый отражатель. Ребро уголкового отражателя расположено по линии, совпадающей с диаметром основания, а биссектриса угла между гранями в плоскости, перпендикулярной середине ребра уголкового отражателя, совпадает с продольной осью цилиндрического основания. Продольная ось цилиндрического основания соосна продольной оси цилиндрического контейнера. В состав устройства также входят механизм выброса и закрутки уголкового отражателя, контроллер управления, блок сопряжения контроллера управления с механизмом выброса и закрутки. Вход контроллера управления подключен к системе управления космического аппарата или ракеты-носителя, а выход контроллера управления подключен к блоку сопряжения, выход блока сопряжения подключен к механизму выброса и закрутки. 19 з.п. ф-лы, 11 ил.

Способ встроенной калибровки активной фазированной антенной решетки // 2568968

Изобретение относится к антенной технике и может использоваться для измерения комплексных коэффициентов передачи каналов АФАР (активной фазированной антенной решетки) и калибровки АФАР в радиолокационных и связных системах. Способ встроенной калибровки активной фазированной антенной решетки включает: генерацию контрольного сигнала СВЧ, распределение контрольного сигнала по входам каждого передающего и приемного каналов АФАР, суммирование контрольного сигнала, прошедшего через каналы АФАР, его детектирование, измерение уровня сигнала с детектора при переключении фазовращателя измеряемого канала в каждое из L=2р состояний, где р - число разрядов фазовращателя. Используется один общий делитель/сумматор контрольного сигнала, калибровка приемных и передающих каналов производится отдельно и независимо друг от друга, при этом в АФАР включены все передающие или все приемные каналы, фазовращатели которых, за исключением измеряемого и опорного каналов, переключаются в состояния 0° или 180° согласно закону единой для них М-последовательности, введены в тракт калибровочного сигнала управляемые коммутаторы, а также полосовой фильтр перед детектором. Техническим результатом является повышение точности измерений комплексных коэффициентов передачи каналов АФАР, качества калибровки и расширение области использования. 3 ил.

Юстировочно-калибровочный космический аппарат // 2570126

Изобретение относится к конструкции и оборудованию космических аппаратов (КА), предназначенных для юстировки и калибровки радиолокационных станций (РЛС). КА содержит корпус (1) в виде прямого кругового цилиндра. На корпусе шарнирно установлены откидные пластины в форме полудисков (3, 4), дополненные радиоотражающими поверхностями (2) V-образного углубления (паза). В походном положении пластины (3, 4) фиксируются к сегментам основания (5, 6). В корпусе (1) установлены приборный отсек, микропроцессор, микроконтроллер с блоком сопряжения с системой ориентации и стабилизации и узлами фиксации пластин, навигационная аппаратура систем «ГЛОНАСС» и/или GPS и др. В раскрытом положении образуется двугранный уголковый отражатель с углом между гранями в диапазоне от (90-Δ)° до (90+Δ)° (0 < Δ < 18 λ/а), где λ - длина волны калибруемой РЛС, а - размер грани. На поверхности основания установлены также трехгранные лазерные уголковые отражатели. Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей КА при калибровке наземных и космических РЛС. 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

Способ калибровки радиолокационной станции с использованием космического аппарата с эталонными отражательными характеристиками // 2573420

Изобретение предназначено для калибровки радиолокационных станций (РЛС) по величине эффективной поверхности рассеяния (ЭПР). Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей и повышение точности калибровки РЛС. Предлагаемый способ включает запуск на орбиту вокруг Земли космического аппарата (КА) с эталонными отражательными характеристиками, облучение его сигналами РЛС, прием и измерение амплитуды отраженных сигналов. КА с эталонными отражательными характеристиками содержит корпус в виде прямой призмы, одна из граней которой имеет радиоотражающую поверхность. На боковом ребре прямой призмы дополнительно устанавливают плоскую прямоугольную пластину из радиоотражающего материала, шарнирно связанную с корпусом КА. Прямоугольную пластину разворачивают относительно грани прямой призмы, имеющей радиоотражающую поверхность, на угол α и образуют двугранный уголковый отражатель (УО). Угол α между гранями УО задают в определенном диапазоне градусов. В процессе полета с наземного комплекса управления на КА передают координаты РЛС, подлежащей калибровке по величине эффективной поверхности рассеяния. С помощью приемников навигационной системы типа ГЛОНАСС и/или GPS и бортового цифрового вычислительного комплекса (БЦВК) определяют текущие координаты центра масс КА, углы текущей пространственной ориентации КА, положение центра масс КА относительно координат калибруемой РЛС, а также ориентацию осей связанной системы координат КА относительно линии визирования калибруемой РЛС. Одновременно с помощью БЦВК производят расчет и определяют пространственное положение биссектрисы угла УО относительно линии визирования калибруемой РЛС, а затем системой ориентации КА осуществляют совмещение положения биссектрисы угла УО с линией визирования калибруемой РЛС. Далее при помощи системы ориентации КА удерживают совмещение биссектрисы угла УО с линией визирования калибруемой РЛС до выхода КА из зоны прямой радиовидимости калибруемой РЛС. В результате максимум основного лепестка индикатрисы рассеяния УО совпадает с линией визирования калибруемой радиолокационной станции. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ калибровки мобильного пеленгатора - корреляционного интерферометра с применением навигационной аппаратуры потребителя глобальной навигационной спутниковой системы // 2573819

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиопеленгации. Техническим результатом является уменьшение временных затрат на калибровку мобильного пеленгатора - корреляционного интерферометра при сохранении высокой точности калибровки. Указанный технический результат достигается за счет введения операций по применению навигационной аппаратуры потребителя глобальной навигационной спутниковой системы в дифференциальном и кинематическом режиме и использованию соответствующего алгоритмического обеспечения для автоматизации процесса калибровки мобильного пеленгатора. 1 ил.