Способ активной нелинейной фазовой радиодальнометрии

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к способам нелинейной радиодальнометрии источников радиоизлучения, и может использоваться для обнаружения и измерения расстояния до излучающих объектов с нелинейными электрическими свойствами, в частности радиопередатчиков. Достигаемый технический результат - уменьшение погрешности измерения дальности до источника радиоизлучения с нелинейными электрическими свойствами за счет расширения диапазона однозначного измерения дальности. Указанный результат достигается тем, что источник радиоизлучения с нелинейными электрическими свойствами, дальность до которого необходимо измерить, облучают внешним электромагнитным полем, частота которого незначительно отличается от частоты колебаний источника радиоизлучения, измеряя разность фаз между принятым колебанием первой комбинационной составляющей и опорным колебанием той же частоты, формируемым в радиодальномере путем умножения принятого сигнала источника радиоизлучения и излучаемого радиодальномером сигнала с последующим выделением их разностной частоты, определяют дальность до источника радиоизлучения. Учитывая, что длина волны принятого колебания первой комбинационной составляющей превышает длину волны облучающего колебания, как правило, на несколько порядков, то диапазон однозначного измерения дальности существенно увеличивается по сравнению с обычным фазовым методом линейной дальнометрии при одинаковой частоте облучения, что приводит к уменьшению погрешности измерения дальности. 1 ил.

 

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к способам нелинейной радиодальнометрии источников радиоизлучения (ИРИ). Может использоваться для обнаружения и измерения расстояния до излучающих объектов с нелинейными электрическими свойствами, в частности радиопередатчиков.

Известен способ (аналог) измерения дальности до объекта с нелинейными электрическими свойствами [Панычев С.Н., Поддужный В.И., Хакимов Н.Т. Активный фазовый однопозиционный радиодальномер для измерения расстояния до объектов с нелинейными рассеивателями. Радиотехника, 2002. №12. С.65-67], заключающийся в определении дальности до объекта по измеренной разности фаз принимаемого фронта сферической волны в центре и на краях раскрыва измерительной апертурной антенны.

Недостаток способа заключается в низкой точности измерения дальности до объекта с нелинейными электрическими свойствами при его нахождении на дальностях, превышающих размер ближней зоны (зоны дифракции Френеля) измерительной антенны.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ линейной фазовой радиодальнометрии (прототип) [Кривицкий Б.Х. Справочник по радиоэлектронным системам. М.: Энергия, 1979. Т. 2. С.106], основанный на излучении непрерывных немодулированных высокочастотных колебаний, приеме отраженного от объекта сигнала с последующим определением по разности фаз излучаемых и принятых колебаний дальности до объекта.

Недостатком способа является большая погрешность измерения дальности до объекта вследствие малого диапазона однозначного измерения дальности, определяемого половиной длины волны излучаемого колебания.

Технический результат данного изобретения состоит в уменьшении погрешности измерения дальности до ИРИ с нелинейными электрическими свойствами за счет расширения диапазона однозначного измерения дальности.

Технический результат достигается тем, что в известном способе, заключающемся в излучении непрерывных немодулированных высокочастотных колебаний, приеме отраженного от объекта сигнала, с последующим определением по разности фаз опорного излучаемого и принятого колебаний дальности до объекта, согласно изобретению излучают высокочастотное колебание на частоте, близкой к частоте сигнала источника радиоизлучения, но не равной ей, а принимают отраженный от источника радиоизлучения сигнал на частоте, равной разности частот между излучаемым высокочастотным колебанием и сигналом источника радиоизлучения, при этом частоту опорного колебания устанавливают равной разности частот излучаемого сигнала и сигнала источника радиоизлучения.

Сущность способа состоит в следующем. Источник радиоизлучения с нелинейными электрическими свойствами, дальность до которого необходимо измерить, облучают внешним электромагнитным полем с частотой f0, незначительно отличающейся от частоты колебаний fи ИРИ. Вследствие наличия у ИРИ нелинейных электрических свойств в спектре отраженного от него сигнала появляются интермодуляционные колебания с частотами fк=nf0±mfи, где n и m - натуральные числа. Измеряя разность фаз между принятым колебанием, например, первой комбинационной составляющей с частотой fк1=f0-fи и опорным колебанием той же частоты fк1, формируемым в радиодальномере путем умножения принятого сигнала ИРИ и излучаемого радиодальномером сигнала с последующим выделением их разностной частоты, определяют дальность до ИРИ аналогично тому, как это делается в прототипе. Учитывая, что длина волны принятого колебания первой комбинационной составляющей превышает длину волны облучающего колебания, как правило, на несколько порядков (fк1<<f0), то диапазон однозначного измерения дальности до ИРИ существенно увеличивается по сравнению с обычным фазовым методом линейной дальнометрии при одинаковой частоте облучения, что приводит к уменьшению погрешности измерения дальности. Причем, управляя значением f0, можно изменять ширину диапазона однозначного измерения дальности. А проводя несколько замеров с различными f0 можно обеспечить определение дальности до ИРИ в пределах максимально возможной дальности обнаружения с учетом ограниченной ширины диапазона однозначного измерения дальности аналогично тому, как это делается в импульсно-доплеровских РЛС с высокой и средней частотой повторения импульсов [Дудник П.И. Многофункциональные радиолокационные системы. М.: Дрофа, 2007. С.108-109].

На фигуре представлена структурная схема устройства для осуществления способа активной нелинейной фазовой радиодальнометрии.

Устройство состоит из перестраиваемого приемника прямого усиления 1, фазового детектора 2, индикатора дальности 3, приемника прямого усиления 4, смесителя 5, фильтра низкой частоты 6, перестраиваемого генератора высокой частоты 7, передающего устройства 8 и анализатора спектра 9. Согласно структурной схеме, изображенной на фигуре, устройство, реализующее предложенный способ, содержит последовательно соединенные перестраиваемый приемник прямого усиления 1, фазовый детектор 2 и индикатор дальности 3, а также последовательно соединенные приемник прямого усиления 4, смеситель 5 и фильтр низкой частоты 6. Кроме того, выход фильтра низкой частоты 6 соединен со вторым входом фазового детектора 2, выход перестраиваемого генератора высокой частоты 7 соединен одновременно со входом передающего устройства 8 и вторым входом смесителя 5, а вход анализатора спектра 9 соединен с выходом приемника прямого усиления 4.

Назначения элементов ясны из их названий.

Работа устройства, реализующего способ, не отличается от работы прототипа за исключением следующего. Сигнал ИРИ с частотой fи принимается приемником прямого усиления 4. Определив по анализатору спектра 9 частоту сигнала ИРИ, оператор настраивает перестраиваемый генератор высокой частоты 7 на частоту f0, близкую к fи, а перестраиваемый приемник прямого усиления 1 на частоту первой комбинационной составляющей fк1=f0-fи. Непрерывный немодулированный сигнал на частоте f0 с выхода перестраиваемого генератора высокой частоты 7 излучается с помощью передающего устройства 8 в сторону ИРИ. Кроме того, этот же сигнал одновременно поступает на второй вход смесителя 5, на выходе которого после фильтрации фильтром низкой частоты 6 формируется опорный сигнал с частотой f0-fи. В результате эффекта интермодуляции, обусловленной нелинейными эффектами, возникающими при облучении ИРИ внешним полем, в спектре отраженного от него сигнала появляются интермодуляционные колебания с частотами комбинационных составляющих fк=nf0±mfи. Сигнал первой комбинационной составляющей фиксируется настроенным на данную частоту перестраиваемым приемником прямого усиления 1 и подается на фазовый детектор 2, на второй вход которого поступает сформированный опорный сигнал. Набег фаз принятого от ИРИ приемником прямого усиления 1 сигнала пропорционален сумме времени распространения сигнала от радиодальномера до ИРИ и времени распространения отраженного сигнала на комбинационной частоте от ИРИ до радиодальномера. Поэтому на выходе фазового детектора 2 формируется напряжение, пропорциональное разности фаз Δϕ принятого комбинационного и опорного сигнала, которое подается на индикатор дальности 3. Индикатор дальности 3 осуществляет пересчет значения Δϕ к дальности до ИРИ по формуле , где с - скорость света, с последующим отображением вычисленного значения.

Способ активной нелинейной фазовой радиодальнометрии, заключающийся в излучении непрерывных смодулированных высокочастотных колебаний, приеме отраженного от объекта сигнала с последующим определением по разности фаз опорного излучаемого и принятого колебаний дальности до объекта, отличающийся тем, что излучают высокочастотное колебание на частоте, близкой к частоте сигнала источника радиоизлучения, но не равной ей, а принимают отраженный от источника радиоизлучения сигнал на частоте, равной разности частот между излучаемым высокочастотным колебанием и сигналом источника радиоизлучения, при этом частоту опорного колебания устанавливают равной разности частот излучаемого сигнала и сигнала источника радиоизлучения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам измерения путевой скорости транспортных средств с использованием эффекта Доплера для электромагнитных волн.

Изобретение относится к области радиолокации, в частности радиолокационным станциям, устанавливаемым на подвижных объектах. Достигаемый технический результат – обеспечение скрытности работы при обнаружении целей.

Изобретение относится к системам радиоконтроля для определения координат местоположения источников радиоизлучения (КМПИРИ) УКВ-СВЧ диапазонов, как цифровых, так и аналоговых видов связи, сведения о которых отсутствуют в базе данных (например, государственной радиочастотной службы).

Изобретение направлено на создание способа, который позволяет осуществлять отождествление отметок цели, информация о которой получена двумя пространственно-совмещенными радиолокационными станциями (РЛС) обзора и обнаружения (радиолокаторы, оптические станции и др.).

Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы для распознавания радиолокационных объектов. Изобретения могут найти применение в радиолокационных станциях кругового обзора (РЛС КО).

Изобретение относится к радиолокации и предназначено для построения обзорных радиолокационных станций с цифровыми антенными решетками. Технический результат - увеличение точности измерения азимутальной координаты объекта за счет использования моноимпульсного метода измерения вместо метода максимума.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к системам радиоконтроля для определения координат местоположения источников радиоизлучения (КМПИРИ) УКВ-СВЧ диапазонов как цифровых, так и аналоговых видов связи, сведения о которых отсутствуют в базе данных (например, государственной радиочастотной службы).

Изобретение относится к области вторичной цифровой обработки радиолокационных сигналов и может быть использовано в радиолокационной станции (РЛС) для формирования при сопровождении воздушной цели (ВЦ) из класса «самолет с турбореактивным двигателем» достоверной оценки радиальных функционально-связанных координат взаимного перемещения ВЦ и носителя РЛС при воздействии уводящих по дальности и скорости помех.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к радиоволновым способам измерения путевой скорости транспортных средств с использованием эффекта Доплера для электромагнитных волн.

Настоящее изобретение относится к способам построения радиолокационных изображений (РЛИ) подстилающей поверхности в ходе дистанционного зондирования земли (ДЗЗ) с помощью радаров с синтезированной апертурой (РСА).

Изобретение относится к области техники радиотехнический средств позиционирования и может быть использовано, например, для управления движением подвижных объектов.

Изобретение относится к области радиолокации, а именно к системам формирования и обработки широкополосных сигналов с частотной и фазокодовой модуляцией в импульсных радиолокаторах с антенными решетками, и может быть использовано в авиации для организации воздушного движения.

Изобретение относится к радиолокации, радионавигации и может быть использовано в радиотехнических комплексах, определяющих параметры движения летательных аппаратов на основе фазового метода измерений.

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано при построении различных радиолокационных систем, предназначенных для определения дальности от движущегося объекта до поверхности земли, использующих принцип отражения радиоволн.

Способ увеличения дальности действия и увеличения точности измерения расстояния системы радиочастотной идентификации и позиционирования может быть использован, например, при идентификации управлении движением подвижных объектов. Новым в способе измерения дальности является использование в измерительной станции двух антенн круговой поляризации, работающих одна на излучение, другая на прием.

Способ измерения дальности относится к области техники радиотехнический средств измерения расстояний и может быть использован, например, в геодезии, строительстве, при управлении движением подвижных объектов. Новым в способе измерения дальности является генерирование непрерывных низкочастотных колебаний в одном месте - в измерителе, и генерирование в измерителе высокочастотных колебаний, частота которых известна, модулируя этими колебаниями колебания источника оптического когерентного излучения, который осуществляет излучение оптических колебаний в направлении объекта.

Способ измерения дальности относится к области техники радиотехнический средств измерения расстояний и может быть использован, например, в геодезии, при управлении движением подвижных объектов. Новым в способе измерения дальности является генерирование двух непрерывных высокочастотных колебаний, частоты которых известны, излучение этих колебаний через одну общую антенну, прием этих колебаний, сдвиг на одинаковую частоту, условно называемой частотой Доплера, переизлучение, вторичный прием и выделение в каждом из каналов комбинационной составляющей с этой частотой Доплера, с последующим измерением разности фаз этих комбинационных составляющих.

Способ измерения расстояния от измерительной станции до ретранслятора относится к области техники радиотехнический средств измерения расстояний и может быть использован, например, в геодезии, при управлении движением подвижных объектов. Новым в способе измерения дальности является генерирование двух непрерывных высокостабильных низкочастотных колебаний на измерительной станции и ретрансляторе одновременно и генерирование на измерительной станции высокочастотных колебаний, частота которых известна, излучение этих колебаний через антенну, прием этих колебаний на ретрансляторе, сдвиг на известную низкую частоту, условно называемой частотой Доплера, генерируемой высокостабильным низкочастотным генератором ретранслятора, переизлучение, вторичный прием и выделение комбинационной составляющей с этой частотой Доплера, с последующим измерением разности фаз этой комбинационной составляющей и сигналом местного высокостабильного низкочастотного генератора.

Изобретение относится к радиолокационному способу измерения дальности движущегося объекта на основе фазового метода. Сущность заявленного способа заключается в том, что осуществляют последовательное зондирование объекта сигналами РЛС, представляющими пары непрерывных гармонических колебаний с одинаковой частотой у одного колебания и остальными частотами РЛС у другого колебания.

Изобретение относится к области техники радиотехнический средств позиционирования и может быть использовано, например, для управления движением подвижных объектов.
Наверх