Способ обнаружения объектов беспроводных сетей передачи информации

Изобретение относится к методам и средствам ближней радиолокации нелинейно-рассеивающих радиоэлектронных объектов, а именно, к методам обнаружения объектов беспроводных сетей передачи информации (БСПИ), скрытых в приповерхностных слоях естественных и искусственных сред и находящихся в пассивном режиме. Достигаемый технический результат – повышение эффективности обнаружения объектов БСПИ. Для улучшения характеристик обнаружения объектов БСПИ на фоне помеховых сигналов от безынерционных нелинейно-рассеивающих объектов в нелинейном радиолокаторе используется два режима излучения: в первом -одновременное излучение пары гармонических сигналов с частотами f1 и f2 (fi<f2) на интервале времени [0; Т], а во втором - одновременное излучение второй пары гармонических сигналов с частотами f1* и f2* на интервале времени [Т; 2Т], причем в обоих режимах излучаемые частоты располагаются симметрично относительно центральной частоты f0 входного контура объекта БСПИ, а их средние значения (f1+f2)/2 и (f1*+f2*)/2 выбираются совпадающими с f0: (f1+f2)/2=(f1*+f2*)/2=f0. Обработка отраженного сигнала в нелинейном радиолокаторе заключается в выделении парциальной гармонической составляющей на частоте 2f0, определение амплитуд А и А* этой составляющей при двух режимах излучения соответственно и принятие решения об обнаружении объекта БСПИ путем сравнения разности амплитуд А-А* с порогом. 3 ил.

 

Изобретение относится к методам ближней радиолокации, предназначенных для поиска и обнаружения нелинейно рассеивающих объектов (НРО), скрытых в приповерхностных слоях естественных и искусственных сред. Реализация этих методов осуществляется с помощью так называемых нелинейных радиолокаторов (HP). Перемещаясь в процессе поиска вдоль укрывающей поверхности, HP постепенно сближается с НРО, в результате чего будет наблюдаться рост мощности отраженного сигнала, указывающий на присутствие НРО.

Множество НРО можно разбить на две группы:

- безынерционные НРО, эквивалентные электрические цепи которых содержат только нелинейные резисторные элементы. Типичными представителями безынерционных НРО являются элементы стальных конструкций, сварные или клепанные, подверженные коррозии и ржавчине;

- радиоэлектронные НРО, эквивалентные электрические цепи которых, помимо нелинейных резисторных элементов, содержат также инерционные элементы - индуктивные и емкостные. Типичным представителем радиоэлектронных НРО являются объекты беспроводных сетей передачи информации (БСПИ): мобильные телефоны, электронные подслушивающие устройства, приемные устройства радиоуправляемых взрывателей и т.п., содержащие в своем составе, помимо антенны, -приемник с входным частотно-избирательным контуром [1; стр. 68, 78]. Нелинейным элементом в них являются подключаемые к входному контуру объекта БСПИ безынерционные полупроводниковые устройства (транзисторы) с нелинейными вольт-амперными характеристиками (ВАХ). Центральная частота f0 входных контуров объектов БСПИ и их ширина полосы пропуская 2F для типовых стандартов БСПИ являются известными типовыми величинами [1; стр. 41, 54, 71, 85]. В предложенном способе они также считаются известными.

В предложенном способе именно объекты БСПИ, находящиеся в пассивном (неизлучающем) режиме, представляют собой интересующие нас объекты обнаружения, в то время как безынерционные НРО являются источниками ложных помеховых составляющих в принимаемом HP сигнале.

Известны способы обнаружения безынерционных НРО [2], [3], в которых зондирующий сигнал является суммой двух гармонических колебаний, а в приемнике HP регистрируется амплитуда отраженного сигнала на комбинационных частотах. Наличие комбинационных частот в принимаемом HP сигнале является следствием нелинейности ВАХ резисторных элементов безынерционных НРО. Способы-аналоги принципиально могут быть использованы также и для обнаружения объектов БСПИ.

Недостаток аналогов состоит в низких характеристиках обнаружения объектов БСПИ вследствие высокого уровня ложных тревог, создаваемых потоком ложных сигналов, отраженных от безынерционных НРО.

Среди аналогов наиболее близким к предложенному является способ-прототип, в котором осуществляется:

- генерация и одновременное излучение пары гармонических сигналов с частотами f1 и f2 (f1<f2);

- среди всех возможных комбинационных частот, присутствующих в спектре отраженного объектом БСПИ сигнала, в приемнике прототипа HP выделяется гармонический сигнал с комбинационной частотой f1+f2, что предполагает наличие квадратичной α2U2 и/или других четных составляющих в разложении ВАХ полупроводникового элемента в степенной ряд

где I и U - ток и напряжение нелинейного элемента НРО.

Недостаток прототипа состоит в низких характеристиках обнаружения объектов БСПИ на фоне мощного потока ложных сигналов от безынерционных НРО.

Целью изобретения является повышение эффективности обнаружения объектов БСПИ.

Для достижения поставленной цели в способе-прототипе, в котором осуществляется первый режим излучения зондирующего сигнала, заключающийся в одновременном излучении пары гармонических сигналов с частотами f1 и f2 (f1<f2) на интервала времени [0; Т] с ограничением

где F - ширина полосы пропуская входного контура объекта БСПИ, прием отраженного сигнала, выделение в спектре принимаемого сигнала парциальной гармонической составляющей на комбинационной частоте f1+f2 и определение амплитуды А этой составляющей, дополнительно осуществляется второй режим излучения зондирующего сигнала, заключающийся в одновременном излучении второй пары гармонических сигналов с частотами f1* и f2* на интервале времени [Т; 2Т] с ограничением

определение амплитуды А* парциальной гармонической составляющей в спектре принимаемого сигнала на комбинационной частоте f1*+f2* при втором режиме излучения, вычисление разности А-А* с дальнейшим сравнением ее с порогом, причем в обоих режимах излучаемые частоты располагаются симметрично относительно центральной частоты f0 входного контура объекта БСПИ, а их средние значения (f1+f2)/2 и (f1*+f2*)/2 выбираются совпадающими с центральной частотой f0 входного контура объекта БСПИ:

На фиг. 1 изображена упрощенная функциональная схема HP, реализующая предложенный способ, элементы 1-4 которой несут следующее техническое содержание: 1 - ключевая схема: 2 - приемник HP, содержащий в своем составе блок выборки и хранения; 3 - устройство задержки на время Т; 4 - схема вычитания.

На фиг. 2 изображена частотно-временная диаграмма излучаемого HP сигнала.

На фиг. 3 изображено расположение излучаемых частот в двух режимах излучения HP и выделяемой в приемнике HP частоты 2f0 и амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) входного контура объекта БСПИ.

Функционирование предложенного способа состоит в следующем. Для краткости 1-м режимом излучения будем называть одновременное излучение пары гармонических сигналов с частотами f1 и f2 соответственно на интервале времени [0; Т], а одновременное излучение второй пары гармонических сигналов с частотами f1* и f2* на интервале времени [Т; 2Т] - будем называть 2-м режимом излучения. На фиг. 1 сигнал, излучаемый в 1-м режиме, обозначается как S, а излучаемый во 2-м режиме обозначается как S*. В обоих режимах излучаемые частоты располагаются симметрично относительно центральной частоты f0 входного контура объекта БСПИ. При 1-м режиме обе излучаемые частоты f1 и f2 располагаются в полосе входного контура объекта БСПИ, а во 2-м режиме обе излучаемые частоты f1* и f2* располагаются вне полосы входного контура объекта БСПИ. Поэтому при 1-м режиме излучения амплитуда А отраженного от объекта БСПИ сигнала будет значительно больше амплитуды А* при 2-м режиме излучения.

Переключение с периодом Т режимов излучения и приема производится с помощью ключевой схемы 1 фиг. 1, имеющей два входа: на один вход поступает сигнал S, а на второй - сигнал S*. Приемник HP 2 фиг. 1 выделяет из поступающего на его вход отраженного сигнала гармоническое колебание частоты 2f0 с фиксацией амплитуды этого колебания на конец соответствующего режима излучения: амплитуды А на момент времени t=Т для 1-го режима излучения и амплитуды А* - на момент времени t=2Т для 2-го режима излучения. Для фиксации амплитуд А и А* можно воспользоваться блоками выборки и хранения [4, стр. 154], управляемыми теми же сигналами, которые управляют ключевой схемой 1. Ключевая схема 1 имеет два выхода: напряжение на одном выходе пропорционально амплитуде А, а на другом - амплитуде А*. Для обеспечения возможности сравнения амплитуд А и А* и определения с помощью схемы вычитания 4 их разности (А-А*) в схему фиг. 1 включено устройство задержки 3, осуществляющее задержку отсчета А на время Т. Другая возможность фиксации амплитуд А и А* и определения их разности (А-А*) состоит в использовании микропроцессоров [5; стр. 183] с предварительным аналогово-цифровым преобразованием выходного сигнала приемника HP [5 стр. 239].

В разностной величине (А-А*) компенсируются помеховые составляющие от безынерционных НРО, присутствующие в отраженном сигнале. В дальнейшем разность (А-А*) сравнивается с порогом для принятия решения об обнаружении объекта БСПИ.

Источники информации:

1. Вишневский В.М., Ляхов А.И., Портной С.Л., Шахнович И.В. Широкополосные беспроводные сети передачи информации. Москва: Техносфера, 2005 г.

2. Мусабеков П.М., Панычев С.Н. Нелинейная радиолокация: методы, техника и область применения. Зарубежная радиоэлектроника, Успехи современной радиоэлектроники, 2000 г., №5, с. 54÷61.

3. Беляев В.В., Маюнов А.Т., Разиньков С.Н. Состояние и перспективы развития «нелинейной» радиолокации. Успехи современной радиолокации, 2002 г., №6, с. 59-78.

4. Келексаев Б.Г. Нелинейные преобразователи и их применение. «Солон-Р», Москва, 1999 г.

5. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988 г.

Способ радиолокационного обнаружения объектов беспроводных сетей передачи информации (БСПИ), в котором осуществляется первый режим излучения зондирующего сигнала, заключающийся в одновременном излучении пары гармонических сигналов с частотами f1 и f2 (f1<f2) на интервале времени [0; Т] с ограничением (f2-f1)≤2(F-1/Т), где F - ширина полосы пропуская входного контура объекта БСПИ, прием отраженного сигнала, выделение в спектре принимаемого сигнала парциальной гармонической составляющей на комбинационной частоте f1+f2 и определение амплитуды А этой составляющей, отличающийся тем, что дополнительно осуществляется второй режим излучения зондирующего сигнала, заключающийся в одновременном излучении второй пары гармонических сигналов с частотами f1* и f2* на интервале времени [Т; 2Т] с ограничением 2(F+1/Т)≤(f2*-f1*), определение амплитуды А* парциальной гармонической составляющей в спектре принимаемого сигнала на комбинационной частоте f1*+f2* при втором режиме излучения, вычисление разности А-А* с дальнейшим сравнением ее с порогом, причем в обоих режимах излучаемые частоты располагаются симметрично относительно центральной частоты f0 входного контура объекта БСПИ, а их средние значения (f1+f2)/2 и (f1*+f2*)/2 выбираются совпадающими с частотой f0:

(f1+f2)/2=(f1*+f2*)/2=f0.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области нелинейной радиолокации и может быть использовано при разработке нелинейных радиолокаторов (НРЛ) ближнего действия, осуществляющих дистанционное обнаружение на дальностях порядка сотен метров объектов искусственного происхождения, к которым относятся объекты военного назначения.

Изобретение относится к области радиотехники, может быть использовано в системах радиоконтроля, а именно - для создания преднамеренных помех любого типа в реальном времени, в том числе, имитационных помех.
Изобретение относится к классу создания искусственных помех и может быть использовано в конфликте противоборствующих сторон для повышения эффективности зенитно-ракетных комплексов (ЗРК) при поражении воздушных элементов противостоящей стороны.

Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы для совершенствования средств управления (СУ) зенитно-ракетных комплексов или систем. Достигаемым техническим результатом является увеличение дальности обнаружения целей СУ, повышение помехозащищенности от пассивных помех.

Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы для защиты радиолокационных станций (РЛС) от малоразмерных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).

Изобретение относится к конструкции досмотровых рамок, предназначенных для обнаружения взрывчатых веществ (ВВ) и других запрещенных предметов на теле человека в местах большого скопления людей в аэропортах, морских и речных вокзалах, театрах, стадионах и пр.

Домашняя система безопасности, установленная в ограждении, окне или двери и содержащая датчик (3) управляемого магнитного поля, соединенный с антенной (4), выполненной в виде отдельного электрода таким образом, что упомянутый датчик измеряет возмущения магнитного поля вокруг упомянутой антенны, при этом датчик управляемого магнитного поля выполнен с возможностью обнаруживать возмущение в магнитном поле, выявляемое его антенной, устанавливать присутствие человека в зависимости от мощности возмущения и отправлять предупреждение о присутствии человека.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в авиационных бортовых радиолокационных станциях (БРЛС) для обнаружения летящего или зависшего вертолета на фоне подстилающей поверхности.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании средств идентификации радиолокационных целей. Техническим результатом изобретения является повышение вероятности правильной идентификации целей в условиях высокой плотности потока ответных сигналов.

Изобретение относится к радиолокационным способам обнаружения и определения подвижных и неподвижных надводных объектов, их координат и параметров движения на дальностях прямой видимости до 800 км с использованием радиолокаторов на летательных аппаратах.

Изобретение относится к области нелинейной радиолокации и может быть использовано при разработке нелинейных радиолокаторов (НРЛ) ближнего действия, осуществляющих дистанционное обнаружение на дальностях порядка сотен метров объектов искусственного происхождения, к которым относятся объекты военного назначения.

Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС) для защиты от импульсных, в том числе, ответных помех. Достигаемый технический результат - компенсация импульсной помехи, при исключении компенсации сигналов, отраженных от цели.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для оценки характеристик рассеяния электромагнитных волн объектом, для распознавания различий в данных характеристиках между объектами, движущимися с различными скоростями, обнаружения, оценки координат и распознавания объектов.

Изобретение относится к методам обработки полученной радиолокационным способом информации и может быть использовано в когерентно-импульсных радиолокационных станциях (РЛС) сопровождения для селекции воздушных объектов (ВО), имитирующих радиолокационные характеристики реальных воздушных объектов, то есть имитаторов вторичного излучения (ИВИ).

Изобретение относится к методам обработки полученной радиолокационным способом информации и может быть использовано в когерентно-импульсных радиолокационных станциях (РЛС) сопровождения для селекции воздушных объектов (ВО), имитирующих радиолокационные характеристики реальных воздушных объектов, то есть имитаторов вторичного излучения (ИВИ).

Изобретение относится к радиолокации, может быть использовано для обнаружения и измерения дальности до отражающего объекта. Технический результат заключается в повышении отношения сигнал/шум при увеличении дальности до объекта.

Изобретение относится к геофизике и предназначено для мониторинга природной среды, информационного обеспечения радиосвязи и навигации. Технический результат состоит в проведении зондирования внешней ионосферы с низких орбит КА, используемых в предложенной схеме, и обеспечивает повышение рентабельности и оперативности мониторинга ионосферы и тропосферы.

Изобретение относится к радиолокации и может найти применение в радиолокаторах, которые обеспечивают получение полной поляризационной матрицы (ПМ) рассеивания. Достигаемый технический результат – повышение достоверности распознавания радиолокационных целей.

Изобретение относится к радиолокации, может быть использовано в аппаратуре обнаружения целей на фоне комбинированных помех - активных излучений и пассивных отражений.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании средств идентификации объектов, обнаруживаемых РЛС. Технический результат - повышение вероятности правильной идентификации обнаруженных объектов в условиях наличия нескольких максимумов функции правдоподобия идентификационных признаков к их текущим навигационно-связным оценкам.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в многоканальных моноимпульсных обнаружителях-пеленгаторах систем радиомониторинга для решения задач отождествления спектральных компонент по принадлежности к сигналу одного источника радиоизлучения.

Изобретение относится к методам и средствам ближней радиолокации нелинейно-рассеивающих радиоэлектронных объектов, а именно, к методам обнаружения объектов беспроводных сетей передачи информации, скрытых в приповерхностных слоях естественных и искусственных сред и находящихся в пассивном режиме. Достигаемый технический результат – повышение эффективности обнаружения объектов БСПИ. Для улучшения характеристик обнаружения объектов БСПИ на фоне помеховых сигналов от безынерционных нелинейно-рассеивающих объектов в нелинейном радиолокаторе используется два режима излучения: в первом -одновременное излучение пары гармонических сигналов с частотами f1 и f2 на интервале времени [0; Т], а во втором - одновременное излучение второй пары гармонических сигналов с частотами f1* и f2* на интервале времени [Т; 2Т], причем в обоих режимах излучаемые частоты располагаются симметрично относительно центральной частоты f0 входного контура объекта БСПИ, а их средние значения 2 и 2 выбираются совпадающими с f0: 22f0. Обработка отраженного сигнала в нелинейном радиолокаторе заключается в выделении парциальной гармонической составляющей на частоте 2f0, определение амплитуд А и А* этой составляющей при двух режимах излучения соответственно и принятие решения об обнаружении объекта БСПИ путем сравнения разности амплитуд А-А* с порогом. 3 ил.

Наверх