СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННОЙ МАТРИЦЫ РАССЕИВАНИЯ ОБЪЕКТА Российский патент 2002 года по МПК G01S7/36 

Описание патента на изобретение RU2187129C1

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в оптической локации, а также в оптической и радионавигации.

Известен способ измерения поляризационной матрицы рассеивания объекта (ПМР), заключающийся в том, что одновременно излучают на ортогональных поляризациях одинаковые по структуре радиосигналы на разных несущих частотах, принимают соответствующие излученным ортогонально поляризованные составляющие отраженных от объекта радиосигналов, одинаковые по поляризации составляющие отраженных радиосигналов, принятые каждым приемным каналом, разделяют за счет использования фильтров, настроенных на частоты, соответствующие частотам излученных сигналов, измеряют амплитуды и фазы каждой из выделенных ортогонально поляризованных составляющих отраженных сигналов и получают совокупность результатов измерений, которая определяет измеренное значение ПМР объекта [1, стр.287-288].

Здесь и далее полагается, что структура радиосигнала определяется видом и параметрами его модуляции, т. е. следует понимать, что одинаковые по структуре радиосигналы имеют одинаковые параметры заданного вида модуляции.

К недостаткам известного способа относится методическая погрешность, которая предопределяет низкую точность измерения ПМР объектов. Известно [1, 2, ] , что ПМР объектов существенно зависят от частоты. Поэтому измерение амплитуд и фаз ортогональных по поляризации составляющих отраженных от объекта радиосигналов, соответствующих элементам одного столбца ПМР объекта, на одной частоте, а амплитуд и фаз ортогональных по поляризации составляющих отраженных от объекта радиосигналов, соответствующих элементам другого - на другой частоте, неизбежно приведет к ошибкам измерения ПМР в целом. Покажем это на конкретном примере.

Известно, что нормированная диаграмма обратного вторичного излучения объекта, состоящего из двух "блестящих точек", определяется формулой

где L - расстояние между точками, θ - угол между направлением на источник излучения и нормалью к линии, соединяющей "блестящие точки".

Расчеты по этой формуле показывают, что при расстоянии между "блестящими точками", равном 15 м, ошибка в измерении амплитуды отраженного радиосигнала за счет разности между частотами облучения f1 = 3 ГГц и f2 = 3,003 ГГц может достигать (в зависимости от угла θ) 100% от измеряемой величины. Аналогично можно показать, что ошибки измерения фаз элементов ПМР на разных частотах также определяются методом измерения при прочих равных условиях.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению, выбранным в качестве прототипа, является способ измерения ПМР объекта, заключающийся в том, что последовательно, через период зондирования, излучают на ортогональных поляризациях на одной несущей частоте одинаковые по структуре радиосигналы, после каждого излучения одновременно принимают обе ортогонально поляризованные составляющие отраженных от объекта радиосигналов, измеряют их амплитуды и фазы, из значений последних вычитают значение начальной фазы соответствующего излученного радиосигнала, и за два последовательных излучения радиосигналов через период зондирования на разных поляризациях получают совокупность результатов измерений, которая определяет измеренное значение ПМР объекта [1, с.282-286].

Недостатком известного способа является методическая погрешность, обусловливающая низкую точность измерения ПМР объектов с не постоянной в пространстве и во времени отражающей способностью. Непостоянство отражающей способности в пространстве характерно для любых форм реальных объектов, кроме сферической. Поэтому отражающая способность объекта может изменяться во времени за счет изменения ориентации объекта относительно радиолокатора, а также за счет изменения формы и размеров объекта или за счет применения специальных мер. При последовательном во времени способе измерения ПМР таких объектов амплитуды и фазы ортогональных по поляризации составляющих отраженных радиосигналов, соответствующие элементам одного столбца этой матрицы, будут измерены в один момент времени, а амплитуды и фазы ортогональных по поляризации составляющих отраженных радиосигналов, соответствующие элементам другого - в другой. Поскольку отражающая способность объекта изменяется за время между измерениями, то величины ошибок измерений в первом приближении будут пропорциональны интервалу времени, необходимому для осуществления измерений всех элементов ПМР, т.е. величине периода зондирования, и скорости изменения отражающей способности объекта.

Для измерения ПМР объекта, последний необходимо облучить радиосигналами ортогональных поляризаций, чтобы получить четыре ортогонально поляризованные составляющие отраженных от объекта радиосигналов, определяющие ПМР. Одновременно излучать два одинаковых по структуре радиосигнала на ортогональных поляризациях не имеет смысла, т.к. одинаковые по поляризации и по структуре ортогонально поляризованные составляющие отраженных радиосигналов, соответствующие каждому из излученных, в приемном канале соответствующей поляризации просуммируются и потом разделить их будет невозможно из-за отсутствия существенных различий. Поэтому в способе - прототипе одинаковые по структуре радиосигналы излучают через период. При этом уменьшить время измерения ПМР принципиально возможно за счет уменьшения периода зондирования. Однако период зондирования определяется требуемой дальностью обнаружения РЛС и потому возможности его уменьшения существенно ограничены. Время измерения ПМР объекта, равное периоду зондирования, является большим и это большое время представляет собой самостоятельный недостаток известного способа.

Известно устройство измерения ПМР объекта, включающее двухканальную по поляризации антенну, два переключателя прием-передача (ППП), два передатчика, работающих на достаточно близких частотах, два генератора высокочастотных колебаний (ГВЧК), четыре частотных фильтра (ЧФ), четыре смесителя, четыре усилителя напряжения промежуточной частоты (согласованных фильтра - СФ) и четыре амплитудных детектора (АД), два блока измерения разности фаз (БИФ), три сумматора и синхронизатор. Выход синхронизатора подключен ко входам передатчиков, выходы которых через ППП подключены к соответствующим входам двухканальной по поляризации антенны, второй выход одного ППП подключен ко входам первого и третьего ЧФ, а другого ППП - ко входам второго и четвертого ЧФ, выход первого ЧФ через последовательно соединенные первый смеситель и первый СФ подключен к первому АД, выход второго ЧФ через второй смеситель и второй СФ подключен ко второму АД, выход третьего ЧФ через третий смеситель и третий СФ подключен к третьему АД, выход четвертого ЧФ через четвертый смеситель и четвертый СФ подключен к четвертому АД, выход первого ГВЧК подключен ко входам первого и второго смесителей, а выход второго ГВЧК подключен ко входам третьего и четвертого смесителей, выходы первого и второго СФ подключены к соответствующим входам первого БИФ, а выходы третьего и четвертого СФ подключены ко входам второго БИФ, выходы первого и второго АД подключены через первый сумматор, а выходы третьего и четвертого АД - через второй сумматор подключены ко входам третьего сумматора, выходы первого и второго БИФ, АД четырех приемных каналов и третьего сумматора являются выходами устройства [1, с.288].

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения ПМР объектов, т.к. амплитуды и фазы ортогонально поляризованных компонентов отраженных от объектов радиосигналов, соответствующие элементам одного столбца ПМР, измеряют на одной частоте, а другого - на другой частоте.

Наиболее близким аналогом является устройство измерения ПМР объекта, выбранное в качестве прототипа, на котором может быть осуществлен способ-прототип, включающее: двухканальную по поляризации антенну, два ППП, коммутатор каналов (КК), передатчик, гетеродин, два когерентных гетеродина (КГ), два смесителя, два усилителя напряжений промежуточной частоты (согласованных фильтра - СФ), два синхронных детектора (СД), четыре БИФ, три линии постоянной задержки (ЛПЗ), одну линию переменной задержки, один блок задержки сигнала на время Δτ с сохранением фазы, четыре АД, три сумматора, две схемы деления, синхронизатор. Причем, первый выход синхронизатора через параллельно соединенные ключ и первую ЛПЗ подключен к первым входам передатчика и КК, выход передатчика подключен ко второму входу КК, первый и второй выходы которого через ППП подключены к соответствующим входам двухканальной по поляризации антенны, а также ко входам соответствующих КГ, выходы которых подключены к соответствующим входам первого БИФ, вторые выходы ППП подключены к первым входам первого и второго смесителей соответственно, а вторые входы смесителей подключены к соответствующим выходам гетеродина, выходы первого и второго смесителей через соответствующие усилители напряжений промежуточной частоты (СФ) подключены к первым входам первого и второго СД, второй выход синхронизатора подключен ко входу линии переменной задержки, выход которой подключен ко второму входу первого СД непосредственно, а ко второму входу второго СД подключен через третью ЛПЗ, вход и выход которой соединены через ключ, выход первого СД подключен ко входам первого АД и блока задержки на Δτ с сохранением фазы, а также к первому входу второго БИФ, выход второго СД подключен ко вторым входам второго и четвертого БИФ и ко входам второго и четвертого АД, выход блока задержки сигнала на Δτ с сохранением фазы подключен ко входу третьего АД и к первому входу четвертого БИФ, первые выходы первого и второго АД подключены к соответствующим входам первого сумматора, выход которого через третью ЛПЗ подключен к первому входу третьего сумматора, вторые выходы первого и второго АД подключены к соответствующим входам первой схемы деления, первые выходы третьего и четвертого АД подключены к соответствующим входам второго сумматора, выход которого подключен ко второму входу третьего сумматора, вторые выходы третьего и четвертого АД подключены к первому и второму входам второй схемы деления соответственно, выход первого БИФ и первый выход четвертого БИФ подключены к соответствующим входам третьего БИФ, выходы второго, третьего и четвертого БИФ, первого АД, первой и второй схем деления и третьего сумматора являются выходами устройства [1, с.283].

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения ПМР объектов из-за того, что амплитуды и фазы радиосигналов, соответствующие элементам одного столбца этой матрицы, измеряют в один момент времени, а амплитуды и фазы радиосигналов, соответствующие элементам другого столбца - через большой промежуток времени, равный периоду зондирования.

В основу изобретения положена задача создать способ измерения ПМР объекта, который путем излучения в каждом периоде зондирования двух, сдвинутых во времени, ортогональных по структуре радиосигналов на соответствующих ортогональных поляризациях и на одной несущей частоте, позволил бы уменьшить время измерений, а также уменьшить зависящую от него методическую погрешность известного способа и тем самым повысить точность измерения ПМР объекта.

Для решения поставленной задачи в способе измерения ПМР объекта, заключающемся в том, что последовательно, через период зондирования, излучают на ортогональных поляризациях на одной несущей частоте одинаковые по структуре радиосигналы, запоминают начальные фазы излученных радиосигналов, в каждом периоде зондирования одновременно принимают обе ортогонально поляризованные составляющие отраженных от объекта радиосигналов, измеряют их амплитуды и фазы, при этом из значений последних вычитают значения начальных фаз соответствующих излученных радиосигналов, и за два последовательных через период зондирования объекта на разных поляризациях получают совокупность результатов измерений, которая определяет измеренное значение ПМР объекта, вместо последовательного, через период зондирования, излучения на ортогональных поляризациях одинаковых по структуре радиосигналов на одной несущей частоте производят в каждом периоде излучение двух сдвинутых во времени ортогональных по структуре радиосигналов на соответствующих ортогональных поляризациях на одной несущей частоте, запоминают начальные фазы излученных радиосигналов, принимают все, соответствующие излученным, ортогонально поляризованные составляющие отраженных от объекта радиосигналов, выходные радиосигналы каждого, соответствующего по поляризации, канала приемника подают на два фильтра, каждый из которых согласован с одним из излученных ортогональных по структуре радиосигналов, скомпенсировав начальные фазы соответствующих излученных радиосигналов, измеряют параметры выходного радиосигнала каждого согласованного фильтра, определяющие соответствующий элемент ПМР объекта, исключают временное рассогласование параметров, обусловленное разным временем излучения радиосигналов на разных поляризациях, и получают совокупность результатов измерений, которая определяет измеренное значение ПМР объекта.

Здесь и далее под параметрами выходного радиосигнала СФ, определяющими соответствующий элемент ПМР, имеются в виду либо амплитуда и фаза выходного радиосигнала СФ, либо квадратурные составляющие этого радиосигнала в зависимости от того, что удобнее использовать в конкретном техническом решении.

Характеристики согласованных фильтров могут быть описаны с помощью частотной либо временной функции отклика, которые связаны между собой преобразованием Фурье. В пространстве частот переходная функция согласованного фильтра H(ω) есть комплексно-сопряженная функция спектра сигнала, который должен быть обработан оптимальным образом. Соответствующая зависимость во временной области между сигналом, который должен быть обработан, и характеристикой согласованного фильтра получается в результате обратного преобразования Фурье H(ω). Это приводит к тому, что импульсный отклик фильтра представляет собой обращенную во времени копию известной временной функции, описывающей сигнал [3, с. 15]. При подаче на вход такого фильтра согласованного сигнала выходной сигнал фильтра будет максимальным, а при подаче на его вход сигнала, ортогонального к согласованному, выходной сигнал фильтра будет равен нулю. Именно это свойство ортогональных сигналов и согласованных с ними фильтров положено в основу настоящего предложения, т.к. оно позволяет интервал времени между излучениями сигналов на ортогональных поляризациях изменять произвольно. Сущность предложенного способа заключается в следующем. В каждом периоде зондирования объект облучают двумя, сдвинутыми по времени, ортогональными по структуре радиосигналами на соответствующих ортогональных поляризациях и на одной несущей частоте. Запоминают начальные фазы излученных радиосигналов. Принимают все (четыре) ортогонально поляризованные составляющие отраженных от объекта радиосигналов двумя, соответствующими по поляризации каналами приемника. Для разделения ортогональных по структуре одинаково поляризованных составляющих отраженных радиосигналов, принятых соответствующим по поляризации каналом приемника, выходной радиосигнал каждого канала приемника подают на два фильтра, каждый из которых согласован с одним из излученных ортогональных по структуре радиосигналов. Из фазы выходного радиосигнала каждого СФ вычитают запомненное значение начальной фазы соответствующего излученного радиосигнала. Измеряют параметры выходного радиосигнала каждого СФ, определяющие соответствующий элемент поляризационной матрицы рассеяния объекта. Исключают временное рассогласование параметров, характеризующих столбцы ПМР объекта, которое обусловлено разным временем излучения радиосигналов на разных поляризациях, и получают совокупность результатов измерений, которая определяет измеренное значение ПМР объекта.

Предлагаемый способ в сравнении с прототипом обладает следующими техническими преимуществами. В десятки и сотни раз может быть уменьшено время измерения ПМР по сравнению со временем измерения в способе-прототипе и, примерно пропорционально могут быть уменьшены ошибки измерения элементов ПМР.

При последовательном излучении в каждом периоде зондирования двух, сдвинутых по времени, ортогональных по поляризации и по структуре радиосигналов время измерения ПМР ограничивается удвоенным значением длительности зондирующего импульса РЛС и временем переключения каналов двухканальной по поляризации антенны РЛС при излучении или временем восстановления чувствительности приемников (в зависимости от того, что больше). Если полагать время коммутации каналов антенны равным длительности зондирующего импульса, то выигрыш во времени измерения ПМР при использовании предложенного способа будет определяться выражением:
Bt = T/3τ,
где Т - период зондирования, а τ - длительность зондирующего импульса.

Для РЛС с дальностью обнаружения, например, 300 км выигрыш во времени измерения ПМР может составить сотни раз. Кроме того, если полагать, что ошибки измерения ПМР зависят от времени измерения линейно, то при использовании предлагаемого способа ошибки измерения ПМР, в первом приближении, можно считать обратно пропорциональными выигрышу во времени.

Предлагаемый способ может быть реализован, например, с помощью устройства, структурная схема которого приведена на чертеже.

Предлагаемое устройство содержит: двухканальную по поляризации антенну (1), два переключателя прием-передача (ППП) 2 и 3; коммутатор каналов (КК) 4; передатчик 5; формирователь ортогональных сигналов (ФОС) 6; синхронизатор 7; гетеродин 8; четыре смесителя 9, 10, 11, 12; шесть согласованных фильтров (СФ) 13, 14, 15, 16, 17, 18; два когерентных гетеродина (КГ) 19 и 20; четыре блока квадратурных фазовых детекторов (БКФД) 21, 22, 23, 24; аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 25.

Каждый БКФД состоит из двух фазовых детекторов, на сигнальные входы которых подается один и тот же радиосигнал, а опорное напряжение подается на вход одного непосредственно, а на вход другого - со сдвигом фаз на 90 градусов относительно первого. Такой блок выдает два напряжения, пропорциональных произведениям амплитуд на косинус и на синус разности фаз между сигнальным и опорным напряжениями, поступающими на его входы. Остальные элементы, входящие в устройство, являются известными.

Первый выход синхронизатора 7 подключен к первым входам передатчика 5 и КК 4, а также - ко входу ФОС 6. Ко второму входу передатчика 5 подключен второй выход гетеродина 8. К третьему входу передатчика 5 подключен выход ФОС 6. Выход передатчика 5 подключен ко второму входу КК 4, первый и второй выходы которого через соответствующие ППП 2 и 3 подключены к первому и второму входам двухканальной по поляризации антенны 1, а также к первым входам третьего смесителей 9 и четвертого смесителя 10. Вторые выходы ППП 2 и 3 подключены к первым входам первого смесителя 11 и второго смесителя 12 соответственно. Первый выход гетеродина 8 подключен ко вторым входам первого смесителя 11, второго смесителя 12, третьего смесителя 9 и четвертого смесителя 10. Выход третьего смесителя 9 через пятый СФ 13 подключен ко входу первого КГ 19, а выход четвертого смесителя 10 через шестой СФ 14 подключен ко входу второго КГ 20 соответственно. Выход первого смесителя 11 через первый СФ 15 подключен ко второму входу первого БКФД 21, а через третий СФ 16 - ко второму входу второго БКФД 22. Выход второго смесителя 12 через второй СФ 17 подключен ко второму входу третьего БКФД 23, а через четвертый СФ 18 - ко второму входу четвертого БКФД 24. Выход КГ 19 подключен к первым входам первого и третьего БКФД 21 и 23, а выход КГ 20 подключен к первым входам второго и четвертого БКФД 22 и 24 соответственно. Второй выход синхронизатора 7, а также выходы БКФД 21, 22, 23, 24 подключены к соответствующим входам АЦП 25, выходы которого являются выходами устройства.

Устройство работает следующим образом. В каждом периоде зондирования ФОС 6 по паре сдвинутых во времени синхронизирующих импульсов, поступающих на его вход с первого выхода синхронизатора 7, вырабатывает два сдвинутых во времени и ортогональных по структуре радиосигнала S1 и S2 и таких, что их взаимная временная корреляционная функция равна нулю (практически достаточно мала). В частности, в качестве таких ортогональных радиосигналов могут быть использованы две М-последовательности, сдвинутые друг относительно друга на половину периода. При соответствующем подборе сдвига фаз заполнения в соседних парциальных импульсах М-последовательности можно добиться практически нулевой взаимной корреляции. Сформированные на промежуточной частоте ортогональные радиосигналы S1 и S2 поступают на третий вход передатчика 5, на второй вход которого подаются высокочастотные колебания от гетеродина 8. В передатчике осуществляется перенос поступающих колебаний на несущую частоту и усиление полученных радиосигналов по мощности. Импульсы синхронизатора 7, поступающие на первый вход передатчика 5, обеспечивают его синхронную работу с ФОС 6 и с КК 4. В каждом периоде зондирования КК 4 по импульсам, поступающим на его первый вход с первого выхода синхронизатора 7, поочередно, через соответствующие ППП 2 и 3, подключает выходные радиосигналы передатчика 5 к соответствующим ортогональным по поляризации каналам двухканальной по поляризации антенны 1, которая излучает их в направлении объекта. Одновременно часть мощности передатчика с первого и второго выходов КК 4 подается на первые входы соответствующих смесителей 9 и 10, на вторые входы которых подаются высокочастотные колебания гетеродина 8. Выходные сигналы смесителей 9 и 10, усиленные и демодулированные соответствующими СФ 13 и 14, осуществляют фазировку колебаний КГ 19 и 20 соответственно. Таким образом осуществляется запоминание начальных фаз радиосигналов, излучаемых на различных поляризациях.

При приеме, через интервал времени, равный задержке между зондирующими импульсами, каждым каналом антенны принимается сумма двух ортогональных по структуре составляющих отраженных сигналов: основного по поляризации компонента для данного канала и перекрестного по поляризации компонента - для канала, ортогонального первому. Эти суммы сигналов через ППП 2 и 3 подаются на входы смесителей 11 и 12 соответственно. Выход каждого смесителя подключен ко входам двух фильтров, каждый из которых согласован с соответствующим радиосигналом, вырабатываемым ФОС 6. Это позволяет на выходах СФ 15, 16, 17, 18 получить четыре радиосигнала, т. е. выделить отдельно каждую ортогонально поляризованную составляющую отраженного от объекта радиосигнала. Выходные напряжения каждого из согласованных фильтров подаются на вторые входы соответствующих БКФД 21-24. При этом, в качестве опорного напряжения на первые входы БКФД 21 и 23 подается напряжение промежуточной частоты с выхода КГ 19, а на вторые входы БКФД 22 и 24 подается напряжение промежуточной частоты с выхода КГ 20. Это позволяет учесть случайные начальные фазы радиосигналов, излучаемых на разных поляризациях. Каждый БКФД имеет два выхода. По первому выходу выдается напряжение, пропорциональное произведениям амплитуд на косинус, а по второму - на синус разности фаз колебаний, поступающих на входы БКФД. Аналого-цифровой преобразователь 25 по существу производит измерение напряжений сигналов, поступающих с выходов БКФД, осуществляя оцифровку их значений. По сигналам со второго выхода сигнализатора 7 измеренные значения амплитуд квадратных составляющих, определяющих измеренные значения элементов ПМР объекта, выдаются потребителю.

Источники информации
1. Д. Б. Канарейкин, М.В. Павлов, В.А. Потехин. Поляризация радиолокационных сигналов. М.: Сов. радио, 1966, с.118-124, 282-293.

2. Д.Б. Канарейкин, В.А. Потехин, И.Ф. Шишкин. Морская поляриметрия. Ленинград: изд-во Судостроение, 1968, с.78-85.

3. Ч. Кук, М. Бернфельд. Радиолокационные сигналы. Теория и применение. М.: Сов. радио, 1971, с.15.

Похожие патенты RU2187129C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННОЙ МАТРИЦЫ РАССЕЯНИЯ ОБЪЕКТА 2001
  • Храбростин Б.В.
  • Храбростин Д.Б.
RU2183022C1
Способ и устройство обработки векторных радиосигналов в полнополяризационных радиолокационных станциях 2019
  • Рогов Иван Владимирович
  • Скрябин Дмитрий Александрович
  • Зюзин Алексей Владимирович
  • Хайбутов Константин Евгеньевич
  • Хайбутов Максим Евгеньевич
  • Полторацкий Андрей Владимирович
RU2695077C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННОЙ МАТРИЦЫ РАССЕЯНИЯ ОБЪЕКТА 2001
  • Храбростин Б.В.
  • Никитин В.М.
RU2190239C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННОЙ МАТРИЦЫ РАССЕЯНИЯ ОБЪЕКТА 2001
  • Храбростин Б.В.
  • Кравченко Анатолий Григорьевич
  • Мартынчук А.А.
RU2204842C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СРЕДЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ 2013
  • Вершинина Анна Сергеевна
  • Москалец Олег Дмитриевич
  • Москалец Дмитрий Олегович
  • Овсов Денис Андреевич
RU2533789C1
Способ измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта 2016
  • Андросов Вячеслав Викторович
  • Кривченков Дмитрий Николаевич
  • Компаниец Юрий Игоревич
  • Татарников Сергей Юрьевич
  • Шашин Николай Александрович
RU2619769C1
СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ВЕЩЕСТВА 2008
  • Заренков Вячеслав Адамович
  • Заренков Дмитрий Вячеславович
  • Дикарев Виктор Иванович
RU2377549C1
СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ВЕЩЕСТВА 2012
  • Большаков Андрей Александрович
  • Свиридович Евгений Николаевич
  • Дикарев Виктор Иванович
RU2510015C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АБСОЛЮТНОГО ВРЕМЕНИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ КОРОТКИХ РАДИОВОЛН В ИОНОСФЕРЕ С ПОМОЩЬЮ РАДИОСИГНАЛОВ С ЛИНЕЙНО-ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ 2005
  • Рябов Игорь Владимирович
  • Урядов Валерий Павлович
RU2282881C1
Способ измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта с компенсацией искажений 2017
  • Андросов Вячеслав Викторович
  • Ермаков Андрей Александрович
  • Кривченков Дмитрий Николаевич
  • Татарников Сергей Юрьевич
RU2638559C1

Реферат патента 2002 года СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННОЙ МАТРИЦЫ РАССЕИВАНИЯ ОБЪЕКТА

Заявленные способ и устройство могут использоваться для оценки характеристик рассеяния электромагнитных волн объектом, обнаружения, оценки координат и распознавания объектов. Сущность способа состоит в том, что в каждом периоде зондирования излучают последовательно два сдвинутых во времени ортогональных по структуре радиосигнала на соответствующих ортогональных поляризациях на одной несущей частоте, принимают все ортогонально поляризованные составляющие отраженных от объекта радиосигналов, выходные радиосигналы каждого соответствующего по поляризации канала приемника подают на фильтры, каждый из которых согласован с одним из излученных ортогональных по структуре радиосигналов, измеряют параметры выходного радиосигнала каждого согласованного фильтра, определяющие соответствующий элемент поляризационной матрицы рассеивания объекта, и получают совокупность результатов измерений, которая определяет ее измеренное значение. Устройство для измерения поляризационной матрицы рассеивания объекта включает двухканальную по поляризации антенну, два переключателя прием-передача (ППП), коммутатор каналов (КК), передатчик, формирователь ортогональных сигналов (ФОС), синхронизатор, гетеродин, четыре смесителя, шесть согласованных фильтров (СФ), два когерентных гетеродина (КГ), четыре блока квадратурных фазовых детекторов (БКФД) и аналого-цифровой преобразователь, соответствующим образом соединенные между собой. Достигаемым техническим результатом является повышение точности и сокращение времени, необходимого для измерения поляризационной матрицы рассеивания объекта. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 187 129 C1

1. Способ измерения поляризационной матрицы рассеивания объекта, заключающийся в том, что при зондировании излучают на ортогональных поляризациях радиосигналы, отличающийся тем, что в каждом периоде зондирования на соответствующих ортогональных поляризациях излучают два сдвинутых во времени ортогональных по структуре радиосигнала на одной несущей частоте, запоминают начальные фазы излученных сигналов, принимают все, соответствующие излученным, ортогонально поляризованные составляющие отраженных от объекта радиосигналов, выходные радиосигналы каждого, соответствующего по поляризации канала приемника подают на фильтры, каждый из которых согласован с одним из излученных ортогональных по структуре радиосигналов, измеряют параметры, либо амплитуду и фазу, либо квадратурные составляющие выходного радиосигнала каждого согласованного фильтра, определяющие соответствующий элемент поляризационной матрицы рассеивания объекта, вычитают из значения фазы выходного радиосигнала каждого согласованного фильтра запомненное значение начальной фазы соответствующего излученного радиосигнала, исключают временное рассогласование измеренных параметров, обусловленное разным временем излучения радиосигналов на разных поляризациях, при этом получают совокупность результатов измерений, которая определяет измеренное значение поляризационной матрицы рассеивания объекта. 2. Устройство измерения поляризационной матрицы рассеивания объекта, включающее двухканальную по поляризации антенну, два переключателя прием-передача, коммутатор каналов, передатчик, синхронизатор, гетеродин, два смесителя, два согласованных фильтра, два когерентных гетеродина, причем первый выход синхронизатора подключен к первым входам передатчика и коммутатора каналов, выход передатчика подключен ко второму входу коммутатора каналов, первый и второй выходы которого через соответствующие переключатели прием-передача подключены к первому и второму входам двухканальной по поляризации антенны, вторые выходы переключателей прием-передача подключены к первым входам первого и второго смесителей соответственно, первый выход гетеродина подключен ко второму входу первого смесителя, выходы первого и второго смесителей подключены ко входам первого и второго согласованных фильтров соответственно, отличающееся тем, что дополнительно введены формирователь ортогональных сигналов, два смесителя, четыре согласованных фильтра, четыре блока квадратурных фазовых детекторов и аналого-цифровой преобразователь, причем первый выход синхронизатора через формирователь ортогональных сигналов подключен к третьему входу передатчика, ко второму входу которого подключен второй выход гетеродина, первый выход гетеродина подключен ко вторым входам второго, третьего и четвертого смесителей, выход первого смесителя через третий согласованный фильтр подключен ко второму входу второго блока квадратурных фазовых детекторов, выход второго смесителя через четвертый согласованный фильтр подключен ко второму входу четвертого блока квадратурных фазовых детекторов, выходы первого и второго согласованных фильтров подключены ко вторым входам первого и третьего квадратурных фазовых детекторов соответственно, к первым входам третьего и четвертого смесителей подключены соответственно первый и второй выходы коммутатора каналов, выходы третьего и четвертого смесителей через соответствующие пятый и шестой согласованные фильтры подключены к входам первого и второго когерентных гетеродинов соответственно, выход первого когерентного гетеродина подключен к первым входам первого и третьего блоков квадратурных фазовых детекторов, а выход второго когерентного гетеродина подключен к первым входам второго и четвертого блоков квадратурных фазовых детекторов, выходы всех блоков квадратурно-фазовых детекторов и второй выход синхронизатора подключены к соответствующим входам аналого-цифрового преобразователя, выходы которого являются выходами устройства.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2002 года RU2187129C1

КАНАРЕЙКИН Д.Б
и др
Поляризация радиолокационных сигналов
- М.: Сов
радио, 1966, с
Прибор для массовой выработки лекал 1921
  • Масленников Т.Д.
SU118A1
RU 95106081 A1, 20.01.1997
US 4647933, 03.05.1987
US 5311192 A, 10.05.1994
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ АТМОСФЕРЫ 1993
  • Канарейкин Д.Б.
RU2074407C1

RU 2 187 129 C1

Авторы

Храбростин Б.В.

Даты

2002-08-10Публикация

2001-04-17Подача