СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННОЙ МАТРИЦЫ РАССЕЯНИЯ ОБЪЕКТА Российский патент 2002 года по МПК G01S13/95 G01S13/04 

Описание патента на изобретение RU2190239C1

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

Известен способ измерения поляризационной матрицы рассеяния 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, 2, 3].

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, 3] , 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".

Рассчеты 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 к предлагаемому техническим решением, 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, запоминают значения начальных фаз излученных радиосигналов, 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, исключают задержку по времени измерения параметров, которая обусловлена разным временем излучения радиосигналов на разных поляризациях, и за два последовательных излучения радиосигналов (через период зондирования) на разных поляризациях получают совокупность результатов измерений, которая определяет измеренное значение ПМР объекта [1, 2].

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 отраженнных 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 (УПЧ) 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 УПЧ подключен к первому АД, выход второго ЧФ через второй смеситель и второй УПЧ подключен ко второму АД, выход третьего ЧФ через третий смеситель и третий УПЧ подключен к третьему АД, выход четвертого ЧФ через четвертый смеситель и четвертый УПЧ 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 УПЧ подключены к соответствующим входам первого БИФ, а выходы третьего и четвертого УПЧ 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 [2, 3].

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.

Способ, выбранный в качестве прототипа, может быть осуществлен с помощью устройства измерения ПМР объекта, которое выбрано в качестве прототипа для предлагаемого устройства, включающего: двухканальную по поляризации антенну, два ППП, коммутатор каналов (КК), передатчик, гетеродин, два когерентных гетеродина (КГ), два смесителя, два УПЧ, 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 УПЧ 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 [2, 3].

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 изобретений положена задача создать способ и устройство для измерения ПМР объекта путем излучения в каждом периоде зондирования двух, сдвинутых во времени, ортогональных по структуре радиосигналов на соответствующих ортогональных поляризациях и на одной несущей частоте, позволяющий уменьшить время измерений, а также уменьшить, зависящую от них, 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 радиосигналы, запоминают начальные фазы излученных радиосигналов, принимают ортогонально поляризованные составляющие отраженных от объекта радиосигналов, измеряют параметры радиосигналов, которые характеризуют поляризационную матрицу рассеяния объекта, исключают задержку по времени измерения параметров, которая обусловлена разным временем излучения радиосигналов на разных поляризациях, и получают совокупность результатов, которая определяет измеренное значение поляризационной матрицы рассеяния объекта, согласно изобретению в каждом периоде зондирования излучают два сдвинутых во времени, ортогональных по структуре радиосигнала на соответствующих ортогональных поляризациях, выходные радиосигналы каждого, соответствующего по поляризации канала приемника подают на входы двух корреляторов, в качестве опорных напряжений на которые подают соответствующие излученным ортогональные по структуре радиосигналы, задержанные относительно излученных на время задержки отраженных сигналов, измеряют параметры выходного сигнала каждого коррелятора, определяющие соответствующий элемент поляризационной матрицы рассеяния объекта.

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

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 входы двух корреляторов, в качестве опорных напряжений на которые подают соответствующие излученным ортогональные по структуре радиосигналы, задержанные относительно излученных на время задержки соответствующих отраженных сигналов. Из фазы выходного радиосигнала каждого вычитают запомненное значение начальной фазы соответствующего излученного радиосигнала. Измеряют параметры выходного сигнала каждого коррелятора, определяющие соответствующий элемент поляризационной матрицы рассеяния объекта. Исключают задержку по времени измерения параметров, которая обусловлена 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 В= Т/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; задающий генератор 7; гетеродин 8; синхронизатор 9; два смесителя 10 и 11; два усилителя напряжений промежуточной частоты (УПЧ) 12 и 13; четыре блока корреляторов (БК) 14, 15, 16, 17; аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 18.

Каждый БК состоит из двух корреляторов, 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. Остальные элементы, входящие в устройство, являются известными.

Первый выход синхронизатора 9 подключен к первым входам передатчика 5 и КК 4, а также к первому входу ФОС 6. Ко второму входу передатчика 5 подключен первый выход гетеродина 8. К третьему входу передатчика 5 подключен первый выход ФОС 6, второй вход которого подключен к выходу задающего генератора 7. 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. Вторые выходы ППП 2 и 3 подключены к первым входам смесителей 10 и 11 соответственно. Второй выход гетеродина 8 подключен ко вторым входам смесителей 10 и 11. Выход смесителя 10 через УПЧ 12 подключен к первым входам БК 14 и 15. Выход смесителя 11 через УПЧ 13 подключен к первым входам БК 16 и 17. Вторые входы БК 15 и 17 подключены ко второму, а БК 14 и 16 - к третьему выходам ФОС 6, третий вход которого подключен к выходу следящей системы по дальности радиолокатора ССД. Второй выход синхронизатора 9, а также выходы БК 14, 15, 16, 17 подключены к соответствующим входам АЦП 18, выходы которого являются выходами устройства.

Устройство работает следующим образом. Задающий генератор 7 вырабатывает напряжение промежуточной частоты, которое подается на второй вход ФОС 6. В каждом периоде зондирования ФОС 6 по паре сдвинутых во времени синхронизирующих импульсов, поступающих на его первый вход с первого выхода синхронизатора 9, 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 (4). Сформированные на промежуточной частоте ортогональные по структуре радиосигналы S1 и S2 поступают на третий вход передатчика 5, на второй вход которого подаются высокочастотные колебания с первого выхода гетеродина 8. В передатчике осуществляется перенос поступающих колебаний на несущую частоту и усиление полученных радиосигналов по мощности. Импульсы синхронизатора 9, 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 9, 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.

При приеме, начиная примерно с момента окончания второго зондирующего импульса, каждым каналом антенны будет приниматься сумма двух ортогональных по структуре одинаково поляризованных 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 первые входы смесителей 10 и 11, на вторые входы которых подается напряжение со второго выхода гетеродина 8. Использование напряжения одного и того же гетеродина 8 при формировании излучаемых и принятых сигналов обеспечивает компенсацию случайной начальной фазы излучаемых радиосигналов, обусловленной случайной начальной фазой (в момент излучения) гетеродина 8. Выходные сигналы смесителей усиливаются УПЧ 12 и 13, при этом радиосигналы, усиленные УПЧ 12 подаются на первые входы БК 14 и 15, а усиленные УПЧ 13 - на первые входы БК 16 и 17 соответственно. В качестве опорного напряжения на вторые входы БК 15 и 17 подается напряжение промежуточной частоты со второго выхода, а на вторые входы БК 14 и 16 - с третьего выхода ФОС 6. Опорные напряжения на втором и третьем выходах ФОС 6 имеют одинаковую структуру с соответствующими излученными, также ортогональны между собой, однако задержаны относительно излученных на время, равное задержке соответствующих отраженных радиосигналов. Величину задержки определяет управляющий сигнал следящей системы сопровождения цели по дальности, который поступает на третий вход ФОС 6. В блоках корреляторов, попарно подключенных к соответствующим УПЧ осуществляется разделение ортогональных по структуре сигналов, которые усиливаются этим УПЧ. Кроме того, использование одного и того же задающего генератора 7 для формирования излучаемых радиосигналов и для разделения ортогональных по структуре составляющих отраженных радиосигналов обеспечивает запоминание и компенсацию случайной начальной фазы задающего генератора 7 в момент формирования излученного сигнала в каждом периоде излучения. Каждый БК имеет два выхода, с которых выдаются напряжения, пропорциональные произведениям амплитуд на косинус и на синус разности фаз колебаний, поступающих на их входы. Аналого-цифровой преобразователь 18 по существу производит измерение напряжений сигналов, поступающих с выходов БК, осуществляя оцифровку их значений. По сигналам со второго выхода синхронизатора 9 измеренные значения амплитуд квадратурных составляющих, определяющих измеренные значения всех элементов ПМР объекта, выдаются потребителю.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Хойнен. Измерение матрицы рассеяния цели. ТИИЭР, т.53, 8, 1965, с. 1074-1084.

2. Д. Б. Канарейкин, М.В.Павалов, В.А.Потехин. Поляризация радиолокационных сигналов. М.: Сов.радио, 1966, с. 118-124, 282-293.

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

4. Ч.Кук, М.Бернфельд. Радиолокационные сигналы. Теория и применение. М. : Сов.радио, 1971, с. 245-300.

Похожие патенты RU2190239C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННОЙ МАТРИЦЫ РАССЕИВАНИЯ ОБЪЕКТА 2001
  • Храбростин Б.В.
RU2187129C1
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.
  • Кравченко Анатолий Григорьевич
  • Мартынчук А.А.
RU2204842C2
УСТРОЙСТВО РАСПОЗНАВАНИЯ ПРОТИВОРАДИОЛОКАЦИОННЫХ РАКЕТ 1996
  • Ермоленко В.П.
  • Митрофанов Д.Г.
RU2097782C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СРЕДЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ 2013
  • Вершинина Анна Сергеевна
  • Москалец Олег Дмитриевич
  • Москалец Дмитрий Олегович
  • Овсов Денис Андреевич
RU2533789C1
УСТРОЙСТВО СЕЛЕКЦИИ САМОНАВОДЯЩИХСЯ ПРОТИВОРАДИОЛОКАЦИОННЫХ РАКЕТ 1998
  • Митрофанов Д.Г.
  • Грищенков В.В.
  • Прохоркин А.Г.
  • Успенский С.А.
RU2155353C2
СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ВЕЩЕСТВА 2012
  • Большаков Андрей Александрович
  • Шубарев Валерий Антонович
  • Дикарев Виктор Иванович
RU2488810C1
СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ВЕЩЕСТВА 2012
  • Большаков Андрей Александрович
  • Шубарев Валерий Антонович
  • Дикарев Виктор Иванович
RU2498279C1
РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ С СИНТЕЗИРОВАННОЙ АПЕРТУРОЙ 1995
  • Митрофанов Д.Г.
  • Ермоленко В.П.
  • Коваленков Н.Н.
  • Силаев Н.В.
  • Герасимов В.В.
RU2099744C1

Реферат патента 2002 года СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННОЙ МАТРИЦЫ РАССЕЯНИЯ ОБЪЕКТА

Способ и устройство измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта относятся к области оптической и радиолокации, а также к оптической и радионавигации и могут использоваться для оценки характеристик рассеяния электромагнитных волн объектом, обнаружения, оценки координат и распознавания объектов. Сущность способа: 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 входы двух корреляторов, в качестве опорных напряжений на которые подают соответствующие излученным ортогональные по структуре радиосигналы, задержанные относительно излученных на время задержки отраженных сигналов, измеряют параметры выходного сигнала каждого коррелятора, определяющие соответствующий элемент поляризационной матрицы рассеяния объекта, и получают совокупность результатов измерений, которая определяет ее измеренное значение. Устройство для измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта, включает двухканальную по поляризации антенну, два переключателя прием - передача, коммутатор каналов, передатчик, формирователь ортогональных сигналов, синхронизатор, гетеродин, задающий генератор, два смесителя, два усилителя напряжений промежуточной частоты, четыре блока корреляторов и аналого-цифровой преобразователь. Достигаемым техническим результатом является повышение точности и сокращение времени, необходимого для измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 190 239 C1

1. Способ измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта, заключающийся в том, что излучают на ортогональных поляризациях на одной несущей частоте радиосигналы, запоминают начальные фазы излученных радиосигналов, принимают ортогонально поляризованные составляющие отраженных от объекта радиосигналов, измеряют параметры радиосигналов, которые характеризуют поляризационную матрицу рассеяния объекта, исключают задержку по времени измерения параметров, которая обусловлена разным временем излучения радиосигналов на разных поляризациях, и получают совокупность результатов, которая определяет измеренное значение поляризационной матрицы рассеяния объекта, отличающийся тем, что в каждом периоде зондирования излучают два сдвинутых во времени, ортогональных по структуре радиосигнала на соответствующих ортогональных поляризациях, выходные радиосигналы каждого соответствующего по поляризации канала приемника подают на входы двух корреляторов в качестве опорных напряжений, на которые подают соответствующие излученным ортогональные по структуре радиосигналы, задержанные относительно излученных на время задержки отраженных сигналов, измеряют параметры выходного сигнала каждого коррелятора, определяющие соответствующий элемент поляризационной матрицы рассеяния объекта. 2. Устройство для измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта, включающее двухканальную по поляризации антенну, два переключателя прием - передача, коммутатор каналов, передатчик, синхронизатор, гетеродин, два смесителя, два усилителя напряжения промежуточной частоты, 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, второй выход гетеродина подключен ко второму входу второго смесителя, выходы первого и второго смесителей - ко входам первого и второго усилителей напряжений промежуточной частоты соответственно, отличающееся тем, что дополнительно введены задающий генератор, формирователь ортогональных сигналов (ФОС), четыре блока корреляторов и аналого-цифровой преобразователь, причем выход задающего генератора подключен ко второму входу ФОС, к первому входу которого подключен первый выход синхронизатора, ко второму входу передатчика подключен первый выход гетеродина, а к третьему входу передатчика - первый выход ФОС, второй выход гетеродина подключен ко второму входу первого смесителя, выход первого усилителя напряжения промежуточной частоты - к первым входам первого и второго, а второго усилителя напряжения промежуточной частоты к первым входам третьего и четвертого блоков корреляторов, вторые входы второго и четвертого блоков корреляторов подключены ко второму выходу ФОС, а первого и третьего блоков корреляторов - к третьему выходу ФОС, третий вход которого подключен к выходу следящей системы радиолокатора по дальности, второй выход синхронизатора, а также выходы всех блоков корреляторов подключены к соответствующим входам аналого-цифрового преобразователя, выходы которого являются выходами устройства.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2002 года RU2190239C1

КАНАРЕЙКИН Д.Б
и др
Поляризация радиолокационных сигналов
- М.: Сов.радио, 1966, с.118-124, 282-293
RU 95106081 A1, 20.01.1997
Измеритель поляризационных параметров электромагнитной волны 1981
  • Макуха Евгений Николаевич
  • Масалов Евгений Викторович
SU1053031A1
МНОГОПОЛЯРИЗАЦИОННЫЙ СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ВОЗДУШНЫХ ЦЕЛЕЙ 1998
  • Митрофанов Д.Г.
  • Митрофанов О.Д.
RU2139553C1
Арретирующее приспособление к магнитоэлектрическому измерительному прибору 1934
  • Еленский Л.Н.
  • Рогаль-Левицкий Н.Г.
  • Сергеев А.И.
  • Тимашев Д.В.
  • Улитовский А.В.
SU42203A1
СН 681661, 30.04.1993.

RU 2 190 239 C1

Авторы

Храбростин Б.В.

Никитин В.М.

Даты

2002-09-27Публикация

2001-07-16Подача