ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ЭТАЛОННЫЙ ОТРАЖАТЕЛЬ Российский патент 2006 года по МПК H01Q15/14 G01R29/08 

Описание патента на изобретение RU2277741C1

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться в качестве эталонного радиолокационного отражателя с известной эффективной поверхностью рассеяния (ЭПР) при радиолокационных измерениях, а также как пассивный маяк, в условиях сильных мешающих отражений от близкорасположенных предметов и подстилающей поверхности.

При проведении радиолокационных измерений ЭПР целей для калибровки радиолокационных станций (РЛС) в качестве эталонных объектов часто используются отражатели с известной ЭПР, такие как шар, уголковый отражатель, отражатель Люнеберга и т.п.

В низкочастотных радиолокационных диапазонах (декаметровом, метровом и длинноволновой части дециметрового диапазонов) в качестве эталонного широко используется дипольный отражатель, например, описанный в книге Кобак В.О. Радиолокационные отражатели. - М.: Сов. Радио, 1975, стр.200, представляющий собой проводник длиной λ/2, где λ - длина волны излучения РЛС. Такой отражатель имеет максимальную ЭПР σ=0.86λ2.

Сигнал, рассеянный дипольным отражателем, имеет тот же спектральный состав, что и зондирующий сигнал. Это практически не позволяет выделить сигнал такого одиночного отражателя при наличии мешающих отражений от подстилающей поверхности и окружающих предметов, поскольку уровень мешающих сигналов может на 20...50 дБ превышать уровень сигнала отражателя, а спектры их совпадают.

Известен также дипольный отражатель модуляционного типа, приведенный на фиг.1, состоящий из полуволнового дипольного вибратора, в центре которого, в разрыв проводника, включен управляемый коммутатор (ключ), см. Кобак В.О. Радиолокационные отражатели. - М.: Сов. Радио, 1975, стр.202. Замыкание и размыкание ключа представляет собой параметрический процесс изменения полного сопротивления вибратора, который приводит к изменению амплитуды и фазы токов, наводимых в нем падающей электромагнитной волной и, соответственно, изменению амплитуды и фазы переизлучаемого вибратором сигнала, т.е. к модуляции ЭПР отражателя. В спектре модулированного рассеянного сигнала помимо составляющей на частоте f0 содержатся компоненты на частотах f0±n· Ω, n=1, 2..., где f0 - частота излучения РЛС, Ω - частота переключения ключа, т.е. частота модуляции. При выборе достаточно высокой частоты модуляции Ω эти компоненты могут быть выделены, например, когерентно-импульсной РЛС (см. Когерентно-импульсная радиолокационная станция. Свидетельство на полезную модель N 27713, авт. Слукин Г.П., Кузнецов А.А., Крючков И.В., Нефедов С.И., Шустиков В.Ю., Бутько В.А., Воробьев П.В.).

Недостатком дипольного отражателя с модуляцией является малая величина рассеянного сигнала на боковых полосах спектра. Если считать, что при разомкнутом ключе ЭПР вибратора ≈0, то имеет место амплитудная модуляция рассеянного сигнала. В идеальном случае при 100%-ной амплитудной модуляции мощность сигнала, рассеянного в боковых полосах спектра, составляет лишь 1/4 часть от мощности сигнала, рассеянного дипольным отражателем без модуляции.

Технической задачей данного изобретения является повышение эффективности отражателя за счет перераспределения большей части энергии падающей волны в боковые полосы, что облегчает выделение сигнала отражателя на фоне мешающих отражений.

Поставленная задача достигается тем, что в параметрический эталонный отражатель, содержащий полуволновый дипольный вибратор, в центре которого в разрыв проводника включен коммутируемый элемент, соединенный с выходом блока управления, введен дополнительный полуволновый дипольный вибратор, в центре которого в разрыв проводника включен дополнительный коммутируемый элемент, который соединен с противофазным выходом блока управления, при этом полуволновые дипольные вибраторы расположены параллельно один другому на расстоянии четверти длины волны вдоль направления распространения падающей волны в плоскости ее поляризации.

Благодаря введению дополнительного полуволнового дипольного вибратора с коммутируемым элементом, запитываемым противофазно по отношению к первому полуволновому дипольному вибратору, происходит фазовая манипуляция 0°-180° отраженного от эталонного отражателя сигнала, при этом мощность сигнала, рассеянного в боковых полосах, в 4 раза больше, чем для дипольного отражателя с модуляцией, что позволяет легче выделить сигнал от отражателя на фоне мешающих отражений.

На фиг.2 приведена электрическая схема параметрического эталонного отражателя; на фиг.3, 4 - диаграммы, поясняющие его работу.

Параметрический эталонный отражатель содержит полуволновый дипольный вибратор 1, в центре которого в разрыв проводника включен коммутируемый элемент 2, соединенный с выходом блока управления 3, дополнительный полуволновый дипольный вибратор 4, в центре которого в разрыв проводника включен дополнительный коммутируемый элемент 5, который соединен с противофазным выходом блока управления 3, при этом полуволновые дипольные вибраторы 1 и 4 расположены параллельно один другому на расстоянии четверти длины волны вдоль направления распространения падающей волны в плоскости ее поляризации.

Параметрический эталонный отражатель работает следующим образом.

Блок управления 3 вырабатывает два противофазных прямоугольных импульса, которые используются для управления коммутируемыми элементами 2, 5, установленными соответственно в полуволновых дипольных вибраторах 1, 4. Коммутируемые элементы 2, 5 могут быть реализованы на разнообразных элементах, в том числе: pn-диодах, pin-диодах, полевых транзисторах, фотоуправляемых диодах и транзисторах, контактных электромагнитных реле, и др.

Коммутируемые элементы 2, 5 попеременно замыкаются и размыкаются, таким образом, в каждый момент времени замкнут только один полуволновый дипольный вибратор (1 или 4). Так как полуволновые дипольные вибраторы 1, 4 расположены на расстоянии λ/4 друг от друга, фазы сигналов, отраженных от них в направлении РЛС, отличаются на 180°. Если пренебречь вкладом разомкнутого вибратора, то имеет место фазовая манипуляция 0°-180° отраженного сигнала. При этом мощность сигнала, рассеянного в боковых полосах, в 4 раза больше, чем для дипольного отражателя с модуляцией.

На фиг.3 показан спектр сигнала, рассеянного модуляционным дипольным отражателем, при облучении монохроматическим сигналом с частотой f0. Цифрами отмечены относительные амплитуды спектральных компонент, за единицу принята амплитуда сигнала от дипольного отражателя без модуляции.

На фиг.4 показан спектр сигнала, рассеянного предлагаемым параметрическим эталонным отражателем, при облучении монохроматическим сигналом с частотой f0. Цифрами отмечены относительные амплитуды спектральных компонент.

Похожие патенты RU2277741C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ И УСТРОЙСТВО РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ ОБЗОРА ОКРУЖАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ С РАСШИРЕННОЙ ЗОНОЙ ОБНАРУЖЕНИЯ 2003
  • Виноградов Л.Г.
  • Клячко Л.М.
RU2265865C2
СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ВЗЛЕТНО-ПОСАДОЧНОЙ ПОЛОСЫ ЛЕТНОГО БАССЕЙНА ГИДРОАЭРОДРОМА ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ВЗЛЕТА И ПРИВОДНЕНИЯ ГИДРОСАМОЛЕТА 2013
  • Волощенко Вадим Юрьевич
  • Волощенко Петр Юрьевич
RU2539039C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ПЛОЩАДИ РАССЕЯНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ОБЪЕКТОВ 2023
  • Грибков Виталий Сергеевич
  • Ковалёв Сергей Владимирович
  • Моряков Станислав Игоревич
  • Нестеров Сергей Михайлович
  • Скородумов Иван Алексеевич
  • Слухаева Дарья Андреевна
RU2815895C1
РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ АНТЕННЫЙ ОТРАЖАТЕЛЬ 2004
  • Ковалев Сергей Владимирович
  • Король Олег Владимирович
  • Нестеров Сергей Михайлович
  • Скородумов Иван Алексеевич
RU2273924C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ПОВЕРХНОСТИ РАССЕЯНИЯ ОБЪЕКТОВ 2001
  • Кирьянов О.Е.
  • Мартынов Н.А.
  • Понькин В.А.
RU2210789C2
УСТРОЙСТВО АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫМИ И АМПЛИТУДНО-ФАЗОВЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ РАССЕЯНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННОГО ОБЪЕКТА 2006
  • Ильин Игорь Васильевич
  • Кузнецов Евгений Викторович
  • Петров Борис Михайлович
  • Семенихин Андрей Илларионович
  • Степаненков Михаил Александрович
  • Хрипков Александр Николаевич
RU2323451C1
ОТРАЖАТЕЛЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН 2015
  • Грибков Алексей Сергеевич
  • Грибков Виталий Сергеевич
  • Ковалев Сергей Владимирович
  • Нестеров Сергей Михайлович
  • Скоков Петр Николаевич
  • Скородумов Иван Алексеевич
RU2592046C1
ПОЛЯРИЗАЦИОННО-МОДУЛЯЦИОННЫЙ СПОСОБ РАДИОЛОКАЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА КРЕНА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2013
  • Гулько Владимир Леонидович
RU2537384C1
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ И ДИПОЛЬНЫЙ РАДИООТРАЖАТЕЛЬ 1993
  • Балакишеев Валерий Ибрагимович
  • Завалишин Ренольд Петрович
RU2057350C1
ПАССИВНАЯ РАДИОЛОКАЦИОННАЯ ЗАВЕСА 1992
  • Говша В.В.
  • Мельниченко А.С.
  • Булахов А.Г.
RU2044251C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 277 741 C1

Реферат патента 2006 года ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ЭТАЛОННЫЙ ОТРАЖАТЕЛЬ

Изобретение может быть использовано в качестве эталонного радиолокационного отражателя с известной эффективной поверхностью рассеяния при измерениях. Технический результат заключается в повышении эффективности отражателя за счет перераспределения большей части энергии падающей волны в боковые полосы, что обеспечивает выделение сигнала отражателя на фоне мешающих отражений. Сущность изобретения состоит в том, что отражатель содержит два полуволновых дипольных вибратора, в центре каждого из которых в разрыв проводника соответственно включены противофазно коммутируемые элементы, при этом полуволновые дипольные вибраторы расположены параллельно один другому на расстоянии четверти длины волны вдоль направления распространения падающей волны в плоскости ее поляризации. 4 ил.

Формула изобретения RU 2 277 741 C1

Параметрический эталонный отражатель, содержащий полуволновый дипольный вибратор, в центре которого в разрыв проводника включен коммутируемый элемент, соединенный с выходом блока управления, отличающийся тем, что введен дополнительный полуволновый дипольный вибратор, в центре которого в разрыв проводника включен дополнительный коммутируемый элемент, который соединен с противофазным выходом блока управления, при этом полуволновые дипольные вибраторы расположены параллельно один другому на расстоянии четверти длины волны вдоль направления распространения падающей волны в плоскости ее поляризации.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2277741C1

КОБАК В.О
«Радиолокационные отражатели», Москва, Советское радио, 1975, с.202, рис.6.3
Электрическое устройство для автоматической сигнализации на переездах железнодорожных линий 1930
  • Булат А.Ф.
SU27713A1
US 3108275 A, 22.10.1963
US 3159836 A, 01.12.1964.

RU 2 277 741 C1

Авторы

Слукин Геннадий Петрович

Кузнецов Алексей Алексеевич

Крючков Игорь Викторович

Нефедов Сергей Игоревич

Шустиков Владимир Юрьевич

Батурин Андрей Сергеевич

Даты

2006-06-10Публикация

2004-12-24Подача