НЕЛИНЕЙНЫЙ РАДИОЛОКАТОР С ЦЕЛЕУКАЗАТЕЛЕМ Российский патент 2013 года по МПК G01S13/04 

Изобретение относится к техническим средствам охраны и может быть использовано для поиска радиоуправляемых взрывных устройств (РВУ).

Для поиска радиоуправляемых взрывных устройств применяются нелинейные радиолокаторы (НРЛ) [1, 2, 3]. Их принцип действия основан на облучении обследуемых объектов короткими радиочастотными импульсами и приеме сигналов-откликов (переизлученных сигналов) на частотах второй и третьей гармоник зондирующего излучения.

Сигналы-отклики на частотах второй и третьей гармоник зондирующего излучения появляются в результате спектрального преобразования зондирующего сигнала на элементах с нелинейной вольтамперной характеристикой. Такой характеристикой обладают полупроводниковые элементы, входящие в состав радиоэлектронных устройств.

При облучении радиоэлектронных устройств в спектре переизлученного сигнала, как правило, преобладают четные гармонические составляющие зондирующего излучения (2-я гармоника).

Полупроводниковыми свойствами обладают также контакты металлических предметов, особенно подвергнувшихся коррозии. При облучении таких объектов в спектре переизлученного сигнала, как правило, преобладают нечетные гармонические составляющие зондирующего излучения (3-я гармоника).

По соотношению уровней сигналов откликов на частотах второй и третьей гармоник частоты зондирования можно отличить объекты, содержащие электронные схемы с полупроводниковыми элементами, от объектов, выполненных из металла.

Известен нелинейный радиолокатор NR-900EK, состоящий из передатчика зондирующего сигнала, двух приемников 2-й и 3-й гармоник зондирующего сигнала, настроенных на удвоенную и утроенную частоту сигнала передатчика, блока управления, блока обработки, блока антенн (приемной и передающей) и пульта управления и индикации (фиг. 1) [2, 3].

Пульт управления и индикации содержит две линейки по 16 светодиодов красного и зеленого цветов, обозначенных цифрами «2» и «3» (индикаторы уровня принимаемых сигналов-откликов зондирующего сигнала соответственно), кнопку и индикатор изменения излучаемой мощности «max», три кнопки ослабления уровней входных сигналов приемников («-10», «-20», «-30») с индикаторами и кнопку включения-выключения питания изделия с индикатором.

Блок управления осуществляет управление работой передатчика зондирующего сигнала, двух приемников 2-й и 3-й гармоник, блока обработки и пульта управления и индикации, осуществляя подключение и отключение блоков для обеспечения работы средства [2, 3]. В момент работы устройства на излучение приемники 2-й и 3-й гармоник и блок обработки, для предотвращения выхода блоков из строя, отключаются. В момент работы устройства на прием переизлученного сигнала передатчик зондирующего сигнала отключается, а приемники 2-й и 3-й гармоник и блок обработки включаются и начинают работать.

С пульта управления и индикации через блок управления устанавливается уровень мощности излучения передатчика зондирующего сигнала (максимальный и минимальный), а через блок обработки - величина ослабления уровней входных сигналов приемников (10, 20 и 30 дБ).

Моногармонический зондирующий сигнал, формируемый передатчиком, подается на направленную передающую антенну и излучается в направлении объекта обследования. На нелинейных (полупроводниковых) элементах объекта обследования зондирующий сигнал преобразуется в полигармонический и переизлучается.

Переизлученный сигнал принимается приемной антенной и поступает на входы приемников, которые выделяют сигналы второй и третьей гармоник частоты зондирования. С приемников выделенные сигналы поступают для дальнейшей обработки в блок обработки. После обработки принятых сигналов в блоке обработки их уровни отображаются на светодиодном индикаторе пульта управления и индикации.

Решение о виде объекта принимается по соотношению уровней сигналов откликов на частотах второй и третьей гармоник частоты зондирования.

Недостатком НРЛ NR-900ЕК является отсутствие указания места нахождения обнаруженного РВУ на местности. Местоположение обнаруженного РВУ определяется оператором, ведущим поиск приблизительно, по направлению блока антенн на участок местности. Таким образом, для поиска обнаруженного РВУ необходимо вручную обследовать большой участок местности, что приводит к значительному снижению темпов ведения разведки инженерными подразделениями федеральных сил, а следовательно, и эффективности выполнения боевых задач [2, 3].

Целью изобретения является повышение эффективности поиска РВУ.

Для достижения поставленной цели решается задача - создание нелинейного радиолокатора с целеуказателем, позволяющего оператору более точно определять участок местности, на котором установлено РВУ, и значительно сократить время на его поиск.

В качестве целеуказателя применяется лазерная указка (лазерный прицел). Для создания нелинейного радиолокатора с целеуказателем предлагается дополнить существующее устройство НРЛ NR-900EK детектором максимального сигнала, электронным ключом и лазерным целеуказателем, не изменяя работу передатчика зондирующего сигнала, двух приемников, настроенных на удвоенную и утроенную частоту сигнала передатчика, блока управления, блока обработки, блока антенн (приемной и передающей) и пульта управления и индикации.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на:

- фиг.1 представлена структурная схема НРЛ NR-900EK [2, 3];

- фиг.2 - структурная схема предлагаемого нелинейного радиолокатора с целеуказателем.

Предлагаемое устройство состоит из передатчика 1 зондирующего сигнала, приемников 2 и 3 2-й и 3-й гармоник зондирующего сигнала, настроенных на удвоенную и утроенную частоту сигнала передатчика 1 соответственно, блока 4 управления, блока 5 обработки, пульта 6 управления и индикации, блока 7 антенн, лазерного целеуказателя 8, электронного ключа 9 и детектора 10 максимального сигнала.

Приемники 2 и 3 предназначены для усиления сигнала-отклика, поступившего с антенны, и выделения его четной и нечетной гармоник. Приемник 2 настроен на выделение из принятого отклика сигнала, равного удвоенной частоте сигнала передатчика (2-й гармоники), а приемник 3 настроен на утроенную частоту сигнала передатчика (3-й гармоники).

Блок 4 управления управляет работой передатчика зондирующего сигнала, приемниками, блоком обработки, пультом управления и индикации и осуществляет подключение и отключение блоков для обеспечения работы средства.

Блок 5 обработки предназначен для обработки сигналов с приемников и определения их уровней с последующей передачей этих сигналов на пульт 6 управления и индикации.

Пульт 6 управления и индикации аналогично прототипу содержит две линейки по 16 светодиодов красного и зеленого цветов, обозначенных цифрами «2» и «3» (индикаторы уровня принимаемых сигналов-откликов 2-й и 3-й гармоник зондирующего сигнала соответственно), кнопку «max» и индикатор изменения излучаемой мощности передатчика 1 зондирующего сигнала, три кнопки ослабления уровней входных сигналов приемников 2 и 3 («-10», «-20», «-30») с индикаторами и кнопку включения-выключения питания изделия с индикатором.

Блок 7 антенн состоит из приемной и передающей антенн, расположенных в одном корпусе соосно. Передающая антенна подключается к передатчику 1 зондирующего сигнала и предназначена для направленного излучения моногармонического сигнала в направлении объекта обследования. Приемная антенна блока 7 антенн предназначена для приема сигналов-откликов от облученных зондирующим сигналом объектов.

Лазерный целеуказатель 8 предназначен для светового указания обследуемого участка местности на предмет наличия на нем устройств, содержащих полупроводниковые элементы электронных схем. Он устанавливается на корпусе (или в корпусе) блока 7 антенн с таким расчетом, чтобы его луч был направлен соосно с передающей и приемной антеннами.

Электронный ключ 9 предназначен для подключения по сигналу с детектора 10 лазерного целеуказателя 8 к источнику питания.

Детектор 10 подключен к пульту 6 управления и индикации (индикатор уровня принимаемого сигнала-отклика 2-й гармоники зондирующего сигнала) для приема и определения максимального значения величины сигнала-отклика на удвоенной частоте сигнала передатчика (2-й гармоники).

Устройство работает следующим образом.

После включения и подачи напряжения питания на устройство органами управления пульта 6 управления и индикации через блок 4 управления устанавливается уровень мощности (максимальный и минимальный) излучения передатчика 1 зондирующего сигнала, а через блок 5 обработки - величина ослабления (10, 20 и 30 дБ) уровней входных сигналов приемников 2 и 3.

В режиме излучения работают передатчик 1 зондирующего сигнала, пульт 6 управления и индикации. Для предотвращения выхода из строя приемников 2 и 3 и блока 5 обработки на время передачи зондирующего сигнала они отключаются от блока 7 антенн блоком 4 управления. В момент приема переизлученного сигнала работают приемники 2 и 3, настроенные на удвоенную и утроенную частоту сигнала передатчика 1 зондирующего сигнала соответственно, блок 5 обработки, пульт 6 управления и индикации, лазерный целеуказатель 8, электронный ключ 9 и детектор 10 максимального сигнала. Таким образом, блок 4 управления осуществляет управление работой передающей и приемной частей нелинейного радиолокатора.

Передатчик 1 зондирующего сигнала по команде с блока 4 управления и с учетом установленного органами управления пульта 6 управления и индикации уровня мощности излучения формирует короткие зондирующие радиочастотные импульсы, которые подаются на направленную передающую антенну блока 7 антенн и излучаются в направлении обследуемого объекта.

Принятый приемной антенной переизлученный сигнал-отклик поступает на входы приемников 2 и 3, где происходит его усиление. После усиления принятого сигнала-отклика из него в приемнике 2 происходит выделение сигнала, равного удвоенной частоте сигнала передатчика 1 зондирующего сигнала (2-й гармоники), соответствующего сигналу-отклику от радиоэлектронных устройств, а в приемнике 3 -сигнала, равного утроенной частоте сигнала передатчика (3-й гармоники), соответствующего сигналу-отклику от металлических предметов, особенно, подвергшихся коррозии.

С выходов приемников 2 и 3 выделенные сигналы поступают на блок 5 обработки.

Блок 5 обработки, используя установленные пультом 6 управления и индикации коэффициенты ослабления уровней входных сигналов приемников (10, 20 и 30 дБ), обрабатывает сигналы с приемников и определяет их уровни с последующим передачей этих сигналов на пульт 6 управления и индикации. На соответствующих индикаторах пульта 6 управления и индикации происходит отображение этих уровней. Пульт 6 управления и индикации имеет два индикатора уровней сигналов (16 светодиодов красного и зеленого цветов, обозначенных цифрами «2» и «3» соответственно индикации уровня принимаемых сигналов-откликов 2-й и 3-й гармоник зондирующего сигнала). По соотношению уровней сигналов 2-й и 3-й гармоник оператор различает объекты, содержащие электронные схемы с полупроводниковыми элементами, и объекты, выполненные из металла.

Детектор 10 максимального сигнала подключается к пульту 6 управления и индикации. Сигнал на вход детектора 10 максимального сигнала поступает с индикатора уровня сигнала-отклика 2-й гармоники зондирующего сигнала. Детектор 10 максимального сигнала контролирует уровень сигнала-отклика 2-й гармоники и при наступлении его максимума выдает управляющий сигнал на вход электронного ключа 9. Через открывающийся электронный ключ 9 подается напряжение питания на лазерный целеуказатель 8.

Лазерный целеуказатель 8 включается и с помощью светового луча указывает участок местности, при обследовании которого приходит отклик с максимальным уровнем сигнала на 2-й гармонике, что соответствует наличию на обследуемом участке местности устройств, содержащих полупроводниковые элементы электронных схем. При отсутствии сигнала на 2-й гармонике целеуказатель 8 не включается.

Таким образом, оператор видит отмечаемый лазерным целеуказателем участок местности, при облучении которого приходит максимальный сигнал-отклик на частоте 2-й гармоники зондирующего излучения.

Совокупность сигналов-откликов на частотах второй и третьей гармоник частоты зондирования и соотношение их уровней позволяет оператору делать вывод о характере обнаруженного объекта, а целеуказатель указывает место, при облучении которого приходит максимальный сигнал-отклик на частоте 2-й гармоники зондирующего излучения. Это позволяет значительно сократить время поиска РВУ.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность поиска РВУ путем указания их местоположения с помощью нелинейного радиолокатора с целеуказателем.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дикарев В.И. Методы и средства обнаружения объектов в укрывающих средах / В.И.Дикарев, В.А.Заренков, Д.В.Заренков. - СПб.: Наука и Техника, 2004. - 280 с.

2. Переносной детектор нелинейных переходов «NR-900EK» / Руководство по эксплуатации. ЮТДН 468 165 003 РЭ. - ЗАО «Группа защиты - ЮТТА».

3. Интернет-сайт http: //www.detektor.ru

Изобретение относится к техническим средствам охраны и может быть использовано для поиска радиоуправляемых взрывных устройств. Предлагаемое устройство состоит из передатчика зондирующего сигнала, приемников, настроенных на удвоенную и утроенную частоту зондирующего сигнала, блока управления, блока обработки, пульта управления и индикации, блока антенн, детектора максимального сигнала, электронного ключа и лазерного целеуказателя. Моногармонический зондирующий сигнал, формируемый передатчиком, подается на передающую антенну и излучается в направлении объекта обследования. Переизлученный объектом обследования сигнал-отклик принимается приемной антенной. Из него выделяются и обрабатываются сигналы второй и третьей гармоник частоты зондирования, уровни сигналов которых выводятся на индикаторы блока индикации. По соотношению уровней сигналов-откликов на частотах второй и третьей гармоник частоты зондирования отличают объекты, содержащие электронные схемы с полупроводниковыми элементами, от объектов, выполненных из металла. Детектор максимального сигнала определяет максимум сигнала-отклика на частоте второй гармоники и в момент его появления с помощью электронного ключа включает лазерный целеуказатель, который показывает местоположение радиоуправляемого взрывного устройства на местности. Достигаемый технический результат - сокращение времени на обследование участка местности. 2 ил.

Нелинейный радиолокатор с целеуказателем, содержащий передатчик зондирующего сигнала, приемники второй и третьей гармоник, блок управления, блок обработки, пульт управления и индикации и блок антенн, в котором блок управления соединен с передатчиком зондирующего сигнала для задания необходимого уровня излучаемого сигнала, приемниками второй и третьей гармоник и блоком обработки для синхронизации работы с передатчиком зондирующего сигнала, пультом управления и индикации для отображения состояния параметров излучаемого и принимаемого сигналов, выход передатчика зондирующего сигнала соединен со входом блока антенн (передающей антенной) для излучения сигнала в направлении объекта исследования, выход блока антенн (приемная антенна) соединен со входами приемников второй и третьей гармоник для приема отраженных от объектов обследования сигналов, выходы приемников второй и третьей гармоник соединены со входом блока обработки для выявления наличия полупроводников и металлов в объекте обследования, выход блока обработки подключен ко входу пульта управления и индикации для отображения информации о наличии полупроводников и металлов в объекте исследования, выход пульта управления и индикации соединен с блоком обработки для установки порогов чувствительности в нем и блоком управления для регулирования мощности излучаемого сигнала, отличающийся тем, что дополнительно введены детектор максимального сигнала, электронный ключ и лазерный целеуказатель, причем вход детектора максимального сигнала подключен к выходу пульта управления и индикации для приема сигнала и определения его максимального уровня, выход детектора максимального сигнала подключен ко входу электронного ключа для прохождения максимальных сигналов, а выход электронного ключа подключен ко входу лазерного целеуказателя для его включения и подсветки объекта исследования.