РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ЗАПРЕГРАДНОГО ОБЪЕКТА Российский патент 2016 года по МПК G01S3/02 

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в информационно-измерительных средствах и системах, работающих в режимах активной пеленгации локализованных объектов, на фоне распределенных в пространстве помех.

Существующие в настоящее время автономные информационные системы (АИС) (акустические с широкополосными сигналами и радиолокационные системы миллиметрового диапазона длин волн) не позволяют пеленговать объекты, находящиеся за преградами на фоне распределенных в пространстве помех на малых расстояниях. Также возникает проблема формирования узких диаграмм направленности приемо-передающих трактов в ближней зоне.

Известен радиолокационный пеленгатор локализованных объектов, содержащий передатчик, антенну в виде однополосного волнового моноимпульсного облучателя, приемник, регистратор (см. Коваленко Н.А. Методы подповерхностной радиолокации для обнаружения людей за непрозрачными средами, ж. Восточно-Европейский журнал передовых технологий, 2011, выпуск 9, т. 3 стр. 49-55)

Недостатком данного устройства является невозможность формирования узких диаграмм направленности приемопередающего радиолокационного тракта, низкая точность пеленгации локализованного малоконтрастного объекта на фоне распределенной помехи и невозможность запреградного действия, которое может быть реализовано в субнаносекундном диапазоне сверхкоротких импульсов (СКИ).

Наиболее близким известным техническим решением является сверхширокополосный (СШП) радиолокатор для обнаружения объектов за оптически непрозрачными преградами (см. Безуглов В.А. и др. Алгоритм обработки данных сверхширокополосного радиолокатора для обнаружения подвижных объектов за оптически непрозрачными преградами. Спецтехника и связь, 2013, №2, стр. 33-39). СШП радиолокатор содержит канал из приемопередающего модуля с генератором сигнала, соединенного с передающей и приемной антеннами, выход которого соединен с блоком цифровой обработки данных. Извлечение полезной информации о местонахождении целей за преградами при СШП радиолокации является сложной научно-технической задачей. Именно по этой причине важной отличительной чертой СШП техники является принципиальная необходимость оснащения устройств запреградной радиолокации развитой вычислительной системой. Кроме того, в указанном решении невозможно получить номенклатуру преград.

Технической задачей изобретения является повышение вероятности и точности пеленгации локализованного слабоконтрасного объекта на фоне распределенной в пространстве помехи и обеспечение запреградного действия по локализованному объекту для широкой номенклатуры преград.

Для решения поставленной задачи в радиолокационный измеритель местоположения запреградного объекта, содержащий канал из приемопередающего модуля с генератором сигнала, соединенного с передающей и приемной антеннами, выход которого соединен с блоком цифровой обработки данных, соединенным с модулем отображения информации, вводят второй канал для формирования сверхкороткого импульса в частотном диапазоне, отличном от частотного диапазона первого канала, состоящий из второго приемопередающего модуля, соединенного с вторыми передающей и приемной антеннами, второго блока цифровой обработки, при этом передающие и приемные антенны выполнены в виде сверхширокополосных антенн Вивальди, генератор сигнала приемопередающих модулей выполнен в виде генератора сверхкороткого импульсного сигнала, причем выход второго приемопередающего модуля соединен с входом второго блока цифровой обработки данных, выход которого подключен к входу модуля отображения информации.

Изобретение поясняется чертежом, где показана функциональная схема радиолокационного измерителя местоположения запреградного объекта.

Радиолокационный измеритель выполнен в виде двухканальной системы, каждый канал включает приемопередающие модули (ППМ) 1 и 2 с сверхширокополосными (СШП) передающими антеннами 3 и 4, выполненными в виде антенны Вивальди, приемные СШП антенны 5 и 6 также выполнены в виде антенн Вивальди, блоки цифровой обработки данных 7 и 8, выходы которых соединены со входами модуля отображения информации 9.

Каждый канал ППМ с СШП антенной должны работать в одном частотном диапазоне. Выполнены СШП передающие и приемные антенны Вивальди на микрополосковых линиях, у которых питающий элемент расположен с обратной стороны подложки по отношению к излучающему элементу. Антенна Вивальди имеет экспоненциальную форму раскрыва в виде печатного рисунка. ППМ и генератор СКИ сигнала, передающие и приемные СШП антенны могут быть выполнены в одном кристалле.

Генератор однокристального ППМ формирует двуполярный гаусовский сверхширокополосный (СШП) сигнал меньше 1 нс, который подается на выход СШП антенны Вивальди. Излучающие антенны Вивальди 3 и 4 формируют в направлении преграды сверхкороткий импульс в широкой полосе частот в различных частотных диапазонах. Импульс проходит сквозь преграду, получает определенное ослабление по амплитуде и отражается от запреградного объекта. Отраженные СКИ сигналы, проходя сквозь преграду, принимаются приемными СШП антеннами 5 и 6 Вивальди, усиливаются малошумящим усилителем в ППМ 1 и 2 и поступают на вход приемников однокристального ППМ (на схеме не показаны). Далее сигналы с ППМ 1 и 2 поступают в блок 7 и 8 цифровой обработки, где выделяется полезный сигнал от запреградного объекта (на фоне соответствующих шумов приемника и активных помех), по которому определяется дальность до преграды и до запреградного объекта. При наличии полезного сигнала хотя бы в одном из каналов радиолокатора принимается решение о наличии запреградного объекта, что позволяет повысить вероятность обнаружения объекта за счет использования различных частотных диапазонов. Варьируя полосой частот, достигается возможность определения и номенклатуры преград.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в информационно-измерительных средствах и системах, работающих в режимах активной пеленгации локализованных объектов, на фоне распределенных в пространстве помех. Достигаемый технический результат - повышение вероятности и точности пеленгации локализованного слабоконтрастного объекта на фоне распределенной в пространстве помехи и обеспечение запреградного действия по локализованному объекту для широкой номенклатуры преград. Указанный результат достигается за счет того, что в радиолокационный измеритель местоположения запреградного объекта, содержащий канал из приемопередающего модуля с генератором сигнала, соединенного с передающей и приемной антеннами, выход которого соединен с блоком цифровой обработки данных, соединенный с модулем отображения информации, вводят второй канал для формирования сверхкороткого импульса в частотном диапазоне, отличном от частотного диапазона первого канала, состоящий из второго приемопередающего модуля, соединенного с вторыми передающей и приемной антеннами, второго блока цифровой обработки, при этом передающие и приемные антенны выполнены в виде сверхширокополосных антенн Вивальди, генератор сигнала приемопередающих модулей выполнен в виде генератора сверхкороткого импульсного сигнала, причем выход второго приемопередающего модуля соединен с входом второго блока цифровой обработки данных, выход которого подключен к входу модуля отображения информации. 1 ил.

Радиолокационный измеритель местоположения запреградного объекта, содержащий канал из приемопередающего модуля с генератором сигнала, соединенного с передающей и приемной антеннами, выход которого соединен с блоком цифровой обработки данных, соединенный с модулем отображения информации, отличающийся тем, что введен второй канал для формирования сверхкороткого импульса в частотном диапазоне, отличном от частотного диапазона первого канала, и состоящий из второго приемопередающего модуля, соединенного с вторыми передающей и приемной антеннами, второго блока цифровой обработки, при этом передающие и приемные антенны выполнены в виде сверхширокополосных антенн Вивальди, генератор сигнала приемопередающих модулей выполнен в виде генератора сверхкороткого импульсного сигнала, причем выход второго приемопередающего модуля соединен с входом второго блока цифровой обработки данных, выход которого подключен к входу модуля отображения информации.