ISSN 2588-0454 · EISSN 2588-0462

Язык: ru

Статья: МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПО ДАЛЬНОСТИ РАДИОИМПУЛЬСНЫХ ДАТЧИКОВ СИСТЕМ БЛИЖНЕЙ РАДИОЛОКАЦИИ (2023)

Читать

Читать онлайн

Представлено описание нового метода повышения разрешающей способности радиоимпульсных датчиков (РЛД), предназначенных для систем ближней радиолокации (СБРЛ) обнаружения и измерения параметров движения объектов локации. Суть метода состоит в том, что контролируемую область пространства с находящимися в ней целями периодически облучают зондирующими радиоимпульсами, причем во время их излучения одновременно принимают отраженные от целей радиоимпульсы и разделяют их на два квадратурных канала. Далее смешивают их с зондирующими радиоимпульсами, преобразуют перекрывающиеся по времени части этих радиоимпульсов в область низких доплеровских частот в виде двух квадратурных видеоимпульсов. Затем полученные в этих каналах квадратурные видеоимпульсы дискретизируют по амплитуде, запоминают во множестве моментов времени и подвергают цифровой обработке по предложенному алгоритму. Метод реализован в РЛД, выполненном на базе рупорно-линзовой антенны, доплеровского приемопередающего модуля с квадратурными выходами преобразованных сигналов, блока синхронизации и формирования импульсов, а также блока цифровой обработки сигналов. РЛД может найти применение в бортовых СБРЛ (например, автомобильных), предназначенных для обнаружения движущихся целей, измерения расстояния до них, а также определения скорости и направления движения. Результаты экспериментальных исследований получены на примере автодинного РЛД 8-мм диапазона, выполненного на основе генератора на планарном диоде Ганна.

Ключевые фразы: радиолокационный датчик, радиоимпульсный режим, обнаружение целей, автодин, генератор на диоде ганна

Автор (ы): Богатырев Евгений Владимирович

Соавтор (ы): Вишняков Даниил Сергеевич, Игнатков Кирилл Александрович, Носков Владислав Яковлевич

Журнал: URAL RADIO ENGINEERING JOURNAL

Предпросмотр статьи

Идентификаторы и классификаторы

УДК: 621.396.962.3. Импульсные системы

Для цитирования:

БОГАТЫРЕВ Е. В., ВИШНЯКОВ Д. С., ИГНАТКОВ К. А., НОСКОВ В. Я. МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПО ДАЛЬНОСТИ РАДИОИМПУЛЬСНЫХ ДАТЧИКОВ СИСТЕМ БЛИЖНЕЙ РАДИОЛОКАЦИИ // URAL RADIO ENGINEERING JOURNAL. 2023. Т. 7 № 2

Текстовый фрагмент статьи

Список литературы

1. Сколник М. И. (ред.) Справочник по радиолокации. В 2 кн. М.: Техносфера; 2014. Кн. 2. 680 с.
2. Коган И. М. Ближняя радиолокация (теоретические основы). М.: Советское радио; 1973. 272 с.
3. Носков В. Я. Автодинный измеритель параметров движения отцепов на сортировочной горке. В: Применение радиоволн миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов. Харьков: ИРЭ АН Украины; 1992. С. 66-74.
4. Носков В. Я., Смольский С. М. Современные гибридно-интегральные автодинные генераторы микроволнового и миллиметрового диапазонов и их применение. Часть 6. Исследования радиоимпульсных автодинов. Успехи современной радиоэлектроники, 2009;6:3-51. EDN: LAANEL
5. Закарлюк Н. М., Носков В. Я. Принцип действия и основные возможности автодинного радиоимпульсного дальномера. В: Радиовысотометрия - 2010: Сб. тр. 3-й Всерос. науч.-техн. конф. Каменск-Уральский, 19-21 октября 2010 г. Екатеринбург: ООО “Форт Диалог-Исеть “; 2010. С. 134-138.
6. Носков В. Я., Богатырев Е. В., Игнатков К. А. Принцип построения бортового радиолокационного датчика для обнаружения быстродвижущихся целей. Успехи современной радиоэлектроники. 2019;12:16-22. DOI: 10.18127/j20700784-201912-03 EDN: WGXGCN
7. Kuck J. H., inventor; The United States of America as represented by the Secretary of the Navy, assignee. Pulse Doppler-radio proximity fuze. US Patent No US4194203. 1980 March 18.
8. Calvin N. M., inventor. Microwave proximity sensor. US Patent No US4313118. 1982 Jun. 26.
9. Siebeneck J., Feddern U., inventors; U. S. Philips Corporation, assignee. Pulsed Doppler radar system. US Patent No US4310842. 1982 Jan. 12.
10. Gray K. W., inventor; National Research Development Corporation, assignee. Miniature Doppler radar systems and microwave receivers suitable therefore. US Patent No US4131889. 1978 Dec. 26.
11. Носков В. Я., Варавин А. В., Васильев А. C., Ермак Г. П., Закарлюк Н. М., Игнатков К. А., Смольский С. М. Современные гибридно-интегральные автодинные генераторы микроволнового и миллиметрового диапазонов и их применение. Часть 9. Радиолокационное применение автодинов. Успехи современной радиоэлектроники. 2016;3:32-86. EDN: VZCKND
12. Cheal J., Fitzsimmons J. R., Foley E. J., inventors; Southwest Microwave, Inc., assignee. Intrusion detection radar system with amplitude and frequency carrier modulation to eliminate targets at short and long ranges. US Patent No US4697184. 1987 Sep. 29.
13. Harman R. K., inventor; Southwest Microwave, Inc., assignee. Intrusion detection radar system. US Patent No US6677887B2. 2004 Jan. 13.
14. McEwan Th. E., inventor; he Regents of the University of California, assignee. Range-gated field disturbance sensor with range-sensitivity compensation. US Patent No US5521600. 1996 May 28.
15. McEwan Th. E., inventor; The Regents of the University of California, assignee. Pulse homodyne field disturbance sensor. US Patent No US5682164. 1997 Oct. 28.
16. McEwan Th. E., inventor. Differential pulse radar motion sensor. US Patent No US5966090A. 1999 Oct. 12.
17. McEwan Th. E., inventor. Pulsed RF oscillator and radar motion sensor. US Patent No US5986600. 1999 Nov. 16.
18. McEwan Th. E., inventor; McEwan Technologies, LLC, assignee. Homodyne swept-range radar. US Patent No US6414627. 2002 Jul. 02.
19. McEwan Th. E., inventor; McEwan Technologies, LLC, assignee. Modulated pulse Doppler sensor. US Patent No US6426716B1. 2002 Jul. 30.
20. Gershberg D. N., Lee A. Y., Jr., Moore W. B., inventors; E-Systems, Inc., assignee. Ranging quadrature Doppler microwave intrusion alarm system. US Patent No US4286260. 1981 Aug. 25.
21. Rittenbach O., inventor; The United States of America as represented by the Secretary of the Army, assignee. Doppler radar sets with target direction sensing capability. US Patent No US4499467. 1985 Feb. 12.
22. McEwan Th. E., inventor; McEwan Technologies, LLC, assignee. SSB pulse Doppler sensor and active reflector system. US Patent No US6492933B1. 2002 Dec. 10.
23. Финкельштейн М. И. Основы радиолокации. М.: Радио и связь; 1983. 536 с.
24. Носков В. Я., Галеев Р. Г., Богатырев Е. В., Игнатков К. А., Шайдуров К.Д; АО “НПП “Радиосвязь”. Способ обработки радиолокационных сигналов для обнаружения целей и измерения их параметров движения в зоне селекции и радиолокационный датчик его реализующий. Патент RU2783402С1. Заявл. 27.10.2021; Опубл. 14.11.2022, бюл. 32.
25. Носков В. Я., Смольский С. М., Игнатков К. А., Чупахин А. П. Сигналы автодинных модулей с внешним детектированием. Ural Radio Engineering Journal. 2018;2(4):20-40. DOI: 10.15826/urej.2018.2.4.002 EDN: ZBJXFJ
26. Носков В. Я., Смольский С. М., Игнатков К. А., и др. Современные гибридно-интегральные автодинные генераторы микроволнового и миллиметрового диапазонов и их применение. Часть 11. Основы реализации автодинов. Успехи современной радиоэлектроники. 2019;2:5-33. DOI: 10.18127/j20700784-201902-01 EDN: VVGPHP
27. Носков В. Я., Игнатков К. А., Чупахин А. П. Двухдиодный автодин в системах радиоволнового контроля динамических процессов. Датчики и системы. 2016;6:31-37. EDN: WDCMGT
28. Носков В. Я., Игнатков К. А., Чупахин А. П. Автодинный эффект системы двух взаимно синхронизированных генераторов при сильной связи. Радиотехника и электроника. 2018;63(2):200-208. DOI: 10.7868/S0033849418020122 EDN: YTPKBT
29. Носков В. Я., Игнатков К. А., Смольский С. М. Современные гибридно-интегральные автодинные генераторы микроволнового и миллиметрового диапазонов и их применение. Часть 8. Автодины со стабилизацией частоты внешним высокодобротным резонатором. Успехи современной радиоэлектроники. 2013;12:3-42. EDN: RTMBXH
30. Семейство микроконтроллеров MSP430Х1ХХ: Руководство пользователя. [Пер. с англ.] М.: ЗАО Компэл; 2004. 368 c.
31. Nguyen C., Kim S. Theory, analysis and design of RF interferometric sensors. New York, Dordrecht, Heidelberg, London: Springer; 2012. 74 p.
32. Schadt F., Mohr F., Holzer M. Application of Kalman filters as a tool for phase and frequency demodulation of IQ signals. Proceedings 2008 IEEE Region 8 international conference on computational technologies in electrical and electronics engineering “SIBIRCON 2008”. Novosibirsk Scientific Centre, Novosibirsk, Russia. 21-25 July 2008. P. 421-424. EDN: MSCDJZ
33. Грушвицкий Р.И., Мурсаев А. X., Угрюмов Е. П. Проектирование систем на микросхемах программируемой логики. СПб.: БХВ-Петербург; 2002. 606 c.
34. Гузик В. Ф., Каляев И. А., Левин И. И. Реконфигурируемые вычислительные системы. Ростов-на-Дону: Издательство Южного федерального университета; 2016. 474 с. EDN: NOBNOQ
35. Konatham S. R., Maram R., Cortés L. R., et al. Ultra-High-Speed Time-Frequency Signal Processing. Optics & Photonics News. December 2020;31(12):37. EDN: CAOWYN

Выпуск

Т. 7 № 2 (2023)

Кол-во страниц: 114 страниц

Другие статьи выпуска

МЕХАНИЗМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДОСТОВЕРНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПО РАДИОКАНАЛУ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭСТАФЕТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ И ИХ РЕАЛИЗАЦИЯ НА ТРАНСИВЕРАХ С МОДУЛЯЦИЕЙ LORA (2023)

Авторы: Лучинин Александр Сергеевич, Малыгин Иван Владимирович, Стариков Сергей Иванович, Чечеткин Виктор Алексеевич, Шегал Анна Айзиковна, Бельков Сергей Александрович

Статья посвящена детальному описанию алгоритмов работы системы эстафетной передачи данных по радиоканалу, обеспечивающих высокую надежность транспортировки результатов наблюдения за работой протяженных объектов на центральный пульт контроля. Особенностью системы является работа на малом уровне мощности передатчиков, экономичность по потреблению электроэнергии, обеспечивающая длительную работу без обслуживания, возможность быстрой замены вышедших из строя элементов без остановки всей системы, мобильность - быстрая установка и запуск системы. Экономичность энергопотребления и работа радиоканала с низким уровнем мощности передатчиков обеспечиваются применением трансиверов SX 1276 (LoRa). Достоверность и надежность передачи данных обеспечивается оригинальными алгоритмами, описание которых приводится в статье. В системе эстафетной передачи данных возможно использование до 255 узлов ретрансляции с установкой их на расстоянии до 4 км друг от друга. Разработаны два варианта построения системы с эстафетной передачей: система с простой эстафетной передачей и система с передачей «через одного». Второй вариант обеспечивает более надежную передачу данных и более высокую вероятность безотказной работы. При числе узлов ретрансляции, равном 50, вероятность безотказной работы простой системы составляет 0,268, а системы с передачей «через одного» - 0,985.

Сохранить в закладках

РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМЫ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ НА ОСНОВЕ ШИРОКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛОВ ПО ОТНОШЕНИЮ К ИМПУЛЬСНЫМ И ФЛУКТУАЦИОННЫМ ПОМЕХАМ (2023)

Авторы: Михайлик Дмитрий Александрович, Малыгин Иван Владимирович

В статье разработана модель системы спутниковой связи на основе широкополосных сигналов с относительным фазовым кодированием. Используется система из четырех сигналов с двоичной фазовой манипуляцией. Спектры сигналов расширены методом прямой последовательности. Моделируется работы системы в условиях действия импульсных радиопомех и в условиях действия флуктуационных помех. Получены характеристики помехоустойчивости системы к импульсным помехам с распределением Джонсона и помехам в виде белого гауссовского шума.

Сохранить в закладках

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ АТМОСФЕРНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ СПУТНИКОВОГО РАДИОКАНАЛА KA-/Q-ДИАПАЗОНОВ (2023)

Авторы: Луферчик Антон Валерьевич, Луферчик Павел Валерьевич, Галеев Ринат Гайсеевич, Богатырев Евгений Владимирович

Проведен анализ затухания сигнала в спутниковом радиоканале Ka-/Q-диапазонов. Показано, что затухание сигнала при прохождении через осадки является динамической величиной, изменяющейся в диапазоне от 0 до 15,5 дБ в зависимости от интенсивности дождя, в отличие от других составляющих затухания, которые могут рассматриваться как квазистатические величины. Определены энергетические потери с учетом всех составляющих затухания для высокоэллиптической орбиты спутников, которые для максимальной интенсивности дождя составили соответственно 235 и 218 дБ для Ka- и Q-диапазонов.

Сохранить в закладках

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК НЕСТАЦИОНАРНОСТИ ТРОПОСФЕРНОГО КАНАЛА СВЯЗИ (2023)

Авторы: Воробьев Николай Андреевич, Луферчик Павел Валерьевич, Штро Павел Викторович, Богатырев Евгений Владимирович

В статье представлены результаты экспериментальных исследований характеристик многолучевости и нестационарности тропосферного канала связи, выполненных на трассе Красноярск - Балахта протяженностью 144 км на частоте передачи радиосигналов 5 ГГц. Полученные данные измерений могут быть использованы при моделировании тропосферного канала в процессе проектирования систем тропосферной связи для оценки эффективности разрабатываемых алгоритмов, предназначенных для повышения энергетической эффективности систем тропосферной связи.

Сохранить в закладках

ОЦЕНКА ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МНОГОСЛОЙНОГО ПОЛОСКОВО-ЩЕЛЕВОГО ПЕРЕХОДА НА ОСНОВЕ АППРОКСИМАЦИИ ЕГО ЭКВИВАЛЕНТНОЙ СХЕМЫ ФИЛЬТРОМ ЧЕБЫШЕВА I РОДА (2023)

Авторы: Фомин Дмитрий Геннадьевич, Даровских Станислав Никифорович

Базовым структурным элементом объемно-модульных СВЧ-устройств является многослойный полосково-щелевой переход, который обеспечивает электромагнитную связь между его слоями в широком диапазоне частот. Известна математическая модель многослойного полосково-щелевого перехода, основанная на применении схемотехнических аналогий элементов его конструкции. Однако в работах, связанных с исследованием его эквивалентной схемы, отражены только амплитудно-частотные зависимости без анализа других электродинамических параметров, таких как фазочастотные характеристики и зависимости входного сопротивления от частоты. Целью настоящей работы является оценка электродинамических параметров многослойного полосково-щелевого перехода на основе его эквивалентной схемы, аппроксимируемой фильтром Чебышева I рода, а также проведение сравнительного анализа результатов схемотехнического и электродинамического его моделирований. При этом сопоставлению результатов моделирований подлежали: 1) амплитудно-фазовые характеристики функций коэффициента отражения и коэффициента передачи; 2) изменение входного сопротивления в диапазоне частот. В результате проведенного исследования установлено, что эквивалентная схема многослойного полосково-щелевого перехода может быть аппроксимирована фильтром Чебышева I рода и по заданным возвратным/вносимым потерям в полосе пропускания и их граничным частотам позволяет определять необходимые волновые сопротивления полосковых и щелевого резонаторов, корректно отражая при этом все его электродинамические характеристики.

Сохранить в закладках

Издательство

Издательство: УрФУ
Регион: Россия, Екатеринбург
Почтовый адрес: 620002, Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19
Юр. адрес: 620002, Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19
ФИО: Кокшаров Виктор Анатольевич (Ректор)
E-mail адрес: rector@urfu.ru
Контактный телефон: +7 (343) 3754507
Сайт: https://urfu.ru/ru

Все права на тексты и товарные знаки принадлежат их законным владельцам. Подробнее...

Сайт https://scinetwork.ru (далее – сайт) работает по принципу агрегатора – собирает и структурирует информацию из публичных источников в сети Интернет, то есть передает полнотекстовую информацию о товарных знаках в том виде, в котором она содержится в открытом доступе.

Сайт и администрация сайта не используют отображаемые на сайте товарные знаки в коммерческих и рекламных целях, не декларируют своего участия в процессе их государственной регистрации, не заявляют о своих исключительных правах на товарные знаки, а также не гарантируют точность, полноту и достоверность информации.

Все права на товарные знаки принадлежат их законным владельцам!

Сайт носит исключительно информационный характер, и предоставляемые им сведения являются открытыми публичными данными.

Администрация сайта не несет ответственность за какие бы то ни было убытки, возникающие в результате доступа и использования сайта.

Спасибо, понятно.