RU2367974C2 - Method for detection of non-radial projection of moving target speed - Google Patents
Method for detection of non-radial projection of moving target speed Download PDFInfo
- Publication number
- RU2367974C2 RU2367974C2 RU2007131377/09A RU2007131377A RU2367974C2 RU 2367974 C2 RU2367974 C2 RU 2367974C2 RU 2007131377/09 A RU2007131377/09 A RU 2007131377/09A RU 2007131377 A RU2007131377 A RU 2007131377A RU 2367974 C2 RU2367974 C2 RU 2367974C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- target
- speed
- vector
- signals
- frequencies
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике, а именно к радиолокационным методам определения скорости движущегося объекта, и может быть использовано в радиолокации, для прогнозирования положения движущейся цели или для селекции движущихся целей. Кроме того, изобретение может быть использовано в полицейских измерителях скорости автомобилей.The invention relates to radio engineering, and in particular to radar methods for determining the speed of a moving object, and can be used in radar, to predict the position of a moving target or to select moving targets. In addition, the invention can be used in police car speed meters.
Известен способ определения радиальной скорости двухчастотной радиолокационной станцией {Бакулев П.А., Степин В.М. Методы и устройства селекции движущихся целей. М.: Радио и связь, 1986. - 63 с.}. Этот способ основан на генерации, модуляции и излучении совмещенных во времени радиоимпульсов с одинаковым периодом повторения на несущих частотах f1 и f2, одновременным преобразованием указанных радиоимпульсов в опорный когерентный сигнал разностной частоты Δf=f1-f2, приеме отраженных от цели сигналов частот fc1 и fс2, преобразовании отраженных сигналов в сигнал разностной частоты Δfc=fc1-fc2 и определении разности частот преобразованного и опорного сигналов (Δfc-Δf), которая пропорциональна радиальной проекции скорости цели.A known method for determining the radial velocity of a two-frequency radar station {Bakulev P.A., Stepin V.M. Methods and devices for moving targets selection. M .: Radio and communications, 1986. - 63 p.}. This method is based on the generation, modulation and emission of time-aligned radio pulses with the same repetition period at the carrier frequencies f 1 and f 2 , the simultaneous conversion of these radio pulses into a reference coherent signal of a difference frequency Δf = f 1 -f 2 , receiving frequency signals reflected from the target f c1 and f c2 , converting the reflected signals into a differential frequency signal Δf c = f c1 -f c2 and determining the frequency difference between the converted and reference signals (Δf c -Δf), which is proportional to the radial projection of the target speed.
Однако известный способ позволяет определять только радиальную проекцию вектора скорости цели. При этом и направление, и абсолютная величина вектора скорости определяются неоднозначно.However, the known method allows you to determine only the radial projection of the velocity vector of the target. In this case, both the direction and the absolute value of the velocity vector are determined ambiguously.
В случае плоского движения цели для однозначного определения вектора скорости необходимо задать две его проекции на два различных направления. Если одна из проекций является радиальной, то другая должна быть нерадиальной, то есть проекцией на любое другое направление.In the case of a plane motion of the target, to uniquely determine the velocity vector, it is necessary to specify two of its projections on two different directions. If one of the projections is radial, then the other should be non-radial, that is, a projection in any other direction.
При трехмерном движении цели для однозначного определения полного вектора скорости цели необходимо определить три его независимые проекции. Если одна из этих проекций является радиальной, то две другие должны быть проекциями на два других направления.In the three-dimensional motion of the target, to uniquely determine the total velocity vector of the target, it is necessary to determine its three independent projections. If one of these projections is radial, then the other two should be projections into two other directions.
Таким образом, и в случае плоского движения цели, и в общем случае для однозначного определения вектора скорости необходимо определять нерадиальные проекции вектора скорости.Thus, in the case of plane motion of the target, and in the general case, for the unambiguous determination of the velocity vector, it is necessary to determine the non-radial projections of the velocity vector.
Изобретение направлено на решение задачи определения нерадиальной проекции скорости цели, которая может быть использована для однозначного определения вектора скорости.The invention is aimed at solving the problem of determining the non-radial projection of the target’s speed, which can be used to uniquely determine the velocity vector.
Данная техническая задача решается следующим образом.This technical problem is solved as follows.
С помощью двух передающих антенн, размещенных в разных точках пространства, движущаяся цель облучается двумя совмещенными по времени зондирующими сигналами с несущими частотами f1 и f2, отраженные от цели сигналы с частотами fсигн1 и fсигн2 принимаются приемником, определяется разность частот Δfcигн=fсигн1-fсигн2,Using two transmitting antennas located at different points in space, the moving target is irradiated by two time-aligned sounding signals with carrier frequencies f 1 and f 2 , signals reflected from the target with frequencies f signal 1 and f signal 2 are received by the receiver, the frequency difference Δf signal = f signal1 -f signal2 ,
определяется величина VD по формуле:the value of V D is determined by the formula:
где с - скорость света;where c is the speed of light;
и - единичные векторы, направленные на цель из точек расположения соответственно первой и второй передающих антенн; and - unit vectors aimed at the target from the points of location of the first and second transmitting antennas, respectively;
- единичный вектор, направленный на цель из точки расположения приемной антенны. Если в качестве приемной антенны используется антенна, излучающая зондирующий сигнал частоты f1 или антенна, излучающая зондирующий сигнал частоты f2, то или соответственно; - a unit vector aimed at the target from the location of the receiving antenna. If an antenna emitting a sounding signal of frequency f 1 or an antenna emitting a sounding signal of frequency f 2 is used as a receiving antenna, then or respectively;
VD - проекция скорости цели V на направление вектора D, определяемого по формуле:V D is the projection of the target velocity V on the direction of the vector D, determined by the formula:
. .
На чертеже представлена векторная диаграмма, поясняющая использование предлагаемого в качестве изобретения способа. Обозначения на чертеже соответствуют:The drawing shows a vector diagram illustrating the use of the proposed as an invention of the method. The designations in the drawing correspond to:
A1 - передающая антенна, излучающая зондирующий сигнал частоты f1;A 1 - transmitting antenna emitting a sounding signal of frequency f 1 ;
А2 - передающая антенна, излучающая зондирующий сигнал частоты f2;And 2 is a transmitting antenna emitting a sounding signal of frequency f 2 ;
Апр - приемная антенна;And pr is the receiving antenna;
Ц - цель;C is the goal;
r1, r2 - векторы, начала которых находятся в точках расположения антенн A1 и А2, а концы - в точке расположения цели;r 1 , r 2 - vectors, the beginnings of which are at the locations of the antennas A 1 and A 2 , and the ends - at the location of the target;
rпр - вектор, начало которого находится в точке расположения приемной антенны Апр, а конец - в точке расположения цели;r ol - a vector whose beginning is at the location of the receiving antenna A ol , and the end is at the location of the target;
, , - орты векторов , , - unit vectors
r1, r2, rпр.r 1, r 2, r pr.
Мгновенные значения фаз Ψ1(t) и Ψ2(t), отраженных от цели сигналов, зависят от расстояний r1 и r2 от соответствующих передающих антенн до цели, а также от расстояния rпр от цели до приемной антенны:The instantaneous values of the phases Ψ 1 (t) and Ψ 2 (t) reflected from the target of the signals depend on the distances r 1 and r 2 from the respective transmitting antennas to the target, as well as on the distance r pr from the target to the receiving antenna:
где ψ01 и ψ02 - начальные фазы зондирующих сигналов частот f1 и f2.where ψ 01 and ψ 02 are the initial phases of the probing signals of frequencies f 1 and f 2 .
Продифференцируем эти выражения полным образом по времени, учитывая, что при движении цели величины r1, r2 и rпр зависят от времени.We differentiate these expressions in a complete way with respect to time, taking into account that when the target moves, the values of r 1 , r 2 and r pr depend on time.
Вычтем эти выражения друг из друга, при этом учтем, чтоSubtract these expressions from each other, while taking into account that
- скорость цели. - target speed.
ТогдаThen
Введем обозначение:We introduce the notation:
. .
Сократив на 2π и сгруппировав слагаемые, получим:Reducing by 2π and grouping the terms, we get:
, где D0 - орт вектора D. where D 0 is the unit vector of D.
Учтем, что VD0 есть проекция вектора V на направление вектора D.We take into account that VD 0 is the projection of the vector V onto the direction of the vector D.
Обозначив эту проекцию как VD, получим:Denoting this projection as V D , we obtain:
Величины частот f1 и f2 или их разность могут быть известны заранее или измерены с достаточной точностью. Точность определения величины (f1-f2) может быть повышена путем измерения непосредственно разности частот. Например, сигналы частот f1 и f2 могут быть преобразованы в сигнал разностной частоты с последующим измерением этой частоты. Возможно применение и других способов измерения разности частот зондирующих сигналов.The frequency values f 1 and f 2 or their difference can be known in advance or measured with sufficient accuracy. The accuracy of determining the value (f 1 -f 2 ) can be improved by measuring directly the frequency difference. For example, the signals of frequencies f 1 and f 2 can be converted into a difference frequency signal with subsequent measurement of this frequency. It is possible to use other methods of measuring the frequency difference of the probing signals.
Величина Δfcигн=fсигн1-fсигн2 может быть определена путем измерения частот принимаемых сигналов с последующим вычислением их разности. Однако для повышения точности определения величины Δfсигн целесообразно преобразовать принимаемые сигналы частот fсигн1 и fсигн2 в сигнал разностной частоты, с последующим измерением частоты преобразованного сигнала.The value of Δf signal = f signal1 -f signal2 can be determined by measuring the frequencies of the received signals with the subsequent calculation of their difference. However, to improve the accuracy of determining the value of Δf Sig expedient to convert received signals of frequencies f and f ACT1 sign2 a difference frequency signal, and then measuring the frequency transformed signal.
Из векторной диаграммы на чертеже видно, что направление вектора D не совпадает с направлением от точки расположения приемной антенны к точке расположения цели, то есть вектор D не является радиальным.From the vector diagram in the drawing it can be seen that the direction of the vector D does not coincide with the direction from the location of the receiving antenna to the location of the target, that is, the vector D is not radial.
Claims (1)
определяют проекцию скорости цели на направление вектора D, определяемого по формуле
,
где с - скорость света;
f1 и f2 - частоты первого и второго зондирующих сигналов;
Δfсигн=fсигн1-fсигн2 - разность частот принятых сигналов;
и - единичные векторы, направленные на цель из точек расположения соответственно первой и второй передающих антенн;
- единичный вектор, направленный на цель из точки расположения приемной антенны. The method for determining the non-radial projection of the target speed, which consists in the fact that the target is simultaneously irradiated with two sounding signals of different frequencies, the signals reflected by the target are received and the frequency difference of the received signals is determined, characterized in that the target is irradiated with sounding signals by transmitting antennas spaced apart in space and by the formula
determine the projection of the target’s speed on the direction of the vector D, determined by the formula
,
where c is the speed of light;
f 1 and f 2 are the frequencies of the first and second sounding signals;
Δf signal = f signal1 -f signal2 is the frequency difference of the received signals;
and - unit vectors aimed at the target from the points of location of the first and second transmitting antennas, respectively;
- a unit vector aimed at the target from the location of the receiving antenna.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007131377/09A RU2367974C2 (en) | 2007-08-17 | 2007-08-17 | Method for detection of non-radial projection of moving target speed |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007131377/09A RU2367974C2 (en) | 2007-08-17 | 2007-08-17 | Method for detection of non-radial projection of moving target speed |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007131377A RU2007131377A (en) | 2009-02-27 |
RU2367974C2 true RU2367974C2 (en) | 2009-09-20 |
Family
ID=40529312
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007131377/09A RU2367974C2 (en) | 2007-08-17 | 2007-08-17 | Method for detection of non-radial projection of moving target speed |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2367974C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2486542C1 (en) * | 2012-01-12 | 2013-06-27 | Открытое акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" | Method of determining non-radial target velocity vector projection |
RU2492504C1 (en) * | 2012-04-18 | 2013-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Кулон" | Method of determining non-radial projection of target velocity vector |
RU2506607C2 (en) * | 2012-04-18 | 2014-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Кулон" | Method to determine non-radial projection of target speed vector |
-
2007
- 2007-08-17 RU RU2007131377/09A patent/RU2367974C2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БАКУЛЕВ П.А., СТЕПИН В.М. Методы и устройства селекции движущихся целей. - М.: Радио и связь, 1986, с.63. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2486542C1 (en) * | 2012-01-12 | 2013-06-27 | Открытое акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" | Method of determining non-radial target velocity vector projection |
RU2492504C1 (en) * | 2012-04-18 | 2013-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Кулон" | Method of determining non-radial projection of target velocity vector |
RU2506607C2 (en) * | 2012-04-18 | 2014-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Кулон" | Method to determine non-radial projection of target speed vector |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007131377A (en) | 2009-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7932855B2 (en) | Distance measuring device and distance measuring method | |
US10914818B2 (en) | Angle-resolving FMCW radar sensor | |
US9354304B2 (en) | Method for cyclically measuring distances and velocities of objects using an FMCW radar sensor | |
JP2009042061A (en) | Radio wave radar system | |
JP5552212B2 (en) | Radar device | |
JP2009270827A (en) | Multi-static radar system | |
JP2007192575A (en) | Target positioning apparatus | |
JP7125785B2 (en) | Speed measuring device, speed measuring program, recording medium and speed measuring method | |
JP6164918B2 (en) | Radar equipment | |
RU2367974C2 (en) | Method for detection of non-radial projection of moving target speed | |
US20070153255A1 (en) | Radar | |
KR20190135267A (en) | Continuous wave radar and ranging method using the continuous wave radar | |
JP2010038832A (en) | Pulse radar apparatus | |
JP2007192573A (en) | Target positioning apparatus | |
JP7261302B2 (en) | radar equipment | |
JP5379312B2 (en) | Distance measuring device | |
RU2492504C1 (en) | Method of determining non-radial projection of target velocity vector | |
KR100643939B1 (en) | Radar and distance measuring method thereof | |
JP2013113723A (en) | Radar system | |
RU2506607C2 (en) | Method to determine non-radial projection of target speed vector | |
RU2535487C1 (en) | Method of measuring radial velocity of object (versions) | |
RU2485543C1 (en) | Method to detect non-radial projection of target speed vector | |
RU2485542C1 (en) | Method to detect non-radial projection of target speed vector | |
RU2486542C1 (en) | Method of determining non-radial target velocity vector projection | |
JP2007155425A (en) | Radar device and radar signal processing method |