RU2432583C1 - Method of searching for, detecting and recognising electronic devices with semiconductor elements - Google Patents

Method of searching for, detecting and recognising electronic devices with semiconductor elements Download PDF

Info

Publication number
RU2432583C1
RU2432583C1 RU2010114650/09A RU2010114650A RU2432583C1 RU 2432583 C1 RU2432583 C1 RU 2432583C1 RU 2010114650/09 A RU2010114650/09 A RU 2010114650/09A RU 2010114650 A RU2010114650 A RU 2010114650A RU 2432583 C1 RU2432583 C1 RU 2432583C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radiation
signals
signal
probing
harmonic
Prior art date
Application number
RU2010114650/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Николаевич Горовой (RU)
Александр Николаевич Горовой
Александр Михайлович Лукашук (RU)
Александр Михайлович Лукашук
Анатолий Яковлевич Мирошниченко (RU)
Анатолий Яковлевич Мирошниченко
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2010114650/09A priority Critical patent/RU2432583C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2432583C1 publication Critical patent/RU2432583C1/en

Links

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: physics. ^ SUBSTANCE: method involves exposing the investigated object to a pulsed electromagnetic field of a monochromatic probe signal with frequency which alternately varies within three frequency bands and equal radiation power of the probe signals, while synchronously receiving in each frequency band second harmonic reflected signals, picking up the maximum level of the second harmonic, setting, based thereon, the corresponding frequency of the monochromatic probe signal of pulsed radiation, from which presence of a device with semiconductor elements on the object and its working frequency band are determined, and determining the location zone of the device from the direction of orientation of the electric axis of the antenna of the probe signal. The location zone of the detected device is repeatedly exposed to the electromagnetic field of continuous radiation of the monochromatic probe signal in the working frequency band which is set based on the maximum level of received second harmonic signals of the monochromatic probe signal of pulsed radiation, wherein radiation power of the probe signal is varied. Reflected second harmonic signals of the continuous radiation of the monochromatic probe signal are received. The minimum radiation power value of the probe signal is measured, wherein the level of the received second harmonic signal of the probe signal is maximum. The working frequency band of the identified device is determined from the frequency of minimum power radiation and its type is accurately established. The disclosed method employs axial-mode antennae for sector-type beamforming in azimuthal planes. Exposure of the investigated object to the field of pulsed or continuous radiation of monochromatic probe signals and reception of reflected second harmonic signals is carried out on mutually orthogonal linear polarisations of electromagnetic waves, as well as electromagnetic waves with circular field polarisation. ^ EFFECT: high reliability of detection and accuracy of recognising radio electronic devices with semiconductor elements, and longer detection range. ^ 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для обнаружения электронных устройств с полупроводниковыми элементами, несанкционированно установленными на контролируемом объекте, и, в частности, в нелинейной радиолокации для дистанционного обнаружения приемо-передающих радиоустройств, находящихся в пассивном режиме при отключенном электропитании.The invention relates to radio engineering and can be used to detect electronic devices with semiconductor elements that are unauthorized installed on a controlled object, and, in particular, in non-linear radar for remote detection of transceiver radio devices that are in passive mode when the power is off.

Известен способ обнаружения и идентификации радиопередатчика по его излучению в ближней зоне (патент RU №2364885 С2, МПК G015 11/00. Бюл. №23. 20.08.2009). Однако известный способ не позволяет обнаружить неизлучающее радиоэлектронное устройство.A known method of detecting and identifying a radio transmitter by its radiation in the near field (patent RU No. 2364885 C2, IPC G015 11/00. Bull. No. 23. 08/08/2009). However, the known method does not allow to detect a non-radiating electronic device.

Для обнаружения неизлучающих радиоэлектронных устройств, внедренных в различные конструкции помещений или размещенных в различных материалах, используется метод нелинейной радиолокации [1, стр.243]. Данный метод основан на способности радиоэлектронных устройств, имеющих в своем составе полупроводниковые элементы, отражать сигнал на частотах второй и третьей гармоники несущей частоты зондирующего сигнала и нелинейно рассеивать в пространстве радиоволны на частотах этих гармоник. В качестве зондирующего излучения, как правило, используется излучение поляризованной электромагнитной волны одночастотного (монохроматического) сигнала. В качестве информативного сигнального признака распознавания электронных устройств используется только одна или две составляющих отраженного сигнала - вторая и/или третья гармоника частоты зондирующего сигнала. Известно, что радиоэлектронные устройства, содержащие полупроводниковые элементы, имеют уровень рассеянной энергии радиоволны на частоте второй гармоники зондирующего сигнала примерно на 20 дБ больше уровня рассеяния энергии на частоте третьей гармоники [2, стр.22].To detect non-radiating electronic devices embedded in various structures of rooms or placed in various materials, the nonlinear radar method is used [1, p. 243]. This method is based on the ability of electronic devices containing semiconductor elements to reflect the signal at the frequencies of the second and third harmonics of the carrier frequency of the probe signal and to nonlinearly scatter radio waves in space at the frequencies of these harmonics. As probe radiation, as a rule, the radiation of a polarized electromagnetic wave of a single-frequency (monochromatic) signal is used. As an informative signal sign of recognition of electronic devices, only one or two components of the reflected signal are used - the second and / or third harmonic of the frequency of the probe signal. It is known that electronic devices containing semiconductor elements have a scattered energy level of the radio wave at the frequency of the second harmonic of the probing signal approximately 20 dB higher than the level of energy dissipation at the frequency of the third harmonic [2, p. 22].

Однако по этому признаку можно отличить только полупроводниковое электронное устройство от устройства с окисленными точечными металлическими контактами и нельзя распознать тип обнаруженного радиоэлектронного устройства, особенно при размещении искомого устройства среди множества других полупроводниковых устройств, создающих для нелинейной радиолокации помехи принимаемым на частотах второй и третьей гармоники сигналам. Надежность данного признака уменьшается, если на пути распространения зондирующего и рассеянного на частотах второй и третьей гармоники сигналов находятся металлические частично экранирующие отражающие поверхности и поглощающие материалы скрытного размещения устройств.However, on this basis, it is possible to distinguish only a semiconductor electronic device from a device with oxidized point metal contacts and it is impossible to recognize the type of electronic device detected, especially when placing the desired device among many other semiconductor devices that interfere with signals received at the frequencies of the second and third harmonics for non-linear radiolocation. The reliability of this feature is reduced if metallic partially shielded reflective surfaces and absorbent materials of covert placement of devices are located on the propagation path of the sounding and scattered signals at the frequencies of the second and third harmonics of the signals.

Таким образом, способ поиска, обнаружения и распознавания искомых радиоэлектронных устройств при наличии на контролируемом объекте, кроме искомого устройства с полупроводниковыми элементами, других полупроводниковых электронных устройств, металлических частично экранирующих и отражающих поверхностей, а также поглощающих материалов скрытного размещения устройств должен базироваться на использовании информативных технических и сигнальных признаков, которые бы позволили надежно определить наличие на контролируемом объекте искомого устройства и достоверно распознать тип обнаруженного устройства.Thus, the method of searching, detecting and recognizing the required electronic devices in the presence on the controlled object, in addition to the desired device with semiconductor elements, other semiconductor electronic devices, metal partially shielding and reflecting surfaces, as well as absorbing materials for covert placement of devices should be based on the use of informative technical and signal signs that would make it possible to reliably determine the presence of the desired on the device and reliably recognize the type of the detected device.

В изобретении решается задача повышения эксплуатационных возможностей нелинейного радиолокатора для дистанционного поиска, обнаружения и распознавания радиоэлектронных полупроводниковых устройств, несанкционированно установленных на контролируемых объектах и находящихся в неизлучающем режиме, в условиях размещения искомого устройства на объекте поиска, затрудняющих процесс его обнаружения и распознавания.The invention solves the problem of increasing the operational capabilities of a non-linear radar for remote search, detection and recognition of electronic semiconductor devices that are unauthorized installed on monitored objects and are in a non-emitting mode, while placing the desired device on the search object that impede the process of its detection and recognition.

Известен способ обнаружения и идентификации скрытых электронных установок и устройство для его осуществления (патент США №3992666, МКИ G01R 23/16, публ. 1976 г.). Недостаток этого технического решения заключается в невозможности определения типа скрытой установки.A known method for the detection and identification of hidden electronic installations and a device for its implementation (US patent No. 3992666, MKI G01R 23/16, publ. 1976). The disadvantage of this technical solution is the inability to determine the type of hidden installation.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявленному является способ выявления и оценки мест закладки в помещениях полупроводниковых устройств для несанкционированного съема речевой и визуальной информации, патент RU №2257012 С1, МПК Н04М 1/68, G01S 13/02, публ. 20.07.2005 г.Of the known technical solutions, the closest in technical essence to the claimed one is the method for identifying and evaluating bookmark locations in the premises of semiconductor devices for unauthorized removal of speech and visual information, patent RU No. 2257012 C1, IPC Н04М 1/68, G01S 13/02, publ. July 20, 2005

Известный способ поиска, обнаружения и распознавания электронных устройств с полупроводниковыми элементами заключается в последовательном сканировании поверхности контролируемого объекта нелинейным радиолокатором, фиксировании и обработке в ПЭВМ полученных от нее электромагнитных откликов, определении местонахождения устройства.A known method for the search, detection and recognition of electronic devices with semiconductor elements is the sequential scanning of the surface of the controlled object by a nonlinear radar, fixing and processing in the PC of the electromagnetic responses received from it, determining the location of the device.

Известный способ позволяет при выполнении последовательного электромагнитного сканирования обследуемой поверхности нелинейным радиолокатором, осуществляемого в непосредственной близости от нее, определить факт наличия внедренных в поверхность электронных устройств. Основным недостатком известного способа является невозможность определения типа обнаруженных электронных устройств. Объясняется это тем, что в процессе сканирования частота сканирующего сигнала не изменяется, а поэтому в откликах сигналов, отраженных на частотах второй и третьей гармоники зондирующего сигнала, отсутствуют резонансные изменения их уровней, что не позволяет определить диапазон рабочих частот обнаруженного устройства, а следовательно, и его тип, тем более при отсутствии или недостаточности априорной информации об искомом устройстве. Кроме того, при использовании известного способа дальность обнаружения устройства невелика, так как нелинейный элемент при облучении его полем зондирующего сигнала работает в режиме слабого взаимодействия, а мощность излучения зондирующего одночастотного сигнала не изменяется в процессе сканирования.The known method allows, when performing a sequential electromagnetic scan of the test surface with a nonlinear radar, carried out in the immediate vicinity of it, to determine the presence of electronic devices embedded in the surface. The main disadvantage of this method is the inability to determine the type of detected electronic devices. This is explained by the fact that during the scanning process the frequency of the scanning signal does not change, and therefore, in the responses of the signals reflected at the frequencies of the second and third harmonics of the probe signal, there are no resonant changes in their levels, which does not allow us to determine the operating frequency range of the detected device, and therefore, its type, especially in the absence or insufficiency of a priori information about the desired device. In addition, when using the known method, the detection range of the device is small, since the nonlinear element, when irradiated by the field of the probing signal, operates in a weak interaction mode, and the radiation power of the probing single-frequency signal does not change during scanning.

Технический результат заявленного способа заключается в повышении надежности обнаружения и достоверности распознавания электронных устройств с полупроводниковыми элементами, а также увеличении дальности обнаружения.The technical result of the claimed method is to increase the reliability of detection and the reliability of recognition of electronic devices with semiconductor elements, as well as increasing the detection range.

Для решения поставленной задачи с достижением указанных технических результатов в известном способе поиска, обнаружения и распознавания электронных устройств с полупроводниковыми элементами, заключающемся в последовательном сканировании поверхности контролируемого объекта нелинейным радиолокатором, фиксировании и обработке в ПЭВМ полученных от нее электромагнитных откликов, определении местонахождения устройства, согласно изобретению при сканировании обследуемую поверхность контролируемого объекта облучают электромагнитным полем импульсного излучения монохроматического зондирующего сигнала, частоту которого изменяют поочередно в пределах трех диапазонов частот, соответственно находящихся ниже рабочего диапазона частот искомого устройства, в рабочем диапазоне частот искомого устройства, который априори известен, и выше рабочего диапазона частот искомого устройства, синхронно с облучением обследуемой поверхности контролируемого объекта полем зондирующего сигнала осуществляют прием отраженных сигналов вторых гармоник, образованных в каждом диапазоне частот в результате нелинейных преобразований зондирующего сигнала на полупроводниковых элементах высокочастотных трактов искомого устройства, при одинаковой мощности излучения зондирующих сигналов, которую устанавливают в каждом диапазоне частот излучения зондирующего сигнала, одновременно измеряют уровни принимаемых сигналов вторых гармоник импульсного излучения зондирующих сигналов, которые вместе с установленными мощностями излучения зондирующих сигналов отображают на экране ПЭВМ и индикаторной панели блока управления радиолокатором, выбирают взаимную ориентацию в пространстве антенн зондирующего сигнала радиолокатора и обследуемой поверхности контролируемого объекта, при которой уровни принимаемых сигналов вторых гармоник максимальны, фиксирует уровни принимаемых сигналов вторых гармоник зондирующих сигналов, выделяют из них максимальный уровень сигналов второй гармоники, устанавливают соответствующую ему частоту зондирующего сигнала импульсного излучения, по которой судят о наличии на контролируемом объекте электронного устройства с полупроводниковыми элементами и его рабочем диапазоне частот, а по направлению ориентации электрической оси антенны зондирующего сигнала установленного диапазона частот локализуют зону местонахождения устройства, затем повторно выполняют сканирование поверхности контролируемого объекта нелинейным радиолокатором, при котором зону местонахождения обнаруженного устройства облучают в рабочем диапазоне частот, установленном по максимальному уровню принимаемых сигналов второй гармоники зондирующего сигнала, электромагнитным полем непрерывного излучения монохроматического зондирующего сигнала, осуществляют прием отраженных сигналов второй гармоники непрерывного излучения монохроматического зондирующего сигнала, изменяют мощность излучения зондирующего сигнала, измеряют и отображают на экране ПЭВМ и индикаторной панели блока управления радиолокатором уровень сигналов принимаемой второй гармоники и мощность излучения зондирующего сигнала, фиксируют минимальное значение мощности излучения зондирующего сигнала, при котором достигается максимальное значение уровня принимаемого сигнала второй гармоники зондирующего сигнала непрерывного излучения, по частоте излучения минимальной мощности зондирующего сигнала подтверждают рабочий диапазон частот обнаруженного радиоэлектронного устройства, а по рабочему диапазону частот достоверно устанавливают тип радиоэлектронного устройства.To solve the problem with the achievement of the indicated technical results in the known method of searching, detecting and recognizing electronic devices with semiconductor elements, which consists in sequential scanning of the surface of the controlled object with a nonlinear radar, fixing and processing in the PC the electromagnetic responses received from it, determining the location of the device, according to the invention when scanning the examined surface of the controlled object is irradiated with electromagnetic field of pulsed radiation of a monochromatic probe signal, the frequency of which is changed alternately within three frequency ranges, respectively, below the operating frequency range of the desired device, in the working frequency range of the desired device, which is a priori known, and above the operating frequency range of the desired device, synchronously with the irradiation of the examined surface the object being monitored by the field of the probing signal receive reflected signals of the second harmonics formed in each range frequencies as a result of nonlinear transformations of the probe signal on the semiconductor elements of the high-frequency paths of the desired device, for the same radiation power of the probe signals, which is set in each frequency range of the probe signal, simultaneously measure the levels of the received signals of the second harmonics of the pulsed radiation of the probe signals, which together with the installed radiation powers sounding signals are displayed on the PC screen and the display panel of the control unit p with a radar, choose the mutual orientation in the space of the antennas of the probing radar signal and the surface of the object under examination, at which the levels of the received signals of the second harmonics are maximum, fixes the levels of the received signals of the second harmonics of the probing signals, extract the maximum level of the second harmonic signals from them, set the frequency of the probing signal pulsed radiation, which is used to judge the presence of an electronic device with a half water elements and its operating frequency range, and in the direction of the orientation of the electrical axis of the antenna of the probe signal of the specified frequency range, the device’s location zone is localized, then the surface of the monitored object is scanned again with a non-linear radar, in which the detected device’s location zone is irradiated in the operating frequency range set at the maximum the level of received signals of the second harmonic of the probe signal, the electromagnetic field is continuous radiation of the monochromatic probe signal, receive reflected signals of the second harmonic of the continuous radiation of the monochromatic probe signal, change the radiation power of the probe signal, measure and display on the PC and the display panel of the radar control unit the signal level of the received second harmonic and the radiation power of the probe signal, fix the minimum value the radiation power of the probe signal, at which the maximum level is reached I received second harmonic signal probing continuous-wave signal at a minimum power of the probe signal radiation frequency confirm the working frequency range of the detected electronic device, and the operating range of frequencies reliably mounted type electronic device.

Возможен дополнительный вариант осуществления способа, в котором облучение обследуемой поверхности контролируемого объекта полем зондирующего сигнала и прием отраженных сигналов вторых гармоник осуществлялись бы на взаимно ортогональных линейно поляризованных электромагнитных волнах, при этом посредством использования антенн осевого излучения формировали бы угловое распределение напряженности электрического поля в азимутальной плоскости в виде диаграммы направленности секторного типа, попарно ориентировали бы в пространстве максимумы диаграмм излучения и приема электромагнитных волн в направлении зоны местонахождения устройства, причем в каждом диапазоне частот антенну зондирующего сигнала размещали бы над соответствующей антенной, принимающей сигналы второй гармоники зондирующего сигнала, так чтобы продольные оси антенн располагались бы в вертикальной плоскости параллельно друг другу, расстояние между ними выбирали бы равным половине длины волны зондирующего сигнала и ориентировали бы в пространстве на излучение горизонтально поляризованной электромагнитной волны, а антенну, принимающую сигналы второй гармоники, ориентировали бы в пространстве на вертикальную поляризацию принимаемой электромагнитной волны.An additional embodiment of the method is possible in which the irradiated surface of the test object with the probe signal field and the reception of the second harmonic signals are received on mutually orthogonal linearly polarized electromagnetic waves, while using the axial radiation antennas, the angular distribution of the electric field strength in the azimuth plane in a sector-type radiation pattern, would be pairwise oriented in space the maximums of the emission and reception diagrams of electromagnetic waves in the direction of the device’s location zone, and in each frequency range the antenna of the probing signal would be placed above the corresponding antenna receiving signals of the second harmonic of the probing signal, so that the longitudinal axes of the antennas would be parallel to each other in the vertical plane, the distance between they would be chosen equal to half the wavelength of the probe signal and oriented in space to the radiation of a horizontally polarized electron magnetic waves and the antenna receiving signals of the second harmonic, in the space would be oriented on the vertical polarization of the received electromagnetic wave.

В другом дополнительном варианте реализации способа целесообразно, чтобы облучение обследуемой поверхности контролируемого объекта полем зондирующего сигнала в рабочем диапазоне частот искомого устройства осуществляли бы электромагнитной волной с круговой поляризацией поля и согласованным с искомым устройством направлением вращения вектора поляризации.In another additional embodiment of the method, it is advisable that the irradiated surface of the object being monitored by the field of the probing signal in the operating frequency range of the desired device be carried out by an electromagnetic wave with circular polarization of the field and the direction of rotation of the polarization vector coordinated with the desired device.

На фиг.1 изображена функциональная схема трехдиапазонного нелинейного радиолокатора для реализации предложенного способа; на фиг.2 - схема размещения и ориентации в пространстве антенн зондирующего сигнала и приемных антенн вторых гармоник нелинейного радиолокатора в диапазонах частот F1, F2 и F3. В состав трехдиапазонного нелинейного радиолокатора для обнаружения электронных устройств с полупроводниковыми элементами входят:Figure 1 shows a functional diagram of a tri-band nonlinear radar for implementing the proposed method; figure 2 - layout and orientation in space of the antennas of the probing signal and the receiving antennas of the second harmonics of the nonlinear radar in the frequency bands F1, F2 and F3. The composition of a tri-band non-linear radar for the detection of electronic devices with semiconductor elements includes:

- блок 1 передающих антенн диапазонов F1, F2 и F3, формирующих диаграммы направленности секторного типа;- block 1 of the transmitting antennas of the ranges F1, F2 and F3, forming a sector-type radiation pattern;

- блок 2 приемных антенн с диаграммами направленности секторного типа в диапазонах частот 2F1, 2F2 и 2F3;- block 2 receiving antennas with sector-type radiation patterns in the frequency ranges 2F1, 2F2 and 2F3;

- блок 3 высокочастотных фильтров передатчика в каждом диапазоне частот F1, F2, F3, обеспечивающих излучение монохроматических зондирующих сигналов на несущих частотах диапазонов F1, F2 и F3 и заградительную фильтрацию вторых и последующих гармоник зондирующих сигналов;- block 3 high-frequency filters of the transmitter in each frequency range F1, F2, F3, providing radiation of monochromatic sounding signals at the carrier frequencies of the ranges F1, F2 and F3 and barrage filtering of the second and subsequent harmonics of the sounding signals;

- блоки 4, 5, 6 высокочастотных фильтров сигналов вторых гармоник 2F1, 2F2, 2F3 зондирующих сигналов соответственно диапазонов частот F1, F2 и F3;- blocks 4, 5, 6 high-frequency filters of the signals of the second harmonics 2F1, 2F2, 2F3 of the probing signals, respectively, of the frequency ranges F1, F2 and F3;

- блок 7 передатчиков зондирующих сигналов трех диапазонов частот F1, F2 и F3 с возможностью перестройки частоты в каждом диапазоне частот и изменения мощности излучения;- block 7 transmitters of sounding signals of three frequency ranges F1, F2 and F3 with the possibility of tuning the frequency in each frequency range and changing the radiation power;

- блоки 8, 9, 10 приемников отраженных сигналов вторых гармоник 2F1, 2F2 и 2F3 зондирующих сигналов диапазонов частот F1, F2 и F3;- blocks 8, 9, 10 of the receivers of the reflected signals of the second harmonics 2F1, 2F2 and 2F3 of the probing signals of the frequency ranges F1, F2 and F3;

- блок 11 цифровой обработки и измерения уровней принятых сигналов вторых гармоник 2F1, 2F2, 2F3;- block 11 for digital processing and measuring the levels of the received signals of the second harmonics 2F1, 2F2, 2F3;

- блок 12 управления режимами работы нелинейного радиолокатора;- block 12 control modes of non-linear radar;

- панель индикации 13 мощности излучения зондирующих сигналов и уровней приема отраженных сигналов вторых гармоник;- display panel 13 of the radiation power of the probing signals and reception levels of the reflected signals of the second harmonics;

- ПЭВМ 14 регистрации, накопления и отображения мощностей излучения зондирующих сигналов и уровней приема отраженных сигналов вторых гармоник.- PC 14 registration, accumulation and display of radiation powers of the probing signals and reception levels of the reflected signals of the second harmonics.

Процесс поиска и обнаружения электронного устройства с полупроводниковыми элементами, определения его рабочего диапазона частот выполняется в два этапа. На первом этапе обследуемую поверхность контролируемого объекта облучают электромагнитным полем импульсного излучения монохроматического зондирующего сигнала, формируемого в блоке передатчиков 7 и блоке высокочастотных фильтров 3 передатчиков 7 и излучаемого передающей антенной блока 1. Мощность генерации блоком передатчиков 7 импульсных зондирующих сигналов устанавливается (изменяется) в пределах двенадцати калиброванных градаций, которые отображаются на индикаторной панели 13 блока управления радиолокатором 12. Минимальный уровень мощности генерации передатчиков 7 радиолокатора составляет 100 мВт, максимальный - 1 Вт. Блок высокочастотных фильтров 3 передатчика 7 обеспечивает полосовое пропускание зондирующих сигналов радиолокатора в диапазонах частот F1, F2 и F3 и заградительную фильтрацию вторых 2F1, 2F2, 2F3 и последующих гармоник зондирующих сигналов. Частоту зондирующих сигналов изменяют поочередно в пределах трех диапазонов частот F1, F2 и F3. Диапазон частот F1 находится ниже рабочего диапазона частот F2 искомого устройства, который априори известен, а диапазон частот F3 находится выше рабочего диапазона частот F2 искомого устройства. При изменении частоты зондирующего сигнала в диапазонах частот F1 и F3 длина волны, излучаемой антеннами блока 1, существенно отличается от резонансных размеров линейных элементов входных цепей искомого электронного устройства, выполняющих функции антенны. Поэтому в этих диапазонах частот полупроводниковые нелинейные элементы облучаемого устройства будут находиться в режиме слабого взаимодействия с сигналами зондирования и уровни отраженных от них сигналов вторых гармоник 2F1, 2F3, а затем нелинейно рассеянных в пространстве будут невелики. В диапазоне частот F2 воздействие зондирующего излучения на линейные входные цепи устройства, имеющие высокую добротность, приводит к возникновению в них резонансного возрастания возбуждающих токов. В этом случае происходит переход работы полупроводниковых нелинейных элементов высокочастотных трактов из режима слабого взаимодействия в режиме сильного (резонансного) взаимодействия с сигналами зондирования. Это приводит к увеличению уровня отраженных от полупроводниковых нелинейных элементов сигналов второй гармоники 2F2, соответствующей резонансной частоте зондирующего сигнала диапазона частот F2, по сравнению с уровнями сигналов вторых гармоник на нерезонансных частотах зондирующих сигналов. Синхронно с облучением обследуемой поверхности контролируемого объекта электромагнитным полем зондирующего сигнала одинаковой в каждом частотном диапазоне мощности осуществляют с помощью блока 2 приемных антенн, блоков 4, 5, 6 высокочастотных фильтров и блоков 8, 9, 10 приемников прием отраженных сигналов вторых гармоник 2F1, 2F2, 2F3, образованных в каждом диапазоне частот F1, F2 и F3 в результате нелинейных преобразований зондирующего сигнала на полупроводниковых элементах высокочастотных трактов искомого устройства. Одновременно с приемом сигналов вторых гармоник блок 11 выполняет цифровую обработку и измерение в каждом частотном диапазоне F1, F2 и F3 уровней принимаемых сигналов вторых гармоник зондирующих сигналов. Измеренные значения уровней сигналов вторых гармоник передаются из блока 11 в блок управления радиолокатором 12, где они отображаются на его индикаторной панели 13 и на экране ПЭВМ 14. На индикаторной панели 13 и экране ПЭВМ 14 также отображаются мощности излучения зондирующих сигналов, которые могут изменяться в процессе сканирования в пределах двенадцати калиброванных градаций. Отображение уровней сигналов вторых гармоник осуществляется для каждого диапазона частот F1, F2 и F3 в виде линейных светодиодных шкал с отдельными градациями, расположенных друг под другом (см. таблицу).The process of searching and detecting an electronic device with semiconductor elements, determining its operating frequency range is carried out in two stages. At the first stage, the examined surface of the controlled object is irradiated with an electromagnetic field of pulsed radiation of a monochromatic probe signal generated in the block of transmitters 7 and the block of high-pass filters 3 of transmitters 7 and the radiated transmitting antenna of block 1. The generating power of the block of transmitters 7 of pulsed sounding signals is set (varies) within twelve calibrated gradations that are displayed on the display panel 13 of the radar control unit 12. Minimum level l the generation power of the 7 radar transmitters is 100 mW, the maximum is 1 W. The block of high-frequency filters 3 of the transmitter 7 provides band pass transmission of the probing radar signals in the frequency ranges F1, F2 and F3 and barrage filtering of the second 2F1, 2F2, 2F3 and subsequent harmonics of the probing signals. The frequency of the probing signals is changed alternately within the three frequency ranges F1, F2 and F3. The frequency range F1 is below the operating frequency range F2 of the desired device, which is a priori known, and the frequency range F3 is above the operating frequency range F2 of the desired device. When changing the frequency of the probing signal in the frequency ranges F1 and F3, the wavelength emitted by the antennas of unit 1 differs significantly from the resonant sizes of the linear elements of the input circuits of the desired electronic device that perform the functions of the antenna. Therefore, in these frequency ranges, the semiconductor nonlinear elements of the irradiated device will be in weak interaction with the sounding signals and the levels of the second harmonic signals 2F1, 2F3 reflected from them and then non-linearly scattered in space will be small. In the frequency range F2, the effect of the probe radiation on the linear input circuits of the device having a high Q factor leads to the appearance of a resonant increase in the exciting currents in them. In this case, the operation of the semiconductor nonlinear elements of the high-frequency paths transitions from the weak interaction mode to the strong (resonant) interaction with the sounding signals. This leads to an increase in the level of signals of the second harmonic 2F2 reflected from semiconductor nonlinear elements, corresponding to the resonant frequency of the probing signal in the frequency range F2, compared with the levels of second harmonics at the non-resonant frequencies of the probing signals. Synchronously with the irradiation of the examined surface of the test object with the electromagnetic field of the probe signal of the same power in each frequency range, using the block 2 receiving antennas, blocks 4, 5, 6 high-pass filters and blocks 8, 9, 10 receivers, the reception of reflected signals of the second harmonics 2F1, 2F2, 2F3 formed in each frequency range F1, F2 and F3 as a result of nonlinear transformations of the probing signal on the semiconductor elements of the high-frequency paths of the desired device. Simultaneously with the reception of the signals of the second harmonics, the block 11 performs digital processing and measurement in each frequency range F1, F2 and F3 of the levels of the received signals of the second harmonics of the probing signals. The measured values of the signal levels of the second harmonics are transmitted from block 11 to the radar control unit 12, where they are displayed on its display panel 13 and on the PC screen 14. The display panel 13 and the PC screen 14 also display the radiation powers of the probing signals, which can change during the process scans within twelve calibrated gradations. The display of signal levels of the second harmonics is carried out for each frequency range F1, F2 and F3 in the form of linear LED scales with separate gradations located one below the other (see table).

Выбирают взаимную ориентацию в пространстве антенн зондирующего сигнала нелинейного радиолокатора и обследуемой поверхности контролируемого объекта, при которой наблюдается максимальный уровень принимаемых сигналов второй гармоники зондирующего сигнала, определяемый диаграммой обратного нелинейного рассеяния поля устройством на частоте второй гармоники. Фиксируют эти уровни сигналов на частотах вторых гармоник 2F1, 2F2, 2F3 в блоке 11, который передает значения уровней принятых сигналов гармоник в блок управления 12, где они отображаются на индикаторной панели 13 и с интерфейсного выхода типа RS 232 передаются в ПЭВМ 14 для записи на жесткий диск в виде отдельного файла с указанием даты и времени проведения измерений. Выбирают из отображенных и записанных уровней сигналов вторых гармоник зондирующих сигналов максимальный уровень, устанавливают соответствующую ему частоту зондирующего сигнала, по которой судят о наличии на контролируемом объекте устройства с полупроводниковыми элементами, о его рабочем диапазоне частот и предположительно о типе радиоэлектронного устройства. По направлению ориентации электрической оси антенны зондирующего сигнала с максимальным уровнем отклика на частоте второй гармоники локализуют зону местонахождения устройства.The relative orientation in the space of the antennas of the probing signal of the nonlinear radar and the surface of the object under examination is selected, at which the maximum level of received signals of the second harmonic of the probing signal is observed, determined by the backward nonlinear field scattering diagram of the device at the second harmonic frequency. These signal levels are fixed at the frequencies of the second harmonics 2F1, 2F2, 2F3 in block 11, which transmits the values of the levels of the received harmonic signals to the control unit 12, where they are displayed on the display panel 13 and transmitted from the RS 232 interface output to a personal computer 14 for recording on hard drive in the form of a separate file with the date and time of the measurement. The maximum level is selected from the displayed and recorded signal levels of the second harmonics of the probing signals, the frequency of the probing signal corresponding to it is established, which is used to judge the presence of a device with semiconductor elements on its controlled object, its operating frequency range and, presumably, the type of electronic device. In the direction of orientation of the electrical axis of the antenna of the probe signal with a maximum response level at the second harmonic frequency, the device location zone is localized.

Таким образом, в предложенном способе нелинейной радиолокации для обнаружения и распознавания электронных устройств используется информативный признак об априорно известном рабочем диапазоне частот входных высокочастотных трактов искомого устройства и сигнальный признак об уровнях сигналов вторых гармоник зондирующих сигналов, отраженных от полупроводниковых элементов устройства, принятых и измеренных радиолокатором. Использование этих двух признаков позволяет обнаружить и распознать искомые полупроводниковые электронные устройства в случае размещения их на контролируемых объектах среди других полупроводниковых устройств. Критерием установления рабочего диапазона частот обнаруженного устройства является превышение уровня сигналов принятой второй гармоники в одном из трех заданных диапазонов частот над уровнями сигналов, принятых в двух других диапазонах частот, при одинаковом значении мощности излучения зондирующих сигналов в каждом диапазоне частот.Thus, in the proposed non-linear radar method for detecting and recognizing electronic devices, an informative sign about the a priori known operating frequency range of the input high-frequency paths of the desired device and a signal sign about the signal levels of the second harmonics of the probe signals reflected from the semiconductor elements of the device received and measured by the radar are used. The use of these two features makes it possible to detect and recognize the desired semiconductor electronic devices if they are placed on controlled objects among other semiconductor devices. The criterion for establishing the operating frequency range of the detected device is the excess of the signal level of the received second harmonic in one of the three specified frequency ranges over the signal levels received in the two other frequency ranges, with the same radiation power of the probing signals in each frequency range.

На втором этапе применяется непрерывный режим излучения монохроматического зондирующего сигнала в одном из трех диапазонов частот F1, F2 и F3, определенном на первом этапе по указанному выше критерию. В непрерывном режиме из блоков 8, 9, 10 приемников гармоник 2F1, 2F2 и 2F3 функционирует только блок приемника одного диапазона частот вторых гармоник зондирующего сигнала. Блок 11 осуществляет непрерывное измерение уровней сигналов принимаемой второй гармоники и по результатам оценки измеренных уровней блок управления локатором 12 обеспечивает автоматическую регулировку (уменьшение мощности) излучения блока передатчиков 7 так, чтобы получить при минимальном значении мощности зондирующего излучения максимальное значение уровня принимаемой блоком приемников второй гармоники (см. п.4 таблицы). На индикаторной панели 13 блока 12 одновременно отображаются уровни принимаемых сигналов второй гармоники и значения мощности зондирующего излучения радиолокатора, которые с интерфейсного выхода типа RS 232 блока управления 12 передаются в ПЭВМ 14, где записываются на жестком диске в виде отдельного файла.At the second stage, a continuous mode of emission of a monochromatic probing signal is applied in one of the three frequency ranges F1, F2 and F3, determined at the first stage according to the above criterion. In the continuous mode of the blocks 8, 9, 10 of the harmonic receivers 2F1, 2F2 and 2F3, only the receiver unit of the same frequency range of the second harmonics of the probing signal functions. Block 11 performs continuous measurement of signal levels of the received second harmonic and, based on the results of the assessment of the measured levels, the locator control unit 12 provides automatic adjustment (decrease in power) of the radiation of the transmitter unit 7 so as to obtain the maximum level of the second harmonic receivers received at the minimum value of the probe radiation power ( see paragraph 4 of the table). The indicator panel 13 of block 12 simultaneously displays the levels of the received signals of the second harmonic and the values of the sounding radiation of the radar, which are transmitted from the interface output of the RS 232 type of the control unit 12 to the personal computer 14, where they are recorded on the hard disk as a separate file.

Критерием подтверждения установленного на первом этапе рабочего диапазона частот обнаруженного устройства является получение максимального уровня сигналов принимаемой второй гармоники в этом диапазоне частот зондирующего сигнала при непрерывном режиме излучения и меньшем значении мощности излучения зондирующего сигнала по сравнению с мощностями излучения зондирующих сигналов в двух других диапазонах частот, полученными на первом этапе в импульсном режиме излучения (см. п.1 и 2 таблицы). В качестве примера в таблице показаны отображения на круговых светодиодных шкалах значений мощности излучения зондирующего сигнала, а на линейных шкалах - уровней сигналов принимаемых вторых гармоник в диапазонах частот F1, F2 и F3 зондирующего сигнала, где строки 1-3 для импульсного режима излучения, строка 4 для непрерывного режима излучения. Частотные диапазоны F1, F2 и F3 обозначены в таблице цифрами I-III соответственно.The criterion for confirming the detected device installed at the first stage of the operating frequency range of the detected device is to obtain the maximum signal level of the received second harmonic in this frequency range of the probing signal with a continuous radiation mode and a lower value of the radiation power of the probing signal compared to the radiation powers of the probing signals in two other frequency ranges obtained at the first stage in a pulsed radiation mode (see paragraphs 1 and 2 of the table). As an example, the table shows the displays on the circular LED scales of the radiation power values of the probing signal, and on linear scales - the signal levels of the received second harmonics in the frequency ranges F1, F2 and F3 of the probing signal, where lines 1-3 are for the pulsed radiation mode, line 4 for continuous radiation. The frequency ranges F1, F2 and F3 are indicated in the table by the numbers I-III, respectively.

Непрерывный режим излучения монохроматического зондирующего сигнала используется в радиолокаторе для повышения надежности обнаружения и достоверности распознавания электронного устройства с полупроводниковыми элементами посредством подтверждения установленного в режиме импульсного излучения зондирующего сигнала рабочего диапазона частот обнаруженного устройства.A continuous mode of emission of a monochromatic probe signal is used in a radar to increase the reliability of detection and recognition accuracy of an electronic device with semiconductor elements by confirming the pulse frequency of the probe signal operating in the operating frequency range of the detected device.

Дополнительные эксплуатационные возможности возникают при использовании в нелинейном радиолокаторе направленных антенн осевого излучения, формирующих диаграммы направленности секторного типа. Схема размещения и ориентации в пространстве направленных антенн зондирующего сигнала и приемных антенн вторых гармоник трехдиапазонного нелинейного радиолокатора показаны на фиг.2. Антенны зондирующего сигнала 1 и приема отраженных сигналов вторых гармоник 2 в каждом диапазоне частот располагают в пространстве взаимно ортогонально по отношению к поляризациям излучаемой и принимаемой электромагнитной волны и попарно ориентируют путем поворота максимумы их диаграмм в направлении зоны местонахождения искомого устройства. В каждом диапазоне частот F1, F2 и F3 антенну зондирующего сигнала 1 размещают над соответствующей антенной 2, принимающей сигналы второй гармоники зондирующего сигнала, таким образом, чтобы продольные оси 3, 4 антенн 1, 2 располагались в вертикальной плоскости 5 и были параллельны друг другу. Это позволяет при повороте каждой пары антенн 1, 2 в диапазонах частот F1, F2, F3 ориентировать их продольные оси 3 и 4, которые у антенн осевого излучения совпадают с электрическими осями, в направлении зоны местонахождения устройства. В качестве антенн осевого излучения могут применяться, например, логопериодические вибраторные антенны с коэффициентом усиления GA=6-10 дБ. При этом формируются секторные диаграммы с шириной по полуспаду мощности в плоскости поляризации вектора

Figure 00000001
, в плоскости Н, ортогональной вектору поляризации
Figure 00000002
. Энергопотенциал радиолокатора с учетом мощности зондирующего сигнала составляет 0,4-4,0 Вт. Сектор углов θ=±25° [3, стр.50, рис.4], в котором интенсивно рассеивается в обратном направлении азимутальная компонента поля на частоте второй гармоники зондирующего сигнала, попадает в створ диаграммы направленности приемной антенны примерно на уровне половинной мощности. Кроме того, антенну зондирующего сигнала ориентируют в пространстве на излучение горизонтально поляризованной электромагнитной волны, а антенну, принимающую сигналы второй гармоники, ориентируют в пространстве на вертикальную поляризацию принимаемой электромагнитной волны. Возможен вариант облучения в рабочем диапазоне частот искомого устройства обследуемой поверхности контролируемого объекта электромагнитной волной с круговой поляризацией электромагнитного поля при априори известном направлении вращения вектора поляризации искомого устройства.Additional operational capabilities arise when using directional axial radiation antennas in a nonlinear radar that form sector-type radiation patterns. The layout and spatial orientation of the directional antennas of the probing signal and the receiving antennas of the second harmonics of the tri-band nonlinear radar are shown in Fig.2. The antennas of the probe signal 1 and reception of the reflected signals of the second harmonics 2 in each frequency range are mutually orthogonal in space with respect to the polarizations of the emitted and received electromagnetic waves and are pairwise oriented by turning the maxima of their diagrams in the direction of the location zone of the desired device. In each frequency range F1, F2 and F3, the antenna of the probing signal 1 is placed above the corresponding antenna 2 receiving the signals of the second harmonic of the probing signal, so that the longitudinal axes 3, 4 of antennas 1, 2 are located in the vertical plane 5 and are parallel to each other. This allows each axis pair 1, 2 to rotate in the frequency ranges F1, F2, F3 to orient their longitudinal axes 3 and 4, which at the axial radiation antennas coincide with the electric axes, in the direction of the device’s location zone. As axial radiation antennas, for example, log-periodic vibrating antennas with a gain G A = 6-10 dB can be used. In this case, sector diagrams are formed with a half-power width in the plane of polarization of the vector
Figure 00000001
in the plane H orthogonal to the polarization vector
Figure 00000002
. The energy potential of the radar, taking into account the power of the probing signal, is 0.4-4.0 watts. The angle sector θ = ± 25 ° [3, p. 50, Fig. 4], in which the azimuthal component of the field is intensively scattered in the opposite direction at the frequency of the second harmonic of the probing signal, enters the target radiation pattern on the target at about half power. In addition, the antenna of the probe signal is oriented in space to the radiation of a horizontally polarized electromagnetic wave, and the antenna receiving signals of the second harmonic is oriented in space to the vertical polarization of the received electromagnetic wave. It is possible to irradiate in the operating frequency range of the device of the surface of the object under examination with an electromagnetic wave with circular polarization of the electromagnetic field with a priori known direction of rotation of the polarization vector of the device to be searched.

Сложный нелинейный рассеиватель, одним из возможных вариантов которого являются полупроводниковые радиоэлектронные приемо-передающие устройства, представляет собой сложную электродинамическую систему, в различных частях которой содержатся нелинейные полупроводниковые элементы и линейные входные цепи, выполняющие функции излучателей, занимающих различные пространственные положения. К тому же сам нелинейный рассеиватель может находиться на объекте вблизи металлических частично экранирующих и отражающих поверхностей, а также скрытно размещаться в поглощающих материалах конструкции объекта. Вследствие совокупности указанных обстоятельств поляризация электромагнитной волны поля обратного рассеяния сложного нелинейного устройства становится частичной, т.е. направление вектора поляризации Е в пространстве не будет постоянным, как в случае полной поляризации, а изменяться при изменении условий размещения нелинейного рассеивателя на объекте и действий различных эффектов при распространении в среде электромагнитной волны поля рассеяния.A complex nonlinear scatterer, one of the possible options of which are semiconductor radio-electronic transceivers, is a complex electrodynamic system, in various parts of which there are nonlinear semiconductor elements and linear input circuits that perform the functions of emitters occupying different spatial positions. In addition, the nonlinear diffuser itself can be located on the object near metal partially shielding and reflecting surfaces, and can also be covertly placed in absorbing materials of the object’s structure. Due to the totality of these circumstances, the polarization of the electromagnetic wave of the backscattering field of a complex nonlinear device becomes partial, i.e. the direction of the polarization vector E in space will not be constant, as in the case of full polarization, but will change when the conditions for placing the nonlinear scatterer on the object and the effects of various effects change when the scattering field propagates in the medium of an electromagnetic wave.

Известно [2, стр.20], что для сложного нелинейного рассеивателя изменение поляризации зондирующего сигнала приводит к изменению величины зондирующего сигнала на полупроводниковых элементах нелинейного рассеивателя, а следовательно, и отраженного от них сигнала. Это, в свою очередь, ведет к изменению не только мощности поля, рассеиваемого радиоэлектронным устройством в обратном направлении на частоте второй гармоники, но и поляризации электромагнитной волны поля рассеивания.It is known [2, p. 20] that, for a complex nonlinear scatterer, a change in the polarization of the probing signal leads to a change in the magnitude of the probing signal on the semiconductor elements of the nonlinear scatterer, and, therefore, the signal reflected from them. This, in turn, leads to a change not only in the power of the field dissipated by the electronic device in the opposite direction at the second harmonic frequency, but also in the polarization of the electromagnetic wave of the scattering field.

Частичная поляризация электромагнитной волны поля обратного рассеяния сложного нелинейного устройства, возникающая вследствие сложности электродинамической структуры устройства и пути распространения в среде электромагнитной волны, может быть представлена на основании принципа суперпозиции волн в виде пары сигналов, объединенных в поляризационную матрицу, каждый из которых соответствует одной из компонент волны поля рассеяния в горизонтально-вертикальном поляризационном базисе. Особенностью нелинейного зондирования является возможность преобразования поляризационной матрицы нелинейного рассеивателя в другой поляризационный базис принимаемого сигнала гармоники [2, стр.20]. Это означает, что при любой линейной поляризации приемной антенны (горизонтальной или вертикальной) она будет принимать сигналы частоты второй гармоники поля обратного рассеяния, так как последнее содержит обе компоненты поля в горизонтально-вертикальном поляризационном базисе. Эксперимент показал, что уровень сигналов второй гармоники поля обратного рассеяния полупроводникового электронного устройства, принимаемых на антенну с вертикальной поляризацией, больше уровня сигналов при горизонтальной поляризации приемной антенны на 16 дБ Вт/м2 [4, стр.139, рис.5]. С другой стороны, известно [5, стр.154, рис.2], что интенсивность волны поля, рассеянного на частоте гармоники по диаграмме обратного нелинейного рассеяния электронного устройства в направлении приемной антенны при горизонтальной поляризации антенны зондирующего сигнала на 12-18 дБ Вт/м2 больше, чем при вертикальной поляризации антенны зондирующего сигнала. Сказанное выше объясняет целесообразность выполнения ориентации в пространстве антенны зондирующего сигнала на излучение горизонтально поляризованной электромагнитной волны, а антенны, принимающей сигналы второй гармоники, - на вертикальную поляризацию принимаемой электромагнитной волны (п.2 формулы изобретения) для увеличения дальности обнаружения электронных устройств с полупроводниковыми элементами. За счет использования в нелинейном радиолокаторе направленных антенн осевого излучения, формирующих диаграммы направленности секторного типа, попарного совмещения антенн зондирующего сигнала и приемных антенн вторых гармоник, расположения их продольных осей в вертикальной плоскости параллельно друг другу, ортогональности их поляризаций и ориентации в пространстве на излучение горизонтально поляризованной электромагнитной волны и прием сигналов второй гармоники с вертикальной поляризацией поля электромагнитной волны достигается увеличение по сравнению с существующими устройствами аналогичного назначения дальности обнаружения при энергопотенциале радиолокатора ЭПЗС=0,4-4,0 Вт до расстояний R=1-5 м и обеспечивается пространственная локализация электронных устройств с полупроводниковыми элементами.Partial polarization of the electromagnetic wave of the backscattering field of a complex nonlinear device, arising due to the complexity of the electrodynamic structure of the device and the propagation path in the medium of the electromagnetic wave, can be represented on the basis of the principle of superposition of waves in the form of a pair of signals combined in a polarization matrix, each of which corresponds to one of the components scattering field waves in a horizontal-vertical polarizing basis. A feature of nonlinear sensing is the ability to convert the polarization matrix of a nonlinear scatterer into another polarization basis of the received harmonic signal [2, p. 20]. This means that for any linear polarization of the receiving antenna (horizontal or vertical), it will receive frequency signals of the second harmonic of the backscatter field, since the latter contains both field components in a horizontal-vertical polarization basis. The experiment showed that the level of the second harmonic signals of the backscattering field of the semiconductor electronic device received by the antenna with vertical polarization is higher than the signal level at the horizontal polarization of the receiving antenna by 16 dB W / m 2 [4, p. 139, Fig. 5]. On the other hand, it is known [5, p. 154, Fig. 2] that the intensity of the field wave scattered at the harmonic frequency according to the backward nonlinear scattering diagram of the electronic device in the direction of the receiving antenna with horizontal polarization of the probe signal antenna by 12-18 dB W / m 2 more than with the vertical polarization of the antenna of the probing signal. The above explains the feasibility of orienting the probe signal in space to the radiation of a horizontally polarized electromagnetic wave, and the antenna receiving the second harmonic signals to the vertical polarization of the received electromagnetic wave (claim 2) to increase the detection range of electronic devices with semiconductor elements. Due to the use of directional axial radiation antennas in a nonlinear radar, forming sector-type radiation patterns, pairwise combining of the probing signal antennas and second harmonic receiving antennas, the location of their longitudinal axes in a vertical plane parallel to each other, the orthogonality of their polarizations and the spatial orientation of the horizontally polarized radiation electromagnetic wave and the reception of second-harmonic signals with vertical polarization of the electromagnetic wave field is achieved increase in comparison with existing similar purpose devices during the detection range of the radar energy potential VC AP = 0.4-4.0 W to distance R = 1-5 m and the spatial localization provided by the electronic devices with semiconductor elements.

Дальнейшее увеличение дальности обнаружения может быть достигнуто при условии наличия априорной информации о кругополяризованном излучении (приеме) сигналов линейными элементами входных цепей искомых полупроводниковых радиоэлектронных устройств и направлении вращения вектора поляризации (правое, левое). В этом случае для увеличения дальности обнаружения необходимо в качестве антенны зондирующего сигнала на рабочей частоте искомого устройства использовать антенну с круговой поляризацией поля и согласованным с входными цепями искомого устройства направлением вращения вектора поляризации. Выигрыш в уровне сигнала принимаемой второй гармоники может достигать 4,5 дБ.A further increase in the detection range can be achieved provided that there is a priori information about circularly polarized radiation (reception) of signals by linear elements of the input circuits of the desired semiconductor electronic devices and the direction of rotation of the polarization vector (right, left). In this case, to increase the detection range, it is necessary to use an antenna with a circular polarization of the field and the direction of rotation of the polarization vector that is consistent with the input circuits of the desired device as the probe signal at the operating frequency of the device to be searched. The gain in the signal level of the received second harmonic can reach 4.5 dB.

Таким образом, в предложенном способе поиска, обнаружения и распознавания электронных устройств с полупроводниковыми элементами за счет формирования информативных признаков о рабочем диапазоне частот входных высокочастотных трактов устройств, использования двухэтапного процесса поиска, обнаружения и определения рабочего диапазона частот искомого устройства достигается надежное обнаружение электронных устройств с полупроводниковыми элементами и достоверное определение рабочих диапазонов частот, а также распознавание их типа на фоне присутствия близкорасположенных других электронных устройств.Thus, in the proposed method for searching, detecting and recognizing electronic devices with semiconductor elements due to the formation of informative signs about the working frequency range of the input high-frequency paths of the devices, using the two-stage process of searching, detecting and determining the working frequency range of the desired device, reliable detection of electronic devices with semiconductor devices is achieved elements and reliable determination of the working frequency ranges, as well as recognition of their type on the presence of nearby other electronic devices.

ЛитератураLiterature

1. Дикарев В.И., Заренков В.А., Заренков Д.В. Методы и средства обнаружения объектов в укрывающихся средах. - СПб: Наука и техника, 2004.1. Dikarev V.I., Zarenkov V.A., Zarenkov D.V. Methods and tools for detecting objects in hiding environments. - St. Petersburg: Science and Technology, 2004.

2. Горбачев А.А., Колданов А.П. и др. Признаки распознавания нелинейных рассеивателей электромагнитных волн." Нелинейная радиолокация. Сборник статей. Часть 1. - М.: Радиотехника, 2005.2. Gorbachev A.A., Koldanov A.P. and other signs of recognition of nonlinear scatterers of electromagnetic waves. "Nonlinear radar. Collection of articles. Part 1. - M .: Radio engineering, 2005.

3. Заборонкова Т.М., Шорохова Е.А. Влияние земной и водной поверхностей на электромагнитное поле, рассеянное на гармониках зондирующего сигнала круговой рамочной антенной. Антенны, выпуск 2 (141), 2009 г.3. Zaboronkova TM, Shorokhova EA The influence of the earth and water surfaces on the electromagnetic field scattered at the harmonics of the probing signal by a circular loop antenna. Antennas Issue 2 (141), 2009

4. Горбачев А.А., Ларцов С.В., Тараканов С.П. Измерение характеристик объектов, нелинейно рассеивающих электромагнитные волны. Нелинейная радиолокация. Сборник статей. Часть 2. - М.: Радиотехника, 2006.4. Gorbachev A.A., Lartsov S.V., Tarakanov S.P. Measurement of characteristics of objects nonlinearly scattering electromagnetic waves. Non-linear radar. Digest of articles. Part 2. - M .: Radio engineering, 2006.

5. Ларцов С.В. Методы экспериментального исследования поляризационных свойств нелинейных рассеивателей. Нелинейная радиолокация. Сборник статей. Часть 2. - М.: Радиотехника, 2006.5. Lartsov S.V. Methods of experimental study of the polarization properties of nonlinear scatterers. Non-linear radar. Digest of articles. Part 2. - M .: Radio engineering, 2006.

№ п/пNo. p / p Тип электронного устройстваType of electronic device Отображение мощности излучения зондирующего сигналаSensing signal power display Отображаемый уровень сигналов второй гармоники в диапазонах I-IIIThe displayed level of the second harmonic signals in the ranges I-III Импульсный режим излучения зондирующего сигналаPulse radiation of the probe signal 1one Электронное устройство, имеющее высокочастотные цепи в диапазоне IElectronic device having high frequency circuits in range I

Figure 00000003
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000004
22 Электронное устройство, имеющее высокочастотные цепи в диапазоне IIAn electronic device having high frequency circuits in band II
Figure 00000005
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000006
33 Электронное устройство, имеющее высокочастотные цепи в диапазоне IIIAn electronic device having high frequency circuits in band III
Figure 00000007
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000008
Непрерывный режим излучения зондирующего сигналаContinuous radiation of the probe signal 4four Электронное устройство, имеющее высокочастотные цепи в диапазоне IIIAn electronic device having high frequency circuits in band III
Figure 00000009
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000012
Figure 00000013
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000014

Claims (3)

1. Способ поиска, обнаружения и распознавания электронных устройств с полупроводниковыми элементами, заключающийся в последовательном сканировании поверхности контролируемого объекта нелинейным радиолокатором, фиксировании и обработке в ПЭВМ полученных от нее электромагнитных откликов, определении местонахождения устройства, отличающийся тем, что при сканировании обследуемую поверхность контролируемого объекта облучают электромагнитным полем импульсного излучения монохроматического зондирующего сигнала, частоту которого изменяют поочередно в пределах трех диапазонов частот, соответственно находящихся ниже рабочего диапазона частот искомого устройства, в рабочем диапазоне частот искомого устройства, который априори известен, и выше рабочего диапазона частот искомого устройства, синхронно с облучением обследуемой поверхности контролируемого объекта электромагнитным полем импульсного излучения монохроматического зондирующего сигнала осуществляют прием отраженных сигналов вторых гармоник, образованных в каждом диапазоне частот в результате нелинейных преобразований зондирующего сигнала на полупроводниковых элементах высокочастотных трактов искомого устройства при одинаковой мощности излучения зондирующих сигналов, которую устанавливают в каждом диапазоне частот излучения зондирующего сигнала, одновременно измеряют уровни принимаемых сигналов вторых гармоник импульсного излучения зондирующих сигналов, которые вместе с установленными мощностями излучения зондирующих сигналов отображают на экране ПЭВМ и индикаторной панели блока управления радиолокатором, выбирают взаимную ориентацию в пространстве антенн зондирующего сигнала радиолокатора и обследуемой поверхности контролируемого объекта, при которой уровни принимаемых сигналов вторых гармоник максимальны, фиксируют уровни принимаемых сигналов вторых гармоник зондирующих сигналов, выделяют из них максимальный уровень сигналов второй гармоники, устанавливают соответствующую ему частоту зондирующего сигнала импульсного излучения, по которой судят о наличии на контролируемом объекте электронного устройства с полупроводниковыми элементами и его рабочем диапазоне частот, а по направлению ориентации электрической оси антенны зондирующего сигнала установленного диапазона частот локализуют зону местонахождения устройства, затем повторно выполняют сканирование поверхности контролируемого объекта нелинейным радиолокатором, при котором зону местонахождения обнаруженного устройства облучают в рабочем диапазоне частот, установленном по максимальному уровню принимаемых сигналов второй гармоники зондирующего сигнала, электромагнитным полем непрерывного излучения монохроматического зондирующего сигнала, осуществляют прием отраженных сигналов второй гармоники непрерывного излучения монохроматического зондирующего сигнала, изменяют мощность излучения зондирующего сигнала, измеряют и отображают на экране ПЭВМ и индикаторной панели блока управления радиолокатором уровень сигналов принимаемой второй гармоники и мощность излучения зондирующего сигнала, фиксируют минимальное значение мощности излучения зондирующего сигнала, при котором достигается максимальное значение уровня принимаемого сигнала второй гармоники зондирующего сигнала непрерывного излучения, по частоте излучения минимальной мощности зондирующего сигнала подтверждают рабочий диапазон частот обнаруженного радиоэлектронного устройства, а по рабочему диапазону частот достоверно устанавливают тип радиоэлектронного устройства.1. The method of search, detection and recognition of electronic devices with semiconductor elements, which consists in sequential scanning of the surface of the controlled object with a nonlinear radar, recording and processing in the PC of the electromagnetic responses received from it, determining the location of the device, characterized in that when scanning the examined surface of the controlled object is irradiated electromagnetic field of pulsed radiation of a monochromatic probing signal, the frequency of which changes alternately within three frequency ranges, respectively, below the working frequency range of the desired device, in the working frequency range of the desired device, which is a priori known, and above the working frequency range of the desired device, simultaneously with the irradiation of the examined surface of the controlled object with an electromagnetic field of pulsed radiation of a monochromatic probe signal receive the reflected signals of the second harmonics formed in each frequency range as a result of nonlinear transformations of the probing signal on the semiconductor elements of the high-frequency paths of the device at the same radiation power of the probing signals, which is set in each frequency range of the radiation of the probing signal, simultaneously measure the levels of the received signals of the second harmonics of the pulsed radiation of the probing signals, which are displayed on the screen together with the installed radiation powers of the probing signals PC and the display panel of the radar control unit, choose the mutual orientation in the space of the antennas of the probing radar signal and the examined surface of the controlled object, at which the levels of the received signals of the second harmonics are maximum, fix the levels of the received signals of the second harmonics of the probing signals, extract the maximum level of the signals of the second harmonic from them, set the frequency of the probing signal of the pulsed radiation corresponding to it, which is judged on the presence on the controlled object of an electronic device with semiconductor elements and its slave over the frequency range, and in the direction of the orientation of the electrical axis of the antenna of the probe signal of the specified frequency range, the device’s location zone is localized, then the surface of the monitored object is re-scanned with a non-linear radar, in which the location of the detected device is irradiated in the operating frequency range set by the maximum level of received signals the harmonics of the probe signal, the electromagnetic field of continuous radiation is monochromatic of the second probe signal, receive reflected signals of the second harmonic of the continuous radiation of the monochromatic probe signal, change the probe radiation power, measure and display on the PC screen and the display panel of the radar control unit the received second harmonic signal level and probe radiation power, record the minimum radiation power sounding signal at which the maximum value of the received signal level of the second ha The harmonics of the probing signal of continuous radiation, by the frequency of radiation of the minimum power of the probing signal confirm the operating frequency range of the detected electronic device, and the type of electronic device is reliably established by the working frequency range. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что облучение обследуемой поверхности контролируемого объекта электромагнитным полем импульсного и непрерывного излучения монохроматического зондирующего сигнала и прием отраженных сигналов вторых гармоник осуществляют на взаимно ортогональных линейно поляризованных электромагнитных волнах, при этом посредством использования антенн осевого излучения формируют угловое распределение напряженности электрического поля в азимутальной плоскости в виде диаграммы направленности секторного типа, попарно ориентируют в пространстве максимумы диаграмм излучения и приема электромагнитных волн в направлении зоны местонахождения устройства, причем в каждом диапазоне частот антенну зондирующего сигнала размещают над соответствующей антенной, принимающей сигналы второй гармоники зондирующего сигнала, так, чтобы продольные оси антенн располагались в вертикальной плоскости параллельно друг другу, расстояние между ними выбирают равным половине длины волны зондирующего сигнала, и ориентируют в пространстве на излучение горизонтально поляризованной электромагнитной волны, а антенну, принимающую сигналы второй гармоники, ориентируют в пространстве на вертикальную поляризацию принимаемой электромагнитной волны.2. The method according to claim 1, characterized in that the irradiation of the examined surface of the controlled object with an electromagnetic field of pulsed and continuous radiation of a monochromatic probe signal and reception of reflected signals of the second harmonics is carried out on mutually orthogonal linearly polarized electromagnetic waves, while using the axial radiation antennas, they form an angular distribution of the electric field in the azimuthal plane in the form of a sector-type radiation pattern, pop but they orient in space the maxima of the diagrams of emission and reception of electromagnetic waves in the direction of the device’s location zone, and in each frequency range the antenna of the probing signal is placed above the corresponding antenna receiving signals of the second harmonic of the probing signal, so that the longitudinal axes of the antennas are parallel to each other in the vertical plane , the distance between them is chosen equal to half the wavelength of the probing signal, and oriented in space to radiation horizontally a polarized electromagnetic wave, and the antenna receiving the second harmonic signals is oriented in space to the vertical polarization of the received electromagnetic wave. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что облучение обследуемой поверхности контролируемого объекта электромагнитным полем импульсного и непрерывного излучения монохроматического зондирующего сигнала в рабочем диапазоне частот искомого устройства осуществляют электромагнитной волной с круговой поляризацией поля и согласованным с искомым устройством направлением вращения вектора поляризации. 3. The method according to claim 1, characterized in that the irradiation of the investigated surface of the controlled object with an electromagnetic field of pulsed and continuous radiation of a monochromatic probing signal in the operating frequency range of the desired device is carried out by an electromagnetic wave with circular polarization of the field and the direction of rotation of the polarization vector coordinated with the desired device.
RU2010114650/09A 2010-04-12 2010-04-12 Method of searching for, detecting and recognising electronic devices with semiconductor elements RU2432583C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010114650/09A RU2432583C1 (en) 2010-04-12 2010-04-12 Method of searching for, detecting and recognising electronic devices with semiconductor elements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010114650/09A RU2432583C1 (en) 2010-04-12 2010-04-12 Method of searching for, detecting and recognising electronic devices with semiconductor elements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2432583C1 true RU2432583C1 (en) 2011-10-27

Family

ID=44998173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010114650/09A RU2432583C1 (en) 2010-04-12 2010-04-12 Method of searching for, detecting and recognising electronic devices with semiconductor elements

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2432583C1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2480783C1 (en) * 2011-11-24 2013-04-27 Владимир Иванович Симонов Method for radiolocation of non-linear-inertial objects
RU2501035C1 (en) * 2012-05-21 2013-12-10 федеральное автономное учреждение "Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Федеральной службы по техническому и экспортному контролю" Method of detecting electronic devices
RU2510517C2 (en) * 2012-05-21 2014-03-27 федеральное автономное учреждение "Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Федеральной службы по техническому и экспортному контролю" Nonlinear radar for detecting radioelectronic devices
RU2555516C1 (en) * 2014-04-28 2015-07-10 Андрей Владимирович Симонов Method of detection of electronic devices by impulse metal detector
RU2614038C1 (en) * 2016-01-19 2017-03-22 Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" Method and device for detecting search objects comprising metal contacts in nonlinear short-range radars
RU2621319C1 (en) * 2016-04-26 2017-06-02 Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" Method and device for measuring distance in double-frequency nonlinear radar
RU177053U1 (en) * 2017-06-28 2018-02-08 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) NONLINEAR RADAR
RU2714877C2 (en) * 2015-08-18 2020-02-20 Интердиджитал Се Пэйтент Холдингз Method and device for controlling filter circuit in signal transmission device
EA035399B1 (en) * 2017-12-12 2020-06-08 Общество С Ограниченной Ответственностью "Пнц Взор" Method and system for radar surveillance of targets in various propagation media - air, water, terrestrial
RU2745658C2 (en) * 2018-07-17 2021-03-30 Акционерное общество "Группа Защиты - ЮТТА" Method and device for detecting radio-controlled explosive devices usind unmanned aerial vehicle

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2480783C1 (en) * 2011-11-24 2013-04-27 Владимир Иванович Симонов Method for radiolocation of non-linear-inertial objects
RU2501035C1 (en) * 2012-05-21 2013-12-10 федеральное автономное учреждение "Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Федеральной службы по техническому и экспортному контролю" Method of detecting electronic devices
RU2510517C2 (en) * 2012-05-21 2014-03-27 федеральное автономное учреждение "Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации Федеральной службы по техническому и экспортному контролю" Nonlinear radar for detecting radioelectronic devices
RU2555516C1 (en) * 2014-04-28 2015-07-10 Андрей Владимирович Симонов Method of detection of electronic devices by impulse metal detector
RU2714877C2 (en) * 2015-08-18 2020-02-20 Интердиджитал Се Пэйтент Холдингз Method and device for controlling filter circuit in signal transmission device
RU2614038C1 (en) * 2016-01-19 2017-03-22 Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" Method and device for detecting search objects comprising metal contacts in nonlinear short-range radars
RU2621319C1 (en) * 2016-04-26 2017-06-02 Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" Method and device for measuring distance in double-frequency nonlinear radar
RU177053U1 (en) * 2017-06-28 2018-02-08 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) NONLINEAR RADAR
EA035399B1 (en) * 2017-12-12 2020-06-08 Общество С Ограниченной Ответственностью "Пнц Взор" Method and system for radar surveillance of targets in various propagation media - air, water, terrestrial
RU2745658C2 (en) * 2018-07-17 2021-03-30 Акционерное общество "Группа Защиты - ЮТТА" Method and device for detecting radio-controlled explosive devices usind unmanned aerial vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2432583C1 (en) Method of searching for, detecting and recognising electronic devices with semiconductor elements
US10237765B1 (en) Passive intermodulation (PIM) measuring instrument and method of measuring PIM
US10067226B2 (en) Detection of objects
US20190004171A1 (en) Millimeter wave holographic three-dimensional imaging detection system and method
US9699678B2 (en) Plane wave generation within a small volume of space for evaluation of wireless devices
Horst et al. Design of a compact V-band transceiver and antenna for millimeter-wave imaging systems
US8103604B2 (en) Remote detection and measurement of objects
Liao et al. Large-scale, full-wave-based emulation of step-frequency forward-looking radar imaging in rough terrain environments
US7609164B2 (en) Radio tag evaluation system and method
JP3479311B2 (en) Antenna directivity measurement method and measurement device
RU2371730C1 (en) Method of measuring scattering cross-section of objects and radar system to this end
CN109490880B (en) Double-base satellite-borne interference SAR phase synchronization antenna multipath effect analysis method and system
US10746774B2 (en) Freespace antenna measurement system
López et al. On the use of an Equivalent Currents-based Technique to improve Electromagnetic Imaging
KR101308101B1 (en) Combined Low and High Frequency Band Multiple Ground-Penetrating Radar System, and Control Method Thereof
RU2516221C2 (en) Method of measuring scattering cross-section of objects and multiposition radar measurement system for realising said method
Chen et al. Limitations of the Free Space VSWR Measurements for chamber validations
Orfeo et al. Bistatic antenna configurations for air-launched ground penetrating radar
RU2505838C1 (en) Method for radio location of objects with radar-absorbent coating
Hazmin et al. Non-ionizing radiation exposure: electric field strength measurement around selected base stations in Kuala Nerus
RU2416108C1 (en) Method for complex target location
Antipov et al. Parametric nonlinear locator
RU2222031C1 (en) Method forming sounding signals in complex location system
RU2092874C1 (en) Method of detection of objects in earth and device intended for its realization
Geschke et al. Post-integration Antenna Characterisation for a V-band Drone-detection Radar

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130413