RU2619468C1 - Method of work of the pulsed radar system and device for its realisation - Google Patents

Method of work of the pulsed radar system and device for its realisation Download PDF

Info

Publication number
RU2619468C1
RU2619468C1 RU2016121424A RU2016121424A RU2619468C1 RU 2619468 C1 RU2619468 C1 RU 2619468C1 RU 2016121424 A RU2016121424 A RU 2016121424A RU 2016121424 A RU2016121424 A RU 2016121424A RU 2619468 C1 RU2619468 C1 RU 2619468C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microwave
generator
input
signal
pulses
Prior art date
Application number
RU2016121424A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эдуард Гусманович Зиганшин
Михаил Андреевич Нумеров
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НаноПульс"
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 Общество с ограниченной ответственностью "НаноПульс" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НаноПульс"
Priority to RU2016121424A priority Critical patent/RU2619468C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2619468C1 publication Critical patent/RU2619468C1/en
Priority to PCT/RU2017/000335 priority patent/WO2017217888A1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/04—Systems determining presence of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/021—Auxiliary means for detecting or identifying radar signals or the like, e.g. radar jamming signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/36—Means for anti-jamming, e.g. ECCM, i.e. electronic counter-counter measures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: pulse radar system comprises a short pulse shaper, a radio transmitter module including a series-connected microwave pulse generator and a transmit antenna, and a radio receiver module including a series-connected receive antenna and a phase detector of the receiving radio signal, as well as a microwave reference pulse generator. One of the outputs of the short pulse shaper is connected to the input of the microwave generator of the probe pulses, and the other to the input of the microwave reference pulse generator whose output is connected to the input of the phase detector of the receiving radio signal, the output of which is connected to the control and information processing unit, the system is also equipped with a generator of reference microwave signal and a divisor of the reference microwave signal. The input of the reference microwave generator is connected to the output of the short pulse driver, and its output is to the input of the microwave reference signal splitter, whose outputs are connected to the input of the microwave generator of the probing pulses of the radio transmitting module and to the input of the microwave generator of reference pulses.
EFFECT: improvement of the detection and measurement of the objects to be measured.
2 cl, 4 dwg

Description

Способ обнаружения и измерения объектов ближнего радиуса действия с помощью импульсной радиолокационной системы и импульсная радиолокационная система для его реализацииA method for detecting and measuring near-range objects using a pulsed radar system and a pulsed radar system for its implementation

Изобретение относится к импульсной радиолокационной технике (в том числе сверхширокополосной), преимущественно ближнего радиуса действия (до нескольких десятков метров), и может быть использовано для снижения уровня фазового шума на выходе фазового детектора подобных систем.The invention relates to pulsed radar technology (including ultra-wideband), mainly short-range (up to several tens of meters), and can be used to reduce the phase noise at the output of a phase detector of such systems.

Для оценки новизны заявленного решения рассмотрим ряд известных технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с заявленным устройством признаков.To assess the novelty of the claimed solution, we consider a number of well-known technical devices of a similar purpose, characterized by a combination of features similar to the claimed device.

Обычно, в радиолокационных системах для обеспечения когерентности используются колебания непрерывного генератора, сигнал которого напрямую используется для формирования импульсов генератора передатчика и опорного генератора приемника, см., например, Бакулев П.А. Радиолокационные системы. Учебник для вузов. Москва. Издательство «Радиотехника», 2004, с. 170-172. Данный способ оправдан для дорогих систем, работающих, в том числе, на большие дальности, т.к. для его реализации используются дорогие сверхвысокочастотные (СВЧ) ключи, а непрерывный характер работы СВЧ-генератора приводит к высокому энергопотреблению системы. Для недорогих радиолокационных систем ближнего действия на первый план выходят требования дешевизны, простоты, малого энергопотребления.Usually, in radar systems, to ensure coherence, oscillations of a continuous generator are used, the signal of which is directly used to form pulses of the transmitter generator and the reference generator of the receiver, see, for example, P. Bakulev Radar systems. Textbook for high schools. Moscow. Publishing House "Radio Engineering", 2004, p. 170-172. This method is justified for expensive systems that work, including long-range, because For its implementation, expensive microwave keys are used, and the continuous nature of the microwave generator leads to high power consumption of the system. For low-cost short-range radar systems, the requirements of cheapness, simplicity, low power consumption come to the fore.

Из исследованного уровня техники известен импульсный сверхширокополосный датчик по патенту РФ 2369323, предназначенный для измерения частоты дыхания и сердечных сокращений. Датчик содержит блок управления, выполненный с возможностью формирования временной задержки импульса синхронизации, тракт формирования зондирующего сигнала, передающую и приемную антенны, тракт передатчика зондирующего сигнала, выход которого соединен с передающей антенной, тракт приемника отраженного сигнала, вход которого соединен с приемной антенной, и первый электронный переключатель. Вход первого электронного переключателя соединен с выходом тракта формирования зондирующего сигнала, а его выходы - с входом тракта передатчика зондирующего сигнала и с трактом приемника отраженного сигнала.From the studied prior art known pulse ultra-wideband sensor according to the patent of the Russian Federation 2369323, designed to measure respiratory rate and heart rate. The sensor contains a control unit configured to generate a time delay of the synchronization pulse, a probe signal generating path, a transmitting and receiving antenna, a probe signal transmitter path, the output of which is connected to the transmitting antenna, a reflected signal receiver path, the input of which is connected to the receiving antenna, and the first electronic switch. The input of the first electronic switch is connected to the output of the channel for generating the sounding signal, and its outputs are connected to the input of the channel of the transmitter of the sounding signal and to the path of the receiver of the reflected signal.

Выходы каналов обработки отраженного сигнала, входящих в состав тракта приемника отраженного сигнала, подключены к тракту вычисления частот дыхания и сердечных сокращений. В состав тракта вычисления частот входят два фильтра частот, два сумматора, два блока вычисления амплитуды сигнала, два блока вычисления энергии сигнала, два интегратора, два компаратора, два блока перемножения сигналов, два блока формирования опорного сигнала, второй и третий электронные переключатели. Недостатком данного устройства является то, что длительность опорного импульса всегда равна длительности зондирующего импульса, вследствие чего опорный импульс всегда будет зависим от зондирующего импульса, что ставит в зависимость границы зоны чувствительности устройства по дальности от занимаемой полосы частот и разрешающей способности устройства, что сильно ограничивает функциональные возможности устройства, уменьшая точность, достоверность и дальность измерений.The outputs of the channels for processing the reflected signal, which are part of the path of the receiver of the reflected signal, are connected to the path for calculating respiratory rates and heart rate. The frequency calculation path includes two frequency filters, two adders, two signal amplitude calculation blocks, two signal energy calculation blocks, two integrators, two comparators, two signal multiplication blocks, two reference signal generating blocks, and second and third electronic switches. The disadvantage of this device is that the duration of the reference pulse is always equal to the duration of the probe pulse, as a result of which the reference pulse will always be dependent on the probe pulse, which makes the sensitivity range of the device dependent on the occupied frequency band and resolution of the device, which greatly limits the functional device capabilities, reducing accuracy, reliability and measurement range.

Известно устройство для дистанционного бесконтактного мониторинга параметров жизнедеятельности человека по патенту РФ №2462990, содержащее измерительный модуль с блоком обработки сигнала и родительский блок, причем измерительный модуль выполнен в виде передающего канала и двух независимых приемных каналов, приемные антенны которых, пространственно разнесенные относительно друг друга, связаны соответственно с последовательно соединенными фазовым детектором, полосовым фильтром и усилителем, выходы которых подключены соответственно к входам аналого-цифрового преобразователя, передающий канал реализован в виде последовательно соединенных формирователя коротких импульсов, СВЧ-генератора зондирующих сигналов и передающей антенны, а вторые входы фазовых детекторов первого и второго приемных каналов связаны соответственно через направленные ответвители с выходами СВЧ-генератора зондирующих сигналов передающего канала, кроме того, блок обработки сигнала выполнен на микроконтроллере, входы и выходы которого подключены соответственно к выходу аналого-цифрового преобразователя и входу формирователя коротких импульсов, как и шинами связи соответственно с входами-выходами первого радиотрансивера, первой энергонезависимой памятью и системой контроля заряда, причем выход первого радиотрансивера соединен с приемопередающей антенной первого радиотрансивера, а соответствующие входы-выходы системы контроля заряда связаны соответственно с перезаряжаемым аккумулятором и портом USB, в свою очередь, родительский блок, реализован на втором радиотрансивере, входы-выходы которого подключены соответственно к приемопередающей антенне второго радиотрансивера, второй энергонезависимой памяти, дисплею на органических светодиодах, кнопкам, зуммеру, вибратору и стабилизатору с малым падением напряжения, соответствующий вход которого соединен с электрической батареей. Недостатком данного устройства также является зависимость границы зоны чувствительности устройства по дальности от занимаемой полосы частот и разрешающей способности устройства, что сильно ограничивает функциональные возможности устройства, уменьшая точность, достоверность и дальность измерений.A device for remote non-contact monitoring of vital functions according to the patent of the Russian Federation No. 2462990, containing a measuring module with a signal processing unit and a parent unit, the measuring module is made in the form of a transmitting channel and two independent receiving channels, the receiving antennas of which are spatially spaced relative to each other, connected respectively to a series-connected phase detector, a band-pass filter and an amplifier, the outputs of which are connected respectively to to the inputs of the analog-to-digital converter, the transmitting channel is implemented as a series-connected short-pulse former, a microwave generator of probing signals and a transmitting antenna, and the second inputs of the phase detectors of the first and second receiving channels are connected respectively through directional couplers to the outputs of the microwave generator of the probing signal of the transmitting channel In addition, the signal processing unit is made on a microcontroller, the inputs and outputs of which are connected respectively to the output of the analog-to-digital pre the driver and the input of the short pulse generator, as well as the communication buses, respectively, with the inputs and outputs of the first radio transceiver, the first non-volatile memory and the charge monitoring system, the output of the first radio transceiver connected to the transceiver antenna of the first radio transceiver, and the corresponding inputs and outputs of the charge monitoring system the battery and the USB port, in turn, the parent unit, is implemented on a second radio transceiver, the inputs and outputs of which are connected respectively to a transceiver antenna of a second radio transceiver, a second non-volatile memory, a display with organic LEDs, buttons, a buzzer, a vibrator and a stabilizer with a small voltage drop, the corresponding input of which is connected to an electric battery. The disadvantage of this device is also the dependence of the boundary of the sensitivity zone of the device in range on the occupied frequency band and the resolution of the device, which greatly limits the functionality of the device, reducing the accuracy, reliability and range of measurements.

Указанные недостатки устранены в известном по патенту РФ №2533683 устройстве дистанционного бесконтактного мониторинга параметров жизнедеятельности живого организма, которое содержит по меньшей мере один измерительный блок по меньшей мере один блок управления и обработки информации и по меньшей мере один блок интерфейса, при этом измерительный блок соединен с блоком управления и обработки информации, а блок управления и обработки информации соединен с блоком интерфейса, причем измерительный блок содержит по меньшей мере один радиопередающий модуль, и по меньшей мере один радиоприемный модуль, а блок управления и обработки информации выполнен с возможностью формирования управляющих импульсов для каждого из радиопередающего и радиоприемного модулей произвольно задержанных относительно друг друга по времени, согласно изобретению каждый из радиопередающих модулей и/или каждый из радиоприемных модулей, входящих в состав измерительного блока, выполнен независимым один от другого, а блок управления и обработки информации дополнительно выполнен с возможностью формирования управляющих импульсов для каждого из радиопередающего и радиоприемного модулей, произвольной относительно друг друга длительности.These disadvantages are eliminated in a device for remote non-contact monitoring of vital activity parameters of a living organism known by the RF patent No. 2533683, which comprises at least one measuring unit, at least one control and information processing unit and at least one interface unit, while the measuring unit is connected to a control unit and information processing, and a control unit and information processing is connected to the interface unit, and the measuring unit contains at least one radio the giving module, and at least one radio receiving module, and the information control and processing unit is configured to generate control pulses for each of the radio transmitting and receiving modules arbitrarily delayed relative to each other in time, according to the invention, each of the radio transmitting modules and / or each of the radio receiving the modules that make up the measuring unit is made independent of one another, and the control and information processing unit is additionally configured to control pulses for each of the transmitting and receiving modules, arbitrary duration relative to each other.

Данное устройство характеризуется тем, что каждый радиопередающий модуль содержит последовательно соединенные СВЧ-генератор зондирующих импульсов, усилитель и передающую антенну, а каждый из радиоприемных модулей содержит СВЧ-генератор опорных импульсов, при этом каждый из радиоприемных модулей содержит последовательно соединенные приемную антенну, малошумящий усилитель, фазовый детектор, полосовой фильтр и усилитель, при этом второй вход фазового детектора соединен с выходом СВЧ-генератора опорных импульсов.This device is characterized in that each radio transmitting module contains a serially connected microwave probe pulse generator, an amplifier and a transmitting antenna, and each of the radio receiving modules contains a microwave reference pulse generator, and each of the radio receiving modules contains a receiving antenna in series, a low noise amplifier, a phase detector, a bandpass filter and an amplifier, while the second input of the phase detector is connected to the output of the microwave generator of the reference pulses.

Данное устройство, принятое в качестве прототипа, обеспечивает повышение точности и достоверности измерений при одновременном увеличении дальности действия и уменьшении вероятности обнаружения посторонних ложных объектов за счет того, что наличие СВЧ-генератора зондирующих импульсов в радиопередающем модуле и СВЧ-генератора опорных импульсов в радиоприемном модуле обеспечивает независимость указанных модулей относительно друг друга, что, например, позволяет сформировать короткий зондирующий сигнал с полосой частот шире 500 МГц, соответствующий нормам сверхширокополосных сигналов (UWB), и при этом одновременно сформировать задержанный длинный опорный сигнал для обеспечения требуемой зоны действия устройства по дальности.This device, adopted as a prototype, provides improved accuracy and reliability of measurements while increasing the range and reducing the likelihood of detection of extraneous false objects due to the fact that the presence of a microwave generator of probe pulses in a radio transmitting module and a microwave generator of reference pulses in a radio receiver module the independence of these modules relative to each other, which, for example, allows you to generate a short probing signal with a frequency band wider than 500 MHz, complying with the standards of ultra-wideband signals (UWB), and at the same time generate a delayed long reference signal to provide the desired range of the device in range.

Недостатком данного устройства является наличие фазового шума, что снижает отношение сигнал/шум в приемном тракте устройства и, как следствие, ухудшает характеристики обнаружения и измерения лоцируемых устройством объектов.The disadvantage of this device is the presence of phase noise, which reduces the signal-to-noise ratio in the receiving path of the device and, as a result, worsens the detection and measurement characteristics of the objects located by the device.

Задачей заявляемого изобретения является уменьшения фазового шума, улучшение отношения сигнал/шум в приемнике и улучшение характеристик обнаружения и измерения лоцируемых объектов.The objective of the invention is to reduce phase noise, improving the signal-to-noise ratio in the receiver and improving the detection and measurement of located objects.

Сущность первого независимого объекта заявленного технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше обеспечиваемого изобретением технического результата.The essence of the first independent object of the claimed technical solution is expressed in the following set of essential features, sufficient to achieve the above technical result provided by the invention.

Способ обнаружения и измерения объектов ближнего радиуса действия с помощью импульсной радиолокационной системы, заключающийся в том, что формируют радиосигнал с СВЧ-генератора зондирующих импульсов радиопередающего модуля и излучают его передающей антенной в пространство в сторону наблюдаемого объекта, после чего принимают отраженный от наблюдаемого объекта радиосигнал приемной антенной радиоприемного модуля и подают на вход фазового детектора, на опорный вход которого подают сигнал СВЧ-генератора опорных импульсов, после чего спектр этого сигнала выделяют и подают на блок управления и обработки информации с целью выявления состояний наблюдаемого объекта, отличающийся тем, что формируют дополнительный референсный СВЧ-сигнал, который подают на СВЧ-генератор зондирующих импульсов и СВЧ-генератор опорных импульсов и осуществляют привязку фаз сигналов СВЧ-генератора зондирующих импульсов и СВЧ-генератора опорных импульсов к фазе референсного СВЧ-сигнала.A method for detecting and measuring near-range objects using a pulsed radar system, which consists in generating a radio signal from a microwave generator of probing pulses of a radio transmitting module and emitting it with a transmitting antenna into space toward the observed object, after which the receiving radio signal reflected from the observed object is received antenna of the radio receiving module and is fed to the input of a phase detector, to the reference input of which a signal of a microwave generator of reference pulses is supplied, after which The spectrum of this signal is isolated and fed to the control and information processing unit in order to identify the states of the observed object, characterized in that they form an additional microwave reference signal, which is fed to the microwave probe pulse generator and the microwave reference pulse generator, and the phases of the microwave signals are linked a probe pulse generator and a microwave generator of reference pulses to the phase of the reference microwave signal.

Сущность второго независимого объекта заявленного технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше обеспечиваемого изобретением технического результата.The essence of the second independent object of the claimed technical solution is expressed in the following set of essential features, sufficient to achieve the above technical result provided by the invention.

Импульсная радиолокационная система для реализации способа по п. 1, содержащая формирователь коротких импульсов, радиопередающий модуль, включающий последовательно соединенные СВЧ-генератор зондирующих импульсов и передающую антенну, и радиоприемный модуль, включающий последовательно соединенные приемную антенну и фазовый детектор приемного радиосигнала, а также СВЧ-генератор опорных импульсов, при этом один их выходов формирователя коротких импульсов соединен с входом СВЧ-генератора зондирующих импульсов, а другой - с входом СВЧ-генератора опорных импульсов, выход которого соединен с входом фазового детектора приемного радиосигнала, выход которого связан с блоком управления и обработки информации, отличающаяся тем, что она снабжена генератором и делителем референсного СВЧ-сигнала, при этом вход генератора референсного СВЧ-сигнала соединен с выходом формирователя коротких импульсов, а его выход - с входом делителя референсного СВЧ-сигнала, выходы которого соединены с входом СВЧ-генератора зондирующих импульсов радиопередающего модуля и с входом СВЧ-генератора опорных импульсов.A pulsed radar system for implementing the method according to claim 1, comprising a short pulse shaper, a radio transmitting module including a serially connected microwave probe pulse generator and a transmitting antenna, and a radio receiving module including a receiving antenna and a phase detector of the receiving radio signal in series, as well as a microwave a reference pulse generator, while one of the outputs of the short pulse shaper is connected to the input of the microwave generator of the probe pulses, and the other to the input of the microwave reference pulse nerator, the output of which is connected to the input of the phase detector of the receiving radio signal, the output of which is connected to the control and information processing unit, characterized in that it is equipped with a generator and a divider of the reference microwave signal, while the input of the generator of the reference microwave signal is connected to the output of the driver short pulses, and its output is with the input of the divider of the reference microwave signal, the outputs of which are connected to the input of the microwave generator of the probe pulses of the radio transmitting module and to the input of the microwave generator ornyh pulses.

Заявленная совокупность существенных признаков обеспечивает достижение технического результата, который заключается в том, что подача СВЧ сигнала с референсного генератора на СВЧ-генератор зондирующих импульсов и СВЧ-генератор опорных импульсов привязывает фазы сигналов СВЧ-генератора зондирующих импульсов и фазы сигналов СВЧ-генератора опорных импульсов к фазе референсного СВЧ-сигнала, что, в конечном счете, приводит к значительному уменьшению «дрожания» фаз обоих генераторов и, как следствие, уменьшению фазового шума на выходе фазового детектора, что приводит к улучшению характеристик обнаружения и измерения лоцируемых объектов.The claimed combination of essential features ensures the achievement of a technical result, which consists in the fact that the supply of a microwave signal from a reference generator to a microwave probe pulse generator and a microwave reference pulse generator links the phases of the microwave generator of the probe pulses and the phases of the microwave signal of the reference pulses to phase of the microwave reference signal, which ultimately leads to a significant reduction in the “jitter” of the phases of both generators and, as a result, to a decrease in the phase noise at the output ovogo detector, which leads to improved detection characteristics and measurements of located objects.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, на котором на фиг. 1 представлена блок-схема заявленной импульсной радиолокационной системы, на фиг. 2 - сравнение графиков шума на выходе фазового детектора системы при отключенном (верхний график) и включенном (нижний график) генераторе референсного СВЧ-сигнала, на фиг. 3 - «дрожание» фазы сигнала на выходе СВЧ-генератора зондирующих импульсов и СВЧ-генератора опорных импульсов при отсутствии референсного СВЧ-сигнала, на фиг. 4 - то же, при наличии референсного СВЧ-сигнала.The essence of the claimed technical solution is illustrated by drawings, on which in FIG. 1 is a block diagram of the inventive pulsed radar system; FIG. 2 - comparison of noise graphs at the output of the phase detector of the system with the generator (reference graph) turned off (upper graph) and the reference microwave signal turned on (FIG. 3 - “jitter” of the phase of the signal at the output of the microwave generator of the probe pulses and the microwave generator of the reference pulses in the absence of a reference microwave signal, FIG. 4 - the same, in the presence of a reference microwave signal.

Импульсная радиолокационная система содержит формирователь коротких импульсов 1, радиопередающий модуль, включающий последовательно соединенные СВЧ-генератор зондирующих импульсов 2 и передающую антенну 3, и радиоприемный модуль, включающий последовательно соединенные приемную антенну 4 и фазовый детектор приемного радиосигнала 5, а также СВЧ-генератор опорных импульсов 6. Один из выходов формирователя коротких импульсов 1 соединен с входом СВЧ-генератора зондирующих импульсов 2, а другой - с входом СВЧ-генератора опорных импульсов 6, выход которого соединен с входом фазового детектора приемного радиосигнала 5, выход которого связан с блоком управления и обработки информации (на чертеже условно не показан). Система снабжена генератором референсного СВЧ-сигнала 7 и делителем референсного СВЧ-сигнала 8, при этом вход генератора референсного СВЧ-сигнала 7 соединен с выходом формирователя коротких импульсов 1, а его выход - с входом делителя референсного СВЧ-сигнала 8, выходы которого соединены с входом СВЧ-генератора зондирующих импульсов 2 радиопередающего модуля и с входом СВЧ-генератора опорных импульсов 6.The pulsed radar system comprises a short pulse shaper 1, a radio transmitting module including a series-connected microwave generator of sounding pulses 2 and a transmitting antenna 3, and a radio receiving module including a series-connected receiving antenna 4 and a phase detector of the receiving radio signal 5, as well as a microwave reference pulse generator 6. One of the outputs of the short pulse former 1 is connected to the input of the microwave generator of the probe pulses 2, and the other to the input of the microwave generator of the reference pulses 6, you od coupled to an input of a phase detector receiving the radio signal 5 whose output is connected to the control and processing unit (the drawing is not shown). The system is equipped with a reference microwave signal generator 7 and a reference microwave signal divider 8, while the input of the reference microwave signal generator 7 is connected to the output of the short pulse former 1, and its output is connected to the input of the reference microwave signal divider 8, the outputs of which are connected to the input of the microwave generator of the probe pulses 2 of the radio transmitting module and with the input of the microwave generator of the reference pulses 6.

Импульсная радиолокационная система работает следующим образом.Pulse radar system operates as follows.

Референсный СВЧ-сигнал с генератора 7 подают на вход СВЧ-генератора зондирующих импульсов 2 радиопередающего модуля и на вход СВЧ-генератора опорных импульсов 6. В результате этого осуществляется связь между генераторами 2 и 6, которая способствует привязке фазы сигналов этих генераторов к фазе референсного СВЧ-сигнала генератора 7. Тем самым значительно уменьшается «дрожание» фазы сигналов генераторов 2 и 6, как следствие, уменьшается фазовый шум на выходе фазового детектора приемного радиосигнала 5, соединенного с входом блока управления и обработки информации, что, в конечном счете, приводит к улучшению характеристик обнаружения и измерения лоцируемых объектов.The reference microwave signal from the generator 7 is fed to the input of the microwave generator of the probe pulses 2 of the radio transmitting module and to the input of the microwave generator of the reference pulses 6. As a result, a connection is made between the generators 2 and 6, which helps to link the phase of the signals of these generators to the phase of the reference microwave -signal of the generator 7. Thus, the “jitter” of the phase of the signals of the generators 2 and 6 is significantly reduced, as a result, the phase noise at the output of the phase detector of the receiving radio signal 5 connected to the input of the control unit is reduced and information processing, which, ultimately, leads to an improvement in the detection and measurement of located objects.

Эффективность заявленного способа была экспериментально проверена путем исследования сигнала на выходе генераторов 2 и 6 и фазового детектора приемного радиосигнала 5 при отсутствии референсного СВЧ-сигнала с генератора 7 и при его наличии. При отсутствии референсного СВЧ-сигнала с генератора 7 в сигналах на выходе генераторов 2 и 6 был отмечен высокий уровень «дрожания» фаз сигналов (Фиг. 3), а на выходе фазового детектора 5 высокий уровень шума (Фиг. 2, верхний график). При наличии референсного СВЧ-сигнала с генератора 7 «дрожание» фаз на выходе генераторов 2 и 6 заметно снижается (Фиг. 4), в результате чего снижается шум на выходе фазового детектора 5 (Фиг. 2, нижний график).The effectiveness of the claimed method was experimentally verified by examining the signal at the output of the generators 2 and 6 and the phase detector of the receiving radio signal 5 in the absence of a reference microwave signal from the generator 7 and in its presence. In the absence of a reference microwave signal from the generator 7, the signals at the output of the generators 2 and 6 showed a high level of jitter of the signal phases (Fig. 3), and a high noise level at the output of the phase detector 5 (Fig. 2, upper graph). In the presence of a reference microwave signal from the generator 7, the “jitter” of the phases at the output of the generators 2 and 6 is significantly reduced (Fig. 4), resulting in a decrease in noise at the output of the phase detector 5 (Fig. 2, lower graph).

Claims (2)

1. Способ обнаружения и измерения объектов ближнего радиуса действия с помощью импульсной радиолокационной системы, заключающийся в том, что формируют радиосигнал с СВЧ-генератора зондирующих импульсов радиопередающего модуля и излучают его передающей антенной в пространство в сторону наблюдаемого объекта, после чего принимают отраженный от наблюдаемого объекта радиосигнал приемной антенной радиоприемного модуля и подают на вход фазового детектора, на опорный вход которого подают сигнал СВЧ-генератора опорных импульсов, после чего спектр этого сигнала выделяют и подают на блок управления и обработки информации с целью выявления состояний наблюдаемого объекта, отличающийся тем, что формируют дополнительный референсный СВЧ-сигнал, который подают на СВЧ-генератор зондирующих импульсов и СВЧ-генератор опорных импульсов и осуществляют привязку фаз сигналов СВЧ-генератора зондирующих импульсов и СВЧ-генератора опорных импульсов к фазе референсного СВЧ-сигнала.1. A method for detecting and measuring near-range objects using a pulsed radar system, which consists in generating a radio signal from a microwave generator of probing pulses of a radio transmitting module and emitting it with a transmitting antenna into space toward the observed object, after which they receive reflected from the observed object the radio signal by the receiving antenna of the radio receiving module and is fed to the input of the phase detector, to the reference input of which the signal of the microwave generator of the reference pulses is supplied, after which the spectrum of this signal is isolated and fed to the control and information processing unit in order to identify the states of the observed object, characterized in that they form an additional microwave reference signal, which is fed to the microwave probe pulse generator and the microwave reference pulse generator, and the phases of the microwave signals are linked a probe pulse generator and a microwave generator of reference pulses to the phase of the reference microwave signal. 2. Импульсная радиолокационная система для реализации способа по п. 1, содержащая формирователь коротких импульсов, радиопередающий модуль, включающий последовательно соединенные СВЧ-генератор зондирующих импульсов и передающую антенну, и радиоприемный модуль, включающий последовательно соединенные приемную антенну и фазовый детектор приемного радиосигнала, а также СВЧ-генератор опорных импульсов, при этом один их выходов формирователя коротких импульсов соединен с входом СВЧ-генератора зондирующих импульсов, а другой - с входом СВЧ-генератора опорных импульсов, выход которого соединен с входом фазового детектора приемного радиосигнала, выход которого связан с блоком управления и обработки информации, отличающаяся тем, что она снабжена генератором и делителем референсного СВЧ-сигнала, при этом вход генератора референсного СВЧ-сигнала соединен с выходом формирователя коротких импульсов, а его выход - с входом делителя референсного СВЧ-сигнала, выходы которого соединены с входом СВЧ-генератора зондирующих импульсов радиопередающего модуля и с входом СВЧ-генератора опорных импульсов.2. A pulsed radar system for implementing the method according to claim 1, comprising a short pulse shaper, a radio transmitting module including a serially connected microwave probe pulse generator and a transmitting antenna, and a radio receiving module including a receiving antenna and a phase detector of the receiving radio signal in series, and Microwave generator of reference pulses, while one of the outputs of the shaper of short pulses is connected to the input of the microwave generator of the probe pulses, and the other to the input of the microwave the reference pulse generator, the output of which is connected to the input of the phase detector of the receiving radio signal, the output of which is connected to the control and information processing unit, characterized in that it is provided with a generator and a divider of the reference microwave signal, while the input of the generator of the reference microwave signal is connected to the output of the driver short pulses, and its output is with the input of the microwave reference signal divider, the outputs of which are connected to the input of the microwave generator of the probe pulses of the radio transmitting module and to the input of the microwave generator reference pulses.
RU2016121424A 2016-05-31 2016-05-31 Method of work of the pulsed radar system and device for its realisation RU2619468C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016121424A RU2619468C1 (en) 2016-05-31 2016-05-31 Method of work of the pulsed radar system and device for its realisation
PCT/RU2017/000335 WO2017217888A1 (en) 2016-05-31 2017-05-23 Method and pulse radar for detecting and measuring objects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016121424A RU2619468C1 (en) 2016-05-31 2016-05-31 Method of work of the pulsed radar system and device for its realisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2619468C1 true RU2619468C1 (en) 2017-05-16

Family

ID=58716105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016121424A RU2619468C1 (en) 2016-05-31 2016-05-31 Method of work of the pulsed radar system and device for its realisation

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2619468C1 (en)
WO (1) WO2017217888A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111596378A (en) * 2020-04-24 2020-08-28 一汽奔腾轿车有限公司 Living body monitoring and detecting unit device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10502827B2 (en) * 2018-05-10 2019-12-10 GM Global Technology Operations LLC Addressing inter-node phase noise in non-coherent radar system

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4818999A (en) * 1986-10-29 1989-04-04 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method and apparatus for measuring frequency and phase difference
US4855944A (en) * 1987-09-04 1989-08-08 Rockwell International Corporation Noise generator with shaped spectrum
US5243303A (en) * 1991-02-01 1993-09-07 Sharp Kabushiki Kaishi Pseudo-random noise signal generator
RU2133552C1 (en) * 1998-04-24 1999-07-20 Пензенский технологический институт Pulse generator with normalized phase noise
RU2392704C1 (en) * 2008-10-09 2010-06-20 ОАО "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Method of increasing broadbandness of transceiving module of phased antenna array using signal generation through direct digital synthesis, and embodiments thereof
RU2412450C2 (en) * 2008-03-11 2011-02-20 ОАО "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Method of reducing lower boundary of low altitude measurement to zero and design of coherent impulse doppler radioaltimetre to this end
RU2533683C2 (en) * 2012-09-21 2014-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "НаноПульс" (ООО "НаноПульс") Device for remote non-contact monitoring of parameters of living body vital activity

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5952955A (en) * 1997-12-23 1999-09-14 Raytheon Company Compensation for radar path length variation and phase error

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4818999A (en) * 1986-10-29 1989-04-04 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method and apparatus for measuring frequency and phase difference
US4855944A (en) * 1987-09-04 1989-08-08 Rockwell International Corporation Noise generator with shaped spectrum
US5243303A (en) * 1991-02-01 1993-09-07 Sharp Kabushiki Kaishi Pseudo-random noise signal generator
RU2133552C1 (en) * 1998-04-24 1999-07-20 Пензенский технологический институт Pulse generator with normalized phase noise
RU2412450C2 (en) * 2008-03-11 2011-02-20 ОАО "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Method of reducing lower boundary of low altitude measurement to zero and design of coherent impulse doppler radioaltimetre to this end
RU2392704C1 (en) * 2008-10-09 2010-06-20 ОАО "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Method of increasing broadbandness of transceiving module of phased antenna array using signal generation through direct digital synthesis, and embodiments thereof
RU2533683C2 (en) * 2012-09-21 2014-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "НаноПульс" (ООО "НаноПульс") Device for remote non-contact monitoring of parameters of living body vital activity

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RU 2533683 C2, 20/11/2014. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111596378A (en) * 2020-04-24 2020-08-28 一汽奔腾轿车有限公司 Living body monitoring and detecting unit device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017217888A1 (en) 2017-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100533171C (en) Radar apparatus
RU2007145206A (en) RADIO FREQUENCY SYSTEM FOR MONITORING OBJECTS
RU2412450C2 (en) Method of reducing lower boundary of low altitude measurement to zero and design of coherent impulse doppler radioaltimetre to this end
RU2619468C1 (en) Method of work of the pulsed radar system and device for its realisation
KR20120064532A (en) Receiver of pulse radar
RU2436116C1 (en) Method of determining range to earth's surface
EP3007145B1 (en) Intrusion detector and method for improved sensitivity
RU2009137215A (en) METHOD FOR DETECTING MOVING OBJECTS THROUGH NON-TRANSPARENT OBSTACLES AND DEVICE FOR ITS DETECTION
RU2507505C1 (en) Method of detecting and identifying explosives and narcotic drugs and apparatus for realising said method
RU2632564C1 (en) Method of detecting and identifying explosives and narcotic substances and device for its implementation
Li et al. Detection of trapped survivors using 270/400 MHz dual-frequency IR-UWB radar based on time division multiplexing
RU118129U1 (en) RADAR FOR NEAR RADAR
RU2653307C1 (en) Security system on the basis of the radiation cable
RU193652U1 (en) A device for detecting objects by a long-range portrait with multilevel quantization
CN101995570A (en) Single-frequency non-modulated continuous sine wave distance meter
De Angelis et al. A flexible UWB sensor for indoor localization
RU165153U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE LOCATION OF THE SIGNAL SOURCE
Werfelli et al. Receiver design for UWB communications
RU165152U1 (en) DEVICE FOR SINGLE-POINT SIGNAL SOURCE
RU2471139C1 (en) Radar for shaping of command for launching of protective ammunition
RU2559149C1 (en) Device for determination of direction and distance to signal source
RU2559298C1 (en) Device determining direction and distance to signal source
RU2305853C2 (en) Device for primary processing of signals of radiolocation station which uses two series of probing impulses
RU2677853C9 (en) Radar ranging station with quasi-continuous noise signal
RU165997U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE DIRECTION AND RANGE TO THE SOURCE OF SIGNALS