Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА О СОСТОЯНИИ ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА О СОСТОЯНИИ ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА О СОСТОЯНИИ ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в радиотехнике для получения в отраженном сигнале информации о состоянии объекта. Сущность изобретения: устройство, реализующее способ, содержит K, где K 2, 3, . . . , приемных электрических диполей 1, 2, 3, K отражательных электрических диполей 4, 5, 6, K нелинейных элементов 7, 8, 9, K элементов переключения 10, 11, 12, передающую антенну 13, приемную антенну 14, выходную шину передатчика 15, входную шину приемника 16, многоканальный передатчик с управлением 17, блок сопряжения 18, шину управления, шину сигнала окончания цикла 20, K приемников 21, 22, 23, K блоков формирования сигналов распознования 24, 25, 26, регистр памяти 27, дешифратор 28, блок сигнализации 29. 14 - 16 - 18 - 21 - 24 - 27 - 28 - 29, 18 - 22 - 25 - 27, 18 - 23 - 26 - 27, 17 - 15 - 13, 3 - 9 - 12 - 6, 2 - 8 - 11 - 5, 1 - 7 - 10 - 4, 17 - 20 - 27. 1 с. п. ф-лы, 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2010261
Класс(ы) патента: G01S13/78
Номер заявки: 5015525/09
Дата подачи заявки: 03.12.1991
Дата публикации: 30.03.1994
Заявитель(и): Емельянов С.Ю.; Емельянов Ю.А.; Чистяков Б.В.
Автор(ы): Емельянов С.Ю.; Емельянов Ю.А.; Чистяков Б.В.
Патентообладатель(и): Товарищество с ограниченной ответственностью "Элес"
Описание изобретения: Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для получения в отраженном сигнале информации о состоянии объекта и выделения отраженного сигнала на фоне пассивных помех.
Известен способ получения информации о состоянии объекта, реализованный в устройстве (1), при котором формируют зондирующий сигнал высокой частоты и излучают его в сторону объекта, принимают зондирующий сигнал высокой частоты на объекте, принимают отраженный объектом сигнал высокой частоты с последующим получением информации о состоянии объекта.
Однако данный способ не обеспечивает достаточно высокий коэффициент полезного действия, высокую надежность и информативность.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ, реализованный в устройстве (2), при котором формируют зондирующий сигнал высокой частоты и излучают его в сторону объекта, принимают зондирующий сигнал высокой частоты приемным электрическим диполем отражателя, установленного на объекте, принимают отраженный объектом сигнал высокой частоты с последующим получением информации о состоянии объекта.
Однако этот способ имеет те же недостатки.
Целью изобретения является повышение коэффициента полезного действия, надежности и информативности.
Поставленная цель достигается тем, что усовершенствуется способ получения информации о состоянии объекта, при котором формируют зондирующий сигнал высокой частоты и излучают его в сторону объекта, принимают зондирующий сигнал высокой частоты приемным электрическим диполем отражателя, установленного на объекте, принимают отраженный объектом сигнал высокой частоты с последующим получением информации о состоянии объекта.
Отличительные признаки способа получения информации о состоянии объекта заключаются в том, что формируют и излучают в сторону объекта К, где К = 2, 3, . . . зондирующих сигналов высокой частоты Fo, Fo + Δ F1, Fo + Δ F2, . . . , Fo + Δ Fi, . . . , Fo + Δ Fk при этом Δ Fi ≥ Fn, где Fn - полоса пропускания i-го приемного электрического диполя отражателя в условиях эксплуатации, принимают излученные сигналы на объекте и осуществляют в соответствующих приемных электрических диполях отражателя объекта предыскажение зондирующих сигналов высоких частот, формируют из полученных сигналов предыскажения в соответствующих отражательных электрических диполях отражателя объекта сигналы вторых гармонических составляющих 2Fo, 2(Fo + Δ F1), 2(Fo + Δ F2), . . . , 2(Fo + Δ Fi), . . . , 2(Fo+ Δ Fk), отражают полученный кодовый сигнал информации о состоянии объекта, принимают его и выделяют сигналы вторых гармоник в К приемниках, настроенных соответственно на частоты 2Fo, 2(Fo + Δ F1), 2(Fo + Δ F2), . . . , 2(Fo + Δ Fi), . . . , 2(Fo + Δ Fk), с последующей регистрацией, дешифрированием и получением информации о состоянии объекта.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту устройством, реализующим предлагаемый способ, является устройство получения информации о состоянии объекта (2), содержащее передающую антенну, приемную антенну, приемник и размещенные на объекте приемный электрический диполь, настроенный на частоту зондирующего сигнала Fo, отражательный электрический диполь, в разрыв приемного электрического диполя включены параллельно соединенные нелинейный элемент и элемент переключения, а к точкам разрыва подключен отражательный электрический диполь.
Отличительными признаками устройства, реализующего предложенный способ, являются следующие.
Устройство содержит К-1 отражательных электрических диполей, настроенных соответственно на частоты зондирующих сигналов Fo + Δ F1, Fo+ Δ F2, . . . , Fo + Δ Fi, . . . , Fo + Δ Fk, в разрыв которых включены цепочки из параллельно включенных нелинейного элемента и элемента переключения, а к каждой точке разрыва подключены отражательные электрические диполи, настроенные соответственно на частоты вторых гармоник зондирующих сигналов 2Fo, 2(Fo + Δ F1), 2(Fo + Δ F2), . . . , 2(Fo+ Δ Fi), . . . , 2(Fo + Δ Fk), многоканальный передатчик с управлением, К-1 приемник, К блоков формирования сигналов распознавания, блок сопряжения, последовательно соединенные регистр, дешифратор и блок сигнализации, выход приемной антенны подключен к входу блока сопряжения, К выходов которого соединены с входами К приемников соответственно, выходы К приемников подключены к входам К блоков формирования сигналов распознавания соответственно, выходы которых подключены к соответствующим входам регистра, установочный вход которого соединен с шиной сигнала окончания цикла многоканального передатчика с управлением, выход которого подключен к входу передающей антенны.
Сущность изобретения заключается в том, что на объекте отсутствует источник питания, а отражение принятых зондирующих сигналов Fo, Fo + Δ F1, Fo + Δ F2, . . . , Fo + Δ Fi, . . . , Fo + Δ Fkосуществляется только на частотах вторых гармоник 2Fo, 2(Fo + Δ F1), 2(Fo + Δ F2), . . . , 2(Fo + Δ Fi), . . . , 2(Fo + Δ Fk), имеющих наибольшую энергетическую плотность.
Таким образом, при увеличении информативности существенно повышается КПД в связи с отсутствием потребления энергии на объекте. Кроме того, существенно повышается и надежность, так как отсутствуют элементы питания, наименее надежные и недолговечные устройства.
На фиг. 1 приведена структурная схема реализации одного из вариантов устройства получения информации о состоянии объекта; на фиг. 2 - структурная схема многоканального передатчика с управлением.
Устройство содержит приемные электрические диполи 1, 2 и 3, настроенные каждый на соответствующую частоту зондирующих сигналов Fo, Fo + Δ F1, Fo + Δ F2, . . . , Fo + Δ Fk, отражательные электрические диполи 4, 5 и 6, настроенные соответственно на частоты вторых гармоник 2Fo, 2(Fo + Δ F1), 2(Fo + Δ F2), . . . , 2(Fo + Δ Fk), нелинейные элементы 7, 8 и 9, элементы 10, 11 и 12 переключения, передающую антенну 13, приемную антенну 14, выходную шину 15 передатчика, входную шину 16 приемника, многоканальный передатчик 17 с управлением, блок 18 сопряжения, шину 19 управления, шину 20 сигнала окончания цикла, приемники 21, 22 и 23, блоки 24, 25 и 26 формирования сигналов распознавания, регистр 27 памяти, дешифратор 28, блок 29 сигнализации, передающий радиоканал 42, приемный радиоканал 43.
К обеим точкам разрыва каждого приемного электрического диполя 1, 2 и 3 подключены нелинейные элементы 7, 8 и 9 с параллельно подключенными к ним элементами 10, 11 и 12 переключения соответственно и отражательные электрические диполи 4, 5 и 6. Приемные и отражательные электрические диполи, расположенные на объекте, связаны с приемной и передающей антеннами, расположенными в составе аппаратуры распознавания, при помощи радиоканалов 43 и 42 соответственно. Вход передающей антенны 13 подключен к выходу многоканального передатчика 17 с управлением через выходную шину 15 передатчика. Выход приемной антенны 14 подключен к входам приемников 21, 22 и 23 через входную шину 16 приемника и блок 18 сопряжения. Выходы приемников 21, 22 и 23 подключены соответственно к входам блоков 24, 25 и 26 формирования сигналов распознавания, выходы которых подключены к входам регистра 27 памяти, входы блока 29 сигнализации подключены к выходам дешифратора 28, вход установки в "0" регистра 27 памяти связан с первым выходом 20 многоканального передатчика 17 с управлением.
Многоканальный передатчик 17 с управлением (см. фиг. 2) содержит управляемый генератор 30 импульсов, счетчик 31, дешифратор 32, формирователи 33-36 сигналов, СВЧ-генераторы 37-40, волноводный объединитель (сборку) 41, выходную шину 15 и шину 19 управления.
Вход управляемого генератора 30 импульсов подключен к шине 19 управления, а выход - к счетному входу счетчика 31, первый, второй, третий и четвертый информационные выходы счетчика 31 подсоединены к первому, второму, третьему и четвертому входам дешифратора 32, первый, второй, третий и четвертый выходы которого связаны с входами соответственно первого, второго, третьего и четвертого формирователей 33-36 сигналов, входы и выходы СВЧ-генераторов 37-40 подключены соответственно к выходам формирователей 33-36 и к входам волноводного объединителя 41, выход которого связан с выходной шиной 15 передатчика.
Многоканальный передатчик 17 с управлением (см. фиг. 2) работает следующим образом.
Сигналы с выхода управляемого генератора 30 импульсов подаются на счетный вход счетчика 31, где осуществляется их пересчет. С информационных выходов счетчика 31 сигналы кодовых комбинаций подаются на входы дешифратора 32, который осуществляет преобразование двоичного кода в позиционный. При этом каждому значению двоичного кода соответствует сигнал на определенном выходе дешифратора 32. Сигналы с выходов дешифратора 32 далее формируются по длительности и амплитуде с помощью формирователей 33-36. Сформированные соответствующим образом сигналы с выходов формирователей подаются на входы СВЧ-генераторов 37-40, осуществляя модуляцию сигналов высокой частоты соответственно Fo, Fo + Δ F1, Fo + Δ F2, Fo + Δ F3. При этом с выходов СВЧ-генераторов 37-40 имеют место посылки импульсных высокочастотных сигналов. Причем с выхода СВЧ-генератора 38 импульсный высокочастотный сигнал сдвинут по времени относительно сигнала с выхода СВЧ-генератора 37 на величину периода сигналов с выхода генератора 30 импульсов. В свою очередь сигнал с выхода СВЧ-генератора 39 сдвинут по времени относительно сигнала с выхода СВЧ-генератора 38 на величину периода сигналов с выхода генератора 30 импульсов. И так далее.
Посылки импульсных высокочастотных сигналов с выходов СВЧ-генераторов 37-40 далее объединяются в один передающий канал с помощью волноводного объединителя 41 сигналов. При этом на его выходе имеет место последовательность посылок стабильных импульсных зондирующих сигналов высоких частот Fo, Fo + Δ F1, Fo + Δ F2, Fo + Δ F3, которые подаются на выходную шину 15 передатчика. Для обеспечения возможности оперативного изменения временного сдвига между импульсами предусматривается возможность изменения частоты импульсов с выхода генератора 30 с помощью подачи сигналов управления с шины 19 управления на управляющий вход генератора.
Формирование импульсных посылок осуществляется циклически. В конце каждого цикла на выходе счетчика 31 вырабатывается сигнал окончания цикла, который подается на шину 20 сигнала окончания цикла, который далее используется для обнуления регистра 27 памяти.
Устройство получения информации о состоянии объекта (см. фиг. 1) работает следующим образом.
Многоканальный передатчик 17 с управлением вырабатывает в каждой посылке последовательность зондирующих импульсов с частотой Fo, Fo + Δ F1, Fo + Δ F2, Fo + + Δ F3, . . . , Fo + Δ Fk. Эти сигналы подаются через выходную шину 15 передатчика на вход передающей антенны 13, которая излучает их в эфир.
Зондирующие сигналы принимаются соответственно приемными электрическими диполями 1, 2, 3, . . . , К. Сигналы, наведенные в них, подаются на входы нелинейных элементов 7, 8, 9, . . . , К с параллельно подключенными к ним элементами переключения 10, 11, 12, . . . , К. В результате через эти цепочки начинает протекать ток. В зависимости от положения элементов переключения, характеризующих состояние объекта, имеет место либо наличие отраженных сигналов от соответствующих диполей, либо их отсутствие.
В случае, если элемент переключения разомкнут, рабочая точка нелинейного элемента находится в нелинейной области. При этом на нелинейном элементе при приеме соответствующим диполем зондирующего сигнала появляются гармонические составляющие этого сигнала.
Эти сигналы подаются на отражательные электрические диполи, связанные с нелинейным элементом и настроенные на вторые гармоники (имеющие наибольшую энергетическую плотность) 2Fo, 2(Fo + Δ F1), 2(Fo + Δ F2), 2(Fo + Δ F3), . . . , 2(Fo + Δ Fk). При этом осуществляется излучение в эфир сигнала на данной частоте.
В случае, если элемент переключения замкнут, то нелинейный элемент исключается из цепи, в которой действуют сигналы с выходов диполей. При этом очевидно, что на нелинейном элементе при приеме зондирующего сигнала отсутствуют гармонические составляющие этого сигнала и, следовательно, не происходит излучения сигнала в эфир с отражательных электрических диполей, связанных с данным нелинейным элементом.
Сигналы, излучаемые отражательными электрическими диполями 4, 5, 6, . . . , К, принимаются приемной антенной 14 и далее с ее выхода подаются через входную шину 16 приемника и блок 18 сопряжения на входы приемников 21, 22, 23, . . . , К. Поскольку каждый из приемных каналов настроен на свою частоту, то принятый сигнал проходит в тот приемный канал, который настроен на его частоту.
С выходов приемных каналов сигналы формируются с помощью формирователей 24, 25, 26, . . . , К сигналов и далее с их выходов подаются на входы регистра 27 памяти, где запоминаются. С выходов регистра 27 памяти сигналы подаются на входы дешифратора 28. Дешифратор 28 служит для согласования сигналов с целью обеспечения возможности оптимального оповещения. С выходов дешифратора сигналы подаются на вход блока 29 сигнализации и оповещения.
Следует отметить, что с началом каждого цикла зондирования регистр 27 памяти обнуляется сигналом, поступающим с выхода многоканального передатчика 17 через шину 20, и описанный процесс повторяется.
Блок 18 сопряжения предназначен для осуществления сопряжения между выходом приемной антенны 14 и входами приемников 21, 22 и 23.
Управляемый генератор 30 импульсов представляет собой генератор частоты с цепочкой управления частотой сигналом напряжения и выходным формирователем импульсов для работы с цифровыми элементами. (56) 1. Патент США N 4090198, кл. 560-99, 1978.
2. Патент США N 3108275, кл. 343-18, 1960.
Формула изобретения: СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА О СОСТОЯНИИ ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Способ фоpмиpования сигнала о состоянии объекта, пpи котоpом фоpмиpуют зондиpующий сигнал высокой частоты F0 и излучают его в стоpону объекта, пpинимают зондиpующий сигнал высокой частоты пpиемным электpическим диполем отpажателя, установленного на объекте, пpедискажают в зависимости от состояния объекта, пpинимают отpаженный объектом сигнал высокой частоты с последующим получением инфоpмации о состоянии объекта, отличающийся тем, что дополнительно фоpмиpуют и излучают в стоpону объекта К-1, где К= 2,3, . . . , зондиpующих сигналов высокой частоты, Fo+ΔF1 , Fo+ΔF2 , . . . , Fo+ΔFi , . . . , Fo+ΔFk , пpи этом ΔFi ≥ Fп , где Fn - полоса пpопускания i-го пpиемного электpического диполя отpажателя в условиях эксплуатации, пpинимают излучение сигналы на объекте и осуществляют в соответствующих пpиемных электpических диполях отpажателя объекта пpедискажение зондиpующих сигналов высоких частот в зависимости от состояния объекта, фоpмиpуют из полученных сигналов пpедискажения в соответствующих отpажательных электpических диполях отpажателя объекта сигналы втоpых гаpмонических составляющих 2F0, { 2(Fо+ΔF1), } , 2(Fo+ΔF2) , . . . , 2(Fo+ΔFi) , . . . , 2(Fo+ΔFk) , пpедставляющие собой кодовый сигнал инфоpмации, в котоpом наличие гаpмонического сигнала символизиpует собой "I", а его отсутствие - "0", отpажает полученный кодовый сигнал инфоpмации о состоянии объекта, пpинимают его и выделяют сигналы втоpых гаpмоник в K пpиемниках, настpоенных соответственно на частоте 2F, 2(Fo+ΔF1) , 2(Fo+ΔF2) , . . . , 2(Fo+ΔFi) , . . . , 2(Fo+ΔFk) , с последующей pегистpацией, дешифpиpованием, получением инфоpмации о состоянии объекта, опpеделением его значения и фоpмиpовании сигнала оповещения.
2. Устpойство фоpмиpования сигнала о состоянии объекта, содеpжащее пеpедающую антенну, пpиемную антенну, пpиемник и pазмещенные на объекте пpиемный электpический диполь, настpоенный на частоту зондиpующего сигнала F0, отpажательный электpический диполь, в pазpыв пpиемного электpического диполя включены паpаллельно соединенные нелинейные элемент и элемент пеpеключения, а к точкам pазpыва подключен отpажательный электpический диполь, отличающееся тем, что введены K-1 отpажательных электpических диполей, где K= 2,3. . . , и K-1 пpиемных электpических диполей, настpоенных соответственно на частоты зондиpующих сигналов Fo+ΔF1 , Fo+ΔF2 , . . . , Fo+ΔFi , . . . , Fo+ΔFk , в pазpыв котоpых включены цепочки из паpаллельно включенных нелинейного элемента и элемента пеpеключения, а в каждой точке pазpыва подключены отpажательные электpические диполи, настpоенные соответственно на частоты втоpых гаpмоник зондиpующих сигналов 2F0, 2(Fo+ΔF1) , 2(Fo+ΔF2) , . . . , 2(Fo+ΔFi) . . . , 2(Fo+ΔFk) , многоканальный пеpедатчик с упpавлением, K-1 пpиемников, K блоков фоpмиpования сигналов pаспознавания, блок сопpяжения, последовательно соединенные pегистp, дешифpатоp и блок сигнализации, выход пpиемной антенны подключен к входу блока сопpяжения, K выходов котоpого соединены с входами K пpиемников соответственно, выходы K пpиемников подключены к входам K блоков фоpмиpования сигналов pаспознавания соответственно, выходы котоpых подключены к соответствующим входам pегистpа, установочный вход котоpого соединен с шиной сигнала окончания цикла многоканального пеpедатчика с упpавлением, выход котоpого подключен к входу пеpедающей антенны.