Метод повышения помехоустойчивости радиолокационных датчиков с переключением частоты

V. Ya. Noskov, E. V. Bogatyrev, K. A. Ignatkov, O. A. Chernyh, K. D. Shaidurov

Аннотация


Представлено описание нового метода формирования и обработки сигналов, обеспечивающего повышение помехоустойчивости радиолокационного датчика (РЛД) с переключением частоты (ПЧ) излучения. Суть метода состоит в использовании множества временных интервалов при измерении разности фаз сигналов на разных частотах излучения и, соответственно, множества значений доплеровских частот в спектре сигнала при определении среднего значения доплеровской частоты, а также применения прямой и обратной последовательностей ПЧ. Данный метод позволяет усреднить результаты вычисления отдельных реализаций и, тем самым, повысить точность определения скорости цели и расстояния до нее. При этом также повышается устойчивость РЛД с ПЧ к воздействию сигналов от сторонних источников радиоизлучения и помех от подстилающей поверхности. Результаты экспериментальных исследований метода получены на примере автодинного РЛД с ПЧ 8-мм диапазона, выполненного на основе генератора на диоде Ганна с управлением частоты варикапом. Метод может найти применение в бортовых (например, автомобильных) радиолокационных датчиках, предназначенных для обнаружения движущихся целей, измерения расстояния до них, а также определения скорости и направления движения.

Носков В. Я., Богатырев Е. В., Игнатков К. А., Черных О. А., Шайдуров К. Д. Метод повышения помехоустойчивости радиолокационных датчиков с переключением частоты. Ural Radio Engineering Journal. 2021;5(3):284–304. DOI: 10.15826/urej.2021.5.3.006.

 


Ключевые слова


радиолокационный датчик; переключение частоты; обнаружение движущихся целей; автодин;генератор на диоде Ганна

Полный текст:

Без имени

Литература


Виницкий А. С. Очерк основ радиолокации при непрерывном излучении радиоволн. М.: Советское радио; 1961. 495 с.

Сколник М. И. (ред.). Справочник по радиолокации. М.: Техносфера; 2014. Кн. 1, 672 с.; Кн. 2, 680 с.

Komarov I. V., Smolskiy S. M. Fundamentals of Short-Range FM Radar. Norwood, MA: Artech House; 2003. 153 p.

Nguyen C., Park J. Stepped-Frequency Radar Sensors. Theory, Analysis and Design. Springer; 2016. 133 p. DOI: 10.1007/978-3-319-12271-7

Гримс Д. М., Джонс Т. О. Автомобильный радиолокатор: краткий обзор. ТИИЭР. 1974;62(6):185–209.

Stevens J. E., Nagy L. L. Diplex Doppler radar for automotive obstacle detection. IEEE Transactions on Vehicular Technology. 1974;23(2):34–44. DOI: 10.1109/T-VT.1974.23570

Ветлинский В. Н. Автомобильные радиолокационные станции. Зарубежная радиоэлектроника. 1978;10:51–70.

Armstrong B. M., Brown R., Rix F., Stewart J. A. C. Use of microstrip impedance-measurement technique in the design of a BARITT diplex Doppler sensor. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 1980;28(12):1437–1442. DOI: 10.1109/TMTT.1980.1130263

Комаров В. М., Яновицкий А. К. Системы предотвращения столкновений наземных транспортных средств. Зарубежная радиоэлектроника. 1980;9:64–78.

Mayhan R. J., Bishel R. A. A Two-frequency radar for vehicle automatic lateral control. IEEE Transactions on Vehicular Technology. 1982;31(1):32–39. DOI: 10.1109/T-VT.1982.23910

Jefford P. А., Howes M. S. Modulation schemes in low-cost microwave field sensor. IEEE Transaction of Microwave Theory and Technique. 1985;31(8):613–624. DOI: 10.1109/TMTT.1983.1131559

Сысоева С. Актуальные технологии и применение датчиков автомобильных систем активной безопасности. Часть 6. Радары. Компоненты и технологии. 2007;3:67–76.

Носков В. Я., Варавин А. В., Васильев А. C., Ермак Г. П., Закарлюк Н. М., Игнатков К. А., Смольский С. М. Современные гибридно-интегральные автодинные генераторы микроволнового и миллиметрового диапазонов и их применение. Ч. 9. Радиолокационное применение автодинов. Успехи современной радиоэлектроники. 2016;3:32–86.

Носков В. Я., Богатырев Е. В., Игнатков К. А., Шайдуров К. Д. Особенности формирования и обработки сигналов в автодинных радиолокаторах с частотной модуляцией с учетом нелинейности модуляционной характеристики. Ural Radio Engineering Journal. 2021;5(2):119–143. DOI: 10.15826/urej.2021.5.2.003

Носков В. Я., Богатырев Е. В., Игнатков К. А., Шайдуров К. Д. Влияние сопутствующей амплитудной модуляции на формирова ние сигналов автодинных радиолокаторов с частотной модуляцией. Ural Radio Engineering Journal. 2020;4(2):127–166. DOI: 10.15826/urej.2020.4.2.001

Noskov V. Ya., Galeev R. G., Bogatyrev E. V., Ignatkov K. A., Shaidurov K. D. Autodyne sensor signals with amplitude-frequency modulation of radiation. Sensors. 2020;20(24):7077. DOI: 10.3390/s20247077

Воторопин С. Д., Носков В. Я., Смольский С. М. Современные гибридно-интегральные автодинные генераторы микроволнового и миллиметрового диапазонов и их применение. Часть 5. Исследования автодинов с частотной модуляцией. Успехи современной радиоэлектроники. 2009;3:3–50. DOI: 10.18127/j20700784-202001-01

Носков В. Я., Игнатков К. А. Способ определения параметров движения объектов локации в радиолокационных датчиках с частотной манипуляцией непрерывного излучения радиоволн и устройство для его реализации. Патент РФ 2695799 от 29.07.2019, бюл. 22.

Носков В. Я., Богатырев Е. В., Игнатков К. А., Шайдуров К. Д. Метод обработки сигналов в радиолокационном датчике с переключением частоты. В: Иофин А. А., Пономарев Л. И. (ред.). Сборник трудов Шестой Всероссийской научно-технической конференции «Радиовысотометрия-2021». Екатеринбург: ООО «Типография ФортДиалог»; 2021. С. 162–166.

Носков В. Я., Игнатков К. А., Шабунин С. Н. Способ повышения помехоустойчивости радиолокационных датчиков с переключением частоты. Патент РФ RU2756789 от 05.10.2021, бюл. 28.

Носков В. Я., Смольский С. М., Игнатков К. А., Мишин Д. Я., Чупахин А. П. Современные гибридно-интегральные автодинные генераторы микроволнового и миллиметрового диапазонов и их применение. Ч. 11. Основы реализации автодинов. Успехи современной радиоэлектроники. 2019;2:5–33. DOI: 10.18127/j20700784-201902-01