[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2723437C1 - Method for detection and high-accuracy determination of parameters of sea ice fields and radar system for its implementation - Google Patents

Method for detection and high-accuracy determination of parameters of sea ice fields and radar system for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2723437C1
RU2723437C1 RU2019127828A RU2019127828A RU2723437C1 RU 2723437 C1 RU2723437 C1 RU 2723437C1 RU 2019127828 A RU2019127828 A RU 2019127828A RU 2019127828 A RU2019127828 A RU 2019127828A RU 2723437 C1 RU2723437 C1 RU 2723437C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
frequency
amplifier
antenna
Prior art date
Application number
RU2019127828A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Иванович Дикарев
Людмила Ивановна Бережкова
Сергей Анатольевич Берлик
Владимир Васильевич Ефимов
Ольга Петровна Куркова
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Авангард"
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 Открытое акционерное общество "Авангард" filed Critical Открытое акционерное общество "Авангард"
Priority to RU2019127828A priority Critical patent/RU2723437C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2723437C1 publication Critical patent/RU2723437C1/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
    • 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
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/95—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for meteorological use
    • G01S13/956—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for meteorological use mounted on ship or other platform
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

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

Abstract

FIELD: information-measuring systems.SUBSTANCE: proposed method and system relate to information-measuring system and can be used in radar equipment for high-accuracy assessment of ice situation in areas of offshore production and transportation of oil and gas resources. Radar system implementing proposed method comprises radar system control unit 1, frequency synthesizer 2, M code generator 3, modulators 4 and 5, power amplifiers 6 and 7, microwave switch 8, antenna system control unit 9, antenna unit 10 system, transceiving antenna 11, receiving antennae 12 and 31, high frequency amplifiers 13, 14 and 32, mixers 15, 16 and 33, temporary automatic gain control device 17, intermediate frequency amplifiers 18, 19 and 34, intermediate frequency switch 20, intermediate frequency amplifier 21, automatic and manual gain control unit 22, phase detector units 23 and 24, phase shifter 25, analogue-to-digital converters units 26 and 27, primary digital processing unit 28, buffer memory 29, digital meter 30, multipliers 35, 36, 37, narrow-band filters 38, 39, 40, reference generator 41, additional phase detectors 42 and 43, amplifiers 44, 47 and 50 of total frequency, amplitude detectors 45, 48 and 51, switches 46, 49 and 52.EFFECT: high noise-immunity and accuracy of determining parameters of sea ice fields by suppressing false signals (interference) received via additional channels.2 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемые способ и система относятся к информационно-измерительной системе и могут быть использованы в радиолокационной технике для высокоточной оценки ледовой обстановки в районах морской добычи и транспортировки нефтегазовых ресурсов.The proposed method and system relates to an information-measuring system and can be used in radar technology for high-precision assessment of the ice situation in areas of offshore production and transportation of oil and gas resources.

Известны способы и устройства обнаружения и определения параметров морских ледовых полей (авт. свид. СССР №№1.778.487, 1.818.608; патенты РФ №№2.082.095, 2.158.008, 2.170.442, 2.319.205, 2.349.513, 2.360.848, 2.435.136, 2.467.347, 2.500.031, 2.660.752; патенты США №№3.665.466, 4.697.254, 6.188.348; Простаков А.Л. Электронный ключ к океану. Л.: Судостроение, 1986, с. 15, 16, 24 и другие).Known methods and devices for detecting and determining parameters of sea ice fields (ed. Certificate of the USSR No. 1.778.487, 1.818.608; RF patents No. 2.082.095, 2.158.008, 2.170.442, 2.319.205, 2.349.513 , 2,360.848, 2.435.136, 2.467.347, 2.500.031, 2.660.752; US patents Nos. 3,665.466, 4.697.254, 6.188.348; Prostakov A.L. Electronic key to the ocean. Shipbuilding, 1986, p. 15, 16, 24 and others).

Из известных способов и систем наиболее близкими к предлагаемым являются «Способ обнаружения и высокоточного определения параметров морских ледовых полей и радиолокационная система для его реализации» (патент РФ №2.660.752, G01S 13/95, 2017), которые и выбраны в качестве прототипов.Of the known methods and systems closest to the proposed are the "Method for the detection and high-precision determination of the parameters of sea ice fields and the radar system for its implementation" (RF patent No. 2.660.752, G01S 13/95, 2017), which are selected as prototypes.

В известных технических решениях одно и то же значение промежуточной частоты fпр может быть получено в результате приема сигналов на частотах f1, f2, f3, fз1, fз2 и fз3, то естьIn the prior art one and the same intermediate frequency value f etc. can be obtained as a result of receiving signals at frequencies f 1, f 2, f 3, f P1, f s2 and f P3, i.e.

fпp=fг1-f1, fпp=fг2 _f2, fпp=fг3-f3, prosp f = f 1 -f r1, f r2 = f prosp _ f 2, f = f r3 prosp -f 3

fпp=fз1-fг1, fпp=fз2 _fг2, fпp=fз3-fг3, prosp f = f r1 -f P1, prosp f = f s2 _ f r2, f = f prosp P3 -f r3

Следовательно, если частоты настройки f1, f2 и f3 принять за основные каналы приема, то наряду с ними будут иметь место зеркальные каналы приема, частоты fзl, fз2 и fз3 которых отличаются от частот f1, f2 и f3 на 2fпp и расположены симметрично (зеркально) относительно частот fг1, fг2 и fг3 гетеродинов (фиг. 3). Преобразование по зеркальным каналам приема происходит с тем же коэффициентом преобразования Кпр, что и по основным каналам. Поэтому они наиболее существенно влияют на избирательность и помехоустойчивость приемников радиолокационной системы.Therefore, if the tuning frequencies f 1 , f 2 and f 3 are taken as the main reception channels, then along with them there will be mirror receiving channels, the frequencies f Зl , f З2 and f З3 of which differ from the frequencies f 1 , f 2 and f 3 at 2f pp and are located symmetrically (mirror) with respect to the frequencies f g1 , f g2 and f g3 local oscillators (Fig. 3). The conversion of the mirror channels of the reception occurs with the same conversion coefficient K ol that the main channels. Therefore, they most significantly affect the selectivity and noise immunity of the receivers of the radar system.

Кроме зеркальных, существуют и другие дополнительные (комбинационные) каналы приема. В общем виде любой комбинационный канал приема имеет место при выполнении условий:In addition to mirrored, there are other additional (combination) reception channels. In general terms, any combination receive channel takes place when the following conditions are met:

fпp=|±mfкi±nfг1|,f pp = | ± mf ki ± nf g1 |,

fпp=|±mfкj±nfг2| prosp f = | ± mf Kj ± nf r2 |

fпp=|±mfкγ±nfг3|,f pp = | ± mf kγ ± nf g3 |,

где fкi, fкj, fкγ - частоты i-го, j-го, γ-го комбинационных каналов приема;where f кi , f кj , f кγ are the frequencies of the i-th, j-th, γ-th Raman reception channels;

m, n, i, j, γ - целые положительные числа.m, n, i, j, γ are positive integers.

Наиболее вредными комбинационными каналами приема являются каналы, образующиеся при взаимодействии первой гармоники частот сигналов с гармониками частот гетеродинов малого порядка (второй, третьей), так как чувствительность приемников по этим каналам близка к чувствительности основных каналов. Так, шести комбинационным каналам при m=1 и n=2 соответствуют частоты:The most harmful Raman reception channels are those generated by the interaction of the first harmonic of the signal frequencies with the harmonics of the frequencies of small local oscillators (second, third), since the sensitivity of the receivers on these channels is close to the sensitivity of the main channels. So, six combinational channels with m = 1 and n = 2 correspond to frequencies:

fк1=2fг1-fпp, fк2=2fг1+fпр,f k1 = 2f g1 -f pr , f k2 = 2f g1 + f pr ,

fк3=2fг2-fпp, fк4=2fг2+fпр, k3 = 2f f r2 -f prosp, k4 = 2f f r2 + f pr

fкs=2fг3-fпp, fк6=2fг3+fпр.f = 2f KS prosp -f r3, f k6 = 2f + f r3 pr.

Наличие ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам, приводит к снижению помехоустойчивости и точности определения параметров морских ледовых полей.The presence of false signals (interference) received via additional channels leads to a decrease in noise immunity and accuracy in determining the parameters of sea ice fields.

Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости и точности определения параметров морских ледовых полей путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам.An object of the invention is to increase the noise immunity and accuracy of determining the parameters of sea ice fields by suppressing false signals (interference) received through additional channels.

Поставленная задача решается тем, что способ обнаружения и высокоточного определения параметров морских ледовых полей, включающий, в соответствии с ближайшим аналогом, действия на дистанции по обнаружению изменений параметров отраженных сигналов двумя интерферометрическими антеннами, создание мониторинга изменений, построение карт изменений, анализ изменений, при этом радиоизлучение производят с одной из двух разнесенных по высоте антенн, отраженные сигналы принимают двумя антеннами, временные отчеты отраженных сигналов разбивают на секции и для сжатия фазоманипулированных отраженных сигналов производят линейные свертки между отсчетами секций и отсчетами опорных функций, определяющих доплеровское смещение принимаемых сигналов посекционно для эхо-сигналов интерферометрических антенн, накопления результатов сжатия и по ним обнаружения кромки ледового поля, его фрагментов, оценки скорости дрейфа и разности фаз отраженных сигналов, приходящих на две интерферометрические антенны, при этом устанавливают в азимутальной плоскости вторую приемную антенну с возможностью ее вращения с угловой скоростью Ω по окружности вокруг приемопередающей антенны, формируют вторую измерительную базу d2 между приемопередающей и второй приемной антеннами в азимутальной плоскости и третью измерительную базу d3 между первой и второй приемными антеннами в гипотенузной плоскости, перемножают отраженные сигналы на промежуточной частоте fпp, принятые приемопередающей и первой приемной антеннами, выделяют низкочастотное напряжение, измеряют разность фаз между отраженными сигналами и определяют угол места β опасного объекта, перемножают отраженные сигналы, принятые передающей антенной и второй приемной антеннами, первой и второй приемными антеннами, выделяют низкочастотные напряжения с частотой Ω, сравнивают их по фазе с опорным напряжением с частотой Ω и определяют азимут и угол ориентации опасного объекта, по значению трех углов α, β и γ определяют местоположение опасных объектов, отличается от ближайшего аналога тем, что в процессе преобразования частот отраженных сигналов выделят напряжения промежуточной (разностной) частоты:The problem is solved in that the method of detection and high-precision determination of the parameters of sea ice fields, including, in accordance with the closest analogue, action at a distance to detect changes in the parameters of the reflected signals by two interferometric antennas, creating monitoring of changes, building change maps, analyzing the changes, while radio emission is produced from one of the two antennas spaced apart in height, the reflected signals are received by two antennas, the temporary reports of the reflected signals are divided into sections, and to compress the phase-manipulated reflected signals, linear convolutions are made between the samples of the sections and the reference functions that determine the Doppler shift of the received signals section by section for echo signals of interferometric antennas, accumulation of the compression results and from them the detection of the edge of the ice field, its fragments, estimation of the drift velocity and phase difference of the reflected signals arriving at two interferometric antennas, while a second receiving antenna is mounted in the azimuthal plane with the possibility of its rotation with an angular velocity Ω around the circumference around the transceiving antenna, a second measuring base d 2 is formed between the transceiving and second receiving antennas in the azimuthal plane and a third measuring base is d 3 between the first and second receiving antennas in the hypotenuse planes, multiply the reflected signals at the intermediate frequency f pp received by the transceiver and the first receiving antenna, isolate the low-frequency voltage, measure the phase difference between the reflected signals and determine the elevation angle β of the dangerous object, multiply the reflected signals received by the transmitting antenna and the second receiving antenna, the first and the second receiving antennas, isolate low-frequency voltages with a frequency Ω, compare them in phase with a reference voltage with a frequency Ω and determine the azimuth and orientation angle of a dangerous object, determine the location of dangerous objects from the values of three angles α, β and γ, differs from the closest analogue in that in the process of converting the frequencies of the reflected signals, the voltages of the intermediate (difference) frequency will be distinguished:

fпр=fг1-f1, fпр=fг2-f2, fпр=fг3-f3,f ol = f g1 -f 1 , f ol = f g2 -f 2 , f ol = f g3 -f 3 ,

и напряжения суммарных частот:and voltage of total frequencies:

f∑1=f1+fг1, f∑2=f2+fг2, f∑3=f3+fг3 f Σ1 = f 1 + f r1, f Σ2 = f 2 + f r2, f Σ3 = f 3 + f r3

где f1, f2,f3 - частоты отраженных сигналов, принимаемых по основным каналам,where f 1 , f 2 , f 3 - the frequency of the reflected signals received on the main channels,

fг1, fг2, fг3 - частоты первого, второго и третьего гетеродинов;f g1 , f g2 , f g3 - frequencies of the first, second and third local oscillators;

f∑1, f∑2, f∑3 - суммарные частоты, детектируют напряжения суммарных частот и используют продетектированные напряжения для разрешения дальнейшей обработки напряжений промежуточной (разностной) частоты. f Σ1, f Σ2, f Σ3 - total frequency voltage detected total frequency and the detected voltage is used to permit further processing of the intermediate voltage (difference) frequency.

Поставленная задача решается тем, что радиолокационная система обнаружения и высокоточного определения параметров морских ледовых полей, содержащая, в соответствии с ближайшим аналогом, последовательно включенные блок управления РЛС, синтезатор частот, генератор М-кода, первый модулятор, второй вход которого соединен со вторым выходом синтезатора частот, первый усилитель мощности, СВЧ коммутатор, второй вход которого соединен со вторым выходом блока управления РЛС, блок управления антенной системой, второй вход которого связан с блоком управления РЛС, третий вход - связан с приемопередающей антенной, а четвертый вход соединен с первой приемной антенной, первый усилитель высокой частоты, первый смеситель, второй вход которого соединен с третьим выходом синтезатора частот и первый усилитель промежуточной частоты, второй вход которого через устройство временной автоматической регулировки усиления соединен с третьим выходом блока управления РЛС, последовательно включенные коммутатор промежуточной частоты, усилитель промежуточной частоты, второй вход которого через блок автоматической и ручной регулировки усиления соединен с его выходом и с пятым выходом блока управления РЛС, первый блок фазовых детекторов, второй вход которого через фазовращатель соединен с шестым выходом синтезатора частот, первый блок аналого-цифровых преобразователей квадратурных сигналов в цифровую форму, второй вход которого соединен с шестым выходом синтезатора частот, двухпортовое буферное оперативное запоминающее устройство, второй вход которого соединен с седьмым выходом блока управления РЛС, и цифровой измеритель, второй вход которого соединен с шестым выходом синтезатора частот, третий вход соединен с выходом блока управления антенной системы, а выход является выходом блока первичной цифровой обработки, последовательно подключенные к второму выходу генератора М-кода второго модулятора, второй вход которого соединен с третьим выходом синтезатора частот, и второй усилитель мощности, выход которого соединен с третьим входом СВЧ коммутатора, последовательно подключенные к третьему выходу блока управления антенной системы второй усилитель высокой частоты, второй смеситель, второй вход которого соединен с пятым выходом синтезатора частот, и второй усилитель промежуточной частоты, второй вход которого соединен с вторым выходом устройства временной автоматической регулировки усиления, последовательно подключенные к выходу усилителя промежуточной частоты второй блок фазовых детекторов, второй вход которого соединен с шестым выходом синтезатора частот, и второй блок аналого-цифровых преобразователей квадратурных сигналов в цифровую форму, второй вход которого соединен с седьмым выходом синтезатора частот, а выход подключен к третьему входу двухпортового буферного оперативного запоминающего устройства, первой и второй приемными антеннами образованы три измерительные базы, расположенные в виде прямоугольного треугольника, в вершине которого расположена приемопередающая антенна с возможностью вращения с частотой Ω вокруг вертикального катета, к выходу второй приемной антенны последовательно подключен блок управления антенной системы, третий усилитель высокой частоты, третий смеситель, второй вход которого соединен с девятым выходом синтезатора частот, и третий усилитель промежуточной частоты, второй вход которого соединен с третьим выходом устройства временной автоматической регулировки усиления, а выход подключен к четвертому входу коммутатора промежуточной частоты, к выходу первого перемножителя подключен первый узкополосный фильтр, выход которого соединен с пятым входом цифрового измерителя, к выходу второго перемножителя последовательно подключены второй узкополосный фильтр и первый дополнительный фазовый детектор, второй вход которого через опорный генератор соединен с пятым выходом блока управления РЛС, а выход подключен к шестому входу цифрового измерителя, к выходу третьего перемножителя последовательно подключены третий узкополосный фильтр и второй дополнительный фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора, а выход подключен к седьмому входу цифрового измерителя, отличается от ближайшего аналога тем, что она снабжена усилителем первой суммарной частоты, усилителем второй суммарной частоты, усилителем третьей суммарной частоты, тремя амплитудными детекторами и тремя ключами, причем к выходу первого смесителя последовательно подключены усилитель первой суммарной частоты, первый амплитудный детектор и первый ключ, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к первому входу коммутатора промежуточной частоты, первого и второго перемножителей, к выходу второго смесителя последовательно подключены усилитель второй суммарной частоты, второй амплитудный детектор и второй ключ, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к второму входу коммутатора промежуточной частоты первого и третьего перемножителей, к выходу третьего смесителя последовательно подключены усилитель третьей суммарной частоты, третий амплитудный детектор и третий ключ, второй вход которого соединен с выходом третьего усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к третьему входу коммутатора промежуточной частоты, к второму входу второго и третьего перемножителей.The problem is solved in that the radar detection and high-precision determination of the parameters of sea ice fields, containing, in accordance with the closest analogue, sequentially connected radar control unit, frequency synthesizer, M-code generator, first modulator, the second input of which is connected to the second output of the synthesizer frequencies, the first power amplifier, microwave switch, the second input of which is connected to the second output of the radar control unit, the antenna system control unit, the second input of which is connected to the radar control unit, the third input is connected to the transceiver antenna, and the fourth input is connected to the first receiving antenna , the first high-frequency amplifier, the first mixer, the second input of which is connected to the third output of the frequency synthesizer and the first intermediate frequency amplifier, the second input of which is connected through the temporal automatic gain control device to the third output of the radar control unit, the weft frequency, an intermediate frequency amplifier, the second input of which through the automatic and manual gain control unit is connected to its output and to the fifth output of the radar control unit, the first phase detector unit, the second input of which is connected through the phase shifter to the sixth output of the frequency synthesizer, the first analog digital converters of quadrature signals into digital form, the second input of which is connected to the sixth output of the frequency synthesizer, a two-port buffer memory, the second input of which is connected to the seventh output of the radar control unit, and a digital meter, the second input of which is connected to the sixth output of the frequency synthesizer, the third the input is connected to the output of the antenna system control unit, and the output is the output of the primary digital processing unit, connected in series to the second output of the M-code generator of the second modulator, the second input of which is connected to the third output of the frequency synthesizer, and the second power amplifier, the output of which the second is connected to the third input of the microwave switch, a second high-frequency amplifier, a second mixer, the second input of which is connected to the fifth output of the frequency synthesizer, and a second intermediate-frequency amplifier, the second input of which is connected to the second output of the temporary device, connected in series to the third output of the antenna system control unit automatic gain control, connected in series to the output of the intermediate frequency amplifier, a second block of phase detectors, the second input of which is connected to the sixth output of the frequency synthesizer, and a second block of analog-to-digital converters of quadrature signals in digital form, the second input of which is connected to the seventh output of the frequency synthesizer, and the output is connected to the third input of a two-port buffer random access memory, the first and second receiving antennas formed three measuring bases located in the form of a rectangular triangle, at the top of which there is a transceiving antenna with rotation frequency with a frequency of Ω around a vertical leg, an antenna system control unit, a third high-frequency amplifier, a third mixer, the second input of which is connected to the ninth output of the frequency synthesizer, and a third intermediate-frequency amplifier, the second input of which is connected to the output of the second receiving antenna, are connected in series the third output of the temporary automatic gain control device, and the output is connected to the fourth input of the intermediate frequency switch, the first narrow-band filter is connected to the output of the first multiplier, the output of which is connected to the fifth input of the digital meter, the second narrow-band filter and the first additional phase detector are connected in series to the output of the second multiplier , the second input of which is connected through the reference generator to the fifth output of the radar control unit, and the output is connected to the sixth input of the digital meter, the third narrow-band filter is connected in series to the output of the third multiplier and the second will complement The integral phase detector, the second input of which is connected to the output of the reference generator, and the output is connected to the seventh input of the digital meter, differs from the closest analogue in that it is equipped with an amplifier of the first total frequency, an amplifier of the second total frequency, an amplifier of the third total frequency, three amplitude detectors and three keys, and the first total frequency amplifier, the first amplitude detector and the first key, the second input of which is connected to the output of the first intermediate frequency amplifier, and the output is connected to the first input of the intermediate frequency switch, the first and second multipliers, are connected to the output of the first mixer the second mixer is connected in series to the amplifier of the second total frequency, the second amplitude detector and the second switch, the second input of which is connected to the output of the second intermediate frequency amplifier, and the output is connected to the second input of the intermediate frequency switch of the first and third multipliers, the output of the third mixer is connected in series with the amplifier of the third total frequency, the third amplitude detector and the third switch, the second input of which is connected to the output of the third intermediate frequency amplifier, and the output is connected to the third input of the intermediate frequency switch, to the second input of the second and third multipliers.

Структурная схема радиолокационной станции, реализующей предлагаемый способ, представлена на фиг. 1 Взаимное расположение приемных антенн показано на фиг. 2. Частотные диаграммы изображены на фиг. 3.The structural diagram of a radar station that implements the proposed method is presented in FIG. 1 The relative position of the receiving antennas is shown in FIG. 2. Frequency diagrams are shown in FIG. 3.

Радиолокационная станция содержит последовательно включенные блок 1 управления РЛС, синтезатор 2 частот, генератор 3 М-кода, первый модулятор 4, второй вход которого соединен с вторым выходом синтезатора 2 частот, первый усилитель 6 мощности, СВЧ коммутатор 8, второй вход которого соединен с вторым выходом блока 1 управления РЛС, блок 9 управления антенной системой, второй вход которого связан с блоком 1 управления РЛС, третий вход связан с приемопередающей антенной 11, четвертый вход соединен с выходом первой приемной антенны 12, пятый вход соединен с выходом второй приемной антенны 31, первый усилитель 13 высокой частоты, первый смеситель 15, второй вход которого соединен с четвертым выходом синтезатора 2 частот, усилитель 44 первой суммарной частоты, первый амплитудный детектор 45, первый ключ 46, второй вход которого через первый усилитель 18 промежуточной частоты соединен с выходами первого смесителя 15, коммутатор 20 промежуточной частоты, четвертый вход которого соединен с четвертым выходом блока 1 управления РЛС, первый блок 23 фазовых детекторов, второй вход которого через фазовращатель 25 соединен с пятым выходом синтезатором 2 частот, первый блок 26 аналого-цифровых преобразователей квадратурных сигналов в цифровую форму, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока 1 управления РЛС, и цифровой измеритель 30, выход которого является выходом блока 28 первичной цифровой обработки. К второму выходу генератора 3 М-кода последовательно подключены второй модулятор 5, второй вход которого соединен с третьим выходом синтезатора 2 частот, и второй усилитель 7 мощности, выход которого соединен с третьим входом СВЧ коммутатора 8. К третьему выходу блока 9 управления антенной системой последовательно подключены второй усилитель 14 высокой частоты, второй смеситель 16, второй вход которого соединен с пятым выходом синтезатора 2 частот, второй усилитель 19 промежуточной частоты, второй вход которого соединен с вторым выходом устройства 17 временной автоматической регулировки усиления. К четвертому выходу блока 9 управления антенной системой последовательно подключены третий усилитель 32 высокой частоты, третий смеситель 33, второй вход которого соединен с шестым выходом синтезатора 2 частот, третий усилитель 34 промежуточной частоты, второй вход которого соединен с третьим выходом устройства 17 временной автоматической регулировки усиления. К выходу усилителя 21 промежуточной частоты последовательно подключены второй блок 24 фазовых детекторов, второй вход которого соединен с пятым выходом синтезатором 2 частоты и второй блок 27 аналого-цифровых преобразователей квадратурных сигналов в цифровую форму, второй вход которого соединен с шестым выходом синтезатора 2 частот, а выход подключен к второму входу двухпортового буферного оперативного запоминающего устройства 29. К выходу первого смесителя 15 последовательно подключены усилитель 44 первой суммарной частоты, первый амплитудный детектор 45, первый ключ 46, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 18 промежуточной частоты, первый перемножитель 35, второй вход которого соединен с выходом второго ключа 49, и первый узкополосный фильтр 38, выход которого соединен с пятым входом цифрового измерителя 30. К выходу первого ключа 46 последовательно подключены второй перемножитель 36, второй вход которого соединен с выходом третьего ключа 52, второй узкополосный фильтр 39 и первый дополнительный фазовый детектор 42, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора 41, а выход подключен к шестому входу цифрового измерителя 30. К выходу второго смесителя 16 последовательно подключены усилитель 47 второй суммарной частоты, второй амплитудный детектор 48, второй ключ 49, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя 19 промежуточной частоты, третий узкополосный фильтр 37, второй вход которого соединен с выходом третьего ключа 52, третий узкополосный фильтр 40 и второй дополнительный фазовый детектор 43, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора 41, а выход подключен к седьмому входу цифрового измерителя 30. К выходу третьего смесителя 33 последовательно подключены усилитель 50 третьей суммарной частоты, третий амплитудный детектор 51 и третий ключ 52, второй вход которого соединен с выходом третьего усилителя 34 промежуточной частоты, а выход подключен к вторым входам второго 36 и третьего 37 перемножителей.The radar station contains serially connected radar control unit 1, a frequency synthesizer 2, an M-code generator 3, a first modulator 4, a second input of which is connected to a second output of a frequency synthesizer 2, a first power amplifier 6, a microwave switch 8, the second input of which is connected to a second the output of the radar control unit 1, the antenna system control unit 9, the second input of which is connected to the radar control unit 1, the third input is connected to the transceiver antenna 11, the fourth input is connected to the output of the first receiving antenna 12, the fifth input is connected to the output of the second receiving antenna 31, the first high-frequency amplifier 13, the first mixer 15, the second input of which is connected to the fourth output of the frequency synthesizer 2, the first total frequency amplifier 44, the first amplitude detector 45, the first key 46, the second input of which is connected to the outputs of the first mixer through the first intermediate-frequency amplifier 18 15, an intermediate frequency switch 20, the fourth input of which is connected to a four the first output of the radar control unit 1, the first block of 23 phase detectors, the second input of which is connected to the fifth output by the frequency synthesizer 2 through the phase shifter 25, the first block 26 of the analog-to-digital converters of quadrature signals into digital form, the second input of which is connected to the fourth output of the control unit 1 Radar, and a digital meter 30, the output of which is the output of block 28 of the primary digital processing. A second modulator 5, the second input of which is connected to the third output of the frequency synthesizer 2, and a second power amplifier 7, the output of which is connected to the third input of the microwave switch 8. are connected in series to the second output of the 3 M-code generator 3. To the third output of the antenna system control unit 9 a second high-frequency amplifier 14, a second mixer 16, the second input of which is connected to the fifth output of the frequency synthesizer 2, and a second intermediate-frequency amplifier 19, the second input of which is connected to the second output of the temporary automatic gain control device 17, are connected. A third high-frequency amplifier 32, a third mixer 33, a second input of which is connected to a sixth output of a frequency synthesizer 2, a third intermediate-frequency amplifier 34, a second input of which is connected to a third output of a temporary automatic gain control device 17, are sequentially connected to the fourth output of the antenna system control unit 9 . To the output of the intermediate frequency amplifier 21, a second block 24 of phase detectors is connected in series, the second input of which is connected to the fifth output by the frequency synthesizer 2 and the second block 27 of analog-to-digital converters of quadrature signals into digital form, the second input of which is connected to the sixth output of the frequency synthesizer 2, and the output is connected to the second input of the two-port buffer random access memory 29. An amplifier 44 of the first total frequency, a first amplitude detector 45, a first key 46, the second input of which is connected to the output of the first intermediate frequency amplifier 18, is connected to the output of the first mixer 15, the first multiplier 35, the second input of which is connected to the output of the second key 49, and the first narrow-band filter 38, the output of which is connected to the fifth input of the digital meter 30. The second multiplier 36 is connected in series to the output of the first key 46, the second input of which is connected to the output of the third key 52, the second narrow-band filter 39 and a first additional phase detector 42, the second input of which is connected to the output of the reference oscillator 41, and the output is connected to the sixth input of the digital meter 30. An amplifier 47 of the second total frequency, a second amplitude detector 48, a second key 49 are connected in series to the output of the second mixer 16 the second input of which is connected to the output of the second intermediate frequency amplifier 19, the third narrow-band filter 37, the second input of which is connected to the output of the third key 52, the third narrow-band filter 40 and the second additional phase detector 43, the second input of which is connected to the output of the reference generator 41, and the output is connected to the seventh input of the digital meter 30. An amplifier 50 of the third total frequency, a third amplitude detector 51 and a third switch 52 are connected in series to the output of the third mixer 33, the second input of which is connected to the output of the third intermediate frequency amplifier 34, and the output is connected to the second inputs of the second 36 and third 37 multipliers .

Выходы первого 46, второй 49 и третьего 52 ключей подключены к соответствующим входам коммутатора 20 промежуточной частоты.The outputs of the first 46, second 49 and third 52 keys are connected to the corresponding inputs of the intermediate frequency switch 20.

Предлагаемый способ заключается в следующем.The proposed method is as follows.

В способе обнаружения и высокоточного определения параметров морских ледовых полей производят действия по обнаружению изменений радиоизлучений тремя интерферометрическими антеннами на дистанции. Радиоизлучения производят приемопередающей антенной, а отраженные сигналы принимают тремя антеннами. Отраженные сигналы разбиваются на секции. Производятся действия по обработке сигналов. Причем производятся вычисления каждой свертки посекционно. После чего спектр каждой секции перемножается почленно со спектром опорной функции. По окончании этого процесса над результатом перемножения проводится операция комплексного сопряжения. А над полученным выражением далее проводится операция преобразования функций посредством ОБПФ - обратного быстрого преобразования Фурье и затем повторно берется комплексное сопряжение от результата операции преобразования функций (ОБПФ). Для обнаружения кромки ледового поля, его фрагментов, оценки скорости дрейфа, направления дрейфа, торосистости ледовой поверхности осуществляется наполнение результатов сжатия, после чего производят сжатие эхо-сигналов интерферометрических антенн. При этом обеспечивается создание мониторинга измерений. По завершению процесса при необходимости производят построение карт изменений.In the method of detection and high-precision determination of parameters of sea ice fields, actions are taken to detect changes in radio emissions by three interferometric antennas at a distance. Radio emissions are produced by a transceiver antenna, and the reflected signals are received by three antennas. The reflected signals are divided into sections. Signal processing actions are performed. Moreover, each convolution is computed in sections. After that, the spectrum of each section is multiplied termwise with the spectrum of the support function. At the end of this process, the complex conjugation operation is performed on the result of multiplication. And on the resulting expression, the operation of transforming functions by means of an IFFT — the inverse fast Fourier transform — is then performed and then complex conjugation from the result of the operation of transforming functions (OBFF) is taken again. To detect the edge of the ice field, its fragments, to estimate the drift velocity, the direction of drift, the ice surface hummock, the compression results are filled in, and then the echo signals of the interferometric antennas are compressed. This ensures the creation of monitoring measurements. Upon completion of the process, if necessary, build change maps.

Существует множество способов ускорения вычисления БПФ. В нашем случае выбрана простая и весьма эффективная вычислительная структура «пинг/понг» с постоянными параметрами. Как правило, подобные устройства проектируются на основе ПЛИС - программируемых логических интегральных схем, что позволяет достигать высокой производительности, так как все операции решаются аппаратным путем, а не программным. Кроме того, им свойственна высокая степень адаптивности. Отсчеты сжатых ФМн сигналов квадратурно накапливаются и объединяются для решения задачи обнаружения кромки ледового поля. Одновременно когерентно накопленные отсчеты сжатых ФМн сигналов используются для анализа доплеровского спектра в каждом элементе дальности (после срабатывания обнаружителя), позволяющего оценить скорость дрейфа ледового поля.There are many ways to speed up FFT calculation. In our case, a simple and highly efficient ping / pong computing structure with constant parameters was chosen. Typically, such devices are designed on the basis of FPGAs - programmable logic integrated circuits, which allows to achieve high performance, since all operations are solved by hardware rather than software. In addition, they are characterized by a high degree of adaptability. Samples of compressed PSK signals are quadrature accumulated and combined to solve the problem of detecting the edge of an ice field. At the same time, the coherently accumulated samples of compressed PSK signals are used to analyze the Doppler spectrum in each element of the range (after the detector is triggered), which makes it possible to estimate the drift velocity of the ice field.

Работа РЛС контроля ледовой обстановки может быть описана следующим образом.The work of the radar monitoring the ice situation can be described as follows.

Блок 1 управления РЛС формирует все служебные команды, выбор адресов в ОЗУ при записи и считывании, необходимые сигналы управления. Синтезатор 2 частот формирует гармонические сигналы двух диапазонов f1=9,372 ГГц (λ=3,2 см) и f2=34,88 ГГц (λ=8,6 мм), тактовые импульсы FT для регистра сдвига генератора М-кода, гетеродинные частоты fг1 и fг2 для преобразования частот принимаемых сигналов, сигнал опорной частоты для первого 23 и второго 24 блоков фазовых детекторов. Генератор 3 М-кода предназначен для формирования М-псевдослучайной последовательности из 1023 дискретов, СВЧ коммутатор 8 переключает сигналы обоих диапазонов 8,6 мм и 3,2 см по команде от блока 1 управления РЛС. При этом в качестве основного рабочего режима РЛС принят диапазон на длине волны 8,6 мм. Переключение режима работы РЛС на частотный диапазон 3,2 см используется в основном в случае плохих погодных условий, вызывающих сильные потери в мм диапазоне или распространении сигнала на трассе. Блок 9 управления антенной системой предназначен для коммутации режимов излучения и приема сигналов. Блок 10 антенной системы состоит из трех антенн: 11, 12 и 31. Причем антенна 11 используется как передающая и приемная для частот обоих диапазонов (отличие только в конструкции облучателя), а антенны 12 и 31 используются только как приемные антенны при работе РЛС в радиоинтерферометрическом режиме. Антенны 11, 12 и 31 вращаются на опоре основания 32.Radar control unit 1 generates all service commands, address selection in RAM during recording and reading, necessary control signals. A frequency synthesizer 2 generates harmonic signals of two ranges f 1 = 9.372 GHz (λ = 3.2 cm) and f 2 = 34.88 GHz (λ = 8.6 mm), clock pulses F T for the shift register of the M-code generator, heterodyne frequencies f g1 and f g2 for converting the frequencies of the received signals, the reference frequency signal for the first 23 and second 24 blocks of phase detectors. The M-code generator 3 is designed to generate an M-pseudo-random sequence of 1023 samples, the microwave switch 8 switches the signals of both ranges of 8.6 mm and 3.2 cm by command from the radar control unit 1. Moreover, the range at a wavelength of 8.6 mm was adopted as the main operating mode of the radar. Switching the radar operating mode to a frequency range of 3.2 cm is mainly used in case of bad weather conditions, causing severe losses in the mm range or signal propagation on the track. The control unit 9 of the antenna system is intended for switching modes of emission and reception of signals. Block 10 of the antenna system consists of three antennas: 11, 12, and 31. Moreover, antenna 11 is used as a transmitting and receiving for frequencies of both ranges (the difference is only in the design of the irradiator), and antennas 12 and 31 are used only as receiving antennas when the radar is operating in a radio interferometric mode. Antennas 11, 12 and 31 rotate on the support of the base 32.

Отраженные от опасных приближающихся объектов (айсберги, торосы и т.п.) сложные ФМн сигналы принимаются антеннами 11, 12 и 31 соответственно:Complex PSK signals reflected from dangerous approaching objects (icebergs, hummocks, etc.) are received by antennas 11, 12, and 31, respectively:

u1(t)=U1⋅Cos[2π(f1±Δf)t+ϕk(t)+ϕ1],u 1 (t) = U 1 ⋅ Cos [2π (f 1 ± Δf) t + ϕ k (t) + ϕ 1 ],

u2(t)=U2⋅Cos[2π(f1±Δf)t+ϕk(t)+ϕ2],u 2 (t) = U 2 ⋅ Cos [2π (f 1 ± Δf) t + ϕ k (t) + ϕ 2 ],

Figure 00000001
Figure 00000001

где U1, U2, U3, f1, ϕ1, ϕ2, T1 - амплитуды, несущая частота, начальные фазы и длительность сигналов;where U 1 , U 2 , U 3 , f 1 , ϕ 1 , ϕ 2 , T 1 - amplitude, carrier frequency, initial phases and signal duration;

±Δf - нестабильность несущей частоты сигналов, обусловленная различными дестабилизирующими факторами, в том числе и эффектом Доплера:± Δf is the instability of the carrier frequency of the signals due to various destabilizing factors, including the Doppler effect:

ϕk(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t), причем ϕk(t)=const при kτэ<t<(k+1)τэ и может изменяться скачком при t=kτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (k=1, 2, …, N-1);ϕ k (t) = {0, π} is the manipulated component of the phase that displays the law of phase manipulation in accordance with the modulating code M (t), and ϕ k (t) = const for kτ e <t <(k + 1) τ e and can change abruptly at t = kτ e , i.e. at the borders between elementary premises (k = 1, 2, ..., N-1);

τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью T1 (T1=N⋅τэ);τ e , N is the duration and number of chips that make up a signal of duration T 1 (T 1 = N⋅τ e );

d2 - радиус окружности, по которой вращается антенна 31 (измерительная база) (фиг. 2);d 2 is the radius of the circle along which the antenna 31 rotates (measuring base) (Fig. 2);

Ω - скорость вращения антенны 31 вокруг антенны 11;Ω is the rotation speed of the antenna 31 around the antenna 11;

α - пеленг (азимут) на опасный приближающий объект.α - bearing (azimuth) to a dangerous approaching object.

Указанные сигналы поступают на первые входы смесителей 15, 16 и 33, на вторые входы которых из синтезатора 2 частот подаются напряжения генераторов:These signals are fed to the first inputs of the mixers 15, 16 and 33, the second inputs of which are supplied from the synthesizer of 2 frequencies by the generators

uг1(t)=Uг1⋅Cos(2πfг1t+ϕг1),u g1 (t) = U g1 ⋅ Cos (2πf g1 t + ϕ g1 ),

uг2(t)=Uг2⋅Cos(2πfг2t+ϕг2),u z2 (t) = U r2 ⋅Cos (2πf r2 r2 t + φ)

uг3(t)=Uг3⋅Cos(2πfг3t+ϕг3).u r3 (t) = U r3 ⋅Cos (2πf r3 t + φ r3).

На выходах смесителей 15, 16 и 33 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 18, 19 и 35 выделяются напряжения промежуточной частоты соответственно:At the outputs of the mixers 15, 16 and 33, voltages of combination frequencies are generated. Amplifiers 18, 19 and 35 are allocated voltage intermediate frequency, respectively:

uпр1(t)=Uпр1⋅Cos[2π(fпp±Δf)t+ϕk(t)+ϕпр1],u pr1 (t) = U pr1 ⋅ Cos [2π (f pp ± Δf) t + ϕ k (t) + ϕ pr1 ],

uпр2(t)=Uпр2⋅Cos[2π(fпp±Δf)t+ϕk(t)+ϕпр2],u pr2 (t) = U pr2 ⋅ Cos [2π (f pp ± Δf) t + ϕ k (t) + ϕ pr2 ],

Figure 00000002
Figure 00000002

где

Figure 00000003
Where
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

fпр=f1-fг1=f2-fг2=f3-fг3 - промежуточная частота;f CR = f 1 -f g1 = f 2 -f g2 = f 3 -f g3 - intermediate frequency;

ϕпр1=ϕ1-ϕг1; ϕпр2=ϕ2-ϕг2; ϕпр3=ϕ3-ϕг3.ϕ pr1 = ϕ 1 -ϕ g1 ; ϕ ad2 = ϕ 2 -ϕ g2 ; ϕ pr3 = ϕ 3 -ϕ g3 .

Усилителями 44, 47 и 50 выделяются напряжения суммарных частот соответственно:Amplifiers 44, 47 and 50 distinguish the voltage of the total frequencies, respectively:

u∑1(t)=Uпр1⋅Cos[2π(f∑1±Δf)t+ϕk(t)+ϕ∑1],u ∑1 (t) = U pr1 ⋅ Cos [2π (f ∑1 ± Δf) t + ϕ k (t) + ϕ ∑1 ],

u∑2(t)=Uпр2⋅Cos[2π(f∑2±Δf)t+ϕk(t)+ϕ∑2],u ∑2 (t) = U pr2 ⋅ Cos [2π (f ∑2 ± Δf) t + ϕ k (t) + ϕ ∑2 ],

u∑3(t)=Uпр3⋅Cos[2π(f∑3±Δf)t+ϕk(t)+ϕ∑3], 0≤t≤Т1,u ∑3 (t) = U pr3 ⋅Cos [2π (f ∑3 ± Δf) t + ϕ k (t) + ϕ ∑3 ], 0≤t≤T 1 ,

где f∑1=f1+fг1 - первая суммарная частота;where f ∑1 = f 1 + f g1 - the first total frequency;

f∑2 =f2+fг2 - вторая суммарная частота;f ∑2 = f 2 + f g2 - the second total frequency;

f∑3=f3+fг3 _ третья суммарная частота;f ∑3 = f 3 + f g3 _ third total frequency;

ϕ∑1=ϕ1+ϕг1; ϕ∑2=ϕ2+ϕг2; ϕ∑3=ϕ3+ϕг3,ϕ ∑1 = ϕ 1 + ϕ g1 ; ϕ ∑2 = ϕ 2 + ϕ g2 ; ϕ ∑3 = ϕ 3 + ϕ g3 ,

которые поступают на входы амплитудных детекторов 45, 48 и 51 соответственно. Последние выделяют огибающие, которые поступают на управляющие входы ключей 46, 49 и 52, открывая их. Ключи 46, 49 и 52 в исходном состоянии всегда закрыты.which enter the inputs of the amplitude detectors 45, 48 and 51, respectively. The latter emit envelopes that enter the control inputs of the keys 46, 49 and 52, opening them. Keys 46, 49 and 52 in the initial state are always closed.

При этом напряжения uпp1(t), uпp2(t) и uпp3(t) с выхода усилителей 18, 19 и 34 промежуточной частоты через открытые ключи 46, 49 и 52 поступают для дальнейшей обработки.In this case, the voltages u p1 (t), u p2 (t) and u p3 (t) from the output of the amplifiers 18, 19 and 34 of the intermediate frequency through the public keys 46, 49 and 52 are received for further processing.

Следует отметить, что частоты настройки fн1, fн2 и fн3 усилителей 44, 47 и 50 суммарной частоты выбираются следующим образом:It should be noted that the tuning frequencies f n1 , f n2 and f n3 of the amplifiers 44, 47 and 50 of the total frequency are selected as follows:

fн1=f∑1, fн2=f∑2, fн3=f∑3.f n1 = f ∑1 , f n2 = f ∑2 , f n3 = f ∑3 .

Напряжения uпр1(t) и uпp2(t) поступают на два входа первого перемножителя 35, на выходе которого образуется гармоническое напряжениеVoltages u pr1 (t) and u p2 (t) are supplied to two inputs of the first multiplier 35, at the output of which a harmonic voltage is generated

u4(β)=U4⋅CosΔϕ;u 4 (β) = U 4 ⋅ CosΔϕ;

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
- угол места опасного объекта;
Figure 00000008
- elevation angle of the hazardous facility;

λ - длина волны;λ is the wavelength;

d1 - измерительная база; которое выделяется узкополосным фильтром 38 и поступает на пятый вход цифрового измерителя 30.d 1 - measuring base; which is allocated by the narrow-band filter 38 and is fed to the fifth input of the digital meter 30.

Напряжения uпр1(t) и uпp3(t) поступают на два входа второго перемножителя 36, на выходе которого образуется гармоническое напряжениеVoltages u pr1 (t) and u p3 (t) are supplied to two inputs of the second multiplier 36, at the output of which a harmonic voltage is generated

u5(t)=U5⋅Cos(Ωt-α),u 5 (t) = U 5 ⋅ Cos (Ωt-α),

где

Figure 00000009
Where
Figure 00000009

которое выделяется узкополосным фильтром 39 и поступает на первый вход первого дополнительного фазового детектора 42, на второй вход которого подается опорное напряжение опорного генератора 41which is allocated by a narrow-band filter 39 and enters the first input of the first additional phase detector 42, the second input of which is supplied with the reference voltage of the reference generator 41

u0(t)=U0⋅CosΩt.u 0 (t) = U 0 ⋅ CosΩt.

На выходе фазового детектора 42 образуется низкочастотное напряжениеThe output of the phase detector 42 produces a low-frequency voltage

u6(α)=U6⋅Cosα;u 6 (α) = U 6 ⋅ Cosα;

где

Figure 00000010
Where
Figure 00000010

Figure 00000011
- азимут опасного объекта;
Figure 00000011
- azimuth of a dangerous object;

d2 - измерительная база;d 2 - measuring base;

которое поступает на шестой вход цифрового измерителя 30.which is fed to the sixth input of a digital meter 30.

Напряжения uпр2(t) и uпр4(t) поступают на два входа третьего перемножителя 37, на выходе которого образуется гармоническое напряжениеVoltages u CR2 (t) and u CR4 (t) are supplied to two inputs of the third multiplier 37, at the output of which a harmonic voltage is generated

u7(t)=U7⋅Cos(Ωt-γ),u 7 (t) = U 7 ⋅ Cos (Ωt-γ),

где

Figure 00000012
Where
Figure 00000012

Это напряжение выделяется узкополосным фильтром 40 и поступает на первый вход второго дополнительного фазового детектора 43, на второй вход которого подается опорное напряжение u0(t) с выхода опорного генератора 41.This voltage is allocated by a narrow-band filter 40 and is supplied to the first input of the second additional phase detector 43, the second input of which is supplied with a reference voltage u 0 (t) from the output of the reference generator 41.

На выходе фазового детектора 43 образуется низкочастотное напряжениеThe output of the phase detector 43 produces a low-frequency voltage

u8(γ)=U8⋅Cosγ,u 8 (γ) = U 8 ⋅ Cosγ,

где

Figure 00000013
Where
Figure 00000013

Figure 00000014
- угол стабилизации опасного объекта, которое поступает на седьмой вход цифрового измерителя 30.
Figure 00000014
- the angle of stabilization of the hazardous object, which is fed to the seventh input of the digital meter 30.

Описанная выше работа радиолокационной системы соответствует случаю приема отраженных сигналов по основным каналам на частотах fi, f2 и f3 (фиг. 3).The operation of the radar system described above corresponds to the case of receiving reflected signals through the main channels at frequencies fi, f 2 and f 3 (Fig. 3).

Если ложный сигнал (помеха) поступает по первому зеркальному каналу на частоте fз1 (фиг. 3)If a false signal (interference) enters the first mirror channel at a frequency f s1 (Fig. 3)

uз1(t)=Uз1⋅Cos(2πfзlt+ϕз1), 0≤t≤Tз1, Z1 u (t) = U Z1 ⋅Cos (2πf zl t + φ P1), 0≤t≤T P1,

то на выходе смесителя 15 образуются следующие напряжения (фиг. 3, а):then at the output of the mixer 15 the following voltages are formed (Fig. 3, a):

uпр5(t)=Uпр5⋅Cos(2πfпрt+ϕпр5), 0≤t≤Tз1, np5 u (t) = U np5 ⋅Cos (2πf straight np5 t + φ), 0≤t≤T P1,

u∑4(t)=Uпр5⋅Cos(2πf∑4t+ϕ∑4),u ∑4 (t) = U pr5 ⋅Cos (2πf ∑4 t + ϕ ∑4 ),

где

Figure 00000015
Where
Figure 00000015

fпр=fз1-fг1 - промежуточная частота;f CR = f Z1 -f g1 - intermediate frequency;

f∑4=fг1+fз1 - четвертая суммарная частота;f ∑4 = f g1 + f s1 - the fourth total frequency;

ϕпр4=ϕз1-ϕг1; ϕ∑4=ϕг1+ϕз1.ϕ ol4 = ϕ z1 -ϕ g1 ; ϕ ∑4 = ϕ g1 + ϕ z1 .

Напряжение uпр5(t) выделяется усилителем 18 промежуточной частоты. Напряжение u∑4(t) не попадает в полосу пропускания усилителя 44 первой суммарной частоты. Это объясняется тем, что частота f∑4 отличается от частоты настройки fн1=f∑1 усилителя 44 первой суммарной частоты на 2fпр The voltage u CR5 (t) is allocated by the amplifier 18 of an intermediate frequency. The voltage u ∑4 (t) does not fall into the passband of the amplifier 44 of the first total frequency. This is because the frequency f Σ4 different from the tuning frequency f H1 = f Σ1 amplifier 44 to the first sum frequency 2f etc.

f∑4-f∑1=2fпр.f Σ4 -f Σ1 = 2f pr.

В этом случае ключ 46 не открывается и ложный сигнал (помеха), поступающий по первому зеркальному каналу на частоте fз1, подавляется.In this case, the key 46 does not open and a false signal (interference) arriving through the first mirror channel at a frequency f s1 is suppressed.

Если ложный сигнал (помеха) поступает по второму зеркальному каналу на частоте fз2 (фиг. 3)If a false signal (interference) enters the second mirror channel at a frequency f s2 (Fig. 3)

uз2(t)=Uз2⋅Cos(2πfз2t+ϕз2), 0≤t≤Тз2,u s2 (t) = U s2 ⋅Cos (2πf s2 t + φ s2) 0≤t≤T s2,

то на выходе смесителя 16 образуются следующие напряжения (фиг. 3, б):then at the output of the mixer 16 the following voltages are formed (Fig. 3, b):

uпр6(t)=Uпр6⋅Cos(2πfпрt+фпр6),u pr6 (t) = U pr6 ⋅ Cos (2πf pr t + f pr6 ),

u∑5(t)=Uпр6⋅Cos(2πf∑5t+ϕ∑5), 0≤t≤Тз2; u ∑5 (t) = U pr6 ⋅Cos (2πf ∑5 t + ϕ ∑5 ), 0≤t≤T s2;

где

Figure 00000016
Where
Figure 00000016

fпр=fз2-fг2 - промежуточная частота;f ol = f z2 -f g2 - intermediate frequency;

f∑5=fг2+fз2 - пятая суммарная частота;f Σ5 = f r2 + f s2 - fifth total frequency;

ϕпр6=ϕз2-ϕг2; ϕ∑5=ϕг2+ϕз2.ϕ ol6 = ϕ z2 -ϕ g2 ; φ Σ5 = φ r2 + φ s2.

Напряжение uпр6(t) выделяется усилителем 19 промежуточной частоты. Напряжение u∑5(t) не попадает в полосу пропускания усилителя 47 второй суммарной частоты. Это объясняется тем, что частота f∑5 отличается от частоты настройки fн2=f∑2 усилителя 47 второй суммарной частоты на 2fпр The voltage u CR6 (t) is allocated by the amplifier 19 of the intermediate frequency. The voltage u ∑5 (t) does not fall into the passband of the amplifier 47 of the second total frequency. This is because the frequency f ∑5 differs from the tuning frequency f n2 = f ∑2 of the amplifier 47 of the second total frequency by 2f pr

f∑5-f∑2=2fпр.f Σ5 -f Σ2 = 2f pr.

В этом случае ключ 49 не открывается и ложный сигнал (помеха), поступающий по второму зеркальному каналу на частоте fз2, подавляется.In this case, the key 49 does not open and a false signal (interference) coming in from the second mirror channel at a frequency f s2 is suppressed.

Если ложный сигнал (помеха) поступает по третьему зеркальному каналу на частоте fз3 (фиг. 3)If a false signal (interference) enters the third mirror channel at a frequency f s3 (Fig. 3)

uз3(t)=Uз3⋅Cos(2πfз3t+ϕз3), 0≤t≤Тз3,u s3 (t) = U s3 ⋅ Cos (2πf s3 t + ϕ s3 ), 0≤t≤T s3 ,

то на выходе смесителя 33 образуются следующие напряжения:then at the output of the mixer 33 the following voltages are formed:

uпр7(t)=Uпр7⋅Cos(2πfпрt+ϕпр6),u pr7 (t) = U pr7 ⋅ Cos (2πf pr t + ϕ pr6 ),

u∑6(t)=U∑7⋅Cos(2πf∑6t+ϕ∑6), 0≤t≤Тз3,u ∑6 (t) = U ∑7 ⋅Cos (2πf ∑6 t + ϕ ∑6 ), 0≤t≤T s3 ,

где

Figure 00000017
Where
Figure 00000017

fпр=fз3-fг3 - промежуточная частота;f ave = f P3 -f r3 - intermediate frequency;

f∑6=fг3+fз3 - пятая суммарная частота;f ∑6 = f g3 + f s3 is the fifth total frequency;

ϕпр6=ϕз3-ϕг3; ϕ∑5=ϕг3+ϕз3. pr6 φ = φ r3 P3 -φ; ϕ ∑5 = ϕ g3 + ϕ s3 .

Напряжение uпр7(t) выделяется усилителем 34 промежуточной частоты. Напряжение u∑6(t) не попадает в полосу пропускания усилителя 50 третьей суммарной частоты. Это объясняется тем, что частота f∑6 отличается от частоты настройки fн3=f∑3 усилителя 50 третьей суммарной частоты на 2fпр The voltage u pr7 (t) is allocated by the intermediate frequency amplifier 34. The voltage u ∑6 (t) does not fall into the passband of the amplifier 50 of the third total frequency. This is because the frequency f ∑6 differs from the tuning frequency f n3 = f ∑3 of the amplifier 50 of the third total frequency by 2f pr

f∑6-f∑3=2fпр.f Σ6 -f Σ3 = 2f pr.

В этом случае ключ 50 не открывается и ложный сигнал (помеха), поступающий по третьему зеркальному каналу на частоте fз3, подавляется.In this case, the key 50 does not open and a false signal (interference) arriving through the third mirror channel at a frequency f s3 is suppressed.

Для осуществления замеров толщины ледовой кромки, шероховатости льда, т.е. его торосов, подключается к работе миллиметровый диапазон антенны 11 и замеры этих показателей осуществляются при помощи двух антенн 11 и 12, т.е. в сантиметровом режиме обнаруживает кромку льда, а в миллиметровом не только обнаруживает, но и замеряет шероховатость льда, толщину ледовой кромки. При поступлении сигнала он усиливается усилителями 13 и 14 высокой частоты, преобразуется по частоте смесителями 15 и 16, усиливается усилителями 18 и 19 промежуточной частоты и поступает на коммутатор 20, который переключает каналы 8,6 мм и 3,2 см. Первый блок 26 и второй блок 27 аналого-цифровых преобразователей преобразовывают квадратурные сигналы в цифровую форму, которые поступают в двухпортовое буферное оперативное запоминающее устройство 29. В радиоинтерферометрическом режиме работы РЛС на частоте f2=34,88 ГГц (λ=8,6 мм) от антенн 11 и 12 по СВЧ и ПЧ трактам, по фазовому детектированию и оцифровке в АЦП используют идентичные параллельные приемные каналы. Запись и считывание отсчетов в двухпортовом буферном оперативном запоминающем устройстве (БОЗУ) 29 происходит одновременно, но с разными темпами и по разным адресам.To measure the thickness of the ice edge, the roughness of the ice, i.e. of its hummocks, the millimeter range of antenna 11 is connected to work and measurements of these indicators are carried out using two antennas 11 and 12, i.e. in the centimeter mode it detects the ice edge, and in the millimeter mode it not only detects, but also measures the roughness of the ice, the thickness of the ice edge. When a signal arrives, it is amplified by high-frequency amplifiers 13 and 14, frequency-converted by mixers 15 and 16, amplified by intermediate-frequency amplifiers 18 and 19, and fed to a switch 20, which switches channels 8.6 mm and 3.2 cm. The first block 26 and the second block 27 of the analog-to-digital converters convert the quadrature signals to digital form, which are fed to the dual-port buffer random access memory 29. In the radio interferometric mode of operation of the radar at a frequency f 2 = 34.88 GHz (λ = 8.6 mm) from antennas 11 and 12 for microwave and IF paths, for phase detection and digitization in the ADC, use identical parallel receive channels. The recording and reading of samples in a two-port buffer random access memory (BOSU) 29 occurs simultaneously, but at different rates and at different addresses.

Блок 28 первичной цифровой обработки состоит из двухпортового БОЗУ 29 и цифрового измерителя 30. Двухпортовое буферное оперативное запоминающее устройство 29 включает в себя процессор сжатия ФМн сигналов и обнаружитель. Цифровой измеритель 30 состоит из счетчика дальности, процессора БПФ, цифрового коррелятора интерферометра и соответственно цифрового измерителя.Primary digital processing unit 28 consists of a two-port BOSE 29 and a digital meter 30. The two-port buffer random access memory 29 includes a PSK signal compression processor and a detector. The digital meter 30 consists of a range counter, an FFT processor, a digital interferometer correlator, and accordingly a digital meter.

Все используемые блоки являются известными, либо могут быть получены из известных устройств путем их объединения известными методами.All used blocks are known, or can be obtained from known devices by combining them by known methods.

Предлагаемые технические решения позволяют обеспечить бесконтактное измерение толщины опасных ледовых образований с толщиной льда более 50 см с высокой точностью, определить в заданном радиусе кромки льда. Кроме того, может быть определена скорость движения дрейфующих полей и крупногабаритного льда по направлению к морским добывающим платформам.The proposed technical solutions allow for non-contact measurement of the thickness of hazardous ice formations with an ice thickness of more than 50 cm with high accuracy, to determine in a given radius of the ice edge. In addition, the speed of drifting fields and large ice in the direction of offshore production platforms can be determined.

Предлагаемые технические решения обеспечивают определение местоположения приближающихся опасных объектов, таких как айсберг, обширные ледовые поля, торосы, крупные льдины и оценку их опасности для морских добывающих платформ. Это достигается за счет использования второй и третьей измерительных баз, расположенных в азимутальной и гипотенузной плоскостях, антенны которых размещены в виде прямоугольного треугольника, в вершине которого помещена приемопередающая антенна.The proposed technical solutions provide the location of approaching hazardous objects such as an iceberg, vast ice fields, hummocks, large ice floes and an assessment of their danger to offshore production platforms. This is achieved through the use of the second and third measuring bases located in the azimuthal and hypotenuse planes, the antennas of which are placed in the form of a rectangular triangle, at the top of which a transceiver antenna is placed.

Предлагаемые технические решения инвариантны к виду модуляции (манипуляции) и нестабильности несущей частоты принимаемых сложных ФМн сигналов, что также обеспечивает повышение точности определения местоположения приближающихся опасных объектов.The proposed technical solutions are invariant to the type of modulation (manipulation) and instability of the carrier frequency of the received complex PSK signals, which also provides increased accuracy in determining the location of approaching dangerous objects.

Таким образом, предлагаемые технические решения по сравнению с прототипами и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивают повышение помехоустойчивости и точности определения параметров морских ледовых полей. Это достигается за счет подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам, методом суммарных частот.Thus, the proposed technical solutions in comparison with prototypes and other technical solutions of a similar purpose provide increased noise immunity and accuracy in determining the parameters of sea ice fields. This is achieved by suppressing false signals (interference) received via additional channels using the sum frequency method.

Следует отметить, что каждый смеситель при работе на линейном участке вольт-амперной характеристики представляет собой перемножитель, реализующий алгоритмIt should be noted that each mixer when working on a linear section of the current-voltage characteristic is a multiplier that implements the algorithm

Figure 00000018
Figure 00000018

Обычно используется только разностная (промежуточная) составляющая и реализуется процедура «преобразование вниз».Usually, only the difference (intermediate) component is used and the “down conversion” procedure is implemented.

В предлагаемых технических решениях используется и суммарная составляющая, реализующая процедуру «преобразование вверх», для подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам.The proposed technical solutions also use the total component that implements the "conversion up" procedure to suppress false signals (interference) received via additional channels.

Claims (8)

1. Способ обнаружения и высокоточного определения параметров морских ледовых полей, включающий действия на дистанции по обнаружению изменений параметров отраженных сигналов приемопередающей антенной и первой приемной антенной, созданию мониторинга измерений, анализу изменений, при этом радиоизлучение производят приемопередающей антенной, отраженные сигналы принимают приемопередающей антенной и первой приемной антенной, временные отсчеты отраженных сигналов разбивают на секции и для сжатия фазоманипулированных отраженных сигналов производят линейные свертки между отсчетами секций и отсчетами опорных функций, определяющих доплеровское смещение принимаемых сигналов посекционно для эхо-сигналов приемопередающей антенны и первой приемной антенны, накопления результатов сжатия и по ним обнаружения кромки ледового поля, его фрагментов, оценки скорости дрейфа и разности фаз отраженных сигналов, приходящих на приемопередающую антенну и первую приемную антенну, при этом между приемопередающей антенной и первой приемной антенной формируют первую измерительную базу d1 в угломестной плоскости, устанавливают в азимутальной плоскости вторую приемную антенну с возможностью ее вращения с угловой скоростью Ω по окружности вокруг приемопередающей антенны, формируют вторую измерительную базу d2 между приемопередающей и второй приемной антенной в азимутальной плоскости и третью измерительную базу d3 между первой и второй приемными антеннами в гипотенузной плоскости, сформированные три измерительные базы d1, d2 и d3 размещают в виде прямоугольного треугольника, в вершине которого помещают приемопередающую антенну, перемножают отраженные сигналы на промежуточной частоте fпp, выделяют низкочастотные напряжения, сравнивают их по фазе с опорным напряжением с частотой Ω и определяют азимут α, угол места β и угол ориентации у опасного объекта, по значению трех углов: азимута α, угла места β и угла ориентации γ определяют местоположение опасных объекта, отличающийся тем, что в процессе преобразования частот отраженных сигналов выделяют напряжение промежуточной (разностной) частоты:1. A method for detecting and highly accurately determining the parameters of sea ice fields, including actions at a distance to detect changes in the parameters of the reflected signals of the transmitting antenna and the first receiving antenna, creating monitoring of measurements, analyzing the changes, while the radio emission is produced by the transmitting antenna, the reflected signals are received by the transmitting antenna and the first the receiving antenna, the time samples of the reflected signals are divided into sections and, to compress the phase-manipulated reflected signals, linear convolutions are made between the samples of the sections and the reference function samples, which determine the Doppler shift of the received signals section by section for the echo signals of the transceiving antenna and the first receiving antenna, accumulating the compression results and them detecting the edge of the ice field, its fragments, estimating the drift velocity and the phase difference of the reflected signals arriving at the transceiving antenna and the first receiving antenna, while between the transceiving antenna the first and receiving antennas form the first measuring base d 1 in the elevation plane, installing the second receiving antenna in the azimuthal plane with the possibility of rotation with an angular velocity Ω around the circumference of the transmitting and receiving antennas, form the second measuring base d 2 between the transmitting and receiving antennas in the azimuthal plane the plane and the third measuring base d 3 between the first and second receiving antennas in the hypotenuse plane, the formed three measuring bases d 1 , d 2 and d 3 are placed in the form of a rectangular triangle, at the top of which a transceiving antenna is placed, the reflected signals are multiplied at an intermediate frequency f p , isolate low-frequency voltages, compare them in phase with the reference voltage with a frequency Ω and determine the azimuth α, elevation angle β and the orientation angle of the hazardous object, using the value of three angles: azimuth α, elevation angle β and orientation angle γ determine the location of the dangerous object, characterized in that in the process the frequency conversion of the reflected signals emit the voltage of the intermediate (differential) frequency: fпp=fг1-f1, fпp=fг2-f2, fпp=fг3-f3 prosp f = f r1 -f 1, f prosp = f r2 -f 2, f = f r3 prosp -f 3 и напряжения суммарных частот:and voltage of total frequencies: f∑1=f1+fг1, f∑2=f2+fг2, f∑3=f3+fг3,f Σ1 = f 1 + f r1, f Σ2 = f 2 + f r2, f Σ3 = f 3 + f r3, где f1, f2, f3 - частоты отраженных сигналов, принимаемых по основным каналам,where f 1 , f 2 , f 3 - the frequency of the reflected signals received on the main channels, fг1, fг2, fг3 - частоты первого, второго и третьего гетеродинов,f g1 , f g2 , f g3 - the frequencies of the first, second and third local oscillators, f∑1, f∑2, f∑3 - суммарные частоты, детектируют напряжения суммарных частот и используют продетектированные напряжения для разрешения дальнейшей обработки напряжений промежуточной (разностной) частоты.f ∑1 , f ∑2 , f ∑3 are the sum frequencies, detect the voltages of the sum frequencies and use the detected voltages to allow further processing of the voltages of the intermediate (difference) frequency. 2. Радиолокационная система обнаружения и высокоточного определения параметров морских ледовых полей, содержащая последовательно включенные блок управления РЛС, синтезатор частот, генератор М-кода, первый модулятор, второй вход которого соединен с вторым выходом синтезатора частот, первый усилитель мощности, СВЧ коммутатор, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления РЛС, блок управления антенной системой, второй вход которого связан с блоком управления РЛС, третий вход связан с приемопередающей антенной, а четвертый вход соединен с первой приемной антенной, первый усилитель высокой частоты, первый смеситель, второй вход которого соединен с четвертым выходом синтезатора частот, и первый усилитель промежуточной частоты, второй вход которого через устройство временной автоматической регулировки усиления соединен с третьим выходом блока управления РЛС, последовательно включенные коммутатор промежуточной частоты, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока управления РЛС, усилитель промежуточной частоты, второй вход которого через блок автоматической и ручной регулировки усиления соединен с его выходом и с пятым выходом блока управления РЛС, первый блок фазовых детекторов, второй вход которого через фазовращатель соединен с шестым выходом синтезатора частот, первый блок аналого-цифровых преобразователей квадратурных сигналов в цифровую форму, второй вход которого соединен с седьмым выходом синтезатора частот, двухпортовое буферное оперативное запоминающее устройство, второй вход которого соединен с седьмым выходом блока управления РЛС, и цифровой измеритель, второй вход которого соединен с девятым выходом синтезатора частот, третий вход соединен с выходом блока управления антенной системой, четвертый вход соединен с седьмым выходом блока управления РЛС, а выход является выходом блока первичной цифровой обработки, последовательно подключенные к второму выходу генератора М-кода второй модулятор, второй вход которого соединен с третьим выходом синтезатора частот, и второй усилитель мощности, выход которого соединен с третьим входом СВЧ коммутатора, последовательно подключенные к третьему выходу блока управления антенной системой второй усилитель высокой частоты, второй смеситель, второй вход которого соединен с пятым выходом синтезатора частот, и второй усилитель промежуточной частоты, второй вход которого соединен с вторым выходом устройства временной автоматической регулировки усиления, последовательно подключенные к выходу усилителя промежуточной частоты второй блок фазовых детекторов, второй вход которого соединен с шестым выходом синтезатора частот, и второй блок аналого-цифровых преобразователей квадратурных сигналов в цифровую форму, второй вход которого соединен с седьмым выходом синтезатора частот, а выход подключен к третьему входу двухпортового буферного запоминающего устройства, приемопередающей антенной, первой и второй приемными антеннами образованы три измерительные базы, расположенные в виде прямоугольного треугольника, в вершине которого расположена приемопередающая антенна с возможностью вращения с частотой Ω вокруг вертикального катета, к выходу второй приемной антенны последовательно подключены блок управления антенной системой, третий усилитель высокой частоты, третий смеситель, второй вход которого соединен с восьмым выходом синтезатора частот, и третий усилитель промежуточной частоты, второй вход которого соединен с третьим выходом устройства временной автоматической регулировки усиления, а выход подключен к четвертому входу коммутатора промежуточной частоты, к выходу первого перемножителя подключен первый узкополосный фильтр, выход которого соединен с пятым входом цифрового измерителя, к выходу второго перемножителя последовательно подключены второй узкополосный фильтр и первый дополнительный фазовый детектор, второй вход которого через опорный генератор соединен с пятым выходом блока управления РЛС, а выход подключен к шестому входу цифрового измерителя, к выходу третьего перемножителя последовательно подключены третий узкополосный фильтр и второй дополнительный фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора, а выход подключен к седьмому входу цифрового измерителя, при этом пятый, шестой и седьмой входы цифрового измерителя связаны с процессором БПФ, который обеспечивает определение местоположения опасного объекта, отличающаяся тем, что она снабжена усилителем первой суммарной частоты, усилителем второй суммарной частоты, усилителем третьей суммарной частоты, тремя амплитудными детекторами и тремя ключами, причем к выходу первого смесителя последовательно подключены усилитель первой суммарной частоты, первый амплитудный детектор и первый ключ, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к первому входу коммутатора промежуточной частоты, первого и второго перемножителей, к выходу второго смесителя последовательно подключены усилитель второй суммарной частоты, второй амплитудный детектор и второй ключ, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к второму входу коммутатора промежуточной частоты, первого и третьего перемножителей, к выходу третьего смесителя последовательно подключены усилитель третьей суммарной частоты, третий амплитудный детектор и третий ключ, второй вход которого соединен с выходом третьего усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к третьему входу коммутатора промежуточной частоты, к второму входу второго и третьего перемножителей.2. Radar detection and high-precision determination of parameters of sea ice fields, containing serially connected radar control unit, frequency synthesizer, M-code generator, first modulator, the second input of which is connected to the second output of the frequency synthesizer, first power amplifier, microwave switch, second input which is connected to the second output of the radar control unit, the antenna system control unit, the second input of which is connected to the radar control unit, the third input is connected to the transceiver antenna, and the fourth input is connected to the first receiving antenna, the first high-frequency amplifier, the first mixer, the second input of which connected to the fourth output of the frequency synthesizer, and the first intermediate frequency amplifier, the second input of which is connected via a temporary automatic gain control device to the third output of the radar control unit, the intermediate frequency switch is connected in series, the second input of which is connected to the fourth output of the unit the radar board, an intermediate frequency amplifier, the second input of which through the automatic and manual gain control unit is connected to its output and to the fifth output of the radar control unit, the first phase detector unit, the second input of which is connected through the phase shifter to the sixth output of the frequency synthesizer, the first analog digital quadrature signal converters in digital form, the second input of which is connected to the seventh output of the frequency synthesizer, a two-port buffer memory, the second input of which is connected to the seventh output of the radar control unit, and a digital meter, the second input of which is connected to the ninth output of the frequency synthesizer, third the input is connected to the output of the antenna system control unit, the fourth input is connected to the seventh output of the radar control unit, and the output is the output of the primary digital processing unit, the second modulator is connected in series to the second output of the M-code generator, the second input of which is connected to the third output ohm of the frequency synthesizer, and a second power amplifier, the output of which is connected to the third input of the microwave switch, a second high-frequency amplifier, a second mixer, the second input of which is connected to the fifth output of the frequency synthesizer, and a second intermediate-frequency amplifier, connected in series to the third output of the antenna system control unit the second input of which is connected to the second output of the temporary automatic gain control device, connected in series to the output of the intermediate frequency amplifier is a second block of phase detectors, the second input of which is connected to the sixth output of the frequency synthesizer, and the second block of analog-to-digital converters of quadrature signals to digital form, the second the input of which is connected to the seventh output of the frequency synthesizer, and the output is connected to the third input of the dual-port buffer memory, a transceiver antenna, and the first and second receiving antennas are three measuring bases arranged in a rectangular of the triangle, at the top of which there is a transceiver antenna with the possibility of rotation with a frequency of Ω around a vertical leg, the antenna control unit, a third high-frequency amplifier, a third mixer, the second input of which is connected to the eighth output of the frequency synthesizer, and a third are connected to the output of the second receiving antenna intermediate frequency amplifier, the second input of which is connected to the third output of the temporary automatic gain control device, and the output is connected to the fourth input of the intermediate frequency switch, the first narrow-band filter connected to the output of the first multiplier, the output of which is connected to the fifth input of the digital meter, to the output of the second multiplier a second narrow-band filter and a first additional phase detector are connected, the second input of which is connected through the reference generator to the fifth output of the radar control unit, and the output is connected to the sixth input of the digital meter, to the output of the third a third narrow-band filter and a second additional phase detector, the second input of which is connected to the output of the reference generator, and the output is connected to the seventh input of the digital meter, the fifth, sixth and seventh inputs of the digital meter are connected to the FFT, which determines the location of the dangerous object, characterized in that it is equipped with an amplifier of the first total frequency, an amplifier of the second total frequency, an amplifier of the third total frequency, three amplitude detectors and three keys, and an amplifier of the first total frequency, a first amplitude detector and a first key, and a second key are connected in series to the output of the first mixer the input of which is connected to the output of the first intermediate frequency amplifier, and the output is connected to the first input of the intermediate frequency switch, the first and second multipliers, the second total frequency amplifier, the second amplitudes are connected in series to the output of the second mixer the second detector and the second key, the second input of which is connected to the output of the second intermediate frequency amplifier, and the output is connected to the second input of the intermediate frequency switch, the first and third multipliers, the amplifier of the third total frequency, the third amplitude detector and the third key are connected in series to the output of the third mixer, the second input of which is connected to the output of the third intermediate frequency amplifier, and the output is connected to the third input of the intermediate frequency switch, to the second input of the second and third multipliers.
RU2019127828A 2019-09-03 2019-09-03 Method for detection and high-accuracy determination of parameters of sea ice fields and radar system for its implementation RU2723437C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019127828A RU2723437C1 (en) 2019-09-03 2019-09-03 Method for detection and high-accuracy determination of parameters of sea ice fields and radar system for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019127828A RU2723437C1 (en) 2019-09-03 2019-09-03 Method for detection and high-accuracy determination of parameters of sea ice fields and radar system for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2723437C1 true RU2723437C1 (en) 2020-06-11

Family

ID=71095797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019127828A RU2723437C1 (en) 2019-09-03 2019-09-03 Method for detection and high-accuracy determination of parameters of sea ice fields and radar system for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2723437C1 (en)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5585799A (en) * 1995-06-08 1996-12-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Microwave doppler radar system for detection and kinematic measurements of river ice
CN201476779U (en) * 2009-09-17 2010-05-19 中国极地研究中心 System for detecting the thickness of the sea ice at the polar region
RU2416070C1 (en) * 2010-02-24 2011-04-10 Открытое акционерное общество "Газпром" Method for determining sea ice drift
RU2467347C1 (en) * 2011-04-08 2012-11-20 Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method of detection and high-accuracy determination of marine ice floes and radiolocating system that implements it
RU2014129356A (en) * 2014-07-16 2016-02-10 Открытое акционерное общество "Равенство" Method for the detection and high-precision determination of parameters of sea ice fields and a radar system for its implementation
CN107064890A (en) * 2017-04-11 2017-08-18 南京信息工程大学 A kind of pulse radar sea ice detectivity appraisal procedure
CN107871323A (en) * 2016-09-23 2018-04-03 国家海洋环境监测中心 A kind of sea ice motion information acquisition method based on all solid state radar
RU2660752C1 (en) * 2017-06-14 2018-07-10 Открытое акционерное общество "Авангард" Method of detecting and high-speed determination of parameters of marine ice fields and a radar location system for its implementation
CN108957444A (en) * 2018-07-23 2018-12-07 鲁东大学 Sea ice region contour line detecting method and device
JP6457968B2 (en) * 2016-04-25 2019-01-23 株式会社ヨコオ Pulse radar device and its parts

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5585799A (en) * 1995-06-08 1996-12-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Microwave doppler radar system for detection and kinematic measurements of river ice
CN201476779U (en) * 2009-09-17 2010-05-19 中国极地研究中心 System for detecting the thickness of the sea ice at the polar region
RU2416070C1 (en) * 2010-02-24 2011-04-10 Открытое акционерное общество "Газпром" Method for determining sea ice drift
RU2467347C1 (en) * 2011-04-08 2012-11-20 Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method of detection and high-accuracy determination of marine ice floes and radiolocating system that implements it
RU2014129356A (en) * 2014-07-16 2016-02-10 Открытое акционерное общество "Равенство" Method for the detection and high-precision determination of parameters of sea ice fields and a radar system for its implementation
JP6457968B2 (en) * 2016-04-25 2019-01-23 株式会社ヨコオ Pulse radar device and its parts
CN107871323A (en) * 2016-09-23 2018-04-03 国家海洋环境监测中心 A kind of sea ice motion information acquisition method based on all solid state radar
CN107064890A (en) * 2017-04-11 2017-08-18 南京信息工程大学 A kind of pulse radar sea ice detectivity appraisal procedure
RU2660752C1 (en) * 2017-06-14 2018-07-10 Открытое акционерное общество "Авангард" Method of detecting and high-speed determination of parameters of marine ice fields and a radar location system for its implementation
CN108957444A (en) * 2018-07-23 2018-12-07 鲁东大学 Sea ice region contour line detecting method and device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6177467B1 (en) Radar operation with enhanced Doppler capability
US7479921B2 (en) Distance measuring device, distance measuring method and distance measuring program
US7936301B2 (en) Stepped frequency radar
US6236352B1 (en) Heterodyned double sideband diplex radar
US20040150548A1 (en) Linear frequency modulation superimposed on double sideband diplex radar
US9568601B1 (en) Successive-MFCW modulation for ultra-fast narrowband radar
RU2660752C1 (en) Method of detecting and high-speed determination of parameters of marine ice fields and a radar location system for its implementation
Ahmad et al. Performance analysis of dual-frequency CW radars for motion detection and ranging in urban sensing applications
RU2723437C1 (en) Method for detection and high-accuracy determination of parameters of sea ice fields and radar system for its implementation
US7095363B2 (en) Pulse radar apparatus
RU2435171C1 (en) Phase direction finding method and phase direction finder for implementing said method
Babaeian et al. A CZT-Based Algorithm for Improving Multi-Target Ranging in FMCW Radar
RU2427853C1 (en) Phase direction finding method and phase direction finder for implementing said method
RU2710030C1 (en) Method for detection and high-accuracy determination of parameters of sea ice fields and radar system for its implementation
RU2290658C1 (en) Phase mode of direction finding and phase direction finder for its execution
RU2296432C1 (en) Method for autocorrelation receipt of noise-like signals
Kurniawan et al. Implementation of automatic I/Q imbalance correction for FMCW radar system
RU2580507C2 (en) Radar method and doppler radar with transmitter for implementation thereof
RU2426143C1 (en) Method of phase direction finding and phase direction finder to this end
RU2187129C1 (en) Procedure and device measuring polarization matrix of scattering of object
RU2175770C1 (en) Phase method of direction finding and phase direction finder for its realization
RU2258865C1 (en) Method of detecting location of leakage in pipelines
RU2695077C1 (en) Method and apparatus for processing vector radio signals in full polarization radar stations
RU2463701C2 (en) Digital method and device to determine instantaneous phase of received realisation of harmonic or quasiharmonic signal
RU171482U1 (en) Combined direction finder