Статья может редактироваться со временем с целью представления её в, возможно, более надлежащем виде.
ВЫСОКОТОЧНЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАХОЖДЕНИЯ
ПРИБЛИЖАЮЩЕЙСЯ ЦЕЛИ В ЗАДАННОМ ОБЪЁМЕ ПРОСТРАНСТВА
Формула изобретения
Высокоточный способ определения нахождения приближающейся цели в заданном объёме пространства при нетрадиционном частотном методе радиолокации (НЧМР), заключающийся в выделении разностных сигналов (биений) сформированных посредством смешивания в смесителе (ССМО) излученного и отражённого от цели непрерывных линейно частотно модулированных (НЛЧМ) сигналов с частотой f, изменяющейся по закону ограниченной возрастающей прямой при приближении цели к излучателю НЛЧМ сигнала (излучателю) и при: частоте Fм модуляции; девиации fд; скорости g=Fмfд изменения частоты; времени tз=f/g, за которое свет, со скоростью – с, проходит расстояние в f/fд раз большее чем расстояние S=c/Fм однозначного определения дальности, при этом и при радиальной скорости Vr цели, через время tз после нахождения цели на удалении Д+tзVr от излучателя, фиксируют заданную дальность Д, посредством констатации факта обнаружения биения известной частоты Fб=2ДFмfд/с, а также, при нахождении цели на дальности Д определяют её радиальную скорость посредством, при частоте Fд=2fVr/с Доплера, формирования разностного сигнала частотой Fд=Fб-Fд-fгет, после смешивания во втором смесителе (СМ) сигнала с неизвестной частотой Fб-Fд с сигналом гетеродина известной частоты fгет=Fб, а также, параллельно с определением скорости Vr, определяют направление на цель, посредством:
- выделения сформированных биений с частотами - FАС=(Д+АС+АО)Fмfд/с-Fд, FВС=(Д+ВС+ВО)Fмfд/с-Fд, FЕС=(Д+ЕС+ЕО)Fмfд/с-Fд, FЛС=(Д+ЛС+ЛО)Fмfд/с-Fд, FМС=(Д+МС+МО)Fмfд/с-Fд, FДС=(Д+ДС+ДО)Fмfд/с-Fд, где - АО=ВО=ЕО=ЛО= МО=ДО – расстояния от излучателя (приемопередающей антенны <О>, расположенной в точке О пространства) до приемных антенн: <А>, <В>, <Е> ,<Л>, <М>, <Д>, расположенных, соответственно, в точках А, В, Е, Л, М и Д вокруг точки О, на линиях: АВ, ЕЛ, МД, пересекающихся в точке О и перпендикулярных друг другу; АС, ВС, ЕС, ЛС, МС, ДС – расстояния между точками А, В, Е, Л, М, Д и целью, находящейся в точке С за пределами поверхности сферы с радиусом ОА, биений сформированных после смешивания излученного приемопередающей антенной <О> и принятых приемными антеннами: <А>, <В>, <Е> ,<Л>, <М>, <Д>, отражённого от цели НЛЧМ сигнала, соответственно в смесителях: ССМА; ССМВ; ССМЕ; ССМЛ; ССММ; ССМД;
- определения, какие из частот больше: FАС или FВС, FЕС или FЛС, FМС или FДС, FЛС или FМС, FВС или FЛС, FВС или FМС, FАС или FЛС, FАС или FМС, FЛС или FДС, FАС или FДС, FДС или FВС, FЕС или FМС, FВС или FЕС, FАС или FЕС, FЕС или FДС, как вариант, посредством: измерения частот: FАС, FВС, FЕС, FЛС, FМС и FДС и представления результатов измерения в виде цифровых чисел: ЦА, ЦВ, ЦЕ, ЦЛ, ЦМ, ЦД, а также вычитания: из числа ЦА числа ЦВ, из числа ЦЕ числа ЦЛ, из числа ЦМ числа ЦД, из числа ЦЛ числа ЦМ, из числа ЦВ числа ЦЛ, из числа ЦВ числа ЦМ, из числа ЦА числа ЦЛ, из числа ЦА числа ЦМ, из числа ЦЛ числа ЦД, из числа ЦА числа ЦД, из числа ЦД числа ЦВ, из числа ЦЕ числа ЦМ, из числа ЦВ числа ЦЕ, из числа ЦА числа ЦЕ, из числа ЦЕ числа ЦД, цифровыми схемами вычитаний: СВАВ, СВЕЛ, СВМД, СВЛМ, СВВЛ, СВВМ, СВАЛ, СВАМ, СВЛД, СВАД, СВДВ, СВЕМ, СВВЕ, СВАЕ и СВЕД, а также определения знаков полученных разностей: ЦА-ЦВ, ЦЕ-ЦЛ, ЦМ-ЦД, ЦЛ-ЦМ, ЦВ-ЦЛ, ЦВ-ЦМ, ЦА-ЦЛ, ЦА-ЦМ, ЦЛ-ЦД, ЦА-ЦД, ЦД-ЦВ, ЦЕ-ЦМ, ЦВ-ЦЕ, ЦА-ЦЕ, ЦЕ-ЦД и представления их на основных знаковых выходах СВ в виде, соответственно, аббревиатур: АС>ВС, ЕС>ЛС, МС>ДС, ЛС>МС, ВС>ЛС, ВС>МС, АС>ЛС, АС>МС, ЛС>ДС, АС>ДС, ДС>ВС, ЕС>МС, ВС>ЕС, АС>ЕС, ЕС>ДС, соответствующих логическим 1, а также определения знаков полученных разностей: ЦВ-ЦА, ЦЛ-ЦЕ, ЦД-ЦМ, ЦМ-ЦЛ, ЦЛ-ЦВ, ЦМ-ЦВ, ЦЛ-ЦА, ЦМ-ЦА, ЦД-ЦЛ, ЦД-ЦА, ЦВ-ЦД, ЦМ-ЦЕ, ЦЕ-ЦВ, ЦЕ-ЦА, ЦД-ЦЕ, после и посредством инвертирования знаков разностей: ЦА-ЦВ, ЦЕ-ЦЛ, ЦМ-ЦД, ЦЛ-ЦМ, ЦВ-ЦЛ, ЦВ-ЦМ, ЦА-ЦЛ, ЦА-ЦМ, ЦЛ-ЦД, ЦА-ЦД, ЦД-ЦВ, ЦЕ-ЦМ, ЦВ-ЦЕ, ЦА-ЦЕ, ЦЕ-ЦД и представления их на уже инверсных знаковых выходах СВ в виде, соответственно, аббревиатур: АС<ВС, ЕС<ЛС, МС<ДС, ЛС<МС, ВС<ЛС, ВС<МС, АС<ЛС, АС<МС, ЛС<ДС, АС<ДС, ДС<ВС, ЕС<МС, ВС<ЕС, АС<ЕС, ЕС<ДС, соответствующих также логическим 1;
- определения, в какой 1/48 части сферы вокруг точки О находится цель, посредством констатации фактов того, что на выходе того, или иного, одного из 48-ми, от 9-ого по 56 - ой, элементов И, появилась логическая 1, для чего необходимо 56-ть элементов И (И) соединить между собой, и основные и инверсные выходы: СВАВ, СВЕЛ, СВМД, СВЛМ, СВВЛ, СВВМ, СВАЛ, СВАМ, СВЛД, СВАД, СВДВ, СВЕМ, СВВЕ, СВАЕ, СВЕД подключить к входам всех элементов И так:
- выходы ВС<АС, ДС>МС, ЛС<ЕС к входам 1-ого И, выходы АС<ВС, ДС>МС, ЛС<ЕС к входам 2-ого И, выходы АС<ВС, МС>ДС, ЛС<ЕС к входам 3-ого И, выходы ВС<АС, МС>ДС, ЛС<ЕС к входам 4-ого И, выходы ВС<АС, ДС>МС, ЕС<ЛС к входам 5-ого И, выходы АС<ВС, ДС>МС, ЕС<ЛС к входам 6-ого И, выходы АС<ВС, МС>ДС, ЕС<ЛС к входам 7-ого И, выходы ВС<АС, МС>ДС, ЕС<ЛС к входам 8-ого И;
- выходы МС<ВС, ЛС>ВС, МС<ЛС к входам 9-ого И, выходы МС<ВС, ВС>ЛС, МС<ЛС к входам 10-ого И, выходы МС<ВС, ВС>ЛС, ЛС<МС к входам 11-ого И, выходы ВС<МС, ВС>ЛС, ЛС<МС к входам 12-ого И, выходы ВС<МС, ЛС>ВС, ЛС<МС к входам 13-ого И, выходы ВС<МС, ЛС>ВС, МС<ЛС к входам 14-ого И и выход 1-ого И к четвертым входам - 9-ого И, 10-ого И, 11-ого И, 12-ого И, 13-ого И, 14-ого И;
- выходы АС<МС, ЛС>МС, АС<ЛС к входам 15-ого И, выходы АС<МС, МС>ЛС, АС<ЛС к входам 16-ого И, выходы АС<МС, МС>ЛС, ЛС<АС к входам 17-ого И, выходы МС<АС, МС>ЛС, ЛС<АС к входам 18-ого И, выходы МС<АС, ЛС>МС, ЛС<АС к входам 19-ого И, выходы МС<АС, ЛС>МС, АС<ЛС к входам 20-ого И и выход 2-ого И к четвертым входам - 15-ого И, 16-ого И, 17-ого И, 18-ого И, 19-ого И, 20-ого И;
- выходы ДС<АС, ЛС>АС, ДС<ЛС к входам 21-ого И, выходы ДС<АС, АС>ЛС, ДС<ЛС к входам 22-ого И, выходы ДС<АС, АС>ЛС, ЛС<ДС к входам 23-ого И, выходы АС<ДС, АС>ЛС, ЛС<ДС к входам 24-ого И, выходы АС<ДС, ЛС>АС, ЛС<ДС к входам 25-ого И, выходы АС<ДС, ЛС>АС, ДС<ЛС к входам 26-ого И и выход 3-его И к четвертым входам - 21-ого И, 22-ого И, 23-ого И, 24-ого И, 25-ого И, 26-ого И;
- выходы ВС<ДС, ЛС>ДС, ВС<ЛС к входам 27-ого И, выходы ВС<ДС, ДС>ЛС, ВС<ЛС к входам 28-ого И, выходы ВС<ДС, ДС>ЛС, ЛС<ВС к входам 29-ого И, выходы ДС<ВС, ДС>ЛС, ЛС<ВС к входам 30-ого И, выходы ДС<ВС, ЛС>ДС, ЛС<ВС к входам 31-ого И, выходы ДС<ВС, ЛС>ДС, ВС<ЛС к входам 32-ого И и выход 4-ого И к четвертым входам - 27-ого И, 28-ого И, 29-ого И, 30-ого И, 31-ого И, 32-ого И;
- выходы МС<ВС, ЕС>ВС, МС<ЕС к входам 33-его И, выходы МС<ВС, ВС>ЕС, МС<ЕС к входам 34-ого И, выходы МС<ВС, ВС>ЕС, ЕС<МС к входам 35-ого И, выходы ВС<МС, ВС>ЕС, ЕС<МС к входам 36-ого И, выходы ВС<МС, ЕС>ВС, ЕС<МС к входам 37-ого И, выходы ВС<МС, ЕС>ВС, МС<ЕС к входам 38-ого И и выход 5-ого И к четвертым входам - 33-его И, 34-ого И, 35-ого И, 36-ого И, 37-ого И, 38-ого И;
- выходы АС<МС, ЕС>МС, АС<ЕС к входам 39-ого И, выходы АС<МС, МС>ЕС, АС<ЕС к входам 40-ого И, выходы АС<МС, МС>ЕС, ЕС<АС к входам 41-ого И, выходы МС<АС, МС>ЕС, ЕС<АС к входам 42-ого И, выходы МС<АС, ЕС>МС, ЕС<АС к входам 43-ого И, выходы МС<АС, ЕС>МС, АС<ЕС к входам 44-ого И и выход 6-ого И к четвертым входам - 39-ого И, 40-ого И, 41-ого И, 42-ого И, 43-ого И, 44-ого И;
- выходы ДС<АС, ЕС>АС, ДС<ЕС к входам 45-ого И, выходы ДС<АС, АС>ЕС, ДС<ЕС к входам 46-ого И, выходы ДС<АС, АС>ЕС, ЕС<ДС к входам 47-ого И, выходы АС<ДС, АС>ЕС, ЕС<ДС к входам 48-ого И, выходы АС<ДС, ЕС>АС, ЕС<ДС к входам 49-ого И выходы АС<ДС, ЕС>АС, ДС<ЕС к входам 50-ого И и выход 7-его И к четвертым входам - 45-ого И, 46-ого И, 47-ого И, 48-ого И, 49-ого И, 50-ого И;
- выходы ВС<ДС, ЕС>ДС, ВС<ЕС к входам 51-ого И, выходы ВС<ДС, ДС>ЕС, ВС<ЕС к входам 52-ого И, выходы ВС<ДС, ДС>ЕС, ЕС<ВС к входам 53-ого И, выходы ДС<ВС, ДС>ЕС, ЕС<ВС к входам 54-ого И, выходы ДС<ВС, ЕС>ДС, ЕС<ВС к входам 55-ого И, выходы ДС<ВС, ЕС>ДС, ВС<ЕС к входам 56-ого И и выход 8-ого И к четвертым входам - 51-ого И, 52-ого И, 53-ого И, 54-ого И, 55-ого И, 56-ого И;
- при необходимости, по появлению логической 1 на выходах элементов И, от 1-ого по 8-ой, можно констатировать факт нахождения цели в той, или иной, одной из 8-ми октант сферы радиусом ОД вокруг излучателя НЛЧМ сигнала, отличающийся тем, что констатируют факт обнаружения цели, посредством обнаружения биения известной частоты Fбо=2ДFмfд/с после его обнаружения, осуществляемого посредством усиления до глубокого ограничения выделяемого биения, частоту Fбо которого повышают до величины Fб1=Fбо+fгет1, посредством смешивания в третьем СМ биения с частотой Fбо и высокостабильного сигнала гетеродина высокой частоты fгет1 и последующего выделения суммарного сигнала с частотой Fб1 и из сформированного сигнала частотой Fб1 формируют меандр из, например, положительных видеоимпульсов с частотой Fп повторения, уменьшающейся по мере приближения цели к излучателю и которые, далее, подают на цифровую микросхему (МС), например, элемент И с объединёнными входами, имеющий время естественной задержки tзр распространения сигнала в МС, при этом факт обнаружения объекта констатируют по моменту возникновения на выходе элемента И видеоимпульса длительностью tп=1/2Fп=1/2Fб1=tзр, при формировании и обнаружении биения частотой Fб1=1/2tзр, при расстоянии Д+tзVri между излучателем и целью.
Описание идеи
Известен секционированный селектор импульсов по длительности [авторское свидетельство (А.С.) СССР за №1083355 на изобретение <<Селектор импульсов по длительности>>, приоритет изобретения 07.01.1982 г.], позволяющий обнаруживать видеоимпульсы минимальной длительности соизмеримой с временем естественной задержки tзр распространения сигнала в цифровых микросхемах (МС).
Известно открытие [ВИКИЕДИЯ, платформа Дзен, статья №32-2 на канале <<Горе изобретатель (65 индивидуальных изобретений)>>] того, что можно обнаружить видеоимпульс длительностью не меньшей длительности его задержки распространения в МС.
Сущность открытия раскрывается информацией из отмеченного А. С. и заключается в констатации возможности обнаружения <<селектором>> импульсов минимальной длительности равной естественной задержке tзр МС.
Известен [РЕШЕНИЕ от 18.11.2025 о выдаче патента на изобретение по заявке №2025118273/07(042712) <<Частотный способ радиолокации>>, а также статьи №№7 -:- 10. канала <<Горе изобретатель (65 индивидуальных изобретений)>> на платформе Дзен] нетрадиционный частотный метод радиолокации (НЧМР), позволяющий одновременно и раздельно: определять нахождение цели на заданном расстоянии от излучателя радиосигнала (определять заданную дальность до цели) и пространственное направление на цель, а также измерять радиальную скорость цели. То есть определить нахождение приближающейся к излучателю НЛЧМ сигнала цели в заданном объёме пространства посредством: обнаружения цели на неизвестном удалении Д+tзVri от излучателя; подтверждения не стационарности цели после определения скорости её движения; определения местоположения цели в заданном объёме пространства (в объёме, ограниченном точностью НЧМР при определении направления на цель и аппаратурными возможностями НЧРЛС)
Очевидно, что если при использовании НЧМР реализовать отмеченную НЧРЛС и использовать её для обнаружения цели, то, в зависимости от расстояния между излучателем НЧРЛС и целью, на выходе НЧРЛС будет формироваться НЛЧМ биение, по крайней мере, с девиацией частоты от Fбi до Fб=[2(Д+tзVri)g/c]-2fVri/c=2Дg/c, характеризуемым длительностью полупериода частоты биения Тб=1/2Fб=c/4Дg и далее с более низкими частотами биений. Очевидно также, что если данное НЛЧМ биение довести до глубокого ограничения и провести однополупериодное ограничение, то на выходе однополупериодного ограничителя будет формироваться последовательность возрастающих по длительности, от 1/[2(gДi–fVri)/c] до 1/(2Дg/c) и далее, со скоростью Vri, видеоимпульсов.
Тогда, при нахождении цели на известном (заданном) удалении Д от излучателя, плюс (+) неизвестном расстоянии tзVri, на выходе однополупериодного ограничителя (ОПОГ) будет формироваться положительный видеоимпульс длительностью Тб=c/2Дg=tзр, например, точно в 10нс при Fб=2Дg/c=50МГц.
Очевидно, что при нахождении цели на удалении большем чем Д+tзVri от излучателя, на выходе ОПОГ будут формироваться видеоимпульсы длительностью меньшей чем Тб (Тб1<Тб). Тогда, если видеоимпульсы с выхода ОПОГ подать на, например, элемент И (И) отечественной МС 133 серии, имеющей tзр=10нс, то элемент И <<пропустит>> данный видеоимпульс длительностью Тб и не пропустит длительностью Тб1. То есть факт обнаружения цели, как видно, можно констатировать по моменту появления видеоимпульса на выходе И, так как видеоимпульсы большей длительности чем Тб (Тб11>Тб) не представляют интереса, в данном случае, при приближении цели к излучателю.
Таким образом, очевидно, устанавливая факт появления видеоимпульса выбранной длительности (10нс) на выходе элемента И выбранной серии можно обнаруживать радиолокационную цель на неизвестном удалении Д+tзVri от излучателя и через tз определять её местоположение в пространстве и скорость её движения, тем самым подтверждая то, что цель не стационарна. При этом потенциальная (теоретически минимальная) точность определения заданной дальности Д до цели определится, приблизительно, величиной (10%-:-20%)tзрVri.
Очевидно, что для получения сигнала биения высокой частоты, например, порядка 50МГц, необходим НЛЧМ сигнал с высокой скоростью g=Fмfд изменения его частоты f, что не всегда оказывается осуществимым (например, при небольших расстояниях между излучателем и целью). Поэтому выходом из подобных ситуаций может служить искусственное повышение частот сигналов биений (например, суммирование частот биений с сигналами эталонных частот). Причём значительное повышение сравнительно низкой частоты Fбо биения до значительной величины сигнала суммарной частоты Fб1 используют с целью уменьшения величины скорости g изменения частоты f НЛЧМ сигнала и тем самым к снижению предъявляемых требований к приемопередающему модулю радиолокатора. Следует отметить, что для осуществления вышесказанного, очевидно, необходимо начать осуществление реального изделия того, или иного назначения, с выбора, например, элемента И и его естественной задержки распространения tзр.