ДЕТЕКТОР НЕЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕХОДОВ ПОВЫШЕННОЙ ИНФОРМАТИВНОСТИ

Полезная модель относится к техническим средствам специального назначения и может быть использована для поиска радиоуправляемых взрывных устройств (РВУ).
Для поиска радиоуправляемых взрывных устройств применяются нелинейные радиолокаторы (НРЛ) [1]. Их принцип действия основан на облучении обследуемых объектов короткими радиочастотными импульсами и приеме сигналов-откликов (переизлученных сигналов) на частотах второй и третьей гармоник зондирующего излучения.
Сигналы-отклики на частотах второй и третьей гармоник зондирующего излучения появляются в результате спектрального преобразования зондирующего сигнала на элементах с нелинейной вольтамперной характеристикой. Такой характеристикой обладают полупроводниковые элементы, входящие в состав радиоэлектронных устройств.
При облучении радиоэлектронных устройств в спектре переизлученного сигнала, как правило, преобладают четные гармонические составляющие зондирующего излучения (2-я гармоника).
Полупроводниковыми свойствами обладают также контакты металлических предметов, особенно подвергнувшихся коррозии. При облучении таких объектов в спектре переизлученного сигнала, как правило, преобладают нечетные гармонические составляющие зондирующего излучения (3-я гармоника). По соотношению уровней сигналов откликов на частотах второй и третьей гармоник частоты зондирования можно отличить объекты, содержащие электронные схемы с полупроводниковыми элементами, от объектов, выполненных из металла.
Известный детектор нелинейных переходов NR-900ЕК состоит из передатчика зондирующего сигнала, двух приемников, настроенных на удвоенную и утроенную частоту сигнала передатчика, блока управления, блока обработки, блока индикации и блока антенн (приемной и передающей) (фиг.1). [2, 3]
Моногармонический зондирующий сигнал, формируемый передатчиком, подается на направленную передающую антенну и излучается в направлении объекта обследования. На нелинейных (полупроводниковых) элементах объекта обследования зондирующий сигнал преобразуется в полигармонический и переизлучается.
Переизлученный сигнал принимается приемной антенной и поступает на входы приемников, которые выделяют сигналы второй и третьей гармоник частоты зондирования. После обработки принятых сигналов в блоке обработки их уровни отображаются на индикаторе блока индикации. Блок управления осуществляет управление работой передатчика зондирующего сигнала, двух приемников, блока обработки и блока индикации, осуществляя подключение и отключение узлов и блоков для обеспечения работы средства. Решение о виде объекта принимается по соотношению уровней сигналов откликов на частотах второй и третьей гармоник частоты зондирования.
Недостатком NR-900 EK является высокая чувствительность к искусственным помехам, характерным для мест размещения (закладки) радиоуправляемых взрывных устройств (РВУ). К таким помехам относятся оставленные исполнителями на месте элементы полупроводниковых приборов, металлические детали, имеющие специальные гальванические покрытия или следы коррозии, ржавчины, элементы и материалы, имеющие нелинейные характеристики. Эти помехи снижают темпы ведения разведки инженерными подразделениями федеральных сил примерно в три раза, а, следовательно, и эффективность выполнения боевых задач. [2]
Целью создания полезной модели является повышение эффективности поиска РВУ.
Для достижения поставленной цели решается задача - создание детектора нелинейных переходов повышенной информативности.
Один из способов повышения информативности НРЛ - определение резонансной частоты колебательного контура, входящего в состав приемо-передающего устройства РВУ.
Для определения резонансной частоты колебательного контура успешно применяется параметрическая локация [1]. Однако применение параметрической локации в НРЛ значительно повысит его сложность и стоимость.
Проведенные исследования показали, что во время облучения приемопередающего устройства моногармоническим зондирующим сигналом в колебательном контуре приемника (передатчика) РВУ происходит возбуждение колебательного контура и переизлучение сигнала в виде отклика на резонансной частоте колебательного контура.
Данное явление происходит следующим образом. Под воздействием зондирующего импульса в колебательном контуре запасается энергия, под воздействием которой возбуждаются вынужденные затухающие колебания на резонансной частоте контура. Скорость затуханий этих колебаний зависит от добротности колебательного контура (чем выше добротность, тем дольше автоколебания). [4]
Повышение эффективности поиска с помощью детектора нелинейных переходов заключается в осуществлении возможности определения наличия колебательного контура, входящего в состав приемо-передающего устройства РВУ. Таким образом, повышаются информативность и помехоустойчивость нелинейного детектора в ходе ведения поиска.
Для повышения информативности и помехоустойчивости детектора нелинейных переходов предлагается дополнить существующее устройство широкополосным приемником, блоком узкополосных фильтров и индикатором радиочастотного сигнала.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на:
- фиг.1 представлена структурная схема детектора NR-900ЕК [2, 3];
- фиг.2 - структурная схема предлагаемого детектора нелинейных переходов.
Предлагаемое устройство состоит из передатчика 1 зондирующего сигнала, приемников 2 и 3, настроенных на удвоенную и утроенную частоту сигнала передатчика 1 соответственно, блока 4 управления, блока 5 обработки, блока 6 индикации, блока 7 антенн, широкополосного приемника 8, блока 9 узкополосных фильтров и индикатора 10 радиочастотного сигнала.
Передатчик 1 зондирующего сигнала по команде блока 4 управления формирует короткие зондирующие радиочастотные импульсы, которые подаются на направленную передающую антенну блока 7 антенн и излучаются в направлении обследуемого объекта.
Приемники 2 и 3 предназначены для усиления сигнала-отклика, поступившего с антенны, и выделения его четной и нечетной гармоник. Приемник 2 настроен на выделение из принятого отклика сигнала, равного удвоенной частоте сигнала передатчика (2-й гармоники), а приемник 3 настроен на утроенную частоту сигнала передатчика (3-й гармоники). С выходов приемников 2 и 3 принятые сигналы поступают на блок 5 обработки.
Блок 4 управления управляет работой всех блоков и узлов детектора нелинейных переходов, кроме блока 7 антенн (приемной и передающей). Органами управления блока управления устанавливается мощность излучения и величина ослабления уровней входных сигналов приемников 2 и 3. Имеет двустороннюю связь с передатчиком 1, широкополосным приемником 8 и блоком 9 узкополосных фильтров.
Блок 5 обработки, используя установленные блоком управления коэффициенты ослабления, обрабатывает сигналы с приемников и определяет их уровни с последующим отображением этих уровней на индикаторах блока 6 индикации.
Блок 6 индикации имеет два индикатора уровней сигналов, которые отображают уровни сигналов, приходящих с приемников 2 и 3, и индикатор напряженности поля сигнала, приходящего с блока 8 при наличии в объекте обнаружения колебательного контура.
Блок 7 антенн состоит из приемной и передающей антенн, расположенных в одном корпусе соосно. Передающая антенна подключена к передатчику 1 зондирующего сигнала и предназначена для направленного излучения моногармонического сигнала в направлении объекта обследования. Приемная антенна блока 7 антенн предназначена для приема сигналов-откликов от облученных зондирующим сигналом объектов.
Широкополосный приемник 8 предназначен для приема сигналов в полосе частот, где работают приемо-передающие устройства, используемые для управления взрывными устройствами.
Блок 9 узкополосных фильтров используется для фильтрации зондирующего сигнала высокочастотных колебаний первой несущей частоты, второй и третьей гармоник отклика от нелинейных переходов.
Индикатор 10 напряженности поля предназначен для измерения и отображения уровня напряженности поля сигнала, прошедшего через широкополосный приемник 8 и блок 9 узкополосных фильтров.
Устройство работает следующим образом.
Моногармонический зондирующий сигнал, формируемый передатчиком 1 зондирующего сигнала, подается на передающую антенну блока 7 антенн и излучается в направлении объекта обследования. Блок 4 управления управляет работой передатчика 1 зондирующего сигнала, приемников 2, 3 и 8, блока 5 обработки и блока 6 индикации. На нелинейных (полупроводниковых) элементах и колебательном контуре (при его наличии) объекта обследования зондирующий сигнал преобразуется в полигармонический и переизлучается.
Переизлученный сигнал принимается приемной антенной блока 7 антенн и поступает на входы приемников 2 и 3, которые выделяют сигналы второй и третьей гармоник частоты зондирования, а также на вход широкополосного приемника 8, который принимает сигнал от колебательного контура объекта, возникший от воздействия на контур зондирующего сигнала детектора нелинейных переходов. По соотношению уровней сигналов 2-й и 3-й гармоник различают объекты, содержащие электронные схемы с полупроводниковыми элементами, и объекты, выполненные из металла, а по наличию резонансной частоты в сигнале с блока 8 делается вывод о наличии в объекте обнаружения колебательного контура и о характере обнаруженного объекта. С выхода этого приемника сигнал поступает в блок 9 узкополосных фильтров. Блок узкополосных фильтров 9 отфильтровывает частоту зондирования передатчика на первой, второй и третьей гармониках. После обработки принятых приемниками 2 и 3 сигналов в блоке 5 обработки их уровни отображаются на индикаторе блока 6 индикации. Также на индикаторе блока индикации отображается частота сигнала от колебательного контура, при его наличии, выделенная индикатором радиочастотного сигнала из обработанного приемником 8 принятого отклика. Совокупность всех сигналов позволяет оператору определять наличие в объекте обнаружения колебательного контура и сделать вывод о характере обнаруженного объекта.
Предлагаемая полезная модель позволяет повысить информативность и помехоустойчивость детектора нелинейных переходов при выполнении задач по разведке местности (объектов) на наличие РВУ путем фиксации наличия в объекте обследования колебательного контура и, следовательно, повысить эффективность поиска РВУ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Дикарев В.И., Методы и средства обнаружения объектов в укрывающих средах / В.И. Дикарев, В.А. Заренков, Д.В. Заренков. - СПб: Наука и Техника, 2004. - 280 с.
2. Переносной детектор нелинейных переходов «NR-900EK» / Руководство по эксплуатации. ЮТДН 468165003 РЭ. - ЗАО «Группа защиты - ЮТТА».
3. Интернет-сайт http://www.detektor.ru
4. Яворский Б.М., Справочник по физике/ Б.М. Яворский, А.А. Детлаф // 2-изд., перераб. - М.: Наука, 1985. - 512 с.
7
5. Пат. 2424024 Российская Федерация, МПК H01P 1/00. Узкополосный фильтр / В.П. Разинкин, В.Н. Удалов, Д.С. Матвеев. - №2009115096/07; заявл. 20.04.2009; опубл. 27.10.10. - 3 ил.