ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2021, № 6 · РАДИОТЕХНИКА

Методы синтеза зондирующих сигналов со ступенчатым изменением частоты

Н.К. Галкин1, Н.А. Голов1

1 Московский государственный технический университет им. Н.Э.Баумана, Москва, Россия
Полный текст (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2021.6.15 УДК 621.373 EDN LUBAUT

Аннотация

Исследованы и обобщены методы и принципы генерирования сигналов со ступенчатым изменением частоты (СИЧ). Описаны математические модели СИЧ сигналов. Реализованы программные модели сигнала для оценки возможности создания устройства синтеза зондирующих сигналов (ЗС), позволяющих повысить разрешающую способность радиолокационных станций (РЛС) по дальности. Предложены подходы к расчету устройства синтеза ЗС со СИЧ. Рассмотрена возможность генерирования сигналов СИЧ в оптическом диапазоне длин волн на основе лазеров для создания многодиапазонных радиофотонных радиолокаторов. Сделаны выводы о возможности создания перспективных многодиапазонных РЛС с единым задающим оптоэлектронным генератором.

  • устройство генерирования сигналов
  • синтез сигналов
  • ступенчатое изменение частоты
  • внутриимпульсная модуляция
  • оптоэлектронный генератор
  • перспективные РЛС
Abstract (in English)

Methods for the synthesis of probing stepped-frequency signals

Methods and principles of stepped frequency signals generation are researched and generalized. Mathematical models of stepped frequency signals are described. Software signal models are implemented to evaluate the possibility of developing a device for probing signals synthesizing. These signals can increase the range resolution of radars. As an example, a schematic calculation of the device for stepped frequency probing signals synthesis is carried out. The possibility of stepped frequency signals generation in the optical wavelength range based on lasers for multi-band radars development is considered. Conclusions are drawn about the possibility of creating advanced multiband radars with a single optoelectronic oscillator.

Для цитирования

Галкин Н.К., Голов Н.А. Методы синтеза зондирующих сигналов со ступенчатым изменением частоты // Журнал радиоэлектроники. – 2021. – № 6. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.6.15

Литература

  1. Филипов Б.О. Применение сигнала со ступенчатой частотной модуляцией (СЧМ) в условиях работы на ограниченной полосе частот. Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2017. №2. С. 55-58.
  2. Костров В.В. и др. Анализ возможностей двухчастотного космического РСА Х и Р диапазонов. Всероссийские открытые Армандовские чтения. 2019. С.371-383.
  3. Quan Y. et al. FM sequence optimisation of chaotic-based random stepped frequency signal in through-the-wall radar. IET Signal Processing. 2017. Vol.11. No.7. P.830-837.
  4. Zheng C., Xi X., Song Z. Through-the-wall radar clutter mitigation using stepped-frequency signal. Electronics Letters. 2019. Vol.55. No.1. P.53-55.
  5. Голов Н.А. и др. Радиофотоника в перспективных радиолокационных системах. Успехи современной радиоэлектроники. 2020. Т.74. No.12. P.17-31.
  6. Patent CN No. 102185608A. Zhang Chunrong, et al. Method for generating stepped frequency signals based on combination of direct digital synthesis (DDS) and ping-pong phase locked loop. Application Date: 12.05.2011. Publication Date: 14.09.2011.
  7. Robinson L.A., Weir W.B., Young L. Location and recognition of discontinuities in dielectric media using synthetic RF pulses. Proceedings of the IEEE. 1974. Vol.62. No.1. P.36-44.
  8. Suksmono A.B., et al. Signal processing of range detection for SFCW radars using Matlab and GNU radio. 2014 International Conference on Computer, Control, Informatics and Its Applications (IC3INA). IEEE, 2014. P.145-148.
  9. Munir A. et al. Simulation design of compact stepped-frequency continuous-wave through-wall radar. 2015 International Conference on Electrical Engineering and Informatics (ICEEI). IEEE, 2015. P.332-335.
  10. Лобач В.Т., Потипак М.В. Измерение дальности медленно движущейся цели радиолокатором с высокой разрешающей способностью по дальности. Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2014. №11. C.160.
  11. Hanmei Z., Wanjie S., Linrang Z. Method of chirp-subpulse stepped frequency signal range profile based wavelet transform at low altitude. 2009 2nd Asian-Pacific Conference on Synthetic Aperture Radar. IEEE, 2009. P.916-620.
  12. Chongyu W., Yang Y., Junxian C. Chirp sub-pulse stepped frequency radar signal processing. 2010 Third International Symposium on Information Processing. IEEE, 2010. P.251-254.
  13. Gu X., Zhang Y., Zhang X. Stepped frequency random noise UWB radar signal. 2011 3rd International Asia-Pacific Conference on Synthetic Aperture Radar (APSAR). IEEE, 2011. P.1-4.
  14. Qiongdan H., et al. A new multicarrier chaotic phase coded stepped-frequency pulse train radar signal and its characteristic analysis. 2015 IEEE 10th Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA). IEEE, 2015. P.444-448.
  15. Zeng T., et al. Design and processing of a novel chaos-based stepped frequency synthesized wideband radar signal. Sensors. 2018. Vol.18. No.4. P.985.
  16. Levanon N., Mozeson E. Modified costas signal. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2004. Vol.40. No.3. P.946-953.
  17. Борисов В.И. и др. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра прямой модуляцией псевдослучайной последовательностью. Москва, РадиоСофт. 2011. 550 с.
  18. Бабокин М.И., Толстов Е.Ф. Фазовое портретирование в многоканальных РСА. 6-е Всероссийские Армандовские чтения. Радиофизические методы в дистанционном зондировании сред. Муром. 31 мая - 2 июня. 2016. С.287.
  19. Su W.C., et al. Stepped-frequency continuous-wave radar with self-injection-locking technology for monitoring multiple human vital signs. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2019. Vol.67. No.12. P.5396-5405.
  20. Falconi F., et al. A combined radar & lidar system based on integrated photonics in silicon-on-insulator. Journal of Lightwave Technology. 2020. Vol.39. No.1. P.17-23.
  21. Астахова А.П. и др. Тепловая и токовая перестройка длины волны излучения квантово-размерных лазеров диапазона 2. 0 - 2. 4мкм. Физика и техника полупроводников. 2003. Т.37. №4. С.502-507.
  22. Наний О.Е. Оптические передатчики с перестраиваемой длиной волны излучения для DWDM-сетей связи. Lightwave Russian Edition. 2006. №1. С.51.
  23. Дураев В.П., Медведев С.В. Перестраиваемые одночастотные полупроводниковые лазеры. Физика и техника полупроводников. 2014. Т.48. №1. С.2011.