W artykule przedstawiono koncepcję użycia radaru z szerokopasmowym sygnałem szumowym jako radaru penetracji gruntu (GPR). Zaprezentowano koncepcję systemu rozpoznania terenu ze względu na zakopane w nim np. miny czy improwizowane ładunki wybuchowe. Prezentowana koncepcja zakłada użycie sygnału szumowego generowanego analogowo w paśmie 1 ÷ 3 GHz z mocą rzędu pojedynczych mikrowatów. W artykule zaprezentowano wybrane układy radaru takie jak system antenowy, odbiornik Front-End, system akwizycji danych oraz przedstawiono koncepcję przetwarzania sygnałów w oparciu o struktury FPGA. Koncepcja użycia sygnału losowego umożliwia pracę wielu nadajników i wielu odbiorników w tej samej przestrzeni z uwagi na fakt, że sygnały szumowe są sygnałami wzajemnie ortogonalnymi. Przedstawiona koncepcja radaru szumowego GPR może być wykorzystana do budowy systemu rozpoznania terenu pod kątem poszukiwania min ukrytych np. na drodze przejazdu kolumny pojazdów wojskowych.
EN
This article describes a concept of use a wideband noise radar in the ground penetrating applications (GPR). Concept assumes using of analog-generated noise signal with frequency range from 1 to 3 GHz and power magnitude about single microwatts. Chosen radar sub-systems like antenna system, Front-End receiver, data acquisition system and concept of signal processing in FPGA will be presented. Usage of noise signal allows to correct work of multiple transmitters and receivers in the same space. Avoid of mutual jamming is possible due to orthogonality of noise signals. Presented conception of noise signal based GPR could be used in terrain recon and mine detector systems, where time of scanning is an essential requirement, for example in a military vehicles convoy.
Microwave frequency detectors enable immediate determination of an unknown microwave signal frequency. Measurement is possible if the output characteristic of a frequency detector is unequivocal in a selected band of operation. The paper presents a method for obtaining unequivocal output characteristics for a given band of frequency detector operation.
W artykule przedstawiony został projekt szerokopasmowego przesuwnika fazowy, który wykonany został z wykorzystaniem mikrofalowej linii dwuprzewodowej. W systemach radarowych mikrofalowe przesuwniki fazy bardzo często stosowane są w układach formowania wiązki antenowej i układach mikrofalowych, gdzie wymagane jest osiągnięcie ściśle określonych relacji fazowych pomiędzy sygnałami, w szerokim zakresie częstotliwości. W większości rozwiązań mikrofalowe przesuwniki fazy realizowane są w technologii linii mikropaskowej. Model analityczny i podejście do projektowania takich struktur mikrofalowych opisane są bardzo dobrze w literaturze. Przegląd tych rozwiązań pokazuje, że głównym problemem we wszystkich jest osiągniecie 100% pasma względnego, w szczególności dla 90° przesunięcia fazy w niższych pasmach mikrofalowych. Ponadto w układach formatowania wiązki zasilanie anten mikropaskowych na podłożu dielektrycznym bardzo często realizowane jest za pomocą mikrofalowej linii dwuprzewodowej. W tym przypadku przejście pomiędzy niesymetryczną linia mikropaskową, a symetryczna linią dwuprzewodową wymaga zastosowania układów dopasowujących, które są źródłem dodatkowych zniekształceń. Nowatorskość prezentowanego rozwiązania polega na zastosowaniu w projekcie przesuwnika fazy mikrofalowej linii dwuprzewodowej. Zaprojektowany został 90° przesuwnik fazy, przy założeniu osiągnięcia 100% pasma względnego w paśmie L. Badania symulacyjne oparte zostały na numerycznej metodzie różnić skończonych w dziedzinie czasu. Wyniki symulacji potwierdzone zostały pomiarami rzeczywistego układu przesuwnika fazy, który wykonany został na laminacie FR4.
EN
The design of the broadband phase shifter has been presented in the paper. This one bases on double-side parallel stripline (DSPSL). In radar system, microwave phase shifters are applied very often in the antenna pattern forming system and microwave circuits, where exact phase rations between signals is required to achieve in wide frequency range. In the most of applied solutions phase shifters in the microstrip technology are realized. The analytical model and design approach for such microwave structures are very well described in a lot of references. The review of these solutions shows that the main problem in all is achieve of 100% fractional bandwidth (FBW), especially for 90-degree phase shift in lower microwave bands. Moreover, in pattern forming system the feed double-sided printed antennas is accomplished by using DSPSL very often. In this case transition between a unbalanced microstrip line of phase shifters and a balanced DSPSL requires the using of transformer baluns, which are the source of some additional inaccuracies. Innovation of presented approach bases on the use of DSPSL technology to the design of phase shifter. The 90 degree phase shifter has been designed, on the assumption that 100% FBW in L-band will be achieved. The simulations process has been based on FDTD numerical method. Results of simulation analyzes has been confirmed by measurement of actual circuit, which on FR4 substrate has been made.
Przedmiotem badania jest zależność pomiędzy pięknem a świętością w kaplicy Brata Klausa Petera Zumthora. Założono, zgodnie z intuicją i doświadczeniem Zumthora, że piękno można uznać za promieniowanie „rzeczy”, którego człowiek doświadcza jako zjednoczenie pełni własnego życia ze „światem”. Promieniowanie to w przypadku kaplicy określono Obliczem Świętości, przyjmując, że świętość jest atrybutem Boga i że jest ona udzielana człowiekowi, który dzięki temu staje się święty, a oblicze - to wyraz twarzy, za którym kryje się wewnętrzne życie osoby. Celem badania jest wykazanie, że piękno kaplicy Brata Klausa można ująć i przedstawić jako Oblicze Świętości, dające się człowiekowi doświadczać w kontemplacji za pośrednictwem percepcji zmysłowej. Metoda badania polega najpierw na wyodrębnieniu i opisaniu sześciu etapów historii kaplicy: procesu powstawania projektu i jego realizacji oraz sposobu trwania kaplicy jako bryły w krajobrazie i jako wnętrza architektonicznego. Za kryterium takiego wyodrębnienia przyjęto związek historii kaplicy z życiem jej inwestorów, patrona, architekta oraz z życiem „fizycznego ciała architektury”, rozumianego, zgodnie z wyjaśnieniem Zumthora, jako „kształt, który przybrał formę i służy życiu”. Następnie badanie polegało na zestawieniu wyodrębnionych etapów z treścią piętnastowiecznego Schematu Trójcy Św. i Świata, który pomagał św. Bratu Klausowi kontemplować tajemnicę Trójjedynego Boga i świata stworzonego, a którego odzwierciedlenie w postaci brązowego koła o sześciu promieniach wisi w kaplicy. Na podstawie tego zestawienia nakreślono schemat piękna jako Oblicza Świętości, który proponuje się przyjąć za wynik badania. Przedstawia on zależność między pięknem i świętością jako ich relację pulsującą ze względu na ciągłą przemianę jednego w drugie, dającą się opisać zjawiskiem promieniowania oraz porównać do procesu oddychania, warunkującego życie. Proponowany schemat przedstawia relację piękna i świętości w sposób obrazowy, pomagający człowiekowi kontemplować piękno jako Oblicze (percypowalne przez ludzkie zmysły) Świętości (niedostępnej percepcji zmysłowej), uchwycić zasadę wzajemnej wymienności i naprzemienności Świętości i piękna oraz sposób manifestacji Świętości w swym Obliczu. Na podstawie badania uznano, że piękno kaplicy Brata Klausa Petera Zumthora można ująć i przedstawić jako Oblicze Świętości.
EN
The focus of this research study is the interdependence between beauty and holiness in Peter Zumthor’s Bruder Klaus Field Chapel. Pursuant to Zumthor’s intuition and experience, it has been assumed that beauty can be considered the radiation of a ‘thing’, something a human being experiences as the fullness of their own life becoming one with “the world”. In the case of the chapel, this radiation has been described as a Countenance of Holiness, assuming that holiness, being the attribute of the Divine Person and that it is given to a human person, who, thanks to this, becomes holy, and a countenance is an expression of the face representing the inner life of both the Person and a person. The objective of the study is to demonstrate that the beauty of the Bruder Klaus Field Chapel can be conceived of and represented as a Countenance of Holiness, accessible to human experience in contemplation through sensory perception. The research method consisted in identifying and describing six stages in the history of the chapel: the design and construction processes as well as the mode of its existence as a shape in the landscape and as an architectural interior. As the criterion for such identification, it has been adopted the connection between the history of the chapel and the lives of its founders, namesake, and architect, as well as the life of the ‘physical body of architecture’, understood, according to Zumthor’s explanation, as a ‘shape moulded into a form that serves life’. Then, the research method consisted in the juxtaposition of identified stages with the content of the 15th century Diagram of the Holy Trinity and the World, the aid used by Brother Klaus in contemplating the Triune God and the created world, featured in the chapel in the form of a bronze wheel with six rays attached to a wall. That juxtaposition provided the basis for drawing a diagram of beauty as a Cuntenance of Holiness, which is proposed as the result of the research. The diagram demonstrate the interdependence between beauty and holiness as a pulsating relation occasioned by the continual transformation of each into the other, describable in terms of the phenomenon of radiation and comparable to the breathing process, a condition of life. The proposed diagram represents this relation in an illustrative way, showing beauty as a countenance (perceptible to human senses) of holiness (inaccessible to sensory perception), capturing the mutual interchangeability and alternateness of holiness and its countenance, and the mode of the manifestation of holiness in its Countenance, determined here as beauty. The study has demonstrated that the beauty of Peter Zumthor’s Bruder Klaus Field Chapel can be conceived of and represented as a Countenance of Holiness.
W związku z rozwojem szerokopasmowych systemów elektronicznych, szeroko wykorzystuje się metody korelacyjne odbioru sygnałów. Pozwalają one na znaczną poprawę parametrów urządzeń w których są stosowane. Proponowany układ korelatora oparty jest na szerokopasmowych sprzęgaczach pierścieniowych. Układ korelatora składa się z czterech sprzęgaczy 3 dB/180°, przesuwnika fazy i czterech detektorów mikrofalowych. Szerokie pasmo korelacji sygnałów rzędu fg/fd ≅ 3, uzyskuje się, jako że korelator pracuje w zakresie mikrofalowym, a układami mnożącymi są diody Schottky’ego. Metody korelacyjne stosowane są obecnie w miernictwie mikrofalowym, radiolokacji, telekomunikacji, medycynie a w szczególności w zastosowaniach militarnych. Wymienić tu można takie urządzenia jak radary FMCW, radary z sygnałem szumowym, namierniki na źródło promieniowania elektromagnetycznego. W medycynie to możliwości pomiaru parametrów życiowych człowieka, takich jak oddech czy bicie serca. W radiolokacji do zastosowań specjalnych jak np. obserwacja przez przeszkody (np. ściana budynku) czy też penetracja gruntu.
EN
With the development of the wideband electronic systems, the correlation methods in signal receiving processes are widely used. These let to significantly improve of device features. Proposed correlator circuit is based on wideband ring couplers. It consists of four couplers, one phase shifter and four microwave detectors. Because the correlator works in microwave band, the wide band of signal correlation was obtained. Correlation methods in microwave metrology, radiolocation, telecommunication, medicine and especially in military applications are widely used. The idea of microwave quadrature correlation as well as the block diagram of the microwave broadband correlation receiver are presented in the paper. Measurement results for the function of noise signal correlation are shown. The application of such noise radar solution is presented for precise determination of distance changes and speed of these changes. Noise radars belong to radars which use both noise or pseudo-noise waveforms as probing signals and correlation techniques for noise signals. As far as correlation reception is concerned, either a delay line of constant or variable parameters is necessary in the receiver system, or spectral interferometric techniques, executed with digital methods in programmable digital systems, should be used. Noise radars, despite of the appearances, can be successfully applied in measurements of the target range, target velocity as well as in terrain or target imaging (SAR, ISAR). Noise radars can be also used for search of objects hidden behind screens for infrared radiation. Correlation-type receiver is a typical element, among others, entering into the noise radar. Their basic parameters are a broad band of a signal, low power density and capability to obtaining high sensitivity of receiving devices using non-conventional methods.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono rozwiązanie radaru szumowego bliskiego zasięgu z cyfrową linią opóźniająca i cyfrowym układem detektora korelacyjnego. Radar ten składa się z trzech podstawowych układów: nadajnika sygnału szumowego, odbiornika Front-End z zerową wartością częstotliwości pośredniej oraz cyfrowego układu detektora korelacyjnego zrealizowanego w strukturze FPGA. Przedstawione zastosowanie rozwiązania praktycznego radaru szumowego jest zastosowaniem nowatorskim. Pokazuje ono, że pewne cechy radarów szumowych uchodzące w klasycznym zastosowaniu radarów za wady, w innym zastosowaniu mogą stać się zaletami. Takim zastosowaniem jest na przykład zaproponowana przez autorów metoda radarowego monitorowania stref ochronnych za pomocą radaru szumowego o bardzo niskim potencjale energetycznym w systemie obrony aktywnej obiektów mobilnych. Możliwość jednoczesnego wystawienia wielu barier ochronnych znajdujących się na różnej odległości od radaru, oraz możliwość wyznaczenia prędkości radialnej obiektu, który przekracza daną barierę powodują, że proces podjęcia decyzji o uruchomieniu obrony aktywnej obarczony jest bardzo małym ryzykiem.
EN
The solution to the noise short-range radar with digital delay line detector and a digital correlation system is presented. Radar is composed of three main systems: the noise signal transmitter, front-end zero intermediate frequency receiver and digital correlation detector circuit implemented in FPGA structure. The use of the noise of the radar practical solution is the use of the novel. It shows that some of the features of radar noise escaping in a classic use of radar for defects in another application may become advantages. Such use is, for example, the method proposed by the authors of the radar monitoring of protection zones the noise radar with a very low energy potential of active defense system of mobile objects. The ability to simultaneously issue multiple safety barriers located at different distances from the radar, and the ability to determine the radial velocity of the object exceeds the particular barrier to make the process of deciding to launch active defense poses a very low risk of making a wrong decision.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiona została budowa i zasada działania kwadraturowego detektora częstotliwości. Detektor został zbudowany w oparciu o pierścienie diodowe. Detektor kwadraturowy wykorzystany jest jako element układu natychmiastowego pomiaru częstotliwości. Do określenia częstotliwości wykorzystano metodę detekcji przejść przez zero. Strukturę układu pomiaru częstotliwości tworzą trzy kanały pomiarowe. Wyniki pomiarów, w postaci charakterystyk napięcia wyjściowego w funkcji częstotliwości, zostały zaprezentowane w artykule.
EN
The construction and working principle of the quadrature frequency detector have been presented in the paper. The detector was build basing on diode ring. Quadrature detector is the part of the instantaneous frequency measurement system. The passing by zero level detection method for the frequency detection has been used in the system. The overall system consist of three measurement channels. The measurement results, as output voltage changes in function of frequency characteristics have been presented in the paper.
W artykule omówiono konstrukcję, zasadę pracy i wyniki analizy szerokopasmowego układu dystrybucji mocy mikrofalowej. Układ został zaprojektowany do współpracy z planarnym szykiem antenowym, pracującym w paśmie K. Konstrukcja układu została oparta na jednosekcyjnych dzielnikach mocy Wilkinsona, pracujących zarówno z równym jak i nierównym podziałem mocy mikrofalowej we wrotach wyjściowych. Podział mocy realizowany jest trójstopniowo, pierwsze dwa stopnie oparte są na przedstawionej strukturze, trzeci zaś realizowany jest w ramach szyku antenowego w każdej kolumnie oddzielnie. Układ realizuje nierównomierny rozdział mocy mikrofalowej do pięciu kolumn szyku antenowego, dzięki czemu uzyskuje się odpowiedni rozkład amplitudy na jego aperturze. Projekt układu dystrybucji zrealizowano w technice planarnej, dzięki czemu możliwa jest jego realizacja na wspólnym podłożu dielektrycznym razem z anteną. Wyniki analizy wskazują, że układ zapewnia maksymalny współczynnik odbicia -20 dB we wszystkich wrotach, w zakresie częstotliwości 500 MHz w paśmie pracy anteny. Ze względu na zakres częstotliwości pracy, projekt wykonany został dla podłoża Rogers 6880, o grubości dielektryka 0,787 mm, zapewniającym minimalne straty przesyłanej energii mikrofalowej.
EN
The construction, work principle and analyze results for wideband microwave power distribution network have been presented in the paper. The circuit was designed for planar antenna array, working in K-band. The circuit construction was based on the one-section Wilkinson power dividers, working with equal and unequal power splitting in the output ports. Power dividing is realized in three stages, first two stages rely on the presented structure, third stage are realized directly in array antenna, in each column of the array separately. The network assures input power dividing for five linear planar array, thanks this, tapered amplitude weighting on array aperture is obtained. The circuit design in the planar technique was realized, so the distribution network and radiating antenna array on the common substrate can be manufactured. The circuit has better than -20 dB reflection coefficient in all ports, for the 500 MHz frequency range in the antenna band. Because of working in K-band, the design basing on the Rogers 6880 substrate with 0,787 mm height was made. Thanks this, the power attenuation in the substrate for the higher frequency ranges is minimalized.
W artykule omówiono konstrukcję, zasadę pracy i wyniki badań szerokopasmowej anteny dipolowej, przeznaczonej do pracy w paśmie S. Antena została zaprojektowana, wykonana i poddana badaniom laboratoryjnym w Zakładzie Mikrofal Instytutu Radioelektroniki WAT. Antena pracuje w paśmie 400 MHz na częstotliwości środkowej ok. 3 GHz. Antena pracuje z wiązką o szerokości 15° w płaszczyźnie azymutu i 30° w płaszczyźnie elewacji. Zapewnia ona zysk energetyczny 15,8 dBi, przy tłumieniu listków bocznych 20 dB w płaszczyźnie elewacji oraz 15 dB w płaszczyźnie azymutu. Kompaktowe wymiary antena zawdzięcza realizacji w technice planarnej. Promienniki wykonano w postaci dipoli półfalowych, umieszczonych po obu stronach podłoża. Współpracuje z nimi układ rozdziału mocy mikrofalowej. Został on zrealizowany w technice linii dwuprzewodowej, co pozwala na jego realizację na wspólnym podłożu z anteną. W celu uzyskania wymaganych parametrów kierunkowych zastosowano reflektor płaski, w postaci płyty laminatu FR4. Antena charakteryzuje się parametrami energetycznymi i kierunkowymi, zbliżonymi do tych, jakimi cechują się klasyczne łatowe szyki planarne. Przewyższa je jednak pod względem szerokości pasma pracy. W antenie zastosowano ważenie amplitudowe na aperturze szyku, dzięki czemu uzyskano wymagane parametry kierunkowe. Konstrukcja anteny jest podatna na modyfikacje, w celu dopasowania parametrów do konkretnych wymagań, poprzez zmianę liczby promienników lub zmianę bazy antenowej, w celu uzyskania wymaganych parametrów kierunkowych.
EN
The construction, working principle and test results of the wideband dipole antenna for S-band have been presented in the paper. The antenna was designed, manufactured and tested in Microwave Division of the Institute of Radioelectronics of MUT. The antenna works in 400 Mhz frequency range for 3 GHz center frequency. The mainlobe width is 15° in azimuth and 30° in elevation plane. The gain is near 16 dBi, the sidelobe suppression reaches 20 dB in elevation and 15 dB in azimuth plane. The antenna construction basis on the microstrip technique. Radiating elements have form of half-wave dipoles, placed on both sides of the substrate. The microwave power dividing network collaborates with the patch array. This one is realized in twoconductor lines technique, so it can be manufactured on common with radiating array substrate. The flat reflector to reach better directional parameters has been used, in form of the laminate plate. The antenna has parameters comparable to the patch planar arrays, but the bandwidth is much broad. The amplitude weighting on the antenna aperture has been used. The antenna construction is reconfigurable, by changing radiators number or base value, for the directional.
W artykule przedstawiono konstrukcję, parametry i wyniki badań lokalizatora aktywności istot żywych przez ścianę. Urządzenie zostało skonstruowane w celu lokalizacji istot żywych, znajdujących się za przesłonami niemetalowymi np. ścianami itp. Działa ono na zasadzie radaru krótkiego zasięgu, a jego podstawowym blokiem jest radar szumowy, pracujący z szerokopasmowym sygnałem w pasmie S. Dzięki zastosowaniu szerokopasmowego sygnału szumowego oraz odbiornika korelacyjnego uzyskano dużą precyzję pomiaru odległości oraz dużą czułość wykrywania. Radar pracuje w paśmie S z sygnałem o szerokości pasma 500 MHz. Wykorzystanie efektu Dopplera umożliwia określenie aktywności obiektów. Urządzenie pozwala na detekcję oraz lokalizację żywych osób w wybranym pomieszczeniu z wysoką precyzją. Dzięki elektronicznemu skaningowi wiązka główna anten przemiata obserwowany obszar w azymucie. Użycie cyfrowo sterowanej linii opóźniającej obszar jest przemiatany w odległości. Dzięki temu analizowany obszar jest podzielony na komórki elementarne w obu płaszczyznach. Możliwe jest określenie stopnia aktywności osób żywych. Urządzenie jest użyteczne w wielu zastosowaniach, takich jak grupy antyterrorystyczne, służby poszukiwawcze i ratunkowe. Dzięki niskiemu poziomowi mocy, urządzenie cechuje się krótkim zasięgiem do ok. 10 m, jednak to samo powoduje, że urządzenie można zaliczyć do grupy o niskim prawdopodobieństwie wykrycia.
EN
The construction, parameters and measurement results of living human location device have been presented in the paper. The device works basing on the short range low power noise radar. Because of using broadband noise signal and correlation receiver, high measurement precision and high sensitivity have been obtained. The radar works with 500 MHz band in Sband. Due to Doppler frequency measurement the movement from objects have been received and it lets to determine activity intensity. The device can very precisely detect and locate living humans in hidden space. Due to electronic scanning, the mainlobe of antennas sweeps observed area in azimuth. Due to digitally controlled delay line the area are swept in range. So, the analyzed area is divided in detection cells in two axes. Besides, the living human activity level is enable to determination. The location device is useful in special applications, like antiterrorism, as also for search and rescue teams. Due to low transmitted power, gained range is short and reaches several meters, but the device has LPI capabilities.
The analysis of the autocorrelation function of a noise signal in a limited band of a microwave frequency range is described in the paper. On the basis of this analysis the static characteristic of the detector for object movement was found. The measurement results for the correlation function of noise signals are shown and the application of such solution in a noise radar for the precise determination of distance variations and the velocity of these changes is presented in the paper. The construction, working principle and measurement results for through-thewall noise radar demonstrator have been presented in the paper. A broadband noise signal in microwave S frequency band has been chosen, for high sensitivity getting. The broadband noise signal together with correlation receiver provides high sensitivity and moderate range for low transmitted power level. The experimental results obtained from 2.6-3.6 GHz noise-like waveform for the signal of a breathing human are presented. Conclusions and future plans for application of the presented detection technique in broadband noise radars conclude the paper.
W artykule omówiono konstrukcję, zasadę pracy i wyniki badań demonstratora radaru szumowego widzenia przez ścianę. Urządzenie zostało skonstruowane w celu lokalizacji istot żywych, znajdujących się za ścianami. Umożliwia ono zarówno określenie obecności żywych osób w obserwowanym pomieszczeniu, jak i lokalizacji osób znajdujących się pod zawałami, przysypanych ziemią, gruzem, piaskiem lub innymi materiałami, przenikalnymi dla sygnałów mikrofalowych. W celu uzyskania dużej czułości urządzenia, wybrano szerokopasmowy szumowy sygnał sondujący w paśmie S, emitowany w sposób ciągły. Wybrane pasmo pracy gwarantuje łatwą dostępność podzespołów w. cz. o odpowiednio wysokich parametrach elektrycznych. Z kolei szerokopasmowy sygnał szumowy, w połączeniu z odbiornikiem korelacyjnym, zapewnia dużą czułość urządzenia i zasięg przy stosunkowo niskim poziomie mocy mikrofalowej, emitowanej w sygnale sondującym. Określenie położenia istot żywych odbywa się poprzez elektroniczne skanowanie wybranej przestrzeni. Skanowanie jest możliwe dzięki zastosowaniu elektronicznego sterowania zarówno wiązką anteny jak i długością analogowej linii opóźniającej. Skanowanie może odbywać się zarówno w całej przestrzeni wybranego pomieszczenia lub też w wybranej jego części. Urządzenie może przeszukiwać obszar w bezpośrednim jego sąsiedztwie w sektorze kątowym ok. 100°. Demonstartor powstał we współpracy z Wojskowymi Zakładami Elektronicznymi w Zielonce.
EN
The construction, working principle and measurement results for through-the-wall noise radar demonstartor have been presented in the paper. The device both for alive persons in the observed room and for buried under ground, debris or sand persons localization can be used. The broadband noise signal in microwave S frquency band have been chosen, for high sensivity getting. This frquency band lets quite well availability of the RF components with respectively high electric parameters. Broadband noise signal together with correlation receiver, provides high sensitivity and moderate range for low transmitted power level. The alive beings localization is realized by space electronically scanning. Electronically scanning is realized by electronically steered antennaarray and electronically switched analog delay line. The scanning can be used both for whole space of observed room and for chosen part of this one. The device can scan the whole angle sector of about 100°. This sector is divided on 5 sectors 20° width each, the elementary cells have 30-40 cm depth. The slive object detection for given elementary cell in chosen angle sector is realized. Switching between sectors and cells in electronically means in programing layer is realized. The manual mode of the switching is accessible too. The device is managed by industrial computer. The touch screen of this one lets show scanning results and realizes user interface function. Important part of the radar demonstrator is correlator worked in quadrature receiver. This one gives high sensitivity of whole device. Described device together with Military Electronic Factory in Zielonka was build.
We współczesnych rozwiązaniach urządzeń radioelektronicznych anteny ze sterowaną elektronicznie wiązką antenową, mimo swojej złożoności układowej, są rozwiązaniem coraz częściej wykorzystywanym. Główną ich zaletą jest możliwość bardzo szybkiej zmiany kierunku maksymalnego promieniowania, przy zachowaniu dobrych parametrów kierunkowych. Oprócz samej konstrukcji anteny, w takich rozwiązaniach niezwykle ważny jest układ formowania wiązki. Najczęściej sterowany jest on cyfrowo, poprzez komputer lub dedykowany układ cyfrowy, z poziomu programowego. Często układ ten decyduje o parametrach całej anteny. Przedstawiona antena została zaprojektowana na pasmo S, na potrzeby zastosowania jej w radarze do lokalizacji istot żywych, umieszczonych za zasłonami typu ściana. Jej konstrukcja umożliwia ustawienie kierunku maksymalnego promieniowania dla pięciu położeń kątowych, pokrywając całkowity sektor obserwacji ok. 100° w azymucie. Wiązka w elewacji posiada stałą szerokość listka głównego, wynoszącą ok. 35°. Elektroniczne sterowanie zapewnia bardzo szybki obrót wiązki w kącie azymutalnym, w czasie poniżej 1 µs. Antena pracuje szerokopasmowo, z pasmem pracy około 500 MHz. Struktura elementów promieniujących wraz z układem rozdziału mocy i dopasowania została wykonana w technologii niesymetrycznych linii paskowych na laminacie FR4. Układ formowania wiązki zrealizowany został w oparciu o elektroniczne przełączniki mikrofalowe oraz linie opóźniające, wprowadzające odpowiednie opóźnienia fazowe. Stanowi on integralną część anteny.
EN
The electronically steered antennas are nowadays much often used in modern telecommunication systems, despite much more complicated circuit structure. The most important merit is very rapid mainlobe direction turning, with good directional parameters maintain. This one is steered digitally, using computer or dedicated digital circuit, from programming level. Often, this circuit decides about the parameters of the whole antenna system. The described antenna was designed to work in S-band, for using it in radar for localization of living human through the wall. The mainlobe direction can be set for five angle values, covering angle sector about 100° in the azimuth plane. In elevation plane, the mainlobe width has fixed value of about 35°. Electronically steering lets very quickly mainlobe turning in elevation, in time below 1 µs. The antenna works wideband, with about 500-MHz band. The radiating elements structure with power distribution and matching network in the microstrip line technology on the FR4 substrate was made. Beamforming network, basing on the microwave electronic switches and delay lines, was made. This one is digitally steered and it is an integral part of the whole antenna system.
The construction and parameters of the multielement patch antenna have been presented in the paper. The planar antenna for K-band has been designed. The antenna structure on the patch radiation elements was leaned. Radiation elements in two array configuration: rectangular 4x4 and circular 24-elements have been configured. The additional elements causes better directional parameters of the array. Ali radiation elements work inphase. Presented antennas were physically realized in Microwave Division of MUT. The antennas construction base on the simulation results, which in dedicated basing on FEM method software have been made. Real antennas measurements results confirmate simulation results. The antenna has moderate gain 16 dBi for 300 MHz bandwidth for 18 GHz center frequency.
PL
W artykule przedstawiono konstrukcję i parametry wieloelementowej anteny planarnej typu Patch, zaprojektowanej na pasmo K. Strukturę anteny oparto na elementach promieniujących typu Patch. Elementy promieniujące zostały skonfigurowane w dwóch wariantach: prostokątnym 4x4 oraz kołowym 24-elementowym. Dodatkowe elementy w wariancie kołowym poprawiają parametry kierunkowe szyku. Obie wersje szyku pobudzane są synfazowo. Opisywana antena została fizycznie wykonana w Zakładzie Mikrofal WAT, w oparciu o projekt i symulacje, zrealizowane za pomocą dedykowanego oprogramowania opartego na metodach elementów skończonych. Pomiary rzeczywistych anten potwierdzają wyniki symulacji. Antena posiada cechuje się umiarkowanym zyskiem energetycznym ok. 16 dBi w paśmie 300 MHz dla częstotliwości środkowej ok. 18 GHz.
W artykule przedstawiono metodę pomiaru błędu detektora fazoczułego z pierścieniem diodowym. Detektory fazoczułe z pierścieniem diodowym wykorzystywane są do budowy mikrofalowych dyskryminatorów częstotliwości. W publikacji zaprezentowano charakterystyki błędu detektora pierścieniowego wykonanego w Zakładzie Mikrofal.
EN
The measurement method of the phase-sensitive ring-diode detector error has been presented in the paper. Phase-sensitive ring-diode detectors are used in microwave frequency discriminator constructions. The error characteristics of the ring-diode detector made in Microwave Division have been presented.
W artykule przedstawiono wyniki prac nad anteną z elektronicznie sterowaną wiązką, dedykowaną do pracy w paśmie S. Przedstawiono wyniki doboru parametrów szyku antenowego w celu uzyskania założonych jego parametrów: szerokość wiązki głównej ok. 20°, możliwość sterowania położeniem wiązki w jednej płaszczyźnie w kącie ±70°. W celu analizy szyku dla różnych wartości: bazy antenowej, opóźnień fazowych poszczególnych elementów promieniujących szyku, wymiarów ekranu, wykonano symulacje pracy szyku antenowego, w oparciu o dedykowane oprogramowanie. Jako punkt początkowy przyjęto szyk antenowy bazujący na dipolach zrealizowanych na podłożu dielektrycznym. Uzyskane wyniki dowodzą słuszności założeń, jak również pokazują ograniczenia w możliwych do uzyskania zakresach parametrów kierunkowych szyku.
EN
The investigation results under electronically scanning antenna for S-band have been presented in the paper. The array parameters selection results for assumed volumes of this one reaching have been presented. The main lobe width 20° and scanning angle ±70° destination were assumed. The phased array simulations were made for various values of the: antenna base, phase shift and reflector dimensions. The dedicated software for this purpose was used. The antenna array using microstrip dipoles was used as the base of the array. The reasonableness presumption and the parameters restriction were confirmed and shown in the obtained results.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono model tranzystora MESFET ze względu na analizę produktów intermodulacyjnych (IMD) wzmacniacza mikrofalowego. Omówiono sposób linearyzacji elementu aktywnego wykorzystujący metodę superpozycji pochodnej w zastosowaniu do tranzystorów MESFET tego samego typu. Zaprezentowano rozwiązanie układowe niskoszumnego wzmacniacza mikrofalowego o dużej liniowości oraz jego charakterystyki otrzymane na drodze symulacji.
EN
A procedure for active element linearization via derivative superposition used for MESFET transistors is discussed in the paper. A method for description of transient characteristics of microwave field MESFET transistors, other than classic one, is presented. A solutions of a circuit for a microwave amplifier of high linearity and its characteristics obtained via simulation are also shown.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A real narrowband noise signal representation in the form of an analytical signal in the Hilbert space is presented in the paper. This analytical signal is illustrated in a variable complex plane as a mark with defined amplitude, phase, pulsation and instantaneous frequency. A block diagram of a broadband product detector in a quadrature system is presented. Measurement results of an autocorrelation function of a noise signal are shown and the application of such solution in a noise radar for precise determination of distance changes as well as velocities of these changes are also presented. Conclusions and future plans for applications of the presented detection technique in broadband noise radars bring the paper to an end.
Linia opóźniająca o zmiennej długości została zaprojektowana i znalazła praktyczne zastosowanie w strukturze modelu radaru szumowego bliskiego zasięgu. W artykule przedstawiono budowę oraz zasadę działania linii oraz zaprezentowano podstawowe charakterystyki. Omówione zostały także problemy, jakie napotkali autorzy podczas praktycznej realizacji układu.
EN
The random or pseudo-random signals are used in noise radars for the range or velocity target estimation. Hard to detection and multistatic working possibility are the main advantages of this systems. For the receiving of the noise signals the correlation receivers are used. Important component of this receiver is fixed or controlled delay line. The digitally controlled analog delay line structure has been presented in the paper. The line consist of 4 elements, so the 16 discrete delay values are possible to obtain. The line in the short range noise radar has been practically used.
W artykule zaprezentowano pierścieniowe detektory fazoczułe wykorzystywane do budowy mikrofalowych dyskryminatorów częstotliwości. Przedstawione zostały charakterystyki dopasowania oraz przebiegi napięć wyjściowych detektorów fazoczułych z pierścieniem diodowym. Modele detektorów zostały wykonane w Zakładzie Mikrofal.
EN
Investigation results of a model phase detector based on a diode ring are described in the paper. The two different phase detectors were investigated. In the first system, matching was obtained due to adequate power of the signal delivered into detector input. The second system was equipped with an additional attenuation circuit. Results of comparision of characteristics for both systems are shown.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.