Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Przenośny zespół pasma L do wykrywania pocisków przeciwpancernych na małych odległościach

Rećko C., Rutkowski A. K., Chudy Z., Kawalec A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 1

29--32

PL

W pracy zaprezentowano strukturę układu pracującego w pasmie L, przeznaczonego do wykrywania pocisków przeciwpancernych na małych odległościach. Dzięki odpowiedniemu rozmieszczeniu anten odbiorczych możliwe jest określenie kierunku oraz odległości do celu. Struktura jest przewidziana do wykrywania pocisków przeciwpancernych na odległościach nie większych niż 100 metrów. Przedstawiono konstrukcję i widok układu badanego w warunkach poligonowych. Uzyskane efekty wskazują na możliwość budowy, w oparciu o zbudowany model, elementów systemu obrony aktywnej pojazdów przed pociskami przeciwpancernymi, wykorzystującego inteligentne antypociski.

EN

The paper presents the structure of the system operating in the L band, designed for anti-tank missiles detection at short distances. Thanks to the appropriate antennas arrangement it is possible to determine not only distance to the target but the direction to it as well. The unit structure is designed to detect anti-tank missile at distances not greater than 100 meters. The paper presents construction and view of the device that has been tested in the military training ground conditions. The achieved results indicate the possibility of construction, based on the so far worked out elements, the active defense system for vehicles protection against anti-tank missiles. Presented in the paper L band device can interact with so called anti-missile shell capable of destroying anti-tank missiles.

2

Generator złożonych sygnałów mikrofalowych do badań aktywnych pułapek radiolokacyjnych

Czyżewski M., Rutkowski A. K., Kawalec A., Słowik A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 3

23--27

PL

W artykule przedstawiono generator sygnałów mikrofalowych o złożonej strukturze wewnętrznej, oparty na platformie sprzętowej w standardzie PXI oraz dedykowanym oprogramowaniu w środowisku LabVIEW. Stanowisko generatora zaprojektowane i przygotowane zostało jako źródło sygnałów mikrofalowych, na potrzeby badań prowadzonych nad systemem aktywnych pułapek elektromagnetycznych. Celem systemu jest ochrona radaru, pracującego w paśmie C. Układ zdolny jest do generacji zarówno sygnałów FMCW, jak również złożonych struktur sygnałów impulsowych typu „chirp”. Przewidziano w nim możliwość dowolnej konfiguracji czasowej sekwencji maksymalnie czterech impulsów o złożonej strukturze wewnętrznej. Założono przy tym, że każdy impuls w sekwencji może mieć niezależnie konfigurowany schemat modulacji. W tym zakresie przewidziano najczęściej stosowaną w systemach radarowych liniową modulację częstotliwości. Pojedyncza sekwencja lub ciąg tak skonfigurowanych sekwencji impulsów, mogą być wyzwalane manualnie lub sprzętowo z wykorzystaniem zewnętrznego impulsu spustowego. W artykule omówiona została struktura sprzętowa generatora oraz interfejs użytkownika opracowany w środowisku LabVIEW, który służy do konfiguracji parametrów każdego impulsu w sekwencji oraz trybów pracy generatora. Znaczną część artykułu poświęcono omówieniu wyników testów generatora, przeprowadzonych w dziedzinie czasu i częstotliwości, które potwierdziły przydatność zaproponowanego rozwiązania, jako źródła złożonych sygnałów mikrofalowych do badań aktywnych pułapek radiolokacyjnych.

EN

The generator of complex microwave signals, based on PXI standard hardware and special software in the LabVIEW environment has been presented in the paper. The generation set has been designed and build as the source of microwave signals for research on electromagnetic active decoys. The purpose of the system is the C-band radar protection. The system can generate FMCW signals as well as pulse signals with chirp modulation. In the design the assumption, that the number of pulses in the time sequence is limited up to four signals has been made. Each pulse can have the independent configurated modulation schema. In this area, the linear frequency modulation (LFM) has been assumed, which is more often using in radar system. Single or continuous sequences can be triggered manually or by hardware, using the external trigger pulse. The hardware structure of the generator and the designed in LabVIEW environment user interface, which is used to configuration of pulses parameters and generation mode has been explained in the paper. However, the main part of the paper has been devoted to the analysis of generator testing results, which in time and frequency domain have been made. Obtained test results, the suitability of the proposed approach as the source of complex microwave signals for active decoys research have confirmed.

3

Przenośny układ do monoimpulsowego namierzania mikrofalowych źródeł emisji metodą fazową

Rutkowski A. K.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 3

120-123

PL

W artykule przedstawiono strukturę przenośnego układu do namierzania źródeł sygnałów mikrofalowych. Układ składa się z dwóch anten kierunkowych oraz mikrofalowego dyskryminatora fazy zbudowanego w oparciu o sześciowrotnik mikrofalowy. Sześciowrotnik może być wykonany na jednej płytce drukowanej przez co cały układ może być relatywnie lekki oraz mieć bardzo małe wymiary. Układ jest przewidziany do pracy w pasmie 8 – 12 GHz. Przedstawiono wyniki symulacji w funkcji częstotliwości oraz w dziedzinie kąta położenia namierzanego źródła emisji.

EN

The structure of the portable monopulse direction finding (DF) device was presented in the paper. The described DF device consists of the pair of directional antennas and microwave phase discriminator based on microwave six-port. The device is being designed to work in 8 – 12 GHz frequency band. Results of simulation in frequency and angle of signal’s arrival domain were shown.

4

Generator sygnałów złożonych dla potrzeb badań systemów namierzania

Czyżewski M., Rutkowski A. K., Kawalec A., Słowik A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 3

100-103

PL

W artykule przedstawiono koncepcję generatora sygnałów złożonych dla potrzeb badań układów namierzania źródeł sygnałów mikrofalowych stosowanych w rakietach przeciwradiolokacyjnych (ang. ARM) oraz systemów walki elektronicznej, pracujących w dolnych pasmach mikrofalowych L i C. Część sprzętowa generatora oparta została na wektorowym generatorze NI PXIe-5673, natomiast postać generowanych sygnałów kształtowana jest przez część programową, zaimplementowaną w graficznym środowisku programistycznym LabVIEW.

EN

A concept of the complex signal generator for the investigation of the direction finding systems of the microwave emitters has been presented in the paper. Such kind of sets are used in ARM seekers and other electronic warfare systems, working in the lower microwave bands. The hardware part of the system was based on the vector signal generator NI PXIe-5673, whereas the mode and shape of generated signals are controlled by the software part of system, which is implemented in the LabVIEW environment.

5

Ocena oddziaływań pomiędzy antenami systemu antenowego głowicy namierzającej źródła sygnałów mikrofalowych

Czyżewski M., Rutkowski A. K., Kawalec A., Słowik A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 2

48-51

PL

W pracach nad zbudowaniem systemu ochrony radarów przed pociskami przeciwradiolokacyjnymi (ang. Anti-Radar Missile, ARM) ważną rolę pełnią specjalizowane urządzenia testujące. Należą do nich między innymi urządzenia namierzające źródła emisji mikrofalowych. W ramach prowadzonych badań będzie zbudowany zespół głowicy służącej do określania kierunku na ochraniany radar w warunkach jego pracy niechronionej oraz w warunkach podjęcia przedsięwzięć sprzętowo organizacyjnych mających na celu utrudnić naprowadzanie rakiety przeciwradiolokacyjnej (RPR). Tor bardzo wielkiej częstotliwości budowanego zespołu głowicy będzie składał się z: biernych podzespołów mikrofalowych pełniących rolę układów kształtowania wiązki, filtrów mikrofalowych, mikrofalowych wzmacniaczy niskoszumnych oraz systemu antenowego. System antenowy będzie zawierał od dwóch do sześciu anten kierunkowych. W związku z tym istotnym zagadnieniem jest panowanie nad parametrami poszczególnych podzespołów, a w tym nad kształtem charakterystyk kierunkowych całego systemu oraz każdej z anten. W tym celu przeprowadzono szereg badań mających na celu zbadanie stopnia wzajemnego oddziaływania anten pracujących we wspólnym systemie. Zbadano podstawowe zjawiska występujące w szyku płaskim określanym również jako liniowy oraz w szyku dookólnym (cylindrycznym). Przypadek szyku dookólnego badano na podstawie jego wycinka czyli konfiguracji sektorowej. Badania prowadzono na częstotliwości z pasma L co wynikało z roboczego zakresu częstotliwości przewidzianego dla opracowywanego urządzenia. Wzajemne oddziaływanie anten badano dla różnej liczby współpracujących anten oraz przy ich rozmieszczeniu w płaszczyźnie wektora elektrycznego i magnetycznego. Podstawowym zaobserwowanym zjawiskiem, istotnym dla opracowywanego zespołu głowicy namierzającej jest zawężanie się charakterystyki kierunkowej pojedynczej anteny pracującej w systemie antenowym w stosunku do jej charakterystyki w pełni wolnoprzestrzennej.

EN

Specialized testing equipment is very important during the work under the designing of the system of radar protection against Anti-Radar Missile (ARM). These include, among other microwave devices of emission sources direction finding. As part of the research, it will be construct the ARM seekers and testing them with unprotected and protected radar set. This way, it will be estimate the effectiveness of radar protection system. RF part of the ARM seekers will be consist of: beam shaping passive microwave components set, filters, LNA and antenna system. The antenna array will be contain from two to six directional antennas. In this connection, the important issue is control over the parameters of a part, and including the shape of the directional pattern of the whole system and each of the antennas. Therefore, the investigation of the interaction between antennas working in common system have been made. Linear and cylindrical arrays have been tested. In the second case only one sector of the around pattern has been studied. Testing has been carry out in L – band, which will be the potential band of designing system for different number of array elements in H – and V – plane. One essential conclusion stem from all carried out studies. As the result of interaction between antennas in common system these pattern narrowed.

6

Mikrofalowa głowica detekcyjna dla inteligentnego antypocisku zwalczającego pociski przeciwpancerne

Jarzemski J., Ruliński J., Kawalec A., Rutkowski A. K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 11

101-104

PL

Jednym ze środków obrony przed pociskami przeciwpancernymi mogą być antypociski, których zadaniem będzie fizyczne zniszczenie atakującego pocisku lub przynajmniej odchylenie toru jego lotu w takim stopniu aby nie dotarł do atakowanego obiektu. Antypociski mogą być wystrzeliwane z wyrzutni typu lufowego. W takich rozwiązaniach poruszają się lotem balistycznym. Innym wariantem są antypociski z napędem rakietowym. W takim przypadku przeciążenia startowe antypocisku są odpowiednio mniejsze, co skutkuje mniej ostrymi wymaganiami mechanicznymi stawianymi podzespołom, w które jest wyposażony antypocisk. Podstawowymi elementami antypocisku jest korpus pełniący rolę platformy nośnej, ładunek bojowy składający się z materiału wybuchowego i masy odłamkowej oraz głowicy detekcyjnej wraz z układami współpracującymi, do których należą między innymi blok inteligencji i zapalnik. Zadaniem głowicy detekcyjnej wraz z układami współpracującymi, jest inicjacja detonacji ładunku bojowego tylko wówczas gdy nadlatujący obiekt będzie posiadał cechy pocisku przeciwpancernego oraz w momencie, który zapewni osiągnięcie wymaganego stopnia ochrony obiektu. W tym celu głowica detekcyjna powinna mieć możliwości: wykrycia z odpowiednim wyprzedzeniem czasowym obiektu do którego zbliża się antypocisk, określenia względnej prędkości i ewentualnie względnego kąta położenia zbliżającego się obiektu. W oparciu o te informacje układy inteligencji zamontowane na antypocisku podejmują decyzję o momencie wydania sygnału inicjującego detonację ładunku zwalczającego pocisk przeciwpancerny, a także, jeżeli konstrukcja głowicy bojowej na to pozwoli, o kierunku rozlotu odłamków. W pracy opisano strukturę głowicy detekcyjnej wykorzystującej sygnał elektromagnetyczny z pasma mikrofalowego. Przedstawiono strukturę głowicy z jedną charakterystyką kierunkową oraz wersję z kilkoma wiązkami, pozwalającą na wskazanie sektora względnego położenia pocisku przeciwpancernego wyznaczonego do zwalczania.

EN

One of the method of armoured wehicle protection against anti tank missile is using of various kind of shields. The second method of objects protection is using so called anti-missile shells. Their task is destroing anti tank missile on the safe distance before object being protected. This anti-missile shell is equiped with so called warhead and the sensor. The anti-missile shell is launched in direction to attacking anti tank missile. The sensor of anti-missile shell detects an approaching anti tank missile and activates explosive material of warhead. As sensors can be used optoelectronic devices or devices using electromagnetic signals from microwave frequency range. In the paper model of microwave detection head working into X band was described. There were also presented results of PG-7 missile’s radar cross section measurements. Two versions of detection heads have been taken into consideration. One of them was active head. This kind of sensor emits microwave signals and waits for signal reflectd by approaching anti tank missile. The reflected signal is often called missile’s echo. Analysing frequency of this echo it is possible to distinguish signals reflected by anti tank missile, for instance, from signals reflected by ground or other relatively slow objects. It is anticipated that antenna system of the microwave detection head will have the single or four main lobes. Multi lobes device will make possible to fix not only existance of the attacking anti tank missile but direction to it as well. The second solution of microwave sensor has been considered for anti-missile shell, was semi-passive device. This kind of detection head will not have its own on-board emitter. It will use signals of the exterior microwave source which illuminates space where anti tank missile can appear. The using of semi passive detection head has many advantages but its designing and production is very complicated. Investigation on both of the presented microwave detection heads will be continued.

7

Koncepcja pomiaru odległości w radarze pasywnym wykorzystującym mikrofalowe dyskryminatory fazy i częstotliwości

Rutkowski A. K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 11

85-89

PL

Radar pasywny jest systemem wykrywającym i lokalizującym obiekty przy użyciu sygnałów mikrofalowych emitowanych przez nadajniki niewspółpracujące. Bieżąca analiza parametrów sygnałów mikrofalowych występujących w monitorowanej przestrzeni pozwala wykryć moment pojawienia się obiektu oraz określić jego chwilowe położenie. W podstawowych warunkach radar pasywny detekuje tylko fakt pojawienia się obiektu w obserwowanej przestrzeni. Dla pełnej informacji o wykrytym obiekcie niezbędne jest określenie nie tylko jego kierunku położenia, ale również odległość do niego. Do analizy parametrów sygnałów echa oraz do namierzania obiektów, które te sygnały odbiły można wykorzystać mikrofalowe dyskryminatory fazy MDF i mikrofalowe dyskryminatory częstotliwości MDCz, realizowane sprzętowo lub programowo po uprzedniej konwersji odebranych sygnałów na postać cyfrową. W pracy przedstawiono koncepcję algorytmu pomiaru odległości w radarze pasywnym opartą na wyznaczaniu obwiedni, chwilowej częstotliwości oraz kąta nadejścia odebranych sygnałów odbitych. Opisana koncepcja została przygotowana na potrzeby opracowywanego systemu obserwacji małego zasięgu.

EN

The passive radar uses so called signals of opportunity emitted by noncooperative illuminators such as, for instance, RTV broadcasting station or base station of cellular telecommunication and even active radar. The received signals analysis makes possible the detection of objects appearance and determination their location in the space being monitored. First of all, passive radar gives an information if any objects exists or not. For complete information it is necessary to know not only the direction to the object but the distance to it as well. The microwave phase discriminators and microwave frequency discriminators are very useful for determination parameters of received echo signals and for estimation of direction to the objects. In the work a concept of algorithm of estimation the distance in the single passive radar was presented. This concept is based on: estimation of envelope of the received microwave signal, estimation of the momentary value of the frequency of this signal and angle of arrival AOA of the received microwave signal. This algorithm is useful especially for short distance passive radar.

8

Demonstrator lekkiego monoimpulsowego radaru trójwspółrzędnego bliskiego zasięgu pasma L

Rutkowski A. K., Kawalec A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 3

19-21

PL

Obserwacja radiolokacyjna bliskiego otoczenia ma bardzo duże znaczenie w zastosowaniach cywilnych i specjalnych. Systemy radarowe wykorzystywane do bieżącego monitorowania obszarów powinny być lekkie i łatwe w obsłudze. Systemy takie powinny pozwalać na wykrywanie dużych obiektów takich jak pojazdy i ludzie. Powinny również umożliwiać szybkie wykrywanie i śledzenie obiektów małych takich na przykład jak pociski przeciwpancerne. Dla właściwego działania systemów zwalczania pocisków przeciwpancernych i innych zagrożeń, jest niezbędne nie tylko wykrycie, ale również śledzenie toru jego lotu zarówno w odległości jak i we współrzędnych kątowych to jest w płaszczyźnie elewacji i azymutu. W pracy opisano strukturę i zasadę działania demonstratora lekkiego monoimpulsowego radaru trójwspółrzędnego bliskiego zasięgu pracującego z sygnałem o częstotliwości mieszczącej się w paśmie L. Układ został opracowany dla potrzeb systemów obserwacji bliskiego otoczenia oraz dla systemów obrony aktywnej przeznaczonych do zwalczania pocisków przeciwpancernych wystrzeliwanych z odległości około 160 metrów. Przedstawiono wyniki obserwacji przedmiotów terenowych oraz rzeczywistych pocisków z bojowymi głowicami kumulacyjnymi w locie.

EN

The radiolocating observation of the close surroundings has the very large weight in civil and special uses. Radar systems used for current areas monitoring should be light and easy in the service. Such systems should allow to detect large objects, the vehicles for instance, and people as well. They should also make possible quick detecting and tracking such small objects as for example, antitank missiles. For the proper operation of the systems fighting the antitank missiles and other threats, it is necessary not only detection of the missiles or other dangerous objects but also tracking them in every three co-ordinates i.e. in range, azimuth and in elevation planes. Structure and the principle of operation of the light monopulse three dimensional short range radar demonstrator working with of L band electromagnetic signal was described in the work. The demonstrator was worked out for the needs of the close surroundings observation and for the active defense systems. Among others it is designed for detecting and tracking antitank missiles with cumulative heads being shot from the range of about 160 meters. The results of the persons, terrain objects and flying antitank missiles observation by means of the designed and made the light 3D monopulse radar demonstrator were presented in the work.

9

Dwuelementowy płaski szyk antenowy dla urządzenia rozpoznawczego oraz dla lekkiego radaru wykrywającego pociski z głowicami kumulacyjnymi

Rutkowski A. K., Kawalec A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 1

74-77

PL

W artykule opisano płaski szyk antenowy, który zbudowano z dwóch anten planarnych i dzielnika mocy. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych przeprowadzonych przy uwzględnieniu pomierzonych, rzeczywistych charakterystyk kierunkowych anten pojedynczych. Wskazano sposoby zmiany położenia wypadkowej charakterystyki systemu. Zaprezentowano również wyniki poligonowych badań możliwości wykrywania pocisków kumulacyjnych przez opracowany lekki radar monoimpulsowy, w którym zastosowano opisany dwuelementowy płaski szyk antenowy. Wnioski uzyskane z badań symulacyjnych i badań poligonowych pozwoliły na podjęcie prac nad wersjami systemów antenowych z elektronicznym skanowaniem przestrzeni oraz systemów antenowych, które umożliwią zbudowanie urządzeń rozpoznawczych i radarów obrony aktywnej pracujących dookrężnie.

EN

The planar antenna array built with two panel antenna and single microwave power divider has been presented in the paper. The results of simulations made with using measured real antenna parameters have been presented. The methods of antenna array pattern moving was shown. The worked out small two - element antenna array was applied in the portable monopulse radar designed for detection of the anti-tank missiles with cumulative heads. The tests were performed in the laboratory and on the open air. The results of theoretical investigations and experiments will be used for studies on antenna systems with electronically scanning of the space. Among other, these antenna systems will be applied for reconnaissance systems and for the active protection systems against the anti-tank missiles. The next antenna systems will be able to observe the space inside some sectors or around the object being protected.

10

A concept of a passive radar with quadrature microwave phase discriminators

Rutkowski A. K.

Metrology and Measurement Systems

|

2012

|

Vol. 19, nr 1

95-104

EN

Passive radar does not have its own emitter. It uses so-called signals of opportunity emitted by non-cooperative illuminators. During the detection of reflected signals, a direct signal from a non-cooperative emitter is used as the reference signal. Detection of electromagnetic echoes is, in present day radars, performed by finding the maximum of the cross ambiguity function. This function is based on the multiplication of the received signal and the reference signal. Detection of echoes by means of a quadrature microwave phase discriminator QMPD was proposed in the work as an alternative solution for ambiguity function evaluation. This discriminator carries out vectorial summing of the received and the reference signals. The summing operations in QMPD are carried out with the aid of microwave elements and without the use of expensive digital signal processors. Definitions of the phase and phase difference of the so-called simple signals and noise signals were described. A proposal of a passive radar equipped with several independent quadrature microwave phase discriminators was presented. Ideas of algorithms of object detection and of the distance-to-object estimation designed for this radar have been also sketched.

11

System detekcji pasywnej obiektów ruchomych ukrytych za ścianą z wykorzystaniem sygnałów GSM

Rutkowski A. K., Kawalec A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2011

|

R. 87, nr 10

147-151

PL

Opracowano pasywny system wykrywania obiektów poruszających się na otwartej przestrzeni lub na przykład za ścianą budynku. Funkcjonowanie urządzenia jest oparte na monitorowaniu sytuacji elektromagnetycznej w chronionym obszarze i detekcji zmian w stosunku do obrazu zarejestrowanego w stanie ustalonym. Elementami obrazu sytuacji elektromagnetycznej jest amplituda i faza odbieranych sygnałów mikrofalowych. Opisano zasadę działania systemu oraz zaprezentowano wyniki eksperymentów przeprowadzonych w warunkach rzeczywistych.

EN

The system of the passive detecting of the objects moving on the open space or hidden behind building wall has been worked out. This system monitors the electromagnetic conditions in the protected area and detects the changes in the scenery in the relation to the stationary status. The elements of the view of the electromagnetic conditions are amplitude and phase of the received microwave signals. Principles of the system operation, as well as the results of experiments performed in real conditions are given in the work.

12

Koncepcja radaru pasywnego dla systemu obrony aktywnej obiektów

Rutkowski A. K., Kawalec A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 10

57-59

PL

Obrona aktywna pojazdu jest ważnym elementem działania w warunkach bojowych. Jej zadaniem jest wykrycie zagrożenia i podjęcie działań zmierzających do minimalizowania jego następstw. Istotnym ogniwem obrony aktywnej jest zespół sensorów wykrywających obiekty atakujące pojazd. W pracy przedstawiono koncepcję monoimpulsowego radaru pasywnego wykorzystującego układy natychmiastowego pomiaru fazy, natychmiastowego pomiaru częstotliwości i natychmiastowego pomiaru kąta nadejścia sygnału mikrofalowego. Opisany układ estymuje odległość do celu i kąt jego położenia. Odległość jest wyznaczana przy użyciu niezbędnej liczby korelatorów pracujących równolegle. Kąt położenia celu może być wyznaczany metodą fazową lub amplitudową. Przewiduje się, że użytkowa wersja radaru będzie wyposażona w dodatkowy nadajnik wykorzystywany w szczególnych warunkach.

EN

The active protection of the vehicle is the important element of the operation in the battle conditions. Its task is detection of the threats and undertaking of workings aiming to minimalizing their after-effects. The group of sensors detecting the objects attacking the vehicle is the essential component of the active protection. The conception of the monopulse passive radar using the devices of the instantaneous phase measurement, instantaneous frequency measurement, and instantaneous angle of arrival measurement was presented in the work. The described apparatus estimates the distance to the target and the angle of its position. The distance is pointed out by the using of the necessary number of correlators working simultaneously. The angle of the target position can be determined by means of the phase or the amplitude method. It is anticipated that the usable version of radar will be equipped with the additional transmitter used in special conditions.

13

Układy kształtowania wiązki dwuelementowego szyku antenowego dla radaru pasywnego

Rutkowski A. K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 10

39-42

PL

System antenowy jest jednym z najważniejszych ogniw radarów aktywnych i pasywnych. Kształtowanie charakterystyk kierunkowych może być dokonywane na częstotliwości pośredniej przy użyciu układów cyfrowych. Wiązki można również formować bez przesuwania widma sygnałów, przy użyciu podzespołów mikrofalowych. W nowoczesnych urządzeniach obydwa te rozwiązania powinny ze sobą koegzystować. W pracy pokazano dwa układy mikrofalowe kształtujące charakterystyki kierunkowe szyku płaskiego dwóch anten kierunkowych. W pierwszym wariancie wykorzystano pojedynczy sprzęgacz kierunkowy. Ten element wykonuje równocześnie dwie operacje wektorowego sumowania sygnałów z anten. Dzięki temu uzyskano dwie różne wiązki. Drugim układem kształtowania wiązek jest sześciowrotnik mikrofalowy. W tym przypadku otrzymano równolegle cztery różne charakterystyki kierunkowe. Przedstawiono opisy analityczne układów oraz wyniki symulacji, w których wykorzystano pomierzone charakterystyki anten rzeczywistych.

EN

Antenna system is the one of the most important part of active and passive radars. Forming of antenna patterns can be made in the intermediate frequency band with the aid of digital circuits. The beams can be also formed without frequency shifting by means of microwave devices. In the modern equipment both of these methods should coexist. Two microwave beams - forming devices of the flat two - element antenna array were presented in fhe work. One of them consists of a single directional coupler and two phase shifters. The directional coupler performs two vector additions so it is achieved two different beams. The second described device is the microwave sixport. This network gives simultaneously four different beams. Analytical descriptions of the beam - forming networks and results of simulations, made with the use of measured antenna patterns, have been also placed.

14

Analiza możliwości wykorzystania sygnałów GSM w radiolokacji pasywnej opartej na metodach natychmiastowego pomiaru fazy i częstotliwości

Rutkowski A. K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 1

61-63

PL

Radary pasywne wykorzystują sygnały źródeł mikrofalowych, tak zwanych niewspółpracujących. Są nimi na przykład nadajniki telewizyjne i radiofoniczne. Radar pasywny nie posiada własnego nadajnika, a więc może być uważany za milczący i całkowicie ukryty lokalizator. Wydaje się, że sygnały systemów GSM także mogą być zastosowane do pasywnej lokalizacji. Wiele zespołów mikrofalowych na świecie prowadzi prace badawcze w tym zakresie. Artykuł prezentuje kilka wyników badań prowadzonych nad zastosowaniem metod natychmiastowego pomiaru fazy NPF i natychmiastowego pomiaru częstotliwości NPCz w radarze pasywnym. Problem ten jest bardzo złożony, ale oczekuje się, że te metody mogą być użyteczne w niektórych rodzajach radarów pasywnych. W pracy opisano podstawowe parametry transmisji w systemie GSM oraz przedstawiono wybrane struktury mikrofalowego dyskryminatora fazy MDF i mikrofalowego dyskryminatora częstotliwości MDCz. Przedstawiono również koncepcję radaru pasywnego opartego na układach NPF i NPCz.

EN

Passive radars make use of signals emitted by so-called non-cooperative microwave sources. These are broadcast systems and TV transmitters, for instance. Passive radar has no own transmitter thus it can be considered as silent and completely covert localization system. It seems that signals of GSM systems can be used for passive localization too. Many microwave teams all over the world, work on implementation of GSM signals for passive radars. The paper presents some results of investigations in this area and on making use of instantaneous phase measurement IPM and instantaneous frequency measurement IFM methods for object detection by means of passive radar. It is very complex problem but it is expected that these methods can be useful for some kinds of passive radars. The work describes basic parameters of GSM transmission system and contain description of selected structure of microwave phase discriminator MPD and microwave frequency discriminator MFD. Finally there is presented an idea of passive radar with IPM and IFM receivers.

15

Pomiar parametrów sygnałów mikrofalowych jednoczesnych za pomocą odbiornika NPCz

Rutkowski A. K., Smólski B.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 2

53-59

PL

Podstawowym przeznaczeniem odbiornika natychmiastowego pomiaru częstotliwości, wyposażonego w mikrofalowy dyskryminator częstotliwości, jest szybka estymacja chwilowej wartości częstotliwości i obwiedni sygnałów mikrofalowych ciągłych oraz pojedynczych krótkich impulsów. Ograniczeniem zakresu wykorzystania standardowych wersji mikrofalowych dyskryminatorów częstotliwości jest brak możliwości odróżniania sygnałów pojedynczych od sygnałów jednoczesnych (ang. simultaneous signals) i sygnałów pokrywających się (ang. overiapping signals). Poszukiwanie możliwości pomiaru mikrofalowych sygnałów jednoczesnych oparto na analizie podobieństwa między zasadą pracy mikrofalowego dyskryminatora częstotliwości i strukturą przekształcenia Wignera-Villea (ang. Wigner-Ville distribution). W tym celu zbadano kształt charakterystyki dyskryminacyjnej MDCz w funkcji czasu opóźnienia linii transmisyjnych wykorzystanych w strukturze dyskryminatora. Wartości charakterystyki dyskryminacyjnej przedstawiono w postaci diagramu konstelacji IQ (ang. constellation diagram). Pokazano, że diagram konstelacji pojedynczego MDCz może być użyty do detekcji sygnałów jednoczesnych. Przeprowadzone analizy wykazały, że przy użyciu odbiornika natychmiastowego pomiaru częstotliwości NPCz z dwoma dyskryminatorami częstotliwości można estymować częstotliwość i moc sygnałów pojedynczych i jednoczesnych. Estymacja tych parametrów jest dokonywana przez analizę obrazu dwuelementowego diagramu konstelacji.

EN

A fast estimation of the frequency and the envelope of the continuous microwave signals as well as the single short impulses is a fundamental purpose of the instantaneousfrequency measurement receiver/IFM/fitted with one or several microwave frequency discriminators/MFD/. An operation range limitations of the standard variant of the microwave discriminators is a lack of capabilities for distinguish single signals from simultaneous ones as well as overlapping signals. Investigations for measurement capabilities of the microwave simultaneous signals were based on analysis similarities between principle of operation of the microwave frequency discriminator and a structure of the Wigner-Ville distribution. For this purpose a shape of the MFD discrimination characteristies as a function of the delay time of the transmission lines used in the discriminator structure, were investigated. Values of the discrimination characteristies were presented in the form of the IQ constellation diagram. It is revealed, that the single microwave frequency discriminator with its constellation diagram can be utilized as a simultaneous signals detector. Conducted evaluations indicated that by using the IFM with only two MFD, it is available to estimate frequency as well as power of the single and two simultaneous signals. Estimation of the above considered parameters is performed by analysis of the picture of the two-element constellation diagrams. Presented solution will be adopted in the instantaneous wideband spectrum analyser, operating without a tuned heterodyne.

16

Szerokopasmowy, natychmiastowy pomiar chwilowej wartości fazy oraz częstotliwości sygnałów radiolokacyjnych i telekomunikacyjnych

Smólski B., Rutkowski A. K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2007

|

Vol. 48, nr 5

12-19

PL

Przedstawione w pracy szerokopasmowe mikrofalowe dyskryminatory fazy MDF i mikrofalowe dyskryminatory częstotliwości MDCz odznaczają się bardzo dobrymi właściwościami pod względem szybkości pomiaru parametrów sygnałów mikrofalowych, wykorzystywanych m. in. w radiolokacji i telekomunikacji. Parametry te uzyskuje się dzięki temu, że operacje na wielkościach zespolonych dokonywane są przy użyciu korelatorów składających się z biernych podzespołów mikrofalowych. Ostateczna estymacja parametrów mierzonego sygnału mikrofalowego dokonywana jest za pomocą układów cyfrowych w oparciu o napięcia wolnozmienne uzyskane w procesie detekcji sygnałów we wrotach wyjściowych korelatorów mikrofalowych. Przedstawiony materiał jest wprowadzeniem do specyfiki pomiarów chwilowych wartości parametrów krótkotrwałych sygnałów mikrofalowych, których częstotliwość jest znacznie większa niż częstotliwość próbkowania dostępnych przetworników analogowo-cyfrowych. Opisano mikrofalowe dyskryminatory jednofunkcyjne i kwadraturowe.

EN

Presented in the above article wide - band microwave phase discriminators MPD as well as microwave frequency discriminators MFD realize very good features in the range of the high speed measurement of parameters of microwave signals that can be used, among the others in radiolocation and telecommunication. High speed as well as wide bandwidth of simultaneous measurement can be reached thanks to the fact that operations on the complex values are performed using correlators built from passive microwave elements. Final estimation of the parameters of the received microwave signal is obtained by the usage of the digital integrated circuits and on the basis of slow changing voltages got in the process of signal detection in the output ports of microwave correlators. Presented idea is the basic for the measurement of short - term signal parameters, whose frequency is much higher than sampling frequency of the existing-to-digital converters. In this article so called single function and quadrature microwave discriminators were explained, correction elements were presented.

17

Sześciowrotnik pomiarowy ze sprzęgaczami pierścieniowymi o obwodzie 3/2λ

Rutkowski A. K., Stadnik H.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2007

|

Vol. 56, nr sp.2

409-417

PL

W artykule przedstawiono opis, budowę oraz podstawowe charakterystyki mikrofalowego sześciowrotnika pomiarowego zbudowanego w oparciu o jednostopniowe dzielniki mocy Wilkinsona i sprzęgacze pierścieniowe o obwodzie 3/2λ. Układ został wykonany w wersji zintegrowanej na jednej płytce drukowanej. Wymagane parametry uzyskano poprzez odpowiedni rozkład topologiczny oraz dodatkowe przesuwniki fazy. Sześciowrotnik posiada bardzo dobre parametry odbiciowe i transmisyjne. Może być wykorzystywany do wyznaczania charakterystyk amplitudowych i fazowych układów mikrofalowych oraz do pomiaru parametrów sygnałów mikrofalowych w pasmie częstotliwości 0,75-1,35 GHz. Może również znaleźć zastosowanie w układach formowania wiązki złożonych systemów antenowych.

EN

In the paper, the microwave six-port structure and its main characteristics have been described. The worked out six-port consists of two single stage Wilkinson type power dividers and two 3/2λ ring hybrid directional couplers. Ring hybrids are also called rate race couplers. The sixport was made as integrated circuit on the single substrate. The desired values of parameters have been obtained by means of suitable topology and several additional wide-band phase shifters. The circuit is well-matched and has good transmission characteristics. It can be used for determination of parameters of the microwave signals or amplitude and phase characteristics of the microwave devices. The six-port was designed for operation within 0.75-1.35 GHz frequency band. For this frequency range, the average value of the reflection coefficient of all ports is lower than -10 dB and the difference of transmittances magnitudes doesn't exceed ± 1.5 dB. Crossings of the microstrip-lines were replaced by so-called bridge bondings. It was experimentally shown that this construction of lines' crossings can be used both in simple and complex microwave devices for frequency up to about 6 Ghz.

18

Wykorzystanie układów natychmiastowego pomiaru częstotliwości do wyznaczania chwilowych wartości parametrów sygnałów mikrofalowych prostych i złożonych

Rutkowski A. K.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2006

|

Vol. 55, nr 1

185-201

PL

W ramach doskonalenia metod i systemów natychmiastowego pomiaru parametrów sygnałów mikrofalowych przeprowadzono szereg analiz teoretycznych oraz eksperymentów z układami rzeczywistymi i sygnałami z modulacjami typu LFM, FSK i PSK. Miały one na celu oceną jakości szerokopasmowego rozpoznawania sygnałów za pomocą mikrofalowych dyskryminatorów częstotliwości MDCz. Wykonano symulator programowy MDCz_WK1. Podczas eksperymentu zidentyfikowano skutecznie nie tylko wewnętrzną strukturę częstotliwościową, ale także struktury fazowe rzeczywistych sygnałów z modulacjami różnych typów. Wyniki potwierdziły poprawność zaprojektowania i wykonania podzespołów oraz efektywność opracowanych algorytmów i realizujących je programów komputerowych, służących do estymacji parametrów analizowanych sygnałów mikrofalowych.

EN

At present, many radars and telecommunication systems use so-called simple and complex signals. This second group of signals is characterised by various type of internal frequency and phase modulation or keying. Due to this, the fast and exact recognition of microwave signals is the very difficult and extremely important problem. Many series of theoretical analysis and experiments using designed devices and real signals with modulations type of LFM, FSK, and PSK were carried out within the confines of improving the methods and systems of microwave signals parameters fast measurement. They were aimed at quality evaluation of wideband signals' analysis process by means of microwave frequency discriminator (MFD). MDCz_WK1 computer program was made for simulations. It enables us changing the parameters of all elements of MFD independently. The instantaneous frequency evaluation method of so-called maximum pair (MP) and a method of detection exceeding the threshold (DET) were accomplished in this simulator. During the hardware experiments there was correctly recognized not only internal frequency structure but phase keying of real signals with different kinds of modulation as well. The obtained results confirmed the correctness of the devices' structure and efficiency of algorithms accomplishing estimation of parameters of microwave signals being analysed.

19

Urządzenie namierzania oraz pomiaru częstotliwości sygnałów radiolokacyjnych i telekomunikacyjnych

Rutkowski A. K.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2006

|

Vol. 55, nr 1

203-212

PL

Odebranie sygnałów mikrofalowych oraz wyznaczenie ich parametrów jest źródłem informacji o emitującym je urządzeniu nadawczym. Do podstawowych charakterystyk wykrytych sygnałów mikrofalowych zalicza się: częstotliwość nośną oraz kąt nadejścia. W Zakładzie Mikrofal Instytutu Radioelektroniki WEL WAT opracowano model urządzenia umożliwiającego wykrycie oraz określenie kierunku na nadajniki radiolokacyjne i telekomunikacyjne. Urządzenie to pozwala również na pomiar parametrów sygnałów emitowanych przez te nadajniki. Pomiar kąta nadejścia sygnałów jest realizowany metodą fazową. Chwilowa wartość częstotliwości określana jest przy użyciu mikrofalowego dyskryminatora częstotliwości. System antenowy składa się z czterech dwugrzbietowych anten szerokopasmowych. Umożliwia to pomiar kąta nadejścia sygnałów zarówno w płaszczyźnie elewacji, jak i w azymucie. Urządzenie może służyć do rozpoznawania sygnałów prostych oraz złożonych. Średni błąd pomiaru częstotliwości był mniejszy niż ± 0,2 MHz, a jego wartość maksymalna nie przekraczała ± 0,5 MHz w całym zakresie mierzonych częstotliwości. Kierunek nadejścia sygnału określany był z dokładnością ± 0,2° w całym paśmie pracy.

EN

The paper concerns a device designed for reconnaissance of the electromagnetic space. The presented device determines an angle of arrival (AOA) and immediately evaluates frequency of a received microwave signal. The angular segment of the instantaneous surveillance is 44 degrees in width. The device works within the frequency band from 0.75 to 1.25 GHz. It contains four-element antenna array, direction finding DF channel and instantaneous frequency measurement IFM channel. This structure performs so-called single-pulse phase method of direction of signal arrival and frequency estimation. The microwave parts of both these channels were printed onto a single substrate. This appliance is controlled by the computer which stores calibration data and takes them into consideration in the process of evaluation of the frequency and the direction of incoming microwave signals. This set has been successfully used for recognition of various signals emitted by close and remote electromagnetic sources. The achieved average error of the frequency estimation was ± 0.2 MHz, and maximum frequency error did not exceed ± 0.5 MHz. The accuracy of the angle of arrival determination was better than 0.2 degrees. The presented model of the device has been developed for observation of some segment of the space. To obtain all around instantaneous scanning it is necessary to appropriately place several such devices. The device can intercept simple microwave signals and the signals with LFM, FSK, and PSK modulation as well. The device architecture and experimental results are presented.

20

Pomiary promieniowania ludzi i obiektów za pomocą radiometru mikrofalowego

Stec B., Susek W., Rutkowski A. K.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2006

|

Vol. 55, nr 1

247-257

PL

W dziedzinie techniki zajmującej się pomiarami odebranego promieniowania wyróżnia się radiometrię szumową związaną z detekcją promieniowania o strukturze szumowej, którego widmo mieści się w paśmie mikrofalowym. Źródłem tego promieniowania są organizmy żywe oraz przedmioty i substancje, których temperatura jest wyższa od zera bezwzględnego. Pomiar tego rodzaju promieniowania jest realizowany za pomocą radiometru mikrofalowego składającego się z anteny (głowicy pomiarowej), wzmacniacza z detektorem oraz wyjściowego układu analizującego i rejestrującego. W artykule przedstawiono zasadę działania i parametry robocze radiometru modulacyjnego pracującego na częstotliwości 1,5 GHz. Opisano wybrane wyniki prac badawczych prowadzonych w Zakładzie Mikrofal IRE WEL WAT nad bezinwazyjnymi metodami lokalizacji stanów patologicznych wewnątrz organizmów żywych oraz biernymi systemami wykrywania obiektów o temperaturze fizycznej wyższej lub niższej niż temperatura ich otoczenia. Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych weryfikujących przyjęte hipotezy.

EN

Microwave thermal radiation of various objects can be used for their location and identification. Thermovision in the infrared range enables us to find temperature distribution on the object surface while microwave radiometers allow us to recognize "hot" objects placed, for instance, behind thermal shields. Microwave radiometers are used, among the others, in health care and in so-called special applications. In medicine, they are used both in diagnostics and therapy where, for example, microwave radiometers control temperature in hypo- or hyperthermia or they can monitor pathological states of internal organs, detect pap tumour, or are used for temperature measurements of acupunctural points. Special applications of microwave radiometers focus on passive location of various equipment like tanks, planes, cars, trucks and so on. A separate group of applications deals with detection of humans or "hot" objects located behind shields. Performed experiments confirmed capability of developed radiometer to remote detection of live objects and subjects with temperatures different from the background. The tested instrument was equally effective in observation of non-shielded objects as well as for objects hidden behind dielectric shield. The principle of operation of the 1.5 GHz microwave radiometer and selected results of the experiments there were presented.