Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie radaru szumowego do wykrywania obiektów ukrytych w gruncie

Susek W., Stec B., Knioła M., Czyżewski M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2018

|

R. 94, nr 4

171--175

PL

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.

2

Szerokopasmowy przesuwnik fazy na mikropaskowej linii dwuprzewodowej

Stec B., Czyżewski M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2018

|

Vol. 59, nr 5

24--26

PL

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.

3

Układ rozdziału mocy dla liniowego szyku anten planarnych typu Patch

Czyżewski M., Słowik A., Ślesicki B.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 6

143--146

PL

W artykule przedstawiono konstrukcję i właściwości układu rozdziału mocy, dedykowanego do planarnych szyków antenowych. Anteny planarne typu Patch zaprojektowano do pracy w paśmie systemu Wi-Fi 2,4 GHz. Układ rozdziału mocy został praktycznie wykonany w Zakładzie Mikrofal WAT. Wyniki symulacji, zrealizowanej w oparciu o dedykowane oprogramowanie znalazły całkowite potwierdzenie w wynikach pomiarów całej struktury, złożonej z układu rozdziału mocy oraz szyku antenowego. W celu poprawy parametrów elektrycznych planarnych szyków antenowych zastosowano układ rozdziału mocy wraz ze strojnikami, włączonymi równolegle do linii zasilania. Rozwiązanie poprawia dopasowanie impedancji wejściowej anteny oraz poszerza bardzo wąskie pasmo pracy całego szyku. W artykule przedstawiono zarówno wyniki symulacji struktur rozdziału mocy, jak również wyniki pomiarów w postaci charakterystyk dopasowania praktycznej realizacji struktury rozdziału mocy.

EN

The design and features of the power distribution circuit for planar antenna array are presented in the paper. Planar patch antenna array was designed to work on the Wi-fi system frequency equal to 2,4 GHz. Power distribution system has been practically realized in the Microwave Department of the MUT. The results of simulation realized on the basis of the dedicated software were confirmed with the measurement results of entire structure, consisting of the power distribution system and an array antenna. In order to improve some of electrical parameters of planar antenna arrays parallel stabs were used. These elements allow to compensate for the adverse influence of parasitic capacity led by T-junctions. The solution improves the matching impedance of the overall circuit and extends a very narrow bandwidth of the entire circuit The results of simulations and measurements are presented in the paper. Using of additional parallel stubs in the significant way improves impedance matching of the structure. This one lets design matching network for antenna arrays with better performance.

4

Koncepcja układu do monoimpulsowego namierzania nadajników mikrofalowych w dwóch płaszczyznach

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

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 10

62--65

PL

W warunkach współczesnych oraz w przewidywanych działaniach bojowych, dużym zagrożeniem między innymi dla radarów aktywnych są rakiety przeciwradiolokacyjne RPR oznaczane w literaturze anglojęzycznej skrótem ARM (Anti-Radiation Missile). Rakiety tego typu naprowadzają się samodzielnie na wskazany radar lub inne źródło emisji sygnałów mikrofalowych. Jednymi z metod zmniejszenia skuteczności ataków przy użyciu ARM jest minimalizacja czasu emisji sygnałów sondujących przez atakowany radar oraz/lub zastosowanie dodatkowych nadajników mylących, tak zwanych pułapek elektromagnetycznych (decoys). W ramach prac nad tego typu urządzeniami jest przygotowywany model małego zespołu do namierzania źródeł sygnałów mikrofalowych, który będzie wykorzystany do testowania efektywności pułapek elektromagnetycznych funkcjonujących jako elementy systemu ochrony radaru przed pociskami ARM. Zakłada się, że zespół namierzający będzie pozwalał na wyznaczanie kierunku na emitery mikrofalowe przy użyciu metody monoimpulsowej w wersji zarówno amplitudowej jak i fazowej. Namierzanie będzie mogło być dokonywane tylko w azymucie lub elewacji, lub w obydwu tych płaszczyznach jednocześnie. Częstotliwościowy zakres pracy zespołu namierzającego będzie pokrywał całe pasmo pracy chronionego radaru.

EN

In present conditions and in foreseen battle operations, anti-radiation missiles ARM are the large threat among others for the active radars. This type of rockets can home in on the indicated radar or on another source of microwave signals emissions. The use of additional misleading transmitters, so called decoys, is one of the methods of the effectiveness decrease of attacks using the ARM. This paper presents the works on this type of decoys. The model of the small unit for direction finding (DF) of the microwave emitters is being worked out for these needs. This unit will realize so called monopulse method of angle of arrival (AOA) estimation. It is the amplitude and the phase version of this method. The bearings measurement will be able to do only in the azimuth or in the elevation plane or in both of these planes simultaneously. The DF device being designed will work over the whole required frequency band.

5

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.

6

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.

7

Układ dystrybucji mocy do planarnego szyku antenowego na pasmo K

Stec B., Czyżewski M., Słowik A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 2

26-29

PL

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.

8

Szerokopasmowa antena dipolowa na pasmo S

Stec B., Czyżewski M., Słowik A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 2

45-47

PL

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.

9

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.

10

Detekcja aktywności istot żywych ukrytych za ścianą

Susek W., Stec B., Czyżewski M., Rećko C., Słowik A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 4

61-63

PL

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.

11

Estymacja częstotliwości sygnałów w układach NPCz metodą dekompozycji harmonicznych

Gruchałła-Węsierski H., Czyżewski M., Rećko C.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 1

82-84

PL

Idea natychmiastowego pomiaru częstotliwości chwilowych sygnałów oparta na dyskryminacji czasowej od lat wykorzystywana jest różnych systemach walki elektronicznej. Urządzenia tego typu, dają możliwość estymacji częstotliwości przechwyconych sygnałów w czasie zbliżonym do rzeczywistego, w szeroki paśmie mikrofalowym. Jednakże w sytuacji coraz bardziej zagęszczającego się środowiska elektromagnetycznego, na plan pierwszy wysuwa się zasadnicza wada tych systemów, które w klasycznym ujęciu mogą estymować częstotliwość tylko jednego sygnału jednocześnie. Rozwiązaniem tego problemu jest odejście od klasycznej analizy sygnałów wyjściowych z układu NPCz i zastosowanie w jej miejsce nowoczesnych metod przetwarzania sygnałów. Takie połączenie klasycznej struktury układu NPCz z metodą dekompozycji harmonicznych przedstawione zostało w artykule. Wybrana metoda przetwarzania daje możliwość nie tylko estymacji częstotliwości chwilowych, więcej niż jednego sygnału jednocześnie, ale uwzględnia również czynnik szumowy im towarzyszący. W artykule przedstawiona została koncepcja algorytmu przetwarzania dla wariantu z dwoma sygnałami jednoczesnymi, która poddana została analizie badaniom symulacyjnym i wstępnym badaniom eksperymentalnym. Wyniki obydwu etapów analizy również przedstawione zostały w artykule.

EN

The instantaneous frequency measurement systems are in use in electronic warfare applications for many years. Such systems have a lot advantages, but currently, in dense electromagnetic environment, its major deficiency come to the fore. The conventional IFM receiver can not process simultaneous signals. In the paper, the solution of this problem, by using the harmonic decomposition method, has been presents. This approach makes passible not only the estimation of two simultaneous signals frequencies, but also takes to consideration noise in the signal. In the paper, simulation results and experimental data have been shown.

12

Demonstrator radaru szumowego widzenia przez ścianę

Stec B., Susek W., Słowik A., Czyżewski M., Rećko C.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 3

16-19

PL

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.

13

Antena z elektronicznie sterowaną wiązką na pasmo S

Stec B., Czyżewski M., Słowik A.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2013

|

Vol. 62, nr 2

75-85

PL

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.

14

Two-dimentional phased array planar antenna for K-band

Stec B., Jeziorski A., Czyżewski M., Słowik A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 7

56-58

EN

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.

15

Morphology and microencapsulation efficiency of foamed spray-dried sunflower oil

Lewandowski A., Czyżewski M., Zbiciński I.

Chemical and Process Engineering

|

2012

|

Vol. 33, nr 1

95-102

EN

An analysis of the effect of feed foaming on the efficiency of sunflower oil encapsulation on selected product properties is presented in the paper. Experiments were carried out in a pilot-plant concurrent spray dryer using the gas-admixing technique. The analysis of the product properties showed that the application of foaming makes it possible to control final product properties, e.g. apparent density, bulk density, distribution of particle diameters, etc. at a high efficiency of sunflower oil encapsulation.

16

Antena z wiązką sterowaną elektronicznie na pasmo S

Stec B., Czyżewski M., Słowik A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 10

59-61

PL

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

Zastosowanie struktur międzypalczastych w szerokopasmowych sprzęgaczach kierunkowych

Czyżewski M., Gruchałła-Węsierski H., Słowik A.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2007

|

Vol. 56, nr 2

273-281

PL

W artykule przedstawiono analizę porównawczą struktur i parametrów 3 dB sprzęgaczy kierunkowych. Analizie podlegały sprzęgacze realizowane w technice niesymetrycznej linii paskowej. Dotyczy to sprzęgaczy zbliżeniowych, gałęziowych, „3/2λ” i „0-180°”. W celu poszerzenia pasma i wartości sprzężenia stosuje się struktury wielosekcyjne lub połączenie tandemowe. Ponieważ w sprzęgaczach wielosekcyjnych największe wymagane sprzężenie przekracza znacznie wartość 3 dB, zaproponowano stosowanie w tej sekcji połączenia tandemowego dwóch struktur międzypalczastych (w celu uzyskania sprzężenia rzędu 1 dB). Efektem tego rozwiązania jest sprzęgacz o nowej strukturze. Przedstawione wyniki badań praktycznie wykonanych sprzęgaczy w pełni pokrywają się z wynikami analizy teoretycznej.

EN

Comparative analysis of 3 dB directional couplers structures and its parameters has been done. The analysis has concerned branch couplers, gap couplers, „3/2λ” and „0-180°” couplers made in microstrip technique. If we want to get broadband and high coupling, the tandem connection of multisection structures must be used. Some sections must have a coupling higher than 3 dB. The interdigital structures have been applied to get coupling of the order of 1 dB. We have got the new structure of directional couplers. Experimental results of the directional couplers have confirmed results of theoretical analysis.

18

Wykorzystanie metody Prony'a do estymacji częstotliwości chwilowych sygnałów jednoczesnych w systemach NPCz

Gruchałła-Węsierski H., Czyżewski M., Słowik A.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2007

|

Vol. 56, nr 2

243-252

PL

W artykule przedstawiona została koncepcja wykorzystania parametrycznej metody rozwiązywania układu równań nieliniowych, określanej jako metoda Prony'a, do estymacji częstotliwości chwilowych sygnałów jednoczesnych w układach NPCz. Metoda ta pozwala na estymację częstotliwości wielu sygnałów jednocześnie pojawiających się na wejściu układu NPCz, jednak ze względu na prostotę rozwiązania, rozważania ograniczono do dwóch sygnałów jednoczesnych. W artykule metoda Prony'a została omówiona teoretycznie, zaproponowany został sposób jej aplikacji do układu rzeczywistego NPCz oraz przedstawione zostały wyniki eksperymentu. W oparciu o otrzymane wyniki dla układu rzeczywistego przeprowadzona została analiza błędów i możliwości zastosowania zaproponowanego podejścia w systemach rozpoznania i walki elektronicznej.

EN

The instantaneous frequency measurement systems are very important part of passive reconnaissance systems. An IFM system can be very small and can measure frequency accurately on a short pulse, but it cannot process two simultaneous signals. In this paper, the instantaneous frequency measurement systems with simultaneous signals capability using Prony's algorithm has been presented. Prony's algorithm provides the estimates of multiple frequencies by using multiple correlators to generate an estimate of the covariance matrix. Although the method can be used to multiple signals, in this paper, only the two signals case has been considered for reasons of simplicity. Experimental data have been shown and compared to theoretical analysis. Some problems that stem from this approach have been indicated and solutions for them have been proposed.

19

Ocena możliwości analizy struktury wewnętrznej sygnałów z manipulacją fazy i częstotliwości

Czyżewski M., Gruchałła-Węsierski H., Słowik A.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2007

|

Vol. 56, nr sp.2

107-114

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy pracy mikrofalowych układów natychmiastowego pomiaru częstotliwości z sygnałami z manipulacją fazy i częstotliwości. Sygnały te są bardzo popularne we współczesnych systemach telekomunikacyjnych, zarówno cywilnych, jak i wojskowych. Przeprowadzono analizę dla wybranych rodzajów sygnałów zarówno metodą analityczną, jak i poprzez symulację odbiornika NPCz w dziedzinie czasu. Uzyskane wyniki można rozszerzyć na większość obecnie wykorzystywanych sygnałów złożonych. Przeprowadzono ocenę możliwości wykorzystania mikrofalowych dyskryminatorów częstotliwości do analizy wewnętrznej struktury wybranych rodzajów sygnałów złożonych. Zaproponowano sposoby minimalizacji błędów pomiaru częstotliwości występujących w procesie odbioru.

EN

The delay line instantaneous frequency measurement receiver (IFM) is the base element of military electronic warfare systems and civil electromagnetic environment monitoring systems. This receiver can measure the majority of microwave signals parameters that makes it a universal measuring instrument. This receiver has broad instantaneous frequency band, high probability of intercept, and small size. This receiver can work improperly with simultaneous and overlap signals. For the analysis, the PSK and FSK signals have been chosen. These signal types are very popular in modern telecommunication systems, both military and civil ones. The IFM receiver is based on a multichannel microwave frequency discriminator. Each channel uses a different delay line length. The output signals have digital form, one channel gives up to 5-bits of information. Summing up, all channels give 9-14-bits of frequency information. Basing on the number of bits, the resolution in frequency can be estimated. The resolution depends on bandwidth, for example 10-bits resolution gives 1MHz resolution in 1 GHz bandwidth, but 2 MHz resolution in 2 GHz bandwidth. For higher resolution, the number of bits per channel must be increased. The resolution can be increased by the use of additional channel with an appropriate longer delay line. There are practical limits for the delay line length, so the resolution cannot be increased significantly in this way. The second way is to increase the number of bits per one channel. We can get no more than 5 bits per channel, because of the nonlinear, in the discrimination characteristics, quantization noise and the signal noise. For the PSK signals, in the analysis, the rapid pins of the output voltages have been observed. The pins on the regions of the followed segments boundaries have been occurred. This effect helps to recognize an internal structure of the signal. If the phase between the followed segments is sinuous, the pins have not occurred.

20

Detektor mikrofalowy ze wzmacniaczem wizyjnym

Rećko C., Rutkowski A., Czyżewski M.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2007

|

Vol. 56, nr sp.2

385-391

PL

W artykule przedstawiono opis, budowę oraz podstawowe charakterystyki detektora mikrofalowego ze wzmacniaczem wizyjnym. Układ przeznaczony jest do detekcji sygnałów ciągłych i impulsowych w paśmie częstotliwości 750-2000 MHz. Był opracowywany na potrzeby budowy stanowiska do monitorowania emisji mikrofalowych.

EN

The microwave detector is the essential element of many receiving systems. Microwave detectors are used to convert the signals power into DC voltage. The power range of the receiving signals is very wide. In some cases, the level of signals after detection might be very low, so the video amplifier application is necessary. In the paper, the microwave detector with a video amplifier has been described. The presented detector will be used in the system being designed for monitoring of electromagnetic environment. In such application, very important parameters of the microwave detectors are matching and voltage sensitivity. It is very difficult to achieve the enough good and constant value of the voltage sensitivity over the wide frequency band. The worked out microwave detector with a video amplifier is very good matched, has relatively high sensitivity and can be connected to measurement devices with both small and large input impedance. Magnitude of reflection coefficient is better than -22 dB, average voltage sensitivity is of about –2.5 mV/µW regardless of loading resistance, noise level is not more than 1.5 mVpp. Detector with a video amplifier can determine the envelope of CW microwave signals and microwave pulses not shorter than 0.3 µs. A complete instrument is mounted in a small handy case.