Продолжение табл. 2.3.6
Окончание табл. 2.3.6
Основные параметры некоторых типов нелинейных радиолокаторов представлены в табл. 2.3.6, а внешний вид - на рис. 2.3.37.
Рис. 2.3.37. Нелинейные радиолокаторы:
а - NR-900E; б - Orion; в - Октава; г - Обь; д - Онега-2М;
Рис. 2.3.37. Окончание е - Родник-2М; ж - Broom ЕСМ; з - Boomerang
Основные характеристики нелинейных радиолокаторов
К основным характеристикам нелинейных радиолокаторов относятся: значения рабочих частот зондирующих сигналов; режим излучения и мощность передатчика; форма, геометрические размеры и поляризация антенн; точность определения местоположения переизлучающего объекта; чувствительность приемника; максимальная дальность действия и глубина, на которой возможно обнаружение закладки внутри радиопрозрачного материала; количество анализируемых гармоник; размеры, вес и тип питания радиолокатора.
Рассмотрим эти характеристики более подробно.
Значения рабочих частотпередатчиков всех типов локаторов находятся в пределах от 400 до 1000 МГц (рабочие частоты приемников, соответственно, составляют удвоенную или утроенную частоту передатчиков). Однако болыдин-
ство отечественных и зарубежных образцов работают в диапазоне, близком к 900 МГц. Такой выбор обусловлен компромиссом в решении следующего противоречия:
с одной стороны, чем ниже частота зондирующего излучения, тем лучше его проникающая способность внутрь предметов и сред, в которых могут быть спрятаны ЗУ, и больше относительный уровень высших гармоник в переизлученном сигнале;
с.другой - чем выше частота излучения, тем уже диаграмма направленности антенны локатора при фиксированных геометрических размерах, следовательно выше плотность потока мощности зондирующего сигнала (кроме того, на высоких- частотах лучшими свойствами обладают случайные антенны, в качестве которых выступают ножки навесных элементов, проводники печатных плат и т. п., а их размеры, как известно, невелики).
К сожалению, многие нелинейные радиолокаторы функционируют на фиксированных частотах без возможности перестройки. Причина такого подхода -упрощение схемотехнических решений, то есть существенное снижение цены. Расплачиваться за такое упрощение приходится худшими эксплуатационными характеристиками, так как на частотах приема могут присутствовать излучения посторонних радиоэлектронных средств. И если даже уровни мешающих сигналов невелики, их может быть достаточно для нарушения нормальной работы радиолокаторов, так как чувствительность приемных устройств очень велика.
Естественно, более удобны в эксплуатации локаторы, имеющие возможность перестройки в определенном диапазоне. Так, например, в нелинейном локаторе Orion (NJE-400) фирмы Research Electronics International (REI) предусмотрен автоматический режим выбора рабочей частоты в диапазоне 8 80... 1000 Мгц. Ее оптимальное значение определяется по наилучшим условиям приема для 2-й гармоники частоты зондирующего сигнала.
Отрабочей частоты зависит форма и геометрические размеры антенн, важной характеристикой которых являетсяполяризация.Передающие антенны имеют, как правило, линейную, а приемные - круговую поляризацию.
Точность определения местонахождения радиоэлектронного устройства,которую позволяют достигать используемые размеры антенн, соответствует нескольким сантиметрам. Например, для локаторов «Родник» и «Циклон»-это 2 см.
Следующей группой характеристик нелинейных локаторов являются режим работы передатчика, излучаемая мощность и чувствительность приемника.
9 зависимости от режима работынелинейные локаторы делятся на локаторы с непрерывным и импульсным излучением. Практически все зарубежные приборы и некоторые отечественные работают с непрерывными зондирующими сигналами малой мощности (10...850 мВт). Большинство отечественных локаторов работают в импульсном режиме излучения с пиковой мощностью 5...400 Вт. Из-за простоты используемых приемных устройств импульсные локаторы значительно дешевле непрерывных.
Следует отметить, что высокая мощностьи характер излучении импульсных локаторов могут создать определенные проблемы в плане электромагнитной совместимости со средствами связи, навигации, телевещания, датчиками пожарной и охранной сигнализации и т. д. Кроме того, зондирующее излучение оказывает негативное воздействие на операторов, эксплуатирующих аппаратуру. Поэтому, в соответствии с санитарными нормами, мощность современных локаторов ограничена максимальным значением 3...5 Вт для непрерывного режима и средним значением 0,1... 1,5 Вт (до 400 Вт в импульсе) - для импульсного. Однако даже при таких ограничениях у оператора после часа работы часто начинают болеть глаза, так как именно они наиболее чувствительны к СВЧ-излучению.
Некоторые современные нелинейные локаторы имеют возможность изменения мощности зондирующего сигнала. Так, в локаторе NJE-400 уровень непрерывного излучения регулируется в пределах от 0,01 до1 Вт, а в радиолокаторе «Циклон-М» пиковое значение импульсной мощности - от 80 до 250 Вт. Более того, приемник локатора Superbroom Plus снабжен функцией автоматического установления мощности излучения в зависимости от величины принимаемого сигнала на 2-й гармонике.
Чувствительность приемниковсовременных нелинейных локаторов лежит в пределах от 10 -15до 10-11Вт. У импульсных она несколько хуже, что объясняется соответствующим превосходством пиковой мощности импульсных передатчиков (примерно на 35-40 дБ). В большинстве радиолокаторов используются приемники с регулируемой чувствительностью. Диапазон регулировки этого параметра составляет 30... 50 дБ.
В соответствии с законом сохранения энергии (чем выше номер принимаемой гармоники п,тем меньше ее амплитуда) в современных локаторах анализируются только 2-я и 3-я гармоники зондирующего сигнала. И тем не менее, нелинейные радиолокаторы являются приборами ближнего действия, так как коэффициент преобразования энергии облучающего сигнала в энергию высших гармоник очень мал. Конкретнаядальность действиязависит от множества факторов. В первую очередь, это тип обнаруживаемого устройства, наличие у него антенны и ее длина, условия размещения объекта поиска (в мебели, за преградами из дерева, кирпича, бетона и т. п.).
Максимальное расстояние, на котором возможно выявление ЗУ ограничено величиной 0,5 м. Данное значение соответствует варианту работы на открытых площадях или в больших необорудованных помещениях, например таких, как готовящийся к сдаче строительный объект. Для офисных помещений возможности обнаружения еще скромнее. Это связано с высокой концентрацией различных «помеховых» объектов (канцелярские принадлежности, оргтехника и т. п.).
С понятием максимальной дальности действия тесно связана максимальная глубина обнаружения объектовв маскирующей среде. Для строительных конструкций она может достигать несколько десятков сантиметров. Например, локаторы серии «Циклон» обнаруживают радиоэлектронные изделия в железобетонных стенах толщиной до 50 см, в кирпичных и деревянных - до 7 см.
Важной характеристикой является и количество анализируемых гармоникпереизлученного сигнала. Так как одновременный прием на двух гармониках зондирующего сигнала дает неоспоримые преимущества по сравнению с однотональным приемом: он дает возможность осуществлять идентификацию обнаруженных объектов.
Современные нелинейные локаторы имеют небольшие размеры, веси позволяют работать как отэлектросети,так кОт автономных источников питания (аккумуляторов).
Например, у нелинейного локатора «Омега» вес приемо-передающего блока составляет 2 кг, а антенны со штангой - 0,8 кг. Вес нелинейного локатора «Циклон-М» в упаковке (кейсе) - 5,5 кг (при этом вес приемопередающего блока составляет 1,2 кг). У нелинейного локатора «Orion» (NJE-400) приемопередающий блок и антенна закреплены на одной телескопической штанге, и общий вес конструкции не превышает 1,8 кг. Для удобства работы в этом локаторе используются беспроводные «инфракрасные» наушники.
Конструктивное исполнение изделий «Переход», «Родник-ПМ» и «Энвис» дает оператору возможность работать без постоянного перемещения приемопередающего блока аппаратуры, который размещен в чемодане типа «атташе-кейс». Блок соединен с антенным датчиком кабелем длиной 5-7 м. Узел управления и индикации аппаратуры (регулировка мощности и чувствительности, световые индикаторы, гнездо головных телефонов) размещен на антенном датчике.
Иногда нелинейные локаторы выполняются в ранцевом варианте.
Способы селекции помех от случайных источников
Среди основных способов селекции сигнала на фоне помеховых воздействий, вызванных наличием в обследуемом пространстве случайных преобразователей частоты зондирующего излучения, выделяют следующие:
по относительному значению уровней принимаемого излучения на 2-й и 3-й
гармониках частоты сигнала;
по характеру изменения амплитуды шума на выходе приемника вблизи переизлучающего объекта;
по реакции объекта на вибровоздействия;
по наличию информационных признаков в принимаемом сигнале.
1. Этот способ применим для локаторов, снабженных функцией приема на двух гармониках частоты зондирующего сигнала (приборы Superbroom, Superscout, «Энвис» и др.). Он основан на различии преобразующих свойств полупроводниковых элементов и случайных МОМ-структур.
Физическая сущность способа заключается в том, что для полупроводниковых элементов характерен более высокий уровень переизлученного сигнала на 2-й гармонике по сравнению с 3-й (примерно на 20-40 дБ), и наоборот, контактные источники помех переизлучают сигнал на 3-й гармонике с большим уровнем, чем на 2-й.
Рис. 2.3.38. Способ селекции помех по относительному уровню 2-й и 3-й гармоник