ES2316064T3 - Procedimiento y sistema para el calibrado de un radio goniometro. - Google Patents
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Abstract
Método para proporcionar datos de calibrado a utilizar en un radiogoniómetro, cuyo método comprende: (a) proporcionar un movimiento relativo de un receptor de calibrado (32) con respecto a un transmisor de calibrado (31) a una distancia predeterminada entre si; (b) ajustar un valor predeterminado de como mínimo un tiempo de parada de una señal de frecuencia de comunicación utilizada para transmitir como mínimo una frecuencia de una lista de frecuencias predeterminadas; (c) disponer un intervalo de tiempo de duración de salto dentro de dicho tiempo de parada para transmitir la mencionada frecuencia; (d) generar ducha señal de frecuencia de comunicación que corresponde a la mencionada frecuencia; (e) transmitir dicha señal de frecuencia de comunicación por el transmisor de calibrado (31) hacia dicho receptor de calibrado (32) solamente durante dicho intervalo de tiempo de duración de salto; (f) disponer sincronización en tiempo (33) entre el transmisor de calibrado (31) y el receptor de calibrado (32) para dicha como mínimo un tiempo de parada utilizando señales de reloj de una fuente de sincronización; (g) escaneado de la lista de frecuencias predeterminadas utilizando el receptor de calibrado (32); (h) interceptar, mediante la utilización del receptor de calibrado (32), la señal de frecuencia de comunicación transmitida durante el tiempo de duración de salto dentro de dicho por lo menos un intervalo de tiempo de parada y (i) rechazar las demás señales de frecuencia recibidas por el receptor de calibrado (32) dentro de dicho por lo menos un intervalo de tiempo de parada que tiene duración diferente a dicho intervalo de tiempo de duración de salto.
Description
Procedimiento y sistema para el calibrado de un
radiogoniómetro.
La presente invención se refiere a una técnica
para la detección de direcciones, y más particularmente a un método
y sistema para el calibrado de un detector de dirección de radio o
radiogoniómetro.
Los radiogoniómetros o detectores de dirección
de radios (RDF) son bien conocidos en la técnica como herramientas
para detectar la dirección de una fuente de radiación
electromagnética. Un radiogoniómetro puede ser, por ejemplo, un
sistema con base en el suelo, aerotransportado o en un sistema de
embarcación que proporcionará la posibilidad de localizar o
controlar diferentes fuentes de señales de radio, estacionarias o
móviles, determinando la dirección de la línea que conduce a la
fuente. Los RDF tienen muchas aplicaciones que pueden requerir la
capacidad de determinar las coordenadas de las fuentes de radio
dentro de una amplia gama de frecuencias de banda ancha. Por
ejemplo, los RDF de banda ancha pueden escanear una gama de
frecuencia desde unos pocos MHz hasta varios miles de MHz.
Un radiogoniómetro utiliza un conjunto de
antenas (habitualmente dos o más) dispersadas a lo largo de la
superficie de la plataforma de medición. Para sistemas basados en
el suelo, las antenas son típicamente estacionarias y la
información de dirección obtenida es utilizada para localizar la
fuente de la señal. En aplicaciones aéreas o náuticas, las antenas
son transportadas por una plataforma móvil, tal como un avión o un
barco, para recibir una señal electromagnética y procesarla para
obtener la línea de dirección o marcación desde esta plataforma a
una fuente de radiación electromagnética. A este respecto, si la
posición de la fuente de señal es fija y conocida, se puede
utilizar el RDF para determinar la posición de la plataforma con
respecto a la fuente de señal fija y, por lo tanto, la localización
de la plataforma. De manera alternativa, si se conoce la posición
de la plataforma el RDF puede ser utilizado para localizar la fuente
de la señal. Por ejemplo, esta fuente se puede originar a partir de
transmisores utilizados por tropas enemigas, fuentes de transmisión
asociadas con armas y materiales o puede estar constituida por
radiación procedente de cualquier tipo de dispositivo de
comunicaciones.
La determinación de dirección utiliza
comparaciones de amplitud y/o fase de las señales recibidas por las
diferentes antenas desde la fuente de la radiación electromagnética.
Dado que los modelos de antenas están afectados por la plataforma
sobre las que están montadas se requiere un proceso de calibración
para tener en cuenta los efectos no calculables.
Haciendo referencia a la figura 1, la
calibración convencional de un radiogoniómetro aerotransportado
puede comportar el vuelo de un avión de vigilancia (11) en un plano
horizontal de manera circular de manera que el avión gira 360º en
azimut. El sistema de calibrado incluye un transmisor de calibrado
(12) dispuesto en una estación de calibrado en tierra en
localización conocida en tierra y un receptor de calibrado (13)
dispuesto en el avión (11). El transmisor de calibrado (12) es
capaz de transmitir señales electromagnéticas en una gama de
frecuencia predeterminada mientras el avión se desplaza de manera
que se cubren todos los ángulos de azimut requeridos \varphi y
ángulos de depresión \Theta. Por ejemplo, el ángulo de depresión
puede ser próximo a 0º cuando el avión se encuentra lejos del
transmisor de calibrado (12), mientras que se encontrará próximo a
90º cuando el avión vuela directamente sobre el transmisor de
calibrado (12).
Haciendo referencia a la figura 2, se ha
mostrado un diagrama a título de ejemplo de una señal
electromagnética de calibrado convencional transmitida por el
transmisor de calibrado. Para la gama de frecuencia predeterminada,
la señal de calibrado es muestreada a lo largo del tiempo de manera
que se transmite de manera cíclica un conjunto de frecuencias
requeridas f_{1}, f_{2} ... , f_{n} al avión desde la estación
de calibrado de tierra. Como resultado del proceso de calibrado, se
forma un juego de tablas de calibrado estableciendo una relación
entre la amplitud y/o diferencia de fase entre las señales recibidas
por las antenas, frecuencias f_{1}, f_{2} ... , f_{n},
ángulos azimut \varphi_{1}, \varphi_{2} ... ,
\varphi_{m} y ángulos de depresión \Theta_{1},
\Theta_{2} ... , \Theta_{k}; de manera que n es el número de
las frecuencias de medición, m y k son los números de los ángulos
seleccionados de azimut y de depresión, respectivamente, a los que
se lleven a cabo las mediciones. La calidad del calibrado queda
determinada por el número n de las frecuencias e incrementos de
ángulos (resolución) a los que se llevan a cabo las mediciones y la
pureza del espectro ambiental.
En la técnica de calibrado convencional, cada
una de las frecuencias es transmitida/recibida durante un periodo
de tiempo relativamente largo, por ejemplo, 250-500
milisegundos, lo cual tiene como resultado un proceso de calibrado
más bien lento. De manera típica, los datos que se pueden recoger
durante cada círculo de captación del vehículo, no superan los
datos correspondientes a unas 10 frecuencias. Otro inconveniente de
las técnicas de calibrado convencionales consisten en el hecho de
que el largo periodo de tiempo de transmisión incrementa también la
probabilidad de exposición a la interferencia con las señales
originadas desde transmisores externos. De manera convencional, si
se advierte dicha interferencia el operador rechaza usualmente los
datos recogidos y a continuación reanuda otra recogida de los datos
con un desplazamiento de frecuencia que corresponde a la frecuencia
que se ha interferido. No obstante, en la mayor parte de los casos,
el operador no puede distinguir entre señales apropiadas y señales
objeto de interferencia, y por lo tanto, no puede eliminar los datos
de interferencia con respecto a datos contaminados a efectos de
utilizarlos para la generación de una tabla de calibrado.
Además, en las técnicas convencionales, la
sincronización entre el transmisor de tierra y el receptor de
calibrado de abordo se basa en un proceso de detección. De manera
más especifica, al principio, el receptor de calibrado de abordo es
ajustado a las mediciones en la primera frecuencia f_{1} del
conjunto f_{1}, f_{2} ... , f_{n} tan pronto como se ha
llevado a cabo la interceptación satisfactoria de la primera señal
de la frecuencia correspondiente. A continuación, el sistema se
desplaza gradualmente a las siguientes entradas del conjunto de
frecuencias. Por lo tanto, la sincronización convencional se basa en
la detección de la primera frecuencia del conjunto en cada uno de
los ciclos de retransmisión. En cualquier momento en que se
interfiera está frecuencia con las señales electromagnéticas
ambientales, puede provocar la perdida de la sincronización. Por lo
tanto, a efectos de evitar la interferencia con las señales
electromagnéticas ambientales, el vuelo de calibrado es llevado a
cabo, preferentemente, solamente a unas determinadas horas del día o
a unas determinadas distancias desde las fuentes de las señales
electromagnéticas ambientales. Por estas razones, el proceso de
calibrado convencional requiere una interacción intensa entre la
estación de transmisión de tierra y los operadores a bordo del
avión, lo que por su parte incrementa la interferencia y requiere un
operador de tierra experto.
La publicación de la solicitud de patente US
2003/0 187 601 A1 da a conocer el calibrado de un sistema de
radiogoniómetro utilizando una fuente de ruido, dividiendo la señal
recibida en una serie de conjuntos de datos muestreados en el
tiempo.
Por lo tanto existe la necesidad en esta técnica
y ello sería útil si se pudiera disponer de un nuevo sistema y
método de calibrado para las técnicas de detección de dirección.
La presente invención elimina parcialmente las
desventajas de la técnica de calibrado convencional y proporciona
un nuevo esquema de implementación que posibilita mejorar el proceso
de calibrado.
De acuerdo con una realización de la presente
invención, se ajusta en un valor predeterminado una gama de tiempo
de parada de las señales de frecuencia de comunicación utilizadas
para transmitir/recibir cada una de las frecuencias.
Preferentemente, este valor predeterminado es seleccionado de manera
que sea lo más corto posible, por ejemplo 0.2-100
milisegundos. La limitación de la duración del tiempo de parada está
asociada con una magnitud de la proporción de señal a ruido
requerida por el receptor de calibrado de abordo. La disminución
del tiempo de parada disminuye la probabilidad de interferencia con
las señales electromagnéticas del medio ambiente.
Además, de acuerdo con otra realización de la
invención, el receptor y el transmisor de calibrado son
sincronizados en el tiempo utilizando una fuente de sincronización
común. Un ejemplo de la fuente de sincronización incluye, sin que
ello sirva de limitación, GPS (Global Positioning System). En otros
términos, contrariamente a la técnica anterior, en la que la
sincronización se basa en un proceso de detección y no se utiliza
sincronización en el tiempo, la presente invención utiliza señales
de reloj comunes para sincronizar señales de frecuencia de
comunicación en los extremos correspondientes al transmisor de
calibrado y al receptor.
Además, de acuerdo con otra realización de la
invención, se selecciona un cierto intervalo de tiempo (duración de
"salto") dentro de la gama de tiempo de parada para transmitir
cada una de las frecuencias deseadas. En otros términos,
contrariamente a las técnicas anteriores en las que el intervalo de
tiempo utilizado para transmitir cada una de las frecuencias
deseadas coincidía con la gama de tiempo de parada, en la presente
invención, solamente una parte de la gama de tiempo de parada se
utiliza para la transmisión. La utilización del impulso de
transmisión con una duración conocida predeterminada utilizada como
codificación de las señales de frecuencia posibilita que el sistema
pueda identificarlo y que ignore las otras señales que proporcionan
interferencia ambiental. De acuerdo con otra realización adicional
de la invención, el intervalo de duración del salto está situado en
el medio de la gama de los tiempos de parada. Todas las demás
señales que no cumplen con las exigencias son rechazadas.
La presente invención satisface también la
necesidad antes mencionada al dar a conocer un sistema de calibrado
para proporcionar datos de calibrado para su utilización con un
radiogoniómetro. El sistema de calibrado comprende un trasmisor de
calibrado, un receptor de calibrado (al cual se hará referencia como
"plataforma objetivo") y una fuente de sincronización de reloj
acoplada al transmisor y receptor de calibrado.
Se debe comprender que de manera general, el
sistema de calibrado puede ser un sistema de calibrado aéreo, un
sistema de calibrado en un satélite, un sistema de calibrado en una
embarcación y/o un sistema de calibrado en tierra. De acuerdo con
ello, cada uno de dichos transmisor y receptor de calibrado pueden
estar dispuestos en estaciones de calibrado terrestres o no
terrestres. Cada una de dichas estaciones de calibrado terrestres o
no terrestres pueden ser móviles o estacionarias.
De acuerdo con una realización de la presente
invención el transmisor de calibrado comprende una antena de
transmisión, un módulo de sincronización del transmisor, un
generador de señal de frecuencia acoplado a la antena de
transmisión y una unidad de control acoplada al módulo de
sincronización del transmisor y al generador de señal de
frecuencia.
La antena de transmisión está configurada para
radiar radiaciones electromagnéticas en una gama de frecuencias de
una amplitud predeterminada en una dirección requerida. El módulo de
sincronización del transmisor está configurado para proporcionar
señales de reloj de sincronización del transmisor. El generador de
señal de frecuencia está configurado para generar señales de
frecuencia de comunicación que corresponden a una lista de
frecuencias predeterminadas. La unidad controladora está configurada
para recibir las señales de reloj de sincronización del transmisor
y producir señales del controlador requeridas para la operación de
puesta en marcha del generador de señal de frecuencia para generar
secuencialmente señales de frecuencia a partir de la lista de
frecuencias predeterminadas durante los intervalos de duración del
salto situados dentro de las gamas de tiempos de parada de las
señales de frecuencia de
comunicación.
comunicación.
El receptor de calibrado comprende un conjunto
de antenas, un módulo de sincronización receptor y un sensor
detector de dirección de abordo, asociado con el conjunto de antenas
y acoplado al módulo de sincronización del receptor.
Se incluyen entre los ejemplos de sensores
captadores de dirección, sin que ello sirva de limitación, el
sistema COMINT, sistema ELINT y sistemas de captación de dirección
de radar que utilizan técnicas de interferómetro.
El conjunto de antenas está configurado para
recibir transmisiones electromagnéticas de radiofrecuencia desde el
trasmisor de calibrado. El módulo de sincronización del receptor
está configurado para proporcionar señales de reloj de
sincronización iguales a las señales de reloj del módulo de
sincronización del transmisor. El sensor captador de direcciones de
abordo está configurado para escanear la misma lista de frecuencias
predeterminadas que la estación de tierra, interceptando señales de
frecuencia trasmitidas durante los intervalos de tiempo de duración
del salto situados dentro de las gamas de tiempo de parada y
rechazando todas las demás señales de frecuencia recibidas dentro
de las gamas de tiempos de parada que tienen una duración distinta
de los intervalos de tiempo de salto.
El método y sistema de calibrado de la presente
invención presenta muchas ventajas sobre la técnica anteriormente
mencionada, superando simultáneamente algunas de las desventajas
asociadas normalmente con la misma.
Por ejemplo, la duración conocida de los
impulsos de transmisión que corresponden a las frecuencias de
calibrado transmitidas es utilizada para separar por filtrado las
señales no deseables recibidas por un receptor de calibrado.
Además, las señales que tienen impulsos de
duración cortos provocan una interferencia mínima con otros sistemas
adyacentes. Por lo tanto, resulta más fácil obtener el permiso de
trabajar con el sistema de calibrado.
De acuerdo con el esquema de calibrado de la
presente invención, el número de frecuencias transmitidas y el
número de ciclos de retransmisión (por vuelo) se pueden incrementar,
por lo que se puede conseguir una mejor resolución en frecuencia y
en ángulos. Por lo tanto, se puede obtener un conjunto completo de
datos de calibrado en una trayectoria de vuelo/navegación.
De manera similar, debido a la elevada cantidad
de número de señales de frecuencia recogidas, no hay necesidad de
actualizar la lista de frecuencias. En particular, los datos de las
mediciones obtenidas en las frecuencias de interferencia se podrían
despreciar a causa de la redundancia del número de las
frecuencias.
El sistema de calibrado que utiliza el esquema
de calibrado de la presente invención no requiere operadores
expertos en la estación de calibrado, debido al hecho de que la
actualización de la lista de frecuencias de acuerdo con las
interferencias del medio ambiente (que en un sistema convencional
sería realizado en líneas simultáneamente en la plataforma objetivo
y en el extremo correspondiente al transmisor de calibrado) ya no
es necesaria.
Al utilizar el método y sistema de la presente
invención no es necesario llevar a cabo vuelos de calibrado a
ciertas horas del día o en ciertas localizaciones para evitar
interferencias.
La técnica de sincronización de tiempo utilizada
por la presente invención aumenta la eficacia en el tiempo de las
mediciones. Además, al contrario que en la técnica anterior, no
depende de los procesos de detección.
Por lo tanto, de acuerdo con la invención, se da
a conocer un método para proporcionar datos de calibrado para su
utilización con un radiogoniómetro según la reivindicación 1, y un
sistema de calibrado para proporcionar datos de calibrado para su
utilización con un radiogoniómetro según la reivindicación 9.
Por lo tanto, se ha esquematizado de manera
amplia las características más importantes de la invención, a
efectos de que la descripción detallada de la misma que sigue a
continuación pueda ser mejor comprendida. Otros detalles y ventajas
adicionales de la invención quedarán establecidos de la descripción
detallada, y en parte se apreciarán de la descripción o se pueden
deducir por la práctica de la invención.
A efectos de comprender la invención y apreciar
la forma en la que la misma puede ser llevada a cabo, se describirá
a continuación realizaciones preferentes a título de ejemplo no
limitativo solamente, haciendo referencia a los dibujos adjuntos en
los cuales:
La figura 1 muestra un esquema a título de
ejemplo de un proceso de calibrado en vuelo;
La figura 2 es un diagrama de pulsos de la señal
electromagnética utilizada en una técnica de calibrado
convencional;
La figura 3 muestra un diagrama de bloques
esquemático de un sistema de calibrado para proporcionar datos de
calibrado, de acuerdo con una realización de la presente invención;
y
La figura 4 muestra un esquema a título de
ejemplo de la sincronización del sistema de calibrado de la presente
invención.
Los principios y funcionamiento del sistema y
proceso de calibrado, según la presente invención, se podrán
comprender mejor haciendo referencia a los dibujos y a la
descripción que se acompañan, en la que se han utilizado iguales
numerales de referencia en su totalidad para designar idénticos
elementos, siempre que ello sea conveniente para la descripción. Se
comprenderá que estos dibujos tienen carácter ilustrativo solamente
y no están destinados a ser limitativos.
Haciendo referencia a la figura 3, se ha
mostrado un diagrama de bloques esquemático de un sistema de
calibrado (30) destinado a proporcionar datos de calibrado, de
acuerdo con una realización de la presente invención. Se debe
observar que los bloques de la figura 3 están destinados a
constituir solamente entidades funcionales, de manera que las
relaciones funcionales entre las entidades quedan mostradas, en vez
de las conexiones y/o relaciones
físicas.
físicas.
El sistema de calibrado (30) comprende un
transmisor de calibrado (31), un receptor de calibrado (32) y una
fuente de sincronización (33), común para el transmisor de calibrado
(31) y el receptor de calibrado (32).
Se debe comprender que de manera general, el
sistema de calibrado (30) puede ser un sistema aéreo de calibrado,
un sistema de calibrado en un satélite, un sistema de calibrado en
una embarcación y/o un sistema de calibrado en tierra. De acuerdo
con ello, el transmisor de calibrado (31) y el receptor de calibrado
(32) pueden estar dispuestos cada uno de ellos en estaciones de
calibrado terrestres o no terrestres, las cuales por su parte,
pueden ser móviles o estacionarias.
De acuerdo con un ejemplo, el transmisor de
calibrado y el receptor de calibrado pueden estar dispuestos cada
uno de ellos en la correspondiente estación de calibrado terrestre
(no mostrada). Las estaciones de calibrado terrestre pueden ser
estacionarias o montadas sobre una plataforma móvil, por ejemplo, un
vehículo automóvil.
De acuerdo con otro ejemplo, el transmisor de
calibrado y el receptor de calibrado pueden estar dispuestos en las
estaciones de calibrado correspondientes no terrestres (no mostrado)
montadas sobre plataformas móviles seleccionadas entre aviones,
barcos y satélites.
La fuente de sincronización (33) está
configurada para generar una señal de reloj requerida para la
sincronización del tiempo del transmisor de calibrado (31) y del
receptor de calibrado (32). Un ejemplo de la fuente de
sincronización (33) adecuada para la finalidad de la presente
invención incluye, sin que ello sirva de limitación, GPS (Global
Positioning System).
El transmisor de calibrado (31) comprende una
antena de transmisión (311), un generador de señal (312) acoplado a
la antena de transmisión (311), un módulo de sincronización del
transmisor (313) y una unidad de control (sistema) (314) acoplada a
un módulo (313) de sincronización del transmisor y al generador de
señal de frecuencia (312). La antena de transmisión (311) está
configurada para radiar una radiación electromagnética en una gama
de frecuencias de una amplitud determinada hacia el receptor de
calibrado (32). El módulo (313) de sincronización del transmisor
está acoplado a la fuente de sincronización (33). El generador (312)
de señal de frecuencia está configurado para generar señales de
frecuencia correspondientes a una lista de frecuencias
predeterminada f_{1}, f_{2}, ... , f_{n}. La unidad
controladora (314) está configurada para recibir la señal de reloj
procedente del módulo (313) de sincronización del transmisor y
producir señales de comprobador requeridas para poner en marcha el
funcionamiento del generador de señal de frecuencia (312) para
generar señales de frecuencia de forma secuencial desde la lista de
frecuencias predeterminada. En caso requerido, el transmisor de
calibrado (31) puede comprender además, un amplificador RF (315)
acoplado a la antena de transmisión (311) y al generador (312) de
señal de frecuencia y configurado para amplificar las señales de
frecuencia producidas por el generador de señal (312) y enviar las
señales de frecuencia amplificadas a la antena de transmisión
(311).
De acuerdo con una realización de la invención,
el receptor de calibrado (32) (plataforma objetivo) comprende un
sensor del detector de dirección de abordo (DFS) (321), un módulo
(322) de sincronización del receptor y un conjunto de antenas (323)
acoplado con el DFS (321).
Son ejemplos del sensor de detección de
dirección (321), sin que sean limitativos, los sistemas COMINT
(interceptación de comunicación) y ELINT (inteligencia electrónica)
producido, por ejemplo, por el solicitante de la presente solicitud
y sistemas de detección de dirección de radar que utilizan técnica
de interferómetro.
El módulo de sincronización del receptor (322)
está configurado para proporcionar señales de reloj de
sincronización iguales a las señales de reloj de sincronización
utilizadas en el transmisor de calibrado (31). Las antenas (323)
están dispersadas sobre la superficie de la plataforma objetivo de
medición y configuradas para recibir transmisión electromagnética
de radiofrecuencia procedente del transmisor de calibrado (31) y
proporcionarla a la DFS (321) en forma de señales de comunicación
que representan una secuencia de señales de frecuencia.
En su funcionamiento, en el extremo que
corresponde al transmisor de calibrado, la unidad controladora (314)
introduce en el generador (312) de señal de frecuencia una lista de
frecuencias predeterminadas f_{1}, f_{2}, ... f_{n}
seleccionada para el proceso de calibrado. Además, la unidad
controladora (314) genera la señal de control y proporciona esta
señal al generador (312) de señal de frecuencia para su puesta en
marcha a efectos de producir las señales de frecuencia
secuencialmente a partir de la lista de frecuencias predeterminada.
La señal del controlador es indicativa de la gama de tiempos de
parada que se desean, un intervalo de tiempo de duración de
"salto" (es decir, un cierto intervalo de tiempo durante el
cual se transmite cada frecuencia) y un retardo de tiempo que
define una posición del intervalo de duración de salto dentro de la
gama de tiempo de parada tal como se describirá a continuación de
manera más
detallada.
detallada.
Haciendo referencia a las figuras 3 y 4
conjuntamente, la gama de tiempo de parada de los impulsos de las
señales de comunicación utilizadas para la transmisión/recepción de
cada frecuencia es ajustada a un valor predeterminado (ver diagrama
A). Preferentemente, este valor predeterminado es seleccionado lo
más corto posible, por ejemplo, 0,2-100
milisegundos. La disminución del tiempo de parada reduce la
probabilidad de interferencia con las señales electromagnéticas del
medio ambiente. La limitación de la duración del tiempo de parada se
asocia, entre otros, con la magnitud de la proporción de señal a
ruido requerida por el receptor de calibrado de abordo.
De acuerdo con el ejemplo, las magnitudes de las
gamas de tiempo de parada de las señales de frecuencia de
comunicación utilizadas para la transmisión/recepción de las
frecuencias f_{1}, f_{2}, ... f_{n} son todas iguales. De
acuerdo con otro ejemplo, las magnitudes de las gamas de tiempo de
parada de algunas o todas las señales de frecuencia de comunicación
correspondientes a diferentes secuencias pueden ser distintas.
De acuerdo con una realización de la presente
invención, el funcionamiento del transmisor de calibrado (31) y del
receptor de calibrado (32) están sincronizados en el tiempo
utilizando el GPS. Se debe apreciar por un técnico en la materia
que contrariamente a la técnica anterior, en la que la
sincronización se basa en un proceso de detección y no se utiliza
tiempo de sincronización, la presente invención utiliza una señal
de reloj común para sincronizar las gamas de tiempo de parada en los
extremos del transmisor y receptor de calibrado.
Por ejemplo, cuando las gamas de tiempo de
parada se ajustan a 5 milisegundos y el periodo de sincronización
de las señales de reloj (generado por el GPS) se ajusta a 1 PPS, el
número de frecuencias que pueden ser manejadas por el sistema de
calibrado en un segundo es igual a 200. En otras palabras, se pueden
recoger en una trayectoria de calibrado de vuelo/navegación datos
de calibrado correspondientes a 200 frecuencias.
Se debe apreciar que si se requieren más de 200
frecuencias para completar el proceso de calibrado, el periodo de
sincronización se puede prolongar desde uno a dos segundos (o más),
para conseguir de esa manera la capacidad de recogida de datos
procedentes de 400 frecuencias (o más) en una trayectoria de
calibrado.
En particular, el régimen de sincronización de
dos segundos puede ser implementado filtrando todas las señales
impares 1 PPS. En este caso, la resincronización tiene lugar en el
transmisor de calibrado (31) y el receptor de calibrado (32)
solamente para señales PPS pares.
De acuerdo con una realización de la invención,
la unidad controladora (314) ajusta ciertos intervalos de tiempo
(es decir, intervalos de tiempo de duración de "salto") durante
el cual se transmiten cada una de las frecuencias deseadas. Los
intervalos de duración del salto se seleccionan dentro de gamas de
tiempo de parada (ver diagrama B). Por ejemplo, cuando las gamas de
tiempo de parada son iguales para todas las señales de frecuencia y
ajustables en 5 milisegundos, los intervalos de tiempo de duración
del salto se pueden ajustar a 3 milisegundos para todas las señales
de
frecuencia.
frecuencia.
Se observará por un técnico en la materia que
contrariamente a las técnicas anteriores, en las que el intervalo
de tiempo utilizado para transmitir cada frecuencia deseada coincide
con la gama de tiempo de parada, en la presente invención se
utiliza solamente una parte de la gama de tiempo de parada para la
transmisión. La utilización de un impulso de transmisión con una
duración conocida predeterminada posibilita que el sistema
identifique e ignore las otras señales que proporcionan
interferencias del medio ambiente.
De acuerdo con otra realización de la presente
invención, la unidad controladora (314) ajusta valores de retardo
de tiempo que definen una posición del intervalo de duración del
salto dentro de la correspondiente gama de tiempo de parada.
Preferentemente, si bien no es forzoso para cada intervalo de tiempo
de duración de salto para transmitir la frecuencia correspondiente
que esté situado en la parte media de la gama de tiempo de parada
correspondiente (tal como se ha mostrado en el diagrama B). A
efectos de que el intervalo de duración de salto se encuentra en
una parte media de la gama de tiempo de parada cuando la señal llega
al receptor, el tiempo requerido para el desplazamiento de las
señales de comunicación entre el transmisor de calibrado (31) y el
receptor de calibrado (32) debe ser tenido en cuenta en el proceso
de sincronización. En este caso, para la señal de frecuencia de
transmisión, el valor del retardo de tiempo para posicionar el
intervalo de duración de salto dentro de las zonas de tiempo de
parada se pueden calcular de acuerdo con la siguiente ecuación:
t_{D} =
(t_{DW} -
t_{h})/2-S/c,
en la que t_{D} es el retraso de
tiempo; t_{DW} es la correspondiente gama de tiempo de parada;
t_{h} es el intervalo de tiempo de duración del salto; Sis es la
distancia entre la transmisión de calibrado (31) y el receptor de
calibrado (32); y c es la velocidad de la
luz.
Por ejemplo, cuando las gamas de tiempo de
parada se ajustan a 5 milisegundos y los intervalos de duración de
salto se ajustan a 3 milisegundos, se puede calcular el valor del
retardo de tiempo para todos los intervalos de duración de salto en
1 milisegundo menos el tiempo de propagación de la señal entre el
transmisor de calibrado (31) y el receptor de calibrado (32).
En su funcionamiento, para cada señal de reloj
de sincronización, la unidad controladora (314) genera una señal de
control (indicativa de las gamas de tiempo de paradas deseadas, los
intervalos de tiempo de duración de salto y los retardos de tiempo)
y los envía al generador de señal (312). El generador de señal (312)
que ha sido puesto en marcha por la señal del controlador, barre la
tabla de la lista de frecuencias una vez al ritmo de tiempo de
parada y a continuación transmite cada frecuencia en el intervalo de
tiempo de duración de salto requerido cuya posición dentro de la
\hbox{gama de tiempo de parada es determinada por el retardo del tiempo requerido, tal como se ha descrito en lo anterior.}
En su funcionamiento, el transmisor de calibrado
(31) transmite de manera continua las señales de frecuencia de
comunicación correspondientes a la lista de frecuencias
predeterminada, preparada tal como se ha descrito en lo anterior.
Un movimiento relativo de forma circular (según las agujas del reloj
o contrariamente a las mismas) del receptor de calibrado (32) es
dispuesto con respecto al transmisor de calibrado (31) a una
distancia predeterminada uno con respecto a otro, pero dentro de la
gama operativa del receptor de calibrado (32). Las señales de
comunicación interceptadas por el receptor de calibrado (32) deben
tener una magnitud que cumpla con la condición requerida de señal a
ruido.
Se debe comprender que el movimiento relativo
del receptor de calibrado (32) con respecto al transmisor de
calibrado (31) comprende el caso en el que, por ejemplo, el receptor
de calibrado (32) se desplaza con respecto al suelo, mientras que
el transmisor de calibrado (31) no tiene movimiento. De acuerdo con
otro ejemplo, el receptor de calidad (31) puede encontrarse sin
movimiento, mientras que el transmisor de calibrado (32) se
desplaza con respecto al suelo. De acuerdo con otro ejemplo, el
receptor de calibrado (21) y el transmisor de calibrado (32) pueden
encontrarse en movimiento relativo,
\hbox{tal como se ha descrito en lo anterior, cuando ambos se desplazan con respecto al suelo.}
En el extremo que corresponde al receptor de
calibrado, la lista de frecuencias predeterminadas es introducida
en el DFS (321). A continuación, para cada señal de reloj del módulo
de sincronización del receptor, el DFS (321) empieza el escaneado
secuencialmente de la lista de frecuencias predeterminadas. Por
ejemplo, se puede utilizar una temporización de 1 pps de señal que
se puede conseguir por la fuente común de GPS (Global Position
System) como señal de reloj. El DFS (321) es ajustado para
interceptar cada una de las señales de frecuencia desde la lista de
frecuencia predeterminada a lo largo del tiempo de parada (ver
diagrama C).
De acuerdo con una realización de la invención,
el DFS (321) está configurado para interceptar una señal solamente
dentro de una duración definida, tal como un intervalo del tiempo de
duración de salto predeterminado; siendo rechazadas todas las demás
señales (que no cumplen esta exigencia). Por ejemplo, tal como se ha
descrito en lo anterior, cuando se ajustan las gamas de tiempo de
parada a 5 milisegundos y los intervalos de duración de salto se
ajustan a 3 milisegundos, el transmisor de calibrado (31) transmite
señales de comunicación para cada frecuencia de 3 milisegundos cada
5 milisegundos. De acuerdo con este ejemplo, el DFS (321) tiene en
cuenta solamente señales de 3 milisegundos interceptadas dentro de
gamas de tiempo de parada de 5 milisegundos.
De acuerdo con la realización de la invención,
el DFS (321) está configurado para aceptar solamente las señales de
frecuencia que no tienen solamente intervalos de duración de saltos
predeterminados, sino que están situadas en la parte media de la
gama de tiempo de parada. De acuerdo con esta realización, todas las
demás señales que no cumplen con esta exigencia son rechazadas.
Durante el funcionamiento, para cada tiempo de
parada que incluye una señal interceptada válida, el DFS (321)
produce un Descriptor de Señal (SD). Los ejemplos de datos del
Descriptor de Señal pueden incluir, sin que sirva de limitación,
los siguientes parámetros:
- Conjunto de señal "Rxx" que contiene la
información sobre fase y amplitudes de las señales interceptadas
para cada antena desde el conjunto de antenas (323) del receptor de
calibrado (32);
- Parámetros de detección de la señal, tales
como duración de la señal, calidad de la fase, etc.;
- Dirección de llegada de la señal (DOA), en el
caso de que exista;
- Datos de navegación indicados por un sistema
de navegación de la plataforma objetivo en el momento de la
interceptación de la señal de frecuencia, tales como: Latitud,
Longitud, Altitud, Ángulo de Cabeceo, Ángulo de Balanceo y
dirección.
- Tiempo de interceptación de la señal de
frecuencia indicada.
El DFS (321) puede enviar el SD a un ordenador
principal (no mostrado) para el control en línea, analizando y
construyendo tablas de calibrado. En caso requerido, los datos
pueden ser almacenados en un dispositivo de memoria (no mostrado)
para posterior análisis fuera de línea y para generar las tablas de
calibrado.
Por lo tanto, los técnicos en la materia a los
que corresponde la presente invención, podrán apreciar que si bien
la presente invención ha sido descrita en términos de realizaciones
preferentes, el concepto sobre el que se basa puede ser utilizado
fácilmente como base para el diseño de otras estructuras, sistemas y
procesos para llevar a cabo los diferentes objetivos de la presente
invención.
Se debe comprender que si bien el módulo de
sincronización (313) del transmisor y el módulo (322) de
sincronización del receptor descritos en lo anterior, han sido
descritos como receptores de la señal de reloj de sincronización
del GPS, también se puede implementar en el extremo del transmisor
de calibrado (31) cualquier otra fuente de sincronización precisa,
por ejemplo relojes atómicos y asimismo en el extremo
correspondiente del receptor de calibrado (32) (plataforma objetivo
con objetivos de sincronización).
Asimismo, se tiene que comprender que la
fraseología y terminología utilizadas en esta descripción están
destinadas al objetivo de descripción de la misma y no se deben
considerar como limitadoras.
Por lo tanto, es importante que el objetivo de
la invención no sea considerado o limitado por las realizaciones
ilustrativas y los ejemplos que se han indicado. Son posibles otras
variaciones dentro del ámbito de la presente invención que queda
definida en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (17)
1. Método para proporcionar datos de calibrado a
utilizar en un radiogoniómetro, cuyo método comprende:
(a) proporcionar un movimiento relativo de un
receptor de calibrado (32) con respecto a un transmisor de calibrado
(31) a una distancia predeterminada entre si;
(b) ajustar un valor predeterminado de como
mínimo un tiempo de parada de una señal de frecuencia de
comunicación utilizada para transmitir como mínimo una frecuencia
de una lista de frecuencias predeterminadas;
(c) disponer un intervalo de tiempo de duración
de salto dentro de dicho tiempo de parada para transmitir la
mencionada frecuencia;
(d) generar ducha señal de frecuencia de
comunicación que corresponde a la mencionada frecuencia;
(e) transmitir dicha señal de frecuencia de
comunicación por el transmisor de calibrado (31) hacia dicho
receptor de calibrado (32) solamente durante dicho intervalo de
tiempo de duración de salto;
(f) disponer sincronización en tiempo (33) entre
el transmisor de calibrado (31) y el receptor de calibrado (32)
para dicha como mínimo un tiempo de parada utilizando señales de
reloj de una fuente de sincronización;
(g) escaneado de la lista de frecuencias
predeterminadas utilizando el receptor de calibrado (32);
(h) interceptar, mediante la utilización del
receptor de calibrado (32), la señal de frecuencia de comunicación
transmitida durante el tiempo de duración de salto dentro de dicho
por lo menos un intervalo de tiempo de parada
y
y
(i) rechazar las demás señales de frecuencia
recibidas por el receptor de calibrado (32) dentro de dicho por lo
menos un intervalo de tiempo de parada que tiene duración diferente
a dicho intervalo de tiempo de duración de
salto.
salto.
2. Método según la reivindicación 1, en el que
el valor de dicho como mínimo un periodo de tiempo de paro es
seleccionado de manera que sea suficientemente corto para que la
magnitud de la proporción de señal a ruido se encuentre en el
límite de la magnitud requerida por el receptor de calibrado.
3. Método según la reivindicación 1, en el que
el valor de dicho por lo menos un intervalo de tiempo de parada
está comprendido entre 0,2 milisegundos y 100 milisegundos.
4. Método según la reivindicación 1, en el que
dicho intervalo de tiempo de duración de salto está situado en
medio de la gama de tiempo de parada.
5. Método según la reivindicación 1, en el que
dicha operación de disponer el intervalo de tiempo de duración de
salto dentro del intervalo de tiempo de parada comprende:
definir una localización predeterminada de
dichos intervalos de duración de salto dentro del intervalo de
tiempo de parada;
calcular un retraso de tiempo requerido para
localizar dicho intervalo de duración de salto en dicha localización
predeterminada.
6. Método según la reivindicación 5, en el que
se calcula un valor de dicho retraso de tiempo de acuerdo con la
ecuación t_{D} = (t_{DW} - t_{h})/2 - S/c en la que t_{D} es
el retraso de tiempo; t_{DW} es el intervalo de tiempo de parada;
t_{h} es el intervalo de duración de salto; S es la distancia
entre el transmisor de calibrado y receptor de calibrado; y c es la
velocidad de la luz.
7. Método según la reivindicación 1, que
comprende además producir un Descriptor de Señal basado en la señal
de frecuencia interceptada en la etapa (h).
8. Método según la reivindicación 4, que
comprende además el rechazo de todas los demás señales de frecuencia
recibidas dentro de dicha como mínimo un intervalo de tiempo de
parada que tiene una localización distinta de dicho intervalo de
tiempo de duración de salto.
9. Sistema de calibrado (30) para proporcionar
datos de calibrado para su utilización con un radiogoniómetro, cuyo
sistema de calibrado utiliza un transmisor de calibrado (31) que
comprende una antena de transmisión (311), un generador (312) de
señal de frecuencia que puede funcionar para transmitir señales de
frecuencia de comunicación correspondientes a una lista de
frecuencias predeterminadas y un receptor de calibrado (32) en
posición remota que comprende un conjunto de antenas receptoras
(323) para recibir transmisiones de frecuencia de radio desde el
transmisor de calibrado, comprendiendo el sistema de calibrado:
(i) un módulo (313) de sincronización del
transmisor y un módulo (322) de sincronización del receptor,
configurados para proporcionar, respectivamente, señales de reloj
de sincronización de transmisor y de sincronización de
receptor.
(ii) una unidad de control (314) acoplada al
módulo (313) de sincronización del transmisor y al generador (312)
de señal de frecuencia y configurada para recibir dichas señales de
reloj de sincronización de transmisor y para producir señales de
controlador requeridas para poner en marcha el funcionamiento del
generador (312) de señal de frecuencia para generar las señales de
frecuencia de comunicación secuencialmente desde dicha lista de
frecuencias predeterminadas solamente durante intervalos de duración
de salto localizados dentro de los intervalos de tiempo de parada
de dichas señales de frecuencia de comunicación.
(iii) un sensor (321) detector de dirección de
abordo asociado con dicho conjunto de antenas receptoras (323) y
acoplado al módulo (322) de sincronización del receptor, estando
configurado el sensor (321) detector de dirección para escanear la
lista de frecuencias predeterminadas, interceptando señales de
frecuencia y transmitidas durante los intervalos de tiempo de
duración de salto localizados dentro de los tiempos de paro y
rechazando todas las demás señales de frecuencia recibidas dentro
de los periodos de tiempo de paro que tienen duración distinta que
dichos intervalos de tiempo de duración de salto; y
(iv) una fuente (33) de sincronización de reloj
acoplada al módulo (313) de sincronización del transmisor y al
módulo (322) de sincronización del receptor y estando configurada
para sincronizar señales de reloj proporcionadas por el módulo
(313) de sincronización del transmisor y el módulo (322) de
sincronización del receptor.
10. Sistema de calibrado según la reivindicación
9, en el que dicha fuente de sincronización (33) es un GPS o reloj
atómico.
11. Sistema de calibrado según la reivindicación
9 o 10, en el que dichos intervalos de tiempo de duración de salto
están localizados en la mitad de los periodos de tiempo de paro.
12. Sistema de calibrado según la reivindicación
11, en el que el sensor (321) del detector de dirección está
configurado además para rechazar todas las otras señales de
frecuencia recibidas dentro de los periodos de tiempo de paro que
tienen una localización distinta que dichos intervalos de tiempo de
duración de salto.
13. Sistema de calibrado según cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 12, en el que el sensor (321) del detector de
dirección es seleccionado entre el sistema COMINT, sistema ELINT y
sistemas de detección de dirección por radares utilizando una
técnica de interferómetro.
14. Sistema de calibrado según cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 13, en el que dicho transmisor de calibración
(31) está dispuesto en una estación de calibrado terrestre.
15. Sistema de calibrado según cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 13, en el que dicho transmisor de calibrado
(31) está dispuesto en estaciones de calibrado no terrestres
montadas sobre la plataforma móvil seleccionada entre un avión,
embarcación y satélites.
16. Sistema de calibrado según cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 13, en el que dicho receptor de calibrado (32)
está dispuesto en una estación de calibrado terrestre.
17. Sistema de calibrado según cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 13, en el que dicho receptor de calibrado (32)
está dispuesto en una estación de calibrado no terrestre montada
sobre una plataforma móvil seleccionada entre un avión, embarcación
y satélites.
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