ES2592156T3

ES2592156T3 - Procedimiento de determinación de la dirección de llegada en marcación de una onda electromagnética de altas frecuencias

Info

Publication number: ES2592156T3
Application number: ES09745061.3T
Authority: ES
Inventors: Arnaud Lecca; Eric Merlet; Jean-Christophe Mesnage; Jean-Luc Rogier
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2009-11-04
Publication date: 2016-11-28
Anticipated expiration: 2029-11-04
Also published as: US8674880B2; EP2344902B1; IL212770A0; WO2010052234A1; EP2344902A1; FR2938346A1; US20120086605A1; FR2938346B1

Abstract

Procedimiento de medida del ángulo θ de llegado en marcación de señales radioeléctricas en banda HF recibidas por una antena de cuadros cruzados o una red de antenas de tipo Adcock, que incluye al menos las siguientes etapas: - durante una fase (101) de calibración preparatoria, adquirir y registrar las medidas por la antena de una señal de calibración que varía en marcación y de frecuencia fija o variable; - durante una fase (102) de medida de señales detectadas: - adquirir las señales detectadas sobre al menos un canal de frecuencia; - para cada canal de frecuencia fi, correlacionar las señales adquiridas con los registros procedentes de la calibración de frecuencia cercana a fi y determinar la dirección de llegada de las señales buscando el ángulo θ de marcación para el que se alcanza el máximo de correlación, en el que, durante la fase de calibración, cada adquisición se registra en una tabla con la forma de un vector de intercorrelación, correlacionándose a continuación los vectores de dicha tabla con otro vector de intercorrelación procedente de las señales adquiridas en fase (102) de medida, calculándose cada uno de dichos vectores de intercorrelación ejecutando al menos las siguientes etapas: - adquirir, al menos sobre el cuadro seno y el cuadro coseno de la antena, N medidas de señales, N > 1, sobre una duración Δt; - para p medidas de entre las N medidas efectuadas anteriormente, calcular un vector Xk de intercorrelación elemental; - calcular un vector X de intercorrelación medio promediando los p vectores Xk de intercorrelación elementales calculados anteriormente. estando el procedimiento caracterizado porque un vector Xk intercorrelación elemental procedente de una medida k es igual a**Fórmula** siendo X0,k la medida compleja adquirida sobre el monopolo, siendo Xc,k la medida compleja adquirida sobre el cuadro coseno, siendo Xs,k la medida compleja adquirida sobre el cuadro seno, siendo H el operador hermítico.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento de determinacion de la direccion de llegada en marcacion de una onda electromagnetica de altas frecuencias

La presente invencion se refiere a un procedimiento de determinacion de la direccion de llega en marcacion de una onda electromagnetica de altas frecuencias, es decir, en la banda HF. Se aplica, en concreto, a la deteccion de emisores de senales electromagneticas de cortas y medias distancias de alrededor de algunos cientos de kilometros o menos, mas particularmente en el campo naval.

Para determinar la direccion de llegada de una senal electromagnetica, es deseable que la antena utilizada para captar dicha senal sea grande frente a la longitud de onda de la senal. Por ejemplo, para una senal HF, el tamano de la antena debena poder alcanzar teoricamente varios cientos de metros. Tambien, cuando la medida de direccion de llegada de la senal se efectua a partir de una plataforma de tamano limitado tal como un navfo o una base mantima, la antena utilizada esta provista por lo general de una geometna particular que permite limitar sus dimensiones. Muy a menudo, la antena incluye un monopolo y dos cuadros cruzados, calificandose este tipo de antena a menudo como “antena Watson-Watt”, calificacion debida al algoritmo eponimo tradicionalmente utilizado para determinar el angulo de marcacion de una senal incidente.

Sin embargo, cuando a partir de una plataforma terrestre o mantima, se desea determinar la direccion de llegada de una senal electromagnetica procedente de un emisor distante colocado al nivel de tierra, dicho de otra manera, cuando se desea determinar el angulo de marcacion de llegada de una senal de angulo de elevacion nulo o casi nulo, las medidas a veces estan sesgadas por la deteccion de ondas que tienen unos angulos de elevacion no nulos y una polarizacion no vertical. De hecho, a veces, ciertas ondas captadas por la antena se emiten inicialmente desde tierra, despues se reflejan por la ionosfera que modifica su polarizacion. La aplicacion del algoritmo de Watson-Watt lleva entonces a la obtencion de valores de marcacion erroneos.

Ademas, las medidas de direccion de llegada de una senal estan a veces alteradas por la presencia, en las proximidades de la antena, de estructuras ffsicas que ocasionan unas reflexiones y unos acoplamientos parasitos. Este es, por ejemplo, el caso en un navfo, del que el armazon y elementos exteriores modifican el entorno electromagnetico alrededor de la antena.

Finalmente, las tecnicas conocidas tales como la divulgada en la patente de los Estados Unidos US6300905B1 no permiten valorar la calidad de una medida de angulo de marcacion obtenida. Por lo tanto, es imposible distinguir las medidas fiables de las medidas erroneas.

Una finalidad de la invencion es determinar, a partir de una plataforma de tamano limitado, la direccion de llegada en marcacion de una onda electromagnetica en un entorno electromagnetico sometido a unas reflexiones parasitas. Para ello, la invencion tiene como objeto un procedimiento de medida del angulo 0 de llegada en marcacion de senales radioelectricas en banda HF recibidas por una antena de cuadros cruzados o una red de antenas de tipo Adcock, que incluye al menos las siguientes etapas:

• durante una fase de calibracion preparatoria, adquirir y registrar las medidas por la antena de una senal de calibracion que vana en marcacion y de frecuencia fija o variable;

• durante una fase de medida de senales detectadas:

o adquirir las senales detectadas sobre al menos un canal de frecuencia;

o para cada canal de frecuencia fi, correlacionar las senales adquiridas con los registros procedentes de la calibracion de frecuencia cercana a fi y determinar la direccion de llegada de las senales buscando el angulo 0 de marcacion para el que se alcanza el maximo de correlacion.

El entorno electromagnetico de la antena durante la fase de calibracion debe estar cercano al existente durante la fase de medida. De esta manera, el procedimiento permite, en fase de medida, tener de manera natural en cuenta las particularidades del entorno electromagnetico alrededor de la antena, particularidades, por ejemplo, debidas a la presencia de elementos alteradores en las proximidades de la antena.

Durante la fase de calibracion, cada adquisicion se registra en una tabla con la forma de un vector de intercorrelacion, correlacionandose a continuacion los vectores de dicha tabla con otro vector de intercorrelacion procedente de las senales adquiridas en fase de medida, calculandose cada uno de dichos vectores de intercorrelacion ejecutando al menos las siguientes etapas:

o adquirir, al menos sobre el cuadro seno y el cuadro coseno de la antena, N medidas de senales, N > 1, sobre una duracion At;

o para p medidas de entre las N medidas efectuadas anteriormente, calcular un vector Xk de intercorrelacion elemental;

o calcular un vector X de intercorrelacion medio promediando los p vectores Xk de intercorrelacion elementales calculados anteriormente.

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Mediar varios vectores de interconnexion elementales permite, en concreto, disminuir la influencia del ruido sobre la valoracion de las senales adquiridas. Ademas, el vector X de intercorrelacion puede normalizarse.

Un vector Xk de intercorrelacion elemental procedente de una medida k de senales es igual a

( y v!! \

^0,k ,A0 ,k

imagen1

siendo Xo,k la medida compleja adquirida sobre el monopolo, siendo Xc,k la medida compleja adquirida sobre el cuadro coseno, siendo Xs,k la medida compleja adquirida sobre el cuadro seno, siendo H el operador hermttico.

Segun un modo de implementacion del procedimiento de medida de angulo segun la invencion, el criterio de correlacion crece con el modulo del producto escalar entre el vector de intercorrelacion de las senales detectadas y el vector de intercorrelacion de las senales adquiridas durante la fase de calibracion. El criterio de correlacion puede, por ejemplo, elegirse igual a |XnormT(f,0k)|2, siendo Xnorm un vector de intercorrelacion normalizado calculado a partir de las detecciones efectuadas en fase de medida, siendo T(f,0k) un vector de intercorrelacion calculado a partir de las detecciones efectuadas en fase de calibracion para una senal de calibracion de frecuencia f y de angulo 0k de marcacion de llegada, representando “ ” el producto escalar complejo.

El procedimiento de medida de angulo segun la invencion puede comprender una etapa de valoracion de la calidad de una medida 0 de marcacion, atribuyendose una nota Q de calidad a dicha medida en funcion del nivel del maximo de correlacion obtenido, siendo dicha nota Q una funcion monotona creciente del maximo de correlacion. Un criterio objetivo y fiable para evaluar la calidad de una medida es, por ejemplo, el nivel del pico de correlacion alcanzado durante la etapa de correlacion.

El procedimiento de medida de angulo segun la invencion puede comprender una etapa de identificacion de las medidas erroneas, eligiendose un umbral mmimo de correlacion, efectuandose una comparacion entre dicho umbral y la nota Q de calidad atribuida a una medida para identificar una medida de la que la nota Q de calidad es inferior a dicho umbral, significando entonces una tal medida que la medida del angulo 0 de llegada en marcacion es probablemente erronea.

Segun un modo de implementacion del procedimiento de medida de angulo segun la invencion, la antena esta fijada sobre un navfo, efectuandose la fase de calibracion emitiendo unas senales a partir de un emisor fijo dispuesto sustancialmente al nivel del mar, de modo que las senales emitidas las reciba la antena de elevacion casi nula, desplazandose el navfo a distancia de dicho emisor cambiando de rumbo para hacer variar los angulos de marcacion de llegada de la senal con respecto a la antena.

Segun un modo de implementacion del procedimiento de medida de angulo segun la invencion, durante la fase de calibracion, la senal de calibracion se emite de modo que el angulo de elevacion de llegada de dicha senal sobre la antena de cuadros cruzados es sustancialmente constante.

La invencion tiene igualmente como objeto un procedimiento de vigilancia implementado sobre una plataforma en el mar o en tierra, incluyendo dicho procedimiento al menos las siguientes etapas:

o con angulo de elevacion sustancialmente nulo, definir un rango [0i; 0f] de direcciones en marcacion a vigilar; o si se detectan unas senales, ejecutar las etapas del procedimiento de medida de la direccion de llegada en marcacion tal como se describe mas arriba;

o si se detecta una senal en el rango vigilado, activar un control de alerta.

La invencion tiene igualmente como objeto un goniometro que implementa el procedimiento de medida tal como se describe mas arriba.

La invencion tiene igualmente como objeto un sistema de vigilancia dispuesto sobre un navfo y que implementa el procedimiento de vigilancia tal como se describe mas arriba.

Otras caractensticas se mostraran tras la lectura de la descripcion detallada dada a tttulo de ejemplo y no limitativa que sigue hecha a la vista de los dibujos adjuntos que representan:

- las figuras 1a y 1b, una vista en perspectiva y desde arriba de un primer ejemplo de antena de cuadros cruzados que recibe las senales tratadas mediante el procedimiento de medida de angulo segun la invencion,

- las figuras 2a y 2b, una vista en perspectiva y desde arriba de un segundo ejemplo de antena de cuadros cruzados que recibe las senales tratadas mediante el procedimiento de medida de angulo segun la invencion,

- la figura 3, un sinoptico que presenta las etapas de un procedimiento de medida de angulo segun la invencion,

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- la figura 4, un panel que ilustra una tabla de calibracion utilizada medida de angulo segun la invencion,

- la figura 5, un grafico que ilustra una curva de correlacion obtenida medida de angulo segun la invencion,

- la figura 6, un sinoptico que presenta las etapas de una segunda de angulo segun la invencion.

En interes de claridad de la descripcion, las mismas referencias en elementos.

Las figuras 1a y 1b presentan un primer ejemplo de antena de cuadros cruzados que recibe las senales tratadas mediante el procedimiento de medida de angulo segun la invencion. La figura 1a es una vista en perspectiva de la antena, mostrando la figura 1b la antena vista desde arriba.

La antena 100 incluye un primer cuadro 111 ortogonal a un segundo cuadro 112, estando los dos cuadros 111, 112, en el ejemplo, formados por unos rectangulos metalicos retenidos por un soporte 115 e inscritos en unos planos sustancialmente verticales. El primer cuadro 111 a veces se califica como “cuadro seno”, calificandose el segundo cuadro 112 como “cuadro coseno”. La antena 100 incluye una tercera via de recepcion con la forma, en el ejemplo, de un monopolo realizado con unas varillas 116, 117, 118, 119 metalicas verticales colocadas bajo los cuadros 111, 112.

Las figuras 2a y 2b presentan un segundo ejemplo de antena de cuadros cruzados que recibe las senales tratadas mediante el procedimiento de medida de angulo segun la invencion. La figura 2a es una vista en perspectiva de la antena, mostrando la figura 2b la antena vista desde arriba.

La antena 200 incluye dos parejas 210, 220 de cuadros retenidas por un soporte 230, siendo los cuadros de cada pareja 210, 220 paralelos entre sf, siendo los cuadros 211, 212 de la primera pareja 210 ortogonales a los cuadros 221, 222 de la segunda pareja 220, siendo todos los cuadros 211, 212, 221, 222 de la antena, en el ejemplo, unos rectangulos metalicos inscritos en unos planos sustancialmente verticales. En el ejemplo, las parejas 210, 220 de cuadros se retienen alrededor del soporte 230 de tal manera que forman sustancialmente un cuadrado visto desde arriba. En el ejemplo, la antena incluye igualmente, bajo cada cuadro 211, 212, 221, 222, una varilla 216, 217, 226, 227 metalica, sustancialmente vertical, formando el conjunto de estas varillas 216, 217, 226, 227 la via monopolo de la antena. Esta antena es, desde un punto de vista teorico, equivalente a la antena presentada en las figuras 1a, 1b. En lo que sigue, se hablara de “cuadro seno” y de “cuadro coseno” con referencia al primer modelo de antena presentado en las figuras 1a, 1b, aplicandose este vocabulario a las parejas 210, 220 de cuadros 211, 212, 221, 222 cuando el procedimiento se implementa sobre el segundo modelo de antena presentado en las figuras 2a, 2b.

Segun otro modo de implementacion del procedimiento segun la invencion, la antena de cuadros cruzados se sustituye por una red de antenas de tipo Adcock, pudiendo este tipo de red de antenas modelizarse de manera analoga a las antenas de cuadros cruzados, es decir, al menos por un cuadro seno y un cuadro coseno.

Por otra parte, el monopolo de la antena puede sustituirse por un dipolo o cualquier otra antena que sirve de via de referencia.

La figura 3 presenta, a traves de un sinoptico, las etapas de un procedimiento de media de angulo segun la invencion.

Las etapas del procedimiento estan repartidas en dos fases 101, 102. La primera fase 101 es una fase preparatoria de calibracion de la antena y la segunda fase 102 es una fase de medida en el transcurso de la que se procura determinar la direccion de llegada de una senal recibida por la antena. La antena de cuadros cruzados comprende, en el ejemplo, dos cuadros ortogonales y un monopolo.

La primera fase 101 de calibracion se realiza en las condiciones de utilizacion final de la antena. Por ejemplo, si en las condiciones habituales de utilizacion, estan situadas unas estructuras ffsicas en las proximidades de la antena, la calibracion se lleva a cabo en presencia de dichas estructuras, siendo estas susceptibles de modificar la respuesta de la antena creando unos acoplamientos electromagneticos particulares. Unas senales electromagneticas de calibracion se emiten en direccion de la antena haciendo variar su frecuencia de emision y su angulo de marcacion de llegada. Por consiguiente, puede rellenarse una tabla de calibracion registrando las respuestas de la antena a unas senales que vanan en frecuencias y en marcacion.

Por ejemplo, un emisor fijo esta colocado a distancia de un navfo que incluye una antena de cuadros cruzados. El emisor esta controlado para emitir unas senales barriendo una banda de frecuencia a calibrar, despues el navfo se desplaza para hacer variar el angulo de marcacion de llegada de las senales sobre la antena. La antena no debe desplazarse con respecto al navfo durante la fase 101 de calibracion, sin lo cual las condiciones electromagneticas de recepcion se falseanan. Por otra parte, el angulo de elevacion de llegada de las senales sobre la antena de recepcion se elige para corresponder a los casos de empleo del procedimiento de medida de angulo segun la invencion. Por ejemplo, si el procedimiento lo utilizan unos navfos para determinar la direccion de llegada de senales emitidas por otros navfos, el angulo de elevacion elegido para la calibracion sera nulo o casi nulo.

durante la ejecucion de un procedimiento de mediante la ejecucion de un procedimiento de implementacion del procedimiento de medida

unas figuras diferentes designan los mismos

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Por otra parte, en unos casos de utilizacion particulares, la frecuencia de la senal de calibracion se retiene fija, en concreto, cuando se desea unicamente detectar unas senales espedficas de las que la frecuencia se conoce de antemano.

Mas precisamente, la fase 101 de calibracion de la figura 3 incluye una primera etapa 111 de adquisicion y de deteccion de senales, una segunda etapa 112 de calculo de un vector de adquisicion que corresponde a las senales emitidas y una tercera etapa 113 de almacenamiento del vector de adquisicion en la tabla de calibracion. En el ejemplo, estas tres etapas 111, 112, 113 se ejecutan para un angulo de marcacion fijado y para unas frecuencias de emision que vanan en el campo de las altas frecuencias, despues estas etapas 111, 112, 113 se reiteran con unos angulos de marcacion diferentes, hasta que todos los angulos de marcacion deseados esten cubiertos.

Durante la primera etapa 111, se eligen unas frecuencias de adquisicion de entre las frecuencias de emision de las senales. A continuacion, para cada frecuencia F de adquisicion elegida, la senal de frecuencia F recibida por la antena de cuadros cruzados se adquiere sobre tres vfas: una via X0 monopolo, una via que corresponde al primer cuadro Xc de la antena, a veces calificado como “cuadro coseno”, y una via que corresponde al segundo cuadro Xs de la antena a veces calificado como “cuadro seno”. Preferentemente, se adquieren sucesivamente varias medidas de senales sobre estas tres vfas X0, Xc, Xs, ejecutandose entonces, preferentemente, esta primera etapa 111 de adquisicion de senales sobre una duracion Atcal lo suficientemente larga para adquirir una serie de varias medidas, pero lo suficientemente corta para que el angulo de marcacion de llegada de las senales no cambie casi nada en el transcurso de la serie de medidas si la antena es movil con respecto al emisor de senales. De esta manera, a la salida de la primera etapa 111, se realizan para cada frecuencia F de adquisicion N adquisiciones Xc,1, ..., Xc,n, sobre la via monopolo, N adquisiciones Xc,1, ..., Xc,n, sobre la via coseno y N adquisiciones Xs,1, ..., Xs,n, sobre la via seno.

Durante la segunda etapa 112, para cada frecuencia F de adquisicion, se calcula un vector X de intercorrelacion entre las tres vfas y se lleva a una via de referencia. Para una observacion k, 1 < k < N, el vector Xk de intercorrelacion elemental que corresponde a las adquisiciones de la observacion k se determina como sigue:

imagen2

Siendo X0,k la medida compleja adquirida sobre el monopolo, siendo Xc,k la medida compleja adquirida sobre el cuadro coseno, siendo Xs,k la medida compleja adquirida sobre el cuadro seno, siendo H el operador hermftico. La via de referencia elegida en el ejemplo es la via que corresponde al monopolo. En otras implementaciones del procedimiento de medida de angulo segun la invencion, la via de referencia elegida es la del cuadro seno o del cuadro coseno.

En el ejemplo, el vector X de intercorrelacion se calcula promediando las medidas adquiridas sobre un numero s de observaciones, s < N, para limitar la influencia del ruido sobre el vector X de intercorrelacion:

imagen3

Ademas, el vector X de intercorrelacion se normaliza, preferentemente, en 1:

imagen4

Durante la tercera etapa 113, para cada frecuencia F de adquisicion, se almacenan en la tabla de calibracion unos datos que caracterizan las senales adquiridas. En el ejemplo, estos datos caracterizadores se almacenan con la forma de los vectores Xnorm de intercorrelacion normalizados, calculados anteriormente para cada frecuencia F de adquisicion. De esta manera, la tabla de calibracion se alimenta con los vectores de intercorrelacion normalizados formados a partir de detecciones y adquisiciones de senales de frecuencias diferentes.

La primera etapa 111, la segunda etapa 112 y la tercera etapa 113 se reiteran sucesivamente para unas senales de angulos de marcacion de llegada diferentes, de modo que a la salida de la fase 101 de calibracion, para cada frecuencia de adquisicion, se almacenan p vectores Xnorm(01), ... , Xnorm(0P) de intercorrelacion normalizados, correspondiendo cada uno de dichos vectores a una senal recibida con un angulo 01, ... , 0P de marcacion de llegada diferente. Este es el motivo por el que un vector de intercorrelacion almacenado en la tabla de calibracion se

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califique a continuacion como “vector direccional”.

La figura 4 presenta un panel que ilustra una tabla de calibracion que registra unos vectores de adquisiciones sobre una banda de frecuencia [f-i; fn] y para unos angulos de marcacion que vanan de 01 a 0m.

Segun otro modo de implementacion de la fase 101 de calibracion, la primera etapa 111, la segunda etapa 112 y la tercera etapa 113 se ejecutan para una frecuencia fija y para unos angulos de marcacion que vanan. Las etapas 111, 112, 113 se reiteran a continuacion modificando la frecuencia de emision. Por ejemplo, un emisor movil se desplaza alrededor de la antena, modificando el emisor su frecuencia de emision despues de la culminacion de una vuelta completa, de modo que despues de q vueltas, se calibran q frecuencias diferentes.

Una vez efectuada la fase 101 de calibracion, pueden ejecutarse una o varias fases 102 de medida. Una fase 102 de medida permite determinar la direccion de llegada en marcacion de una senal detectada. La fase 102 de medida de la figura 3 incluye una primera etapa 121 de deteccion y de adquisicion de una senal, una segunda etapa 122 de calculo de un vector de adquisicion, una tercera etapa 123 de correlacion entre el vector de adquisicion y unos vectores procedentes de la calibracion.

Durante la primera etapa 121, la senal recibida se adquiere sobre una duracion At y se desglosa en varios canales frecuenciales. A la salida de la primera etapa 121, se efectuan una o varias adquisiciones de la senal para cada canal frecuencial y, preferentemente, sobre las tres vfas de la antena.

Durante la segunda etapa 122, se calcula un vector de intercorrelacion a partir de las adquisiciones efectuadas en el transcurso de la primera etapa 121. El vector de intercorrelacion se calcula segun el mismo procedimiento que el descrito mas arriba para la segunda etapa 112 de la fase de calibracion. A la salida de esta segunda etapa 122, se obtiene para cada canal frecuencial a analizar, un vector Xnorm de adquisicion formado a partir de las senales adquiridas por la antena.

Durante la tercera etapa 123, se ejecutan unos calculos de correlacion vectorial para determinar la direccion de llegada de las senales recibidas por la antena. En el ejemplo, el criterio de correlacion utilizado es el cuadrado del modulo del producto escalar complejo entre vectores de adquisicion. Tambien, para cada canal frecuencial analizado, se identifican los vectores direccionales que corresponden a unos angulos de marcacion diferentes y a una frecuencia cercana a este canal frecuencial y consignados en la tabla de calibracion, despues se calcula el cuadrado del modulo de los productos escalares complejos entre el vector Xnorm de adquisicion formado a partir de la senal adquirida por la antena sobre este canal frecuencial y cada uno de dichos vectores direccionales identificados. Para cada canal frecuencial, se busca el maximo de este modulo, permitiendo el vector direccional de la tabla de calibracion alcanzar este maximo que se considera como el que corresponde al angulo de llegada de la senal recibida como lo indica la siguiente expresion:

0(f) = argmax(|A',iom • T{f,Skf)

k

donde f es, en el ejemplo, la frecuencia central del canal frecuencial utilizado, Xnorm el vector de adquisicion de la senal de la que se desea determinar la direccion de llegada y T(f,0k) un vector direccional consignado en la tabla de calibracion y que corresponde a una senal de frecuencia f que llega sobre la antena con un angulo 0 de marcacion.

A la salida de la fase 102 de medida, se obtiene una medida de angulo 0 de marcacion para cada canal frecuencial analizado. Por otra parte, una nota Q de calidad esta asociada a cada media de angulo 0 de marcacion obtenida, estando esta nota relacionada con el nivel alcanzado por el criterio de correlacion. De hecho, se obtiene una nota maxima cuando los vectores Xnorm y T(f,0) son colineales, obteniendose una nota menor cuando el angulo formado entre los vectores Xnorm y T(f,0) aumenta. En el ejemplo, Q se da mediante la siguiente relacion:

Q(f) = max(\Xaorm-T(ftOkf)

donde “” representa el producto escalar complejo.

Pueden determinarse varios angulos de marcacion diferentes si, por ejemplo, varios emisores en unas direcciones diferentes emiten simultaneamente unas senales.

Segun una implementacion del procedimiento de medida segun la invencion, se obtiene un angulo 0 de marcacion de llegada mas preciso calculando un valor interpolado a partir de algunos valores de angulo 0i de marcacion alrededor del maximo de correlacion. A tftulo de ejemplo, puede efectuarse una interpolacion cuadratica a partir de los tres valores alrededor del maximo obtenido.

En el ejemplo de la figura 6, durante la fase 102 de medida, se detectan unas senales por la antena sobre una banda de frecuencias que se difunden de fi a fj, donde 1 < i < j < n. Para varias frecuencias en el rango [f fj] se efectuan

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unos calculos de correlacion y se identifican unos pares (frecuencia, angulo de marcacion) mediante la busqueda del maximo de correlacion. Estos pares se representan con rayado en la figura 4, que muestra que las senales detectadas llegan todas con un mismo angulo de marcacion igual a 0q, 1 < q < m.

La figura 5 ilustra, mediante un grafico, un ejemplo de curva de correlacion obtenida ejecutando un procedimiento de medida de angulo segun la invencion. El criterio de correlacion que vana entre 0 y 1 se representa en ordenada, mientras que el angulo de marcacion se representa en abscisa. En el ejemplo de la figura 5, la direccion de llegada de la senal es de 0°, puesto que se obtiene el maximo de correlacion para este angulo.

La figura 6 presenta, a traves de un sinoptico, las etapas de una segunda implementacion del procedimiento de medida de angulo segun la invencion. Con respecto al procedimiento presentado en la figura 3, se anade una etapa 124 suplementaria de prueba en la fase 102' de medida. Como se describe mas arriba, cuanto mas elevado es el criterio de correlacion, mejor se considera la medida del angulo 0 de marcacion de llegada de la senal. Tambien, esta etapa 124 de prueba invalida la medida de angulo de marcacion de llegada si el criterio de correlacion es inferior a un umbral previamente elegido. En el ejemplo, se produce un indicador D mediante la etapa 124 de prueba. Cuando el criterio es inferior al umbral, el indicador D se pone en 0, si no, el indicador D se pone en 1. De esta manera, pueden identificarse unos valores poco fiables, despues apartarse inmediatamente y no corren el riesgo de inducir a error al usuario.

Una ventaja del procedimiento de medida de angulo segun la invencion es su sencillez de implementacion. Una vez efectuada la fase de calibracion, puede utilizarse un sencillo calculador para efectuar unos calculos de correlacion, tomandose en cuenta entonces implfcitamente en los calculos los acoplamientos electromagneticos parasitos. De hecho, el procedimiento de media de angulo segun la invencion no se apoya unicamente sobre un modelo teorico, sino que tiene en cuenta la respuesta real de la antena medida en su contexto de entorno.

Otra ventaja del procedimiento de medida de angulo segun la invencion es que permite disminuir automaticamente la influencia de las senales incidentes de las que el angulo de elevacion no corresponde al angulo de elevacion elegido para la calibracion. Si, por ejemplo, se reciben unas ondas ionosfericas por la antena, las senales que las llevan estas ondas se apartan naturalmente mediante la etapa 123 de correlacion vectorial, pues la correlacion efectuada sobre estas senales no concuerda con el modelo registrado en la tabla de calibracion. Esta ventaja puede, por ejemplo, aprovecharse en el caso de un sistema de vigilancia en tierra o en el mar dedicado a la deteccion de emisiones radioelectricas emitidas solamente a partir de un emisor colocado al nivel de tierra. En este caso, solo las emisiones de elevacion nula o casi nula se correlacionaran correctamente.

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REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de medida del angulo 0 de llegado en marcacion de senales radioelectricas en banda HF recibidas por una antena de cuadros cruzados o una red de antenas de tipo Adcock, que incluye al menos las siguientes etapas:

• durante una fase (101) de calibracion preparatoria, adquirir y registrar las medidas por la antena de una senal de calibracion que vana en marcacion y de frecuencia fija o variable;

• durante una fase (102) de medida de senales detectadas:

o adquirir las senales detectadas sobre al menos un canal de frecuencia;

o para cada canal de frecuencia fi, correlacionar las senales adquiridas con los registros procedentes de la calibracion de frecuencia cercana a fi y determinar la direccion de llegada de las senales buscando el angulo 0 de marcacion para el que se alcanza el maximo de correlacion,

en el que, durante la fase de calibracion, cada adquisicion se registra en una tabla con la forma de un vector de intercorrelacion, correlacionandose a continuacion los vectores de dicha tabla con otro vector de intercorrelacion procedente de las senales adquiridas en fase (102) de medida, calculandose cada uno de dichos vectores de intercorrelacion ejecutando al menos las siguientes etapas:

o adquirir, al menos sobre el cuadro seno y el cuadro coseno de la antena, N medidas de senales, N > 1, sobre una duracion At;

o para p medidas de entre las N medidas efectuadas anteriormente, calcular un vector Xk de intercorrelacion elemental;

o calcular un vector X de intercorrelacion medio promediando los p vectores Xk de intercorrelacion elementales calculados anteriormente.

estando el procedimiento caracterizado porque un vector Xk intercorrelacion elemental procedente de una medida k es igual a

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siendo Xo,k la medida compleja adquirida sobre el monopolo, siendo Xc,k la medida compleja adquirida sobre el cuadro coseno, siendo Xs,k la medida compleja adquirida sobre el cuadro seno, siendo H el operador hermftico.
2. Procedimiento de medida segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el criterio de correlacion crece con el modulo del producto escalar entre el vector de intercorrelacion de las senales detectadas y el vector de intercorrelacion de las senales adquiridas durante la fase (101) de calibracion.
3. Procedimiento de medida segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque incluye, ademas, una etapa de valoracion de la calidad de una medida 0 de marcacion, atribuyendose una nota Q de calidad a dicha medida en funcion del nivel del maximo de correlacion obtenido, siendo dicha nota Q una funcion monotona creciente del maximo de correlacion.
4. Procedimiento de medida segun la reivindicacion 3, caracterizado porque incluye, ademas, una etapa de identificacion de las medidas erroneas, eligiendose un umbral mmimo, efectuandose una comparacion entre dicho umbral y la nota Q de calidad atribuida a una medida para identificar una medida cuya nota Q de calidad es inferior a dicho umbral.
5. Procedimiento de medida segun una de las reivindicaciones anteriores, estando la antena fijada sobre un navfo, caracterizado porque la fase (101) de calibracion se efectua emitiendo unas senales a partir de un emisor fijo dispuesto sustancialmente al nivel del mar, de modo que las senales emitidas las reciba la antena de elevacion casi nula, desplazandose el navfo a distancia de dicho emisor cambiando de rumbo para hacer variar los angulos de marcacion de llegada de la senal con respecto a la antena.
6. Procedimiento de medida segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque durante la fase (101) de calibracion, la senal de calibracion se emite de modo que el angulo de elevacion de llegada de dicha senal sobre la antena de cuadros cruzados es sustancialmente constante.
7. Procedimiento de vigilancia implementado sobre una plataforma en el mar o en tierra, caracterizado porque incluye al menos las siguientes etapas:

o con angulo de elevacion sustancialmente nulo, definir un rango [0i; 0f] de direcciones en marcacion a vigilar; o si se detectan unas senales, ejecutar las etapas del procedimiento de medida de la direccion de llegada en marcacion de senales segun una de las reivindicaciones anteriores; o si se detecta una senal en el rango vigilado, activar un control de alerta.

5 8. Goniometro que implementa el procedimiento de medida segun una de las reivindicaciones 1 a 6.
9. Sistema de vigilancia dispuesto sobre un navfo y que implementa el procedimiento segun la reivindicacion 7.