RU2042146C1 - Direction finder - Google Patents

Direction finder Download PDF

Info

Publication number
RU2042146C1
RU2042146C1 SU5029641A RU2042146C1 RU 2042146 C1 RU2042146 C1 RU 2042146C1 SU 5029641 A SU5029641 A SU 5029641A RU 2042146 C1 RU2042146 C1 RU 2042146C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
frequency
input
unit
inputs
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.И. Кокорин
Original Assignee
Научно-производственное объединение "Сибцветавтоматика"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-производственное объединение "Сибцветавтоматика" filed Critical Научно-производственное объединение "Сибцветавтоматика"
Priority to SU5029641 priority Critical patent/RU2042146C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2042146C1 publication Critical patent/RU2042146C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

FIELD: navigation. SUBSTANCE: direction finder has two channels 1 and 2 for receiving signals, receiving aerials and 3,3', high frequency amplifiers 4,4', converters 6,6' multiplying units 7,7' reading-out units 8,8' counters 9,9' phase tuning units 10,10' control oscillator 11, by-two frequency divider 12, storer 13, six multipliers, 14, 14', 15, 15', 18, 18', five adders 16, 16', 17, 17', 24, filters 19 and 19', transformed frequency generators 20 and 20', phase shift units 21 and 21', squarers 22, 23, switch 25, lower frequency filters 26, 27, unit 28 for controlling operation of generator, phase meter 29, unit 30 for ranging direction, frequency synthesizer 31. EFFECT: reduced random component of error; improved precision of detection. 3 dwg

Description

Изобретение относится к навигации и может быть использовано для определения направления подвижного объекта в пространстве. The invention relates to navigation and can be used to determine the direction of a moving object in space.

Известно устройство, обеспечивающее информацией по ориентированию объекта за счет измерения информации о фазовом сдвиге сигналов, принимаемых от спутников навигационной системы. Недостатком устройства является низкая точность измерения фазы несущей частоты за счет ограниченного времени наблюдения за сигналом. A device that provides information on the orientation of the object by measuring information about the phase shift of the signals received from the satellites of the navigation system. The disadvantage of this device is the low accuracy of measuring the phase of the carrier frequency due to the limited time of observation of the signal.

Известен пеленгатор, который обеспечивает ориентирование объекта в пространстве за счет измерения фазовых сдвигов сигналов, принимаемых от спутников на разнесенные антенны. Недостатком устройства является низкая точность измерения фазовых сдвигов принимаемых сигналов за счет ограничения времени наблюдения за сигналами от спутников и за счет влияния каналов измерения друг на друга через общий переключатель. Known direction finder, which provides the orientation of the object in space by measuring the phase shifts of signals received from satellites on spaced antennas. The disadvantage of this device is the low accuracy of measuring the phase shifts of the received signals due to the limitation of the time of observation of signals from satellites and due to the influence of the measurement channels on each other through a common switch.

Целью изобретения является повышение точности измерения направления объекта в пространстве. The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the direction of an object in space.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 вариант реализации блока определения направления; на фиг. 3 блок-схема алгоритма его работы. In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed device; in FIG. 2 embodiment of a direction determination unit; in FIG. 3 block diagram of the algorithm of its operation.

Пеленгатор (см. фиг. 1) содержит два канала приема сигналов 1, 2, две приемные антенны 3, 3', два усилителя высокой частоты 4, 4', два преобразователя частоты 5, 5', два ограничителя 6, 6', два перемножающих блока 7, 7', два считывающих блока 8, 8', два счетчика 9, 9', два блока фазовой регулировки 10, 10', управляемый генератор 11, делитель частоты на два 12, накопитель 13, шесть перемножителей 14, 14', 15, 15', 18, 18', четыре сумматора 16, 16', 17, 17', два фильтра 19, 19', два генератора преобразованной частоты 20, 20', два блока фазового сдвига 21, 21', два квадратора 22, 23, третий сумматор 24, переключатель 25, два фильтра нижних частот 26, 27, блок управления генератором 28, фазоизмеритель 29, блок 30 определения направления, синтезатор частот 31. The direction finder (see Fig. 1) contains two channels for receiving signals 1, 2, two receiving antennas 3, 3 ', two high-frequency amplifiers 4, 4', two frequency converters 5, 5 ', two limiters 6, 6', two multiplying units 7, 7 ', two reading units 8, 8', two counters 9, 9 ', two phase adjustment units 10, 10', a controlled oscillator 11, a frequency divider by two 12, a drive 13, six multipliers 14, 14 ' , 15, 15 ', 18, 18', four adders 16, 16 ', 17, 17', two filters 19, 19 ', two generators of the converted frequency 20, 20', two phase shift units 21, 21 ', two quad 22, 23, third adder 24, lane breakers 25, two low-pass filter 26, 27, the generator control unit 28, fazoizmeritel 29, direction detection unit 30, frequency synthesizer 31.

Блок 30 определения направления 30 (см.фиг.2) содержит микропроцессор 32, постоянное запоминающее устройство 33, оперативное запоминающее устройство 34, два дешифратора 35, 36, регистр 37, три элемента И 38, 39, 40, триггер 41. Block 30 determining the direction 30 (see figure 2) contains a microprocessor 32, read-only memory 33, random access memory 34, two decoders 35, 36, register 37, three elements And 38, 39, 40, trigger 41.

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

Сигнал, излученный спутником, принимается антенной 3 первого канала 1 и через усилитель высокой частоты 4 подается на преобразователь частоты 5. На второй вход преобразователя частоты 5 поступает сигнал от синтезатора частоты 31. Преобразованная частота выбирается таким образом, чтобы не достигать нулевого значения при максимально ожидаемом доплеровском сдвиге частоты. Преобразованный сигнал нормируется по амплитуде в ограничителе 6 так, что его выходной сигнал принимает значение "1", когда превышается пороговая величина, либо имеет значение "0", когда не превышает порога. В качестве пороговой величины может быть выбрано нулевое значение амплитуды. На принятый от спутника и модулированный данными сигнал несущей частоты налагается шумовой сигнал (помеха), амплитуда которого значительно превышает амплитуду модулированного сигнала несущей. Нормированный по амплитуде сигнал с выхода ограничителя 6 поступает на перемножающий блок 7, в котором данный сигнал умножается с кодом РРС, считываемым из накопителя 13 под воздействием сигнала от делителя частоты на два 12. Тогда полученный от перемножения сигнал выбирается в считывающем устройстве 8 с удвоенной частотой от генератора 11. Полученный сигнал подается на счетчик 9. The signal emitted by the satellite is received by antenna 3 of the first channel 1 and fed through the high-frequency amplifier 4 to the frequency converter 5. A signal from the frequency synthesizer 31 is received at the second input of the frequency converter 5. The converted frequency is selected so as not to reach zero at the maximum expected Doppler frequency shift. The converted signal is normalized by amplitude in the limiter 6 so that its output signal takes the value "1" when the threshold value is exceeded, or has the value "0" when it does not exceed the threshold. As a threshold value, a zero amplitude value can be selected. A noise signal (noise) is superimposed on the carrier frequency signal received from the satellite and modulated by the data, the amplitude of which is significantly greater than the amplitude of the modulated carrier signal. The amplitude-normalized signal from the output of the limiter 6 is supplied to the multiplying unit 7, in which this signal is multiplied with the PPC code, read from the drive 13 under the influence of the signal from the frequency divider by two 12. Then the signal obtained from the multiplication is selected in the reader 8 with a doubled frequency from the generator 11. The received signal is fed to the counter 9.

При отсутствии сигнала несущей частоты от спутника результат счета в счетчике 9 возрастает линейно, а при наличии сигнала несущей частоты на входе пеленгатора с модулирующим сигналом или без модуляции. Полученные результаты счета непрерывно поступают от счетчика 9 на два перемножителя 14, 15. На перемножители 14, 15 поступают сигналы, вырабатываемые генератором преобразованной частоты 20, и те которые представляют собой регулярные последовательности из "1" и "-1". Частота сигнала генератора 20 равна преобразованной частоте и может содержать доплеровское смещение. Сигнал для перемножения 15 сдвинут относительно сигнала для перемножителя 14 на четверть периода преобразованной частоты в блоке фазового сдвига 21. Выходные сигналы перемножителей 14 и 15 соответствуют "1" и "0" составляющим сигналов и используются для получения сигналов регулирования. В перемножителе 18 суммарные значения "1" и "0" перемножаются и подаются на фильтр 19. In the absence of a carrier signal from the satellite, the counting result in the counter 9 increases linearly, and in the presence of a carrier signal at the input of the direction finder with or without a modulating signal. The obtained counting results are continuously received from the counter 9 by two multipliers 14, 15. The multipliers 14, 15 receive signals generated by the transformed frequency generator 20, and those that are regular sequences of "1" and "-1". The frequency of the signal of the generator 20 is equal to the converted frequency and may contain a Doppler shift. The signal for multiplication 15 is shifted relative to the signal for the multiplier 14 by a quarter of the period of the converted frequency in the phase shift unit 21. The output signals of the multipliers 14 and 15 correspond to the “1” and “0” components of the signals and are used to obtain control signals. In the multiplier 18, the total values "1" and "0" are multiplied and fed to the filter 19.

Выходной сигнал фильтра 19 регулирует частоту и фазу сигнала генератора преобразованной частоты 20 так, что его выходной сигнал равен по частоте и фазе сигналу несущей, перенесенной на преобразованную частоту 7. В установившемся состоянии последовательность выдаваемых из сумматора 16 величин 1 воспроизводит модули- рующий сигнал, из которого получаются дан- ные, передаваемые посредством модулирующего сигнала от спутника. Значения "1" и "0" подаются и на квадраторы 22 и 23. Квадраты значений "1" и "0" суммируются в сумматоре 24 и подаются попеременно через переключатель 25 на фильтры нижних частот 26 и 27. Переключатель 25 переключается с тактовой частотой, с которой переключается временное положение выборки кода из накопителя 13. Выходные сигналы фильтров 26, 27 подаются в блок управления генератором 28, в котором рассчитываются суммы и разности этих значений. Сигнал с выхода блока 28 регулирует фазу сигнала, генерируемого генератором 11. Сигнал генератора 11 после деления на два в делителе 12 управляет выборкой кода из накопителя 13. Сигнал генератора 11 является также тактовым сигналом для считывающего блока 8. По разности фаз φ выходных сигналов генераторов 20 и 20' определяется направление в пространстве по интерферометрическому принципу. Разность фаз измеряется в фазоизмерителе 29 и оценивается затем в блоке определения направления 30. Устанавливаемое значение частоты определяется на выходе синтезатора частот 31. The output signal of the filter 19 controls the frequency and phase of the signal of the converted frequency generator 20 so that its output signal is equal in frequency and phase to the carrier signal transferred to the converted frequency 7. In the steady state, the sequence of values 1 output from the adder 16 reproduces a modulating signal from which receives data transmitted by a modulating signal from a satellite. The values "1" and "0" are also applied to the squares 22 and 23. The squares of the values "1" and "0" are summed up in the adder 24 and are supplied alternately through the switch 25 to the low-pass filters 26 and 27. The switch 25 is switched at the clock frequency, from which the temporary position of the code selection from the drive 13 is switched. The output signals of the filters 26, 27 are supplied to the control unit of the generator 28, in which the sums and differences of these values are calculated. The signal from the output of block 28 controls the phase of the signal generated by the generator 11. The signal of the generator 11, after dividing by two in the divider 12, controls the selection of the code from the drive 13. The signal of the generator 11 is also a clock signal for the reading block 8. According to the phase difference φ of the output signals of the generators 20 and 20 'determines the direction in space according to the interferometric principle. The phase difference is measured in the phase meter 29 and then evaluated in the block determining the direction 30. The set frequency value is determined at the output of the frequency synthesizer 31.

Предлагаемое устройство повышает точность определения объекта в пространстве за счет уменьшения погрешности измерения разности сигналов несущей частоты, принимаемых от спутников. The proposed device improves the accuracy of determining an object in space by reducing the measurement error of the difference of the carrier frequency signals received from satellites.

Claims (1)

ПЕЛЕНГАТОР, содержащий не менее двух приемных антенн, расположенных на одной прямой, первый канал приема сигналов, состоящий из последовательно соединенных первого усилителя высокой частоты, первого преобразователя частоты, первого ограничителя, первого перемножающего блока, первого считывающего блока, первого счетчика, выход которого соединен с первым входом первого блока фазовой регулировки, содержащий также последовательно соединенные управляемый генератор, делитель частоты на два и накопитель, выход которого соединен с вторым входом первого перемножающего блока, выход управляемого генератора соединен также с вторым входом первого считывающего блока, содержащий также фазоизмеритель, выход которого соединен с первым входом блока определения направления, второй и третий входы которого являются входами соответственно информационного сигнала о собственном положении и информационного сигнала спутниковых данных, причем количество блоков фазовой регулировки равно количеству приемных антенн пеленгатора, а каждый блок фазовой регулировки содержит первый и второй перемножители, первые входы которых соединены между собой и являются первыми входами каждого блока фазовой регулировки, выход первого и второго перемножителей соединены через соответствующие первый и второй сумматоры соответственно с первым и вторым входами третьего перемножителя, выход которого через последовательно соединенные первый фильтр, первый генератор преобразованной частоты и блок фазового сдвига соединен с вторым входом второго перемножителя, второй вход первого перемножителя соединен с выходом первого генератора преобразованной частоты, кроме того выходы первого и второго сумматоров первого блока фазовой регулировки соединены через соответствующие первый и второй квадраторы с соответствующими входами третьего сумматора, выход которого соединен с первым входом переключателя, первый и второй выходы которого через соответствующие первый и второй фильтры нижних частот соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления генератором, выход которого соединен с входом управляемого генератора, при этом выходы первого и второго генераторов преобразованной частоты соединены соответственно с первым и вторым входами фазоизмерителя, первый выход блока определения направления соединен с вторым входом переключателя, отличающийся тем, что в него введены второй канал приема сигналов, выполненный аналогично первому и содержащий последовательно соединенные второй усилитель высокой частоты, второй преобразователь частоты, второй ограничитель, второй перемножающий блок, второй считывающий блок, второй счетчик, выход которого соединен с первым входом второго блока фазовой регулировки, введен также синтезатор частот, вход управления которого соединен с вторым входом блока определения направления, а выход с вторыми входами первого и второго преобразователей частоты, первая и вторая антенны соединены с входами соответственно первого и второго усилителей высокой частоты, выход накопителя соединен с вторым входом второго перемножающего блока, выход управляемого генератора соединен с вторым входом второго считывающего блока. Direction finder containing at least two receiving antennas located on one straight line, the first signal receiving channel, consisting of a first high-frequency amplifier, a first frequency converter, a first limiter, a first multiplying unit, a first reading unit, a first counter, the output of which is connected to the first input of the first phase adjustment unit, which also contains a controllable generator, a frequency divider into two, and a drive, the output of which is connected to the second input by the first multiplying unit, the output of the controlled generator is also connected to the second input of the first reading unit, which also contains a phase meter, the output of which is connected to the first input of the direction determination unit, the second and third inputs of which are inputs of the information signal about its own position and the information signal of satellite data, moreover, the number of phase adjustment blocks is equal to the number of receiving antennas of the direction finder, and each phase adjustment block contains the first and second multipliers, the first inputs of which are interconnected and are the first inputs of each phase adjustment unit, the output of the first and second multipliers are connected through the corresponding first and second adders, respectively, to the first and second inputs of the third multiplier, the output of which is through a series-connected first filter, the first generator of the converted frequency and the phase shift unit is connected to the second input of the second multiplier, the second input of the first multiplier is connected to the output of the first generator developed frequency, in addition, the outputs of the first and second adders of the first phase adjustment unit are connected through the corresponding first and second quadrators with the corresponding inputs of the third adder, the output of which is connected to the first input of the switch, the first and second outputs of which are connected respectively to the first and second low-pass filters with the first and second inputs of the generator control unit, the output of which is connected to the input of the controlled generator, while the outputs of the first and second generator in the converted frequency are connected respectively to the first and second inputs of the phase meter, the first output of the direction determination unit is connected to the second input of the switch, characterized in that a second signal receiving channel is introduced into it, made similarly to the first and containing a second high-frequency amplifier in series, a second frequency converter , the second limiter, the second multiplying unit, the second reading unit, the second counter, the output of which is connected to the first input of the second unit phase control Of frequency, a frequency synthesizer is also introduced, the control input of which is connected to the second input of the direction determining unit, and the output with the second inputs of the first and second frequency converters, the first and second antennas are connected to the inputs of the first and second high-frequency amplifiers, the drive output is connected to the second input of the second multiplying unit, the output of the controlled generator is connected to the second input of the second reading unit.
SU5029641 1992-02-25 1992-02-25 Direction finder RU2042146C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5029641 RU2042146C1 (en) 1992-02-25 1992-02-25 Direction finder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5029641 RU2042146C1 (en) 1992-02-25 1992-02-25 Direction finder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2042146C1 true RU2042146C1 (en) 1995-08-20

Family

ID=21598038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5029641 RU2042146C1 (en) 1992-02-25 1992-02-25 Direction finder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2042146C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент ФРГ N 3540212, кл. G-01S 15/42. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4807256A (en) Global position system receiver
AU622688B2 (en) Global positioning system receiver with improved radio frequency and digital processing
US4675614A (en) Phase difference measurement system
US5400034A (en) Digital phase lock detector
EP0131260B1 (en) An arrangement to provide an accurate time-of-arrival indication for a received signal
US4768877A (en) Method and device for measuring the propagation time of a wave
US4178631A (en) Digital phase detector and method
US4800577A (en) GPS receiver
US4024540A (en) Continuous wave FM tone ranging radar with predetection averaging
US5566202A (en) System using a split correlator for frequency compensating a phase modulated pseudonoise sequence signal
US3974500A (en) Velocity sensing apparatus
EP0291337A2 (en) Coherent pulse radar system
EP0063496B1 (en) Range-finding apparatus using encoded signals
US4636719A (en) Apparatus for extended precision phase measurement
RU2042146C1 (en) Direction finder
US3945010A (en) Pulse compression radar
RU2099732C1 (en) Direction finder
RU2073880C1 (en) Direction finder
US3283321A (en) Fm-cw doppler radar
RU2076333C1 (en) Range finding system with measurement of phase of radio signal
RU2050552C1 (en) Device measuring phase of radio signal
RU2133481C1 (en) Apparatus for finding direction to radio signal source
RU2042145C1 (en) Direction finder
US5420831A (en) Coho device for improving time measurement resolution
RU2048676C1 (en) Radio signal phase meter