RU2071080C1 - Amplitude direction finder - Google Patents
Amplitude direction finder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2071080C1 RU2071080C1 RU93014677A RU93014677A RU2071080C1 RU 2071080 C1 RU2071080 C1 RU 2071080C1 RU 93014677 A RU93014677 A RU 93014677A RU 93014677 A RU93014677 A RU 93014677A RU 2071080 C1 RU2071080 C1 RU 2071080C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- multiplier
- divider
- antenna
- Prior art date
Links
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может использоваться в радиомаячных системах навигации. The invention relates to the field of radio engineering and can be used in beacon navigation systems.
Известные амплитудные пеленгаторы содержат антенну с двумя разнесенными по углу диаграммами направленности ДН и два логарифмических приемника соединенных с вычитателем. Known amplitude direction finders contain an antenna with two angularly spaced radiation patterns and two logarithmic receivers connected to the subtractor.
Наиболее близким к рассматриваемому пеленгатору можно считать пеленгатор [1] содержащий антенну с двумя одинаковыми разнесенными по углу ДН и с двумя выходами, каждый из которых через логарифмический приемник соединен с входом вычитателя. Оценка пеленга в таком пеленгаторе при неследящем пеленговании производится по измеренному значению разностной амплитуды на выходе вычитателя и ее априори известной зависимости от пеленга пеленгационной характеристике ПХ, предполагающейся линейной в некотором секторе пеленгования. Крутизна ПХ, определяющая пеленгационную чувствительность ПЧ такого пеленгатора обратно пропорциональна квадрату ширины его ДН. The closest to the direction finder under consideration can be considered the direction finder [1] containing an antenna with two equally spaced along the angle of the beam and with two outputs, each of which is connected through a logarithmic receiver to the input of the subtractor. Bearing assessment in such a direction finder with non-tracking direction-finding is based on the measured value of the differential amplitude at the output of the subtractor and its a priori known dependence on the bearing of the HR direction finding, which is assumed to be linear in some direction-finding sector. The steepness of the HRP, which determines the direction-finding sensitivity of the IF of such a direction finder, is inversely proportional to the square of the width of its DN.
Наличие рассеивающей среды нарушает когерентность поля в месте приема и вызывает известное расширение ДН антенн (например, [2]). Степень подобного расширения может достигать полутора двух раз, что является причиной трехкратного и более снижения ПЧ по сравнению с ее значением в когерентном поле. Использование в этих условиях для определения пеленга значения ПЧ справедливого для когерентного поля приводит в известном пеленгаторе к появлению дополнительных ошибок к смещению оценок пеленга и их неравноточности. Рассматриваемый амплитудный пеленгатор позволяет повысить точность пеленгования источников излучения в рассеивающих средах. The presence of a scattering medium violates the coherence of the field at the receiving site and causes a known expansion of the antenna patterns (for example, [2]). The degree of such expansion can reach one and a half two times, which is the reason for a threefold or more decrease in the IF compared to its value in a coherent field. The use of the IF value fair for a coherent field under these conditions to determine the bearing leads to the appearance of additional errors in the known direction finder to bias the bearing estimates and their unevenness. The considered amplitude direction finder makes it possible to increase the accuracy of direction finding of radiation sources in scattering media.
С этой целью в известном амплитудном радиопеленгаторе, содержащем антенну с двумя разнесенными по углу диаграммами направленности и с двумя выходами, каждый из которых через логарифмический приемник подключен к вычитателю, антенна выполнена с регулируемым угловым разнесением диаграмм направленности и с управляющим угловым разнесением входом, а также введены: два приемника, коррелятор, логарифматор, три умножителя, сумматор, два квадратора, устройство задержки, три делителя, клемма ввода значения ширины диаграмм направленности, клемма ввода стабилизируемого значения пеленгационной чувствительности и индикатор. Причем, каждый выход антенны через соответствующий приемник соединен с входом коррелятора, выход которого через логарифматор подключен к первому входу первого умножителя, второй вход первого умножителя соединен с первым входом второго умножителя и через второй квадратор подключен к клемме ввода ширины диаграмм направленности. Выход первого умножителя подключен к входу сумматора, второй вход которого через последовательно соединенные первый квадратор и устройство задержки подключен к выходу второго делителя и управляющему угловым разнесением входу антенны. Выход устройства задержки соединен с вторыми входами второго и третьего умножителей. Клемма ввода стабилизируемого значения пеленгационной чувствительности подключена к первому входу третьего умножителя, выход которого соединен с вторым входом второго делителя. Выход сумматора и выход второго умножителя соединены с входами первого делителя, выход которого подключен к первым входам второго и третьего делителей. Выход вычитателя соединен с вторым входом третьего делителя, выход которого подключен к индикатору. To this end, in a known amplitude direction finder containing an antenna with two angularly spaced radiation patterns and with two outputs, each of which is connected to a subtractor through a logarithmic receiver, the antenna is made with an adjustable angular diversity of radiation patterns and with a control angular diversity input, and also introduced : two receivers, a correlator, a logarithm, three multipliers, an adder, two quadrators, a delay device, three dividers, a terminal for inputting the width of radiation patterns, a terminal input stabilized value of direction finding sensitivity and indicator. Moreover, each output of the antenna through a corresponding receiver is connected to the input of the correlator, the output of which through the logarithm is connected to the first input of the first multiplier, the second input of the first multiplier is connected to the first input of the second multiplier and through the second quadrator is connected to the input terminal of the beam width. The output of the first multiplier is connected to the input of the adder, the second input of which is connected in series through the first quadrator and the delay device to the output of the second divider and the antenna input that controls the angular diversity. The output of the delay device is connected to the second inputs of the second and third multipliers. The input terminal of the stabilized value of the direction-finding sensitivity is connected to the first input of the third multiplier, the output of which is connected to the second input of the second divider. The output of the adder and the output of the second multiplier are connected to the inputs of the first divider, the output of which is connected to the first inputs of the second and third dividers. The output of the subtractor is connected to the second input of the third divider, the output of which is connected to the indicator.
Структурная электрическая схема амплитудного радиопеленгатора приведена на чертеже. The structural electrical circuit of the amplitude direction finder is shown in the drawing.
Амплитудный радиопеленгатор содержит антенну 1 с регулируемым угловым разнесением диаграмм направленности, с двумя выходами и управляющим угловым разнесением входом, логарифмические приемники 2 и 3, приемники 4 и 5, коррелятор 6, логарифматор 7, первый умножитель 8, сумматор 9, первый 10 и второй 11 квадраторы, второй умножитель 12, устройство задержки 13, первый 14 и второй 15 делители, индикатор 16, третий делитель 17, третий умножитель 18, вычитатель 19, клемма К1 ввода значения ширины диаграмм направленности и клемма К2 ввода стабилизируемого значения пеленгационной чувствительности. The amplitude direction finder contains an antenna 1 with adjustable angular diversity of radiation patterns, with two outputs and a control of angular diversity input, logarithmic receivers 2 and 3, receivers 4 and 5, correlator 6, logarithm 7, first multiplier 8, adder 9, first 10 and second 11 quadrators, second multiplier 12, delay device 13, first 14 and second 15 dividers, indicator 16, third divider 17, third multiplier 18, subtractor 19, radiation pattern width input terminal K1 and stabilized value input terminal K2 elengatsionnoy sensitivity.
Практически, регулировка углового разнесения ДН может быть реализована, например, известным способом посредством изменения расстояния между облучателями расположенными в фокальной плоскости зеркальной антенны. In practice, the adjustment of the angular diversity of the beams can be implemented, for example, in a known manner by changing the distance between the irradiators located in the focal plane of the mirror antenna.
Пеленгационная характеристика амплитудного пеленгатора аналитически представляется в виде зависимости выраженной в децибеллах разностной амплитуды ΔU от пеленга α, отсчитываемого от РСН:
где U1, U2 амплитуды на выходах антенны;
ap величина углового разнесения ДН;
θ ширина ДН антенны на уровне 3-х дБ от максимума;
ПЧ пеленгатора в когерентном поле, дБ/град.The direction-finding characteristic of the amplitude direction finder is analytically presented in the form of the dependence of the difference amplitude ΔU expressed in decibels on the bearing α, measured from the RSN:
where U 1 , U 2 the amplitude at the outputs of the antenna;
a p the magnitude of the angular spacing DN;
θ antenna beam width at the level of 3 dB from the maximum;
IF of the direction finder in a coherent field, dB / deg.
Из 1 и 2 следует обычно используемый алгоритм пеленгования:
Для частично когерентного поля в месте приема, выражение для ПЧ логично представить в виде
4
где θэ эффективная ширина ДН пеленгатора.From 1 and 2 follows the commonly used direction finding algorithm:
For a partially coherent field at the receiving location, the expression for the IF is logical to represent in the form
4
where θ e is the effective beam width of the direction finder.
Аналогично 3, пеленг
В рассеивающих средах, в общем случае θэ больше θ и только в когерентных условиях эти величины совпадают. Это говорит о том, что крутизна m в общем случае меньше крутизны mo, а оценка пеленга произведенная на трассах с рассеянием по алгоритму 3, оказывается смещенной, причем в сторону ее приближения к РСН.Similar to 3, bearing
In scattering media, in the general case, θ e is greater than θ and only under coherent conditions do these quantities coincide. This suggests that the steepness m is generally less than the steepness m o , and the bearing estimation made on the paths with scattering according to Algorithm 3 is biased, and toward its proximity to the RSN.
Определение θэ для получения из 5 алгоритма несмещенной оценки пеленга оказалось возможным посредством установления и использования связи θэ с величиной корреляции амплитуд r на выходах антенны пеленгатора:
В результате, после использования 6 в 4 и 5, пеленгационная чувствительность
алгоритм оценки пеленга:
Алгоритм 8 позволяет устранить смещение оценки пеленга посредством исключения априорной неопределенности в ПЧ. Однако, это, как уже отмечалось, не устраняет нестабильности ПЧ при изменении условий распространения радиоволн, что, например, приводит к неравноточности измерений.The determination of θ e to obtain from 5 algorithm an unbiased bearing estimate was possible by establishing and using the connection θ e with the correlation value of the amplitudes r at the outputs of the direction finder antenna:
As a result, after using 6 in 4 and 5, direction-finding sensitivity
bearing estimation algorithm:
Algorithm 8 eliminates the offset of the bearing estimate by eliminating a priori uncertainty in the IF. However, this, as already noted, does not eliminate the instability of the IF when changing the propagation conditions of the radio waves, which, for example, leads to the imbalance of the measurements.
Из 4 следует, что добиться стабилизации ПЧ можно посредством изменения углового разнесения ДН пеленгатора αp, что и реализуется в рассматриваемом пеленгаторе.From 4 it follows that stabilization of the IF can be achieved by changing the angular spacing of the direction finder detector α p , which is implemented in the direction finder under consideration.
Для задаваемого из тех или иных соображений стабилизируемого значения ПЧ μст можно записать:
где требуемая для выполнения этого равенства величина углового разнесения.For the stabilized value of the inverter μ st specified from various considerations, one can write:
Where the angular diversity required to fulfill this equality.
Из 9 следует необходимое условие стабилизации:
Для получения из 10 алгоритма адаптивной перестройки углового разнесения ДН, необходимо определить неизвестную, существующую в данных условиях распространения, эффективную ширину ДН пеленгатора θэ. Ее значение следует из 4:
где ПЧ μ определяется в рассматриваемом пеленгаторе по алгоритму 7.From 9 follows the necessary condition for stabilization:
In order to obtain from 10 algorithm for adaptive tuning of the angular diversity of DNs, it is necessary to determine the unknown effective direction finder width θ e existing under the given propagation conditions. Its value follows from 4:
where the IF μ is determined in the direction finder under consideration according to algorithm 7.
В результате, после использования 11 в 10 искомый алгоритм имеет вид рекуррентного выражения описывающего процесс адаптивной перестройки углового разнесения ДН пеленгатора:
где является последующим (требуемым), а αp настоящим, существующим (в момент оценки μ по алгоритму 7) значениями углового разнесения ДН.As a result, after using 11 to 10, the desired algorithm has the form of a recurrence expression describing the process of adaptive restructuring of the angular diversity of the direction finder detector:
Where is the next (required), and α p is the real, existing (at the time of estimating μ according to Algorithm 7) values of the angular diversity of MDs.
Амплитудный радиопеленгатор (чертеж) работает следующим образом. Amplitude direction finder (drawing) works as follows.
Колебания с выходов антенны 1 усиливаются, логарифмируются, детектируются в логарифмических приемниках 2, 3 и далее, вычитаются в вычитателе 19, образуя на его выходе выраженную в дБ разностную амплитуду DU. The oscillations from the outputs of the antenna 1 are amplified, logarithmized, detected in the logarithmic receivers 2, 3 and further, subtracted in the subtractor 19, forming at its output the difference amplitude DU expressed in dB.
Сигналы с выходов антенны поступают также на линейные приемники 4, 5, где они усиливаются, детектируются и затем подаются на коррелятор 6. Образующийся на выходе коррелятора коэффициент корреляции r (здесь и далее имеется в виду значение сигнала пропорциональное параметру), через логарифматор 7 поступает на умножитель 8, где перемножается с квадратом ширины ДН (θ2) образующимся на выходе квадратора 11 по введенному на его вход через клемму К1 значению ширины ДН θ.The signals from the antenna outputs also go to linear receivers 4, 5, where they are amplified, detected and then fed to the correlator 6. The correlation coefficient r formed at the output of the correlator (hereinafter, the signal value is proportional to the parameter), is transmitted through the logarithmator 7 to the multiplier 8, where it is multiplied with a square of the width of the beam (θ 2 ) formed at the output of the squad 11 according to the value of the width of the beam θ introduced to its input through terminal K1.
Значение θ2lnr с выхода умножителя 8 вводится в сумматор 9. На второй его вход, с коэффициентом пропорциональности равным ln2 вводится значение квадрата углового разнесения (α
В результате, на выходе сумматора образуется сумма θ2lnr+α
После выполнения деления, на выходе делителя 14, в соответствии с алгоритмом 7, появляется существующее в данный момент значение пеленгационной чувствительности μ значение, изменяющееся при изменении когерентности поля в апертуре антенны. After completing the division, at the output of the divider 14, in accordance with algorithm 7, the current direction-finding sensitivity value μ appears, which changes when the field coherence in the antenna aperture changes.
В результате деления, образованной в вычитателе 19 разностной амплитуды DU на значение чувствительности μ, в делителе 17, на его выходе в соответствии с алгоритмом 8 формируется несмещенная оценка пеленга индицируемая на индикаторе 16. As a result of dividing the difference amplitude DU in the subtractor 19 by the sensitivity value μ, in the divider 17, at its output, in accordance with algorithm 8, an unbiased bearing estimate is displayed on the indicator 16.
Для формирования сигнала перестройки углового разнесения ДН, т.е. реализации алгоритма 12, в умножителе 18 образуется произведение введенного на клемму К2 стабилизируемого значения пеленгационной чувствительности mст на существующее в настоящий момент значение углового разнесения αp, поступающего с выхода устройства задержки 13. Далее это произведение делится в делителе 15 на существующее значение ПЧ μ, в результате чего на выходе делителя согласно алгоритма 12 формируется сигнал управления соответствующий требуемому значению углового разнесения . Этот сигнал поступает на управляющий вход антенны, где и производится установка требуемого значения углового разнесения.To generate a signal for tuning the angular diversity of the DN, i.e. of the implementation of algorithm 12, in the multiplier 18, the product of the stabilized value of the direction-finding sensitivity m st introduced at terminal K2 is formed by the currently existing value of the angular diversity α p coming from the output of the delay device 13. Then this product is divided in the divider 15 by the existing value of the inverter μ, as a result, at the output of the divider according to algorithm 12, a control signal is generated corresponding to the required value of the angular diversity . This signal is fed to the antenna control input, where the required value of angular diversity is set.
Устройство задержки 13 обеспечивает задержку использования поступающего на его вход последующего значения углового разнесения в качестве существующего в данный момент разнесения αp, образуемого на его выходе. Величина задержки определяется временем необходимым для формирования нового сигнала управления. Это время ориентировочно складывается из времени перестройки углового разнесения в антенне и времени запаздывания сигналов (включая и время необходимое для оценки корреляции) от антенны до второго делителя 15.The delay device 13 provides a delay in the use of the subsequent value of the angular diversity arriving at its input as the currently existing diversity α p formed at its output. The amount of delay is determined by the time necessary to form a new control signal. This time is approximately the sum of the time of adjustment of the angular diversity in the antenna and the delay time of the signals (including the time necessary to estimate the correlation) from the antenna to the second divider 15.
Использование амплитудного радиопеленгатора обеспечивает, во-первых, уменьшение смещения оценки пеленга вследствие устранения априорной неопределенности в пеленгационной чувствительности и во-вторых равноточность измерений ввиду стабилизации пеленгационной чувствительности посредством адаптивной перестройки углового разнесения диаграмм направленности в меняющихся условиях распространения радиоволн на трассах с рассеянием. The use of an amplitude direction finder provides, firstly, a decrease in the bearing estimation bias due to elimination of a priori uncertainty in direction-finding sensitivity and secondly, the uniformity of measurements due to stabilization of direction-finding sensitivity by adaptive adjustment of the angular spacing of radiation patterns in changing propagation conditions of radio waves on scattered paths.
Источники информации
1. Леонов А. И. Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация. М. Радио и связь, 1984, с.67 (прототип).Information sources
1. Leonov A. I. Fomichev K.I. Monopulse radar. M. Radio and communications, 1984, p. 67 (prototype).
2. Шифрин Я. С. Вопросы статистической теории антенн. М. Сов. радио, 1970, с.265 266. 2. Shifrin Ya. S. Questions of the statistical theory of antennas. M. Sov. Radio, 1970, p. 265 266.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93014677A RU2071080C1 (en) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | Amplitude direction finder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93014677A RU2071080C1 (en) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | Amplitude direction finder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93014677A RU93014677A (en) | 1996-02-27 |
RU2071080C1 true RU2071080C1 (en) | 1996-12-27 |
Family
ID=20138994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93014677A RU2071080C1 (en) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | Amplitude direction finder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2071080C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2596018C1 (en) * | 2015-07-29 | 2016-08-27 | Борис Николаевич Горевич | Method for amplitude direction finding of radio signal sources |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2486535C1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device to detect direction at signal source |
-
1993
- 1993-03-22 RU RU93014677A patent/RU2071080C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Леонов А.И., Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация.- М.: Радио и связь, 1984, с. 67. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2596018C1 (en) * | 2015-07-29 | 2016-08-27 | Борис Николаевич Горевич | Method for amplitude direction finding of radio signal sources |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109302690B (en) | Non-line-of-sight indoor positioning method based on optimized Kalman filtering | |
US4316191A (en) | Low angle radar processing means | |
US5343212A (en) | (AOA/LBI) emitter ranging method and apparatus | |
US4323898A (en) | Polarization detector | |
US4323899A (en) | Polarization detector | |
US4075555A (en) | Electronic phase comparison apparatus for the remote measurement of layer thickness | |
US4538150A (en) | Self-calibration of stacked beam radar | |
KR960009925B1 (en) | Rapid received signal strength indication | |
EP0110260B1 (en) | Pulse radar apparatus | |
US3290684A (en) | Directional receiving systems | |
RU2071080C1 (en) | Amplitude direction finder | |
RU2078348C1 (en) | Double-channel direction finder | |
CA1159934A (en) | Cancellation of group delay error by dual speed of rotation | |
RU2666555C2 (en) | One-position correlation goniometric relative-long-dimensional method for determining the coordinates of the location of radio emission sources | |
US3991418A (en) | Electromagnetic wave direction finding using Doppler techniques | |
RU2657237C1 (en) | One-way method of the radio frequency sources location | |
RU2071079C1 (en) | Adaptive radio direction finder | |
Gregoire et al. | Advanced ESM AOA and location techniques | |
RU2115133C1 (en) | Direction finder | |
RU2074404C1 (en) | Direction finder of scanning sources | |
Berkowitz et al. | Information derivable from monopulse radar measurements of two unresolved targets | |
EP0042730B1 (en) | Radar polarisation detector and method of radar target detection | |
RU2115134C1 (en) | Monopulse direction finder | |
US3243815A (en) | Radar testing apparatus | |
RU2065172C1 (en) | Amplitude-type direction finder |