RU2073878C1 - Phase direction finder of scanning sources - Google Patents
Phase direction finder of scanning sources Download PDFInfo
- Publication number
- RU2073878C1 RU2073878C1 RU93008774A RU93008774A RU2073878C1 RU 2073878 C1 RU2073878 C1 RU 2073878C1 RU 93008774 A RU93008774 A RU 93008774A RU 93008774 A RU93008774 A RU 93008774A RU 2073878 C1 RU2073878 C1 RU 2073878C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- divider
- output
- direction finder
- source
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к радиопеленгации и может быть использовано в радиомаячных навигационных системах. The invention relates to direction finding and can be used in beacon navigation systems.
Существует достаточно широкий круг возможных реализаций разностно-фазового способа определения углового положения источников излучения. В основе своей эти устройства содержат две разнесенные на некоторое расстояние, называемое "базой", антенны, каждая из которых через приемник подключена к входу фазометра соединенного с индикатором. Такой фазовый пеленгатор (см. [1] с. 131, рис. П2.9) наиболее близок к заявляемому. Оценка пеленга в таком пеленгаторе производится по измеренному значению разности фаз и ее априори известной зависимости от углового положения источника - пеленгационной характеристике (ПХ):
где Dv разность фаз;
d база;
l длина волны.There is a fairly wide range of possible implementations of the phase difference method for determining the angular position of radiation sources. Basically, these devices contain two antennas spaced at some distance, called the "base", each of which is connected through a receiver to the input of the phase meter connected to the indicator. Such a phase direction finder (see [1] p. 131, Fig. A2.9) is closest to the claimed one. Bearing is evaluated in such a direction finder based on the measured value of the phase difference and its a priori known dependence on the angular position of the source — direction finding characteristic (HR):
where Dv is the phase difference;
d base;
l wavelength.
Считающаяся известной крутизна ПХ, определяющая пеленгационную чувствительность (ПЧ) пеленгатора,
Из (2) и (1) следует обычно используемый алгоритм пеленгования:
Стремление увеличить дальность действия фазовых пеленгаторов приводит к необходимости увеличения апертур их антенн, а это в свою очередь ведет при частично когерентном поле в месте приема (в рассеивающих средах) к "уменьшению величины фазовой расстройки" (т.е. разности фаз) при не нулевых значениях пеленга (см. например, [2] с. 62). Это означает потерю пеленгационной чувствительности и появлении ее связи с состоянием канала распространения.The well-known steepness of the HR determining the direction-finding sensitivity (IF) of the direction finder,
From (2) and (1) the commonly used direction finding algorithm follows:
The desire to increase the range of phase direction finders leads to the need to increase the apertures of their antennas, and this, in turn, leads to a “decrease in phase mismatch" (i.e., phase difference) with non-zero at a partially coherent field at the receiving site (in scattering media) bearing values (see, for example, [2] p. 62). This means the loss of direction-finding sensitivity and the appearance of its connection with the state of the distribution channel.
Появление априорной неопределенности в ПЧ и использование в этом случае в алгоритме (3) значения ПЧ (2), справедливого для когерентных условий, приводит к смещению оценки пеленга, т.е. к ошибке, величина которой зависит от когерентности поля в месте приема. The appearance of a priori uncertainty in the IF and the use in this case in the algorithm (3) of the IF value (2), which is valid for coherent conditions, leads to a shift in the bearing estimate, i.e. to an error whose magnitude depends on the coherence of the field at the receiving location.
Устранение этого недостатка в предположении вращения (сканирования) диаграммы направленности (ДН) источника производится в рассматриваемом фазовом пеленгаторе. The elimination of this drawback under the assumption of rotation (scanning) of the radiation pattern (ND) of the source is performed in the considered phase direction finder.
Для этого в фазовый пеленгатор, содержащий две антенны, каждая из которых через приемник подключена к входу фазометра, делитель, первый вход которого соединен с выходом фазометра, а выход делителя подключен к индикатору, и клемму ввода значения крутизны пеленгационной характеристики, введены амплитудный детектор, дифференциатор, измеритель угловой скорости сканирования диаграммы направленности источника, второй и третий делители, устройство образования модуля, вычитатель, умножитель, клемма ввода ширины диаграммы направленности источника и клемма ввода значения ширины диаграммы направленности пеленгатора, причем выход одного из приемников через последовательно соединенные амплитудный детектор и измеритель угловой скорости сканирования диаграммы направленности источника подключен к второму входу второго делителя, первый вход которого через дифференциатор соединен с выходом фазометра, выход второго делителя через устройство образования модуля подключен к первому входу умножителя, второй вход которого через квадратор соединен с выходом третьего делителя, первый вход третьего делителя соединен с клеммой ввода значения ширины диаграммы направленности источника, второй вход третьего делителя подключен к клемме ввода значения ширины диаграмм направленности пеленгатора, второй вход первого делителя подключен к выходу вычитателя, первый вход которого соединен с выходом умножителя, а второй вход вычитателя соединен с клеммой ввода значения крутизны пеленгационной характеристики. На чертеже изображена структурная электрическая схема фазового пеленгатора. To do this, a phase direction finder containing two antennas, each of which is connected through a receiver to the input of the phase meter, a divider, the first input of which is connected to the output of the phase meter, and the output of the divider is connected to the indicator, and an amplitude detector, a differentiator are introduced to the input terminal for the value of the steepness of the direction-finding characteristic. , a meter of angular velocity of scanning a radiation pattern of a source, second and third dividers, a device for module formation, a subtractor, a multiplier, a terminal for inputting a width of a radiation pattern of a source a nickname and an input terminal for the direction finder beam width, the output of one of the receivers through a series-connected amplitude detector and a meter of angular scanning speed of the source beam connected to the second input of the second divider, the first input of which through the differentiator is connected to the output of the phase meter, the output of the second divider through the device the formation of the module is connected to the first input of the multiplier, the second input of which is connected through the quadrator to the output of the third divider, the first the third input of the third divider is connected to the input terminal of the beam width of the source, the second input of the third divider is connected to the input terminal of the width of the direction finder, the second input of the first divider is connected to the output of the subtractor, the first input of which is connected to the output of the multiplier, and the second input of the subtractor is connected with the input terminal of the steepness value of the direction-finding characteristic. The drawing shows a structural electrical diagram of a phase direction finder.
Фазовый пеленгатор содержит две одинаковые антенны 1 и 2, два приемника 3 и 4, фазометр 5, амплитудный детектор 6, дифференциатор 7, первый делитель 8, измеритель 9 угловой скорости сканирования диаграммы направленности источника, второй делитель 10, индикатор 11, третий делитель 12, устройство 13 образования модуля, вычитатель 14, квадратор 15, умножитель 16, клемму К1 ввода значения ширины диаграммы направленности источника, клемму К2 ввода значения ширины диаграмм направленности пеленгатора, клемму К3 ввода значения крутизны пеленгационной характеристики. The phase direction finder contains two identical antennas 1 and 2, two receivers 3 and 4, a phase meter 5, an amplitude detector 6, a differentiator 7, a first divider 8, a meter 9 for the angular velocity of scanning the radiation pattern of the source, a second divider 10, indicator 11, a third divider 12, module formation device 13, subtractor 14, quadrator 15, multiplier 16, source radiation pattern width input terminal K1, direction finder width input terminal K2, direction finding steepness value input terminal K3 character Istics.
Для описания работы пеленгатора необходимо сделать некоторые пояснения. To describe the operation of the direction finder, some explanation is necessary.
Преодоление априорной неопределенности в крутизне пеленгационной характеристики оказалось возможным в рассматриваемом пеленгаторе посредством установления и использования ее связи с дополнительно измеряемым параметром сигнала крутизной изменения разности фаз, обусловленной сканированием ДН источника и рассеянием на трассе (см. например, [1] с. 103, рис. 6.6). В результате использования этого параметра было получено
где μ пеленгационная чувствительность пеленгатора с учетом снижения когерентности поля в месте приема;
mb крутизна изменения разности фаз, обусловленная сканированием диаграммы направленности источника и рассеянием на трассе;
qи ширина ДН источника на уровне З дБ от максимума;
θ ширина ДН пеленгатора.It was possible to overcome a priori uncertainty in the steepness of the direction-finding characteristic in the direction finder under consideration by establishing and using its relationship with the additionally measured signal parameter of the steepness of the phase difference change due to scanning of the source beam and scattering along the path (see, for example, [1] p. 103, Fig. 6.6). As a result of using this parameter, it was obtained
where μ is the direction-finding sensitivity of the direction finder, taking into account the decrease in field coherence at the receiving site;
m b the steepness of the change in phase difference due to scanning the source radiation pattern and scattering along the path;
q and the width of the source beam at the level of 3 dB from the maximum;
θ width of the direction finder DN.
Использование знака модуля в (4) исключает зависимость оценки ПЧ от направления вращения ДН источника. The use of the sign of the module in (4) eliminates the dependence of the IF estimate on the direction of rotation of the source beam.
Крутизна изменения разности фаз mb в алгоритме (4) является угловым эквивалентом крутизны изменения разности фаз во времени. Практическое измерение mb производится через угловую скорость сканирования ДН источника:
где b угловое положение ДН источника;
t время;
W угловая скорость сканирования ДН источника.The slope of the change in phase difference m b in algorithm (4) is the angular equivalent of the slope of the change in phase difference in time. A practical measurement of m b is made through the angular scanning speed of the source beam:
where b is the angular position of the source source;
t time;
W is the angular velocity of scanning the source beam.
Располагая (4) и (5), искомый алгоритм оценки пеленга может быть представлен в следующем виде:
Этот алгоритм и реализуется в рассматриваемом пеленгаторе.Having (4) and (5), the desired bearing estimation algorithm can be represented as follows:
This algorithm is implemented in the direction finder under consideration.
Фазовый пеленгатор работает следующим образом. Phase direction finder works as follows.
Колебания с выходов антенн 1 и 2 в приемниках 3 и 4 усиливаются, при необходимости преобразуются и нормализуются к виду, необходимому для работы фазометра 5, и подаются на его входы. The oscillations from the outputs of antennas 1 and 2 in the receivers 3 and 4 are amplified, if necessary they are converted and normalized to the form necessary for the operation of the phasemeter 5, and fed to its inputs.
Сигнал с выхода одного из приемников детектируется амплитудным детектором 6, на выходе которого выделяется огибающая пачки, образованная сканированием ДН источника. The signal from the output of one of the receivers is detected by an amplitude detector 6, at the output of which a packet envelope is formed, formed by scanning the source beam.
По сигналу с амплитудного детектора 6 в измерителе 9 происходить определение угловой скорости сканирования ДН источника Ω. Ее определение может, например, производиться через измерение периода обзора ДН источника посредством формирования на выходе измерителя 9 сигнала, пропорционального W = 2π/T, где Т измеренное значение периода обзора. The signal from the amplitude detector 6 in the meter 9 to determine the angular velocity of scanning the bottom of the source source Ω. Its determination can, for example, be carried out by measuring the period of review of the source DN by generating at the output of the meter 9 a signal proportional to W = 2π / T, where T is the measured value of the period of review.
Сигнал, пропорциональный разности фаз, с выхода фазометра 5 поступает на дифференциатор 7, на выходе которого образуется значение производной dΔΦ/dt, и после деления ее во втором делителе 10 на угловую скорость сканирования Ω в соответствии с (5) на выходе второго делителя 10 формируется значение крутизны изменения разности фаз mb. Модуль этого значения, образующийся на выходе устройства 13 образования модуля, поступает на первый вход умножителя 16.The signal proportional to the phase difference from the output of the phasemeter 5 is fed to a differentiator 7, at the output of which the derivative dΔΦ / dt is formed, and after dividing it in the second divider 10 by the angular scanning speed Ω in accordance with (5), the output of the second divider 10 is formed the value of the slope of the phase difference m b . The module of this value, which is formed at the output of the module formation device 13, is fed to the first input of the multiplier 16.
На клеммы К1 и К2, соединенные с входами третьего делителя 12, вводятся значения соответственно ширины диаграммы направленности источника qи и ширины диаграмм направленности пеленгатора θ. Частное от их деления qи/θ возводится в квадраторе 15 в квадрат и поступает на второй вход умножителя 16, где перемножается со значением модуля крутизны .The terminals K1 and K2 are connected to the inputs of the third divider 12 is inputted values, respectively, beam width of the source and q and width direction finder patterns θ. The quotient of their division q and / θ is squared in squared 15 and fed to the second input of the multiplier 16, where it is multiplied with the value of the slope modulus .
В вычитателе 14 происходит вычитание значения сигнала, имеющегося на выходе умножителя 16, из введенного на клемму К3 значения крутизны пеленгационной характеристики (2): mo= 2πd/λ, считающейся известной. В результате на выходе вычитателя 14 в соответствии с (4) образуется значение пеленгационной чувствительности пеленгатора (μ), учитывающее снижение когерентности поля в месте приема.In the subtractor 14, the value of the signal present at the output of the multiplier 16 is subtracted from the value of the steepness of the direction-finding characteristic (2) introduced at terminal K3: m o = 2πd / λ, which is considered known. As a result, the value of the direction-finding sensitivity of the direction finder (μ) is formed at the output of the subtractor 14 in accordance with (4), taking into account the decrease in the coherence of the field at the receiving site.
Деление в первом делителе 8, имеющемся на выходе фазометра 5, значения разности фаз на существующее в данный момент на выходе вычитателя 14 значение пеленгационной чувствительности μ приводит согласно алгоритму (6) к формированию на выходе делителя 8 оценки пеленга, отображаемой на индикаторе 11. The division in the first divider 8, which is available at the output of the phasemeter 5, of the phase difference value by the direction-finding sensitivity μ existing at the current moment at the output of the subtractor 14 leads, according to algorithm (6), to form a bearing estimate displayed on the indicator 11 at the output of the divider 8.
Таким образом, реализация алгоритмов (4) (6) в рассматриваемом фазовом пеленгаторе позволяет повысить точность пеленгования сканирующих источников на трассах с рассеянием путем преодоления априорной неопределенности в пеленгационной чувствительности посредством установления и использования ее связи с дополнительно измеряемым параметром сигнала крутизной изменения разности фаз, обусловленной сканированием ДН источника и наличием рассеяния на трассе. Thus, the implementation of algorithms (4) (6) in the phase direction finder under consideration allows us to increase the accuracy of direction finding of scanning sources on scattered paths by overcoming a priori uncertainty in direction-finding sensitivity by establishing and using its relationship with the additionally measured signal parameter of the steepness of the phase difference change due to scanning Source path and the presence of scattering on the path.
Литература
1. Шарыгин Г.С. Статистическая структура поля УКВ за горизонтом. М. Радио и связь, 1983.Literature
1. Sharygin G.S. The statistical structure of the VHF field over the horizon. M. Radio and Communications, 1983.
2. Фортес В.В. Влияние конечных размеров антенн на флуктуационные характеристики сигналов при распространении радиоволн в тропосфере. - Радиотехника, 1987, N 12. 2. Fortes VV The influence of the final dimensions of the antennas on the fluctuation characteristics of signals during the propagation of radio waves in the troposphere. - Radio engineering, 1987, N 12.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93008774A RU2073878C1 (en) | 1993-02-16 | 1993-02-16 | Phase direction finder of scanning sources |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93008774A RU2073878C1 (en) | 1993-02-16 | 1993-02-16 | Phase direction finder of scanning sources |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2073878C1 true RU2073878C1 (en) | 1997-02-20 |
Family
ID=20137349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93008774A RU2073878C1 (en) | 1993-02-16 | 1993-02-16 | Phase direction finder of scanning sources |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2073878C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2704241C1 (en) * | 2019-04-11 | 2019-10-25 | Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" | Narrow-band signal correlation device |
-
1993
- 1993-02-16 RU RU93008774A patent/RU2073878C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Шарыгин Г.С. Статистическая структура поля УКВ за горизонтом.- М., Радио и связь, 1983, с. 131. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2704241C1 (en) * | 2019-04-11 | 2019-10-25 | Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" | Narrow-band signal correlation device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3730628A (en) | Electronic distance measuring method and apparatus | |
US5125736A (en) | Optical range finder | |
US7982859B2 (en) | Method and device for deriving geodetic distance data | |
US3935575A (en) | Circuitry for determining direction of impingement of a received signal | |
US3243812A (en) | Radio ranging device | |
RU2115137C1 (en) | Range-finding method of location and components of vector of velocity of objects by radio signals of spacecraft of satellite radio navigation systems | |
US3838424A (en) | Microwave interference pattern sensor | |
RU2073878C1 (en) | Phase direction finder of scanning sources | |
US3991418A (en) | Electromagnetic wave direction finding using Doppler techniques | |
Berkowitz et al. | Information derivable from monopulse radar measurements of two unresolved targets | |
US4593700A (en) | Ultrasonic wave blood flow meter | |
RU2110077C1 (en) | Method determining course angle and coordinates of locations of objects by radio signals of spacecraft of satellite radio navigation systems | |
RU2071080C1 (en) | Amplitude direction finder | |
RU2078348C1 (en) | Double-channel direction finder | |
RU2065172C1 (en) | Amplitude-type direction finder | |
RU2212684C1 (en) | Radio altimeter | |
RU2165628C1 (en) | Phase direction finder | |
RU2074404C1 (en) | Direction finder of scanning sources | |
RU2260814C1 (en) | Method for automatic inspection of radio-frequency emission sources | |
RU2071079C1 (en) | Adaptive radio direction finder | |
RU2152053C1 (en) | Radio distance meter | |
SU1645818A1 (en) | Phasic light distance finder | |
RU2197001C2 (en) | Range-only radar | |
RU2152052C1 (en) | Radio distance meter | |
US3761926A (en) | Method and apparatus for improving the accuracy of doppler velocity measurement over the sea |