RU2134429C1 - Phase direction finding method - Google Patents

Phase direction finding method Download PDF

Info

Publication number
RU2134429C1
RU2134429C1 RU97119837A RU97119837A RU2134429C1 RU 2134429 C1 RU2134429 C1 RU 2134429C1 RU 97119837 A RU97119837 A RU 97119837A RU 97119837 A RU97119837 A RU 97119837A RU 2134429 C1 RU2134429 C1 RU 2134429C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
voltage
radiation source
intermediate frequency
direction finding
Prior art date
Application number
RU97119837A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97119837A (en
Inventor
В.И. Дикарев
И.Н. Карелов
А.И. Замарин
Original Assignee
Военный инженерно-космический университет им.А.Ф.Можайского
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 Военный инженерно-космический университет им.А.Ф.Можайского filed Critical Военный инженерно-космический университет им.А.Ф.Можайского
Priority to RU97119837A priority Critical patent/RU2134429C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2134429C1 publication Critical patent/RU2134429C1/en
Publication of RU97119837A publication Critical patent/RU97119837A/en

Links

Images

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

FIELD: radiolocation and radio navigation. SUBSTANCE: complex signals are received by five antennas positioned in the form of geometric right angle in which vertex antenna of measurement channel is placed, signals are frequency converted and voltages of first intermediate frequency are isolated to form by this one measurement and four direction finding channels. Phase difference between harmonic oscillations on frequency of second heterodyne and voltage of second heterodyne is measured in measurement channel and is used to evaluate values of azimuth and angle of elevation of signal radiation source. Phase difference between harmonic voltage on frequency of first heterodyne and voltage of first heterodyne is measured, carrier frequency of received signal is measured as well as angle of sight of radiation source of complex signal and difference of phase differences between first direction finding and measurement channels, between second and first direction finding channels in azimuthal plane. Their values are used to determine range to signal radiation source. EFFECT: expanded functional capabilities of method by location of radiation source of complex signals. 2 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемый способ относится к радиолокации, радионавигации и может быть использован для определения местоположения источников излучения сложных сигналов. The proposed method relates to radar, radio navigation and can be used to determine the location of the radiation sources of complex signals.

В качестве базового способа выбран фазовый способ пеленгации (Космические траекторные измерения. Под общей редакцией П.А. Агаджанова и др. М.: "Сов. радио", 1969, с.244-245). Указанному способу свойственно противоречие между требованиями точности измерений и однозначности отсчета угла. Действительно, согласно формуле

Figure 00000002

где d - расстояние между антеннами (измерительная база);
λ - длина волны;
α - угол прихода радиоволн,
фазовый способ тем чувствительнее к изменению угла α, чем больше относительный размер базы
Figure 00000003
Но с ростом
Figure 00000004
уменьшается значение угловой координаты α, при котором разность фаз Δφ превосходит значение 2π, т.е. наступает неоднозначность отсчета. Разрешение отмеченного противоречия в данном способе достигается применением нескольких измерительных баз (многошкальность).As the basic method, the phase direction finding method was chosen (Cosmic trajectory measurements. Under the general editorship of P. A. Agadzhanov and others. M .: Sov. Radio, 1969, p. 244-245). The specified method is characterized by a contradiction between the requirements of measurement accuracy and the uniqueness of the angle reading. Indeed, according to the formula
Figure 00000002

where d is the distance between the antennas (measuring base);
λ is the wavelength;
α is the angle of arrival of radio waves,
the phase method is the more sensitive to the change in the angle α, the larger the relative size of the base
Figure 00000003
But with growth
Figure 00000004
the value of the angular coordinate α decreases, at which the phase difference Δφ exceeds the value 2π, i.e. ambiguity of counting occurs. The resolution of the noted contradiction in this method is achieved by the use of several measuring bases (multiscale).

Однако базовый способ пеленгации не обеспечивает возможности для измерения дальности до источника излучения сложных сигналов, т.е. не позволяет определять местоположение источника излучения сложных сигналов. However, the basic direction finding method does not provide the ability to measure the distance to the radiation source of complex signals, i.e. does not allow to determine the location of the radiation source of complex signals.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа путем определения местоположения источника излучения сложных сигналов. The aim of the invention is to expand the functionality of the method by determining the location of the radiation source of complex signals.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, основанном на приеме сигналов на три антенны, расположенные в азимутальной плоскости на одной линии, преобразовании их по частоте и выделении напряжений первой промежуточной частоты, в угломестной плоскости размещают две дополнительные антенны на другой линии, перпендикулярной первой, принимают на них сигналы, преобразуют последние по частоте и выделяют напряжения первой промежуточной частоты, образуя тем самым один измерительный и четыре пеленгационных канала, по два на каждую плоскость, в измерительном канале напряжение первой промежуточной частоты второй раз преобразуют по частоте, выделяют напряжение второй промежуточной частоты, перемножают его с напряжениями первой промежуточной частоты пеленгационных каналов, из полученных напряжений выделяют гармонические колебания на частоте второго гетеродина с сохранением фазовых соотношений, измеряют разности фаз между гармоническими колебаниями и напряжением второго гетеродина и по ним оценивают значение азимута и угла места источника излучения сигнала, перемножают принимаемый сигнал второго пеленгационного канала с напряжением первой промежуточной частоты первого пеленгационного канала в азимутальной плоскости, из полученного напряжения выделяют гармоническое колебание на частоте первого гетеродина с сохранением фазовых соотношений, измеряют разность фаз между гармоническим колебанием и напряжением первого гетеродина, измеряют несущую частоту принимаемого сигнала, угол визирования источника излучения сигнала и разность разностей фаз между первым пеленгационным и измерительным каналами, а также между вторым и первым пеленгационными каналами в азимутальной плоскости и по их значению оценивают дальность до источника излучения сигнала, по измеренным значениям азимута, угла места и дальности определяют местоположение источника излучения сигнала. This goal is achieved by the fact that in a method based on the reception of signals to three antennas located in the azimuthal plane on one line, converting them in frequency and isolating the voltages of the first intermediate frequency, two additional antennas are placed on the elevated plane on another line perpendicular to the first, receive signals from them, transform the latter in frequency and isolate the voltages of the first intermediate frequency, thereby forming one measuring and four direction finding channels, two for each plane Then, in the measuring channel, the voltage of the first intermediate frequency is converted a second time in frequency, the voltage of the second intermediate frequency is isolated, it is multiplied with the voltages of the first intermediate frequency of the direction finding channels, harmonic oscillations at the frequency of the second local oscillator are retained from the obtained voltages while maintaining phase relationships, the phase differences between harmonic oscillations and the voltage of the second local oscillator and from them evaluate the azimuth and elevation angle of the signal radiation source, multiplying t is the received signal of the second direction-finding channel with the voltage of the first intermediate frequency of the first direction-finding channel in the azimuthal plane, harmonic oscillation at the frequency of the first local oscillator is preserved from the received voltage while maintaining phase relationships, the phase difference between the harmonic oscillation and the voltage of the first local oscillator is measured, the carrier frequency of the received signal is measured, angle of sight of the signal radiation source and the phase difference between the first direction finding and measuring channels And between the second and first direction finding channels in the azimuthal plane and their distance estimate value signal to the radiation source, the measured values of the azimuth, elevation and range determine the location of the radiation source.

Приемные антенны 1-5 размещают в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещают антенну 1 измерительного канала, образуя тем самым в каждой плоскости две измерительные базы d и 2d, между которыми устанавливают неравенство

Figure 00000005

где λ - длина волны.Receiving antennas 1-5 are placed in the form of a geometric right angle, at the top of which the antenna 1 of the measuring channel is placed, thereby forming two measuring bases d and 2d in each plane, between which the inequality
Figure 00000005

where λ is the wavelength.

При этом меньшие базы d образуют грубые, но однозначные шкалы отсчета углов, а большие базы 2d образуют точные, но неоднозначные шкалы отсчета углов. In this case, smaller bases d form rough, but unambiguous scales of reference angles, and large bases 2d form accurate, but ambiguous scales of reference angles.

Приемные антенны 1-5 могут быть размещены также в виде симметричного геометрического креста, в центре которого размещают антенну 1 измерительного канала. Receiving antennas 1-5 can also be placed in the form of a symmetrical geometric cross, in the center of which is placed the antenna 1 of the measuring channel.

Местоопределение источника излучения сложного сигнала по предлагаемому способу осуществляют путем выполнения следующей последовательности операций. The location of the radiation source of the complex signal according to the proposed method is carried out by performing the following sequence of operations.

1. Принимают сложные сигналы, например, с фазовой манипуляцией (ФМн) и нестабильной несущей частотой на пять антенн 1-5, расположенные в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещают антенну 1 измерительного канала:
u1(t) = U1cos[(ωc± Δω)t+φk(t)+φ1],
u2(t) = U2cos[(ωc± Δω)t+φk(t)+φ2],
u3(t) = U3cos[(ωc± Δω)t+φk(t)+φ3],
u4(t) = U4cos[(ωc± Δω)t+φk(t)+φ4],
u5(t) = U5cos[(ωc± Δω)t+φk(t)+φ5], 0 ≤ t ≤ Tc,
где U1-U2 - амплитуды сигналов;
ωc, Tc, φ15 - несущая частота, длительность и начальная фазы сигналов;
± Δω - нестабильность несущей частоты, вызванная различными дестабилизирующими факторами;
φk(t) = {0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции, причем φk(t) = const при
и< t < (k+1)τи и может изменяться скачком при t = kτи, т.e. на границах между элементарными посылками (к= 1,2,..., N-l);
τи, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Tc(Tc= Nτи).
2. Преобразуют их по частоте и выделяют напряжения первой промежуточной частоты:
uпр1(t) = Uпр1cos[(ωпр1± Δω)t+φk(t)+φпр1],
uпр2(t) = Uпр2cos[(ωпр1± Δω)t+φk(t)+φпр2],
uпр3(t) = Uпр3cos[(ωпр1± Δω)t+φk(t)+φпр3],
uпр4(t) = Uпр4cos[(ωпр1± Δω)t+φk(t)+φпр4],

Figure 00000006

где Uпр1=1/2K1U1Uг1; φпр1= φ1г1;
где Uпр2=1/2K1U2Uг2; φпр2= φ2г1;
где Uпр3=1/2K1U3Uг1; φпр3= φ3г1;
где Uпр4=1/2K1U4Uг2; φпр4= φ4г1;
где Uпр5=1/2K1U5Uг2; φпр5= φ5г1;
K1 - коэффициент передачи преобразователя частоты;
ωпр1= ωcг1 - первая промежуточная частота;
Uг1, ωг1, φг1 - амплитуда, частота и начальная фаза напряжения первого гетеродина,
образуя тем самым один измерительный и четыре пеленгационных канала, по два на каждую плоскость.1. Receive complex signals, for example, with phase shift keying (QPSK) and an unstable carrier frequency for five antennas 1-5, located in the form of a geometric right angle, at the top of which the antenna 1 of the measuring channel is placed:
u 1 (t) = U 1 cos [(ω c ± Δω) t + φ k (t) + φ 1 ],
u 2 (t) = U 2 cos [(ω c ± Δω) t + φ k (t) + φ 2 ],
u 3 (t) = U 3 cos [(ω c ± Δω) t + φ k (t) + φ 3 ],
u 4 (t) = U 4 cos [(ω c ± Δω) t + φ k (t) + φ 4 ],
u 5 (t) = U 5 cos [(ω c ± Δω) t + φ k (t) + φ 5 ], 0 ≤ t ≤ T c ,
where U 1 -U 2 are the amplitudes of the signals;
ω c , T c , φ 15 - carrier frequency, duration and initial phase of the signals;
± Δω - carrier frequency instability caused by various destabilizing factors;
φ k (t) = {0, π} is the manipulated component of the phase that displays the law of phase manipulation, and φ k (t) = const for
and <t <(k + 1) τ and u can change stepwise at t = kτ and , i.e. at the boundaries between elementary premises (k = 1,2, ..., Nl);
τ and , N is the duration and number of chips that make up the signal of duration T c (T c = Nτ and ).
2. Convert them in frequency and isolate the voltage of the first intermediate frequency:
u CR1 (t) = U CR1 cos [(ω CR1 ± Δω) t + φ k (t) + φ CR1 ],
u CR2 (t) = U CR2 cos [(ω CR1 ± Δω) t + φ k (t) + φ CR2 ],
u CR3 (t) = U CR3 cos [(ω CR1 ± Δω) t + φ k (t) + φ CR3 ],
u CR4 (t) = U CR4 cos [(ω CR1 ± Δω) t + φ k (t) + φ CR4 ],
Figure 00000006

where U CR1 = 1 / 2K 1 U 1 U g1 ; φ pr1 = φ 1g1 ;
where U pr2 = 1 / 2K 1 U 2 U g2 ; φ pr2 = φ 2g1 ;
where U pr3 = 1 / 2K 1 U 3 U g1 ; φ pr3 = φ 3g1 ;
where U pr4 = 1 / 2K 1 U 4 U g2 ; φ pr4 = φ 4g1 ;
where U pr5 = 1 / 2K 1 U 5 U g2 ; φ pr5 = φ 5g1 ;
K 1 - gear ratio of the frequency converter;
ω pr1 = ω cg1 is the first intermediate frequency;
U g1 , ω g1 , φ g1 - amplitude, frequency and initial phase of the voltage of the first local oscillator,
thereby forming one measuring and four direction finding channels, two on each plane.

3. В измерительном канале напряжение Uпр1(t) первой промежуточной частоты второй раз преобразуют по частоте и выделяют напряжение второй промежуточной частоты.3. In the measuring channel, the voltage U pr1 (t) of the first intermediate frequency is converted for the second time in frequency and the voltage of the second intermediate frequency is isolated.

uпр6(t) = Uпр6cos[(ωпр2± Δω)t+φпр6], 0 ≤ t ≤ Tc,
где Uпр1=1/2K1U1Uг1;
ωпр2= ωпр1г2 - вторая промежуточная частота;
φпр6= φпр1г2;
Uг2, ωг2, φг2 - амплитуда, частота и начальная фаза напряжения второго гетеродина.
u CR6 (t) = U CR6 cos [(ω CR2 ± Δω) t + φ CR6 ], 0 ≤ t ≤ T c ,
where U CR1 = 1 / 2K 1 U 1 U g1 ;
np2 ω = ω z2pr1 - second intermediate frequency;
φ = φ pr6 pr1r2;
U g2 , ω g2 , φ g2 - amplitude, frequency and initial phase of the voltage of the second local oscillator.

4. Перемножают напряжение второй промежуточной частоты uпр6(t) с напряжениями uпр2(t) - uпр5(t) первой промежуточной частоты пеленгационных каналов.4. Multiply the voltage of the second intermediate frequency u CR6 (t) with voltages u CR2 (t) - u CR5 (t) of the first intermediate frequency direction finding channels.

5. Из полученных напряжений выделяют гармонические колебания по частоте ωг2 второго гетеродина с сохранением фазовых соотношении:
u6(t) = U6cos(ωг2t+φг2+Δφ1),
u7(t) = U7cos(ωг2t+φг2+Δφ2),
u8(t) = U8cos(ωг2t+φг2+Δφ3),
u9(t) = U9cos(ωг2t+φг2+Δφ4), 0 ≤ t ≤ Tc,
где U6 = 1/2K2Uпр2Uпр6;
U7=1/2K2Uпр3Uпр6;
U8=1/2K2Uпр4Uпр6;
U9=1/2K2Uпр5Uпр6;
K2 - коэффициент передачи перемножителей;

Figure 00000007

Figure 00000008

Figure 00000009

Figure 00000010

d, 2d - измерительные базы;
α, β - угловые координаты в азимутальной и угломестной плоскостях
6. Измеряют разности фаз Δφ1÷ Δφ4 между гармоническими колебаниями u6(t)- u9(t) и напряжением второго гетеродина:
uг2(t) = Uг2cos(ωг2t+φг2)
и по ним оценивают значения азимута α и угла мест β источника излучения сигнала.5. From the obtained stresses, harmonic oscillations in frequency ω g2 of the second local oscillator are distinguished with the phase relation being preserved:
u 6 (t) = U 6 cos (ω g2 t + φ g2 + Δφ 1 ),
u 7 (t) = U 7 cos (ω g2 t + φ g2 + Δφ 2 ),
u 8 (t) = U 8 cos (ω g2 t + φ g2 + Δφ 3 ),
u 9 (t) = U 9 cos (ω g2 t + φ g2 + Δφ 4 ), 0 ≤ t ≤ T c ,
where U 6 = 1 / 2K 2 U pr2 U pr6 ;
U 7 = 1 / 2K 2 U pr3 U pr6 ;
U 8 = 1 / 2K 2 U pr4 U pr6 ;
U 9 = 1 / 2K 2 U pr5 U pr6 ;
K 2 - transmission coefficient of the multipliers;
Figure 00000007

Figure 00000008

Figure 00000009

Figure 00000010

d, 2d - measuring bases;
α, β - angular coordinates in the azimuthal and elevation planes
6. Measure the phase difference Δφ 1 ÷ Δφ 4 between harmonic oscillations u 6 (t) - u 9 (t) and the voltage of the second local oscillator:
u g2 (t) = U g2 cos (ω g2 t + φ g2 )
and they estimate the azimuth α and elevation angle β of the signal source.

7. Перемножают принимаемый сигнал u2(t) первого пеленгационного канала с напряжением uпр3(t) первой промежуточной частоты второго пеленгационного канала в азимутальной плоскости.7. Multiply the received signal u 2 (t) of the first direction-finding channel with a voltage of u pr3 (t) of the first intermediate frequency of the second direction-finding channel in the azimuth plane.

8. Из полученного напряжения выделяют гармоническое колебание на частоте ωг1 первого гетеродина с сохранением фазовых соотношений
u10(t) = U10cos(ωг1t+φг1+Δφ5), 0 ≤ t ≤ Tc,
где U10=1/2K1U3Uпр2;

Figure 00000011

9. Измеряют разность фаз Δφ5 между гармоническим колебанием u10(t) и напряжением первого гетеродина
uг1(t) = Uг1cos(ωг1t+φг1).
10. Измеряют несущую частоту ωc принимаемого сигнала и разность разностей фаз (фиг. 4)
Figure 00000012

Выразив sinα1 и sinα3 через стороны прямоугольных треугольников 11'И, 22'И и 33'И, получим
Figure 00000013

Figure 00000014

где D - дальность до источника излучения сложных сигналов. Вышеприведенные выражения можно записать в приближенном виде:
Figure 00000015

Figure 00000016

Значение разности фаз в приближенном виде выглядит следующим образом:
Figure 00000017

11. Искомую дальность D до источника излучения сложных сигналов оценивают по следующей формуле:
Figure 00000018

12. По измеренным значениям азимута α, угла места β и дальности D определяют местонахождение источника излучения сложных сигналов.8. From the obtained voltage, harmonic oscillation is isolated at a frequency ω g1 of the first local oscillator while maintaining phase relationships
u 10 (t) = U 10 cos (ω g1 t + φ g1 + Δφ 5 ), 0 ≤ t ≤ T c ,
where U 10 = 1 / 2K 1 U 3 U pr2 ;
Figure 00000011

9. The phase difference Δφ 5 between the harmonic oscillation u 10 (t) and the voltage of the first local oscillator is measured
u g1 (t) = U g1 cos (ω g1 t + φ g1 ).
10. Measure the carrier frequency ω c of the received signal and the phase difference (Fig. 4)
Figure 00000012

Expressing sinα 1 and sinα 3 through the sides of right triangles 11'I, 22'I and 33'I, we get
Figure 00000013

Figure 00000014

where D is the distance to the radiation source of complex signals. The above expressions can be written in approximate form:
Figure 00000015

Figure 00000016

The approximate value of the phase difference is as follows:
Figure 00000017

11. The desired range D to the radiation source of complex signals is estimated by the following formula:
Figure 00000018

12. From the measured values of the azimuth α, elevation angle β and range D determine the location of the radiation source of complex signals.

Предлагаемый фазовый способ пеленгации может быть реализован устройством, структурная схема которого представлена на фиг. 1. Взаимное расположение приемных антенн изображено на фиг. 2, 3, и 4. The proposed phase direction finding method can be implemented by a device whose structural diagram is shown in FIG. 1. The relative position of the receiving antennas is shown in FIG. 2, 3, and 4.

Устройство содержит приемные антенны 1-5, усилители 6-10 высокой частоты, первый гетеродин 11, смесители 12-16, 23, усилители 17-21 первой промежуточной частоты, второй гетеродин 22, усилитель 24 второй промежуточной частоты, перемножители 25-28, 29, узкополосные фильтры 30 - 34, фазометры 35-40, частотомер 41, вычислительный блок 42 и блок 43 регистрации. The device contains receiving antennas 1-5, high-frequency amplifiers 6-10, first local oscillator 11, mixers 12-16, 23, first-frequency amplifiers 17-21, second local oscillator 22, second intermediate frequency amplifier 24, multipliers 25-28, 29 , narrow-band filters 30 - 34, phase meters 35-40, frequency counter 41, computing unit 42 and registration unit 43.

Измерительный канал состоит из последовательно включенных антенны 1, усилителя 6 высокой частоты, смесителя 12, второй вход которого соединен с выходом гетеродина II, усилителя 17 первой промежуточной частоты, смесителя 23, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 22, усилителя 24 второй промежуточной частоты и частотомера 41. The measuring channel consists of a series-connected antenna 1, high-frequency amplifier 6, mixer 12, the second input of which is connected to the output of the local oscillator II, amplifier 17 of the first intermediate frequency, mixer 23, the second input of which is connected to the output of the local oscillator 22, amplifier 24 of the second intermediate frequency and frequency counter 41.

Каждый пеленгационный канал состоит из последовательно включенных антенны 2 (3, 4, 5), усилителя 7 (8, 9, 10) высокой частоты, смесителя 13 (14, 15, 16), второй вход которого соединен с выходом гетеродина 11, усилителя 18 (19, 20, 21) первой промежуточной частоты, перемножителя 25 (26, 27, 28), второй вход которого соединен с выходом усилителя 24 второй промежуточной частоты, узкополосного фильтра 30 (31, 32, 33) и фазометра 35 (36, 37, 38), второй вход которого соединен с выходом гетеродина 22. К выходу усилителя 7 высокой частоты последовательно подключен перемножитель 29, второй вход которого соединен с выходом усилителя 19 первой промежуточной частоты, узкополосный фильтр 34, фазометр 39, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 11, фазометр 40, второй вход которого соединен с выходом фазометра 35, вычислительный блок 42, второй вход которого соединен с выходом фазометра 39, а третий вход соединен с выходом частотомера 41, и блок регистрации 43, второй, третий, четвертый и пятый входы которого соединены с выходами фазометров 35-38 соответственно. Each direction finding channel consists of series-connected antennas 2 (3, 4, 5), a high-frequency amplifier 7 (8, 9, 10), a mixer 13 (14, 15, 16), the second input of which is connected to the output of the local oscillator 11, amplifier 18 (19, 20, 21) of the first intermediate frequency, multiplier 25 (26, 27, 28), the second input of which is connected to the output of the amplifier 24 of the second intermediate frequency, narrow-band filter 30 (31, 32, 33) and phase meter 35 (36, 37 , 38), the second input of which is connected to the output of the local oscillator 22. To the output of the high-frequency amplifier 7, a multiplier 29 is connected in series, the second input which is connected to the output of the amplifier 19 of the first intermediate frequency, a narrow-band filter 34, a phase meter 39, the second input of which is connected to the output of the local oscillator 11, a phase meter 40, the second input of which is connected to the output of the phase meter 35, the computing unit 42, the second input of which is connected to the output of the phase meter 39, and the third input is connected to the output of the frequency meter 41, and the registration unit 43, the second, third, fourth and fifth inputs of which are connected to the outputs of the phase meters 35-38, respectively.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Принимаемые сложные сигналы, например, с фазовой манипуляцией (ФМн) и нестабильной несущей частотой Uг1(t)-Uг5(t) с выходов антенн 1-5 через усилители 6 -10 высокой частоты поступают на первые входы смесителей 12-16 соответственно, на вторые входы которых подается напряжение первого гетеродина 11
uг1(t) = Uг1cos(ωг1t+φг1).
Ha выходах смесителей 12-16 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 17-21 выделяются напряжения uпр1(t)-uпр5(t) только первой промежуточной частоты. Напряжение uпр1(t) с выхода усилителя 17 первой промежуточной частоты поступает на первый вход смесителя 23, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 22
uг2(t) = Uг2cos(ωг2t+φг2).
На выходе смесителя 23 образуются напряжения комбинационных частот. Усилитель 24 выделяет напряжение uпр6(t) только второй промежуточной частоты, которое подается на вторые входы перемножителей 25-28, на первые входы которых поступают напряжения uпр2(t)-uпр5(t) первой промежуточной частоты. Из полученных напряжений узкополосными фильтрами 30-33 выделяются гармонические колебания u6(t)-u9(t), которые поступают на первые входы фазометров 35-38, на вторые входы которых подается напряжение uг2(t) гетеродина 22. Измеренные фазовые сдвиги Δφ1, Δφ2, Δφ3 и Δφ4 регистрируются в блоке 42 регистрации.
Received complex signals, for example, with phase shift keying (QPSK) and an unstable carrier frequency U g1 (t) -U g5 (t), from the outputs of antennas 1-5 through high-frequency amplifiers 6-10 enter the first inputs of the mixers 12-16, respectively the second inputs of which the voltage of the first local oscillator 11
u g1 (t) = U g1 cos (ω g1 t + φ g1 ).
At the outputs of the mixers 12-16 are formed the voltage of the Raman frequencies. Amplifiers 17-21 are allocated voltage u CR1 (t) -u CR5 (t) only the first intermediate frequency. The voltage u pr1 (t) from the output of the amplifier 17 of the first intermediate frequency is supplied to the first input of the mixer 23, the second input of which is the voltage of the local oscillator 22
u g2 (t) = U g2 cos (ω g2 t + φ g2 ).
At the output of the mixer 23, voltages of combination frequencies are generated. The amplifier 24 selects a voltage u pr6 (t) of only the second intermediate frequency, which is fed to the second inputs of the multipliers 25-28, the first inputs of which receive voltage u pr2 (t) -u pr5 (t) of the first intermediate frequency. From the obtained voltages, narrow-band filters 30-33 distinguish harmonic oscillations u 6 (t) -u 9 (t), which are fed to the first inputs of the phase meters 35-38, the second inputs of which are supplied with the voltage u r2 (t) of the local oscillator 22. The measured phase shifts Δφ 1 , Δφ 2 , Δφ 3 and Δφ 4 are registered in the registration unit 42.

Фазометром 39 измеряется фазовый сдвиг Δφ5. Разность разности фаз Δ(Δφ) = Δ(Δφ1-Δφ5) измеряется фазометром 40 и поступает в вычислительный блок 42, где определяется косвенным образом дальность D до источника излучения сложного сигнала, а затем регистрируется в блоке 43 регистрации. В последнем определяется местоположение источника излучения сложного сигнала.Phase 39 measures the phase shift Δφ 5 . The phase difference difference Δ (Δφ) = Δ (Δφ 1 -Δφ 5 ) is measured by a phase meter 40 and enters the computing unit 42, where the distance D to the radiation source of the complex signal is determined indirectly, and then recorded in the registration unit 43. The latter determines the location of the radiation source of the complex signal.

Максимальная ошибка определения дальности D

Figure 00000019

Таким образом, предполагаемый способ по сравнению с базовым обеспечивает определение дальности до источника излучения сигнала и измерение угла места, т. е. обеспечивает определение местонахождения источника излучения сигнала. При уменьшении угла визирования (азимута α) точность определения дальности увеличивается. Причем определение дальности производится практически мгновенно.Maximum range error D
Figure 00000019

Thus, the proposed method in comparison with the basic one provides a determination of the distance to the signal source of the signal and a measurement of the elevation angle, i.e., it provides the determination of the location of the signal radiation source. With a decrease in the viewing angle (azimuth α), the accuracy of determining the range increases. Moreover, the determination of range is made almost instantly.

Для устранения противоречия между точностью и однозначностью пеленгации источника излучения сложных сигналов в каждой плоскости используют две измерительные базы d и 2d, между которыми выполняется следующее неравенство:

Figure 00000020

При этом меньшая база d образует грубую, но однозначную шкалу отсчета угла, а большая база 2d образует точную, но неоднозначную шкалу отсчета угла. Указанные базы формируют пятью антеннами, которые располагают в виде прямого геометрического угла, в вершине которого помещают антенну 1 измерительного канала, или в виде симметричного геометрического креста, в центре которого помещают антенну 1 измерительного канала.To eliminate the contradiction between the accuracy and uniqueness of direction finding of the radiation source of complex signals in each plane, two measuring bases d and 2d are used, between which the following inequality holds:
Figure 00000020

In this case, the smaller base d forms a rough but unambiguous angle reference scale, and the larger base 2d forms an accurate, but ambiguous angle reference scale. These bases are formed by five antennas, which are placed in the form of a right geometric angle, at the top of which the antenna 1 of the measuring channel is placed, or in the form of a symmetrical geometric cross, in the center of which the antenna 1 of the measuring channel is placed.

Кроме того, предлагаемый способ пеленгации инвариантен к нестабильности несущей частоты и виду модуляции принимаемых сложных сигналов. In addition, the proposed method of direction finding is invariant to instability of the carrier frequency and the type of modulation of the received complex signals.

Тем самым функциональные возможности базового способа пеленгации расширены. Thereby, the functionality of the basic direction finding method is expanded.

Claims (3)

1. Фазовый способ пеленгации, основанный на приеме сигналов на три антенны, расположенные в азимутальной плоскости на одной линии, преобразовании их по частоте и выделении напряжений первой промежуточной частоты, отличающийся тем, что в угломестной плоскости размещают две дополнительные антенны на другой линии, перпендикулярной первой, принимают на них сигналы, преобразуют последние по частоте и выделяют напряжения первой промежуточной частоты, образуя тем самым один измерительный и четыре пеленгационных канала, по два на каждую плоскость, в измерительном канале напряжение первой промежуточной частоты второй раз преобразуют по частоте, выделяют напряжение второй промежуточной частоты, перемножают его с напряжениями первой промежуточной частоты пеленгационных каналов, из полученных напряжений выделяют гармонические колебания на частоте второго гетеродина с сохранением фазовых соотношений, измеряют разности фаз между гармоническими колебаниями и напряжением второго гетеродина и по ним оценивают значения азимута и угла места источника излучения сигнала, перемножают принимаемый сигнал первого пеленгационного канала с напряжением первой промежуточной частоты второго пеленгационного канала в азимутальной плоскости, из полученного напряжения выделяют гармоническое колебание на частоте первого гетеродина с сохранением фазовых соотношений, измеряют разность фаз между гармоническим колебанием и напряжением первого гетеродина, измеряют несущую частоту принимаемого сигнала, угол визирования источника излучения сигнала и разность разностей фаз между первым пеленгационным и измерительным каналами, а также между вторым и первым пеленгационными каналами в азимутальной плоскости и по их значению оценивают дальность до источника излучения сигнала, по измеренным значениям азимута, угла места и дальности определяют местоположение источника излучения сигнала. 1. Phase direction finding method based on the reception of signals on three antennas located in the azimuthal plane on one line, converting them in frequency and isolating the voltages of the first intermediate frequency, characterized in that two additional antennas are placed in the elevation plane on another line perpendicular to the first receive signals on them, transform the latter in frequency and isolate the voltages of the first intermediate frequency, thereby forming one measuring and four direction finding channels, two for each plane b) in the measuring channel, the voltage of the first intermediate frequency is converted a second time in frequency, the voltage of the second intermediate frequency is isolated, it is multiplied with the voltages of the first intermediate frequency of the direction finding channels, harmonic oscillations at the frequency of the second local oscillator are extracted from the obtained voltages while maintaining phase relationships, the phase differences between harmonic oscillations and the voltage of the second local oscillator and from them evaluate the azimuth and elevation angle of the signal radiation source, multiplying the received signal of the first direction-finding channel with the voltage of the first intermediate frequency of the second direction-finding channel in the azimuthal plane is extracted, the harmonic oscillation at the frequency of the first local oscillator is preserved from the received voltage while maintaining phase relations, the phase difference between the harmonic oscillation and the voltage of the first local oscillator is measured, the carrier frequency of the received signal is measured, angle of sight of the signal radiation source and the phase difference difference between the first direction finding and measuring channels and as well as between the second and the first direction finding channels in the azimuthal plane and their distance estimate value signal to the radiation source, the measured values of the azimuth, elevation and range determine the location of the radiation source. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что приемные антенны размещают в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещают антенну измерительного канала, образуя тем самым в каждой плоскости две измерительные базы d и 2d, между которыми устанавливают неравенство
Figure 00000021

где λ - длина волны;
при этом меньшие базы d образуют грубые, но однозначные шкалы отсчета углов, а большие базы 2d образуют точные, но неоднозначные шкалы отсчета углов.
2. The method according to claim 1, characterized in that the receiving antennas are placed in the form of a geometric right angle, at the top of which the antenna of the measuring channel is placed, thereby forming two measuring bases d and 2d in each plane, between which the inequality is established
Figure 00000021

where λ is the wavelength;
in this case, smaller bases d form coarse, but unambiguous scales of reference angles, and large bases 2d form accurate, but ambiguous scales of reference angles.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что приемные антенны размещают в виде симметричного геометрического креста, в центре которого помещают антенну измерительного канала. 3. The method according to claim 1, characterized in that the receiving antennas are placed in the form of a symmetrical geometric cross, in the center of which is placed the antenna of the measuring channel.
RU97119837A 1997-11-12 1997-11-12 Phase direction finding method RU2134429C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97119837A RU2134429C1 (en) 1997-11-12 1997-11-12 Phase direction finding method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97119837A RU2134429C1 (en) 1997-11-12 1997-11-12 Phase direction finding method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2134429C1 true RU2134429C1 (en) 1999-08-10
RU97119837A RU97119837A (en) 1999-09-27

Family

ID=20199507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97119837A RU2134429C1 (en) 1997-11-12 1997-11-12 Phase direction finding method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2134429C1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450283C1 (en) * 2011-02-08 2012-05-10 Открытое акционерное общество "Авангард" Direction finding phase method and phase direction finder for implementing said method
RU2526533C2 (en) * 2012-12-03 2014-08-27 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") Phase-based direction-finder
RU2532259C2 (en) * 2013-01-09 2014-11-10 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") Phase-based direction finding method
RU2536440C1 (en) * 2013-05-29 2014-12-27 Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро автоматики" Phase-based direction-finder
RU2543065C1 (en) * 2013-12-20 2015-02-27 Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро автоматики" Phase-based direction-finder
RU2616597C1 (en) * 2016-05-05 2017-04-18 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" Direction finder of radio-frequency source with wide-angle conical scan
RU2681203C1 (en) * 2018-03-14 2019-03-05 Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" Phase direction finding method and phase direction finder
RU2681942C1 (en) * 2018-03-28 2019-03-14 Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" Method of phase location finding and phase location finder

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450283C1 (en) * 2011-02-08 2012-05-10 Открытое акционерное общество "Авангард" Direction finding phase method and phase direction finder for implementing said method
RU2526533C2 (en) * 2012-12-03 2014-08-27 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") Phase-based direction-finder
RU2532259C2 (en) * 2013-01-09 2014-11-10 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") Phase-based direction finding method
RU2536440C1 (en) * 2013-05-29 2014-12-27 Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро автоматики" Phase-based direction-finder
RU2543065C1 (en) * 2013-12-20 2015-02-27 Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро автоматики" Phase-based direction-finder
RU2616597C1 (en) * 2016-05-05 2017-04-18 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" Direction finder of radio-frequency source with wide-angle conical scan
RU2681203C1 (en) * 2018-03-14 2019-03-05 Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" Phase direction finding method and phase direction finder
RU2681942C1 (en) * 2018-03-28 2019-03-14 Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" Method of phase location finding and phase location finder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0786529B2 (en) Device for determining position using signals from satellites
US20030132880A1 (en) Precision position measurement system
RU2134429C1 (en) Phase direction finding method
RU2365931C2 (en) Phase direction finding technique, phase direction-finder therefor
RU2562613C2 (en) Dichotomic multiplicative differential-relative method to detect coordinates of location of pulse radio radiation source
US3445847A (en) Method and apparatus for geometrical determinations
RU2290658C1 (en) Phase mode of direction finding and phase direction finder for its execution
RU2319162C1 (en) Circular direction finder
RU2435171C1 (en) Phase direction finding method and phase direction finder for implementing said method
RU2155352C1 (en) Phase method for direction finding and phase direction finder
RU2296432C1 (en) Method for autocorrelation receipt of noise-like signals
RU2175770C1 (en) Phase method of direction finding and phase direction finder for its realization
RU2450283C1 (en) Direction finding phase method and phase direction finder for implementing said method
US3975736A (en) Radio theodolite angle measuring apparatus
RU2402787C1 (en) Method of finding vessels in distress
RU2110077C1 (en) Method determining course angle and coordinates of locations of objects by radio signals of spacecraft of satellite radio navigation systems
RU97119837A (en) Phase method of direction finding
RU2122217C1 (en) Method of angular orientation of objects by radio navigation signals of spacecraft
RU2165628C1 (en) Phase direction finder
RU2526533C2 (en) Phase-based direction-finder
RU2189609C1 (en) Phase direction finder
RU2208808C2 (en) Omnidirectional radio direction finder
RU2206901C1 (en) Phase direction finder
RU2426143C1 (en) Method of phase direction finding and phase direction finder to this end
RU2010443C1 (en) Device for receiving linear frequency modulated wide-band signals