RU2175770C1 - Фазовый способ пеленгации и фазовый пеленгатор для его осуществления - Google Patents
Фазовый способ пеленгации и фазовый пеленгатор для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2175770C1 RU2175770C1 RU2000125331A RU2000125331A RU2175770C1 RU 2175770 C1 RU2175770 C1 RU 2175770C1 RU 2000125331 A RU2000125331 A RU 2000125331A RU 2000125331 A RU2000125331 A RU 2000125331A RU 2175770 C1 RU2175770 C1 RU 2175770C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- output
- input
- phase
- intermediate frequency
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радионавигации, радионавигации и может быть использовано для определения местоположения и движения источников излучения сложных сигналов. Техническим результатом изобретения является повышение помехоустойчивости и точности фазовой пеленгации излучателя путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам. Предлагаемый способ может быть реализован фазовым пеленгатором, который содержит приемные антенны, усилители высокой частоты, первый гетеродин, смесители, усилители первой промежуточной частоты, второй гетеродин, усилитель второй промежуточной частоты, перемножители, узкополосные фильтры, частотомеры, вычислительный блок, блок регистрации, сумматоры, фазоинвертор, фазовращатели на +90o, амплитудный детектор и ключ. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для определения местоположения и движения источников излучения сложных сигналов.
Известны фазовые способы пеленгации и фазовые пеленгаторы (патенты РФ NN 2003131, 2006872, 2010258, 2012010, 2134429, 2155352; Космические траекторные измерения. Под общей редакцией П.А. Агаджанова и др. М.: Сов. Радио, 1969, с. 244-245; И.Е. Кинкулькин и др. Фазовый метод определения координат. М.: Сов. Радио, 1979 и другие).
Базовым способом следует считать "Фазовый способ пеленгации" (патент РФ N 2155352, G 01 S 3/46, 1999), который обеспечивает определение дальности D, угловых координат α и β, радиальной скорости 
и угловых скоростей по азимуту 
и углу места 
излучателя. При этом по измеренным значениям дальности D и угловых скоростей 
и 
определяются тангенциальные составляющие вектора скорости излучателя, а по измеренным значениям шести радионавигационных параметров: трех координат D, α, β и трех скоростей 
определяется модуль вектора состояния излучателя, т. е. наряду с местоположением определяются параметры движения источника излучения сигнала.
Указанный способ обеспечивает преобразование частоты принимаемых сигналов, в процессе которого образуются дополнительные каналы приема. Это объясняется тем, что одно и то же значение первой промежуточной частоты 
может быть получено в результате приема сигналов на двух частотах ωc и ωз, т. е.
Следовательно, если частоту настройки ωc принять за основной канал приема, то наряду с ним будет иметь место зеркальный канал приема, частота ωз которого отличается от частоты ωc на
Кроме зеркального, существуют и другие, дополнительные (комбинационные) каналы приема. Наиболее вредными комбинационными каналами приема являются каналы, образующиеся при взаимодействии принимаемых сигналов с гармониками гетеродина малого порядка (второй, третьей и т.д.), так как чувствительность приемника по этим каналам близка к чувствительности основного канала. Так, двум комбинационным каналам соответствуют частоты:
Если частота помехи равна первой промежуточной частоте, то образуется канал прямого прохождения. Преобразователь частоты для данной помехи выполняет функцию простого передаточного звена.
Если частота помехи равна первой промежуточной частоте, то образуется канал прямого прохождения. Преобразователь частоты для данной помехи выполняет функцию простого передаточного звена.
Наличие ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам, приводит к снижению помехоустойчивости и точности фазовой пеленгации излучателя.
Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости и точности фазовой пеленгации излучателя путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам.
Поставленная задача решается тем, что в способе, основанном на приеме сигналов на пять антенн, расположенных в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещают антенну измерительного канала, общую для четырех пеленгационных каналов, расположенных в азимутальной и угломестной плоскостях, по два на каждую плоскость, образуя тем самым в каждой плоскости две измерительные базы d и 2d, между которыми устанавливают неравенство
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, преобразовании принимаемых сигналов по частоте, выделении напряжений первой промежуточной частоты, повторном преобразовании по частоте напряжения первой промежуточной частоты измерительного канала, выделении напряжения второй промежуточной частоты, перемножении его с напряжениями первой промежуточной частоты пеленгационных каналов, выделении из полученных напряжений гармонических колебаний на частоте второго гетеродина с сохранением фазовых соотношений, измерении разности фаз между гармоническими колебаниями и напряжением второго гетеродина и оценивании по ним значений азимута и угла места источника излучения сигнала, перемножении принимаемого сигнала первого пеленгационного канала с напряжением первой промежуточной частоты второго пеленгационного канала в азимутальной плоскости, выделении из полученного напряжения гармонического колебания на частоте первого гетеродина с сохранением фазовых соотношений, измерении несущей частоты принимаемого сигнала, угла визирования и разности разностей фаз между первым пеленгационным и измерительным каналами, а также между вторым и первым пеленгационными каналами в азимутальной плоскости и оценивании по их значениям дальности до источника излучения сигнала, определении по измеренным значениям азимута, угла места и дальности местоположения источника излучения сигнала, перемножении напряжения первой промежуточной частоты измерительного канала с напряжениями первой промежуточной частоты второго и четвертого пеленгационных каналов, расположенных в азимутальной и угломестной плоскостях соответственно, выделении из полученных напряжений гармонических колебаний с частотами, равными разности доплеровских частот, оценивании по ним значений угловых скоростей источника излучения сигнала по азимуту и углу места, осуществлении в измерительном канале двойного преобразования по частоте принимаемого сигнала с использованием двух эталонных частот и частоты подставки, которую вводят для определения знака доплеровского смещения, выделении гармонического колебания с доплеровским смещением, измерении его частоты и оценивании по величине и знаку доплеровского смещения величины и направления радиальной скорости источника излучения сигнала, определении по измеренным значениям дальности, радиальной скорости и угловых скоростей по азимуту и углу места модуля вектора скорости источника сигнала, в измерительном канале выделяют ложный сигнал, принимаемый на первой промежуточной частоте, сдвигают его по фазе на +180o и суммируют с исходным ложным сигналом, тем самым подавляя его, напряжение первого гетеродина сдвигают по фазе на +90o, используют его для преобразования по частоте принимаемого сигнала на несущей частоте, выделяют напряжение первой промежуточной частоты, сдвигают его по фазе на +90o и суммируют с исходным напряжением первой промежуточной частоты, полученное суммарное напряжение первой промежуточной частоты перемножают с принимаемым сигналом на несущей частоте, выделяют гармоническое напряжение на частоте первого гетеродина, детектируют его и используют для разрешения повторного преобразования по частоте суммарного напряжения первой промежуточной частоты.
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, преобразовании принимаемых сигналов по частоте, выделении напряжений первой промежуточной частоты, повторном преобразовании по частоте напряжения первой промежуточной частоты измерительного канала, выделении напряжения второй промежуточной частоты, перемножении его с напряжениями первой промежуточной частоты пеленгационных каналов, выделении из полученных напряжений гармонических колебаний на частоте второго гетеродина с сохранением фазовых соотношений, измерении разности фаз между гармоническими колебаниями и напряжением второго гетеродина и оценивании по ним значений азимута и угла места источника излучения сигнала, перемножении принимаемого сигнала первого пеленгационного канала с напряжением первой промежуточной частоты второго пеленгационного канала в азимутальной плоскости, выделении из полученного напряжения гармонического колебания на частоте первого гетеродина с сохранением фазовых соотношений, измерении несущей частоты принимаемого сигнала, угла визирования и разности разностей фаз между первым пеленгационным и измерительным каналами, а также между вторым и первым пеленгационными каналами в азимутальной плоскости и оценивании по их значениям дальности до источника излучения сигнала, определении по измеренным значениям азимута, угла места и дальности местоположения источника излучения сигнала, перемножении напряжения первой промежуточной частоты измерительного канала с напряжениями первой промежуточной частоты второго и четвертого пеленгационных каналов, расположенных в азимутальной и угломестной плоскостях соответственно, выделении из полученных напряжений гармонических колебаний с частотами, равными разности доплеровских частот, оценивании по ним значений угловых скоростей источника излучения сигнала по азимуту и углу места, осуществлении в измерительном канале двойного преобразования по частоте принимаемого сигнала с использованием двух эталонных частот и частоты подставки, которую вводят для определения знака доплеровского смещения, выделении гармонического колебания с доплеровским смещением, измерении его частоты и оценивании по величине и знаку доплеровского смещения величины и направления радиальной скорости источника излучения сигнала, определении по измеренным значениям дальности, радиальной скорости и угловых скоростей по азимуту и углу места модуля вектора скорости источника сигнала, в измерительном канале выделяют ложный сигнал, принимаемый на первой промежуточной частоте, сдвигают его по фазе на +180o и суммируют с исходным ложным сигналом, тем самым подавляя его, напряжение первого гетеродина сдвигают по фазе на +90o, используют его для преобразования по частоте принимаемого сигнала на несущей частоте, выделяют напряжение первой промежуточной частоты, сдвигают его по фазе на +90o и суммируют с исходным напряжением первой промежуточной частоты, полученное суммарное напряжение первой промежуточной частоты перемножают с принимаемым сигналом на несущей частоте, выделяют гармоническое напряжение на частоте первого гетеродина, детектируют его и используют для разрешения повторного преобразования по частоте суммарного напряжения первой промежуточной частоты.
Местоположение и модуль вектора состояния источника излучения, например, сложного сигнала с фазовой манипуляцией (ФМн), а также подавление дополнительных каналов приема по предлагаемому способу осуществляют путем выполнения следующей последовательности операций.
1. В измерительном канале выделяют ложный сигнал, принимаемый на первой промежуточной частоте
0≤t≤Tn,
где Un, ωn, φn, Tn - амплитуда, частота, начальная фаза и длительность ложного сигнала (помехи), принимаемого по каналу прямого прохождения на частоте
2. Сдвигают его по фазе на +180o
0≤t≤Tn.
0≤t≤Tn,
где Un, ωn, φn, Tn - амплитуда, частота, начальная фаза и длительность ложного сигнала (помехи), принимаемого по каналу прямого прохождения на частоте
2. Сдвигают его по фазе на +180o
0≤t≤Tn.
3. Суммируют с исходным ложным сигналом, тем самым подавляя его.
4. Принимают сложные ФМн-сигналы с нестабильной несущей частотой на пять антенн 1-5, расположенных в виде геометрического прямого угла (фиг. 2), в вершине которого помещают антенну 1 измерительного канала, образуя тем самым в каждой плоскости две измерительные базы d и 2d:
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-U5 - амплитуды сигналов;
ωc,φ1-φ5, Tc - несущая частота, длительность и начальные фазы сигналов;
±Δω - нестабильность несущей частоты, вызванная различными дестабилизирующими факторами, в том числе и эффектом Доплера;
φk(t) = {0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции, причем φk(t) = const при kτи<t<(k+1)τи и может изменяться скачком при t = kτи, т.е. на границах между элементарными посылками (k = 1,2,..., N-1);
τи, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью
5. Преобразуют их по частоте и выделяют напряжения первой промежуточной частоты:
0≤t≤Tc,
где
K1 - коэффициент передачи преобразователя частоты;
- первая промежуточная частота;
- напряжение первого гетеродина, образуя тем самым один измерительный и четыре пеленгационных канала, по два на каждую плоскость.
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-U5 - амплитуды сигналов;
ωc,φ1-φ5, Tc - несущая частота, длительность и начальные фазы сигналов;
±Δω - нестабильность несущей частоты, вызванная различными дестабилизирующими факторами, в том числе и эффектом Доплера;
φk(t) = {0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции, причем φk(t) = const при kτи<t<(k+1)τи и может изменяться скачком при t = kτи, т.е. на границах между элементарными посылками (k = 1,2,..., N-1);
τи, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью
5. Преобразуют их по частоте и выделяют напряжения первой промежуточной частоты:
0≤t≤Tc,
где
K1 - коэффициент передачи преобразователя частоты;
6. Напряжение первого гетеродина сдвигают по фазе на +90o
7. Используют его для преобразования по частоте принимаемого сигнала на несущей частоте.
7. Используют его для преобразования по частоте принимаемого сигнала на несущей частоте.
u1(t) = U1•cos[(ωc±Δω)t+φk(t)+φ1], 0 ≤ t ≤ Tc,
8. Выделяют напряжение первой промежуточной частоты
0≤t≤Tc.
8. Выделяют напряжение первой промежуточной частоты
0≤t≤Tc.
9. Сдвигают его по фазе на 90o
0≤t≤Tc.
0≤t≤Tc.
10. Суммируют с исходным напряжением первой промежуточной частоты 
0≤ t ≤ Tc,
где
11. Полученное суммарное напряжение первой промежуточной частоты UΣ(t) перемножают с принимаемым сигналом на несущей частоте U1(t)
0 ≤ t ≤ Tc,
гдe
12. Выделяют гармоническое напряжение на частоте первого гетеродина
0 ≤ t ≤ Tc.
где
11. Полученное суммарное напряжение первой промежуточной частоты UΣ(t) перемножают с принимаемым сигналом на несущей частоте U1(t)
0 ≤ t ≤ Tc,
гдe
12. Выделяют гармоническое напряжение на частоте первого гетеродина
0 ≤ t ≤ Tc.
13. Детектируют его и используют для разрешения повторного преобразования по частоте суммарного напряжения uΣ(t).
14. В измерительном канале напряжение uΣ(t) первой промежуточной частоты второй раз преобразуют по частоте с использованием напряжения второго гетеродина:
где
- амплитуда, частота и начальная фаза напряжения второго гетеродина;
и выделяют напряжение второй промежуточной частоты:
где
- вторая промежуточная частота;
15. Перемножают напряжение второй промежуточной частоты
измерительного канала с напряжениями 
первой промежуточной частоты пеленгационных каналов.
14. В измерительном канале напряжение uΣ(t) первой промежуточной частоты второй раз преобразуют по частоте с использованием напряжения второго гетеродина:
где
и выделяют напряжение второй промежуточной частоты:
где
15. Перемножают напряжение второй промежуточной частоты
16. Из полученных напряжений выделяют гармонические колебания на частоте второго гетеродина с сохранением фазовых соотношений:
0 ≤ t ≤ Tc,
где
d, 2d - измерительные базы;
α,β - угловые координаты в азимутальной и угломестной плоскостях.
0 ≤ t ≤ Tc,
где
d, 2d - измерительные базы;
α,β - угловые координаты в азимутальной и угломестной плоскостях.
17. Измеряют разности фаз Δφ1-Δφ4 между гармоническими колебаниями u6(t) - u9(t) и напряжением второго гетеродина 
и по ним оценивают значения азимута α угла места β источника излучения сигнала.
18. Перемножают принимаемый сигнал u2(t) первого пеленгационного канала с напряжением 
первой промежуточной частоты второго пеленгационного канала в азимутальной плоскости.
19. Из полученного напряжения выделяют гармоническое колебание на частоте ωг1 первого гетеродина с сохранением фазовых соотношений:
0≤t≤Tc,
где
(фиг.3).
0≤t≤Tc,
где
20. Измеряют разность фаз Δφ5 между гармоническим колебанием u10(t) и напряжением первого гетеродина uг1(t).
21. Измеряют несущую частоту принимаемого сигнала и разность разностей фаз
Выразив sinα1 и sinα3 через стороны прямоугольных треугольников 11'И, 22'И и 33'И, получим
где D - дальность до источника излучения сигнала.
Выразив sinα1 и sinα3 через стороны прямоугольных треугольников 11'И, 22'И и 33'И, получим
где D - дальность до источника излучения сигнала.
Вышеприведенные выражения можно записать в приближенном виде:
Значение разности разностей фаз в приближенном виде выглядит следующим образом:
22. Искомую дальность до источника излучения сигнала оценивают по следующей формуле:
23. По измеренным значениям азимута α, угла места β и дальности D определяют местоположение источника излучения сигнала.
Значение разности разностей фаз в приближенном виде выглядит следующим образом:
22. Искомую дальность до источника излучения сигнала оценивают по следующей формуле:
23. По измеренным значениям азимута α, угла места β и дальности D определяют местоположение источника излучения сигнала.
24. Измеряют радиальную скорость движения источника излучения сигнала. Указанное измерение основано на использовании эффекта Доплера.
Сущность его заключается в том, что частота fc принимаемых колебаний отличается от частоты fo излучаемых колебаний, если излучатель и приемник перемещаются друг относительно друга.
Как известно из общих положений теории относительности, связь между частотами fc и fj определяется соотношением
где c - скорость света;
V - полная скорость движения источника излучения сигнала;
- радиальная составляющая скорости источника излучения сигнала (излучателя). Поскольку
то выражение для несущей частоты можно записать в виде
Ограничиваясь первыми слагаемыми в правой части последнего равенства, получим
где Fg - доплеровское смещение частоты.
где c - скорость света;
V - полная скорость движения источника излучения сигнала;
то выражение для несущей частоты можно записать в виде
Ограничиваясь первыми слагаемыми в правой части последнего равенства, получим
где Fg - доплеровское смещение частоты.
Замена точного соотношения приближенным обуславливает методическую погрешность измерения радиальной скорости.
Для измерения радиальной скорости излучателя в измерительном канале осуществляется двойное преобразование принимаемого сигнала с использованием двух эталонных частот f1, f2 и частоты подставки F0, которую вводят для определения знака доплеровского смещения Fg. При этом напряжение первой промежуточной частоты 
на которой производится усиление принимаемого сигнала, определяется разностью
= fc - f1 = f0 + Fg - f1,
где f1 - частота опорного сигнала, участвующего в первом преобразовании частоты принимаемого сигнала.
где f1 - частота опорного сигнала, участвующего в первом преобразовании частоты принимаемого сигнала.
Опорный сигнал, участвующий во втором преобразовании частоты принимаемого сигнала, имеет частоту
f2 = f0 - f1 - F0.
f2 = f0 - f1 - F0.
После второго преобразования частоты принимаемого сигнала формируются колебания частоты
fизм =
- f2 = f0 + Fg - f1 - f0 - F0 = Fg + F0.
fизм =
В зависимости от того, fизм > F0 или fизм < F0, определяют знак доплеровского смещения, а следовательно, и направление радиальной скорости.
25. Измеряют угловые скорости излучателя. Указанные измерения в двух плоскостях основаны на сравнении доплеровских смещений в двух системах разнесенных антенн, базы которых ориентированы в пространстве под углом 90o (фиг. 2). При этом измеряются производные двух направляющих косинусов:
От производных
нетрудно перейти к угловым скоростям по азимуту и углу места:
где
и 
- разность доплеровских частот в азимутальной и утломерной плоскостях
Таким образом, для измерения угловых скоростей источника излучения сигнала, кроме разности доплеровских частот, необходимо измерять и направляющие конусы в азимутальной и угломестной плоскостях.
От производных
где
Таким образом, для измерения угловых скоростей источника излучения сигнала, кроме разности доплеровских частот, необходимо измерять и направляющие конусы в азимутальной и угломестной плоскостях.
По найденным значениям угловых скоростей можно определить тангенциальные составляющие вектора скорости источника излучения сигнала:
26. Модуль вектора скорости источника излучения сигнала
находится как результат измерения шести радионавигационных параметров: трех координат α, β, D и трех скоростей
Предлагаемый фазовый способ пеленгации может быть реализован фазовым пеленгатором, структурная схема которого представлена на фиг. 1. Взаимное расположение приемных антенн изображено на фиг. 2 и 3.
26. Модуль вектора скорости источника излучения сигнала
находится как результат измерения шести радионавигационных параметров: трех координат α, β, D и трех скоростей
Предлагаемый фазовый способ пеленгации может быть реализован фазовым пеленгатором, структурная схема которого представлена на фиг. 1. Взаимное расположение приемных антенн изображено на фиг. 2 и 3.
Частотная диаграмма, поясняющая принцип образования дополнительных каналов, представлена на фиг. 4.
Фазовый пеленгатор содержит приемные антенны 1-5, усилители 6-10 высокой частоты, первый гетеродин 11, смесители 12-16, 23, 51, 53, 60, усилители 17-21, 52, 61 первой промежуточной частоты, второй гетеродин 22, усилитель 24 второй промежуточной частоты, перемножители 25-29, 44, 45, 64, узкополосные фильтры 30-34, 46, 47, 54, 56, 65, фазометры 35-40, частотомеры 41, 48, 49, 55, вычислительный блок 42, блок 43 регистрации, сумматоры 58, 63, фазоинвертор 57, фазовращатели 59 и 62 на +90, амплитудный детектор 66 и ключ 67.
Измерительный канал состоит из последовательно включенных антенн 1, усилителя 6 высокой частоты, узкополосного фильтра 56, фазоинвертора 57, сумматора 58, второй вход которого соединен с выходом усилителя 6 высокой частоты, смесителя 12, второй вход которого соединен с первым выходом первого гетеродина 11, усилителя 17 первой промежуточной частоты, сумматора 63, перемножителя 64, второй вход которого соединен с выходом сумматора 58, узкополосного фильтра 65, амплитудного детектора 66, ключа 67, второй вход которого соединен с выходом сумматора 63, смесителя 23, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 22, усилителя 24 второй промежуточной частоты и частотомера 41.
Каждый пеленгационный канал состоит из последовательно включенных антенн 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 подключены перемножитель 29, второй вход которого соединен с выходом усилителя 19, 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. К выходу усилителя 17 первой промежуточной частоты последовательно подключены перемножитель 44, второй вход которого соединен с выходом усилителя 19 первой промежуточной частоты, узкополосный фильтр 46 и частотомер 48, выход которого соединен с четвертым входом вычислительного блока 42 и шестым входом блока регистрации 43. К выходу усилителя 17 первой промежуточной частоты последовательно подключены перемножитель 45, второй вход которого соединен с выходом усилителя 21 первой промежуточной частоты, узкополосный фильтр 47 и частотомер 49, выход которого соединен с пятым входом вычислительного блока 42 и с седьмым входом блока регистрации 43.
К выходу усилителя 6 высокой частоты последовательно подключены смеситель 51, второй вход которого соединен с первым выходом блока 50 эталонных частот, усилитель 52 первой промежуточной частоты, смеситель 53, второй вход которого соединен со вторым выходом блока 50 эталонных частот, узкополосный фильтр 54 и частотомер 55, выход которого подключен к шестому входу вычислительного блока 42 и восьмому входу блока 43 регистрации.
Фазовый пеленгатор работает следующим образом.
Принимаемые ФМн-сигналы 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 
. При этом у сумматора 58 работает только одно плечо. Частота настройки узкополосных фильтров 56 и 65 выбирается следующим образом:
На выходах смесителей 12-16, 60 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 17-21, 61 выделяются напряжения
только первой промежуточной частоты. На выходе сумматора 63 образуется суммарное напряжение uΣ(t), которое в перемножителе 64 перемножается с принимаемым сигналом u1(t). Узкополосным фильтром 65 выделяется гармоническое напряжение u12(t) на частоте первого гетеродина 11. Это напряжение детектируется амплитудным детектором 66 и поступает на управляющий вход ключа 67, открывая его. В исходном состоянии ключ 67 всегда закрыт. При этом суммарное напряжение первой промежуточной частоты uΣ(t) с выхода сумматора 63 через открытый ключ 67 поступает на первый вход смесителя 23, на второй вход которого подается напряжение 
второго гетеродина 22. На выходе смесителя 23 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 24 выделяется напряжение только второй промежуточной частоты, которое подается на вторые входы перемножителей 25-28, на первые входы которых поступают напряжения 
первой промежуточной частоты. Из полученных напряжений узкополосными фильтрами 30-33 выделяются гармонические колебания u6(t) - u2(t), которые поступают на первые входы фазометров 35-38, на вторые входы которых подается напряжение 
гетеродина 22. Измеренные фазовые сдвиги Δφ1,Δφ2,Δφ3,Δφ4 регистрируются блоком 43 регистрации.
На выходах смесителей 12-16, 60 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 17-21, 61 выделяются напряжения
Описанная выше работа фазового пеленгатора соответствует случаю приема сигналов по основному каналу на частоте ωc (фиг. 4).
Если ложный сигнал (помеха) принимается по каналу прямого прохождения на частоте 
то он подавляется цепочкой, состоящей из узкополосного фильтра 56, фазоинвертора 57 и сумматора 58. При этом реализуется фазокомпенсационный метод.
Если ложный сигнал (помеха) принимается по зеркальному каналу на частоте ω3
u3(t) = U3•cos(ω3t+φ3), 0 ≤ t ≤ T3,
то в измерительном канале он с помощью смесителей 12 и 60 преобразуется по частоте. Усилителями 12 и 61 выделяются следующие напряжения:
0 ≤ t ≤ T3,
где
- промежуточная частота;
Напряжение
с выхода усилителя 61 первой промежуточной часто ты поступает на вход фазовращателя 62 на +90o, на выходе которого образуется напряжение
0 ≤ t ≤ T3.
u3(t) = U3•cos(ω3t+φ3), 0 ≤ t ≤ T3,
то в измерительном канале он с помощью смесителей 12 и 60 преобразуется по частоте. Усилителями 12 и 61 выделяются следующие напряжения:
0 ≤ t ≤ T3,
где
Напряжение
Напряжения 
поступающие на два входа сумматора 63, на его выходе компенсируются. Следовательно, ложный сигнал (помеха), принимаемый по зеркальному каналу на частоте ω3 , подавляется. Для этого используется также фазокомпенсационный метод.
Если ложный сигнал (помеха) принимается по первому комбинационному каналу на частоте 
, то он также подавляется фазокомпенсационным методом.
Если ложный сигнал (помеха) принимается по второму комбинационному каналу на частоте 
то смесителями 12 и 60 он преобразуется в следующие напряжения:
где
- первая промежуточная частота;
Напряжение
с выхода усилителя 61 первой промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 62 на 90o, где образуется напряжение
Напряжения
поступают на два входа сумматора 63, на выходе которого образуется суммарное напряжение
где
Это напряжение поступает на второй вход перемножителя 64, на первый вход которого подается принимаемый ложный сигнал (помеха)
. В результате перемножения указанных напряжений образуется гармоническое напряжение
где
которое не попадает в полосу пропускания узкополосного фильтра 65. Ключ 67 не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемый по второму комбинационному каналу на частоте
, подавляется. Для этого используется метод узкополосной фильтрации.
то смесителями 12 и 60 он преобразуется в следующие напряжения:
где
Напряжение
Напряжения
где
Это напряжение поступает на второй вход перемножителя 64, на первый вход которого подается принимаемый ложный сигнал (помеха)
где
которое не попадает в полосу пропускания узкополосного фильтра 65. Ключ 67 не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемый по второму комбинационному каналу на частоте
Фазометром 39 измеряется фазовый сдвиг Δφ5. Разность разностей фаз Δ(Δφ) = Δ(Δφ1-Δφ5) измеряется фазометром 40 и поступает в вычислительный блок 42, где косвенным образом определяется дальность D до источника излучения сложного сигнала, а затем регистрируется в блоке 43 регистрации. В последнем определяется местоположение источника излучения сложного сигнала.
Максимальная ошибка определения дальности D оценивается выражением:
По измеренным значениям азимута α, угла места β и дальности D определяется местоположение источника излучения сигнала.
По измеренным значениям азимута α, угла места β и дальности D определяется местоположение источника излучения сигнала.
Для измерения радиальной скорости 
излучателя напряжение U1(t) с выхода усилителя 6 высокой частоты поступает на первый вход смесителя 51, на второй вход которого подается первая эталонная частота f1. На выходе смесителя 51 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 52 выделяется напряжение первой промежуточной частоты
которое поступает на первый вход смесителя 53. а второй вход смесителя 53 подается опорный сигнал, частота которого определяется выражением
f2 = f0 - f1 - F0.
которое поступает на первый вход смесителя 53. а второй вход смесителя 53 подается опорный сигнал, частота которого определяется выражением
f2 = f0 - f1 - F0.
где F0- частота подставки, которая вводится для определения знака доплеровского смещения Fg.
На выходе смесителя 53 формируются колебания частоты
fизм =
- f2 = f0 + Fg - f1 - f0 + f1 + F0 = Fg + F0,
которые выделяются узкополосным фильтром 54, измеряются частотомером 55 и поступают в вычислительный блок 42 и блок 43 регистрации. По величине и знаку доплеровского смещения оценивают величину и направление радиальной скорости источника излучения сигнала.
fизм =
которые выделяются узкополосным фильтром 54, измеряются частотомером 55 и поступают в вычислительный блок 42 и блок 43 регистрации. По величине и знаку доплеровского смещения оценивают величину и направление радиальной скорости источника излучения сигнала.
Для измерения угловых скоростей излучателя по азимуту 
и углу места 
напряжения 
с выходов усилителей 17, 19 и 20 первой промежуточной частоты поступают на два входа перемножителей 44, 45. При этом узкополосные фильтры 46 и 47 выделяют гармонические колебания на частотах, равных разностям доплеровских частот в азимутальной и угломестной плоскостях:
Указанные разности доплеровских частот измеряются частотомерами 48 и 49 соответственно, поступают в вычислительный блок 42 и фиксируются блоком 43 регистрации.
Указанные разности доплеровских частот измеряются частотомерами 48 и 49 соответственно, поступают в вычислительный блок 42 и фиксируются блоком 43 регистрации.
В вычислительном блоке 42 определяются тангенциальные составляющие вектора скорости излучателя:
и модуль вектора скорости излучателя
которые также фиксируются блоком 43 регистрации.
и модуль вектора скорости излучателя
которые также фиксируются блоком 43 регистрации.
Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с базовым обеспечивает повышение помехозащищенности и точности фазовой пеленгации излучателя. Это достигается подавлением ложных сигналов (помех), принимаемых по каналу прямого прохождения на частоте 
и зеркальному каналу на частоте ω3, используется фазокомпенсационный метод. Для подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по комбинационным каналам, используется метод узкополосной фильтрации.
Claims (2)
1. Фазовый способ пеленгации, основанный на приеме сигналов на пять антенн, расположенных в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещают антенну измерительного канала, общую для четырех пеленгационных каналов, расположенных в азимутальной и угломестной плоскостях, по два на каждую плоскость, образуя тем самым в каждой плоскости две измерительные базы d и 2d, между которыми устанавливают неравенство
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, преобразовании принимаемых сигналов по частоте, выделении напряжений первой промежуточной частоты, повторном преобразовании по частоте напряжения первой промежуточной частоты измерительного канала, выделении напряжения второй промежуточной частоты, перемножении его с напряжениями первой промежуточной частоты пеленгационных каналов, выделении из полученных напряжений гармонических колебаний на частоте второго гетеродина с сохранением фазовых соотношений, измерении разности фаз между гармоническими колебаниями и напряжением второго гетеродина и оценивании по ним значений азимута и угла места источника излучения сигнала, перемножении принимаемого сигнала первого пеленгационного канала с напряжением первой промежуточной частоты второго пеленгационного канала в азимутальной плоскости, выделении из полученного напряжения гармонического колебания на частоте первого гетеродина с сохранением фазовых соотношений, измерении несущей частоты принимаемого сигнала, угла визирования и разности разностей фаз между первым пеленгационным и измерительным каналами, а также между вторым и первым пеленгационными каналами в азимутальной плоскости и оценивании по их значениям дальности до источника излучения сигнала, определении по измеренным значениям азимута, угла места и дальности местоположения источника излучения сигнала, перемножении напряжения первой промежуточной частоты измерительного канала с напряжениями первой промежуточной частоты второго и четвертого пеленгационных каналов, расположенных в азимутальной и угломестной плоскостях соответственно, выделении из полученных напряжений гармонических колебаний с частотами, равными разности доплеровских частот, оценивании по ним значений угловых скоростей источника излучения сигнала по азимуту и углу места, осуществления в измерительном канале двойного преобразования по частоте принимаемого сигнала с использованием двух эталонных частот и частоты подставки, которую вводят для определения знака доплеровского смещения, выделении гармонического колебания с доплеровским смещением, измерении его частоты и оценивании по величине и знаку доплеровского смещения величины и направления радиальной скорости источника излучения сигнала, определении по измеренным значениям дальности, радиальной скорости и угловых скоростей по азимуту и углу места модуля вектора скорости источника излучения сигнала, отличающийся тем, что в измерительном канале выделяют ложный сигнал, принимаемый на первой промежуточной частоте, сдвигают его по фазе на +180° и суммируют с исходным ложным сигналом, тем самым подавляя его, напряжение первого гетеродина сдвигают по фазе на +90°, используют его для преобразования по частоте принимаемого сигнала на несущей частоте, выделяют напряжение первой промежуточной частоты, сдвигают его по фазе на +90° и суммируют с исходным напряжением первой промежуточной частоты, полученное суммарное напряжение первой промежуточной частоты перемножают с принимаемым сигналом на несущей частоте, выделяют гармоническое напряжение на частоте первого гетеродина, детектируют его и используют для разрешения повторного преобразования по частоте суммарного напряжения первой промежуточной частоты.
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, преобразовании принимаемых сигналов по частоте, выделении напряжений первой промежуточной частоты, повторном преобразовании по частоте напряжения первой промежуточной частоты измерительного канала, выделении напряжения второй промежуточной частоты, перемножении его с напряжениями первой промежуточной частоты пеленгационных каналов, выделении из полученных напряжений гармонических колебаний на частоте второго гетеродина с сохранением фазовых соотношений, измерении разности фаз между гармоническими колебаниями и напряжением второго гетеродина и оценивании по ним значений азимута и угла места источника излучения сигнала, перемножении принимаемого сигнала первого пеленгационного канала с напряжением первой промежуточной частоты второго пеленгационного канала в азимутальной плоскости, выделении из полученного напряжения гармонического колебания на частоте первого гетеродина с сохранением фазовых соотношений, измерении несущей частоты принимаемого сигнала, угла визирования и разности разностей фаз между первым пеленгационным и измерительным каналами, а также между вторым и первым пеленгационными каналами в азимутальной плоскости и оценивании по их значениям дальности до источника излучения сигнала, определении по измеренным значениям азимута, угла места и дальности местоположения источника излучения сигнала, перемножении напряжения первой промежуточной частоты измерительного канала с напряжениями первой промежуточной частоты второго и четвертого пеленгационных каналов, расположенных в азимутальной и угломестной плоскостях соответственно, выделении из полученных напряжений гармонических колебаний с частотами, равными разности доплеровских частот, оценивании по ним значений угловых скоростей источника излучения сигнала по азимуту и углу места, осуществления в измерительном канале двойного преобразования по частоте принимаемого сигнала с использованием двух эталонных частот и частоты подставки, которую вводят для определения знака доплеровского смещения, выделении гармонического колебания с доплеровским смещением, измерении его частоты и оценивании по величине и знаку доплеровского смещения величины и направления радиальной скорости источника излучения сигнала, определении по измеренным значениям дальности, радиальной скорости и угловых скоростей по азимуту и углу места модуля вектора скорости источника излучения сигнала, отличающийся тем, что в измерительном канале выделяют ложный сигнал, принимаемый на первой промежуточной частоте, сдвигают его по фазе на +180° и суммируют с исходным ложным сигналом, тем самым подавляя его, напряжение первого гетеродина сдвигают по фазе на +90°, используют его для преобразования по частоте принимаемого сигнала на несущей частоте, выделяют напряжение первой промежуточной частоты, сдвигают его по фазе на +90° и суммируют с исходным напряжением первой промежуточной частоты, полученное суммарное напряжение первой промежуточной частоты перемножают с принимаемым сигналом на несущей частоте, выделяют гармоническое напряжение на частоте первого гетеродина, детектируют его и используют для разрешения повторного преобразования по частоте суммарного напряжения первой промежуточной частоты.
2. Фазовый пеленгатор, содержащий измерительный и четыре пеленгационных канала, при этом измерительный канал состоит из последовательно включенных антенны и усилителя высокой частоты, последовательно включенных первого смесителя, второй вход которого соединен с первым выходом первого гетеродина, и первого усилителя первой промежуточной частоты, последовательно включенных шестого смесителя, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, усилителя второй промежуточной частоты и первого частотомера, каждый пеленгационный канал состоит из последовательно включенных антенны, усилителя высокой частоты, смесителя, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, усилителя первой промежуточной частоты, перемножителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя второй промежуточной частоты измерительного канала, узкополосного фильтра и фазометра, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, последовательно подключенные к выходу усилителя высокой частоты первого пеленгационного канала пятый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом усилителя первой промежуточной частоты второго пеленгационного канала, пятый узкополосный фильтр, пятый фазометр, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, шестой фазометр, второй вход которого соединен с выходом первого фазометра, вычислительный блок, второй вход которого соединен с выходом пятого фазометра, а третий вход соединен с выходом первого частотомера и блок регистрации, второй, третий, четвертый и пятый входы которого соединены с выходами первого, второго, третьего и четвертого фазометров, соответственно, последовательно подключенные к выходу усилителя первой промежуточной частоты измерительного канала шестой перемножитель, второй вход которого соединен с выходом усилителя первой промежуточной частоты второго пеленгационного канала, шестой узкополосный фильтр и второй частотомер, выход которого подключен к четвертому входу вычислительного блока и шестому входу блока регистрации, последовательно подключенные к выходу усилителя первой промежуточной частоты измерительного канала седьмой перемножитель, второй вход которого соединен с выходом усилителя первой промежуточной частоты четвертого пеленгационного канала, седьмой узкополосный фильтр и третий частотомер, выход которого подключен к пятому входу вычислительного блока и к седьмому входу блока регистрации, последовательно подключенные к выходу усилителя высокой частоты измерительного канала седьмой смеситель, второй вход которого соединен с первым выходом блока эталонных частот, шестой усилитель первой промежуточной частоты, восьмой смеситель, второй вход которого соединен с вторым выходом блока эталонных частот, восьмой узкополосный фильтр и четвертый частотомер, выход которого подключен к шестому входу вычислительного блока и к восьмому входу блока регистрации, отличающийся тем, что он снабжен девятым и десятым узкополосным фильтрами, фазинвертером, двумя сумматорами, девятым смесителем, седьмым усилителем первой промежуточной частоты, двумя фазовращателями на +90°, восьмым перемножителем, амплитудным детектором и ключом, причем к выходу усилителя высокой частоты измерительного канала последовательно подключены девятый узкополосный фильтр, фазоинвертор и первый сумматор, второй вход которого соединен с выходом усилителя высокой частоты измерительного канала, а выход подключен к первому входу первого смесителя измерительного канала, к выходу первого сумматора последовательно подключены девятый смеситель, второй вход которого соединен через первый фазовращатель на +90° с вторым выходом первого гетеродина, седьмой усилитель первой промежуточной частоты, второй фазовращатель на +90°, второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом усилителя первой промежуточной частоты измерительного канала, восьмой перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, десятый узкополосный фильтр, амплитудный детектор и ключ, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, а выход подключен к первому входу шестого смесителя измерительного канала.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000125331A RU2175770C1 (ru) | 2000-10-02 | 2000-10-02 | Фазовый способ пеленгации и фазовый пеленгатор для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000125331A RU2175770C1 (ru) | 2000-10-02 | 2000-10-02 | Фазовый способ пеленгации и фазовый пеленгатор для его осуществления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2175770C1 true RU2175770C1 (ru) | 2001-11-10 |
Family
ID=20240734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000125331A RU2175770C1 (ru) | 2000-10-02 | 2000-10-02 | Фазовый способ пеленгации и фазовый пеленгатор для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2175770C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2629000C1 (ru) * | 2016-08-30 | 2017-08-24 | Общественная организация Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы | Спутниковая система для определения местоположения судов и самолетов, потерпевших аварию |
| RU2631422C1 (ru) * | 2016-06-02 | 2017-09-22 | Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" | Корреляционно-фазовый пеленгатор |
| RU2681942C1 (ru) * | 2018-03-28 | 2019-03-14 | Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" | Способ фазовой пеленгации и фазовый пеленгатор |
| RU2786495C1 (ru) * | 2022-05-12 | 2022-12-21 | Акционерное общество "РАДИОАВИОНИКА" | Способ пеленгации излучающего объекта в фазовых многошкальных угломерных системах |
-
2000
- 2000-10-02 RU RU2000125331A patent/RU2175770C1/ru active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2631422C1 (ru) * | 2016-06-02 | 2017-09-22 | Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" | Корреляционно-фазовый пеленгатор |
| RU2629000C1 (ru) * | 2016-08-30 | 2017-08-24 | Общественная организация Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы | Спутниковая система для определения местоположения судов и самолетов, потерпевших аварию |
| RU2681942C1 (ru) * | 2018-03-28 | 2019-03-14 | Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" | Способ фазовой пеленгации и фазовый пеленгатор |
| RU2786495C1 (ru) * | 2022-05-12 | 2022-12-21 | Акционерное общество "РАДИОАВИОНИКА" | Способ пеленгации излучающего объекта в фазовых многошкальных угломерных системах |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2837738A (en) | Passive range measuring device | |
| US4845502A (en) | Direction finding method and apparatus | |
| RU2365931C2 (ru) | Фазовый способ пеленгации и фазовый пеленгатор для его осуществления | |
| RU2290658C1 (ru) | Фазовый способ пеленгации и фазовый пеленгатор для его осуществления | |
| RU2134429C1 (ru) | Фазовый способ пеленгации | |
| RU2175770C1 (ru) | Фазовый способ пеленгации и фазовый пеленгатор для его осуществления | |
| RU2435171C1 (ru) | Фазовый способ пеленгации и фазовый пеленгатор для его осуществления | |
| RU2155352C1 (ru) | Фазовый способ пеленгации и фазовый пеленгатор для его осуществления | |
| RU2296432C1 (ru) | Способ автокорреляционного приема шумоподобных сигналов | |
| RU2122217C1 (ru) | Способ угловой ориентации объектов по радионавигационным сигналам космических аппаратов (варианты) | |
| US3991418A (en) | Electromagnetic wave direction finding using Doppler techniques | |
| RU2526533C2 (ru) | Фазовый пеленгатор | |
| RU2165628C1 (ru) | Фазовый пеленгатор | |
| RU2110077C1 (ru) | Способ определения курсового угла и координат местоположения объектов по радиосигналам космических аппаратов спутниковых радионавигационных систем | |
| RU2187129C1 (ru) | Способ и устройство измерения поляризационной матрицы рассеивания объекта | |
| RU2189609C1 (ru) | Фазовый пеленгатор | |
| RU2185637C1 (ru) | Способ угловой ориентации объекта по сигналам спутниковых радионавигационных систем (варианты) | |
| RU2071067C1 (ru) | Фазометр | |
| RU2314644C1 (ru) | Акустооптический приемник | |
| RU2723437C1 (ru) | Способ обнаружения и высокоточного определения параметров морских ледовых полей и радиолокационная система для его реализации | |
| RU2426143C1 (ru) | Фазовый способ пеленгации и фазовый пеленгатор для его осуществления | |
| RU2234808C1 (ru) | Акустооптический приемник | |
| RU2190239C1 (ru) | Способ и устройство для измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта | |
| RU2750335C1 (ru) | Способ амплитудно-фазовой пеленгации системой с вращающимися антаннами | |
| RU2799002C1 (ru) | Способ моноимпульсного измерения радиальной скорости объектов |