RU2305295C1 - Phase method for direction finding - Google Patents
Phase method for direction finding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2305295C1 RU2305295C1 RU2006116813/09A RU2006116813A RU2305295C1 RU 2305295 C1 RU2305295 C1 RU 2305295C1 RU 2006116813/09 A RU2006116813/09 A RU 2006116813/09A RU 2006116813 A RU2006116813 A RU 2006116813A RU 2305295 C1 RU2305295 C1 RU 2305295C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- direction finding
- signals
- radio
- threshold voltage
- receiving
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемый способ относится к области радиоэлектроники и может быть использован для пассивного радиоконтроля в многоканальных системах, предназначенных для пеленгации нескольких источников радиоизлучения, одновременно попадающих в полосу приема.The proposed method relates to the field of radio electronics and can be used for passive radio monitoring in multichannel systems intended for direction finding of several sources of radio emission that simultaneously fall into the reception band.
Известны способы пеленгации (патенты РФ №2003131, 2006872, 2010258, 2012010, 2155352, 2207583, 2175770, Кинкулькин И.Е. и др. Фазовый метод определения координат. М.: Сов. радио, 1979; Космические радиотехнические комплексы. Под редакцией С.И.Бычкова. - М.: Сов. радио, 1967, с.134-138, рис.2.3.9,а и др.)Known methods of direction finding (RF patents No. 2003131, 2006872, 2010258, 2012010, 2155352, 2207583, 2175770, Kinkulkin I.E. et al. Phase method for determining coordinates. M: Sov. Radio, 1979; Space radio engineering complexes. Edited by C. .I. Bychkova. - M .: Sov. Radio, 1967, p.134-138, fig. 2.3.9, and others.)
Из известных способов наиболее близким к предлагаемому является (Космические радиотехнические комплексы. Под редакцией С.И.Бычкова. - М.: Сов. радио, 1967, с.134-138, рис.2.3.9,а и др.), который и выбран в качестве прототипа.Of the known methods, the closest to the proposed one is (Space Radio Engineering Complexes. Edited by S. I. Bychkov. - M .: Sov. Radio, 1967, p.134-138, Fig. 2.3.9, and others), which and selected as a prototype.
Указанный способ обеспечивает пеленгацию только одного источника радиоизлучения и только в одной плоскости.The specified method provides direction finding of only one source of radio emission and only in one plane.
Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей способа путем пеленгации в двух плоскостях нескольких источников радиоизлучения, одновременно попадающих в полосу приема.An object of the invention is to expand the functionality of the method by direction finding in two planes of several sources of radio emission, simultaneously falling into the reception band.
Поставленная задача решается тем, что согласно фазовому способу пеленгации, основанному на приеме сигналов на две разнесенные в пространстве антенны, усилении и ограничении по амплитуде принимаемых сигналов в первом и втором приемниках, используют третью приемную антенну и третий приемник, в котором принимаемые сигналы также усиливают и ограничивают по амплитуде, при этом приемные антенны располагают в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещают третью приемную антенну, общую для двух других приемных антенн, расположенных в азимутальной и угломестной плоскостях, сигналы, принимаемые первым и вторым приемниками, пропускают через n-отводные линии задержки, формируя в каждой плоскости n каналов корреляционной обработки, причем в каждом канале обработки задержанный сигнал перемножают с сигналом третьего приемника, выделяют низкочастотное напряжение, сравнивают его с пороговым напряжением и в случае превышения порогового напряжения регистрируют это превышение и принимают решение по количеству и номерам каналов обработки, в которых превышено пороговое напряжение, о количестве источников радиоизлучений, их и углах места.The problem is solved in that according to the phase direction finding method, based on receiving signals on two antennas spaced apart in space, amplifying and limiting the amplitude of the received signals in the first and second receivers, use a third receiving antenna and a third receiver, in which the received signals also amplify and limit in amplitude, while the receiving antennas are arranged in the form of a geometric right angle, at the top of which a third receiving antenna is placed, common to the other two receiving antennas signals in the azimuthal and elevation planes, the signals received by the first and second receivers are passed through n-tap delay lines, forming n channels of correlation processing in each plane, and in each processing channel, the delayed signal is multiplied with the signal of the third receiver, the low-frequency voltage is extracted, compared it with a threshold voltage and if the threshold voltage is exceeded, this excess is recorded and a decision is made on the number and numbers of processing channels in which the thresholds are exceeded ie voltage, the number of emitters, and their elevations.
Структурная схема устройства, реализующего предлагаемый фазовый способ пеленгации, представлена на фиг.1. Взаимное расположение приемных антенн показано на фиг.2. Устройство содержит три канала приема, каждый из которых состоит из последовательно включенных: приемной антенны 1 (2, 3), приемника 4 (5, 6). К выходу приемника 4(5) последовательно подключены n-отводная линия задержки 7.i (8.i), перемножитель 9.i (10.i), второй вход которого соединен с выходом приемника 6, фильтр 11.i (12.i) нижних частот, пороговый блок 13.i (14.i), блоки 15.i (16.i) регистрации (i=1, 2,...,n).The structural diagram of a device that implements the proposed phase method of direction finding is presented in figure 1. The relative position of the receiving antennas is shown in figure 2. The device contains three receiving channels, each of which consists of series-connected: receiving antenna 1 (2, 3), receiver 4 (5, 6). The n-tap delay line 7.i (8.i), the multiplier 9.i (10.i), the second input of which is connected to the output of the receiver 6, filter 11.i (12.i) are connected in series to the output of the receiver 4 (5). ) low-frequency threshold block 13.i (14.i), blocks 15.i (16.i) registration (i = 1, 2, ..., n).
Предлагаемый фазовый способ пеленгации реализуют следующим образом.The proposed phase direction finding method is implemented as follows.
Сигналы нескольких источников радиоизлучений одновременно улавливаются приемными антеннами 1, 2, 3, усиливаются и ограничиваются по амплитуде в приемниках 4, 5, 6 соответственно. При этом приемные антенны 1, 2, 3 располагаются в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещается третья приемная антенна 3, общая для двух других приемных антенн 1 и 2, расположенных в угломестной и азимутальной плоскостях. Затем сигналы, принимаемые первым 4 и вторым 5 приемниками, пропускают через n-отводные линии задержки 7.i и 8i (i=1, 2,...,n) соответственно.The signals of several sources of radio emissions are simultaneously captured by receiving
Следует отметить, что согласно фазовому способу пеленгации разности фаз Δφ1, и Δφ2 сигналов, принимаемые антеннами 1 и 2, 1 и 3, определяются выражениями:It should be noted that according to the phase method of direction finding, the phase differences Δφ 1 and Δφ 2 of the signals received by
где d - расстояние между разнесенными антеннами (измерительная база);where d is the distance between spaced antennas (measuring base);
λ - длина волны;λ is the wavelength;
β, α - угол места и азимут источника излучения.β, α - elevation angle and azimuth of the radiation source.
Однако фазовому способу пеленгации свойственно противоречие между требованиями к точности измерений и однозначности отсчета углов β и α. Действительно, согласно приведенным выражениям, фазовая система тем чувствительнее к изменению углов β и α, чем дольше относительный размер измерительной базы . Но с ростом уменьшаются значения угловых координат β и α, при которых разности фаз Δφ1, и Δφ2 превосходят значение 2π, т.е. наступает неоднозначность отсчета.However, the phase method of direction finding is characterized by a contradiction between the requirements for the accuracy of measurements and the uniqueness of the reference angles β and α. Indeed, according to the above expressions, the phase system is the more sensitive to changes in the angles β and α, the longer the relative size of the measuring base . But with growth the values of the angular coordinates β and α decrease at which the phase differences Δφ 1 and Δφ 2 exceed the value 2π, i.e. ambiguity of counting occurs.
Исключить неоднозначность фазового способа пеленгации источников радиоизлучения можно двумя классическими методами: применением антенн с острой диаграммой направленности и использованием нескольких измерительных баз (многоканальность) в каждой плоскости.The ambiguity of the phase method of direction finding of radio sources can be eliminated by two classical methods: using antennas with a sharp radiation pattern and using several measuring bases (multichannel) in each plane.
Системы пеленгации с остронаправленными антеннами обладают большой дальностью действия и высокой разрешающей способностью по направлению. Однако они требуют поиска источника радиоизлучения до начала измерений и его автоматического сопровождения по направлению антенным лучом в процессе измерений, а также лишают фазовый способ пеленгации одного из его достоинств - возможности использования направленных (изотропных) антенных систем.Direction finding systems with highly directional antennas have a long range and high resolution in direction. However, they require a search for a source of radio emission before the start of measurements and its automatic tracking in the direction of the antenna beam during measurements, and also deprive the phase method of direction finding of one of its advantages - the possibility of using directional (isotropic) antenna systems.
Многоканальность обычно достигается использованием нескольких измерительных баз. При этом меньшая база образует грубую, но однозначную шкалу отсчета утла, а большая база - точную, но неоднозначную шкалу отсчета.Multichannel is usually achieved using several measurement bases. At the same time, a smaller base forms a rough but unambiguous reference frame for the corner, and a large base forms an accurate but ambiguous reference frame.
В предлагаемом фазовом способе пеленгации противоречие между требованиями к точности измерений и однозначности отсчета углов β и α разрешается за счет корреляционной обработки принимаемых сигналов.In the proposed phase direction finding method, the contradiction between the requirements for measurement accuracy and the uniqueness of the reading of angles β and α is resolved by correlation processing of the received signals.
Разности фаз высокочастотных колебаний, принимаемых антеннами 1 и 2, 1 и 3, определяются соотношением (1). С другой стороны, указанные разности фаз определяются следующим образом:The phase differences of the high-frequency oscillations received by
где - время запаздывания сигнала, приходящего на антенну 1, по отношению к сигналу, приходящему на антенну 3;Where - the delay time of the signal arriving at the
- время запаздывания сигнала, приходящего на антенну 2, по отношению к сигналу, приходящему на антенну 3; - the delay time of the signal arriving at the
Следовательно, приравняв указанные соотношения, получим:Therefore, equating these ratios, we get:
Измерив величину задержек τ1 и τ2 и зная измерительную базу d, можно однозначно определить истинный угол места и азимут источника радиоизлучения:By measuring the delays τ 1 and τ 2 and knowing the measuring base d, we can unambiguously determine the true elevation angle and azimuth of the radio source:
Расстояния, пройденные сигналами от источника излучения до приемников 4, 5 и 6, не одинаковы, а следовательно, различаются фазами, принимаемыми сигналами. Запаздывание одного из сигналов зависит от положения источника радиоизлучения и измерительной базы d.The distances traveled by the signals from the radiation source to the receivers 4, 5 and 6 are not the same, and therefore, differ in the phases received by the signals. The delay of one of the signals depends on the position of the radio source and the measurement base d.
Так как сигнал в трех каналах приема одинаков, а шумы и помехи в каналах независимы, то в каждом канале будут присутствовать колебания вида:Since the signal in the three reception channels is the same, and the noise and interference in the channels are independent, then in each channel there will be oscillations of the form:
где , , - входные колебания в первом, втором и третьем каналах приема, представляющие собой аддитивную смесь сигнала uc(t) и шума uш1(t), uш2(t), uш3(t) в каждом канале приема.Where , , - input vibrations in the first, second and third reception channels, which are an additive mixture of the signal u c (t) and noise u w1 (t), u w2 (t), u w3 (t) in each receive channel.
В корреляторах сигналы перемножаются, причем сигналы помех взаимно подавляются. Реализация функции взаимной корреляции сигналов от одного источника радиоизлучения в двух независимых каналах принимает максимальные значения в случае компенсации времени запаздывания сигнала в одном из каналов за счет включения линии задержки. Количество корреляторов, равное n, определено удобством применения n линий задержки с фиксированным временем задержки τi(i=1, 2,...,n). Количество корреляторов определяется требуемой точностью определения угла места и азимута на источник радиоизлучения.In the correlators, the signals are multiplied, and the interference signals are mutually suppressed. The implementation of the cross-correlation function of signals from one radio source in two independent channels takes maximum values in the case of compensation of the delay time of a signal in one of the channels due to the inclusion of a delay line. The number of correlators equal to n is determined by the convenience of using n delay lines with a fixed delay time τ i (i = 1, 2, ..., n). The number of correlators is determined by the required accuracy of determining the elevation angle and azimuth to the source of radio emission.
В общем случае, необходимо обеспечить суммарную задержку сигнала в диапазоне от -Δτ до Δτ с помощью n линий задержки. Временной интервал Δτ определяется из выражения:In the general case, it is necessary to provide a total signal delay in the range from −Δτ to Δτ using n delay lines. The time interval Δτ is determined from the expression:
где с - скорость распространения радиоволн.where c is the propagation velocity of radio waves.
Наличие одновременно на выходах нескольких корреляторов локальных максимумов взаимной корреляционной функции соответствует ситуации, когда на рубеже присутствует несколько источников радиоизлучения. По данному признаку оценивается количество источников радиоизлучения в контролируемой зоне.The presence at the outputs of several correlators of local maxima of the mutual correlation function corresponds to the situation when several sources of radio emission are present at the boundary. On this basis, the number of sources of radio emission in the controlled area is estimated.
Взаимная корреляционная функция сигнала от одного источника радиоизлучения, принятого двумя идентичными каналами, и сформированная коррелятором, представляет собой не что иное, как автокорреляционную функцию, но с различным временем задержки сигнала.The mutual correlation function of a signal from a single source of radio emission, received by two identical channels, and formed by the correlator, is nothing more than an autocorrelation function, but with different signal delay times.
Первый и второй каналы приема включают многоотводные линии задержки 7.i и 8.i (i=1, 2,...,n) и столько же корреляторов, состоящих из перемножителей 9.i (10.i) и фильтров 11.i (12.i) нижних частот. Выходные напряжения корреляторов сравниваются с пороговым напряжением Uпор в пороговых блоках 13.i и 14.i. Пороговое напряжение Uпор превышается только при максимальном значении выходного напряжения коррелятора. В случае наличия нескольких источников радиоизлучения могут наблюдаться максимумы на выходах нескольких корреляторов. В случае превышения порогового напряжения Uпор, это превышение регистрируется соответствующими блоками 15.i и 16.i регистрации. По количеству и номерам каналов обработки, в которых превышено пороговое напряжение Uпор, принимается решение о количестве источников радиоизлучения, их азимутах и углах места.The first and second reception channels include multi-tap delay lines 7.i and 8.i (i = 1, 2, ..., n) and the same number of correlators consisting of multipliers 9.i (10.i) and filters 11.i (12.i) low frequencies. The output voltages of the correlators are compared with a threshold voltage U then in the threshold blocks 13.i and 14.i. The threshold voltage U then is exceeded only at the maximum value of the output voltage of the correlator. If there are several sources of radio emission, maxima can be observed at the outputs of several correlators. In case of exceeding the threshold voltage U then , this excess is recorded by the corresponding registration blocks 15.i and 16.i. By the number and numbers of processing channels in which the threshold voltage U then is exceeded, a decision is made on the number of sources of radio emission, their azimuths and elevation angles.
Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом обеспечивает пеленгацию в двух плоскостях нескольких источников радиоизлучения, одновременно попадающих в полосу приема.Thus, the proposed method in comparison with the prototype provides direction finding in two planes of several sources of radio emission, simultaneously falling into the reception band.
Кроме того, предлагаемый способ позволяет разрешить противоречие между требованиями к точности измерений и однозначности отсчета углов места и азимутов на источники излучения радиоизлучений. Это достигается корреляционной обработкой принимаемых сигналов.In addition, the proposed method allows to resolve the contradiction between the requirements for the accuracy of measurements and the uniqueness of counting elevation angles and azimuths to radiation sources of radio emissions. This is achieved by correlation processing of the received signals.
Тем самым функциональные возможности способа расширены.Thus, the functionality of the method is expanded.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006116813/09A RU2305295C1 (en) | 2006-05-16 | 2006-05-16 | Phase method for direction finding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006116813/09A RU2305295C1 (en) | 2006-05-16 | 2006-05-16 | Phase method for direction finding |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2305295C1 true RU2305295C1 (en) | 2007-08-27 |
Family
ID=38597170
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006116813/09A RU2305295C1 (en) | 2006-05-16 | 2006-05-16 | Phase method for direction finding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2305295C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2527943C1 (en) * | 2012-12-11 | 2014-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method of processing signals during multichannel phase-based direction-finding of short-wave radio sources |
RU2624912C1 (en) * | 2016-06-14 | 2017-07-10 | ОО Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы | Radio interferometric method for studying near and far space objects and system for its realisation |
-
2006
- 2006-05-16 RU RU2006116813/09A patent/RU2305295C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Космические радиотехнические комплексы. /Под ред. С.И.БЫЧКОВА. - М.: Сов. Радио, 1967, с.134-138, рис.2.3.9, а и др. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2527943C1 (en) * | 2012-12-11 | 2014-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method of processing signals during multichannel phase-based direction-finding of short-wave radio sources |
RU2624912C1 (en) * | 2016-06-14 | 2017-07-10 | ОО Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы | Radio interferometric method for studying near and far space objects and system for its realisation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2651054B2 (en) | Polystatic correlation radar | |
US7466262B2 (en) | Positioning system with a sparse antenna array | |
JP7022916B2 (en) | Radar device and arrival direction estimation device | |
RU2684321C1 (en) | Phase direction finder | |
RU2524401C1 (en) | Method for detection and spatial localisation of mobile objects | |
RU2275649C2 (en) | Method and passive radar for determination of location of radio-frequency radiation sources | |
RU2330304C1 (en) | Phase direction-finder | |
RU2305295C1 (en) | Phase method for direction finding | |
RU2334244C1 (en) | Method of radio radiation source location detection | |
RU2298805C2 (en) | Mode of definition of the coordinates of a radiation source (variants) and a radar station for its realization | |
RU2529483C1 (en) | Method for stealth radar location of mobile objects | |
RU2631422C1 (en) | Correlation-phase direction-finder | |
AU698851B2 (en) | Detection of spread spectrum signals | |
RU2296432C1 (en) | Method for autocorrelation receipt of noise-like signals | |
RU2217773C2 (en) | Way to establish coordinates of radio emission source and radar for its realization | |
RU2589036C1 (en) | Radar with continuous noise signal and method of extending range of measured distances in radar with continuous signal | |
RU2557250C1 (en) | Method for stealth radar detection of mobile objects | |
RU2421749C1 (en) | Direction finder | |
RU2471200C1 (en) | Method for passive detection and spatial localisation of mobile objects | |
RU2429501C1 (en) | Detection and direction finding method of air objects | |
RU2792196C1 (en) | Method for measuring angular coordinates of moving objects with a doppler station | |
RU2297645C1 (en) | Monopulse direction finder | |
RU2603971C1 (en) | Method of measuring angles in phase multi-scale angular systems and device therefor | |
RU2533349C1 (en) | Radar set | |
RU2703715C1 (en) | Correlation-phase direction finder |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080517 |