RU2305850C2 - One-channel amplitude multi-frequency direction-finder of active noise interference - Google Patents
One-channel amplitude multi-frequency direction-finder of active noise interference Download PDFInfo
- Publication number
- RU2305850C2 RU2305850C2 RU2005122970/09A RU2005122970A RU2305850C2 RU 2305850 C2 RU2305850 C2 RU 2305850C2 RU 2005122970/09 A RU2005122970/09 A RU 2005122970/09A RU 2005122970 A RU2005122970 A RU 2005122970A RU 2305850 C2 RU2305850 C2 RU 2305850C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- unit
- block
- active noise
- azimuthal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиолокации и служит для определения угловых координат постановщиков шумовых активных помех (ПШАП) и оценки частотного распределения мощности шумовых активных помех (ШАП) в диапазоне рабочих частот пеленгатора, на основе которой производится выбор оптимальной частоты пеленгации.The invention relates to radar and is used to determine the angular coordinates of the directors of noise active interference (PSAP) and to evaluate the frequency distribution of the power of noise active interference (SHAP) in the operating frequency range of the direction finder, based on which the optimal direction finding frequency is selected.
Известны различные многоканальные и одноканальные устройства [1-4], применяемые для определения угловых координат ПШАП.There are various multichannel and single-channel devices [1-4] used to determine the angular coordinates of the PSAH.
Многоканальные амплитудные пеленгаторы [1, 2], обеспечивающие однозначность пеленга и минимальный заданный уровень ложных тревог, содержат несколько приемных каналов, один из которых, с остронаправленной диаграммой направленности (ДН) антенны, является основным, а остальные, со слабонаправленными ДН антенн, - дополнительными. К недостаткам многоканальных пеленгаторов следует отнести большой объем аппаратуры и сложность их построения.Multichannel amplitude direction finders [1, 2], providing unambiguity of the bearing and the minimum specified level of false alarms, contain several receiving channels, one of which, with a highly directional radiation pattern (LH) of the antenna, is the main one, and the rest, with weakly directional LH antennas, are additional . The disadvantages of multichannel direction finders include a large amount of equipment and the complexity of their construction.
Одноканальный амплитудный пеленгатор [3] содержит приемное устройство, пороговое устройство и устройство управления пороговым уровнем, в состав которого входит накопитель и интегратор, с помощью которых образуется пороговое напряжение, не допускающее приема сигналов по боковым лепесткам ДН антенны.A single-channel amplitude direction finder [3] contains a receiving device, a threshold device, and a threshold level control device, which includes a drive and an integrator, with the help of which a threshold voltage is formed that prevents the reception of signals along the side lobes of the antenna beam.
Пороговый уровень в данном пеленгаторе формируется по пиковому напряжению, огибающему принятые сигналы, для чего в цепи управления пороговым уровнем стоит накопитель. С пороговым уровнем производится сравнение сигналов, принятых через обзор.The threshold level in this direction finder is formed by the peak voltage enveloping the received signals, for which there is a drive in the threshold level control circuit. With a threshold level, the signals received through the review are compared.
Недостатком данного аналога является большой уровень ложных пеленгов.The disadvantage of this analogue is the high level of false bearings.
Существуют и другие варианты построения одноканального амплитудного пеленгатора постановщиков активных помех, где пороговый уровень формируется усреднением амплитуды принятых в некотором угловом интервале помех [4]. С пороговым уровнем сравнивается амплитуда помехи, принятая в том же угловом интервале, что полностью исключает влияние изменения уровня сигналов в соседних обзорах на вероятность ошибки пеленга.There are other options for constructing a single-channel amplitude direction finder of active jammers, where the threshold level is formed by averaging the amplitudes of the noise received in a certain angular interval [4]. The noise amplitude adopted in the same angular interval is compared with the threshold level, which completely eliminates the influence of signal level changes in neighboring surveys on the probability of bearing error.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является амплитудный пеленгатор постановщиков активных помех [4], содержащий последовательно соединенные антенну, приемник, детектор, интегратор, блок памяти амплитуд сигналов, блок сравнения, счетно-решающий блок, а также блок усреднения усиления, вход которого подсоединен к выходу интегратора, а выход - ко второму входу блока сравнения.The closest technical solution adopted for the prototype is an amplitude direction finder of active jammers [4], which contains a series-connected antenna, receiver, detector, integrator, memory unit for signal amplitudes, a comparison unit, a computing unit, and also an averaging unit, input which is connected to the output of the integrator, and the output to the second input of the comparison unit.
К недостаткам данной схемы можно отнести то, что работа пеленгатора ПШАП ведется на одной рабочей частоте, которая, в общем случае, не совпадает с частотой максимального уровня мощности помехи, что приводит к уменьшению отношения помеха/шум на входе пеленгатора и, соответственно, к снижению потенциальной точности измерения координат.The disadvantages of this scheme include the fact that the PSAF direction finder operates at one operating frequency, which, in the general case, does not coincide with the frequency of the maximum interference power level, which leads to a decrease in the noise / noise ratio at the direction finder input and, accordingly, to a decrease potential accuracy of coordinate measurement.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение точности измерения угловых координат ПШАП за счет его настройки на частоту с максимальным отношением помеха/шум.The technical result of the invention is to increase the accuracy of measuring the angular coordinates of the PSAA by adjusting it to a frequency with a maximum noise / noise ratio.
Это достигается тем, что в структурную схему амплитудного пеленгатора постановщиков активных помех, взятого за прототип и содержащего последовательно соединенные антенну, приемник, детектор, интегратор, блок памяти амплитуд сигналов, блок сравнения и счетно-решающий блок для определения азимутального положения поставщика активных шумовых помех (в прототипе счетно-решающий блок), а также блок формирования порогового уровня (в прототипе блок усреднения усиления), вход которого подсоединен к выходу интегратора, а выход - ко второму входу блока сравнения, между детектором и интегратором введены последовательно соединенные между собой блок памяти азимутального пакета и блок восстановления азимутального пакета, кроме того, введены последовательно соединенные блок управления переключением приемных частот и блок формирования частот, выход которого соединен со вторым входом приемника, блок оценки спектра, вход которого соединен с выходом детектора, а выход - со вторым входом блока памяти азимутального пакета.This is achieved by the fact that in the structural diagram of the amplitude direction finder of active interference directors, taken as a prototype and containing a series-connected antenna, receiver, detector, integrator, signal amplitude memory unit, a comparison unit and a computing unit for determining the azimuthal position of the supplier of active noise interference ( in the prototype, a counting and decisive block), as well as a threshold level formation block (in the prototype, a gain averaging block), the input of which is connected to the integrator output, and the output to the second input b In the comparison box, between the detector and the integrator, the azimuthal packet memory unit and the azimuthal packet recovery unit are connected in series, in addition, the receiving frequency switching control unit and the frequency generation unit, the output of which is connected to the second input of the receiver, the spectrum estimation unit, are connected in series, whose input is connected to the detector output, and the output to the second input of the azimuthal packet memory block.
На фиг.1 представлена структурная схема амплитудного пеленгатора ПШАП-прототипа;Figure 1 presents the structural diagram of the amplitude direction finder PSHAP prototype;
на фиг.2 - структурная схема предлагаемого амплитудного одноканального многочастотного пеленгатора шумовых активных помех;figure 2 is a structural diagram of the proposed amplitude single-channel multi-frequency direction finder noise active interference;
на фиг.3 - вид азимутального пакета при многочастотной пеленгации;figure 3 is a view of the azimuthal packet with multi-frequency direction finding;
на фиг.4 - обработка азимутального пакета при многочастотной пеленгации;figure 4 - processing of the azimuthal packet with multi-frequency direction finding;
на фиг.5 - амплитудно-частотная характеристика ШАП (максимум амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) в центре полосы рабочих частот пеленгатора);figure 5 - amplitude-frequency characteristic of the ShAP (maximum amplitude-frequency characteristic (AFC) in the center of the operating frequency band of the direction finder);
на фиг.6 - амплитудно-частотная характеристика ШАП (максимум АЧХ на краю полосы рабочих частот пеленгатора).figure 6 - amplitude-frequency characteristic of the ShAP (maximum frequency response at the edge of the operating frequency band of the direction finder).
На фиг.1 и 2 приняты следующие обозначения:Figure 1 and 2 adopted the following notation:
1 - антенна;1 - antenna;
2 - приемное устройство;2 - receiving device;
3 - детектор;3 - detector;
4 - интегратор;4 - integrator;
5 - блок памяти амплитуд сигналов;5 - a block of memory amplitudes of the signals;
6 - блок формирования порогового уровня (блок усреднения усиления);6 - threshold level generating unit (gain averaging unit);
7 - блок сравнения;7 - block comparison;
8 - счетно-решающий блок для определения азимутального положения поставщика активных шумовых помех (счетно-решающий блок);8 is a counting block for determining the azimuthal position of the supplier of active noise interference (counting block);
9 - блок формирования частот;9 - block forming frequencies;
10 - блок управления переключением приемных частот;10 - control unit switching the receiving frequencies;
11 - блок памяти азимутального пакета;11 - memory block of the azimuthal packet;
12 - блок оценки спектра;12 is a block for spectrum evaluation;
13 - блок восстановления азимутального пакета.13 - block recovery of the azimuthal packet.
Амплитудный одноканальный многочастотный пеленгатор шумовых активных помех содержит последовательно соединенные антенну 1, приемное устройство 2, детектор 3, блок памяти азимутального пакета 11, блок восстановления азимутального пакета 13, интегратор 4, блок памяти амплитуд сигналов 5, блок сравнения 7 и счетно-решающий блок для определения азимутального положения поставщика активных шумовых помех 8, а также блок формирования порогового уровня 6, вход которого подсоединен к выходу интегратора 4, а выход - ко второму входу блока сравнения 7, последовательно соединенные блок управления переключением приемных частот 10 и блок формирования частот 9, выход которого соединен со вторым входом приемного устройства 2, и блок оценки спектра 12, вход которого соединен с выходом детектора 3, а выход - со вторым входом блока памяти азимутального пакета 11.The amplitude single-channel multi-frequency direction finding device for noise active interference contains a series-connected
Заявляемое устройство работает следующим образом. С антенны 1 сигнал поступает на приемное устройство 2, настроенное на частоту, задаваемую блоком формирования частот 9. При помощи блока формирования частот 9 и блока управления переключением приемных частот 10 происходит периодическая (потактовая) перестройка частоты приемника 2 по диапазону рабочих частот амплитудного пеленгатора ПШАП. Рабочие частоты располагаются по диапазону равномерно. С приемного устройства 2 сигнал поступает на детектор 3, и полученные с него значения амплитуд записываются в блок памяти азимутального пакета 11. Одновременно с детектора 3 информация поступает на блок оценки спектра 12, в котором производится оценка спектральных характеристик ШАП и выбор частоты пеленгации с максимальным отношением помеха/шум. Из-за периодической (потактовой) смены частоты пеленгации полученный азимутальный пакет будет изрезанным (фиг.3), т.к. отсчеты, соответствующие разным частотам, будут отличаться по величине амплитуды в зависимости от спектральных характеристик ШАП. Чтобы избежать появления дополнительных ошибок в определении угловых координат ПШАП, дальнейшая обработка ведется по отсчетам одной (выбранной) частоты. Такая обработка приводит к тому, что азимутальный пакет получается прореженным на число рабочих частот, используемых при пеленгации (фиг.4 - кривая 1).The inventive device operates as follows. From
Значения амплитуд выбранной частоты считываются из блока памяти азимутального пакета 11 и поступают на блок восстановления азимутального пакета 13, так как без дополнительной обработки азимутального пакета, например интерполяции прореженных отсчетов, происходит снижение точности определения азимута ПШАП. Далее проинтерполированный азимутальный пакет поступает на интегратор 4, где происходит восстановление азимутального пакета. Затем амплитуда восстановленного азимутального пакета (фиг.4 - кривая 2) на каждом такте запоминается в блоке памяти амплитуд сигналов 5. Одновременно азимутальный пакет поступает на блок формирования порогового уровня 6, в котором за некоторое время Т формируется пороговый уровень, равный среднему уровню помехи за период Т, увеличенному таким образом, чтобы не превышалась заданная вероятность ложного пеленга, обусловленная случайными выбросами диаграммы направленности (фиг.4 - кривая 3). Затем в блоке сравнения 7 каждое запомненное в блоке 5 значение сравнивается с пороговым уровнем, и при превышении порога на выходе блока сравнения 7 формируется признак наличия пеленга (фиг.4 - кривая 4). На выходе счетно-решающего блока 8 формируется импульс, ширина которого равна ширине ДН на уровне пересечения ее пороговым уровнем. Центр импульса соответствует азимутальному положению ПШАП.The amplitudes of the selected frequency are read from the memory block of the azimuthal packet 11 and fed to the recovery block of the azimuthal packet 13, because without additional processing of the azimuthal packet, for example, interpolation of thinned samples, the accuracy of determining the azimuth of the PSA decreases. Next, the interpolated azimuthal packet arrives at
Эффективность амплитудной одноканальной многочастотной пеленгации тем выше, чем больше неравномерность оцениваемого спектра ШАП (фиг.5, 6).The efficiency of the amplitude single-channel multi-frequency direction finding is the higher, the greater the unevenness of the estimated spectrum of the ShAP (Figs. 5, 6).
По предлагаемой схеме построения амплитудного одноканального многочастотного пеленгатора шумовых активных помех проводилось математическое моделирование. При моделировании сканирование по азимуту проводилось с шагом 0.2 градуса. После выбора оптимальной частоты пеленгации азимутальный пакет получается прореженным на число частот пеленгации N, соответственно шаг сканирования увеличивается в N раз. Определение азимута проводилось двумя различными способами: методом поиска центра азимутального пакета (ПЦАП) без интерполяции принятых отсчетов и методом ПЦАП с интерполяцией принятых отсчетов. Интерполяция производилась в соответствии с теоремой Котельникова [5]. Измерение азимута ПШАП велось на частоте, соответствующей максимальному отношению помеха/шум. Результаты измерений азимута, усредненные по 5-ти реализациям, при ширине полосы ШАП 20 МГц, полосе частот пеленгатора 25 МГц (максимум АЧХ ШАП в центре полосы частот пеленгатора) и различном числе частот сканирования представлены в таблице 1.According to the proposed scheme for constructing an amplitude single-channel multi-frequency direction finder of noise active interference, mathematical modeling was carried out. In the simulation, azimuth scanning was performed in increments of 0.2 degrees. After choosing the optimal direction finding frequency, the azimuthal packet is thinned out by the number of direction finding frequencies N, respectively, the scanning step increases N times. The determination of the azimuth was carried out in two different ways: by the method of searching for the center of the azimuthal packet (PCAA) without interpolating the received samples and the PCAA method by interpolating the received samples. The interpolation was carried out in accordance with the Kotelnikov theorem [5]. The azimuth of the PSA was measured at a frequency corresponding to the maximum noise / noise ratio. The results of azimuth measurements averaged over 5 realizations, with a bandwidth of a ShAP of 20 MHz, a frequency band of a direction finder of 25 MHz (maximum AFC frequency response of a ShAP in the center of a band of frequencies of a direction finder) and a different number of scanning frequencies are presented in Table 1.
Из таблицы 1 видно, что с увеличением числа частот сканирования точность определения азимута для неинтерполяционных методов заметно ухудшается, в то время как для интерполяционного метода, при оптимальном выборе количества частот сканирования, точности оказываются заметно выше.Table 1 shows that with an increase in the number of scan frequencies, the accuracy of determining the azimuth for non-interpolation methods noticeably deteriorates, while for the interpolation method, with the optimal choice of the number of scan frequencies, the accuracy is much higher.
На основе анализа результатов математического моделирования можно сделать вывод, что оптимальным числом частот сканирования при использовании метода многочастотной пеленгации является 3-6 частот.Based on the analysis of the results of mathematical modeling, we can conclude that the optimal number of scan frequencies when using the multi-frequency direction finding method is 3-6 frequencies.
Анализ точностных характеристик измерения азимута методом многочастотной пеленгации при 3-6 частотах сканирования и интерполяции принятых отсчетов показал, что данный метод обеспечивает измерение азимута с ошибкой порядка 0.1 град при шаге сканирования по азимуту 0.2 град.An analysis of the accuracy characteristics of azimuth measurement by multi-frequency direction finding at 3-6 scan frequencies and interpolation of the received samples showed that this method provides azimuth measurement with an error of the order of 0.1 deg at a scan step in azimuth of 0.2 deg.
Выбор оптимальной частоты для пеленга ПШАП (ширина полосы помехи - порядка 20-50 МГц) позволяет получить выигрыш в отношении помеха/шум порядка 1-20 дБ (в зависимости от взаимного расположения частотной полосы ШАП и рабочего диапазона частот пеленгатора (фиг.5, 6)).The choice of the optimal frequency for the PSAF bearing (interference bandwidth is about 20-50 MHz) allows you to get a gain in noise / noise of the order of 1-20 dB (depending on the relative position of the ShAP frequency band and the operating frequency range of the direction finder (Figs. 5, 6 )).
Таким образом, в амплитудном одноканальном многочастотном пеленгаторе шумовых активных помех при помощи блока формирования частот 9 и блока управления переключением приемных частот 10 реализуется работа пеленгатора на нескольких частотах, с помощью блока памяти азимутального пакета 11, блока оценки спектра 12 и блока восстановления азимутального пакета 13 производится оценка частотного распределения мощности ШАП в диапазоне рабочих частот пеленгатора, выбор оптимальных частот пеленгации и восстановление азимутального пакета.Thus, in the amplitude single-channel multi-frequency direction-finding detector of active noise using the
Проведенное математическое моделирование показало, что применение интерполяции принятых отсчетов позволяет повысить точность измерения угловых координат ПШАП. После оценки частотного распределения мощности ШАП и настройки пеленгатора на оптимальную частоту пеленгации амплитудный одноканальный многочастотный пеленгатор шумовых активных помех позволяет получить выигрыш в отношении помеха/шум порядка 1-20 дБ, что приводит к соответствующему увеличению точности измерения угловых координат ПШАП.The mathematical modeling showed that the use of interpolation of the received samples can improve the accuracy of measuring the angular coordinates of the PSAA. After evaluating the frequency distribution of the ShAP power and adjusting the direction finder to the optimal direction finding frequency, the amplitude single-channel multi-frequency direction-finder of noise active interference makes it possible to obtain a gain in noise / noise of the order of 1-20 dB, which leads to a corresponding increase in the accuracy of measuring the angular coordinates of the PSA.
Перечень использованных источников информацииList of used information sources
1. Патент США №3747100, опубликован 1973 г., МПК G01S 3/06, «Устройство определения главного лепестка диаграммы направленности».1. US patent No. 3747100, published 1973,
2. Патент Великобритании №1236501, опубликован 1971 г., МПК G01S 3/06, «Радиопеленгатор».2. UK patent No. 1236501, published 1971,
3. Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации М.: Советское радио, 1970 г.3. Shirman Y.D. Theoretical Foundations of Radar M .: Soviet Radio, 1970
4. Патент РФ №2074403, опубликован 1997 г., МПК G01S 3/06, «Амплитудный пеленгатор для постановщиков активных помех» ННИИРТ.4. RF patent No. 2074403, published 1997,
5. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высшая школа 2000 г.5. Baskakov S.I. Radio circuits and signals. M.: High School 2000
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005122970/09A RU2305850C2 (en) | 2005-07-19 | 2005-07-19 | One-channel amplitude multi-frequency direction-finder of active noise interference |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005122970/09A RU2305850C2 (en) | 2005-07-19 | 2005-07-19 | One-channel amplitude multi-frequency direction-finder of active noise interference |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2305850C2 true RU2305850C2 (en) | 2007-09-10 |
Family
ID=38598284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005122970/09A RU2305850C2 (en) | 2005-07-19 | 2005-07-19 | One-channel amplitude multi-frequency direction-finder of active noise interference |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2305850C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2601876C1 (en) * | 2015-10-19 | 2016-11-10 | Акционерное общество "НИИ измерительных приборов - Новосибирский завод имени Коминтерна" (АО "НПО НИИИП-НЗиК") | Active jammer direction-finding method |
RU2638317C2 (en) * | 2016-03-31 | 2017-12-13 | Акционерное общество "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" (АО "НПО НИИИП-НЗиК") | Method of pelengation of repeater jamming and radar installation for its implementation |
-
2005
- 2005-07-19 RU RU2005122970/09A patent/RU2305850C2/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2601876C1 (en) * | 2015-10-19 | 2016-11-10 | Акционерное общество "НИИ измерительных приборов - Новосибирский завод имени Коминтерна" (АО "НПО НИИИП-НЗиК") | Active jammer direction-finding method |
RU2638317C2 (en) * | 2016-03-31 | 2017-12-13 | Акционерное общество "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" (АО "НПО НИИИП-НЗиК") | Method of pelengation of repeater jamming and radar installation for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106226761B (en) | A kind of relevant higher-frequency radar multifrequency detection method of high-performance | |
JP4817665B2 (en) | Lightning location method and system | |
US20110133988A1 (en) | Radio arrival direction estimation device and radio arrival direction estimation method | |
CN107561502A (en) | A kind of portable high frequency groundwave radar Radio frequency interference suppressing method | |
US20200025855A1 (en) | Method and apparatus for providing a passive transmitter based synthetic aperture radar | |
Aboodi et al. | Evaluation of WiFi-based indoor (WBI) positioning algorithm | |
CN104111449A (en) | Improved space-time two-dimensional adaptive processing method based on generalized inner products | |
CN102087357B (en) | Method for echo direction estimation of sensor array and for multibeam echo depth sounding and bottom detection | |
RU2393498C2 (en) | Method of polarisation sensitive radio signal direction finding (versions) | |
RU2305850C2 (en) | One-channel amplitude multi-frequency direction-finder of active noise interference | |
RU2524401C1 (en) | Method for detection and spatial localisation of mobile objects | |
RU2004102545A (en) | METHOD FOR LOCALIZING SOURCES OF RADIO RADIATION AND SYSTEM IMPLEMENTING IT | |
RU2529483C1 (en) | Method for stealth radar location of mobile objects | |
RU2713503C1 (en) | Method of angular superresolution in receiving digital antenna arrays | |
RU2284043C1 (en) | Method for calibrating computerized interferometer systems on moveable platforms | |
RU2291466C1 (en) | Mode of measuring an object's angular coordinates and a radar station for its realization | |
RU119126U1 (en) | DEVICE FOR INCREASING ANGULAR RESOLUTION OF AMPLITUDE TOTAL-DIFFERENT MONO-PULSE SYSTEM | |
CN114994597B (en) | Interferometer direction finding method based on uniform circular array | |
RU2289146C9 (en) | Method for detection and direction finding of radio signals | |
RU2667484C1 (en) | Method for determining the trajectory of movement of low-flying targets | |
RU2317568C1 (en) | Mode of identification of radar objects and an arrangement for its realization | |
RU2294546C2 (en) | Method for identification of radio-radiation | |
RU2309425C2 (en) | Method of forming calibration data for radio direction finder/ range finder (versions) | |
RU2324196C2 (en) | Amplitude single-channel multifrequency locator of noise active interference | |
CN114563760A (en) | Second-order super-beam forming method, equipment and medium based on SCA array type |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PD4A | Correction of name of patent owner |