RU2326397C1 - Monopulse direction-finder - Google Patents

Monopulse direction-finder Download PDF

Info

Publication number
RU2326397C1
RU2326397C1 RU2007100066/09A RU2007100066A RU2326397C1 RU 2326397 C1 RU2326397 C1 RU 2326397C1 RU 2007100066/09 A RU2007100066/09 A RU 2007100066/09A RU 2007100066 A RU2007100066 A RU 2007100066A RU 2326397 C1 RU2326397 C1 RU 2326397C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coordinate
outputs
correlators
receivers
adders
Prior art date
Application number
RU2007100066/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Сергеевич Матюшин (RU)
Анатолий Сергеевич Матюшин
Юрий Иванович Щур (RU)
Юрий Иванович Щур
Алексей Иванович Полилов (RU)
Алексей Иванович Полилов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" filed Critical Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения"
Priority to RU2007100066/09A priority Critical patent/RU2326397C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2326397C1 publication Critical patent/RU2326397C1/en

Links

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: antenna equipment.
SUBSTANCE: monopulse direction-finder consists of two coordinate MP, each of which consists of two channel amplitude sensitive antenna with receivers of corresponding channels, two correlators, outputs of which through summary-difference transducer are connected to the inlets of difference signal divider into summary, besides, antennas of both one-coordinate MP are installed as square antenna grid (AG), moreover, MP contains four adders, and the outlets of receivers of left and right pairs of AG channels correspondingly through the first and second adder are connected to the inputs of correlators of one of one-coordinate MP, and the outlets of receivers of top and bottom pairs of AG channels correspondingly through the third and fourth adders are connected to the inputs of correlators of other one-coordinate MP, the outputs of dividers of first and second one-coordinate MPs are the outputs correspondingly for the azimuth and elevation error signals.
EFFECT: improves accuracy of direction finding with internal noises of receivers.
1 dwg

Description

Изобретение относится к моноимпульсным пеленгаторам (МП) радиолокационных целей с суммарно-разностной и корреляционной обработкой сигналов.The invention relates to monopulse direction finders (MP) of radar targets with sum-difference and correlation signal processing.

Известен МП, в котором суммарно-разностный преобразователь включен до устройства корреляционной обработки сигналов и формирование сигнала ошибки (СО) осуществляется в виде функции угла первого порядка, например [Н.М.Царьков. Многоканальные радиолокационные измерители. - М.: Сов. радио, 1980, рис.7.1 и формулы 7.6, 7.7 на с.149 и 150, Л1]; Патент US 4646095, G01S 13/44, 1985; Патент GB 1402711, G01S 3/22, 1971 и др.Known MP, in which the sum-difference converter is turned on to the correlation signal processing device and the formation of an error signal (CO) is carried out in the form of a function of the first-order angle, for example [N.M. Tsarkov. Multichannel radar meters. - M .: Owls. radio, 1980, Fig. 7.1 and formulas 7.6, 7.7 on p. 149 and 150, L1]; US Patent 4,646,095, G01S 13/44, 1985; Patent GB 1402711, G01S 3/22, 1971, etc.

Более близким по составу элементов и их функциональным связям является МП, формирующий СО в виде квадратичной функции угла, в котором устройство корреляционной обработки включено до суммарно-разностного преобразователя [Л1, формула 7.11 на с.152].Closer in the composition of the elements and their functional relationships is the MP, which generates CO in the form of a quadratic function of the angle at which the correlation processing device is turned on to the sum-difference converter [L1, formula 7.11 on p.152].

Данный МП содержит двухканальную амплитудочувствительную антенну, каждый канал которой через включенные последовательно отдельные приемник, коррелятор и общий суммарно-разностный преобразователь подключены к входам делителя разностного сигнала на суммарный, выход которого является выходом МП для СО.This MF contains a two-channel amplitude-sensitive antenna, each channel of which is connected in series to separate receiver, correlator, and a common sum-difference converter are connected to the inputs of the difference signal divider to the total, the output of which is the MP output for CO.

Приемники сигналов каждого из антенных каналов, например А и В, содержат устройство для преобразования частоты, усиления и аналого-цифрового преобразования сигналов и формируют значения комплексных амплитуд сигналов

Figure 00000002
и
Figure 00000003
в виде их квадратурных составляющихThe signal receivers of each of the antenna channels, for example A and B, contain a device for frequency conversion, amplification and analog-to-digital signal conversion and generate the values of the complex signal amplitudes
Figure 00000002
and
Figure 00000003
in the form of their quadrature components

UA=UA1+jUA2; UB=UB1+jUB2.U A = U A1 + jU A2 ; U B = U B1 + jU B2 .

Корреляторы каждого из указанных сигналов

Figure 00000004
и
Figure 00000005
выполняют операции умножения их комплексно сопряженных значений и усреднения во времени. В случае амплитудной пеленгации они формируют квадратичные значения амплитуд (т.е. служат квадратичными амплитудными детекторами)Correlators of each of these signals
Figure 00000004
and
Figure 00000005
perform operations of multiplying their complex conjugate values and averaging over time. In the case of amplitude direction finding, they form quadratic values of amplitudes (i.e., serve as quadratic amplitude detectors)

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

например, [Л1, формула 7.10 на с.151].for example, [L1, formula 7.10 on p.151].

Суммарно-разностный преобразователь этих сигналов и делитель разностного сигнала на суммарный обеспечивают формирование СО в видеThe sum-difference converter of these signals and the divider of the difference signal by the total provide the formation of CO in the form

Figure 00000008
Figure 00000008

Данный МП служит для пеленгации в одной плоскости, т.е. является однокоординатным.This MP serves for direction finding in one plane, i.e. is single-axis.

Известен также МП в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, например, по азимуту α и углу места β, содержащий два функционально независимых однокоординатных МП, двухканальные амплитудочувствительные антенны которых размещены в виде квадратной антенной решетки (АР) [А.Н.Леонов, К.Н.Фомичев. Моноимпульсная радиолокация. М.: Радио и связь, 1984, с.76-78, Л2].MP is also known in two mutually perpendicular planes, for example, in azimuth α and elevation angle β, containing two functionally independent single-coordinate MPs whose two-channel amplitude-sensitive antennas are placed in the form of a square antenna array (A.N.) [A.N. Leonov, K.N. Fomichev. Monopulse radar. M .: Radio and communications, 1984, pp. 76-78, L2].

Однако точность данного МП существенно снижается из-за того, что в нем сигналы антенных каналов А и В, служащие для пеленгации в одной плоскости, не используются для пеленгации в другой плоскости.However, the accuracy of this MT is significantly reduced due to the fact that the signals of the antenna channels A and B serving for direction finding in one plane are not used for direction finding in another plane.

Технической задачей, решаемой данным изобретением, является устранение указанного недостатка, а именно повышение точности МП посредством комплексирования приемников антенных каналов двух однокоординатных МП [Защита от радиопомех. Под ред. М.В.Максимова. М.: «Советское Радио», 1976, гл.9, раздел 9.2, с.452].The technical problem solved by this invention is to remedy this drawback, namely improving the accuracy of the MP by combining the receivers of the antenna channels of two single-axis MP [Protection from radio interference. Ed. M.V. Maksimova. M .: "Soviet Radio", 1976, chap. 9, section 9.2, p. 452].

Данная техническая задача решается тем, что в предлагаемый МП дополнительно введены четыре сумматора, причем выходы приемников левой и правой пар каналов АР соответственно через первый и второй сумматоры подключены к входам корреляторов одного из однокоординатных МП, а выходы приемников верхней и нижней пар каналов АР соответственно через третий и четвертый сумматоры подключены к входам корреляторов другого однокоординатного МП, выходы делителей первого и второго однокоординатных МП являются выходами соответственно для азимутального и угломестного СО.This technical problem is solved by the fact that four adders are additionally introduced into the proposed MP, the outputs of the receivers of the left and right pairs of AR channels, respectively, through the first and second adders connected to the inputs of the correlators of one of the single-coordinate MPs, and the outputs of the receivers of the upper and lower pairs of AR channels, respectively the third and fourth adders are connected to the inputs of the correlators of another single-coordinate MP, the outputs of the dividers of the first and second single-coordinate MP are outputs respectively for azimuthally of CO and approach elevation.

Комплексирование приемников антенных каналов двух одноканальных МП, осуществляемое введенными отличительными признаками, повышает точность пеленгования в каждой из плоскостей.The integration of the receivers of the antenna channels of two single-channel MPs, carried out by the introduced distinguishing features, increases the accuracy of direction finding in each of the planes.

Функциональная схема предлагаемого МП в двух взаимно перпендикулярных плоскостях изображена на прилагаемом чертеже.The functional diagram of the proposed MP in two mutually perpendicular planes is shown in the attached drawing.

1 - амплитудочувствительная квадратная АР с каналами А, В, С, D;1 - amplitude-sensitive square AR with channels A, B, C, D;

21...4 - приемники каналов АР;2 1 ... 4 - receivers of AR channels;

31...4 - сумматоры;3 1 ... 4 - adders;

41...4 - корреляторы;4 1 ... 4 - correlators;

51, 2 - суммарно-разностные преобразователи;5 1, 2 - total-difference converters;

61, 2 - делители.6 1, 2 - dividers.

Приемники 21 и 23 для двух левых (А и С) и приемники 22 и 24 для двух правых (В и D) каналов АР 1 соответственно через первый 31 и второй 32 сумматоры подключены к входам первого 41 и второго 42 корреляторов.Receivers 2 1 and 2 3 for two left (A and C) and receivers 2 2 and 2 4 for two right (B and D) channels AP 1, respectively, through the first 3 1 and second 3 2 adders are connected to the inputs of the first 4 1 and second 4 2 correlators.

Приемники 21 и 22 для двух верхних (А и В) и приемники 23 и 24 для двух нижних (С и D) каналов АР 1 соответственно через третий 33 и четвертый 34 сумматоры подключены к входам третьего 43 и четвертого 44 корреляторов.Receivers 2 1 and 2 2 for the two upper (A and B) and receivers 2 3 and 2 4 for the two lower (C and D) channels AP 1, respectively, through the third 3 3 and fourth 3 4 adders, respectively, connected to the inputs of the third 4 3 and fourth 4 4 correlators.

Первый 41 и второй 42 корреляторы своими выходами через первый суммарно-разностный преобразователь 51 подключены к входам первого делителя 61 разностного сигнала на суммарный.The first 4 1 and second 4 2 correlators with their outputs through the first total-differential converter 5 1 are connected to the inputs of the first divider 6 1 differential signal to total.

Третий 43 и четвертый 44 корреляторы своими выходами через второй суммарно-разностный преобразователь 52 подключены к входам второго делителя 62 разностного сигнала на суммарный.The third 4 3 and fourth 4 4 correlators with their outputs through the second total-differential converter 5 2 are connected to the inputs of the second divider 6 2 differential signal to total.

Выходы первого 61 и второго 62 делителей являются выходами предлагаемого МП соответственно для азимутального Uα и угломестного UβCO.The outputs of the first 6 1 and second 6 2 dividers are the outputs of the proposed MP, respectively, for the azimuthal U α and elevation U β CO.

Амплитудочувствительная квадратная АР 1 для пеленгации в двух плоскостях приведена, например, в [Л.2 рис.4.8 на с.77].The amplitude-sensitive square AR 1 for direction finding in two planes is given, for example, in [L.2 fig. 4.8 on p.77].

Приемники 21...4 формируют значения комплексных амплитуд сигналов

Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
для АР 1 в виде квадратурных составляющихReceivers 2 1 ... 4 form the values of the complex amplitudes of the signals
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
for AR 1 in the form of quadrature components

Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000013
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000016
Figure 00000015
Figure 00000016

и известны, например, из Патента US 5315304, G01S 7/40, 1994 г.and are known, for example, from Patent US 5315304, G01S 7/40, 1994

Сумматоры 31...4 формируют сигналы, соответствующие левой

Figure 00000017
правой
Figure 00000018
верхней
Figure 00000019
и нижней
Figure 00000020
парам каналов АР 1Adders 3 1 ... 4 form the signals corresponding to the left
Figure 00000017
right
Figure 00000018
top
Figure 00000019
and bottom
Figure 00000020
pairs of channels AR 1

Figure 00000021
Figure 00000021

Figure 00000022
Figure 00000022

Figure 00000023
Figure 00000023

Figure 00000024
Figure 00000024

Корреляторы 41...4 посредством умножения комплексно сопряженных значений входных сигналов и усреднения во времени формируют квадратичные значения их амплитудCorrelators 4 1 ... 4 by multiplying the complex conjugate values of the input signals and averaging over time form quadratic values of their amplitudes

Figure 00000025
Figure 00000026
Figure 00000025
Figure 00000026

Figure 00000027
Figure 00000028
Figure 00000027
Figure 00000028

Суммарно-разностный преобразователь 51 и делитель 61 формируют из сигналов UЛ 2 и UП 2 азимутальный UαСО, а суммарно-разностный преобразователь 52 и делитель 62 формируют из сигналов UВ 2 и UН 2 угломестный UβCOThe sum-difference converter 5 1 and the divider 6 1 are formed from the signals U L 2 and U P 2 azimuthal U α СО, and the total-difference converter 52 and the divider 62 are formed from the signals U В 2 and U Н 2 angular U β CO

Figure 00000029
Figure 00000030
Figure 00000029
Figure 00000030

Введенные отличительные признаки (сумматоры 31...4 и их функциональные связи) обеспечивают выигрыш в соотношении сигнал/шум на основании следующего.The introduced distinguishing features (adders 3 1 ... 4 and their functional connections) provide a gain in the signal-to-noise ratio based on the following.

Так, в главных сечениях координатной плоскости по сравнению с прототипом он равен

Figure 00000031
на входах корреляторов 41...4 и двум для квадратичных значений сигналов и шумов на их выходах [Защита от радиопомех. Под ред. М.В.Максимова. - Москва.: Сов. Радио, 1976, гл.9, раздел 9.2, с 452]. Например, для левой пары каналов АР 1So, in the main sections of the coordinate plane in comparison with the prototype, it is equal to
Figure 00000031
at the inputs of the correlators 4 1 ... 4 and two for the quadratic values of the signals and noise at their outputs [Protection from radio interference. Ed. M.V. Maksimova. - Moscow .: Owls. Radio, 1976, ch. 9, section 9.2, p. 452]. For example, for the left pair of channels AP 1

UЛ 2=(UA1+UC1)2+(UA2+UC2)2=UA 2+UC 2+2·UA·UC=(UA+UC)2,U L 2 = (U A1 + U C1 ) 2 + (U A2 + U C2 ) 2 = U A 2 + U C 2 + 2 · U A · U C = (U A + U C ) 2 ,

где UA 2=UA1 2+UA2 2; UC 2=U2 C1+U2 C2 - квадратичные значения амплитуд сигналов;where U A 2 = U A1 2 + U A2 2 ; U C 2 = U 2 C1 + U 2 C2 - quadratic values of the amplitudes of the signals;

2·UA·UC=2·(UA1·UC1+UA2·UC2) - удвоенное значение скалярного произведения векторов [А.Г.Цыпкин. Справочник по математике. - М.: Наука, 1983, с.292].2 · U A · U C = 2 · (U A1 · U C1 + U A2 · U C2 ) is the double value of the scalar product of vectors [A.G. Tsypkin. Math reference. - M .: Nauka, 1983, p. 292].

В результате соотношение квадратичных значений для сигналов на выходах корреляторов в предлагаемом устройстве и прототипе равно четырем, UЛ 2=4·UA 2=4·UС 2, а для шумов - двум, что обеспечивает выигрыш в отношении сигнал/шум в два раза.As a result, the ratio of quadratic values for the signals at the outputs of the correlators in the proposed device and the prototype is equal to four, U L 2 = 4 · U A 2 = 4 · U C 2 , and for noise - two, which provides a gain in the signal-to-noise ratio of two times.

Аналогичные соотношения имеют место и на выходах других корреляторов.Similar relations hold at the outputs of other correlators.

Указанный выигрыш в соотношении сигнал/шум на выходах корреляторов 41...4 создает соответствующий эффект повышения точности пеленгования (т.е. уменьшение дисперсии и среднеквадратической ошибки, обусловленной влиянием шумов), например [Л.2, формула 6.10 на с.136].The indicated gain in the signal-to-noise ratio at the outputs of the correlators 4 1 ... 4 creates the corresponding effect of increasing the direction finding accuracy (i.e., reducing the dispersion and the standard error due to the influence of noise), for example [L.2, formula 6.10 on p.136 ].

Данный технический результат достигается при фиксированных габаритах АР, что особенно важно применительно к бортовой аппаратуре в силу ограничений по массогабаритным параметрам и потребляемой мощности.This technical result is achieved with the fixed dimensions of the AR, which is especially important in relation to the on-board equipment due to limitations on weight and size parameters and power consumption.

Claims (1)

Моноимпульсный пеленгатор (МП), содержащий два однокоординатных МП, каждый из которых содержит двухканальную амплитудочувствительную антенну с отдельными приемниками каналов, а также два коррелятора, в которых посредством умножения комплексно сопряженных значений входных сигналов и усреднения во времени формируются квадратичные значения их амплитуд, выходы указанных корреляторов через суммарно-разностный преобразователь подключены ко входам делителя разностного сигнала на суммарный, причем антенны обоих однокоординатных МП размещены в виде квадратной антенной решетки (АР), отличающийся тем, что он дополнительно содержит четыре сумматора, причем выходы приемников левой и правой пар каналов АР соответственно через первый и второй сумматоры подключены ко входам корреляторов одного из однокоординатных МП, а выходы приемников верхней и нижней пар каналов АР соответственно через третий и четвертый сумматоры подключены ко входам корреляторов другого однокоординатного МП, выходы делителей первого и второго однокоординатных МП являются выходами соответственно для азимутального и угломестного сигналов ошибки.A monopulse direction finder (MP) containing two single-coordinate MPs, each of which contains a two-channel amplitude-sensitive antenna with separate channel receivers, as well as two correlators in which quadratic values of their amplitudes and outputs of these correlators are formed by multiplying complex conjugate values of the input signals and averaging over time through the sum-difference converter are connected to the inputs of the divider of the difference signal into the total, moreover, the antennas of both antennas in the form of a square antenna array (AR), characterized in that it additionally contains four adders, the outputs of the receivers of the left and right pairs of channels of the AR, respectively, through the first and second adders connected to the inputs of the correlators of one of the single-coordinate MP, and the outputs of the receivers of the upper and lower pairs of AR channels, respectively, through the third and fourth adders are connected to the inputs of the correlators of another single-coordinate MP, the outputs of the dividers of the first and second single-coordinate MP are outputs respectively for az mute and elevation error signals.
RU2007100066/09A 2007-01-09 2007-01-09 Monopulse direction-finder RU2326397C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007100066/09A RU2326397C1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Monopulse direction-finder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007100066/09A RU2326397C1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Monopulse direction-finder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2326397C1 true RU2326397C1 (en) 2008-06-10

Family

ID=39581474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007100066/09A RU2326397C1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Monopulse direction-finder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2326397C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2615491C1 (en) * 2015-11-17 2017-04-05 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Method for simultaneous measuring two angular objective coordinates in review amplitude monopulse radar system with antenna array and digital signal processing
RU2624008C2 (en) * 2015-11-25 2017-06-30 Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" Monopulse pelengator with combined antenna device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЦАРЬКОВ Н.М. Многоканальные радиолокационные измерители. - М.: Сов. Радио, 1980, с.152, ф.7.11. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2615491C1 (en) * 2015-11-17 2017-04-05 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Method for simultaneous measuring two angular objective coordinates in review amplitude monopulse radar system with antenna array and digital signal processing
RU2624008C2 (en) * 2015-11-25 2017-06-30 Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" Monopulse pelengator with combined antenna device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10539645B2 (en) Angle of arrival estimation
US10809366B2 (en) Multimodal radar system
US7961147B1 (en) Long baseline phase interferometer ambiguity resolution using frequency differences
JP5554018B2 (en) Angle measuring device, monopulse angle measuring device, monopulse radar, multi-static radar
RU2495447C2 (en) Beam forming method
CN101335574B (en) Sound shielding method for multipath channel
Wang et al. Design of optimum sparse array for robust MVDR beamforming against DOA mismatch
RU2515179C1 (en) Method of determining direction of hydroacoustic transponder in multibeam navigation signal propagation conditions
CN102087357B (en) Method for echo direction estimation of sensor array and for multibeam echo depth sounding and bottom detection
WO2012057655A1 (en) A radar station, featuring broadband, linear- frequency-modulated, continuous-wave emission
RU2326397C1 (en) Monopulse direction-finder
CN103760518B (en) The assay method of the direction vector of antenna array that multiple senses are unknown
RU2144200C1 (en) Process of direction finding of radio signals and multichannel direction finder
RU2752249C2 (en) Multichannel direction finder of rf radio signals
Hashimoto et al. Adaptive sidelobe cancellation technique for atmospheric radars containing arrays with nonuniform gain
RU2334244C1 (en) Method of radio radiation source location detection
RU2297645C1 (en) Monopulse direction finder
Balaei et al. Characterization of interference effects in multiple antenna GNSS receivers
CN102353960A (en) Forward collision-preventing sonar neritic steady high-resolution azimuth estimating method
RU2179730C1 (en) Direction finder of sonar navigation system with ultrashort base
Prasad et al. Performance analysis of direction of arrival estimation algorithms in smart antennas
RU2321014C2 (en) Mode of direction finding and multi channel direction finder
RU2262119C1 (en) Method for direction finding of radio signals
Wang et al. Passive TDOA and DOA based HF geolocation without ionosphere information
Ahmad et al. Three decades of development in DOA estimation technology

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20190326

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210110