RU2426143C1 - Method of phase direction finding and phase direction finder to this end - Google Patents
Method of phase direction finding and phase direction finder to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2426143C1 RU2426143C1 RU2009145965/09A RU2009145965A RU2426143C1 RU 2426143 C1 RU2426143 C1 RU 2426143C1 RU 2009145965/09 A RU2009145965/09 A RU 2009145965/09A RU 2009145965 A RU2009145965 A RU 2009145965A RU 2426143 C1 RU2426143 C1 RU 2426143C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- voltage
- output
- input
- quadrator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Measuring Phase Differences (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемые способ и устройство относятся к области радиоэлектроники и могут быть использованы для определения угловых координат источника излучения сложных сигналов.The proposed method and device relates to the field of electronics and can be used to determine the angular coordinates of the radiation source of complex signals.
Известны фазовые способы пеленгации и фазовые пеленгаторы (патенты РФ №№2.003.131, 2.006.872, 2.010.258, 2.012.010, 2.134.429, 2.155.352, 2.175.770, 2.290.658, 2.311.656; патенты Германии №№2.127.087, 2.710.955; патенты Великобритании №№1.395.599, 1.598.325; Кинкулькин И.Е. и др. «Фазовый метод определения координат». М.: Сов. радио, 1979; «Космические радиотехнические комплексы». Под ред. С.И.Бычкова. М.: Сов. радио, 1967, с.130-138, и другие).Known phase direction finding methods and phase direction finders (RF patents Nos. 2,003.131, 2.006.872, 2.010.258, 2.012.010, 2.134.429, 2.155.352, 2.175.770, 2.290.658, 2.311.656; German patents No. 2.127.087, 2.710.955; UK patents No. 1.395.599, 1.598.325; I. Kinkulkin et al. “Phase method for determining coordinates.” M .: Sov. Radio, 1979; “Space Radio Engineering Complexes ". Edited by S. I. Bychkov. M.: Sov. Radio, 1967, p.130-138, and others).
Из известных способов и устройств наиболее близкими к предлагаемым являются «Фазовый способ пеленгации и фазовый пеленгатор для его осуществления» (патент РФ №2.290.658, G01S 3/46, 2005), которые и выбраны в качестве прототипов.Of the known methods and devices closest to the proposed are the "Phase direction finding method and phase direction finder for its implementation" (RF patent No. 2.290.658, G01S 3/46, 2005), which are selected as prototypes.
Указанные технические решения устраняют противоречие между требованиями к точности измерения и однозначности отсчета угловой координаты α.These technical solutions eliminate the contradiction between the requirements for measurement accuracy and the uniqueness of reading the angular coordinate α.
Недостатком известных способов и устройства является низкая чувствительность и точность при измерении малых угловых координат α источников излучения сложных сигналов.A disadvantage of the known methods and devices is the low sensitivity and accuracy when measuring small angular coordinates α of radiation sources of complex signals.
Технической задачей изобретения является повышение чувствительности и точности при измерении малых угловых координат источников излучения сложных сигналов.An object of the invention is to increase the sensitivity and accuracy when measuring small angular coordinates of the radiation sources of complex signals.
Поставленная задача решается тем, что фазовый способ пеленгации, основанный в соответствии с ближайшим аналогом на приеме сигналов, усилении и ограничении их по амплитуде, сравнении сигналов, прошедших два канала, по фазе, при этом сигнал одного из каналов предварительно сдвигают по фазе на 90°, устанавливают в азимутальной плоскости n приемных антенн по окружности радиусом d с возможностью их электронного вращения с угловой скоростью Ω вокруг приемной антенны, размещенной в центре окружности, коммутируют приемные антенны, размещенные по окружности, поочередно с частотой Ω, сигнал, принимаемый антенной, размещенной в центре окружности, преобразуют по частоте, выделяют напряжение промежуточной частоты, перемножают его с сигналами, поочередно принимаемыми n приемными антеннами, расположенными по окружности, выделяют фазомодулированное напряжение, перемножают его с напряжением гетеродина, выделяют низкочастотное напряжение с частотой Ω и сравнивают его по фазе с опорным напряжением, формируя точную, но неоднозначную шкалу пеленгации источника излучения сигнала, одновременно фазомодулированное напряжение подвергают автокорреляционной обработке, выделяют низкочастотное напряжение с частотой Ω, сравнивают его по фазе с опорным напряжением, формируя грубую, но однозначную шкалу пеленгации источника излучения сигнала, отличается от ближайшего аналога тем, что напряжение, пропорциональное синусу измеряемой угловой координаты, сдвигают по фазе на 90°, сдвинутое по фазе на 90° напряжение и исходное напряжение последовательно дважды возводят в квадрат, сдвинутое по фазе на 90° напряжение второй степени и исходное напряжение второй степени перемножают между собой с использованием масштабирующего коэффициента, равного шести, полученное напряжение вычитают из сдвинутого по фазе на 90° напряжения четвертой степени и суммируют его с исходным напряжением четвертой степени, напряжение, пропорциональное косинусу измеряемой угловой координаты, сдвигают по фазе на 90°, сдвинутое по фазе на 90° и исходное напряжение последовательно дважды возводят в квадрат, исходное напряжение второй степени и сдвинутое по фазе на 90° напряжение второй степени перемножают между собой с использованием масштабирующего коэффициента, равного шести, полученное напряжение вычитают из исходного напряжения четвертой степени и суммируют его с сдвинутым по фазе на 90° напряжением четвертой степени.The problem is solved in that the phase direction finding method, based in accordance with the closest analogue on receiving signals, amplifying and limiting them in amplitude, comparing signals transmitted through two channels, in phase, while the signal of one of the channels is pre-shifted in phase by 90 ° , set in the azimuthal plane n of the receiving antennas around a circle of radius d with the possibility of their electronic rotation with an angular velocity Ω around a receiving antenna located in the center of the circle, receiving antennas are placed along circles, alternately with frequency Ω, the signal received by the antenna located in the center of the circle is converted in frequency, the intermediate frequency voltage is isolated, it is multiplied with signals alternately received by n receiving antennas located around the circle, the phase-modulated voltage is isolated, it is multiplied with the local oscillator voltage , select a low-frequency voltage with a frequency Ω and compare it in phase with the reference voltage, forming an accurate, but ambiguous direction finding scale of the signal source, simultaneously This phase-modulated voltage is subjected to autocorrelation processing, a low-frequency voltage with a frequency Ω is extracted, it is compared in phase with the reference voltage, forming a rough but unambiguous direction finding scale for the signal source, differs from the closest analogue in that the voltage proportional to the sine of the measured angular coordinate is shifted in phase by 90 °, the phase-shifted voltage by 90 ° and the initial voltage are sequentially twice squared, the second-degree phase-shifted voltage by 90 ° and the outcome the second voltage of the second degree is multiplied with each other using a scaling factor of six, the resulting voltage is subtracted from the phase-shifted voltage of the fourth degree and summed with the initial voltage of the fourth degree, the voltage proportional to the cosine of the measured angular coordinate is shifted in phase by 90 °, phase shifted by 90 ° and the initial voltage is sequentially squared twice, the initial voltage of the second degree and phase shifted by 90 ° voltage of the second degree is multiplied They are interconnected using a scaling factor of six, the obtained voltage is subtracted from the initial voltage of the fourth degree and summed with the fourth-degree voltage shifted in phase by 90 °.
Поставленная задача решается тем, что фазовый пеленгатор, содержащий в соответствии с ближайшим аналогом первую приемную антенну, первый приемник, смеситель, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, усилитель промежуточной частоты, первый перемножитель, первый полосовой фильтр, линию задержки, второй фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом первого полосового фильтра, первый фазовращатель на 90° и первый фазовый детектор, второй вход которого соединен с вторым выходом опорного генератора, последовательно включенные опорный генератор, генератор импульсов, электронный коммутатор, n входов которого соединены с выходами n антенн, размещенных по окружности радиусом d с возможностью электронного вращения вокруг первой приемной антенны, размещенной в центре окружности, и второй приемник, выход которого соединен с вторым входом первого перемножителя, последовательно подключенные к выходу первого полосового фильтра второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, второй полосовой фильтр и третий фазовый детектор, второй вход которого соединен с третьим выходом опорного генератора, а также индикатор, отличается от ближайшего аналога тем, что он снабжен вторым и третьим фазовращателями на 90°, восемью квадраторами, двумя масштабирующими перемножителями, двумя вычитателями и двумя сумматорами, причем к выходу первого фазового детектора последовательно подключены второй фазовращатель на 90°, первый квадратор, второй квадратор, первый вычитатель, второй вход которого через первый масштабирующий перемножитель соединен с выходами первого и третьего квадраторов, и первый сумматор, выход которого соединен с первым входом индикатора, к выходу первого фазового детектора последовательно подключены третий квадратор и четвертый квадратор, выход которого соединен с вторым выходом первого сумматора, к выходу третьего фазового детектора последовательно подключены пятый квадратор, шестой квадратор, второй вычитатель, второй вход которого через второй масштабирующий перемножитель соединен с выходами пятого и седьмого квадраторов, и второй сумматор, выход которого соединен с вторым входом индикатора, к выходу третьего фазового детектора последовательно подключены третий фазовращатель на 90°, седьмой квадратор и восьмой квадратор, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора.The problem is solved in that a phase direction finder, comprising, in accordance with the closest analogue, a first receiving antenna, a first receiver, a mixer, a second input of which is connected to the local oscillator output, an intermediate frequency amplifier, a first multiplier, a first band-pass filter, a delay line, a second phase detector, the second input of which is connected to the output of the first band-pass filter, the first phase shifter 90 ° and the first phase detector, the second input of which is connected to the second output of the reference generator, in series A reference generator, a pulse generator, an electronic switch, n inputs of which are connected to the outputs of n antennas arranged around a circle of radius d with the possibility of electronic rotation around the first receiving antenna located in the center of the circle, and a second receiver, the output of which is connected to the second input of the first multiplier connected in series to the output of the first bandpass filter is a second multiplier, the second input of which is connected to the local oscillator output, a second bandpass filter and a third phase detector, the second in One of which is connected to the third output of the reference generator, as well as an indicator, differs from the closest analogue in that it is equipped with a second and third phase shifters 90 °, eight quadrants, two scaling multipliers, two subtractors and two adders, and to the output of the first phase detector in series the second 90 ° phase shifter, the first quadrator, the second quadrator, the first subtractor are connected, the second input of which is connected through the first scaling multiplier to the outputs of the first and third quadrator c, and the first adder, the output of which is connected to the first input of the indicator, the third quadrator and the fourth quadrator are connected in series to the output of the first phase detector, the output of which is connected to the second output of the first adder, the fifth quadrator, sixth quadrator, and the second are connected in series to the output of the third phase detector a subtractor, the second input of which is connected through the second scaling factor to the outputs of the fifth and seventh quadrators, and a second adder, the output of which is connected to the second input of the indicator, the third phase shifter 90 °, the seventh quadrator and the eighth quadrator, the output of which is connected to the second input of the second adder, are sequentially connected to the output of the third phase detector.
Структурная схема фазового пеленгатора, реализующего предлагаемый фазовый способ пеленгации, представлена на фиг.1. Взаимное расположение приемных антенн 1, 2.i (i=1, 2, …, n) и источника радиоизлучений ИРИ показано на фиг.2.The structural diagram of the phase direction finder that implements the proposed phase direction finding method, is presented in figure 1. The relative position of the
Фазовый пеленгатор содержит последовательно включенные первую приемную антенну 1, первый приемник 3, смеситель 12, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 11, усилитель 13 промежуточной частоты, первый перемножитель 14, первый полосовой фильтр 15, линию задержки 16, второй фазовый детектор 17, второй вход которого соединен с выходом первого полосового фильтра 15, первый фазовращатель 8 на 90°, первый фазовый детектор 9, второй вход которого соединен с вторым выходом опорного генератора 5. К первому выходу опорного генератора 5 последовательно подключены генератор 6 импульсов, электронный коммутатор 7, n входов которого соединены с выходами n приемных антенн 2.i (i=1, 2, …, n), размещенных на окружности радиусом d, и второй приемник 4, выход которого подключен к второму входу первого перемножителя 14. К выходу первого полосового фильтра 15 последовательно подключены второй перемножитель 18, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 11, второй полосовой фильтр 19 и третий фазовый детектор 20, второй вход которого соединен с третьим выходом опорного генератора 5. К выходу первого фазового детектора 9 последовательно подключены второй фазовращатель 21 на 90°, первый квадратор 22, второй квадратор 23, первый вычитатель 27, второй вход которого через первый масштабирующий перемножитель 26 соединен с выходами первого 22 и третьего 24 квадраторов, и первый сумматор 28, выход которого соединен с первым входом индикатора 10. К выходу первого фазового детектора 9 последовательно подключены третий квадратор 24 и четвертый квадратор 25, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора 28. К выходу третьего фазового детектора 20 последовательно подключены пятый квадратор 30, шестой квадратор 31, второй вычитатель 35, второй вход которого через второй масштабирующий перемножитель 34 соединен с выходами пятого 30 и седьмого 32 квадраторов, и второй сумматор 36, выход которого соединен с вторым входом индикатора 10. К выходу третьего фазового детектора 20 последовательно подключены третий фазовращатель 29 на 90°, седьмой квадратор 32 и восьмой квадратор 33, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора 36.The phase direction finder comprises in series a
Предлагаемый фазовый способ пеленгации реализуют следующим образом.The proposed phase direction finding method is implemented as follows.
Принимаемые сложные сигналы, например с фазовой манипуляцией (ФМн):Received complex signals, for example with phase shift keying (PSK):
U1(t)=υс·Cos[(ωc±Δω)t+φk(t)+φc],U 1 (t) = υ с · Cos [(ω c ± Δω) t + φ k (t) + φ c ],
U2(t)=υc·Cos[(ωc±Δω)t+φk(t)+φc+2π·d/λ·Cos(Ωt-α)], 0≤t≤Tc,U 2 (t) = υ c · Cos [(ω c ± Δω) t + φ k (t) + φ c + 2π · d / λ · Cos (Ωt-α)], 0≤t≤T c ,
где υc, ωс, φc, Tc - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность сигнала;where υ c , ω s , φ c , T c - amplitude, carrier frequency, initial phase and signal duration;
±Δω - нестабильность несущей частоты сигнала, обусловленная различными дестабилизирующими факторами;± Δω - instability of the carrier frequency of the signal due to various destabilizing factors;
φk(t)={0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом, причем φk(t)=const при k·τэ<t<(k+1)·τэ и может изменяться скачком при t=k·τэ, т.е. на границах между элементарными посылками (k=1, 2, …, N-1);φ k (t) = {0, π} is the manipulated component of the phase that displays the law of phase manipulation in accordance with the modulating code, and φ k (t) = const for k · τ e <t <(k + 1) · τ e and can change abruptly at t = k · τ e , i.e. at the borders between elementary premises (k = 1, 2, ..., N-1);
τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Tc (Тс=N·τэ);τ e , N - the duration and number of chips that make up the signal with a duration of T c (T c = N · τ e );
d - радиус окружности, на которой размещены приемные антенны 2.i (i=1, 2, …, n) (измерительная база);d is the radius of the circle on which the receiving antennas are located 2.i (i = 1, 2, ..., n) (measuring base);
Ω - скорость электронного вращения приемных антенн 2.i (i=1, 2, …, n) вокруг приемной антенны 1;Ω is the speed of electronic rotation of the receiving antennas 2.i (i = 1, 2, ..., n) around the
α - пеленг (азимут) на источник излучения сигнала,α - bearing (azimuth) to the signal source,
с выходов приемных антенн 1, 2.i (i=1, 2, …, n), непосредственно и через электронный коммутатор 7 поступают на входы приемников 3 и 4, а затем на первые входы смесителя 12 и перемножителя 14 соответственно. На второй вход смесителя 12 с выхода гетеродина 11 поступает напряжениеfrom the outputs of the
Uг(t)=υг·Cos(ωгt+φг).U g (t) = υ g Cos (ω g t + φ g ).
На выходе смесителя 12 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 13 выделяется напряжение промежуточной (разностной) частотыAt the output of the
Uпр(t)=υпр·Cos[(ωпр±Δω)t+φk(t)+φпр], 0≤t≤Tc,U pr (t) = υ pr · Cos [(ω pr ± Δω) t + φ k (t) + φ pr ], 0≤t≤T c ,
где υпр=1/2·υc ·υг;where υ pr = 1/2 · υ c · υ g ;
ωпр=ωс-ωг - промежуточная частота;ω CR = ω with -ω g is the intermediate frequency;
φпр=φс-φг,φ CR = φ s -φ g ,
которое подается на второй вход перемножителя 14. На выходе перемножителя 14 образуется фазомодулированное (ФМ) колебание на частоте ωг гетеродина 11which is fed to the second input of the
U3(t)=υ3·Cos [ωгt+φг+2π·d/λ·Cos(Ωt-α)], 0≤t≤Tc,U 3 (t) = υ 3 · Cos [ω g t + φ g + 2π · d / λ · Cos (Ωt-α)], 0≤t≤T c ,
где υ3=1/2·υc·υпр,where υ 3 = 1/2 · υ c · υ pr ,
которое выделяется полосовым фильтром 15 и поступает на первые входы фазового детектора 17, линии задержки 16 и перемножителя 18. На второй вход последнего подается напряжение Ur(t) гетеродина 11. На выходе перемножителя 18 образуется гармоническое напряжениеwhich is allocated by the band-
U4(t)=υ4·Cos[2π·d/λ·Cos(Ωt-α)], 0≤t≤Tc,U 4 (t) = υ 4 · Cos [2π · d / λ · Cos (Ωt-α)], 0≤t≤T c ,
где υ4=1/2·υ3·υг,where υ 4 = 1/2 · υ 3 · υ g ,
которое выделяется полосовым фильтром 19 и поступает на первый вход фазового детектора 20. На второй вход фазового детектора 20 с третьего выхода опорного генератора 5 подается опорное напряжениеwhich is allocated by the band-
U0(t)=υ0·CosΩt.U 0 (t) = υ 0 CosΩt.
На выходе фазового детектора 20 образуется напряжениеAt the output of the
Uн1(α)=υн1 ·Cosα,U н1 (α) = υ н1 · Cosα,
где υн1=1/2·υ4 ·υ0.where υ н1 = 1/2 · υ 4 · υ 0 .
Это напряжение поступает на вход пятого квадратора 30, который представляет собой перемножитель, на два входа которого подается одно и то же напряжение Uн1(α).This voltage is fed to the input of the
На выходе квадратора 30 образуется напряжениеThe output of the squared 30 voltage is generated
U5(α)=υн1 2 ·Cos2α,U 5 (α) = υ н1 2 · Cos 2 α,
которое поступает на вход шестого квадратора 31. На выходе последнего образуется напряжениеwhich is fed to the input of the
U6(α)=υн1 4 ·Cos4α.U 6 (α) = υ н1 4 · Cos 4 α.
Одновременно напряжение Uн1(α) с выхода фазового детектора 20 поступает на вход фазовращателя 29 на 90°, на выходе которого формируется напряжениеAt the same time, the voltage U n1 (α) from the output of the
U7(α)=υн1 ·Cos(α+90°)=-υн1 ·Sinα.U 7 (α) = υ н1 · Cos (α + 90 °) = - υ н1 · Sinα.
Это напряжение поступает на вход седьмого квадратора 32, на выходе которого образуется напряжениеThis voltage is supplied to the input of the
U8(α)=υн1 2 ·Sin2α.U 8 (α) = υ н1 2 · Sin 2 α.
Это напряжение поступает на вход восьмого квадратора 33, на выходе которого образуется напряжениеThis voltage is fed to the input of the
U9(α)=υн1 4 ·Sin4α.U 9 (α) = υ н1 4 · Sin 4 α.
Напряжения U5(α) и U8(α) с выходов квадраторов 30 и 32 поступают на два входа масштабирующего перемножителя 34, масштабирующий коэффициент которого выбирается равным 6 (Км=6). На выходе масштабирующего перемножителя 34 формируется напряжениеThe voltages U 5 (α) and U 8 (α) from the outputs of the
U10(α)=6·U5(α)·U8(α)=6·υн1 2 ·Cos2α·Sin2α.U 10 (α) = 6 · U 5 (α) · U 8 (α) = 6 · υ н1 2 · Cos 2 α · Sin 2 α.
Напряжения U6(α) и U10(α) с выходов квадратора 31 и масштабирующего перемножителя 34 соответственно поступают на два входа вычитателя 35, на выходе которого формируется напряжениеThe voltages U 6 (α) and U 10 (α) from the outputs of the
U11(α)=U6(α)-U10(α)=υн1 4 ·Cos4α-6·υн1 2 ·Cos2α·Sin2α.U 11 (α) = U 6 (α) -U 10 (α) = υ н1 4 · Cos 4 α-6 · υ н1 2 · Cos 2 α · Sin 2 α.
Напряжения U9(α) и U11(α) с выходов квадратора 33 и вычитателя 35 соответственно поступают на два входа сумматора 36, на выходе которого формируется напряжениеThe voltage U 9 (α) and U 11 (α) from the outputs of the
U12(α)=υн1 4 ·Cos4α-6·υн1 2 ·Cos2α·Sin2α+υн1 4 ·Sin2α=υн1 4 ·Cosα.U 12 (α) = υ н1 4 · Cos 4 α-6 · υ н1 2 · Cos 2 α · Sin 2 α + υ н1 4 · Sin 2 α = υ н1 4 · Cosα.
Это напряжение поступает на второй вход индикатора 10. Так формируется точная, но неоднозначная шкала отсчета угловой координаты α.This voltage is supplied to the second input of the
Одновременно фазомодулированное колебание U3(t) подвергается автокорреляционной обработке с помощью автокоррелятора, состоящего из линии задержки 16 и фазового детектора 17.At the same time, the phase-modulated oscillation U 3 (t) is subjected to autocorrelation processing using an autocorrelator consisting of a
В фазомодулированном напряжении U3(t) величина mφ=2π·d/λ, называемая индексом фазовой модуляции, характеризует максимальное значение отклонения фазы от нулевого значения, происходящего при электронном вращении приемных антенн 2.i (i=1, 2, …, n) вокруг приемной антенны 1 (фиг.2).In the phase-modulated voltage U 3 (t), the quantity mφ = 2π · d / λ, called the phase modulation index, characterizes the maximum value of the phase deviation from the zero value that occurs during the electronic rotation of the receiving antennas 2.i (i = 1, 2, ..., n ) around the receiving antenna 1 (figure 2).
Приемные антенны 2.i (i=1, 2, …, n) поочередно с частотой Ω коммутируются с помощью электронного коммутатора 7, управляемого n-фазным генератором 6 импульсов. Управляющие импульсы формируются генератором 6 импульсов из гармонического напряжения, вырабатываемого опорным генератором 5Receiving antennas 2.i (i = 1, 2, ..., n) are switched alternately with a frequency Ω using an
U0(t)=υ0 ·CosΩt.U 0 (t) = υ 0 · CosΩt.
Однако при d/λ>1/2 наступает неоднозначность отсчета угла α. Устранение указанной неоднозначности путем уменьшения отношения d/λ обычно себя не оправдывает, так как при этом теряется основное достоинство широкобазового пеленгатора. Кроме того, в диапазоне метровых и особенно дециметровых волн брать малые значения d/λ часто не удается из-за конструктивных соображений.However, for d / λ> 1/2, the ambiguity of the reference angle α occurs. The elimination of this ambiguity by reducing the d / λ ratio usually does not justify itself, since the main advantage of the wide-base direction finder is lost. In addition, in the range of meter and especially decimeter waves, it is often not possible to take small values of d / λ due to design considerations.
В связи с изложенным соображением возникает задача уменьшения индекса фазовой модуляции без уменьшения относительного размера измерительной базы d/λ. Это достигается автокорреляционной обработкой фазомодулированного напряжения U3(t) с помощью линии задержки 16 и фазового детектора 17. Причем время задержки τ линии задержки 16 выбирается таким, чтобы уменьшить индекс фазовой модуляции до величиныIn connection with the stated reason, the problem arises of decreasing the phase modulation index without decreasing the relative size of the measuring base d / λ. This is achieved by autocorrelation processing of the phase-modulated voltage U 3 (t) using the
mφ1=2π·d1/λ,mφ 1 = 2π · d 1 / λ,
где d1<d,where d 1 <d,
при которой справедливо неравенствоwhere the inequality holds
d1/λ<1/2,d 1 / λ <1/2,
обеспечивающее однозначную пеленгацию источника излучения сигнала. На выходе фазового детектора 17 образуется гармоническое напряжениеproviding unambiguous direction finding of the signal source. The output of the
U13(t)=υ13 ·Cos(Ωt-α), 0≤t≤Tc, 13 U (t) = υ 13 · Cos (Ωt-α), 0≤t≤T c,
где υ13=1/2·υ3 2,where υ 13 = 1/2 · υ 3 2 ,
которое через фазовращатель 8 на 90° поступает на первый вход фазового детектора 9, на второй вход которого с второго выхода опорного генератора 5 подается опорное напряжение U0(t). На выходе фазового детектора 9 образуется напряжениеwhich through the
Uн2(α)=υн2 ·Sinα,U n2 (α) = υ n2 · Sinα,
где υн2=1/2·υ13 ·υ0,where υ Н2 = 1/2 · υ 13 · υ 0 ,
которое поступает на вход второго фазовращателя 21 на 90°, на выходе которого образуется напряжениеwhich is fed to the input of the
U14(α)=υн2 ·Sin(α+90°)=υн2 ·Cosα.U 14 (α) = υ Н2 · Sin (α + 90 °) = υ Н2 · Cosα.
Это напряжение поступает на вход первого квадратора 22, на выходе которого образуется напряжениеThis voltage is supplied to the input of the
U15(α)=υн2 2 ·Cos2α. 15 U (α) = υ 2n 2 2 · Cos α.
Это напряжение поступает на вход второго квадратора 23, на выходе которого образуется напряжениеThis voltage is supplied to the input of the
U16(α)=υн2 4 ·Cos4α. 16 U (α) = υ H2 4 4 · Cos α.
Одновременно напряжение Uн2(α) c выхода фазового детектора 9 поступает на вход третьего квадратора 24, на выходе которого образуется напряжениеAt the same time, the voltage U n2 (α) from the output of the
U17(α)=υн2 2·Sin2α.U 17 (α) = υ н2 2 · Sin 2 α.
Это напряжение поступает на вход четвертого квадратора 25, на выходе которого образуется напряжениеThis voltage is supplied to the input of the
U18(α)=υн2 4·Sin4α.U 18 (α) = υ н2 4 · Sin 4 α.
Напряжения U15(α) и U17(α) с выходов квадраторов 22 и 24 соответственно поступают на два входа масштабирующего перемножителя 26, масштабирующий коэффициент Км которого выбирается равным 6 (Км=6). На выходе масштабирующего перемножителя 26 формируется напряжениеThe voltages U 15 (α) and U 17 (α) from the outputs of the
U19(α)=6·U15(α)·U17(α)=6·υн2 2 ·Cos2α·Sin2α.U 19 (α) = 6 · U 15 (α) · U 17 (α) = 6 · υ н2 2 · Cos 2 α · Sin 2 α.
Напряжения U16(α) и U19(α) с выходов квадратора 23 и масштабирующего перемножителя 26 соответственно поступают на два входа вычитателя 27, на выходе которого формируется напряжениеThe voltages U 16 (α) and U 19 (α) from the outputs of the
U20(α)=U16(α)-U19(α)=υн2 4 ·Cos4α-6·υн2 2 ·Cos2α·Sin2α.U 20 (α) = U 16 (α) -U 19 (α) = υ Н2 4 · Cos 4 α-6 · υ Н2 2 · Cos 2 α · Sin 2 α.
Напряжения U18(α) и U20(α) с выходов квадратора 25 и вычитателя 27 соответственно поступают на два входа сумматора 28, на выходе которого формируется напряжениеThe voltages U 18 (α) and U 20 (α) from the outputs of the
U21(α)=υн2 4 ·Cos4α-6·υн2 2 ·Cos2α·Sin2α+υн2 4 ·Sin4α=υн2 4 ·Cos4α.U 21 (α) = υ Н2 4 · Cos 4 α-6 · υ Н2 2 · Cos 2 α · Sin 2 α + υ Н2 4 · Sin 4 α = υ Н2 4 · Cos 4 α.
Это напряжение поступает на первый вход индикатора 10. Так формируется грубая, но однозначная шкала отсчета угловой координаты α.This voltage is supplied to the first input of the
Повышение точности пеленгации источника излучения сложных сигналов обеспечивается увеличением измерительной базы d. A возникающая при этом неоднозначность отсчета угловой координаты α устраняется применением n приемных антенн 2.i (i=1, 2, …, n), которые устанавливаются в азимутальной плоскости по окружности радиусом d (измерительная база) с возможностью их электронного вращения с угловой скоростью Ω вокруг приемной антенны 1, размещенной в центре окружности, и автокорреляционной обработкой принимаемых сложных сигналов.Improving the accuracy of direction finding of the radiation source of complex signals is provided by increasing the measuring base d. A the resulting ambiguity in reading the angular coordinate α is eliminated by using n receiving antennas 2.i (i = 1, 2, ..., n), which are installed in the azimuthal plane along a circle of radius d (measuring base) with the possibility of their electronic rotation with angular velocity Ω around the receiving
Причем предлагаемые технические решения инвариантны к нестабильности несущей частоты принимаемых сигналов, ввиду их модуляции (манипуляции) и ширины спектра, а точное и однозначное измерение угловой координаты α осуществляется на частоте Ω опорного генератора.Moreover, the proposed technical solutions are invariant to instability of the carrier frequency of the received signals, due to their modulation (manipulation) and the width of the spectrum, and the exact and unambiguous measurement of the angular coordinate α is carried out at the frequency Ω of the reference oscillator.
За счет свертки спектра сложного ФМн-сигнала он преобразуется в узкополосное фазомодулированное (ФМ) напряжение, что дает возможность выделить его с помощью полосового фильтра, отфильтровав при этом значительную часть шумов и помех, т.е. повысить реальную чувствительность частотно-фазового пеленгатора при сравнительно низком отношении сигнал/шум.Due to the convolution of the spectrum of a complex FMN signal, it is converted into a narrow-band phase-modulated (FM) voltage, which makes it possible to isolate it with a band-pass filter, filtering out a significant part of noise and interference, i.e. to increase the real sensitivity of the frequency-phase direction finder with a relatively low signal to noise ratio.
Таким образом, предлагаемые способ и устройство по сравнению с прототипами и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивают повышение чувствительности и точности при измерении малых угловых координат источников излучения сложных сигналов. Это достигается «усилением» малых угловых координат в четыре раза.Thus, the proposed method and device in comparison with prototypes and other technical solutions of a similar purpose provide increased sensitivity and accuracy when measuring small angular coordinates of radiation sources of complex signals. This is achieved by “reinforcing” the small angular coordinates four times.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009145965/09A RU2426143C1 (en) | 2009-12-07 | 2009-12-07 | Method of phase direction finding and phase direction finder to this end |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009145965/09A RU2426143C1 (en) | 2009-12-07 | 2009-12-07 | Method of phase direction finding and phase direction finder to this end |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009145965A RU2009145965A (en) | 2011-06-20 |
RU2426143C1 true RU2426143C1 (en) | 2011-08-10 |
Family
ID=44737523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009145965/09A RU2426143C1 (en) | 2009-12-07 | 2009-12-07 | Method of phase direction finding and phase direction finder to this end |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2426143C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2696064C1 (en) * | 2018-11-27 | 2019-07-30 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | System for automated control of construction complex |
-
2009
- 2009-12-07 RU RU2009145965/09A patent/RU2426143C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2696064C1 (en) * | 2018-11-27 | 2019-07-30 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | System for automated control of construction complex |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009145965A (en) | 2011-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2365931C2 (en) | Phase direction finding technique, phase direction-finder therefor | |
RU2518428C2 (en) | Direction finding phase method and phase direction finder for implementing said method | |
US4331958A (en) | Processing device for angular deviation measurement signals of a monopulse radar | |
RU2290658C1 (en) | Phase mode of direction finding and phase direction finder for its execution | |
US4163975A (en) | Method of measuring the altitude of a target maneuvering at a very low elevation, and a tracking radar using same | |
RU2435171C1 (en) | Phase direction finding method and phase direction finder for implementing said method | |
RU2319162C9 (en) | Circular direction finder | |
RU2450283C1 (en) | Direction finding phase method and phase direction finder for implementing said method | |
RU2426143C1 (en) | Method of phase direction finding and phase direction finder to this end | |
US4423420A (en) | Cancellation of group delay error by dual speed of rotation | |
RU2427853C1 (en) | Phase direction finding method and phase direction finder for implementing said method | |
RU2296432C1 (en) | Method for autocorrelation receipt of noise-like signals | |
RU2308735C1 (en) | Method for determining position of radio radiation sources in short-distance zone | |
RU2165628C1 (en) | Phase direction finder | |
RU2449311C1 (en) | Method for remote measurement of wind speed and direction | |
RU2321177C1 (en) | Radio-technical surveillance station | |
RU2750335C1 (en) | Method for amolitude-phase direction finding by rotating antenna system | |
RU2637048C1 (en) | Asteroid motion parameters determining system | |
RU2595565C1 (en) | Method of autocorrelation receiving noise-like signals | |
RU2723437C1 (en) | Method for detection and high-accuracy determination of parameters of sea ice fields and radar system for its implementation | |
RU2206901C1 (en) | Phase direction finder | |
RU2110077C1 (en) | Method determining course angle and coordinates of locations of objects by radio signals of spacecraft of satellite radio navigation systems | |
RU2321015C1 (en) | Mode of direction finding and direction finder for its realization | |
RU2175770C1 (en) | Phase method of direction finding and phase direction finder for its realization | |
RU2710030C1 (en) | Method for detection and high-accuracy determination of parameters of sea ice fields and radar system for its implementation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111208 |