RU2444740C1 - Method of determining position and power of radiation sources - Google Patents

Method of determining position and power of radiation sources Download PDF

Info

Publication number
RU2444740C1
RU2444740C1 RU2011102806/07A RU2011102806A RU2444740C1 RU 2444740 C1 RU2444740 C1 RU 2444740C1 RU 2011102806/07 A RU2011102806/07 A RU 2011102806/07A RU 2011102806 A RU2011102806 A RU 2011102806A RU 2444740 C1 RU2444740 C1 RU 2444740C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power
vector
radiation
sources
axis
Prior art date
Application number
RU2011102806/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марина Витальевна Самойленко (RU)
Марина Витальевна Самойленко
Original Assignee
Марина Витальевна Самойленко
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 Марина Витальевна Самойленко filed Critical Марина Витальевна Самойленко
Priority to RU2011102806/07A priority Critical patent/RU2444740C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2444740C1 publication Critical patent/RU2444740C1/en

Links

Abstract

FIELD: physics. ^ SUBSTANCE: method involves breaking a controlled area in space into position resolution elements; determining amplification coefficients generated by a receiving antenna for each resolution element for selected directions of the axis of the beam pattern of the antenna; forming n amplification matrix ^ ^ where Wi(ej) is the power amplification coefficient generated by the antenna when receiving radiation from the i-th resolution element for the direction of the axis of the beam pattern ej; measuring power at the antenna output for selected directions of the axis of the beam pattern; estimating the signal vector based on an equation of measurements p=Wf+n, where p is the power measurement vector, n is the power measurement error vector at the output of the receiving antenna, f is the source power vector, the component number of which is equal to the number of the resolution elements, where the i-th component is equal to zero, if there is no radiation source in the i-th resolution element, and is equal to radiation source power if there is a radiation source in the i-th element; determining the position and power of radiation sources based on the source power vector estimate. ^ EFFECT: wider range of using the method of determining the position of sources on passive single-position local systems, easier measurement and high information content owing to determination of the power of the sources. ^ 1 dwg

Description

Изобретение относится к области антенных измерений и может быть использовано для высокоточного определения местоположения и мощностей источников излучения однопозиционной активной или пассивной локационной системой.The invention relates to the field of antenna measurements and can be used for high-precision determination of the location and power of radiation sources by a single-position active or passive location system.

Под местоположением источников излучения понимается пространственное положение источников в заданной системе координат. Определение местоположения источников излучения в контролируемой области пространства является основной задачей радиолокации. Определение мощностей источников излучения, также входящее в задачу заявляемого способа, весьма полезно в ряде приложений, например, в задаче идентификации.The location of radiation sources is understood as the spatial position of the sources in a given coordinate system. Determining the location of radiation sources in a controlled area of space is the main task of radar. Determining the power of radiation sources, also included in the task of the proposed method, is very useful in a number of applications, for example, in the identification problem.

Под источниками излучения будем понимать как источники собственного излучения, так и источники переизлучения (отраженного объектом излучения). Под приемной антенной будем понимать как антенну, работающую только на прием сигналов, так и приемо-передающую антенну в режиме приема сигналов.By radiation sources we mean both sources of intrinsic radiation and sources of re-radiation (reflected by the radiation object). By a receiving antenna, we mean both an antenna that works only to receive signals, and a transmit-receive antenna in the mode of receiving signals.

Известны способы определения местоположения источников излучения, основанные на обработке сигналов, принимаемых направленной антенной или антеннами. Местоположение источника определяется как точка пересечения линий его положения или линии и поверхности положения, определенных с помощью этих антенн. При этом используют ту или иную комбинацию решения двух независимых задач - определения направления на источник и определение его дальности.Known methods for determining the location of radiation sources based on the processing of signals received by a directional antenna or antennas. The location of the source is defined as the point of intersection of the lines of its position or the line and surface of the position determined using these antennas. In this case, one or another combination of solving two independent problems is used - determining the direction to the source and determining its range.

Так, в пеленгационном способе для определения местоположения источника определяют из двух разнесенных в пространстве точек направления на этот источник и местоположение источника получают как точку пересечения в пространстве двух прямых, соответствующих найденным направлениям.So, in the direction finding method for determining the location of a source, it is determined from two spaced-apart points of direction to this source and the location of the source is obtained as the intersection point in space of two lines corresponding to the found directions.

Недостатком этого способа является невозможность во многих случаях использовать двухпозиционную систему, включающую две пространственно разнесенные станции пеленгации, причем разнесенные на достаточно большое расстояние для обеспечения приемлемой точности. По этой причине пеленгационный способ определения местоположения используется, как правило, только в системах навигации.The disadvantage of this method is the impossibility in many cases to use a two-position system, including two spatially spaced direction finding stations, and spaced a sufficiently large distance to ensure acceptable accuracy. For this reason, the direction finding method of positioning is used, as a rule, only in navigation systems.

Наиболее близким к заявляемому способу является дальномерно-пеленгационный способ определения местоположения источников излучения (прототип) [1]: он применим в однопозиционных локационных системах, т.е. позволяет определять местоположение источников из одной точки, с использованием одной антенны. Согласно [1], прототип является единственным известным способом, позволяющим однозначно определять местоположение источника из одной точки, т.е. однопозиционной локационной станцией. Таким же свойством обладает и заявляемый способ, однако основаны заявляемый способ и прототип на разных принципах.Closest to the claimed method is a rangefinder direction finding method for determining the location of radiation sources (prototype) [1]: it is applicable in single-position location systems, i.e. allows you to determine the location of sources from one point using one antenna. According to [1], the prototype is the only known method that allows you to uniquely determine the location of the source from one point, ie one-position location station. The claimed method also has the same property, however, the claimed method and prototype are based on different principles.

Способ-прототип заключается в раздельном определении направления на источник излучения и его наклонной дальности. В результате решения первой задачи определяется линия положения - прямая в пространстве, указывающая направление на источник. В результате решения второй задачи определяется поверхность положения - сфера с центром в точке измерений, радиус которой равен наклонной дальности источника. Местоположение источника определяют как точку пересечения прямой и сферы.The prototype method consists in separately determining the direction of the radiation source and its inclined range. As a result of solving the first problem, a position line is determined - a straight line in space, indicating the direction to the source. As a result of solving the second problem, the position surface is determined - a sphere centered at the measurement point, the radius of which is equal to the slant range of the source. The location of the source is defined as the point of intersection of the line and the sphere.

При этом, если для определения направлений на источники достаточно измерений мощности на выходе приемной антенны, то для определения дальностей источников необходимы специальные измерительные схемы, которые, в зависимости от принципа действия, измеряют либо запаздывание фазы монохроматического излучения при использовании фазового метода дальнометрии [2], либо частоту биений при частотном методе [3], либо время запаздывания зондирующего импульса в импульсной дальнометрии [4].Moreover, if power measurements at the output of the receiving antenna are sufficient to determine directions to sources, then special measuring circuits are needed to determine the ranges of the sources, which, depending on the principle of operation, measure either the phase delay of the monochromatic radiation using the phase ranging method [2], either the beat frequency with the frequency method [3], or the delay time of the probe pulse in pulsed ranging [4].

Способ-прототип обладает следующими недостатками.The prototype method has the following disadvantages.

1) Он может быть реализован только в активной локационной системе, работающей по принципу излучения зондирующего сигнала и последующего приема этого сигнала, отраженного объектом наблюдения (источником отраженного излучения). Необходимость активной системы обусловлена тем, что все известные способы определения дальности основаны на сопоставлении отраженного сигнала с излученным. В то же время, в ряде случаев желательно применять пассивные локационные станции, работающие только на прием излучения источника.1) It can be implemented only in an active location system, operating on the principle of radiation of a probing signal and subsequent reception of this signal reflected by the object of observation (source of reflected radiation). The need for an active system is due to the fact that all known methods for determining the range are based on a comparison of the reflected signal with the emitted. At the same time, in some cases it is desirable to use passive location stations that work only to receive radiation from the source.

2) Для реализации прототипа необходимы достаточно сложные измерения запаздывания фазы, частоты биений или запаздывания зондирующего импульса и соответствующая измерительная аппаратура.2) For the implementation of the prototype, sufficiently complex measurements of the phase delay, beat frequency or the delay of the probe pulse and the corresponding measuring equipment are necessary.

3) Для однозначного определения дальности источника излучения по задержке зондирующего сигнала необходимо предварительное обнаружение источника с грубой оценкой его местоположения. Это требует соответствующих аппаратурных и временных затрат.3) For an unambiguous determination of the range of the radiation source by the delay of the probing signal, preliminary detection of the source with a rough estimate of its location is necessary. This requires appropriate hardware and time costs.

4) Прототип, как и другие методы определения местоположения источников излучения, не включает оценивание мощностей их излучения, которые представляют собой важную информацию для ряда прикладных задач.4) The prototype, like other methods for determining the location of radiation sources, does not include an estimation of their radiation powers, which are important information for a number of applied problems.

Технической задачей данного изобретения является расширение области применения способа определения местоположения источников излучения на пассивные однопозиционные локационные системы, упрощение измерений, сокращение измерительной аппаратуры, уменьшение времени оценивания, а также получение информации о мощностях источников излучения.The technical task of this invention is to expand the scope of the method for determining the location of radiation sources on passive single-position location systems, simplifying measurements, reducing measuring equipment, reducing the evaluation time, and also obtaining information about the power of radiation sources.

Поставленная задача достигается тем, что контролируемую область пространства разбивают на малые объемы - элементы разрешения по местоположению, нумеруют их и фиксируют местоположение каждого элемента разрешения, например, с помощью координатных векторов r1, r2, …, rN, где N - число элементов разрешения в контролируемой области пространства, определяют коэффициенты усиления по мощности, создаваемые приемной антенной для каждого элемента разрешения при множестве априорно выбранных направлений оси ее диаграммы направленности (ДН) е1, е2, …, eK, где ej - направляющий вектор оси ДН, К - число выбранных направлений оси ДН, формируют из полученных коэффициентов усиления матрицу усиленийThe problem is achieved in that the controlled area of space is divided into small volumes - resolution elements by location, number them and fix the location of each resolution element, for example, using coordinate vectors r 1 , r 2 , ..., r N , where N is the number of elements resolution in the controlled area of space, determine the power gain created by the receiving antenna for each resolution element with a plurality of a priori chosen directions of the axis of its radiation pattern (NF) e 1 , e 2 , ..., e K , where e j is the directional vector of the axis of the beam, K is the number of selected directions of the axis of the beam, form a gain matrix from the obtained gains

Figure 00000001
Figure 00000001

где wi(ej) - коэффициент усиления по мощности, создаваемый антенной при приеме излучения из i-го элемента разрешения при направлении оси ее ДН ej, устанавливают априорно выбранные направления оси ДН приемной антенны е1, е2, …, eK и измеряют при каждом направлении мощность на выходе приемной антенны р1, р2, …pK, находят оценку

Figure 00000002
вектора мощностей источников f исходя из уравнения измерений р=Wf+n, где р=[р1р2…рК]T - вектор измерений мощности на выходе приемной антенны, n - вектор ошибок измерений, индекс Т обозначает транспонирование, f - вектор, число компонент которого равно числу элементов разрешения N, причем i-я компонента равна нулю, если в i-м элементе разрешения нет источника излучения, и равна мощности источника излучения, если он в i-м элементе разрешения есть, определяют местоположение и мощности источников излучения по оценке вектора мощностей источников
Figure 00000002
, в котором значение каждой компоненты есть оценка мощности источника излучения, находящегося в элементе разрешения, номер которого равен номеру этой компоненты.where w i (e j ) is the power gain created by the antenna when receiving radiation from the i-th resolution element with the direction of the axis of its DN e j , establish the a priori chosen direction of the axis of the DN of the receiving antenna e 1 , e 2 , ..., e K and measure in each direction the power at the output of the receiving antenna p 1 , p 2 , ... p K , find an estimate
Figure 00000002
the source power vector f based on the measurement equation p = Wf + n, where p = [p 1 p 2 ... p K ] T is the vector of power measurements at the output of the receiving antenna, n is the vector of measurement errors, index T stands for transposition, f is the vector , the number of components of which is equal to the number of resolution elements N, and the i-th component is zero if there is no radiation source in the i-th resolution element, and is equal to the radiation source power, if it is in the i-th resolution element, the location and power of the sources are determined radiation by estimating the power vector of sources
Figure 00000002
, in which the value of each component is an estimate of the power of the radiation source located in the resolution element, the number of which is equal to the number of this component.

Особенностью заявляемого способа является возможность по одним лишь измерениям мощности на выходе приемной антенны пассивной или активной однопозиционной локационной станции определить местоположение источников излучения (или переизлучения) с точностью размера элемента разрешения, а также оценить мощности источников.A feature of the proposed method is the ability to determine the location of radiation sources (or re-radiation) with an accuracy of the size of the resolution element, as well as evaluate the power of the sources from only the power measurements at the output of the receiving antenna of a passive or active single-position location station.

Обоснование способа.The rationale for the method.

Разобьем контролируемую область пространства на маленькие объемы - элементы разрешения по местоположению. Пронумеруем их и зафиксируем местоположение каждого элемента разрешения, например, с помощью координатных векторов их центров r1, r2, …, rN, где N - число элементов разрешения в контролируемой области пространства. Качественно такое разбиение представлено на фиг.1, где 1 - контролируемая область пространства, в которой показаны некоторые из элементов разрешения, на которые она разбита. Местоположения элементов разрешения задаются координатными векторами 2 с началом в точке базирования приемной антенны 3.We divide the controlled area of space into small volumes - elements of resolution by location. We number them and fix the location of each resolution element, for example, using the coordinate vectors of their centers r 1 , r 2 , ..., r N , where N is the number of resolution elements in the controlled area of space. Qualitatively, such a partition is shown in FIG. 1, where 1 is the controlled region of space in which some of the resolution elements into which it is divided are shown. The locations of the resolution elements are defined by coordinate vectors 2 with the beginning at the base point of the receiving antenna 3.

Определим коэффициенты усиления по мощности, создаваемые приемной антенной для каждого элемента разрешения. Это можно сделать экспериментально или по известной ДН. Определим такие коэффициенты усиления при множестве выбранных априори направлений оси ДН е1, е2, …, eK, где ei - направляющий вектор оси ДН, К - число выбранных направлений. При этом ДН должна быть достаточно широкоугольной, чтобы, по возможности, охватывать большую часть контролируемой области пространства.We define the power gains created by the receiving antenna for each resolution element. This can be done experimentally or by known DN. Let us determine such amplification factors for the set of directions of the DN axis e 1 , e 2 , ..., e K , selected a priori, where e i is the direction vector of the axis of the DN, and K is the number of selected directions. In this case, the DN should be wide enough enough to, if possible, cover most of the controlled area of space.

Обозначим коэффициенты усиления, создаваемые антенной при j-м направлении оси ДН w1(ej), w2(ej), …wN(ej) и составим из полученных коэффициентов усиления вектор усиленийWe denote the amplification factors created by the antenna for the jth direction of the DN axis w 1 (e j ), w 2 (e j ), ... w N (e j ) and compose the gain vector from the obtained amplification factors

Figure 00000003
Figure 00000003

где индекс Т обозначает транспонирование.where the index T denotes transposition.

Векторы усилений (1), полученные для всех К выбранных направлений оси ДН w(e1), w(e2), …w(eK), представляют собой априорную информацию, необходимую для реализации заявляемого способа. Эта информация определяется направленными свойствами антенны и выбранными направлениями оси ДН, которые будут затем устанавливаться при проведении измерений. Заметим, что вся априорная информация может быть получена заранее, до начала измерений, при практически неограниченном времени на ее получение.The amplification vectors (1) obtained for all K selected directions of the axis of the DN w (e 1 ), w (e 2 ), ... w (e K ) represent a priori information necessary for the implementation of the proposed method. This information is determined by the directional properties of the antenna and the selected directions of the axis of the beam, which will then be established during measurements. Note that all a priori information can be obtained in advance, before the start of measurements, with almost unlimited time for its receipt.

Найдем выражение, определяющее выходную мощность приемной антенны при направлении оси ее ДН ej. Если в контролируемой области пространства находится только один источник излучения, расположенный в i-м элементе разрешения и мощность этого источника fi, то мощность на выходе приемной антенны определится выражениемLet us find an expression that determines the output power of the receiving antenna with the direction of the axis of its DN e j . If there is only one radiation source located in the i-th resolution element and the power of this source f i in the controlled region of space, then the power at the output of the receiving antenna is determined by the expression

p(ej)=fiwi(ej).p (e j ) = f i w i (e j ).

В общем случае источников в контролируемой области пространства может быть несколько. Для определения в общем случае выходной мощности антенны составим вектор мощностей источниковIn the general case, there can be several sources in a controlled area of space. To determine in the general case the output power of the antenna, we compose a vector of power sources

Figure 00000004
Figure 00000004

в котором число компонент равно числу элементов разрешения по местоположению в контролируемой области пространства. Значения компонент вектора (2) определим следующим образом: если в i-м элементе разрешения источника нет, то fi=0. Если же источник в i-м элементе разрешения есть, то компонента fi равна мощности этого источника.in which the number of components is equal to the number of resolution elements by location in the controlled area of space. The values of the components of vector (2) are defined as follows: if there is no source resolution in the ith element, then f i = 0. If there is a source in the ith resolution element, then the component f i is equal to the power of this source.

С учетом значений компонент векторов (1) и (2), в общем случае произвольного числа источников, выходная мощность приемной антенны при направлении оси ее ДН ej определится выражениемTaking into account the values of the components of the vectors (1) and (2), in the general case of an arbitrary number of sources, the output power of the receiving antenna with the direction of the axis of its DN e j is determined by the expression

Figure 00000005
Figure 00000005

Перейдем теперь к процессу измерений. Будем устанавливать ДН антенны в ранее выбранных направлениях е1, е2, …, eK и при каждом таком направлении оси ДН измерять мощность на выходе приемной антенны. Эти измерения, согласно (3), связаны с вектором мощностей источников f соотношениямиWe now turn to the measurement process. We will install antenna antennas in the previously selected directions e 1 , e 2 , ..., e K and for each such direction of the axis of the antenna, measure the power at the output of the receiving antenna. These measurements, according to (3), are related to the source power vector f by the relations

Figure 00000006
Figure 00000006

где введены обозначения wi=w(ei) и pi=p(ei).where the notation w i = w (e i ) and p i = p (e i ) are introduced.

В системе уравнений (4) известны измеренные мощности на выходе антенны p1, p2, …, pK, а также векторы усилений w1, w2, …,wK, которые представляют собой ранее определенную априорную информацию. Неизвестным является вектор мощностей источников f. Задача определения местоположения и мощностей источников излучения состоит в нахождении этого вектора. Действительно, каждая его компонента дает информацию о мощности источника, расположенного в элементе разрешения, номер которого равен номеру компоненты (если источника в этом элементе разрешения нет, то соответствующая компонента вектора f равна нулю).In the system of equations (4), the measured antenna output powers p 1 , p 2 , ..., p K , as well as gain vectors w 1 , w 2 , ..., w K , which are previously determined a priori information, are known. Unknown is the source power vector f. The task of determining the location and power of radiation sources is to find this vector. Indeed, each of its components gives information about the power of the source located in the resolution element, the number of which is equal to the number of the component (if there is no source in this resolution element, then the corresponding component of the vector f is zero).

Таким образом, задача свелась к нахождению вектора мощностей источников из системы уравнений (4). Для ее решения введем в рассмотрение вектор измеренийThus, the problem was reduced to finding the vector of power sources from the system of equations (4). To solve it, we introduce the measurement vector

Figure 00000007
Figure 00000007

и матрицу усиленийand gain matrix

Figure 00000008
Figure 00000008

С учетом (5) и (6) запишем систему уравнений (4) в виде векторно-матричного уравненияIn view of (5) and (6), we write the system of equations (4) in the form of a vector-matrix equation

Figure 00000009
Figure 00000009

С учетом ошибок измерений выходной мощности приемной антенны, уравнение (7) приобретает вид уравнения измеренийGiven the measurement errors of the output power of the receiving antenna, equation (7) takes the form of a measurement equation

Figure 00000010
Figure 00000010

где n - вектор ошибок измерений мощности на выходе приемной антенны.where n is the error vector of power measurements at the output of the receiving antenna.

Уравнение (8) позволяет оценить вектор мощностей источников f. Это можно сделать разными известными методами. Так, метод винеровского оценивания [5] дает искомую оценку в виде выраженияEquation (8) allows us to estimate the source power vector f. This can be done using various known methods. So, the Wiener estimation method [5] gives the desired estimate in the form of an expression

Figure 00000011
Figure 00000011

где Rff и Rnn - ковариационные матрицы, соответственно, сигналов и ошибок измерений.where R ff and R nn are the covariance matrices, respectively, of the signals and measurement errors.

При отсутствии данных о вероятностных характеристиках сигналов и ошибок измерений, более грубую оценку можно найти из уравнения (7) методом псевдообращения [6]:In the absence of data on the probabilistic characteristics of signals and measurement errors, a rougher estimate can be found from equation (7) by the pseudoinverse method [6]:

Figure 00000012
Figure 00000012

где индекс + обозначает псевдообратную матрицу.where the index + denotes a pseudoinverse matrix.

Полученная оценка вектора мощностей источников

Figure 00000013
представляет собой оценку распределения источников излучения по элементам разрешения: каждая отличная от нуля компонента есть оценка мощности источника, расположенного в элементе разрешения с номером этой компоненты. Полученное распределение позволяет определить положение источников в контролируемой области пространства с точностью до размера элемента разрешения, который выбирается априори из соображений требуемых точности и разрешения.The resulting estimate of the source power vector
Figure 00000013
represents an estimate of the distribution of radiation sources by resolution elements: each non-zero component is an estimate of the power of the source located in the resolution element with the number of this component. The resulting distribution allows you to determine the position of the sources in the controlled area of space up to the size of the resolution element, which is selected a priori for reasons of accuracy and resolution required.

Преимущества предлагаемого способа по сравнению с прототипом следующие.The advantages of the proposed method in comparison with the prototype are as follows.

1. Заявляемый способ обладает большей универсальностью, поскольку позволяет определять местоположение источников излучения не только с помощью активной (как прототип), но и с помощью пассивной однопозиционной локационной системы.1. The inventive method has greater versatility, because it allows you to determine the location of the radiation sources not only using the active (as a prototype), but also using a passive one-position location system.

2. Существенно упрощается процедура измерений: уменьшается число измеряемых величин и, соответственно, сокращается необходимая для измерений аппаратура. Действительно, в прототипе необходимо измерять мощность на выходе приемной антенны для определения направлений на источники, а также с использованием специальных схем - задержку фазы, частоту биений или запаздывание импульса для определения дальностей источников. В заявляемом способе единственными измерениями являются измерения мощности на выходе приемной антенны.2. The measurement procedure is greatly simplified: the number of measured values decreases and, accordingly, the equipment necessary for measurements is reduced. Indeed, in the prototype, it is necessary to measure the power at the output of the receiving antenna to determine directions to sources, as well as using special schemes — phase delay, beat frequency, or pulse delay to determine source ranges. In the inventive method, the only measurements are power measurements at the output of the receiving antenna.

3. В заявляемом способе отсутствует режим поиска с грубым предварительным оцениванием местоположения источников, которое необходимо в прототипе для однозначного определения дальности. Это сокращает время определения местоположения источников.3. In the inventive method there is no search mode with a rough preliminary assessment of the location of the sources, which is necessary in the prototype for a unique determination of the range. This reduces the time to locate sources.

4. Поскольку в заявляемом способе используется широкоугольная ДН, появляется возможность применять антенны значительно меньших размеров, чем в прототипе, при одинаковой точности оценивания местоположения источников, что расширяет возможности применения способа. Это происходит потому, что в прототипе точность определяется шириной ДН, а в заявляемом способе - размером элемента разрешения.4. Since the claimed method uses a wide-angle beam, it becomes possible to use antennas of significantly smaller sizes than in the prototype, with the same accuracy in estimating the location of sources, which expands the possibilities of applying the method. This is because in the prototype the accuracy is determined by the width of the beam, and in the claimed method, by the size of the resolution element.

5. Заявляемый способ является более информативным, чем прототип, поскольку, помимо местоположения источников излучения, определяет также их мощности.5. The inventive method is more informative than the prototype, because, in addition to the location of the radiation sources, it also determines their power.

Источники информации.Information sources.

1. Сайбель А.Г. Основы радиолокации. - М., «Советское радио», 1961, с.15-17.1. Saibel A.G. Basics of radar. - M., "Soviet Radio", 1961, p.15-17.

2. Бакулев П.А. Радиолокационные системы. - М., «Радиотехника», 2007, с.242-246.2. Bakulev P.A. Radar systems. - M., "Radio Engineering", 2007, p.242-246.

3. Бакулев П.А. Радиолокационные системы. - М., «Радиотехника», 2007, с.246-252.3. Bakulev P.A. Radar systems. - M., "Radio Engineering", 2007, p.246-252.

4. Бакулев П.А. Радиолокационные системы. - М., «Радиотехника», 2007, с.252-263.4. Bakulev P.A. Radar systems. - M., "Radio Engineering", 2007, p. 252-263.

5. Самойленко В.И., Пузырев В.А., Грубрин И.В. Техническая кибернетика: Учеб. пособие. - М.: Изд-во МАИ, 1994, c.130-132.5. Samoilenko V.I., Puzyrev V.A., Grubrin I.V. Technical cybernetics: Textbook. allowance. - M .: Publishing House of the Moscow Aviation Institute, 1994, c.130-132.

6. Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. 4-е изд. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988, с.35.6. Gantmakher F.R. Matrix theory. 4th ed. - M .: Science. Ch. ed. Phys.-Math. lit., 1988, p. 35.

Claims (1)

Способ определения местоположения и мощностей источников излучения, отличающийся тем, что контролируемую область пространства разбивают на малые объемы - элементы разрешения по местоположению, нумеруют их и фиксируют местоположение каждого элемента разрешения, например, с помощью координатных векторов r1, r2, …, rN, где N - число элементов разрешения в контролируемой области пространства, определяют коэффициенты усиления по мощности, создаваемые приемной антенной для каждого элемента разрешения при множестве априорно выбранных направлений оси ее диаграммы направленности (ДН) e1, е2, …, еK, где ej - направляющий вектор оси ДН, K - число выбранных направлений оси ДН, формируют из полученных коэффициентов усиления матрицу усилений
Figure 00000014

где wi(ej) - коэффициент усиления по мощности, создаваемый антенной при приеме излучения из i-го элемента разрешения при направлении оси ее ДН ej, устанавливают априорно выбранные направления оси ДН приемной антенны e1, е2, …, еK и измеряют при каждом направлении мощность на выходе приемной антенны p1, р2, … рK, находят оценку
Figure 00000015
вектора мощностей источников f исходя из уравнения измерений p=Wf+n, где p=[p1p2…pK]T - вектор измерений мощности на выходе приемной антенны, n - вектор ошибок измерений, индекс Т обозначает транспонирование, f - вектор, число компонент которого равно числу элементов разрешения N, причем i-я компонента равна нулю, если в i-м элементе разрешения нет источника излучения, и равна мощности источника излучения, если он в i-м элементе разрешения есть, определяют местоположение и мощности источников излучения по оценке вектора мощностей источников
Figure 00000016
в котором значение каждой компоненты есть оценка мощности источника излучения, находящегося в элементе разрешения, номер которого равен номеру этой компоненты.
A method for determining the location and power of radiation sources, characterized in that the controlled area of space is divided into small volumes - resolution elements by location, number them and fix the location of each resolution element, for example, using coordinate vectors r 1 , r 2 , ..., r N , where N is the number of resolution elements in the controlled area of space, the power gains created by the receiving antenna for each resolution element are determined for a plurality of a priori selected directions lines of the axis of its radiation pattern (NF) e 1 , e 2 , ..., e K , where e j is the directing vector of the NF axis, K is the number of selected directions of the NF axis, form a gain matrix from the obtained gains
Figure 00000014

where w i (e j ) is the power gain created by the antenna when receiving radiation from the i-th resolution element with the direction of its axis ДД e j , establish the a priori selected direction of the axis of the ДН of the receiving antenna e 1 , е 2 , ..., е K and measure in each direction the power at the output of the receiving antenna p 1 , p 2 , ... p K , find an estimate
Figure 00000015
the source power vector f based on the measurement equation p = Wf + n, where p = [p 1 p 2 ... p K ] T is the vector of power measurements at the output of the receiving antenna, n is the vector of measurement errors, the index T stands for transposition, f is the vector , the number of components of which is equal to the number of resolution elements N, and the i-th component is zero if there is no radiation source in the i-th resolution element, and is equal to the radiation source power, if it is in the i-th resolution element, the location and power of the sources are determined radiation by estimating the power vector of sources
Figure 00000016
in which the value of each component is an estimate of the power of the radiation source located in the resolution element, the number of which is equal to the number of this component.
RU2011102806/07A 2011-01-26 2011-01-26 Method of determining position and power of radiation sources RU2444740C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011102806/07A RU2444740C1 (en) 2011-01-26 2011-01-26 Method of determining position and power of radiation sources

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011102806/07A RU2444740C1 (en) 2011-01-26 2011-01-26 Method of determining position and power of radiation sources

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2444740C1 true RU2444740C1 (en) 2012-03-10

Family

ID=46029146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011102806/07A RU2444740C1 (en) 2011-01-26 2011-01-26 Method of determining position and power of radiation sources

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2444740C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2499273C1 (en) * 2012-06-18 2013-11-20 Марина Витальевна Самойленко Method to detect locations and capacities of sources of radiation by single-position location station
CN113534077A (en) * 2021-07-16 2021-10-22 北京华力创通科技股份有限公司 Radar radiation source power inversion method and device and electronic equipment
RU2796396C1 (en) * 2022-12-08 2023-05-23 Александр Сергеевич Дмитриев Device for long-term continuous measurement of power density of non-ionizing electromagnetic radiation and total energy density

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0477798A3 (en) * 1990-09-27 1993-04-07 Alliant Techsystems Inc. Apparatus and method for determining the position and attitude of an object
RU2251803C1 (en) * 2004-07-20 2005-05-10 Панов Владимир Петрович Method for determining information parameters and characteristics of transmitters radio signals
JP3802422B2 (en) * 2000-04-24 2006-07-26 ロッキード・マーティン・コーポレイション Passive coherent positioning system and method of using the system
CA2739723A1 (en) * 2008-10-06 2010-04-15 Tektrap Systems, Inc. Method and device for tracing objects and detecting change in configuration of objects
RU2392634C1 (en) * 2009-05-18 2010-06-20 Марина Витальевна Самойленко Method for definition of directions to radiation sources and angular discrimination of sources
RU2405166C2 (en) * 2009-02-17 2010-11-27 Закрытое акционерное общество "ИРКОС" Method for determining location of transmitter with portable position finder

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0477798A3 (en) * 1990-09-27 1993-04-07 Alliant Techsystems Inc. Apparatus and method for determining the position and attitude of an object
JP3802422B2 (en) * 2000-04-24 2006-07-26 ロッキード・マーティン・コーポレイション Passive coherent positioning system and method of using the system
RU2251803C1 (en) * 2004-07-20 2005-05-10 Панов Владимир Петрович Method for determining information parameters and characteristics of transmitters radio signals
CA2739723A1 (en) * 2008-10-06 2010-04-15 Tektrap Systems, Inc. Method and device for tracing objects and detecting change in configuration of objects
RU2405166C2 (en) * 2009-02-17 2010-11-27 Закрытое акционерное общество "ИРКОС" Method for determining location of transmitter with portable position finder
RU2392634C1 (en) * 2009-05-18 2010-06-20 Марина Витальевна Самойленко Method for definition of directions to radiation sources and angular discrimination of sources

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
САЙБЕЛЬ Ф.Г. Основы радиолокации. - М.: Советское радио, 1961. С.15-17. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2499273C1 (en) * 2012-06-18 2013-11-20 Марина Витальевна Самойленко Method to detect locations and capacities of sources of radiation by single-position location station
CN113534077A (en) * 2021-07-16 2021-10-22 北京华力创通科技股份有限公司 Radar radiation source power inversion method and device and electronic equipment
CN113534077B (en) * 2021-07-16 2024-03-12 北京华力创通科技股份有限公司 Radar radiation source power inversion method and device and electronic equipment
RU2796396C1 (en) * 2022-12-08 2023-05-23 Александр Сергеевич Дмитриев Device for long-term continuous measurement of power density of non-ionizing electromagnetic radiation and total energy density
RU225252U1 (en) * 2023-12-19 2024-04-16 Публичное акционерное общество "Россети Центр" (ПАО "Россети Центр") DEVICE FOR FIXING ELECTROMAGNETIC RADIATION

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7701393B2 (en) Radio frequency navigation using frequency response matching
TWI377362B (en) System and technique for calibrating radar arrays
CN107064861A (en) For estimating the equipment of angle of arrival and equipment for beam forming
US9672624B2 (en) Method for calibrating absolute misalignment between linear array image sensor and attitude control sensor
Norouzi et al. Joint time difference of arrival/angle of arrival position finding in passive radar
RU2593149C1 (en) Adaptive method for passive radar location
Sun et al. Array geometry calibration for underwater compact arrays
RU2444740C1 (en) Method of determining position and power of radiation sources
US10348423B1 (en) Calculating a virtual boresight vector of an antenna array
US11774574B2 (en) Methods and system for determining an angle of a detection
KR101957291B1 (en) Apparatus and method for detecting direction of arrival signal in Warfare Support System
RU2392634C1 (en) Method for definition of directions to radiation sources and angular discrimination of sources
RU2499273C1 (en) Method to detect locations and capacities of sources of radiation by single-position location station
Le Scouarnec et al. A positioning free calibration method for mobile laser scanning applications
RU2776078C1 (en) Method for determining the coordinates and motion parameters of radio emission sources based on measurements of their carrier frequency
RU2406098C1 (en) Method of determining slant distance to moving target using minimum number of bearings
RU2390038C2 (en) Method for detection of speed and motion direction for carrier of surveillance radar
KR20200062787A (en) Method and apparatus for for estimating location based on array antenna
RU2231806C2 (en) Method for estimation of current co-ordinates of source of radio emission
Bulychev et al. Single-Position Location of a Radiation Source with a Curvilinear Motion and Allowance for Signal Period Evolution at the Reception Point
RU2603971C1 (en) Method of measuring angles in phase multi-scale angular systems and device therefor
RU2581706C1 (en) Method of measuring spatial coordinates of target in multi-position system from two-dimensional radar station
RU2815608C1 (en) Ultrashort measuring base hydroacoustic navigation system
RU2052832C1 (en) Phase finder
RU2787319C1 (en) Phase direction finding method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180127