RU2458355C1 - Phase direction finder - Google Patents
Phase direction finder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2458355C1 RU2458355C1 RU2011117373/07A RU2011117373A RU2458355C1 RU 2458355 C1 RU2458355 C1 RU 2458355C1 RU 2011117373/07 A RU2011117373/07 A RU 2011117373/07A RU 2011117373 A RU2011117373 A RU 2011117373A RU 2458355 C1 RU2458355 C1 RU 2458355C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- frequency
- inputs
- quadrature
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах наблюдения за радиотехнической обстановкой в составе комплекса или как автономное устройство обнаружения сигналов и измерения направления на источник излучения этого сигнала.The invention relates to radio engineering and can be used in monitoring systems for the radio engineering situation as part of the complex or as an autonomous device for detecting signals and measuring the direction to the radiation source of this signal.
Известно построение фазоизмерительного устройства, в котором, при подключении к его двум входам фазового канала двух разнесенных на величину базы d антенн и к входу канала частотной селекции третьей антенны, образуется фазовый пеленгатор, способный измерять угловое положение объекта излучения плоской электромагнитной волны (В.Н.Смирнов, А.А.Ткач. Сравнительный анализ вариантов построения приемного устройства с преобразованием частоты. Вопросы радиотехники, серия общетехническая, выпуск 1, М., 2002 г., стр.39-50). В нем реализован фазовый метод пеленгации и супергетеродинный приемник с одним преобразованием по частоте.It is known to construct a phase-measuring device in which, when two antennas spaced apart from the base of the antenna d are connected to its two inputs of the phase channel and to the input of the frequency selection channel of the third antenna, a phase direction finder capable of measuring the angular position of a plane electromagnetic wave radiation object is formed (V.N. Smirnov, A. Tkach. A comparative analysis of the options for constructing a receiving device with frequency conversion. Radio engineering issues, general technical series,
Недостатком такого пеленгатора является невысокая точность и разрешающая способность пеленгации в частотном и динамическом диапазонах входных непрерывных сигналов.The disadvantage of this direction finder is the low accuracy and resolution of direction finding in the frequency and dynamic ranges of input continuous signals.
Для приема и пеленгации непрерывных узкополосных сигналов полосы пропускания полосно-пропускающих фильтров промежуточной частоты выбираются достаточно узкими, а режим перестройки частоты гетеродина - с постоянным свипированием. При этом обеспечивается панорамный обзор по частоте и возможность обнаружения и пеленгации нескольких источников излучения. Недостатками такого пеленгатора являются низкая точность измерения пеленга в динамическом диапазоне входных сигналов, невысокая разрешающая способность по частоте и увеличение ошибки пеленгации при близком расположении по частоте другого источника излучения, то есть низкая помехоустойчивость фазового пеленгатора.For the reception and direction finding of continuous narrow-band signals, the pass-band of the band-pass filters of the intermediate frequency are selected rather narrow, and the mode of tuning the frequency of the local oscillator with constant sweep. This provides a panoramic overview of the frequency and the ability to detect and direction finding several radiation sources. The disadvantages of this direction finder are the low accuracy of bearing measurement in the dynamic range of input signals, low frequency resolution and an increase in direction finding error when the frequency of another radiation source is close, i.e. low noise immunity of the phase direction finder.
Целью изобретения является повышение точности пеленгации, повышение разрешающей способности по частоте и повышение помехоустойчивости пеленгатора в частотном и динамическом диапазонах входных сигналов.The aim of the invention is to improve the accuracy of direction finding, increase the resolution in frequency and increase the noise immunity of the direction finder in the frequency and dynamic ranges of input signals.
Поставленная цель достигается тем, что в фазометрическое устройство, содержащее четыре смесителя, усилитель высокой частоты (УВЧ), полосно-пропускающий фильтр высокой частоты (ППФВЧ), перестраиваемый гетеродин, квадратурный делитель мощности, четыре предварительных усилителя промежуточной частоты (ПУПЧ), шесть полосно-пропускающих фильтров промежуточной частоты (ППФПЧ), два усилителя промежуточной частоты с логарифмическим видеовыходом (УПЧЛ), аналоговый сумматор, два квадратурных фазовых детектора (ФД), формирователь сигнала частотной селекции (ФСЧС), причем выход первого смесителя через первый ПУПЧ соединен с входом первого ППФПЧ, выход второго смесителя через второй ПУПЧ соединен с входом второго ППФПЧ, выход УВЧ соединен с входом ППФВЧ, выход ППФВЧ соединен с первыми входами третьего и четвертого смесителей, выход перестраиваемого гетеродина соединен со вторыми входами первого и второго смесителей и входом квадратурного делителя мощности, первый выход квадратурного делителя мощности соединен со вторым входом третьего смесителя, второй выход квадратурного делителя мощности соединен со вторым входом четвертого смесителя, выход третьего смесителя через третий ПУПЧ и третий ППФПЧ соединен с входом первого УПЧЛ, выход четвертого смесителя через четвертый ПУПЧ и четвертый ППФПЧ соединен с входом второго УПЧЛ, первый выход первого УПЧЛ через пятый ППФПЧ соединен с первым входом первого квадратурного ФД, первый выход второго УПЧЛ через шестой ППФПЧ соединен со вторым входом первого квадратурного ФД, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами ФСЧС, вторые выходы первого и второго УПЧЛ соединены с первым и вторым входами первого аналогового сумматора, введены три антенны, блок управления гетеродином, третий и четвертый УПЧЛ, два полосовых фильтра промежуточной частоты (ПФПЧ) с гладкой амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ), два амплитудных детектора (АД), второй и третий аналоговые сумматоры, два пороговых устройства (ПУ), два фильтра нижних частот (ФНЧ), компаратор, пятивходовая схема совпадения, таймер, селектор по периоду повторения, решающее устройство и блок формирования отсчетов мощности, при этом выходы первой и второй антенн соединены соответственно с первыми входами первого и второго смесителей, выход третьей антенны соединен с входом УВЧ, первый выход блока управления гетеродином соединен с входом перестраиваемого гетеродина, выход первого ППФПЧ соединен с входом третьего УПЧЛ, выход второго ППФПЧ соединен с входом четвертого УПЧЛ, первый выход третьего УПЧЛ соединен с первым входом второго квадратурного ФД и через первый ПФПЧ с входом первого АД, выход которого соединен с первым входом второго аналогового сумматора, первый выход четвертого УПЧЛ соединен со вторым входом второго квадратурного ФД и через второй ПФПЧ с входом второго АД, выход которого соединен с вторым входом второго аналогового сумматора, первый и второй выходы второго ФД соединены соответственно с первым и вторым входами вычислителя разности фаз, выход первого аналогового сумматора соединен с входом первого ПУ, выход второго аналогового сумматора соединен с входами второго ПУ, первого и второго ФНЧ, выход первого ФНЧ соединен с первым входом компаратора, выход второго ФНЧ соединен с вторым входом компаратора, второй выход блока управления гетеродином соединен с первым входом селектора по периоду повторения, входом таймера и с одним из входов схемы совпадения, выходы первого и второго ПУ, выход компаратора и первый выход ФСЧС соединены соответственно с остальными входами схемы совпадения, выход которой соединен с вторым входом селектора по периоду повторения и с первым входом блока формирования отсчетов мощности, вторые выходы третьего и четвертого УПЧЛ соединены соответственно с первым и вторым входами третьего аналогового сумматора, выход которого соединен со вторым входом блока формирования отсчетов мощности, выход таймера соединен с первым входом решающего устройства и с третьим входом селектора по периоду повторения, выход которого соединен со вторым входом решающего устройства, выход блока формирования отсчетов мощности соединен с третьим входом решающего устройства, выход которого соединен с третьим входом вычислителя разности фаз, второй выход ФСЧС соединен с четвертым входом вычислителя разности фаз, выход которого является выходом пеленгатора.This goal is achieved by the fact that in a phase-measuring device containing four mixers, a high-frequency amplifier (UHF), a high-pass bandpass filter (PFHF), a tunable local oscillator, a quadrature power divider, four intermediate frequency preamplifiers (PCPC), six-band intermediate frequency pass filters (PFFCH), two intermediate frequency amplifiers with a logarithmic video output (UPCHL), an analog adder, two quadrature phase detectors (PD), a frequency former selection (FFSC), the output of the first mixer through the first PCB connected to the input of the first PFPC, the output of the second mixer through the second PCB connected to the input of the second PFPC, the output of the UHF connected to the input of the PFPC, the output of the PFPC connected to the first inputs of the third and fourth mixers, the output tunable local oscillator connected to the second inputs of the first and second mixers and the input of the quadrature power divider, the first output of the quadrature power divider is connected to the second input of the third mixer, the second output of the quadrature For power, it is connected to the second input of the fourth mixer, the output of the third mixer through the third PCB and the third PFPC is connected to the input of the first UCHF, the output of the fourth mixer through the fourth PCB and the fourth PFPC is connected to the input of the second UCPL, the first output of the first UCPL through the fifth PFPC is connected to the first input the first quadrature PD, the first output of the second UHFD through the sixth PPFCH is connected to the second input of the first quadrature PD, the first and second outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the PSF, the second output the first and second amplifiers are connected to the first and second inputs of the first analog adder, three antennas, a local oscillator control unit, a third and fourth amplifiers, two bandpass filters of intermediate frequency (PFCH) with a smooth amplitude-frequency characteristic (AFC), two amplitude detectors (HELL) are introduced ), the second and third analog adders, two threshold devices (PU), two low-pass filters (low-pass filters), a comparator, a five-input matching circuit, a timer, a selector for the repetition period, a solver and a power readout unit, the outputs of the first and second antennas are connected respectively to the first inputs of the first and second mixers, the output of the third antenna is connected to the input of the UHF, the first output of the local oscillator control unit is connected to the input of the tunable local oscillator, the output of the first PFPC is connected to the input of the third PCA, the output of the second PFPC is connected to the input of the fourth UHFL, the first output of the third UHFL is connected to the first input of the second quadrature PD and through the first PFCH with the input of the first HELL, the output of which is connected to the first input of the second analog adder , the first output of the fourth IF amplifier is connected to the second input of the second quadrature PD and through the second PFCH with the input of the second AD, the output of which is connected to the second input of the second analog adder, the first and second outputs of the second PD are connected respectively to the first and second inputs of the phase difference calculator, the output of the first the analog adder is connected to the input of the first control unit, the output of the second analog adder is connected to the inputs of the second control unit, the first and second low-pass filters, the output of the first low-pass filter is connected to the first input of the comparator, the output of the second low-pass filter with the second input of the comparator, the second output of the local oscillator control unit is connected to the first input of the selector by the repetition period, the timer input and one of the inputs of the matching circuit, the outputs of the first and second controllers, the output of the comparator and the first output of the FSF are connected respectively to the other inputs of the matching circuit, the output which is connected to the second input of the selector over the repetition period and to the first input of the power readout block, the second outputs of the third and fourth amplifiers are connected respectively to the first and second inputs of the third an analog adder, the output of which is connected to the second input of the power readout unit, the timer output is connected to the first input of the resolver and to the third input of the selector over a repetition period, the output of which is connected to the second input of the resolver, the output of the power readout unit is connected to the third input of the resolver the device, the output of which is connected to the third input of the phase difference calculator, the second output of the FSES is connected to the fourth input of the phase difference calculator, the output of which is the output m direction finder.
На фиг.1 приведена структурная схема пеленгатора, на фиг.2-6 диаграммы, поясняющие его работу.Figure 1 shows the structural diagram of the direction finder, figure 2-6 diagrams explaining its operation.
Фазовый пеленгатор содержит три антенны 1, 2, 3, две из которых разнесены на величину базы d, четыре смесителя 4, 5, 14, 16, перестраиваемый гетеродин 6, блок управления гетеродином 7, УВЧ 8, ППФВЧ 11, квадратурный делитель мощности 15, четыре ПУПЧ 9, 10, 19, 20, шесть ППФПЧ 12, 13, 21, 22, 34, 36, четыре УПЧЛ 17, 18, 27, 28, два квадратурных ФД 23, 40, два ПФПЧ с гладкой АЧХ 24, 25, два АД 30, 31, три аналоговых сумматора 26, 32, 33, два ФНЧ 38, 39, два ПУ 35, 37, компаратор 42, ФСЧС 43, схему совпадения 41, таймер 44, селектор по периоду повторения 45, решающее устройство 46, блок формирования отсчетов мощности 47 и вычислитель разности фаз 29.The phase direction finder contains three
Выход каждой антенны 1, 2 соединен с соответственно с первыми входами первого 4 и второго 5 смесителей, выход антенны 3 через УВЧ 8 и ППФВЧ 11 соединен с первыми входами третьего 14 и четвертого 16 смесителей, выход перестраиваемого гетеродина 6 соединен со вторыми входами первого 4 и второго 5 смесителей и с входом квадратурного делителя мощности 15, первый выход которого соединен со вторым входом третьего смесителя 14, второй выход квадратурного делителя мощности 15 соединен со вторым входом четвертого смесителя 16, первый выход блока управления гетеродином 7 соединен с входом перестраиваемого гетеродина 6, выход первого смесителя 4 через первый ПУПЧ 9 и первый ППФПЧ 12 соединен с входом третьего УПЧЛ 17, выход второго смесителя 5 через второй ПУПЧ 10 и второй ППФПЧ 13 соединен с входом четвертого УПЧЛ 18, выход третьего смесителя 14 через третий ПУПЧ 19 и третий ППФПЧ 21 соединен с входом первого УПЧЛ 27, выход четвертого смесителя 16 через четвертый ПУПЧ 20 и четвертый ППФПЧ 22 соединен с входом второго УПЧЛ 28, первый выход третьего УПЧЛ 17 соединен с первым входом второго квадратурного ФД 23 и входом первого ПФПЧ 24, выход которого через первый АД 30 соединен с первым входом второго аналогового сумматора 33, первый выход четвертого УПЧЛ 18 соединен со вторым входом второго квадратурного ФД 23 и входом второго ПФПЧ 25, выход которого через второй АД 31 соединен со вторым входом второго аналогового сумматора 33, первый выход первого УПЧЛ 27 через пятый ППФПЧ 34 соединен с первым входом первого квадратурного ФД 40, первый выход второго УПЧЛ 28 через шестой ППФПЧ 36 соединен со вторым входом первого квадратурного ФД 40, первый и второй выход которого соединен соответственно с первым и вторым входом ФСЧС 43, первый и второй выход второго квадратурного ФД 23 соединен соответственно с первым и вторым входом вычислителя разности фаз 29, второй выход третьего УПЧЛ 17 соединен с первым входом третьего аналогового сумматора 26, второй выход четвертого УПЧЛ 18 соединен со вторым входом третьего аналогового сумматора 26, выход которого соединен со вторым входом блока формирования отсчетов мощности 47, второй выход первого УПЧЛ 27 соединен с первым входом первого аналогового сумматора 32, второй выход второго УПЧЛ 28 соединен со вторым входом первого аналогового сумматора 32, выход которого соединен с входом первого ПУ 35, выход второго аналогового сумматора 33 соединен с входом второго ПУ 37, через первый ФНЧ 38 с первым входом компаратора 42 и через второй ФНЧ 39 со вторым входом компаратора 42, второй выход блока управления гетеродином 7 соединен с первым входом селектора по периоду повторения 45, входом таймера 44 и с одним из входов схемы совпадения 41, выход первого 35 и второго 37 ПУ, выход компаратора 42 и первый выход ФСЧС 43 соединены соответственно с остальными входами схемы совпадения 41, выход которой соединен со вторым входом селектора по периоду повторения 45 и с первым входом блока формирования отсчетов мощности 47, выход таймера 44 соединен с первым входом решающего устройства 46 и с третьим входом селектора по периоду повторения 45, выход которого соединен со вторым входом решающего устройства 46, выход блока формирования отсчетов мощности 47 соединен с третьим входом решающего устройства 46, выход которого соединен с третьим входом вычислителя разности фаз 29, второй выход ФСЧС 43 соединен с четвертым входом вычислителя разности фаз 29, выход которого является выходом пеленгатора.The output of each
В основе работы пеленгатора заложен фазовый метод пеленгации, когда плоско падающая радиоволна образует на выходах антенн когерентные сигналы, разность фаз Δφ между которыми зависит от направления α на пеленгуемый источник излученияThe direction finder operation is based on the phase direction finding method, when a plane-incident radio wave generates coherent signals at the antenna outputs, the phase difference Δφ between them depends on the direction α to the direction-finding radiation source
, ,
где d - расстояние между антеннами (база);where d is the distance between the antennas (base);
λ - длина волны.λ is the wavelength.
В качестве приемного устройства в составе фазового пеленгатора (ФП) используется супергетеродинный приемник (СП) с одним преобразованием по частоте и перестраиваемым гетеродином. Для измерения разности фаз используется фазоизмерительный канал. Так как в СП при приеме на основной или зеркальной частоте пеленгационная характеристика ФП изменяет свой знак, то в его составе используется канал частотной селекции (КЧС), выполняющий также функции обнаружения сигнала и определяющий помехоустойчивость ФП.A superheterodyne receiver (SP) with one frequency conversion and a tunable local oscillator is used as a receiving device in the phase direction finder (FP). A phase meter channel is used to measure the phase difference. Since in the SP when receiving at the main or mirror frequency the direction-finding characteristic of the AF changes its sign, it uses the frequency selection channel (CoES), which also performs the functions of signal detection and determines the noise immunity of the AF.
Фазовый пеленгатор работает следующим образом. Электромагнитная волна преобразуется входными антеннами 1, 2 в гармонические колебания одинаковой несущей частоты с разностью фаз Δφ, определяемой выражением (1). На выходе антенны 3 образуется сигнал той же частоты и с любой фазой. В измерительном канале (устройства 1, 2, 4, 5, 9, 10, 12, 13, 17, 18, 23, 29 на фиг.1) с выходов антенн 1, 2 сигналы поступают на сигнальные входы смесителей 4, 5, на гетеродинные входы которых поступает сигнал гетеродина 6. На выходе смесителей 4, 5 образуются сигналы промежуточной частоты (ПЧ), которые усиливаются ПУПЧ 9, 10, фильтруются ППФПЧ 12, 13 и усиливаются УПЧЛ 17, 18 в каждом тракте ПЧ измерительного канала. Каждый УПЧЛ имеет два выхода: один (радиовыход) на ПЧ с ограничением сигнала по амплитуде, второй (видеовыход) с логарифмической амплитудной характеристикой (ЛАХ) в динамическом диапазоне входных сигналов. Все элементы фазового канала имеют попарно амплитудную и фазовую идентичность, поэтому фазовые соотношения между сигналами сохраняются в частотном и динамическом диапазонах входных сигналов. Радиосигналы с первых выходов УПЧЛ 17 и УПЧЛ 18 поступают на входы квадратурного ФД 23, с выходов которого сигналы, пропорциональные KSinΔφ и KCosΔφ (где K - коэффициент передачи ФД), поступают соответственно на первый и второй входы вычислителя разности фаз 29.Phase direction finder works as follows. An electromagnetic wave is converted by
Сигнал с выхода третьей антенны 3 усиливается УВЧ 8, фильтруется на несущей частоте ППФВЧ 11 и поступает на сигнальные входы третьего 14 и четвертого 16 смесителей. В канале частотной селекции (устройства 3, 8, 11, 14, 15, 16, 19, 20, 21, 22, 27, 28, 32, 34, 35, 36, 40, 43) реализуется фазовый метод определения основной или зеркальной частоты приема. Определение приема на основной или зеркальной частотах необходимо потому, что разность фаз сигналов на основной и зеркальной частотах изменяется на 180º. Следовательно, изменяет свой знак пеленгационная характеристика, определяемая выражением (1).The signal from the output of the
Сигнал с выхода гетеродина 6 поступает также на вход квадратурного делителя мощности 15, с выходов которого сигналы, сдвинутые между собой по фазе на 90°, поступают на гетеродинные входы третьего 14 и четвертого 16 смесителей. В результате сигналы ПЧ на выходах смесителей сдвинуты на 90° на основной частоте и на минус 90° на зеркальной. Далее сдвинутые по фазе сигналы усиливаются ПУПЧ 19, 20, фильтруются ППФПЧ 21, 22, усиливаются с ограничением амплитуды сигнала по радиовыходу и с ЛАХ по видеовыходу УПЧЛ 27, 28 с сохранением фазовых соотношений между сигналами в КЧС. Радиосигналы с выхода каждого УПЧЛ 27, 28 поступают соответственно на вход пятого 34 и шестого 36 ППФПЧ и с выхода каждого на входы квадратурного ФД 40. Образующийся на его выходе сигнал соответствует положительной величине при приеме на основной частоте и отрицательной при приеме на зеркальной частоте (см. фиг.2). Сравнение их в составе ФСЧС 43 с положительным и отрицательным порогами позволяет четко различать прием сигналов на основной или зеркальной частоте, если ПЧ его соответствует полосе пропускания ППФПЧ. Для обнаружения сигнала в составе ФСЧС 43 используется схема «ИЛИ» по сигналам, обнаруженным по отрицательному и положительному порогам (см. фиг.2). Для формирования признака приема на основной или зеркальной частоте на втором выходе ФСЧС 43 используется логический выход, одного из пороговых устройств (по положительному или отрицательному порогу) в составе ФСЧС 43.The signal from the output of the
Необходимо отметить, что для формирования признака приема на основной или зеркальной частоте достаточно применять в качестве ФД синусный фазовый детектор. Практически же в трактах ПЧ существует фазовая неидентичность. Поэтому в КЧС, также как и в фазовом канале, применен квадратурный ФД, что позволяет в составе ФСЧС ввести при настройке пеленгатора фазовую коррекцию ПЧ ошибок методом весового суммирования квадратур. Это осуществляется, при необходимости, в составе ФСЧС перед сравнением видеосигналов с порогом (см. фиг.2).It should be noted that for the formation of the reception sign at the fundamental or mirror frequency, it is sufficient to use a sine phase detector as a PD. In practice, there is phase non-identity in the IF paths. Therefore, in the CoES, as well as in the phase channel, a quadrature PD is applied, which allows us to introduce phase correction of the IF errors by the method of weighted summation of quadratures as part of the FSES. This is carried out, if necessary, as part of the FSF before comparing the video signals with a threshold (see figure 2).
Вычисление разности фаз осуществляется в цифровом виде следующим образом.The calculation of the phase difference is carried out digitally as follows.
Аналоговые сигналы, пропорциональные SinΔφ и CosΔφ, с выходов квадратурного ФД 23 поступают на входы АЦП в составе вычислителя 29 и преобразуются в двоичные параллельные цифровые коды. На тактовые входы АЦП поступает сигнал обнаружения с выхода решающего устройства 46. Для формирования однозначного цифрового кода в диапазоне разностей фаз ±180° осуществляется следующая процедура. Цифровой код, пропорциональный KSinΔφ, сравнивается с нулем и формируется так называемый знаковый разряд ПХ. Если KSinΔφ≥0, то ПХ имеет знак «+». Если KSinΔφ<0, то ПХ имеет знак «-». Далее сравнивается с нулем цифровой код, пропорциональный KCosΔφ, и формируется следующий разряд ПХ. Затем сравниваются между собой модули и и формируется следующий разряд так называемой октантной логики. Младшие разряды формируются как результат вычисления функции Analog signals proportional to SinΔφ and CosΔφ from the outputs of the
и присоединяются к старшим разрядам октантной логики.and join the higher ranks of the octant logic.
Описанная выше процедура может быть реализована постоянным запоминающим устройством (ПЗУ), на адресные входы которого приходят цифровые коды с выходов АЦП. Для инвертирования знака ПХ на основной или зеркальной частоте достаточно на один из адресных входов ПЗУ подать логический сигнал со второго выхода ФСЧС 43, на котором формируется признак основной или зеркальной частоты.The procedure described above can be implemented by read-only memory (ROM), the address inputs of which receive digital codes from the outputs of the ADC. To invert the PX sign at the fundamental or mirror frequency, it is enough to apply a logic signal from the second output of the
Со вторых выходов УПЧЛ 17 и 18 аналоговые сигналы поступают на входы аналогового сумматора 26, с его выхода на второй вход блока формирования отсчетов мощности 47. С первых выходов УПЧ-Л 17, 18 радиосигналы после ограничения поступают соответственно на входы ПФПЧ 24, 25 с гладкой АЧХ, где осуществляется их фильтрация. АЧХ этих фильтров имеют ярко выраженный максимум на частоте, соответствующей середине полосы пропускания ППФПЧ 12, 13, 21, 22, 34, 36, а полоса пропускания меньше или равна полосе пропускания этих фильтров. После фильтрации в ПФПЧ 24, 25 сигналы детектируются амплитудными детекторами 30, 31, а затем видеосигналы суммируются в аналоговом сумматоре 33. Суммарный сигнал поступает на вход порогового устройства 37 и на входы двух ФНЧ 38, 39 с несколько отличающимися полосами пропускания. Прошедшие ФНЧ 38, 39 видеосигналы поступают на входы компаратора 42. Логические сигналы с выходов ПУ 35, 37, компаратора 42, с первого выхода ФСЧС 43 и второго выхода блока управления гетеродином 7 поступают на входы схемы совпадения 41. С выхода схемы совпадения 41 логический сигнал поступает на вход селектора по периоду повторения 45 и вход блока формирования отсчетов мощности 47. Таймер 44 запускается всякий раз на время прямого хода гетеродина, для чего со второго выхода блока управления гетеродином 7 логический сигнал поступает на вход таймера 44. С выхода таймера 44 текущий код времени поступает на вход селектора по периоду повторения 45 и на вход решающего устройства 46. На другой вход решающего устройства 46 поступает логический сигнал с выхода селектора по периоду повторения 45. С выхода решающего устройства 46 логический сигнал поступает на третий вход вычислителя разности фаз 29 для стробирования отсчетов, соответствующих направлению на пеленгуемый источник излучения.From the second outputs of the UPCL 17 and 18, the analog signals are fed to the inputs of the
Обнаружение и пеленгация источников непрерывного излучения осуществляется следующим образом.The detection and direction finding of sources of continuous radiation is as follows.
Блок управления гетеродином 7 задает режим непрерывного периодического свипирования частоты гетеродина 6 и синхронизирует таймер 44. Таким образом, приводится в соответствие несущая частота и время обнаружения сигнала, а параметрическая селекция по времени прихода превращается в селекцию по частоте. В случае если промежуточная частота сигнала соответствует полосе пропускания ППФПЧ и ПФПЧ, происходит срабатывание обоих ПУ 35 и 37, формируется признак обнаружения и признак определения основной и зеркальной частоты в КЧС (см. фиг.2). ФНЧ 38 и 39 имеют разные полосы пропускания и, следовательно, различную постоянную времени и задержку импульсных сигналов, образующихся в результате свипирования гетеродина и изменения величины ПЧ после преобразования в смесителях. Поэтому компаратор 42 будет срабатывать во время, соответствующее максимуму АЧХ ППФПЧ, что соответствует середине полосы пропускания ППФПЧ в ФК и КЧС и, следовательно, соответствует минимальным значениям фазовых ошибок в ФК пеленгатора. Таким образом, обеспечивается высокая точность пеленгации в частотном и динамическом диапазонах сигнала (см. фиг.4).The control unit of the
В случае если принимается несколько непрерывных сигналов, близко расположенных по частоте, пороговые устройства 35 и 37 не будут срабатывать раздельно по каждому сигналу и сигналы, следующие за первым по частоте, не будут обнаруживаться. Различение сигналов будет осуществляться только компаратором 42, который при максимальном значении сигнала от каждого источника излучения сформирует перепад логического напряжения на выходе, обеспечивая повышенную разрешающую способность пеленгатора по частоте. Причем эти перепады будут соответствовать, также как в случае единичного сигнала, середине полосы пропускания фильтров ПЧ и, следовательно, такое построение обеспечивает минимальные фазовые ошибки в случае приема нескольких, близких по частоте сигналов (см. фиг.3).In the event that several continuous signals are received that are closely spaced in frequency, the
Увеличение ошибок может происходить, если сигналы от различных источников излучения близко расположены по несущее частоте и один из сигналов существенно больше по мощности другого (см. фиг.5). Это объясняется тем, что избирательность фильтров ПЧ ограничена и более мощный сигнал будет искажать по фазе более слабый. В этом случае целесообразно исключать такие отсчеты из обработки, что и осуществляется в решающем устройстве 46.An increase in errors can occur if the signals from various radiation sources are closely spaced along the carrier frequency and one of the signals is significantly larger in power of the other (see Fig. 5). This is because the selectivity of the IF filters is limited and a more powerful signal will distort a weaker phase. In this case, it is advisable to exclude such readings from processing, which is carried out in the
На первый вход решающего устройства 46 с выхода таймера 44 приходит код времени, отсчитываемый периодически относительно сигнала с второго выхода блока управления гетеродином 7, который соответствует началу свипирования прямого хода гетеродина 6 (см. фиг.3). На второй вход решающего устройства 46 с выхода селектора по периоду повторений 45 приходит логический сигнал, прошедший селекцию по времени. На третий вход решающего устройства 46 с выхода блока формирования отсчетов мощности 47 приходит цифровой код, соответствующий мощности входного сигнала. В решающем устройстве осуществляется цифровая обработка сигналов, по разнице времени прихода (частоте) двух непрерывных сигналов и разнице логарифмов мощности этих же сигналов, т.е. по отношению мощностей. В перепрограммируемом запоминающем устройстве (ППЗУ) формируется таблица соответствия отношения мощностей и разницы времени прихода (частоты) двух соседних сигналов, имеющая на выходе 1 бит состояния, разрешающий или запрещающий формирование отсчетов пеленга в зависимости от времени прихода (частоты) для сигналов, существенно меньших по мощности относительно предыдущего сигнала.At the first input of the
Экспериментально получено, например, что для ПАВ-фильтров в качестве ППФПЧ и ПФПЧ при полосе пропускания их равной 1,2 МГц и разнице между источниками излучения по несущей частоте 2 МГц можно допустить превышение по мощности одного сигнала над другим не более 15 дБ, чтобы дополнительная ошибка пеленгации более слабого источника излучения не превысила 0,5 градуса. При отстройке более чем на 4 МГц превышение по мощности допустимо в 40 дБ. Таблица для заполнения ППЗУ формируется при настройке фазового пеленгатора и дополняется программно по всем состояниям методом интерполяции.It has been experimentally obtained, for example, that for SAW filters as PFPC and PFPC with a bandwidth of 1.2 MHz and a difference between the radiation sources at a carrier frequency of 2 MHz, it is possible to exceed the power of one signal over another not more than 15 dB, so that an additional the direction finding error of a weaker radiation source did not exceed 0.5 degrees. With a tune of more than 4 MHz, an excess in power is permissible at 40 dB. The table for filling the EPROM is formed when setting up the phase direction finder and is supplemented programmatically for all states by the interpolation method.
В случае если сигналы от источников излучения существенно отличаются по частоте и обнаруживаются раздельно (см. фиг.6), все вышеизложенное остается в силе и решающее устройство формирует разрешение на формирование отсчетов пеленгов.If the signals from the radiation sources differ significantly in frequency and are detected separately (see Fig. 6), all of the foregoing remains valid and the solver generates a resolution for the formation of bearing measurements.
Селектор по периоду 45 измеряет время прихода от начала прямого хода гетеродина 6, затем оно запоминается для каждого источника излучения и формируется временное окно в пределах ожидаемой разрешающей способности приемника по частоте. Селектор по периоду 45 может иметь в своем составе автомат захвата, тактируемый из блока управления гетеродином 7 синхронно с таймером 44.The
Таким образом, если выбрать задержки ФНЧ 31, 39, соответствующие полосам пропускания ПФПЧ 24, 25 и скорости свипирования гетеродина 6, то можно обеспечить обнаружение нескольких непрерывных узкополосных сигналов с повышенной разрешающей способностью по частоте в большом динамическом диапазоне входных сигналов. При этом, используя сформированную при настройке пеленгатора таблицу в решающем устройстве 46, можно обеспечить при повышенной разрешающей способности по частоте небольшие ошибки пеленгации источников излучения, то есть повысить помехоустойчивость пеленгатора. Это подтверждено экспериментально и является достижимым техническим результатом: повышение точности пеленгации, разрешающей способности по частоте и повышение помехоустойчивости в частотном и динамическом диапазонах сигналов.Thus, if you select the low-pass filter delays 31, 39, which correspond to the passband of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011117373/07A RU2458355C1 (en) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | Phase direction finder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011117373/07A RU2458355C1 (en) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | Phase direction finder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2458355C1 true RU2458355C1 (en) | 2012-08-10 |
Family
ID=46849710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011117373/07A RU2458355C1 (en) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | Phase direction finder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2458355C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2618522C1 (en) * | 2016-03-29 | 2017-05-04 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Phase direction finder |
RU2703715C1 (en) * | 2019-05-14 | 2019-10-22 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Correlation-phase direction finder |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5148180A (en) * | 1991-07-15 | 1992-09-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and apparatus for passive direction finding with sideband determination |
JP2001051038A (en) * | 1999-08-04 | 2001-02-23 | Mitsubishi Electric Corp | Direction finder |
WO2006087783A1 (en) * | 2005-02-17 | 2006-08-24 | Fujitsu Limited | Arriving direction estimator |
RU2330305C1 (en) * | 2007-02-20 | 2008-07-27 | Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского | Phase direction-finder |
RU2365931C2 (en) * | 2007-10-08 | 2009-08-27 | Институт Прикладной Астрономии Российской Академии Наук | Phase direction finding technique, phase direction-finder therefor |
RU2403582C1 (en) * | 2009-05-15 | 2010-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский радиотехнический институт" | Phase radio direction finder |
-
2011
- 2011-04-29 RU RU2011117373/07A patent/RU2458355C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5148180A (en) * | 1991-07-15 | 1992-09-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and apparatus for passive direction finding with sideband determination |
JP2001051038A (en) * | 1999-08-04 | 2001-02-23 | Mitsubishi Electric Corp | Direction finder |
WO2006087783A1 (en) * | 2005-02-17 | 2006-08-24 | Fujitsu Limited | Arriving direction estimator |
RU2330305C1 (en) * | 2007-02-20 | 2008-07-27 | Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского | Phase direction-finder |
RU2365931C2 (en) * | 2007-10-08 | 2009-08-27 | Институт Прикладной Астрономии Российской Академии Наук | Phase direction finding technique, phase direction-finder therefor |
RU2403582C1 (en) * | 2009-05-15 | 2010-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский радиотехнический институт" | Phase radio direction finder |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СМИРОНОВ В.Н., ТКАЧ А.А. Сравнительный анализ вариантов построения приемного устройства с преобразованием частоты// Вопросы радиотехники, серия общетехническая. - М.: 2002, выпуск 1, с.39-50. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2618522C1 (en) * | 2016-03-29 | 2017-05-04 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Phase direction finder |
RU2703715C1 (en) * | 2019-05-14 | 2019-10-22 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Correlation-phase direction finder |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2423719C1 (en) | Method for adaptive measurement of spatial parameters of radio-frequency radiation sources and device for realising said method | |
RU2449306C1 (en) | Phase bearing finder | |
JP2014228536A (en) | Apparatus and methods for determining status of tracking loop | |
Helton et al. | FPGA-based 1.2 GHz bandwidth digital instantaneous frequency measurement receiver | |
RU2458355C1 (en) | Phase direction finder | |
JP5117999B2 (en) | Distance measuring device | |
RU2290658C1 (en) | Phase mode of direction finding and phase direction finder for its execution | |
US7206707B1 (en) | Wideband digital IFM receiver | |
RU2505831C2 (en) | Radio direction finder | |
RU147908U1 (en) | RADIO DETECTOR | |
RU2543065C1 (en) | Phase-based direction-finder | |
RU2682165C1 (en) | Phase direction finder | |
RU2536440C1 (en) | Phase-based direction-finder | |
RU2321015C1 (en) | Mode of direction finding and direction finder for its realization | |
RU2431917C1 (en) | Digital phase automatic frequency control system | |
RU154377U1 (en) | EXPRESS ANALYZER OF SHORT-TERM RADIO EMISSIONS | |
RU2814220C1 (en) | Method of detecting and evaluating characteristics of wideband signals and device for its implementation | |
RU2715562C1 (en) | Phase method of direction finding of two radiation sources | |
RU2378659C1 (en) | Device for radio-technical control of radio radiation sources | |
RU2580933C1 (en) | Method of determining range to radio source | |
RU2205417C2 (en) | Multichannel receiver-indicator of satellite radio navigation systems | |
RU2425393C1 (en) | Device for determining direction of radio signal source | |
RU2776155C1 (en) | Phase direction finder | |
RU2695537C1 (en) | Method of processing signals of space radio navigation systems | |
RU2426143C1 (en) | Method of phase direction finding and phase direction finder to this end |