RU2510708C1 - Radio-frequency radiation source direction-finding method - Google Patents

Radio-frequency radiation source direction-finding method Download PDF

Info

Publication number
RU2510708C1
RU2510708C1 RU2012143585/07A RU2012143585A RU2510708C1 RU 2510708 C1 RU2510708 C1 RU 2510708C1 RU 2012143585/07 A RU2012143585/07 A RU 2012143585/07A RU 2012143585 A RU2012143585 A RU 2012143585A RU 2510708 C1 RU2510708 C1 RU 2510708C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
finding
signals
frequency
radio
Prior art date
Application number
RU2012143585/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Григорьевич Пархоменко
Александр Григорьевич Стуров
Валерий Анатольевич Токарев
Владимир Александрович Устинов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" filed Critical Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент"
Priority to RU2012143585/07A priority Critical patent/RU2510708C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2510708C1 publication Critical patent/RU2510708C1/en

Links

Abstract

FIELD: physics, navigation.
SUBSTANCE: invention may be used in radio-frequency radiation source locating systems. The direction-finding method involves coherent reception of forward radio-frequency signals with a direction-finding antenna array and reception of the relayed source signal with an additional antenna. High signal detection sensitivity is achieved by finding the cross-correlation function of the forward and relayed signals, and direction-finding is carried out based on analysis of relative phase characteristics of the cross-correlation functions of the relay signal and signals received by each of the direction-finding antennae.
EFFECT: enabling direction-finding of weak signals.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в комплексах определения местоположения источников радиоизлучения.The invention relates to the field of radio engineering and can be used in complexes for determining the location of radio emission sources.

Известны способы пеленгации источников радиосигналов [патент США №6469657, МПК G01S 3/74, опубликован 22.10.2002, патент Российской Федерации №2434239, МПК G01S 3/02, опубликован 20.11.2011], включающие прием сигналов с помощью N идентичных ненаправленных антенн, расположенных в плоскости пеленгации, синхронное преобразование принятых сигналов в цифровые сигналы, формирование комплексных спектров сигналов с помощью быстрого преобразования Фурье, их запоминание в цифровом виде и определение пеленгов источников радиосигналов путем сравнения спектров с расчетными значениями для различных направлений.Known methods for direction finding of radio signal sources [US patent No. 6469657, IPC G01S 3/74, published October 22, 2002, patent of the Russian Federation No. 2434239, IPC G01S 3/02, published November 20, 2011], including receiving signals using N identical omnidirectional antennas, located in the direction-finding plane, synchronous conversion of received signals into digital signals, the formation of complex signal spectra using the fast Fourier transform, their digital storage and determination of bearings of radio signal sources by comparing the spectra with the calculated values for different directions.

Недостатком известных способов является относительно невысокая чувствительность пеленгации, определяемая принципом обнаружения пеленгуемого сигнала, заключающемся в том, что амплитуды спектральных составляющих сигнала, полученных путем быстрого преобразования Фурье, сравниваются с фиксированным порогом, при превышении которого несколькими из них делается вывод о наличии сигнала на анализируемой частоте и далее вычисляется пеленг источника радиоизлучения. Однако при малой мощности и большой ширине спектра пеленгуемого сигнала обнаружение его спектральных составляющих с заданными вероятностными характеристиками представляет собой сложную задачу.A disadvantage of the known methods is the relatively low sensitivity of direction finding, determined by the detection principle of the direction-finding signal, which consists in the fact that the amplitudes of the spectral components of the signal obtained by fast Fourier transform are compared with a fixed threshold, after which several of them conclude that there is a signal at the analyzed frequency and then calculates the bearing of the source of radio emission. However, with low power and a large spectrum width of the direction-finding signal, the detection of its spectral components with predetermined probabilistic characteristics is a difficult task.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ пеленгации радиосигналов [патент Российской Федерации №2144200, МПК G01S 3/14, G01S 3/74, опубликован 10.01.2000], включающий прием радиосигналов антенной решеткой, состоящей из N элементов в количестве не менее трех, расположенных в плоскости пеленгации, синхронное преобразование сигналов многоканальным приемником, получение спектральных характеристик каждого канала путем измерения на совпадающих интервалах времени комплексных спектров сигналов каждого канала, разделение комплексных спектров на выбранные частотные поддиапазоны, сравнение комплексных спектральных характеристик сигналов в каждом частотном диапазоне путем запоминания спектров сигналов, определения свертки комплексно- сопряженных спектров для каждого частотного поддиапазона, в котором обнаружен сигнал, получая комплексные амплитуды сигналов для каждого канала и частотного поддиапазона, путем осуществления преобразования Фурье по всем каналам, получая составляющие двумерного углового спектра, по которым формируют двумерный угловой спектр, соответствующий радиосигналу для выбранного частотного поддиапазона, путем перемножения составляющих двумерного углового спектра, выделения максимального модуля компоненты двумерного углового спектра и суждения по значению аргументов максимального модуля компоненты об азимуте и угле наклона фронта волны радиосигнала.The closest in technical essence to the proposed method is a method of direction finding radio signals [patent of the Russian Federation No. 2144200, IPC G01S 3/14, G01S 3/74, published January 10, 2000], including the reception of radio signals by an antenna array consisting of N elements in an amount of at least three, located in the direction-finding plane, synchronous signal conversion by a multichannel receiver, obtaining the spectral characteristics of each channel by measuring the complex signal spectra of each channel at equal time intervals, section composing complex spectra into selected frequency subbands, comparing the complex spectral characteristics of signals in each frequency range by storing the spectra of the signals, determining the convolution of complex conjugate spectra for each frequency subband in which the signal is detected, obtaining complex signal amplitudes for each channel and frequency subband, by the implementation of the Fourier transform for all channels, receiving the components of the two-dimensional angular spectrum, which form the two-dimensional angle second spectrum corresponding to the selected radio signal frequency subband by multiplying the two-dimensional components of the angular spectrum allocation module maximum two-dimensional components of the angular spectrum and a judgment on the value of arguments maximum module components azimuth and tilt angle of the front radio wave.

Недостатком наиболее близкого аналога является недостаточно высокая чувствительность, так как обнаружение полезного сигнала производится, как и в приведенных выше известных аналогах, по превышению спектральными составляющими пеленгуемого сигнала заданного порогового значения.The disadvantage of the closest analogue is not high enough sensitivity, since the detection of a useful signal is carried out, as in the above known analogs, when the spectral components of the direction-finding signal exceed a predetermined threshold value.

Основной задачей, на решение которой направлен заявляемый способ пеленгации источников радиоизлучения, является повышение чувствительности пеленгации.The main task to be solved by the claimed method of direction finding of radio emission sources is directed is to increase the sensitivity of direction finding.

Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемого способа, - обеспечение возможности пеленгации слабых сигналов.The technical result that can be obtained by implementing the proposed method is the provision of direction finding of weak signals.

Поставленная задача решается тем, что в способе пеленгации источника радиосигнала, включающем прием сигналов в диапазоне частот ω0±ΔΩ с помощью N антенн, расположенных в плоскости пеленгации, синхронное преобразование принятых сигналов Uвхn(t), n=1,2,…,N в цифровые сигналы, формирование комплексных спектров сигналов Sвхn(ω) с помощью быстрого преобразования Фурье, их запоминание в цифровом виде и разбиение на К поддиапазонов Sвхnk), где каждому отсчету в k-м (k=1,2,…,K) поддиапазоне присваивается порядковый номер p=1,2,…,P, P=L/K, где L - общее количество отсчетов в спектре сигнала Sвхn(ω), согласно заявляемому способу обнаружение сигнала источника проводят путем приема с помощью (N+1)-й антенны, принятой в качестве опорной, сигнала ретранслятора UвхR(t) в диапазоне частот ω0±ΔΩ+ωR, где ωR - известный сдвиг несущей частоты ω0, создаваемый ретранслятором, ωR=ω"k- ω'k, где ω'k, ω”k - соответственно принимаемая и излучаемая ретранслятором частота, формирования комплексного спектра сигнала ретранслятора SвхR(ω) с помощью быстрого преобразования Фурье, его запоминания в цифровом виде и разбиения на К поддиапазонов SвхR(ω”k), перемножения в каждом из К поддиапазонов сдвинутого на доплеровскую частоту ωд=mΔωД, где Δωд - разрешающая способность по доплеровской частоте, m=1,2,…,М, ωдmax=MΔωд, и на величину сдвига частоты ωR комплексно-сопряженного спектра сигнала ретранслятора S*вхR(ω”kдR) со спектром сигнала Sвх1k), принятого одной из N антенн, условно принятой за первую, вычисления обратного преобразования Фурье от полученного произведенияThe problem is solved in that in the method of direction finding a radio signal source, which includes receiving signals in the frequency range ω 0 ± Δ Ω using N antennas located in the direction finding plane, synchronous conversion of received signals U in (t), n = 1,2, ... , N into digital signals, the formation of complex spectra of signals S Вхn (ω) with the help of a fast Fourier transform, their storing in digital form, and partitioning into K subbands S вхnk ), where each sample is in the kth (k = 1 2, ..., K) the subrange is assigned the sequence number p = 1,2, ..., P, P = L / K, where L is the total number samples GUSTs spectrum vhn signal S (ω), according to the claimed method the source signal detection is performed by receiving through (N + 1) -th antenna adopted as the reference signal repeater vhR U (t) in the frequency band ω 0 ± Δ Ω + ω R , where ω R is the known carrier frequency shift ω 0 created by the repeater, ω R = ω " k - ω ' k , where ω' k , ω” k are the frequency received and emitted by the repeater, respectively, of the formation of the complex signal spectrum vhR repeater S (ω) by means of a fast Fourier transform, its storage in digital form and times ieniya on K subbands vhR S (ω "k), multiplying each of the K sub-bands shifted by the Doppler frequency ω d = m Δ ω D where Δ ω d - resolution of the Doppler frequency, m = 1,2, ..., M , ω dmax = M Δ ω g, and the amount of frequency shift of ω R complex conjugate of the spectrum of the signal repeater vhR S * (ω "k + ω dR) with INP1 signal spectrum S (ω k), the received one of the N antennas, conventionally accepted as the first, inverse Fourier transform calculations from the resulting product

Figure 00000001
Figure 00000001

для каждого из М возможных значений ωД и каждого из Q возможных значений времени задержки сигнала τ=τmin+qΔτ, где τmin - минимально возможная задержка сигнала, q=1,2,…,Q, Δτ - разрешающая способность по времени запаздывания, τmaxmin+QΔτ, и принятия решения о наличии сигнала с соответствующими определенными значениями доплеровского сдвига частоты ωд0и времени задержки τ0 при превышении одним из вычисленных значений интеграла Фурье фиксированного порога, а определение азимута источника радиосигнала проводят путем перемножения комплексно- сопряженного спектра сигнала ретранслятора S*вхR(ω”kд0R) с задержанными на время τ0 спектрами сигналов Sвхnk)e-jωτ0, n≠1, каждой из остальных N-1 пеленгационных антенн, определения из полученных нормированных комплексных сигналовfor each of M possible values of ω D and each of Q possible values of the signal delay time τ = τ min + q Δ τ, where τ min is the minimum possible signal delay, q = 1,2, ..., Q, Δ τ is the resolution according to the delay time, τ max = τ min + Q Δ τ, and deciding on the presence of a signal with the corresponding determined values of the Doppler frequency shift ω d0 and the delay time τ 0 when one of the calculated values of the Fourier integral exceeds a fixed threshold, and the determination of the azimuth of the radio signal source carried out by multiplying complex with opryazhennogo spectrum S * vhR repeater signal (ω "k + ω q0R) delayed by a time τ 0 vhn spectra signal S (ω k) e -jωτ 0, n ≠ 1, each of the remaining N-1 direction finding antennas, definitions from the received normalized complex signals

ψn0д0)/|ψn0д0)|=ехр{-j[ωτ0nR)]} разностных фаз каждой из N-1 пеленгационных антенн относительно первой антенныψ n0 , ω d0 ) / | ψ n0 , ω d0 ) | = exp {-j [ωτ 0nR )]} of the difference phases of each of the N-1 direction-finding antennas relative to the first antenna

1n)=(φ1R)-(φnR),1n ) = (φ 1R ) - (φ nR ),

где φnR - начальные фазы сигналов, принятых пеленгационными и опорной антеннами, формирования вектора разностных фазwhere φ n , φ R are the initial phases of the signals received by direction-finding and reference antennas, the formation of the vector of difference phases

φk=[0 (φ12)…(φ1N)]φ k = [0 (φ 12 ) ... (φ 1N )]

и последовательного перемножения этого вектора с матрицей-столбцом весовых функций wkαi, i=1,2,…,360°/Δα, где Δα - разрешающая способность по азимуту, град, элементы которой соответствуют априорно рассчитанной разности фаз сигналов, принятых каждой из пеленгационных антенн относительно первой пеленгационной антенны в k-ом поддиапазоне для каждого из азимутов αi с требуемым шагом Δα:and sequentially multiplying this vector with a column matrix of the weight functions w kαi , i = 1,2, ..., 360 ° / Δ α, where Δ α is the azimuth resolution, deg, the elements of which correspond to the a priori calculated phase difference of the signals received by each from direction-finding antennas relative to the first direction-finding antenna in the k-th subband for each of the azimuths α i with the required step Δ α:

Figure 00000002
Figure 00000002

причем за истинное значение пеленга αi0 принимается значение, соответствующее максимальному значению произведения матриц А(αi)max.moreover, the true value of the bearing α i = α 0 is the value corresponding to the maximum value of the product of the matrices A (α i ) max .

Заявляемый способ пеленгации источника радиоизлучения поясняется чертежом. На фиг.1 показано относительное взаимное расположение и перемещение источника радиоизлучения, ретранслятора, пеленгатора и пункта управления, а также излучаемые частоты.The inventive method of direction finding of a source of radio emission is illustrated in the drawing. Figure 1 shows the relative relative position and movement of the radio source, repeater, direction finder and control point, as well as the emitted frequencies.

Физическая сущность предлагаемого способа, отличающая его от известных способов, заключается в следующем.The physical nature of the proposed method, distinguishing it from known methods, is as follows.

Возможна ситуация, в которой мощность сигнала источника радиоизлучения недостаточна для его обнаружения и пеленгации известными способами, так как эти способы предусматривают обнаружение отдельных спектральных составляющих сигнала, мощность которых заведомо меньше мощности сигнала в целом. В то же время и источник радиоизлучения, например самолет, может не иметь прямой радиосвязи с пунктом управления, что вынуждает его использовать, например, спутниковый ретранслятор (фиг.1). Сигнал слабонаправленных антенн спутникового ретранслятора может быть принят как самим источником радиоизлучения и пунктом управления, так и пеленгатором, причем мощность этого сигнала достаточно велика. Наличие мощного сигнала ретранслятора позволяет использовать его в качестве опорного для корреляционного анализа сигналов, принимаемых пеленгационными антеннами. A situation is possible in which the signal power of the radio source is insufficient for its detection and direction finding by known methods, since these methods include the detection of individual spectral components of the signal, the power of which is obviously less than the signal power as a whole. At the same time, the source of radio emission, for example an airplane, may not have direct radio communication with the control point, which forces it to be used, for example, by a satellite repeater (Fig. 1). The signal of weakly directed antennas of a satellite repeater can be received both by the source of radio emission and the control center, as well as a direction finder, and the power of this signal is quite large. The presence of a powerful repeater signal allows you to use it as a reference for the correlation analysis of signals received by direction-finding antennas.

Известно [Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. Изд. 2-е. М.: Сов. радио, 1971, 672 с.], что максимальное значение сигнала на выходе коррелятора равно энергии сигнала, что позволяет обнаруживать слабые сигналы, причем, чем больше база сигнала B=τи ΔF, где τи - длительность и ΔF - ширина спектра сигнала, тем большее значение отношения сигнал/шум обеспечивается на выходе, что значительно повышает вероятность обнаружения сигнала. Конкретная величина выигрыша зависит от базы сигнала В, параметров модуляции (вид модуляции, индекс или глубина модуляции) и параметров цифровой обработки сигнала (частота дискретизации, количество отсчетов) и ряда других факторов. It is known [Honorovsky I.S. Radio circuits and signals. Ed. 2nd. M .: Sov. radio, 1971, 672 pp.], that the maximum signal value at the correlator output is equal to the signal energy, which makes it possible to detect weak signals, and the larger the signal base is B = τ and Δ F, where τ and are the duration and Δ F is the spectrum width signal, the greater the signal-to-noise ratio is provided at the output, which greatly increases the probability of signal detection. The specific gain depends on the signal base B, modulation parameters (type of modulation, index or depth of modulation) and digital signal processing parameters (sampling frequency, number of samples) and a number of other factors.

Положение соответствующего сигнала ретранслятора на частотно-временной плоскости может быть известно априорно или найдено путем перебора возможных вариантов по максимуму взаимной корреляционной функции с сигналами, принятыми пеленгационными антеннами. Неизвестными величинами при этом являются доплеровский сдвиг частоты ωд0 и временная задержка сигнала τ0, что также требует проведения поисковых операций с необходимым шагом. Величина возможного значения доплеровской частоты ωд0 может быть оценена известными методами [Справочник по радиолокации. Под ред. М.Сколника. Том 1. Основы радиолокации. Под ред. Я.С.Ицхоки. М.: Сов. радио, 1976, 456 с.] исходя из типа источника радиоизлучения и возможных значений его скорости, ускорения и параметров траектории, а также исходя из скорости и траектории движения ретранслятора. На основе этих же данных может быть проведена оценка временной задержки τ0 ретранслированного сигнала UвхR(t) относительно прямого Uвхn(t).The position of the corresponding repeater signal on the time-frequency plane can be a priori known or found by sorting out the possible options to maximize the mutual correlation function with the signals received by direction-finding antennas. In this case, unknown values are the Doppler frequency shift ω d0 and the signal time delay τ 0 , which also requires search operations with the necessary step. The magnitude of the possible value of the Doppler frequency ω d0 can be estimated by known methods [Reference radar. Ed. M. Skolnik. Volume 1. Basics of radar. Ed. J.S. Yitzhoki. M .: Sov. radio, 1976, 456 pp.] based on the type of radio emission source and the possible values of its speed, acceleration and trajectory parameters, as well as on the basis of the speed and trajectory of the repeater. Based on the same data, an estimate of the time delay τ 0 of the relay signal U inR (t) relative to the direct U in (t) can be made.

Для обеспечения развязки приемного и передающего трактов в ретрансляторе производится сдвиг сигнала по частоте на величину ωR=ω"k-ω'k, который может быть компенсирован одновременно с компенсацией доплеровского сдвига частоты при обработке сигнала опорного канала. Действительно, если частота сигнала источника, принимаемая пеленгационными антеннами в k-м канале равнаTo ensure isolation of the receiving and transmitting paths in the repeater, the signal is shifted in frequency by the amount ω R = ω " k -ω ' k , which can be compensated simultaneously with the compensation of the Doppler frequency shift when processing the signal of the reference channel. Indeed, if the frequency of the source signal, received direction finding antennas in the k-th channel is equal to

ωk0=ΔΩ+ωд+2kΔΩ/K,ω k = ω 0 = Δ Ω + ω d + 2k Δ Ω / K,

а частота сигнала ретранслятора, принимаемого опорной антенной, равнаand the frequency of the repeater signal received by the reference antenna is

ω”k0=ΔΩ+ωR+2kΔΩ/Kω ” k = ω 0 = Δ Ω + ω R + 2k Δ Ω / K

в предположении, что направление движения источника радиоизлучения перпендикулярно направлению на ретранслятор, то при сдвиге частоты сигнала ретранслятора на величину ω'=ωRд она становится равной частоте прямого сигнала:under the assumption that the direction of movement of the source of radio emission is perpendicular to the direction of the repeater, then when the frequency of the signal of the repeater is shifted by ω '= ω Rd, it becomes equal to the frequency of the direct signal:

ω”k-ω'=ω0-ΔΩ+ωд+2kΔΩ/K-ωRдk,ω ” k- ω '= ω 0 - Δ Ω + ω d + 2k Δ Ω / K-ω R + ω d = ω k ,

что позволяет производить вычисления взаимной корреляционной функции по формуле (1). which allows the calculation of the mutual correlation function according to the formula (1).

Так как для сигналов с одинаковыми частотами взаимная корреляционная функция зависит от разности фаз [Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. Изд. 2-е. М.: Сов. радио, 1971, 672 с.], то она несет информацию о направлении прихода сигнала на пеленгационные антенны. Операция перемножения векторов (2) эквивалентна взаимной корреляционной обработке реальной разности фаз сигналов, принятых каждой из пеленгационных антенн относительно первой антенны F(φ1n), с предварительными расчетными значениями этой же разности фаз сигналов, приходящих с каждого из возможных направлений F'(φ1n, αi):Since for signals with the same frequencies, the mutual correlation function depends on the phase difference [IS Gonorovsky Radio circuits and signals. Ed. 2nd. M .: Sov. radio, 1971, 672 pp.], then it carries information about the direction of arrival of the signal to direction-finding antennas. The operation of multiplying vectors (2) is equivalent to cross-correlation processing of the real phase difference of the signals received by each of the direction-finding antennas relative to the first antenna F (φ 1n ), with preliminary calculated values of the same phase difference of the signals coming from each of the possible directions F '(φ 1n , α i ):

Figure 00000003
Figure 00000003

Решение об истинном направлении прихода сигнала αi0 принимается по максимальному значению взаимной корреляционной функции ψ(αi)max или, что эквивалентно, по максимальному значению А(αi)max (2).The decision on the true direction of arrival of the signal α i = α 0 is made by the maximum value of the mutual correlation function ψ (α i ) max or, equivalently, by the maximum value of A (α i ) max (2).

Описанная выше последовательность действий над сигналами реализует заявляемый способ.The above sequence of actions on signals implements the inventive method.

Положительный эффект от применения заявляемого способа может быть проиллюстрирован на следующем примере.The positive effect of the application of the proposed method can be illustrated by the following example.

Если сигнал источника радиоизлучения на входе пеленгатора представляет собой последовательность импульсов с амплитудой U0, длительностью τи, с внутриимпульсной линейной частотной модуляцией с девиацией 2fd и периодом повторения импульсов Тп, то амплитуда каждой из 2z+1 составляющих его спектра примерно равнаIf the signal of the radio emission source at the direction finder input is a sequence of pulses with amplitude U 0 , duration τ, and with an in-pulse linear frequency modulation with deviation 2f d and pulse repetition period T p , then the amplitude of each of the 2z + 1 components of its spectrum is approximately equal

Figure 00000004
Figure 00000004

[Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. Изд.2-е. М.: Сов. радио, 1971, с.140].[Honorovsky I.S. Radio circuits and signals. Vol. 2. M .: Sov. Radio, 1971, p.140].

В то же время амплитуда сигнала на выходе коррелятора может быть представлена в видеAt the same time, the amplitude of the signal at the output of the correlator can be represented as

Figure 00000005
Figure 00000005

[Гоноровскии И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. Изд.2-е. М.: Сов. радио, 1971, с.47].[Honorovskii I.S. Radio circuits and signals. Vol. 2. M .: Sov. Radio, 1971, p. 47].

Соответственно, отношение амплитуды сигнала на выходе коррелятора к амплитуде спектральной составляющей равноAccordingly, the ratio of the amplitude of the signal at the output of the correlator to the amplitude of the spectral component is

Figure 00000006
Figure 00000006

При τи=1 мкс, Тп=100 мкс и большом значении индекса частотной модуляции (4πfdτи>>1) ширина спектра сигнала равна ΔF=2fd=20 МГц, z=2000 и выигрыш в чувствительности теоретически составляет 66 дБ. При отсутствии внутриимпульсной модуляции ширина спектра примерно равна ΔF≈2/τи=2 МГц, z=200 и выигрыш при обнаружении и пеленгации сигнала равен примерно 46 дБ.For τ and = 1 μs, T p = 100 μs and a large value of the frequency modulation index (4πf d τ and >> 1), the signal spectrum width is Δ F = 2f d = 20 MHz, z = 2000, and the gain in sensitivity theoretically is 66 db In the absence of intrapulse modulation, the width of the spectrum is approximately equal to Δ F≈2 / τ and = 2 MHz, z = 200, and the gain in the detection and direction finding of the signal is approximately 46 dB.

Следовательно, заявляемый способ позволяет решить задачу пеленгации слабых сигналов с различными видами модуляции в тех случаях, когда это невозможно сделать другими известными способами.Therefore, the inventive method allows to solve the problem of direction finding of weak signals with various types of modulation in cases where it is impossible to do other known methods.

Claims (1)

Способ пеленгации источника радиосигнала, включающий прием сигналов в диапазоне частот ω0±ΔΩ с помощью N антенн, расположенных в плоскости пеленгации, синхронное преобразование принятых сигналов в цифровые сигналы, формирование комплексных спектров сигналов с помощью быстрого преобразования Фурье, их запоминание в цифровом виде и разбиение на К поддиапазонов шириной 2ΔΩ/K, отличающийся тем, что обнаружение сигнала источника проводят путем приема с помощью (N+1)-ой антенны, принятой в качестве опорной, сигнала ретранслятора, формирования комплексного спектра сигнала ретранслятора с помощью быстрого преобразования Фурье, его запоминания в цифровом виде и разбиения на К поддиапазонов, перемножения в каждом из К поддиапазонов сдвинутого на доплеровскую частоту ωД и на величину сдвига частоты ωR, создаваемого ретранслятором, комплексно сопряженного спектра сигнала ретранслятора со спектром сигнала, принятого одной из N антенн, условно принятой за первую, вычисления обратного преобразования Фурье от полученного произведения для каждого из возможных значений доплеровской частоты ωД и каждого из возможных значений времени задержки сигнала τ, и принятия решения о наличии сигнала с соответствующими определенными значениями доплеровского сдвига частоты ωД0 и времени задержки τ0 при превышении одним из вычисленных значений интеграла Фурье фиксированного порога, а определение азимута источника радиосигнала проводят путем перемножения комплексно сопряженного спектра сигнала ретранслятора, сдвинутого на доплеровскую частоту ωД0 и на величину сдвига частоты ωR, создаваемого ретранслятором, с задержанными на время τ0 спектрами сигналов каждой из остальных N-1 пеленгационных антенн, определения из полученных нормированных комплексных сигналов разностных фаз каждой из N-1 пеленгационных антенн относительно первой антенны, формирования вектора разностных фаз и последовательного перемножения этого вектора с матрицей-столбцом весовых функций, элементы которой соответствуют априорно рассчитанной разности фаз сигналов, принятых каждой из пеленгационных антенн относительно первой пеленгационной антенны в k-ом поддиапазоне для каждого из азимутов с требуемым шагом, причем за истинное значение пеленга принимают значение, соответствующее максимальному значению произведения матриц. A method of direction finding a radio signal source, including receiving signals in the frequency range ω 0 ± Δ Ω using N antennas located in the direction-finding plane, synchronously converting received signals to digital signals, forming complex signal spectra using a fast Fourier transform, storing them digitally and partitioning into K sub-bands of width 2 Δ Ω / K, characterized in that the source signal detection is performed by receiving through (N + 1) -th antenna adopted as the reference, signal repeater, to form I complex repeater signal spectrum using the Fast Fourier Transform and its storage in digital form and partitioning into K subbands, multiplying each of the K sub-bands shifted by the Doppler frequency ω D and the magnitude of frequency shift of ω R, generated by the repeater, the complex conjugate of the spectrum repeater signal with the spectrum of the signal received by one of the N antennas, conventionally accepted as the first, calculating the inverse Fourier transform of the resulting product for each of the possible Doppler th frequency ω D and each of the possible values of delay τ time signal, and a decision on a signal with corresponding specific values of the Doppler shift frequency ω A0 and the delay time τ 0 when exceeding one of the calculated integral fixed threshold Fourier values, and determining the azimuth of the radio signal is carried out by multiplying the complex conjugate of the spectrum transponder signals shifted in Doppler frequency ω D0 and the amount of frequency shift of ω R, generated by the repeater to the detention E at time τ 0 spectra of signals each of the remaining N-1 direction finding antennas, determining from the obtained normalized integrated difference phase signals of each of the N-1 direction finding antennas relative to the first antenna forming the vector difference phases and successive multiplication of vector with matrix-column weighting functions , the elements of which correspond to the a priori calculated phase difference of the signals received by each of the direction-finding antennas relative to the first direction-finding antenna in the k-th subband for each of a Zimutov with the required step, and for the true value of the bearing take the value corresponding to the maximum value of the product matrix
RU2012143585/07A 2012-10-11 2012-10-11 Radio-frequency radiation source direction-finding method RU2510708C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012143585/07A RU2510708C1 (en) 2012-10-11 2012-10-11 Radio-frequency radiation source direction-finding method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012143585/07A RU2510708C1 (en) 2012-10-11 2012-10-11 Radio-frequency radiation source direction-finding method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2510708C1 true RU2510708C1 (en) 2014-04-10

Family

ID=50437589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012143585/07A RU2510708C1 (en) 2012-10-11 2012-10-11 Radio-frequency radiation source direction-finding method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2510708C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2724923C2 (en) * 2018-08-10 2020-06-26 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) Method for secretive monitoring of radio silent objects
RU2726188C1 (en) * 2019-08-21 2020-07-09 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 Method of determining parameters of frequency-coded signals in an autocorrelation receiver

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5592181A (en) * 1995-05-18 1997-01-07 Hughes Aircraft Company Vehicle position tracking technique
US5625364A (en) * 1994-07-08 1997-04-29 Lockheed Sanders, Inc. Apparatus and method for finding a signal emission source
RU2144200C1 (en) * 1999-06-17 2000-01-10 Ашихмин Александр Владимирович Process of direction finding of radio signals and multichannel direction finder
RU2262119C1 (en) * 2004-03-24 2005-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский научно-исследовательский институт связи" Method for direction finding of radio signals
RU2263327C1 (en) * 2004-01-15 2005-10-27 Терентьев Алексей Васильевич Method for radio signals position-finding and direction-finder for realization of said method
US20060227050A1 (en) * 2005-04-07 2006-10-12 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Method and apparatus for direction finding
WO2010099900A1 (en) * 2009-03-03 2010-09-10 Deutsche Telekom Ag Method and system for locating in mobile radio communication networks by means of direction finding with directional antennas
RU2419106C1 (en) * 2009-11-09 2011-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия связи имени С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method and device for determining coordinates of radio-frequency radiation source

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5625364A (en) * 1994-07-08 1997-04-29 Lockheed Sanders, Inc. Apparatus and method for finding a signal emission source
US5592181A (en) * 1995-05-18 1997-01-07 Hughes Aircraft Company Vehicle position tracking technique
RU2144200C1 (en) * 1999-06-17 2000-01-10 Ашихмин Александр Владимирович Process of direction finding of radio signals and multichannel direction finder
RU2263327C1 (en) * 2004-01-15 2005-10-27 Терентьев Алексей Васильевич Method for radio signals position-finding and direction-finder for realization of said method
RU2262119C1 (en) * 2004-03-24 2005-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский научно-исследовательский институт связи" Method for direction finding of radio signals
US20060227050A1 (en) * 2005-04-07 2006-10-12 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Method and apparatus for direction finding
WO2010099900A1 (en) * 2009-03-03 2010-09-10 Deutsche Telekom Ag Method and system for locating in mobile radio communication networks by means of direction finding with directional antennas
RU2419106C1 (en) * 2009-11-09 2011-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия связи имени С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method and device for determining coordinates of radio-frequency radiation source

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2724923C2 (en) * 2018-08-10 2020-06-26 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) Method for secretive monitoring of radio silent objects
RU2726188C1 (en) * 2019-08-21 2020-07-09 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 Method of determining parameters of frequency-coded signals in an autocorrelation receiver

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10509103B2 (en) Radar device
US10955542B2 (en) Radar apparatus and direction-of-arrival estimation device
JP2019168290A (en) Radar device, position estimation device, and position estimation method
RU2449307C2 (en) Method of surveillance pulse doppler radar of targets on background of reflections from earth surface
RU2440588C1 (en) Passive radio monitoring method of air objects
CN107003388A (en) Method and apparatus for increasing the angular resolution in vehicle radar system
WO2018194477A1 (en) Method and device for radar determination of the coordinates and speed of objects
Wang et al. Direction finding in frequency-modulated-based passive bistatic radar with a four-element adcock antenna array
Biallawons et al. Improved UAV detection with the MIMO radar MIRA-CLE Ka using range-velocity processing and TDMA correction algorithms
Kim et al. Extrapolation-RELAX estimator based on spectrum partitioning for DOA estimation of FMCW radar
RU2546330C1 (en) Method for polarisation-sensitive radio monitoring of mobile objects
CN103760540B (en) Based on moving target detect and the method for parameter estimation of reconstruction signal and 1-norm
RU2524401C1 (en) Method for detection and spatial localisation of mobile objects
RU2571950C1 (en) Method for radio monitoring of radio-silent objects
RU2510708C1 (en) Radio-frequency radiation source direction-finding method
RU2529483C1 (en) Method for stealth radar location of mobile objects
RU2444753C1 (en) Radio monitoring method of air objects
RU2528391C1 (en) Method of searching for low-signature mobile objects
RU2309425C2 (en) Method of forming calibration data for radio direction finder/ range finder (versions)
RU2614035C1 (en) One-stage method of decameter range radiation sources direction finding using phased antenna array consisting of mutually orthogonal symmetric horizontal dipoles
RU2534222C1 (en) Nearly invisible moving objects detection method
RU2444756C1 (en) Detection and localisation method of air objects
Pui et al. GPS bistatic radar using phased-array technique for aircraft detection
RU2557250C1 (en) Method for stealth radar detection of mobile objects
RU2471200C1 (en) Method for passive detection and spatial localisation of mobile objects

Legal Events

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

Effective date: 20171012