RU2518007C1 - Ionospheric signal direction-finding method - Google Patents
Ionospheric signal direction-finding method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2518007C1 RU2518007C1 RU2012145840/07A RU2012145840A RU2518007C1 RU 2518007 C1 RU2518007 C1 RU 2518007C1 RU 2012145840/07 A RU2012145840/07 A RU 2012145840/07A RU 2012145840 A RU2012145840 A RU 2012145840A RU 2518007 C1 RU2518007 C1 RU 2518007C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation pattern
- azimuths
- azimuth
- antenna system
- rays
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике, а именно к области пеленгации, и может быть использовано для пеленгации (измерение азимутов) и измерения углов места ионосферных сигналов в условиях приема как одного, так и двух интерферирующих лучей в широком частотном диапазоне. При приеме ионосферных сигналов в точку приема, как правило, приходят несколько лучей, отраженных от разных слоев ионосферы, с азимутами, находящимися в области главного лепестка диаграммы направленности (~5÷10 градусов). Вследствие интерференции лучей суммарный главный лепесток диаграммы направленности антенной системы, состоящий из суммы диаграмм направленности отдельных лучей, существенно меняется. В результате возникают ложные пеленги, отличающиеся от истинных пеленгов на десятки градусов. Наличие ложных пеленгов значительно снижает достоверность получаемой информации об азимуте и угле места ионосферного сигнала.The invention relates to radio engineering, and in particular to the field of direction finding, and can be used for direction finding (azimuth measurement) and measuring elevation angles of ionospheric signals under the conditions of reception of one or two interfering rays in a wide frequency range. When receiving ionospheric signals, as a rule, several rays are reflected at the receiving point, reflected from different layers of the ionosphere, with azimuths located in the main lobe of the radiation pattern (~ 5 ÷ 10 degrees). Due to the interference of the rays, the total main lobe of the radiation pattern of the antenna system, consisting of the sum of the radiation patterns of the individual rays, varies significantly. As a result, false bearings arise, which differ from true bearings by tens of degrees. The presence of false bearings significantly reduces the reliability of the received information about the azimuth and elevation angle of the ionospheric signal.
Известны фазовые способы пеленгации, осуществляемые путем измерений разности фаз между вибраторами антенной системы и оценки по этим измерениям азимутов и углов места (Патент RU №2263327, опубликован 27.10.2005 г.; Патент RU №2365931, опубликован 27.08.2009 г.; Патент RU №2429500, опубликован 20.09.2011; Патент RU №2450283, опубликован 10.05.2012 г.; Заявка на изобретение RU №2010143935, опубликована 10.05.2012 г.; Заявка RU №2003108306 от 25.03.2003 г., G01S 3/14, опубликована 10.10.2004 г.). Недостатком вышеуказанных способов является то, что используется для определения угловых параметров сигнала только фазовая информация. Однозначное определение фазы волны на вибраторах возможно на интервале 0÷360°. Это требует малого, по сравнению с длиной волны, пространственного разнесения вибраторов
Известны способы пеленгации по максимуму диаграммы направленности антенной системы (Патент RU №2144200, опубликован 10.01. 2000 г.; Патент RU №2258241, опубликован 10.08.2005 г.; Патент RU №2419805, опубликован 27.05.2011 г.; Патент RU №2201599, опубликован 27.03.2003 г.; Патент RU №2004100714, опубликован 20.06.2005 г.). В этом случае используется временное преобразование Фурье для частотного выделения сигнала от отдельных вибраторов антенной системы и различные формы пространственной обработки данных. Наилучшим образом диаграмма направленности формируется при использовании пространственного преобразования Фурье. В результате создается двумерный комплексный угловой спектр (диаграмма направленности антенной системы). При использовании пространственного преобразования Фурье диаграмма направленности формируется по выражению (комплексный вид):Known methods for direction finding to the maximum radiation pattern of the antenna system (Patent RU No. 2144200, published January 10, 2000; Patent RU No. 2258241, published August 10, 2005; Patent RU No. 2419805, published May 27, 2011; Patent RU No. 2201599 , published March 27, 2003; Patent RU No. 2004100714, published June 20, 2005). In this case, the temporary Fourier transform is used to frequency isolate the signal from individual vibrators of the antenna system and various forms of spatial data processing. The radiation pattern is best formed using the spatial Fourier transform. The result is a two-dimensional complex angular spectrum (radiation pattern of the antenna system). When using the spatial Fourier transform, the radiation pattern is formed by the expression (complex view):
где:Where:
α', β' - оценочные значения азимута и угла места ионосферного сигнала.α ', β' - estimated azimuth and elevation angle of the ionospheric signal.
Квадрат модуля нормированной диаграммы направленности (расчетная форма) определяется выражениемThe square of the module of the normalized radiation pattern (design form) is determined by the expression
где черта сверху означает суммирование по индексу «n».where the bar above means summation over the index "n".
Недостатком способов пеленгации по максимуму диаграммы направленности антенной системы, связанных с пространственным преобразованием Фурье, является неустойчивость решения при наличии двух лучевой интерференции при разности фаз между лучами ~180°. При приеме двух интерферирующих лучей ионосферного сигнала (различие в азимутах меньше ширины диаграммы направленности) суммарная диаграмма направленности за счет изменения разности фаз между лучами (в области ~180 градусов) в значительной степени подавляется. Боковые или задние лепестки суммарной диаграммы направленности в этих условиях становятся больше, чем основной лепесток диаграммы направленности. В результате азимут (пеленг) в амплитудном способе пеленгации определяется по максимальному боковому или заднему лепестку диаграммы направленности антенной системы. Отклонения азимута (ложные пеленги) достигают десятков градусов. В результате достоверность оценок азимутов и углов места ионосферных сигналов оказывается низкой. Кроме того, невозможно обеспечить работоспособность пеленгатора в широком частотном диапазоне 2+30 МГц. Требования точности измерения пеленга в низкочастотной части диапазона (3÷4 МГц) определяют базу антенной системы R≥150 м. Однако при количестве вибраторов ~16 в высокочастотной части диапазона (20+30 МГц) диаграмма направленности не формируется в связи с большим пространственным разнесением вибраторов по сравнению с длиной волны, что ограничивает частотный диапазон сверху.The disadvantage of the direction finding methods for the maximum radiation pattern of the antenna system associated with the spatial Fourier transform is the instability of the solution in the presence of two beam interference with a phase difference between the rays of ~ 180 °. When two interfering rays of the ionospheric signal are received (the difference in azimuths is less than the width of the radiation pattern), the total radiation pattern due to a change in the phase difference between the rays (in the region of ~ 180 degrees) is largely suppressed. The side or back lobes of the total radiation pattern in these conditions become larger than the main lobe of the radiation pattern. As a result, the azimuth (bearing) in the amplitude direction finding method is determined by the maximum lateral or rear lobe of the antenna system radiation pattern. Azimuth deviations (false bearings) reach tens of degrees. As a result, the reliability of estimates of azimuths and elevation angles of ionospheric signals is low. In addition, it is impossible to ensure the operability of the direction finder in a wide frequency range of 2 + 30 MHz. The requirements for the accuracy of bearing measurement in the low-frequency part of the range (3 ÷ 4 MHz) determine the base of the antenna system R≥150 m. However, when the number of vibrators is ~ 16 in the high-frequency part of the range (20 + 30 MHz), the radiation pattern is not formed due to the large spatial separation of the vibrators compared to the wavelength, which limits the frequency range from above.
Известны способы пеленгации, антенная система в которых состоит из ограниченного количества вибраторов (3÷5 вибратора) (Патент RU №2262119, опубликован 10.10.2005 г.; Патент RU №2253877, опубликован 10.06.2005 г.). Недостатками этого способа пеленгации является малая помехоустойчивость, вследствие отсутствия статистической обработки данных, и наличие ложных пеленгов при приеме двух близких по азимуту лучей ионосферного сигнала.Known methods of direction finding, the antenna system in which consists of a limited number of vibrators (3 ÷ 5 vibrators) (Patent RU No. 2262119, published October 10, 2005; Patent RU No. 2253877, published June 10, 2005). The disadvantages of this method of direction finding is low noise immunity, due to the lack of statistical data processing, and the presence of false bearings when receiving two close in azimuth rays of the ionospheric signal.
Известны способы пеленгации, антенная система в которых состоит из двух взаимно перпендикулярных линейных эквидистантных антенных решеток (Патент RU №2192651, опубликован 05.10.2000 г.). Способ включает в себя прием сигнала с помощью антенной системы, многоканального приемника, преобразование аналоговых сигналов в каждом канале в цифровую форму, использование двумерного углового преобразования Фурье, которое создает диаграмму направленности антенной системы. Максимум диаграммы направленности позволяет оценить азимут (пеленг) и угол места. Недостатком этого способа пеленгации является зависимость точности измерения пеленга от взаимной ориентации антенной системы и пеленга. При пеленгации ионосферных сигналов в условиях приема двух интерферирующих лучей могут возникать ложные пеленги, что значительно снижает достоверность оценок азимутов и углов места ионосферных сигналов.Known methods of direction finding, the antenna system in which consists of two mutually perpendicular linear equidistant antenna arrays (Patent RU No. 2192651, published 05.10.2000). The method includes receiving a signal using an antenna system, a multi-channel receiver, converting the analog signals in each channel to digital form, using a two-dimensional angular Fourier transform, which creates a radiation pattern of the antenna system. The maximum radiation pattern allows you to evaluate the azimuth (bearing) and elevation. The disadvantage of this method of direction finding is the dependence of the accuracy of the bearing measurement on the relative orientation of the antenna system and the bearing. During direction finding of ionospheric signals under conditions of receiving two interfering rays, false bearings may occur, which significantly reduces the reliability of estimates of azimuths and elevation angles of ionospheric signals.
Наиболее близким (прототип) к предлагаемому способу пеленгации при приеме как одного луча, так и двух лучей ионосферных сигналов является «Способ пеленгации с учетом корреляционной взаимосвязи между лучами», патент RU №2305294, МПК G01S 3/16, опубликован 27.08.2007 г. Он включает в себя следующую последовательность действий.The closest (prototype) to the proposed method of direction finding when receiving both one beam and two rays of ionospheric signals is the "Method of direction finding taking into account the correlation between the rays", patent RU No. 2305294, IPC
С помощью антенной решетки, состоящей из N-вибраторов, расположенных равномерно по окружности радиуса R (пространственная база сигнала) 1) принимают ионосферные сигналы, 2) преобразуют их по частоте, 3) усиливают посредством многоканального приемника. Аналоговые сигналы на выходе многоканального приемника в каждом канале (от каждого вибратора) 4) преобразуют в цифровую форму посредством многоканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП). 5) Определяют амплитуды En и фазы Ψn принятого ионосферного сигнала в каждом канале (от каждого вибратора) с помощью временного преобразования Фурье. 6) Формируют суммарную четырехмерную (для двух лучей) диаграмму направленности с учетом коэффициента корреляции между лучами по выражениям.Using an antenna array consisting of N-vibrators located uniformly around a circle of radius R (spatial base of the signal) 1) receive ionospheric signals, 2) convert them in frequency, 3) amplify through a multi-channel receiver. Analog signals at the output of a multi-channel receiver in each channel (from each vibrator) 4) are converted to digital form using a multi-channel analog-to-digital converter (ADC). 5) The amplitudes E n and phases Ψ n of the received ionospheric signal in each channel (from each vibrator) are determined using the time Fourier transform. 6) Form the total four-dimensional (for two rays) radiation pattern taking into account the correlation coefficient between the rays according to the expressions.
гдеWhere
Черта сверху означает суммирование по индексу n.The bar above means summation over index n.
Знак * означает комплексное сопряжение,The * sign means complex conjugation,
Знак ∧ означает комплексную величину.The sign ∧ means a complex quantity.
7) Производят сканирование диаграммой направленности в четырехмерном пространстве за счет изменения оценочных азимутов и углов места
Недостатком этого способа является большая трудоемкость, продолжительность расчетов, связанная с необходимостью перебора (сканирования диаграммой направленности) двух азимутов и двух углов места (
Блок схема данного способа пеленгации (прототипа) представлена на фиг.1. Согласно данному способу пеленгации последовательность действий следующая.The block diagram of this method of direction finding (prototype) is presented in figure 1. According to this method of direction finding, the sequence of actions is as follows.
1. Принимают сигналы с помощью круговой антенной системы, состоящей из N-вибраторов
2. С помощью многоканального приемника преобразуют сигналы от каждой антенны по частоте, усиливают и фильтруют (блок 2).2. Using a multi-channel receiver, the signals from each antenna are converted in frequency, amplified and filtered (block 2).
3. Преобразуют аналоговые сигналы на выходах многоканального приемника от каждого вибратора в цифровую форму с помощью многоканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП) (блок 3).3. Convert the analog signals at the outputs of the multi-channel receiver from each vibrator into digital form using a multi-channel analog-to-digital converter (ADC) (block 3).
4. Определяют амплитуды En и фазы ψn сигналов от каждого вибратора (в каждом канале), например с помощью временного преобразования Фурье (блок 4).4. Determine the amplitudes E n and phase ψ n of the signals from each vibrator (in each channel), for example using a temporary Fourier transform (block 4).
5. Задают точку в пространстве оценочных азимутов
6. Повторяют действия (5) с другими значениями параметров
7. 0пределяют максимальное значение четырехмерной диаграммы направленности и фиксируют параметры
8. Определяют ранг поля (однолучевое или двулучевое) по условию U01/U02≥3 и оставляют решения, удовлетворяющие этому условию (блок 8).8. The field rank (single-beam or double-beam) is determined by the condition U 01 / U 02 ≥3 and the solutions that satisfy this condition are left (block 8).
Целью предлагаемого изобретения (технический результат) является сокращение времени расчета угловых параметров двулучевого ионосферного сигнала в прототипе «Способ пеленгации с учетом корреляционной взаимосвязи между лучами».The aim of the invention (technical result) is to reduce the time for calculating the angular parameters of a two-beam ionospheric signal in the prototype "Method of direction finding taking into account the correlation between the rays."
Технический результат достигается тем, что алгоритмически формируют дополнительную антенную систему с минимальной базой. По максимальному значению двумерной диаграммы направленности
где:Where:
En, Ψn - амплитуда и фаза, измеренные на n-вибраторе,E n , Ψ n - amplitude and phase, measured on an n-vibrator,
Rn - радиус вектор, определяющий расположение вибратора,R n - radius vector that determines the location of the vibrator,
Областью определения устойчивого однолучевого решения
Сокращение времени расчета обеспечивается тем, что наиболее трудоемкий расчет четырехмерной диаграммы направленности по выражению (3) производится на ограниченной площадке, а не на всем угловом диапазоне азимутов и углов места.The reduction of the calculation time is ensured by the fact that the most laborious calculation of the four-dimensional radiation pattern according to expression (3) is performed on a limited site, and not on the entire angular range of azimuths and elevation angles.
Обоснованием устойчивого однолучевого способа пеленгации в условиях двулучевого приема является следующее.The rationale for a stable single-beam direction finding method in the conditions of double-beam reception is the following.
Запишем сигнал на n-вибраторе
где
α0y, β0y - устойчивые значения азимута и угла места ионосферного сигнала в условиях двух лучевого приема,α 0y , β 0y - stable values of azimuth and elevation angle of the ionospheric signal in the conditions of two beam reception,
В выражении (5) изменим индекс «и» на единицу и исключим
На основании выражения (6) составим функционал правдоподобияBased on expression (6), we compose the likelihood functional
При возведении в квадрат (7) получим:When squaring (7) we get:
Черта сверху означает суммирование по N-вибраторам (по индексу n).The bar above means summation over N-vibrators (at index n).
При нормировке (8) на сумму первых двух слагаемых получим:When normalizing (8) to the sum of the first two terms, we obtain:
Второе слагаемое в (9) определяет квадрат нормированной диаграммы направленности (4).The second term in (9) determines the square of the normalized radiation pattern (4).
Если волновой вектор
Принципиальным для устойчивости решения является наличие разности измеренных фаз на соседних вибраторах ψn+1-ψn в выражении (4). Она существенно уменьшает зависимость азимута и угла места от разности фаз отдельных лучей ионосферного сигнала. Кроме того, разность радиус-векторов
Сущность способа поясняется следующими рисунками и диаграммами. На фиг.1 представлена структурная схема устройства, с помощью которого реализуется прототип «Способ пеленгации с учетом корреляционной взаимосвязи между лучами».The essence of the method is illustrated by the following figures and diagrams. Figure 1 presents the structural diagram of the device with which the prototype "Method of direction finding taking into account the correlation relationship between the rays" is implemented.
На фиг.2 представлена структурная схема устройства, с помощью которого реализуется предлагаемый способ пеленгации. По сравнению с прототипом добавляются четыре блока действий, связанных с оценкой устойчивых значений азимута и угла места.Figure 2 presents the structural diagram of the device with which the proposed method of direction finding is implemented. Compared with the prototype, four action blocks are added related to the assessment of stable azimuth and elevation values.
На фиг.3 представлено расположение вибраторов антенной системы на поверхности земли. Диаметр окружности равен 130 м, количество вибраторов 16.Figure 3 presents the location of the vibrators of the antenna system on the surface of the earth. The diameter of the circle is 130 m, the number of vibrators is 16.
На фиг.4 показано расположение вибраторов новой антенной системы с минимальной базой. Диаметр окружности в этом случае равен 50.72 м., количество вибраторов остается равным 16. Распределение фаз на вибраторах новой антенной системы ψn+1-ψn.Figure 4 shows the location of the vibrators of the new antenna system with a minimum base. The diameter of the circle in this case is 50.72 m., The number of vibrators remains equal to 16. The phase distribution on the vibrators of the new antenna system is ψ n + 1 -ψ n .
С помощью модельных расчетов сравним решения (2) и (4). Будем называть решение (2) методом Фурье, а решение (4) однолучевым методом максимального правдоподобия.Using model calculations, we compare solutions (2) and (4). We will call solution (2) the Fourier method, and solution (4) the single-beam maximum likelihood method.
На фиг.5 показана азимутальная диаграмма направленности, рассчитанная согласно (4) (сплошная линия) при условии двулучевого поля с азимутами 78° и 73° и разностью фаз между лучами 180°. Основной лепесток диаграммы направленности больше по амплитуде, чем боковые лепестки. Пеленг (азимут) определяется правильно. При расчете диаграммы направленности согласно выражению (2) (пунктирная линия на фиг.5) основной лепесток диаграммы направленности подавлен в результате интерференции двух лучей. Боковой лепесток (α~160°) существенно превышает по амплитуде основной лепесток. В результате пеленг будет ~160°.Figure 5 shows the azimuthal radiation pattern calculated according to (4) (solid line) under the condition of a two-beam field with azimuths of 78 ° and 73 ° and a phase difference between the rays of 180 °. The main lobe of the radiation pattern is larger in amplitude than the side lobes. Bearing (azimuth) is determined correctly. When calculating the radiation pattern according to the expression (2) (dashed line in FIG. 5), the main lobe of the radiation pattern is suppressed as a result of interference of two rays. The side lobe (α ~ 160 °) significantly exceeds the main lobe in amplitude. As a result, the bearing will be ~ 160 °.
На фиг.6 показана угломестная диаграмма направленности, полученная методом Фурье (по выражению (2)) и методом максимального правдоподобия (по выражению (4)). Рабочая частота равна 10 МГц (λ=30 м). В результате интерференции двух лучей главный лепесток диаграммы направленности, определенной методом Фурье, оказывается подавленным. В данных условиях угол места будет равен нулю, что неверно. Диаграмма направленности, определенная методом максимального правдоподобия, позволяет определить угол места β=15°. Модельное значение углов места двух лучей равны 10° и 30°, азимут равен 76°, разность фаз 180°.Figure 6 shows the elevation radiation pattern obtained by the Fourier method (by expression (2)) and the maximum likelihood method (by expression (4)). The operating frequency is 10 MHz (λ = 30 m). As a result of the interference of two rays, the main lobe of the radiation pattern determined by the Fourier method is suppressed. Under these conditions, the elevation angle will be zero, which is incorrect. The radiation pattern determined by the maximum likelihood method allows you to determine the elevation angle β = 15 °. The model value of the elevation angles of the two rays is 10 ° and 30 °, the azimuth is 76 °, and the phase difference is 180 °.
На фиг.7 показаны изменения азимутов в зависимости от разности фаз между лучами. Точками отмечены азимуты, полученные методом Фурье(выражение (2)). В области Δφ~180° азимуты сильно отклоняются от истинных значений. Линией показан азимут, полученный методом максимального правдоподобия (выражение (4)). Он равен 76°. Это средний азимут двух лучей, и он практически не имеет зависимости от разности фаз. При изменении соотношения амплитуд этот азимут меняется от значения 78° до значения 73°.Figure 7 shows the changes in azimuths depending on the phase difference between the rays. Dots indicate the azimuths obtained by the Fourier method (expression (2)). In the region Δφ ~ 180 °, the azimuths strongly deviate from the true values. The line shows the azimuth obtained by the maximum likelihood method (expression (4)). It is equal to 76 °. This is the average azimuth of two rays, and it is practically independent of the phase difference. When the amplitude ratio changes, this azimuth changes from 78 ° to 73 °.
На фиг.8 показаны изменения углов места в зависимости от разности фаз двух лучей. Угол места, определенный методом Фурье (точки, выражение (2)) в области 180° разности фаз имеет сильные отклонения. Угол места, определенный методом максимального правдоподобия (выражение (4)) почти не меняется при изменении разности фаз между лучами. Таким образом, новый алгоритм обработки позволяет существенно уменьшить зависимость решения задачи оценки азимутов и углов места от разности фаз в условиях двулучевого приема.On Fig shows the changes in elevation depending on the phase difference of the two rays. The elevation angle determined by the Fourier method (points, expression (2)) in the region of 180 ° of the phase difference has strong deviations. The elevation angle determined by the maximum likelihood method (expression (4)) almost does not change when the phase difference between the rays changes. Thus, the new processing algorithm can significantly reduce the dependence of the solution of the problem of estimating azimuths and elevation angles on the phase difference in the case of two-beam reception.
На фиг.9 показана частотная зависимость азимутов. В модельных расчетах заданы два луча с азимутами 76 и 78 градусов. Добавлена шумовая составляющая. Расчет устойчивых значений азимута проведен в соответствии с выражением (4) (Линия с треугольным маркером (ряд 3)). Расчет азимутов первого и второго лучей проведен в соответствии с выражением (3) (Линия с точками и сплошная линия). Как видно из рисунка устойчивые значения азимутов находятся в пределах азимутов первого и второго лучей. Ложные азимуты не отмечаются во всем частотном диапазоне 2÷30 МГц. Время расчета в соответствии с прототипом составляет около трех часов на ЭВМ типа «Пентиум». Время расчета в соответствие с предлагаемым способом составляет 0.5 с.Figure 9 shows the frequency dependence of azimuths. In the model calculations, two beams with azimuths of 76 and 78 degrees are specified. Added noise component. The calculation of stable azimuth values was carried out in accordance with the expression (4) (Line with a triangular marker (row 3)). The azimuths of the first and second rays were calculated in accordance with expression (3) (Line with dots and solid line). As can be seen from the figure, the stable azimuths are within the azimuths of the first and second rays. False azimuths are not observed in the entire frequency range of 2–30 MHz. The calculation time in accordance with the prototype is about three hours on a Pentium type computer. The calculation time in accordance with the proposed method is 0.5 s.
На фиг.10 показан частотный диапазон изменений устойчивых углов места (линия с треугольными маркерами, ряд 3). В модели сигнала заданы два луча с углами места 30° и 10°. Частотные зависимости оценочных углов места, определенных предлагаемым способом представлены сплошной линией (ряд 1, луч с углом места 10 градусов) и линией с точечными маркерами (ряд 2, луч с углом места 30 градусов). В этих расчетах устойчивые углы места располагаются в области, ограниченной углами места первого и второго лучей. Значительных отклонений углов места не отмечается.Figure 10 shows the frequency range of changes in stable elevation angles (line with triangular markers, row 3). The signal model contains two beams with elevation angles of 30 ° and 10 °. The frequency dependences of the estimated elevation angles determined by the proposed method are represented by a solid line (
Предлагаемый способ пеленгации (Фиг.2) осуществляется следующим образом.The proposed method of direction finding (Figure 2) is as follows.
1. Принимают сигналы с помощью круговой антенной системы, состоящей из N-вибраторов, расположенных на поверхности земли равномерно по окружности радиуса R (блок 1).1. Receive signals using a circular antenna system consisting of N-vibrators located on the earth's surface evenly around a circle of radius R (block 1).
2. С помощью многоканального приемника преобразуют сигналы от каждой антенны по частоте, усиливают и фильтруют (блок 2).2. Using a multi-channel receiver, the signals from each antenna are converted in frequency, amplified and filtered (block 2).
3. Преобразуют аналоговые сигналы на выходе многоканального приемника от каждого вибратора в цифровую форму с помощью многоканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП) (блок 3).3. Convert the analog signals at the output of the multi-channel receiver from each vibrator into digital form using a multi-channel analog-to-digital converter (ADC) (block 3).
4. Определяют амплитуды и фазы сигналов от каждого вибратора (в каждом канале), например с помощью временного преобразования Фурье (блок 4).4. Determine the amplitudes and phases of the signals from each vibrator (in each channel), for example using a temporary Fourier transform (block 4).
5. Создают алгоритмически новую антенную систему с минимальной базой, вибраторы которой расположены по окружности с радиусом
6. Задают точку в пространстве оценочных азимутов (0÷360°) и углов места (0÷90°) и вычисляют согласно (4) в точке значение двумерной диаграммы направленности по выборке данных и оценочному волновому вектору луча и запоминают значения, (блок 6).6. Set a point in the space of estimated azimuths (0 ÷ 360 °) and elevation angles (0 ÷ 90 °) and calculate according to (4) at the point the value of the two-dimensional radiation pattern from the data sample and the estimated wave vector of the beam and store the values, (block 6 )
7. Повторяют действия (6) с другими значениями параметров из области их определения (0÷360° по азимуту и 0÷90° по углу места) и создают поверхность в двумерном пространстве азимутов и углов места (двумерную диаграмму направленности) (блок 7).7. Repeat steps (6) with other values of the parameters from the domain of their determination (0 ÷ 360 ° in azimuth and 0 ÷ 90 ° in elevation) and create a surface in two-dimensional space of azimuths and elevation angles (two-dimensional radiation pattern) (block 7) .
8. Определяют максимальное значение двумерной диаграммы направленности и фиксируют параметры (блок 8).8. Determine the maximum value of the two-dimensional radiation pattern and fix the parameters (block 8).
9. Задают точку на ограниченной четырехмерной площадке оценочных азимутов и углов места и вычисляют согласно (3) в точке
10. Повторяют действия (9) с другими значениями параметров и из области их определения (ограниченная четырехмерная площадка) и создают часть поверхности в четырехмерном пространстве азимутов и углов места (четырехмерную диаграмму направленности вблизи максимума) (блок 10).10. Repeat actions (9) with other values of the parameters and from the domain of their determination (limited four-dimensional area) and create a part of the surface in the four-dimensional space of azimuths and elevation angles (four-dimensional radiation pattern near the maximum) (block 10).
11. Определяют максимальное значение четырехмерной диаграммы направленности и фиксируют параметры α01, α02, β01, β02,
12. Определяют ранг поля (однолучевое или двулучевое) по условию
Время расчета азимутов и углов места по предлагаемому способу сокращается на пять порядков по сравнению с временем расчета по прототипу. По результатам модельных расчетов технический результат заявляемого способа пеленгации вполне достигается.The calculation of azimuths and elevations according to the proposed method is reduced by five orders of magnitude compared with the calculation time for the prototype. According to the results of model calculations, the technical result of the proposed method of direction finding is quite achieved.
С учетом всего вышеизложенного можно утверждать, что поставленная цель - сокращение времени расчета азимутов и углов места ионосферного сигнала в условиях двулучевого приема за счет предварительной оценки устойчивых значений азимута и угла места вполне достигается с сохранением высоких точностей оценок азимутов и углов места первого и второго лучей.Taking into account all the above, it can be argued that the goal is to reduce the calculation time of azimuths and elevation angles of the ionospheric signal under two-beam reception due to a preliminary assessment of stable azimuth and elevation angles is fully achieved while maintaining high accuracy estimates of azimuths and elevation angles of the first and second rays.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012145840/07A RU2518007C1 (en) | 2012-10-26 | 2012-10-26 | Ionospheric signal direction-finding method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012145840/07A RU2518007C1 (en) | 2012-10-26 | 2012-10-26 | Ionospheric signal direction-finding method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012145840A RU2012145840A (en) | 2014-05-10 |
RU2518007C1 true RU2518007C1 (en) | 2014-06-10 |
Family
ID=50629180
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012145840/07A RU2518007C1 (en) | 2012-10-26 | 2012-10-26 | Ionospheric signal direction-finding method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2518007C1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114236465B (en) * | 2021-11-25 | 2024-06-04 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | Search type two-dimensional high-precision amplitude comparison direction finding method and device |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5313210A (en) * | 1993-02-23 | 1994-05-17 | Ball Corporation | Polarimetric radar signal mapping process |
RU2054690C1 (en) * | 1993-02-04 | 1996-02-20 | Александр Николаевич Гонтаренко | One-point method of determination of position of electromagnetic radiation source |
RU2090903C1 (en) * | 1994-07-13 | 1997-09-20 | Институт радиотехники и электроники РАН | Method of single-point location of source of atmospherics and device for its implementation |
RU2152054C1 (en) * | 1999-06-21 | 2000-06-27 | Институт радиотехники и электроники РАН | Method for detection of lightning discharge position |
US6914553B1 (en) * | 2004-11-09 | 2005-07-05 | Harris Corporation | Synthetic aperture radar (SAR) compensating for ionospheric distortion based upon measurement of the Faraday rotation, and associated methods |
WO2006075992A2 (en) * | 2004-04-05 | 2006-07-20 | Sri International | Method and system for multiple target class data recording, processing and display for over-the-horizon radar |
JP2006266858A (en) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Railway Technical Res Inst | Method for evaluating disaster occurrence risk in hard sedimentary rock area |
RU2005121771A (en) * | 2005-07-11 | 2007-01-20 | Российский государственный университет им. Иммануила Канта (РГУ им. И. Канта) (RU) | METHOD FOR DETECTING IONOSPHERIC SIGNALS |
RU2305294C2 (en) * | 2005-10-27 | 2007-08-27 | Открытое акционерное общество "Воронежское центральное конструкторское бюро "Полюс" (ОАО "ВЦКБ "Полюс") | Method for direction finding with regard to correlation interaction between beams |
-
2012
- 2012-10-26 RU RU2012145840/07A patent/RU2518007C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2054690C1 (en) * | 1993-02-04 | 1996-02-20 | Александр Николаевич Гонтаренко | One-point method of determination of position of electromagnetic radiation source |
US5313210A (en) * | 1993-02-23 | 1994-05-17 | Ball Corporation | Polarimetric radar signal mapping process |
RU2090903C1 (en) * | 1994-07-13 | 1997-09-20 | Институт радиотехники и электроники РАН | Method of single-point location of source of atmospherics and device for its implementation |
RU2152054C1 (en) * | 1999-06-21 | 2000-06-27 | Институт радиотехники и электроники РАН | Method for detection of lightning discharge position |
WO2006075992A2 (en) * | 2004-04-05 | 2006-07-20 | Sri International | Method and system for multiple target class data recording, processing and display for over-the-horizon radar |
US6914553B1 (en) * | 2004-11-09 | 2005-07-05 | Harris Corporation | Synthetic aperture radar (SAR) compensating for ionospheric distortion based upon measurement of the Faraday rotation, and associated methods |
JP2006266858A (en) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Railway Technical Res Inst | Method for evaluating disaster occurrence risk in hard sedimentary rock area |
RU2005121771A (en) * | 2005-07-11 | 2007-01-20 | Российский государственный университет им. Иммануила Канта (РГУ им. И. Канта) (RU) | METHOD FOR DETECTING IONOSPHERIC SIGNALS |
RU2305294C2 (en) * | 2005-10-27 | 2007-08-27 | Открытое акционерное общество "Воронежское центральное конструкторское бюро "Полюс" (ОАО "ВЦКБ "Полюс") | Method for direction finding with regard to correlation interaction between beams |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012145840A (en) | 2014-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109283536A (en) | A kind of multibeam echosounding sonar water body imaging beam formation algorithm | |
JP2009244254A (en) | System and method for monitoring river flow parameters using vhf/uhf radar station | |
CN104155648A (en) | High-frequency ground-wave radar single-time snapshot MUSIC direction detecting method based on array data rearrangement | |
JP4794613B2 (en) | Signal wave arrival angle measurement device | |
Llort-Pujol et al. | Advanced interferometric techniques for high-resolution bathymetry | |
Chau et al. | Empirical phase calibration for multistatic specular meteor radars using a beamforming approach | |
RU2380719C2 (en) | Method for location finding of radiation sources at one frequency | |
RU2529355C2 (en) | Method of determining spatial distribution of ionospheric inhomogeneities | |
CN113064147A (en) | Novel matching field passive positioning method under low signal-to-noise ratio | |
RU2305294C2 (en) | Method for direction finding with regard to correlation interaction between beams | |
RU2393498C2 (en) | Method of polarisation sensitive radio signal direction finding (versions) | |
US11977152B2 (en) | Direction finding technique in radar array signal processing | |
CN115436896A (en) | Rapid radar single-snapshot MUSIC angle measurement method | |
CN111142063A (en) | Quick compressed sensing low-altitude target angle measurement method based on dimension reduction optimization | |
Chen et al. | Altitude measurement based on beam split and frequency diversity in VHF radar | |
RU2518007C1 (en) | Ionospheric signal direction-finding method | |
RU2724962C1 (en) | Method of determining coordinates of a marine noisy target | |
RU2496118C2 (en) | Method of identifying radio signals of controlled object and determining position of source | |
RU2711341C1 (en) | Two-dimensional direction finding method | |
RU2284043C1 (en) | Method for calibrating computerized interferometer systems on moveable platforms | |
Gomez et al. | HF Radar Validation and Accuracy Analysis using Baseline Comparison Approach in the Sunda Strait | |
RU2567850C1 (en) | Aerial object direction finding method | |
RU2294546C2 (en) | Method for identification of radio-radiation | |
RU2405166C2 (en) | Method for determining location of transmitter with portable position finder | |
Tian et al. | Quality control of compact high-frequency radar-retrieved wave data |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171027 |