RU2518013C1 - Method of estimating angular parameters of ionospheric signals - Google Patents

Method of estimating angular parameters of ionospheric signals Download PDF

Info

Publication number
RU2518013C1
RU2518013C1 RU2012153277/07A RU2012153277A RU2518013C1 RU 2518013 C1 RU2518013 C1 RU 2518013C1 RU 2012153277/07 A RU2012153277/07 A RU 2012153277/07A RU 2012153277 A RU2012153277 A RU 2012153277A RU 2518013 C1 RU2518013 C1 RU 2518013C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ionospheric
rays
antenna system
channel
signal
Prior art date
Application number
RU2012153277/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Анатольевич Пахотин
Владимир Александрович Бессонов
Ксения Валерьевна Власова
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Балтийский Федеральный Университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта)
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Балтийский Федеральный Университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Балтийский Федеральный Университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта)
Priority to RU2012153277/07A priority Critical patent/RU2518013C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2518013C1 publication Critical patent/RU2518013C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: circular antenna system located on the surface of the earth is further provided with a linear dipole system lying along the vertical to the surface of the earth. The formed antenna system (three-dimensional antenna system), a multichannel receiver, a multichannel analogue-to-digital converter (ADC) and time Fourier transform are used to generate a space-time array of complex data E n , m ,
Figure 00000129
which displays field strength values at n points of three-dimensional space (n is the of the dipole) and at the m-th moment in time, with intervals of 1-2 s (index m defines the number of the time sample of data at n dipoles m=1-M+1). The number of time samples of data is one greater than the number of beams M. The method further includes corresponding mathematical processing, filtering single-beam fields from a plurality of fields of the ionospheric signal, forming a beam pattern for each selected field, scanning the beam pattern in the range of estimate maxima and elevation angles and estimating azimuths, elevation angles and amplitudes from the maximum of the beam pattern from M beams of the ionospheric signal.
EFFECT: broader functional capabilities of direction-finding, shorter time for calculating angular parameters of a multi-beam ionospheric signal.
6 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к области пеленгации, и может быть использовано для измерения азимутов и углов места ионосферных сигналов в условиях приема нескольких интерферирующих лучей, в том числе при малых углах места. При приеме ионосферных сигналов в точку приема, как правило, приходят несколько лучей (1÷4), отраженных от разных слоев ионосферы, с азимутами, находящимися в области главного лепестка диаграммы направленности (Δα~5÷10 градусов). Вследствие интерференции суммарный главный лепесток диаграммы направленности антенной системы, состоящий из суммы диаграмм направленности отдельных лучей, существенно меняется, часто создавая ложные азимуты (пеленги), отличающиеся от истинных азимутов (пеленгов) на десятки градусов. В результате достоверность оценок азимутов, а также углов места ионосферных сигналов оказывается низкой. Кроме того, при пеленгации ионосферных сигналов существует проблема малых углов места. При приеме ионосферных сигналов на расстояниях более 2000 км угол места β оказывается в области значений от 0° до 15÷20°. В этих условиях пространственная база для определения угла места L=Rsin(β) становится малой и значительно возрастает дисперсия измеряемых углов места. Задачей пеленгации ионосферных сигналов является определение координат источника излучения. В связи с этим в способе пеленгации необходимо решение задачи выделения лучевой структуры сигнала и определение, по измеренной лучевой структуре, координат излучателя. При этом важна информация как об азимутах, так и об углах места многолучевого ионосферного сигнала.The invention relates to radio engineering, and in particular to the field of direction finding, and can be used to measure azimuths and elevation angles of ionospheric signals under conditions of receiving several interfering rays, including at low elevation angles. When receiving ionospheric signals, as a rule, several rays (1 ÷ 4), reflected from different layers of the ionosphere, come with the azimuths located in the region of the main lobe of the radiation pattern (Δα ~ 5 ÷ 10 degrees). Due to interference, the total main lobe of the antenna system's radiation pattern, consisting of the sum of the radiation patterns of individual beams, changes significantly, often creating false azimuths (bearings) that differ from true azimuths (bearings) by tens of degrees. As a result, the reliability of estimates of azimuths, as well as elevation angles of ionospheric signals is low. In addition, in the direction finding of ionospheric signals there is a problem of small elevation angles. When receiving ionospheric signals at distances of more than 2000 km, the elevation angle β is in the range from 0 ° to 15 ÷ 20 °. Under these conditions, the spatial base for determining the elevation angle L = Rsin (β) becomes small and the variance of the measured elevation angles increases significantly. The task of direction finding of ionospheric signals is to determine the coordinates of the radiation source. In this regard, in the direction finding method, it is necessary to solve the problem of isolating the beam structure of the signal and determining, according to the measured beam structure, the coordinates of the emitter. In this case, information on both azimuths and elevation angles of the multipath ionospheric signal is important.

Известны фазовые способы измерения азимута и угла места (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 только фазовая информации. Однозначное определение фазы волны на вибраторах возможно на интервале 0÷360°. Это требует малого, по сравнению с длиной волны, пространственного разнесения вибраторов | R ¯ n + 1 R ¯ n | < λ 2

Figure 00000001
. В условиях приема двух или нескольких близких по азимуту лучей фазовые способы оценки азимута и угла места являются неустойчивыми. При разности фаз между лучами ~180° они дают отклонения азимута на десятки градусов (ложные пеленги), что значительно снижает достоверность оценок азимутов и углов места ионосферных сигналов. Разработанные к настоящему времени фазовые методы оценки азимутов и углов места (пеленгации) предназначены для оценок этих параметров для одного луча на заданной частоте. Антенная система, расположенная в плоскости земной поверхности, не может решить проблему малых углов в оценке азимутов и углов места ионосферных сигналов.Known phase methods for measuring the azimuth and elevation (direction finding), carried out by measuring the phase difference between the vibrators of the antenna system and the assessment of these measurements of azimuth and elevation (Patent RU No. 2263327, published October 27, 2005; Patent RU No. 2365931, published August 27 .2009; Patent RU No. 2429500, published September 20, 2011; Patent RU No. 2450283, published May 10, 2012; Application for invention RU No. 20143935, published May 10, 2012; Application RU No. 2003108306 of March 25, 2003 ., G01S 3/14, published October 10, 2004). The disadvantage of the above methods is that only phase information is used. Unambiguous determination of the phase of the wave on the vibrators is possible in the interval 0 ÷ 360 °. This requires a small, in comparison with the wavelength, spatial separation of the vibrators | | | R ¯ n + one - R ¯ n | | | < λ 2
Figure 00000001
. Under conditions of receiving two or more rays close in azimuth, the phase methods for estimating the azimuth and elevation are unstable. When the phase difference between the rays is ~ 180 °, they give azimuth deviations of tens of degrees (false bearings), which significantly reduces the reliability of estimates of azimuths and elevation angles of ionospheric signals. Currently developed phase methods for estimating azimuths and elevation angles (direction finding) are intended for estimating these parameters for a single beam at a given frequency. An antenna system located in the plane of the earth's surface cannot solve the problem of small angles in the estimation of azimuths and elevation angles of ionospheric signals.

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 (формирование диаграммы направленности). 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 (beamforming). 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):

U ( α ' , β ' ) = 1 N n = 1 N E n e i K ¯ ( α ' , β ' ) R ¯ n ( 1 )

Figure 00000002
U ( α '' , β '' ) = one N n = one N E n e - i K ¯ ( α '' , β '' ) R ¯ n ( one )
Figure 00000002

где:Where:

E n

Figure 00000003
- комплексная амплитуда в n-точке пространства с радиус-вектором R ¯ n
Figure 00000004
, E n
Figure 00000003
is the complex amplitude at the n-point of space with a radius vector R ¯ n
Figure 00000004
,

K ¯ ( α ' , β ' )

Figure 00000005
- оценочный волновой вектор ионосферного сигнала, K ¯ ( α '' , β '' )
Figure 00000005
- estimated wave vector of the ionospheric signal,

Figure 00000006
, β '
Figure 00000007
' - оценочные значения азимута и угла места ионосферного сигнала.
Figure 00000006
, β ''
Figure 00000007
'- 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

U 2 ( a ' , β ' ) = E n cos ( ψ n K ¯ ( α ' , β ' ) R ¯ n ) ¯ 2 + E n sin ( ψ n K ¯ ( α ' , β ' ) R ¯ n ) ¯ 2 E ¯ n 2 ,          (2)

Figure 00000008
U 2 ( a '' , β '' ) = E n cos ( ψ n - K ¯ ( α '' , β '' ) R ¯ n ) ¯ 2 + E n sin ( ψ n - K ¯ ( α '' , β '' ) R ¯ n ) ¯ 2 E ¯ n 2 , (2)
Figure 00000008

где черта сверху означает суммирование по индексу «n».where the bar above means summation over the index "n".

Недостатком вышеуказанных способов, связанных с оценкой углов места по максимуму диаграммы направленности антенной системы, является неустойчивость решения при наличии многолучевой интерференции при разности фаз между лучами ~180°. При приеме двух или нескольких 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 по величине, 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 2R≥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. Расположение вибраторов антенной системы на поверхности земли (на плоскости) не может решить проблему малых углов при пеленгации ионосферных сигналов.The disadvantage of the above methods associated with estimating elevation angles from the maximum radiation pattern of the antenna system is the instability of the solution in the presence of multipath interference with a phase difference between the rays of ~ 180 °. When two or more 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 in magnitude 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 accuracy requirements for bearing measurement in the low-frequency part of the range (3 ÷ 4 MHz) determine the base of the antenna system 2R≥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. The location of the antenna system vibrators on the surface of the earth (on the plane) cannot solve the problem of small angles during direction finding of ionospheric signals.

Известны способы определения азимута и угла места (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 или нескольких интерферирующих лучей могут возникать ложные пеленги, что значительно снижает достоверность оценок азимутов и углов места ионосферных сигналов. Расположение вибраторов антенной системы на поверхности земли (в плоскости) не может решить проблему малых углов при пеленгации ионосферных сигналов данным способом пеленгации.Known methods for determining the azimuth and elevation (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 or more interfering rays, false bearings may occur, which significantly reduces the reliability of estimates of azimuths and elevation angles of ionospheric signals. The location of the antenna system vibrators on the surface of the earth (in the plane) cannot solve the problem of small angles during direction finding of ionospheric signals by this direction finding method.

Известны способы оценки азимутов и углов места (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, наличие ложных пеленгов при приеме двух или нескольких близких по азимуту лучей ионосферного сигнала, невозможность решения проблемы малых углов места.Known methods for evaluating azimuths and elevation angles (direction finding), in which the antenna system 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 are low noise immunity, due to the lack of statistical processing of data, the presence of false bearings when receiving two or more close in azimuth rays of the ionospheric signal, the inability to solve the problem of small elevation angles.

Наиболее близким (прототип) к предлагаемому способу оценки угловых параметров при приеме многолучевых ионосферных сигналов является «Способ пеленгации с учетом корреляционной взаимосвязи между лучами», патент RU №2305294, МПК G01S 3/16, опубликован 27.08.2007 г.The closest (prototype) to the proposed method for evaluating the angular parameters when receiving multipath ionospheric signals is the "Direction finding method taking into account the correlation between the rays", patent RU No. 2305294, IPC G01S 3/16, published on 08.27.2007

Согласно данному способу пеленгации (прототип) последовательность действий следующая. С помощью антенной системы, 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 выходах 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 A 1

Figure 00000009
между лучами по выражениямAccording to this method of direction finding (prototype), the sequence of actions is as follows. Using an antenna system consisting of N-vibrators arranged 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. The analog signals at the outputs of the 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 A one
Figure 00000009
between rays by expressions

U ( α 1 ' , β 1 ' , α 2 ' , β 2 ' ) = U 1 E n * exp ( i k 1 ¯ ( α 1 ' , β 1 ' ) R ¯ n ) ¯ + U 2 E n * exp ( i k 2 ¯ ( α 2 ' , β 2 ' ) R ¯ n ) ¯ E n E n * ¯          (3)

Figure 00000010
U ( α one '' , β one '' , α 2 '' , β 2 '' ) = U one E n * exp ( - i k one ¯ ( α one '' , β one '' ) R ¯ n ) ¯ + U 2 E n * exp ( - i k 2 ¯ ( α 2 '' , β 2 '' ) R ¯ n ) ¯ E n E n * ¯ (3)
Figure 00000010

гдеWhere

Figure 00000011
Figure 00000011
U 1 = E n exp ( i k 1 ¯ ( α 1 ' , β 1 ' ) R ¯ n ) ¯ + E n exp ( i k 2 ¯ ( α 2 ' , β 2 ' ) R ¯ n ) ¯ A 1 1 A 1 A 1 * ¯  
Figure 00000012
U one = E n exp ( i k one ¯ ( α one '' , β one '' ) R ¯ n ) ¯ + E n exp ( i k 2 ¯ ( α 2 '' , β 2 '' ) R ¯ n ) ¯ A one one - A one A one * ¯
Figure 00000012

U 2 = E n exp ( i k 2 ¯ ( α 2 ' , β 2 ' ) R ¯ n ) ¯ + E n exp ( i k 1 ¯ ( α 1 ' , β 1 ' ) R ¯ n ) ¯ A 1 * 1 A 1 A 1 * ¯  

Figure 00000013
U 2 = E n exp ( i k 2 ¯ ( α 2 '' , β 2 '' ) R ¯ n ) ¯ + E n exp ( i k one ¯ ( α one '' , β one '' ) R ¯ n ) ¯ A one * one - A one A one * ¯
Figure 00000013

A 1 = exp ( i ( k ¯ 2 ( α 2 ' , β 2 ' ) k ¯ 1 ( α 1 ' , β 1 ' ) ) R ¯ n ¯

Figure 00000014
A one = exp ( i ( k ¯ 2 ( α 2 '' , β 2 '' ) - k ¯ one ( α one '' , β one '' ) ) R ¯ n ¯
Figure 00000014

E n

Figure 00000015
- комплексная амплитуда сигнала, измеренная на n вибраторе, E n
Figure 00000015
- the complex amplitude of the signal, measured on n vibrator,

R ¯ n

Figure 00000016
- радиус-вектор, определяющий местоположение n вибратора, R ¯ n
Figure 00000016
- radius vector that determines the location n of the vibrator,

k ¯ 1 ( α 1 ' , β 1 ' )

Figure 00000017
, k ¯ 2 ( α 2 ' , β 2 ' )
Figure 00000018
- волновые векторы первого и второго лучей ионосферного сигнала, зависящие от оценочных азимутов α 1 '
Figure 00000019
, α 2 '
Figure 00000020
и углов места β 1 '
Figure 00000021
, β 2 '
Figure 00000022
, k ¯ one ( α one '' , β one '' )
Figure 00000017
, k ¯ 2 ( α 2 '' , β 2 '' )
Figure 00000018
- wave vectors of the first and second rays of the ionospheric signal, depending on estimated azimuths α one ''
Figure 00000019
, α 2 ''
Figure 00000020
and elevation β one ''
Figure 00000021
, β 2 ''
Figure 00000022
,

A 1

Figure 00000023
- коэффициент корреляции между лучами. A one
Figure 00000023
- the correlation coefficient between the rays.

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 α 1 '

Figure 00000019
, α 2 '
Figure 00000020
и β 1 '
Figure 00000021
, β 2 '
Figure 00000022
в указанных угловых диапазонах с определенным шагом и запоминая значения параметров α 1 '
Figure 00000019
, α 2 '
Figure 00000020
, β 1 '
Figure 00000021
, β 2 '
Figure 00000022
, U 1
Figure 00000024
, U 2
Figure 00000025
, U ( α 1 ' , β 1 ' , α 2 ' , β 2 ' )
Figure 00000026
. Азимут и угол места каждого луча определяются по максимуму четырехмерной диаграммы направленности.7) Perform scanning with a radiation pattern in four-dimensional space by changing the estimated azimuths and elevation angles α one ''
Figure 00000019
, α 2 ''
Figure 00000020
and β one ''
Figure 00000021
, β 2 ''
Figure 00000022
in the specified angular ranges with a certain step and remembering the values of the parameters α one ''
Figure 00000019
, α 2 ''
Figure 00000020
, β one ''
Figure 00000021
, β 2 ''
Figure 00000022
, U one
Figure 00000024
, U 2
Figure 00000025
, U ( α one '' , β one '' , α 2 '' , β 2 '' )
Figure 00000026
. The azimuth and elevation of each beam are determined by the maximum of the four-dimensional radiation pattern.

Недостатком способа пеленгации с учетом корреляционной взаимосвязи между лучами (прототипа) является его ограниченность, связанная с приемом только одного или двух лучей ионосферного сигнала, в то время как в ионосферном сигнале количество лучей может достигать четырех и более. Вторым недостатком этого способа является большая трудоемкость, связанная с необходимостью перебора (сканирования диаграммой направленности) двух азимутов и двух углов места ( α 1 '

Figure 00000019
, β 1 '
Figure 00000021
и α 2 '
Figure 00000020
, β 2 '
Figure 00000022
) с шагом по азимуту Δα≤0.5° в диапазоне 0÷360 градусов и с шагом по углу места Δβ≤0.5° в диапазоне 0÷90 градусов в четырехмерном пространстве азимутов и углов места. При увеличении количества лучей в этом способе пеленгации время, требуемое для расчета параметров, увеличивается экспоненциально с увеличением количества лучей. Если Т - необходимое время расчета параметров одного луча в одной точке области определения и М - количество точек, то для N лучей требуется время ТТ=Т*M2N. Третьим недостатком является наличие проблемы малых углов места при данном способе пеленгации ионосферных сигналов, обусловленное плоской (двумерной) антенной системой.The disadvantage of the direction finding method, taking into account the correlation between the rays (prototype), is its limitation associated with the reception of only one or two rays of the ionospheric signal, while in the ionospheric signal the number of rays can reach four or more. The second disadvantage of this method is the great complexity associated with the need to sort (scan the radiation pattern) of two azimuths and two elevation angles ( α one ''
Figure 00000019
, β one ''
Figure 00000021
and α 2 ''
Figure 00000020
, β 2 ''
Figure 00000022
) with a step in azimuth Δα≤0.5 ° in a range of 0 ÷ 360 degrees and with a step in elevation Δβ≤0.5 ° in a range of 0 ÷ 90 degrees in four-dimensional space of azimuths and elevation angles. With an increase in the number of rays in this direction finding method, the time required to calculate the parameters increases exponentially with an increase in the number of rays. If T is the necessary time to calculate the parameters of one beam at one point in the domain of definition and M is the number of points, then for N rays, the time T T = T * M 2N is required. The third disadvantage is the presence of a problem of small elevation angles with this method of direction finding of ionospheric signals due to a planar (two-dimensional) antenna system.

Блок-схема технической реализации данного способа пеленгации (прототипа) представлена на фиг.1. Согласно способу пеленгации с учетом корреляционной взаимосвязи между лучами последовательность действий следующая.The block diagram of the technical implementation of this method of direction finding (prototype) is presented in figure 1. According to the direction finding method, taking into account the correlation between the rays, the sequence of actions is as follows.

1. Принимают сигналы с помощью круговой антенной системы,1. Receive signals using a circular antenna system,

состоящей из N вибраторов ( N N 1 + 1 ( 1 | A 1 | 2 ) , N 1 = 8 )

Figure 00000027
, расположенных на поверхности земли равномерно по окружности радиуса R ( R 2 π 3 | k ¯ ( α 01 , β 01 ) k ¯ 2 ( α 02 , β 02 ) | )
Figure 00000028
(блок 1). Количество вибраторов определяется количеством параметров ионосферного сигнала и заданным значением отношения сигнал/шум. Радиус антенной системы определяется размером пространственных интерференционных максимумов на поверхности земли.consisting of N vibrators ( N N one + one ( one - | | | A one | | | 2 ) , N one = 8 )
Figure 00000027
located on the surface of the earth evenly around a circle of radius R ( R 2 π 3 | | | k ¯ ( α 01 , β 01 ) - k ¯ 2 ( α 02 , β 02 ) | | | )
Figure 00000028
(block 1). The number of vibrators is determined by the number of parameters of the ionospheric signal and a given value of the signal-to-noise ratio. The radius of the antenna system is determined by the size of the spatial interference maxima on the earth's surface.

2. С помощью многоканального приемника преобразуют сигналы от каждой антенны (в каждом канале) по частоте, усиливают и фильтруют (блок 2).2. Using a multi-channel receiver, the signals from each antenna (in each channel) 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 каждого4. Determine the amplitudes E n and phase ψ n of the signals from each

вибратора (в каждом канале), например, с помощью временного преобразования Фурье (блок 4).a vibrator (in each channel), for example, using a temporary Fourier transform (block 4).

5.Задают точку в пространстве оценочных азимутов α 1 '

Figure 00000019
, α 2 '
Figure 00000020
и углов места β 1 '
Figure 00000021
, β 2 '
Figure 00000022
и определяют согласно (3) четырехмерную диаграмму направленности U ( α 1 ' , β 1 ' , α 2 ' , β 2 ' )
Figure 00000026
в заданной точке по выборке данных E n
Figure 00000029
и запоминают ее значения и значения переменных U 1 , U 2
Figure 00000030
(Блок 5).5. Set a point in the space of estimated azimuths α one ''
Figure 00000019
, α 2 ''
Figure 00000020
and elevation β one ''
Figure 00000021
, β 2 ''
Figure 00000022
and determine according to (3) a four-dimensional radiation pattern U ( α one '' , β one '' , α 2 '' , β 2 '' )
Figure 00000026
at a given point on data sampling E n
Figure 00000029
and remember its values and the values of variables U one , U 2
Figure 00000030
(Block 5).

6. Повторяют действия (5) с другими значениями параметров α 1 '

Figure 00000019
, α 2 '
Figure 00000020
и β 1 '
Figure 00000021
, β 2 '
Figure 00000022
(из области их определения) с шагом по азимуту Δα≤0.5° в диапазоне 0÷360 градусов и с шагом по углу места Δβ≤0.5° в диапазоне 0÷90 градусов и создают поверхность в четырехмерном пространстве азимутов и углов места (четырехмерную диаграмму направленности) (блок 6).6. Repeat steps (5) with other parameter values α one ''
Figure 00000019
, α 2 ''
Figure 00000020
and β one ''
Figure 00000021
, β 2 ''
Figure 00000022
(from the field of their definition) with a step in azimuth Δα≤0.5 ° in the range 0 ÷ 360 degrees and with a step in elevation Δβ≤0.5 ° in the range 0 ÷ 90 degrees and create a surface in four-dimensional space of azimuths and elevation angles (four-dimensional radiation pattern ) (block 6).

7. Определяют максимальное значение четырехмерной диаграммы направленности и фиксируют параметры α 1 ' = α 01

Figure 00000031
, β 1 ' = β 01
Figure 00000032
, α 2 ' = α 02
Figure 00000033
, β 2 ' = β 02
Figure 00000034
, а также U 1 = U 01
Figure 00000035
, U 2 = U 02
Figure 00000036
(блок 7).7. Determine the maximum value of the four-dimensional radiation pattern and fix the parameters α one '' = α 01
Figure 00000031
, β one '' = β 01
Figure 00000032
, α 2 '' = α 02
Figure 00000033
, β 2 '' = β 02
Figure 00000034
, as well as U one = U 01
Figure 00000035
, U 2 = U 02
Figure 00000036
(block 7).

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 «Способ оценки угловых параметров ионосферных сигналов» (технический результат) является:The aim of the invention “Method for assessing the angular parameters of ionospheric signals” (technical result) is:

- расширение возможностей «Способа пеленгации с учетом корреляционной взаимосвязи» на случай приема М лучей (М=1÷4 и более),- expanding the capabilities of the "Method of direction finding taking into account the correlation relationship" in the case of receiving M rays (M = 1 ÷ 4 or more),

- решение проблемы малых углов места при пеленгации ионосферных сигналов,- solving the problem of small elevation angles during direction finding of ionospheric signals,

- сокращение времени расчета угловых параметров многолучевого ионосферного сигнала.- reducing the calculation time of the angular parameters of the multipath ionospheric signal.

Технический результат достигается тем, что круговую антенную систему, расположенную на поверхности земли, дополняют линейной системой вибраторов, расположенных вдоль вертикали к поверхности земли (например, 5 вибраторов с интервалом между вибраторами 10 м). С помощью сформированной таким образом антенной системы (трехмерная антенная система), многоканального приемника, многоканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и временного преобразования Фурье формируют пространственно-временной массив комплексных данных E n , m

Figure 00000037
, отображающий значения напряженности поля в n точках трехмерного пространства (n - номер вибратора на поверхности земли и вдоль вертикальной линейки вибраторов) и в m моменты времени, с интервалами 1-2 секунды (индекс m определяет номер временного среза данных на n вибраторах, m=1÷М+1). Количество временных срезов данных берется на единицу больше, чем количество лучей М. Формируют корреляционную матрицу A
Figure 00000038
, размерностью, равной количеству лучей ((М)*(М)), и правый вектор-столбец данных b ¯ = ( b 1 ÷ b м ) T
Figure 00000039
, элементы которых усредняются по индексу n (по вибраторам, по пространству), решая векторное уравнение (4), определяют неопределенные коэффициенты α 1 ÷ α м
Figure 00000040
,The technical result is achieved by the fact that the circular antenna system located on the surface of the earth is supplemented by a linear system of vibrators located along the vertical to the surface of the earth (for example, 5 vibrators with an interval between the vibrators of 10 m). Using the thus formed antenna system (three-dimensional antenna system), a multi-channel receiver, a multi-channel analog-to-digital converter (ADC) and a temporary Fourier transform, a spatio-temporal array of complex data is formed E n , m
Figure 00000037
that displays the field strengths at n points of three-dimensional space (n is the number of the vibrator on the surface of the earth and along the vertical line of vibrators) and at m time instants, at intervals of 1-2 seconds (index m determines the number of time slice data on n vibrators, m = 1 ÷ M + 1). The number of time slices of data is taken by one more than the number of rays M. Form a correlation matrix A
Figure 00000038
, dimension equal to the number of rays ((M) * (M)), and the right column data vector b ¯ = ( b one ÷ b m ) T
Figure 00000039
whose elements are averaged over the index n (over vibrators, over space), solving the vector equation (4), determine the indefinite coefficients α one ÷ α m
Figure 00000040
,

A α ¯ = b ¯ ,                                 (4)

Figure 00000041
A α ¯ = b ¯ , (four)
Figure 00000041

гдеWhere

А - корреляционная матрица с элементами E n , k E n , p * ¯

Figure 00000042
,A - correlation matrix with elements E n , k E n , p * ¯
Figure 00000042
,

m=1÷M, p=1÷M, n=1÷N, черта сверху означает суммирование по индексу n. b ¯ = ( b 1 ÷ b M ) T

Figure 00000043
- вектор-столбец с координатами b m = E n , M + 1 E n , m * ¯
Figure 00000044
(черта сверху определяет суммирование по индексу n, по вибраторам, m=1÷M).m = 1 ÷ M, p = 1 ÷ M, n = 1 ÷ N, the bar above means summation over the index n. b ¯ = ( b one ÷ b M ) T
Figure 00000043
- column vector with coordinates b m = E n , M + one E n , m * ¯
Figure 00000044
(the bar above determines the summation over index n, over vibrators, m = 1 ÷ M).

α ¯ = ( α 1 ÷ α M ) T

Figure 00000045
- вектор-столбец неопределенных коэффициентов. α ¯ = ( α one ÷ α M ) T
Figure 00000045
is a column vector of undefined coefficients.

Формируют полином Y ( ω )

Figure 00000046
(5), частотная зависимость которого позволяет оценить значения доплеровских сдвигов частот ωm лучей ионосферного сигнала по М минимумам полинома.Form a polynomial Y ( ω )
Figure 00000046
(5), the frequency dependence of which allows us to estimate the values of the Doppler frequency shifts ω m of the rays of the ionospheric signal from the M minima of the polynomial.

Y ( ω ) = x M + α M x M 1 + α M 1 x M 2 + α 2 x + α 1 = 0 ( 5 )

Figure 00000047
Y ( ω ) = x M + α M x M - one + α M - one x M - 2 + ... ... α 2 x + α one = 0 ( 5 )
Figure 00000047

Где x = exp ( i ω Δ t )

Figure 00000048
.Where x = exp ( i ω Δ t )
Figure 00000048
.

Определяют элементы импульсных последовательностей М фильтров для выделения отдельных однолучевых полей E n ( m )

Figure 00000049
.The elements of the pulse sequences of the M filters are determined to highlight individual single-beam fields E n ( m )
Figure 00000049
.

C m ( m ) = α 1 ( m ) x *

Figure 00000050
, C 2 ( m ) = α 2 ( m ) + C 1 ( m ) ) x *
Figure 00000051
,
Figure 00000052
, C m ( m ) = α m ( m ) + C m 1 ( m ) ) x *
Figure 00000053
,
Figure 00000054
, C M ( m ) = 1
Figure 00000055
C m ( m ) = α one ( m ) x *
Figure 00000050
, C 2 ( m ) = α 2 ( m ) + C one ( m ) ) x *
Figure 00000051
, ... ...
Figure 00000052
, C m ( m ) = α m ( m ) + C m - one ( m ) ) x *
Figure 00000053
, ... ...
Figure 00000054
, C M ( m ) = one
Figure 00000055

Выделяют (фильтруют) однолучевые m поля E n ( m )

Figure 00000049
из совокупности М полей ионосферного сигнала по выражениям (6). Верхний индекс в скобках в выражении (6) определяет номер однолучевого поля.Single-beam m fields are isolated (filtered) E n ( m )
Figure 00000049
from a set M of ionospheric signal fields according to expressions (6). The superscript in parentheses in expression (6) determines the number of the single-beam field.

E n ( 1 ) = E n ,1 C 1 ( 1 ) + E n ,2 C 2 ( 1 ) + + E n , M C M ( 1 ) = U 1 exp ( i K ¯ 1 R ¯ n ) E n ( M ) = E n ,1 C 1 ( M ) + E n ,2 C 2 ( M ) + + E n , M C M ( M ) = U M exp ( i K ¯ M R ¯ n ) ( 6 )

Figure 00000056
E n ( one ) = E n ,one C one ( one ) + E n , 2 C 2 ( one ) + ... ... + E n , M C M ( one ) = U one exp ( - i K ¯ one R ¯ n ) E n ( M ) = E n ,one C one ( M ) + E n , 2 C 2 ( M ) + ... ... + E n , M C M ( M ) = U M exp ( - i K ¯ M R ¯ n ) ( 6 )
Figure 00000056

Формируют диаграммы направленности для выделенных М лучей ионосферного сигнала с помощью пространственного преобразования Фурье, сканируют ими по азимуту и углу места и по максимумам углового спектра оценивают азимуты, углы места и амплитуды лучей ионосферного сигнала α m '

Figure 00000057
, β m '
Figure 00000058
, U m '
Figure 00000059
.The radiation patterns are generated for the extracted M rays of the ionospheric signal using the spatial Fourier transform, they are scanned by azimuth and elevation, and azimuths, elevation angles and amplitudes of the rays of the ionospheric signal are estimated from the maxima of the angular spectrum α m ''
Figure 00000057
, β m ''
Figure 00000058
, U m ''
Figure 00000059
.

Существенные отличия предлагаемого способа пеленгации от прототипа следующие.Significant differences of the proposed method of direction finding from the prototype are as follows.

- Вместо плоской (двумерной) антенной системы (прототип) создается трехмерная антенная система, с помощью которой решается проблема малых углов места при пеленгации ионосферных сигналов.- Instead of a flat (two-dimensional) antenna system (prototype), a three-dimensional antenna system is created, with the help of which the problem of small elevation angles during direction finding of ionospheric signals is solved.

- Исключается операция создания четырехмерной диаграммы направленности и сканирование этой диаграммой в четырехмерном пространстве, которая значительно увеличивает время расчета параметров ионосферного сигнала и не позволяет реализовать способ (прототип) с большим количеством лучей.- Excludes the operation of creating a four-dimensional radiation pattern and scanning this diagram in four-dimensional space, which significantly increases the calculation time of the parameters of the ionospheric signal and does not allow to implement the method (prototype) with a large number of rays.

- Пространственная информация, получаемая с помощью антенной системы, дополняется необходимой информацией во времени (срезы 10 данных) и проводится наиболее оптимальная совместная пространственно-временная обработка данных.- The spatial information obtained using the antenna system is supplemented with the necessary information in time (10 data slices) and the most optimal joint spatio-temporal data processing is carried out.

- Определяются элементы М импульсных последовательностей фильтров для выделения М однолучевых полей из суммы полей ионосферного сигнала и выделяются (фильтруются) однолучевые поля ионосферного сигнала.- Elements of the M pulse filter sequences are determined to extract M single-beam fields from the sum of the fields of the ionospheric signal and single-beam fields of the ionospheric signal are selected (filtered).

- Вместо оценок параметров лучей по максимуму четырехмерной диаграммы направленности в прототипе, в предлагаемом способе пеленгации производятся оценки параметров лучей ионосферного сигнала по максимумам двумерных диаграмм направленностей выделенных М полей ионосферного сигнала.- Instead of evaluating the parameters of the rays at the maximum of the four-dimensional radiation pattern in the prototype, in the proposed method of direction finding, the parameters of the rays of the ionospheric signal are estimated from the maxima of the two-dimensional radiation patterns of the selected M fields of the ionospheric signal.

Обоснованием предлагаемого способа оценки угловых параметров ионосферных сигналов является следующее.The rationale for the proposed method for estimating the angular parameters of ionospheric signals is as follows.

Запишем сигнал на n вибраторе и в m точке по времени E n , m

Figure 00000060
в комплексной форме в видеWe record the signal on the n vibrator and at the m point in time E n , m
Figure 00000060
in complex form as

E n , m = p = 1 M U p e i ( ω p t m K ¯ p ( α 0, p , β 0, p ) R ¯ n ) ( 6 )

Figure 00000061
E n , m = p = one M U p e i ( ω p t m - K ¯ p ( α 0 p , β 0 p ) R ¯ n ) ( 6 )
Figure 00000061

где U p

Figure 00000062
- комплексная амплитуда р луча ионосферного сигнала,Where U p
Figure 00000062
- complex amplitude p of the beam of the ionospheric signal,

K ¯ p ( α 0, p , β 0, p )

Figure 00000063
- волновой вектор р луча ионосферного сигнала, K ¯ p ( α 0 p , β 0 p )
Figure 00000063
- wave vector p of the beam of the ionospheric signal,

α 0, p

Figure 00000064
, β 0, p
Figure 00000065
- значения азимута и угла места р луча ионосферного сигнала, α 0 p
Figure 00000064
, β 0 p
Figure 00000065
- the azimuth and elevation angle p of the beam of the ionospheric signal,

R ¯ n

Figure 00000066
- местоположение n вибратора, R ¯ n
Figure 00000066
- location n of the vibrator,

tm - время отсчетов напряженности поля (m меняется в пределах от 1 до М+1, Р=М - количество лучей в ионосферном сигнале,t m is the time of reading the field strength (m varies from 1 to M + 1, P = M is the number of rays in the ionospheric signal,

ωp - доплеровский сдвиг частоты р луча ионосферного сигнала.ω p - Doppler frequency shift p of the beam of the ionospheric signal.

Элементарные вибраторы антенной системы располагаются по окружности радиуса R и вдоль вертикали к поверхности земли Z.Elementary vibrators of the antenna system are located around a circle of radius R and along the vertical to the surface of the earth Z.

Используя временную последовательность данных, исключим переменные, описывающие поля Р-1 лучей ( U p

Figure 00000067
, K ¯ p ( α 0, p , β 0, p ) , ω p )
Figure 00000068
. В результате получим выражение (7) с неопределенными коэффициентами C 1 ÷ C M
Figure 00000069
(М=Р), выражение в правой части которого описывает поле лишь одной волны (индекс р у переменных убран).Using the time sequence of data, we exclude the variables that describe the fields of the P-1 rays ( U p
Figure 00000067
, K ¯ p ( α 0 p , β 0 p ) , ω p )
Figure 00000068
. As a result, we obtain expression (7) with indefinite coefficients C one ÷ C M
Figure 00000069
(M = P), the expression on the right side of which describes the field of only one wave (the index p of the variables is removed).

m = 1 M C m E n , m = U p e i ( ω t m K ¯ ( α 0 , β 0 ) R ¯ n ) ( 7 )

Figure 00000070
m = one M C m E n , m = U p e i ( ω t m - K ¯ ( α 0 , β 0 ) R ¯ n ) ( 7 )
Figure 00000070

Неопределенные коэффициенты C 1 ÷ C M

Figure 00000069
не зависят от номера вибратора n и номера среза данных m. Они зависят лишь от временного интервала Δt. Следовательно, они одинаковы для выражения (7) при разных значениях индекса m. На основании этого запишемUndefined coefficients C one ÷ C M
Figure 00000069
independent of vibrator number n and data slice number m. They depend only on the time interval Δt. Therefore, they are the same for expression (7) for different values of the index m. Based on this, we write

m = 1 M C m E n , m + 1 = U e i ( ω t m K ¯ ( α 0 , β 0 ) R ¯ n ) e i ω Δ t ( 8 )

Figure 00000071
m = one M C m E n , m + one = U e i ( ω t m - K ¯ ( α 0 , β 0 ) R ¯ n ) e i ω Δ t ( 8 )
Figure 00000071

Объединяя (7) и (8) и переобозначив коэффициенты, получимCombining (7) and (8) and re-designating the coefficients, we obtain

m = 1 M a m E n , m = E n , m = E n , M + 1 ( 9 )

Figure 00000072
m = one M a m E n , m = E n , m = E n , M + one ( 9 )
Figure 00000072

Взаимосвязь коэффициентов C m

Figure 00000073
и a m
Figure 00000074
определяется выражениямиRatio Relationship C m
Figure 00000073
and a m
Figure 00000074
defined by expressions

C 1 = a 1 x * ,

Figure 00000075
C one = a one x * ,
Figure 00000075
C 2 = ( a 2 + C 1 ) x * , ,
Figure 00000076
C 2 = ( a 2 + C one ) x * , ... ... ,
Figure 00000076
C m = ( a m + C m 1 ) x * , ,
Figure 00000077
C m = ( a m + C m - one ) x * , ... ... ,
Figure 00000077

C M = a = M + 1 1,

Figure 00000078
C M = a = M + one one,
Figure 00000078
x * = exp ( i ω Δ t ) ( 10 )
Figure 00000079
x * = exp ( - i ω Δ t ) ( 10 )
Figure 00000079

Используя выражение (9) запишем функционал правдоподобия в видеUsing expression (9), we write the likelihood functional in the form

Δ ( a 1 a M ) = n N | m M a m E n , m E n , M + 1 | 2 ( 11 )

Figure 00000080
Δ ( a one ... a M ) = n N | | | m M a m E n , m - E n , M + one | | | 2 ( eleven )
Figure 00000080

Дифференцируя выражение (11) по коэффициентам a m

Figure 00000081
и приравнивая дифференциалы к нулю, можно получить матричное уравнение. В векторной форме оно имеет вид (4)Differentiating expression (11) with respect to the coefficients a m
Figure 00000081
and equating the differentials to zero, we can obtain the matrix equation. In vector form, it has the form (4)

A a ¯ = b ¯ ,                                 (4)

Figure 00000082
A a ¯ = b ¯ , (four)
Figure 00000082

гдеWhere

A

Figure 00000083
- корреляционная матрица с элементами E n , k E n , p * ¯
Figure 00000042
, A
Figure 00000083
- correlation matrix with elements E n , k E n , p * ¯
Figure 00000042
,

m=1÷M, p=1÷M, n=1÷N, черта сверху означает суммирование по индексу n, b ¯ = ( b 1 ÷ b M ) T

Figure 00000043
- вектор-столбец с координатами b m = E n , M + 1 E n , m * ¯
Figure 00000044
(черта сверху определяет суммирование по индексу n, по вибраторам, m=1÷М).m = 1 ÷ M, p = 1 ÷ M, n = 1 ÷ N, the bar above means summation over the index n, b ¯ = ( b one ÷ b M ) T
Figure 00000043
- column vector with coordinates b m = E n , M + one E n , m * ¯
Figure 00000044
(the bar above determines the summation over index n, over vibrators, m = 1 ÷ M).

α ¯ = ( α 1 ÷ α M ) T

Figure 00000084
- вектор-столбец неопределенных коэффициентов. α ¯ = ( α one ÷ α M ) T
Figure 00000084
is a column vector of undefined coefficients.

Решая векторное уравнение (4), можно получить значения коэффициентов a 1 ÷ a M

Figure 00000085
вектора a ¯
Figure 00000086
. Используя коэффициенты a 1 ÷ a M
Figure 00000085
, составим полином, зависящий от частоты ω (5).Solving the vector equation (4), we can obtain the values of the coefficients a one ÷ a M
Figure 00000085
of vector a ¯
Figure 00000086
. Using the coefficients a one ÷ a M
Figure 00000085
, we compose a polynomial depending on the frequency ω (5).

Y ( ω ) = x M + a M x M 1 + a M 1 x M 2 + a 2 x + a 1 = 0 ( 5 )

Figure 00000087
Y ( ω ) = x M + a M x M - one + a M - one x M - 2 + ... ... a 2 x + a one = 0 ( 5 )
Figure 00000087

Корни полинома М степени дают М решений x ( m ) = exp ( i ω m Δ t )

Figure 00000088
. Следовательно, по выражениям (10) можно определить коэффициенты C p ( m )
Figure 00000089
, которые представляют собой элементы импульсной последовательности фильтра для выделения однолучевого поля из суммы полей ионосферного сигнала. Используя коэффициенты C p ( m )
Figure 00000090
, можно выделить (отфильтровать) однолучевые поля E n m
Figure 00000091
(выражения (6)).The roots of a polynomial of degree M give M solutions x ( m ) = exp ( i ω m Δ t )
Figure 00000088
. Therefore, using expressions (10), we can determine the coefficients C p ( m )
Figure 00000089
, which are the elements of the pulse sequence of the filter to highlight a single-beam field from the sum of the fields of the ionospheric signal. Using the coefficients C p ( m )
Figure 00000090
, you can select (filter) single-beam fields E n m
Figure 00000091
(expressions (6)).

E n ( 1 ) = E n ,1 C 1 ( 1 ) + E n ,2 C 2 ( 1 ) + + E n , M C M ( 1 ) = U 1 exp ( i K ¯ 1 R ¯ n ) E n ( M ) = E n ,1 C 1 ( M ) + E n ,2 C 2 ( M ) + + E n , M C M ( M ) = U M exp ( i K ¯ M R ¯ n ) ( 6 )

Figure 00000056
E n ( one ) = E n ,one C one ( one ) + E n , 2 C 2 ( one ) + ... ... + E n , M C M ( one ) = U one exp ( - i K ¯ one R ¯ n ) E n ( M ) = E n ,one C one ( M ) + E n , 2 C 2 ( M ) + ... ... + E n , M C M ( M ) = U M exp ( - i K ¯ M R ¯ n ) ( 6 )
Figure 00000056

Для каждого однолучевого поля, выполняя пространственное преобразование Фурье, можно получить диаграмму направленности.For each single-beam field, by performing the spatial Fourier transform, one can obtain a radiation pattern.

U m ( α m ' , β m ' ) = n N E n ( m ) exp ( i K ¯ m ( α m ' , β m ' ) R ¯ n ) , m = 1 ÷ M ( 12 )

Figure 00000092
U m ( α m '' , β m '' ) = n N E n ( m ) exp ( i K ¯ m ( α m '' , β m '' ) R ¯ n ) , m = one ÷ M ( 12 )
Figure 00000092

По максимумам диаграмм направленности определяют значения азимутов αm, углов места βm и амплитуд U m

Figure 00000093
, для М лучей ионосферного сигнала.The maximums of the radiation patterns determine the azimuths α m , elevation angles β m and amplitudes U m
Figure 00000093
, for M rays of the ionospheric signal.

Дисперсия азимута Dα и дисперсия углов места Dβ для однолучевого поля (дисперсия Рао-Крамера) при трехмерной антенной системе определяются выражениями.The azimuth dispersion D α and the dispersion of elevation angles D β for a single-beam field (Rao-Cramer dispersion) with a three-dimensional antenna system are determined by the expressions.

D α = 2 σ 2 | E | ( k 0 R cos ( β ) ) 2 N

Figure 00000094
D α = 2 σ 2 | | | E | | | ( k 0 R cos ( β ) ) 2 N
Figure 00000094

D β = 6 σ 2 | E | 2 k 0 2 ( ( 3 R sin ( β ) ) 2 N + 2 ( Z cos ( β ' ) ) 2 M 1 ) ( 13 )

Figure 00000095
D β = 6 σ 2 | | | E | | | 2 k 0 2 ( ( 3 R sin ( β ) ) 2 N + 2 ( Z cos ( β '' ) ) 2 M one ) ( 13 )
Figure 00000095

где σ2 - дисперсия шума,where σ 2 is the dispersion of noise,

| E |

Figure 00000096
- модуль напряженности однолучевого поля, | | | E | | |
Figure 00000096
- single-field field strength module,

K0=2π/λ - волновое число, λ - длина волны,K 0 = 2π / λ is the wave number, λ is the wavelength,

R -радиус антенной системы,R is the radius of the antenna system,

Z - координата, перпендикулярная поверхности земли,Z is the coordinate perpendicular to the surface of the earth,

N, M1 - количество вибраторов на окружности радиуса R и вдоль координаты Z.N, M1 - the number of vibrators on a circle of radius R and along the coordinate Z.

Дисперсия азимута определяется только вибраторами, расположенными по окружности на земле (N). Дисперсия угла места зависит как от горизонтальной пространственной базы, так и от вертикальной базы антенной системы. При β=0 дисперсия угла места определяется выражениемThe azimuth dispersion is determined only by vibrators located on a circle on the ground (N). The dispersion of the elevation angle depends on both the horizontal spatial base and the vertical base of the antenna system. At β = 0, the variance of the elevation angle is determined by the expression

D β | b = 0 = 3 σ 2 | E | 2 ( k 0 Z ) 2 M 1 ( 14 )

Figure 00000097
D β | | | b = 0 = 3 σ 2 | | | E | | | 2 ( k 0 Z ) 2 M one ( fourteen )
Figure 00000097

Таким образом, дисперсия угла места зависит от новой пространственной базы:Thus, the variance of the elevation angle depends on the new spatial base:

L = ( R sin ( β ) ) 2 N + 2 ( Z 3 cos ( β ' ) ) 2 M 1 ( 14 )

Figure 00000098
L = ( R sin ( β ) ) 2 N + 2 ( Z 3 cos ( β '' ) ) 2 M one ( fourteen )
Figure 00000098

Эта база не обращается в нулевое значение при значении β, стремящемся к нулю. Следовательно, дисперсия трехмерной антенной системы не будет увеличиваться при приближении β к нулю. Задача малых углов места при пеленгации ионосферных сигналов оказывается решенной.This base does not vanish at a value of β tending to zero. Therefore, the dispersion of the three-dimensional antenna system will not increase as β approaches zero. The problem of small elevation angles during direction finding of ionospheric signals is solved.

Сущность предлагаемого способа оценки угловых параметров ионосферных сигналов поясняется следующими рисунками и диаграммами.The essence of the proposed method for estimating the angular parameters of ionospheric signals is illustrated by the following figures and diagrams.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства, с помощью которого реализуется прототип «Способ пеленгации с учетом корреляционной взаимосвязи между лучами».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 «Способ оценки угловых параметров ионосферного сигнала». По сравнению с прототипом второй, третий, четвертый блоки идентичны блокам прототипа, вместо 1,5÷8 блоков прототипа предлагаются действия новых блоков 1,5÷12. С помощью этих блоков формируется пространственно-временной массив, создаются корреляционная матрица и правый вектор-столбец векторного уравнения. При решении векторного уравнения находятся значения коэффициентов, формируется полином и находятся его корни. Это дает возможность определить элементы импульсной последовательности фильтров и выделить (отфильтровать) однолучевые поля. Определяются диаграммы направленности для отдельных лучей, и по максимумам диаграмм направленностей оцениваются амплитуды и угловые характеристики.Figure 2 presents the structural diagram of the device with which the proposed method "Method for assessing the angular parameters of the ionospheric signal" is implemented. Compared with the prototype, the second, third, fourth blocks are identical to the blocks of the prototype, instead of 1.5 ÷ 8 blocks of the prototype, the actions of the new blocks of 1.5 ÷ 12 are proposed. Using these blocks, a spatio-temporal array is formed, a correlation matrix and the right column vector of the vector equation are created. When solving the vector equation, the coefficients are found, the polynomial is formed and its roots are found. This makes it possible to determine the elements of the pulse sequence of filters and to select (filter) single-beam fields. The radiation patterns for individual rays are determined, and the amplitudes and angular characteristics are estimated from the maxima of the radiation patterns.

На фиг.3 показано расположение антенн на поверхности земли, составляющих круговую антенную систему (16 вибраторов), дополненную вертикальной линейкой вибраторов (5 вибраторов, установленных через интервал 10 м) «Круг-Z». Радиус антенной системы равен 65 м.Figure 3 shows the location of the antennas on the surface of the earth that make up a circular antenna system (16 vibrators), supplemented by a vertical line of vibrators (5 vibrators installed over an interval of 10 m) "Circle-Z". The radius of the antenna system is 65 m.

На фиг.4 показаны угломестные диаграммы направленности антенной системы «Круг-Z» на частоте 10 МГц (линия 2), на частоте 15 МГц (линия 1) и угломестная диаграмма направленности плоской круговой антенной системы на частоте 10 МГц (линия 3). В области малых значений углов места плоская антенная система не имеет четко выраженного максимума, а следовательно, углы места определяются с большими погрешностями. Так, например, если плоская волна приходит под углом места 10°, тогда антенная система "Круг-Z" имеет максимум диаграммы направленности при β=10°. В то же время диаграмма направленности плоской антенной системы "Круг" имеет плоскую вершину от 0° до 20°. Это и приводит к проблеме малых углов при приеме ионосферных сигналов.Figure 4 shows the elevation radiation patterns of the Circle-Z antenna system at a frequency of 10 MHz (line 2), at a frequency of 15 MHz (line 1) and the elevation radiation patterns of a flat circular antenna system at a frequency of 10 MHz (line 3). In the region of small elevation angles, the flat antenna system does not have a clearly defined maximum, and therefore, elevation angles are determined with large errors. So, for example, if a plane wave arrives at an elevation angle of 10 °, then the Circle-Z antenna system has a maximum radiation pattern at β = 10 °. At the same time, the directional pattern of a flat antenna system "Circle" has a flat top from 0 ° to 20 °. This leads to the problem of small angles when receiving ionospheric signals.

На фиг.5 показана дисперсия углов места антенной системы «Круг -Z» в зависимости от углов места плоской волны. Сплошная линия представляет расчет дисперсии углов места по выражению (13). Точками отмечены дисперсии углов места, полученных при ее оценке по 50-ти расчетам. Таким образом, добавление к плоской антенной системе типа "Круг" линейки вибраторов на высотах от 0 до 40 м вполне решает проблему малых углов при приеме ионосферных сигналов.Figure 5 shows the variance of the elevation angles of the antenna system "Circle-Z" depending on the elevation angles of a plane wave. The solid line represents the calculation of the variance of elevation angles using expression (13). The dots indicate the variances of elevation angles obtained when evaluating it from 50 calculations. Thus, the addition of a line of vibrators to altitudes from 0 to 40 m to a flat antenna of the “Circle” type completely solves the problem of small angles when receiving ionospheric signals.

На фиг.6 показаны углы места многолучевого ионосферного сигнала, полученные с помощью восьмиканального пеленгатора, работающего по алгоритму предлагаемого способа пеленгации. С помощью пеленгатора ведется прием сигналов радиостанцией «Би-Би-Си» (Англия). f=6,02 МГц. Отмечается наличие как двухлучевой структуры ионосферного сигнала, так и трехлучевой структуры. Получить такие оценки углов места с помощью классических методов пеленгации не представляется возможным.Figure 6 shows the elevation angles of a multipath ionospheric signal obtained using an eight-channel direction finder, operating according to the algorithm of the proposed method of direction finding. Using the direction finder, signals are received by the BBC radio station (England). f = 6.02 MHz. The presence of both a two-beam structure of the ionospheric signal and a three-beam structure is noted. It is not possible to obtain such estimates of elevation angles using classical direction finding methods.

Структурная схема устройства, в котором реализуется способ оценки угловых параметров ионосферных сигналов, представлена на фиг.2.The structural diagram of the device, which implements a method for estimating the angular parameters of ionospheric signals, is presented in figure 2.

Согласно предлагаемому способу последовательность действий следующая (фиг.2).According to the proposed method, the sequence of actions is as follows (figure 2).

1. Принимают ионосферный сигнал с помощью круговой антенной системы, дополненной вертикальной по отношению к поверхности земли линейкой вибраторов. Создают трехмерную антенную систему (блок 1).1. Receive the ionospheric signal using a circular antenna system, complemented by a vertical line of vibrators with respect to the earth's surface. Create a three-dimensional antenna system (block 1).

2. Преобразуют сигналы в каждом канале (от каждого вибратора) по частоте, усиливают и фильтруют с помощью многоканального приемника (блок 2).2. Convert the signals in each channel (from each vibrator) in frequency, amplify and filter using a multi-channel receiver (block 2).

3. Преобразуют аналоговые сигналы на выходах многоканального приемника 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 into digital form using a multi-channel analog-to-digital converter (ADC) (block 3).

4. Получают частотный спектр сигнала в N каналах с помощью преобразования Фурье. Формируют пространственный массив комплексных данных E n

Figure 00000099
, выделяя максимумы частотных спектров (блок 4).4. Receive the frequency spectrum of the signal in N channels using the Fourier transform. Form a spatial array of complex data E n
Figure 00000099
, highlighting the maxima of the frequency spectra (block 4).

5. Формируют пространственно-временной массив данных E n , m

Figure 00000100
, повторяя действия 1÷4 через интервалы 1÷2 с. Количество временных срезов данных на единицу больше (m=1÷M+1), чем количество лучей М (блок 5).5. Form a spatio-temporal data array E n , m
Figure 00000100
repeating steps 1 ÷ 4 at intervals of 1 ÷ 2 s. The number of time slices of the data is one more (m = 1 ÷ M + 1) than the number of rays M (block 5).

6. Формируют корреляционную матрицу A

Figure 00000101
, размерностью, равной количеству лучей ((М)*(М)), и правый вектор-столбец данных b ¯ = ( b 1 ÷ b M ) T
Figure 00000043
, элементы которых усредняются по индексу n (по вибраторам, по пространству) (блок 6).6. Form a correlation matrix A
Figure 00000101
, dimension equal to the number of rays ((M) * (M)), and the right column data vector b ¯ = ( b one ÷ b M ) T
Figure 00000043
, the elements of which are averaged by index n (by vibrators, by space) (block 6).

7. Определяют коэффициенты α ¯ = ( α 1 ÷ α M ) T

Figure 00000102
при решении векторного уравнения (4) (блок 7). A a ¯ = b ¯ .                                 (4)
Figure 00000103
7. Determine the coefficients α ¯ = ( α one ÷ α M ) T
Figure 00000102
when solving the vector equation (4) (block 7). A a ¯ = b ¯ . (four)
Figure 00000103

8. Формируют полином Y ( ω )

Figure 00000104
, степени М для оценки значений доплеровских сдвигов частот ионосферного сигнала по выражению (5) и оценки по минимумам полинома Y ( ω )
Figure 00000105
М доплеровских сдвигов частот ионосферного сигнала ωm (блок 8).8. Form a polynomial Y ( ω )
Figure 00000104
, degree M for estimating the values of Doppler shifts of the frequencies of the ionospheric signal by expression (5) and estimating the minimums of the polynomial Y ( ω )
Figure 00000105
M Doppler frequency shifts of the ionospheric signal ω m (block 8).

Y ( ω ) = x M + a M x M 1 + a M 1 x M 2 + a 2 x + a 1 = 0,

Figure 00000106
Y ( ω ) = x M + a M x M - one + a M - one x M - 2 + ... ... a 2 x + a one = 0
Figure 00000106
x m = exp ( i ω m Δ t ) ( 5 )
Figure 00000107
x m = exp ( i ω m Δ t ) ( 5 )
Figure 00000107

9. Определяют элементы импульсных последовательностей фильтров C 1 ( k ) = a 1 x k * ,

Figure 00000108
C m k = ( a m + C m 1 k ) x k * ,
Figure 00000109
C m ( k ) = 1,
Figure 00000110
9. Determine the elements of the pulse sequences of the filters C one ( k ) = a one x k * ,
Figure 00000108
C m k = ( a m + C m - one k ) x k * ,
Figure 00000109
C m ( k ) = one,
Figure 00000110

k=1÷M (блок 9).k = 1 ÷ M (block 9).

10. Выделяют (фильтруют) однолучевые поля E n m

Figure 00000111
из совокупности полей ионосферного сигнала по выражениям (6) (блок 10).10. Allocate (filter) single-beam fields E n m
Figure 00000111
from the set of ionospheric signal fields according to expressions (6) (block 10).

E n ( 1 ) = E n ,1 C 1 ( 1 ) + E n ,2 C 2 ( 1 ) + + E n , M C M ( 1 ) = U 1 exp ( i K ¯ 1 R ¯ n ) E n ( M ) = E n ,1 C 1 ( M ) + E n ,2 C 2 ( M ) + + E n , M C M ( M ) = U M exp ( i K ¯ M R ¯ n ) ( 6 )

Figure 00000056
E n ( one ) = E n ,one C one ( one ) + E n , 2 C 2 ( one ) + ... ... + E n , M C M ( one ) = U one exp ( - i K ¯ one R ¯ n ) E n ( M ) = E n ,one C one ( M ) + E n , 2 C 2 ( M ) + ... ... + E n , M C M ( M ) = U M exp ( - i K ¯ M R ¯ n ) ( 6 )
Figure 00000056

11. Формируют для каждого выделенного поля E n m

Figure 00000112
диаграммы направленности с помощью пространственного преобразования Фурье по выражению (12) и сканируют этой диаграммой направленности в диапазоне оценочных азимутов α'=0÷360° и углов места β'=0÷90°.11. Form for each selected field E n m
Figure 00000112
radiation patterns using the spatial Fourier transform according to expression (12) and scan this radiation pattern in the range of estimated azimuths α '= 0 ÷ 360 ° and elevation angles β' = 0 ÷ 90 °.

U m ( α m ' , β m ' ) = n N E n ( m ) exp ( i K ¯ m ( α m ' , β m ' ) R ¯ n ) , m = 1 ÷ M ( б л о к  11 ) ( 12 )

Figure 00000113
U m ( α m '' , β m '' ) = n N E n ( m ) exp ( i K ¯ m ( α m '' , β m '' ) R ¯ n ) , m = one ÷ M ( b l about to eleven ) ( 12 )
Figure 00000113

12. Оценивают азимуты α m ' = α 0, m

Figure 00000114
, углы места β m ' = β 0, m
Figure 00000115
и амплитуды U m
Figure 00000116
по максимуму диаграммы направленности для М лучей ионосферного сигнала (блок 12).12. Estimated azimuths α m '' = α 0 m
Figure 00000114
elevation angles β m '' = β 0 m
Figure 00000115
and amplitudes U m
Figure 00000116
maximum radiation pattern for M rays of the ionospheric signal (block 12).

Claims (1)

Способ оценки угловых параметров ионосферных сигналов, включающий прием ионосферного сигнала с помощью круговой антенной системы, состоящей из N вибраторов, расположенных равномерно по окружности радиуса R, преобразование по частоте и усиление сигналов от каждого n вибратора с помощью многоканального приемника, преобразование аналоговых сигналов на выходах многоканального приемника в каждом n канале в цифровую форму с помощью многоканального аналого-цифрового преобразователя, определение амплитуды En и фазы ψn принятого ионосферного сигнала в каждом канале с помощью временного преобразования Фурье, отличающийся тем, что круговую антенную систему дополняют вертикальной линейкой вибраторов с номерами n=N+1÷N1, создавая трехмерную антенную систему, дополнительно с помощью антенной системы, многоканального приемника, многоканального АЦП, блока преобразования Фурье формируют пространственно-временной массив данных En,k, ψn,k, повторяя измерения через временной интервал Δt=1÷2 с, где индекс n=1÷N1 определяет номер вибратора, а индекс k=1÷K определяет номер временного среза данных, причем K=M+1, формируют с помощью пространственно-временного массива данных корреляционную матрицу
Figure 00000117
, размерностью, равной количеству лучей М, с элементами
Figure 00000118
, где индекс p=1÷K, и правый вектор-столбец
Figure 00000119
, где T означает транспонирование вектора-столбца, элементы которых усредняют по индексу n (по вибраторам), решая векторное уравнение A ^ a ¯ = b ¯ ,
Figure 00000120
находят значения М коэффициентов вектора
Figure 00000121
, равное количеству лучей, формируют полином степени, равной количеству лучей м,
Figure 00000122
, где x ^ m = exp ( i ω m Δ t ) ,
Figure 00000123
и находят М решений (
Figure 00000124
, m=1÷M) этого полинома, равное количеству лучей, определяют с помощью полученных решений элементы M импульсных последовательностей фильтров
Figure 00000125
, равное количеству лучей, с помощью которых выделяют (фильтруют) М однолучевых полей
Figure 00000126
ионосферного сигнала, равное количеству лучей, по которым формируют двумерные диаграммы направленности, оценивают по максимумам диаграмм направленностей азимуты αm и углы места βm М лучей ионосферного сигнала.
A method for evaluating the angular parameters of ionospheric signals, including the reception of an ionospheric signal using a circular antenna system consisting of N vibrators arranged uniformly around a circle of radius R, frequency conversion and amplification of signals from each n vibrator using a multi-channel receiver, conversion of analog signals at the outputs of a multi-channel the receiver in each n channel into digital form using a multi-channel analog-to-digital converter, determining the amplitude E n and phase ψ n of the received ionospheric the signal in each channel using the time Fourier transform, characterized in that the circular antenna system is supplemented with a vertical line of vibrators with numbers n = N + 1 ÷ N1, creating a three-dimensional antenna system, additionally using the antenna system, multi-channel receiver, multi-channel ADC, conversion unit Fourier form a spatio-temporal data array E n, k , ψ n, k , repeating the measurements through the time interval Δt = 1 ÷ 2 s, where the index n = 1 ÷ N1 determines the number of the vibrator, and the index k = 1 ÷ K determines the number of the temporary data cut x, wherein K = M + 1, is formed by a spatio-temporal correlation matrix of the array data
Figure 00000117
, dimension equal to the number of rays M, with elements
Figure 00000118
, where the index p = 1 ÷ K, and the right column vector
Figure 00000119
, where T means the transposition of the column vector, the elements of which are averaged over the index n (over the vibrators), solving the vector equation A ^ a ¯ = b ¯ ,
Figure 00000120
find the values of the M coefficients of the vector
Figure 00000121
equal to the number of rays, form a polynomial of degree equal to the number of rays m,
Figure 00000122
where x ^ m = exp ( i ω m Δ t ) ,
Figure 00000123
and find M solutions (
Figure 00000124
, m = 1 ÷ M) of this polynomial, equal to the number of rays, determine, using the obtained solutions, the elements M of the pulse filter sequences
Figure 00000125
equal to the number of rays by which M single-beam fields are isolated (filtered)
Figure 00000126
an ionospheric signal equal to the number of rays from which two-dimensional radiation patterns are formed, azimuths α m and elevation angles β m M of the rays of the ionospheric signal are estimated from the maximums of the radiation patterns.
RU2012153277/07A 2012-12-10 2012-12-10 Method of estimating angular parameters of ionospheric signals RU2518013C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012153277/07A RU2518013C1 (en) 2012-12-10 2012-12-10 Method of estimating angular parameters of ionospheric signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012153277/07A RU2518013C1 (en) 2012-12-10 2012-12-10 Method of estimating angular parameters of ionospheric signals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2518013C1 true RU2518013C1 (en) 2014-06-10

Family

ID=51216261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012153277/07A RU2518013C1 (en) 2012-12-10 2012-12-10 Method of estimating angular parameters of ionospheric signals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2518013C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113671536A (en) * 2021-08-17 2021-11-19 中国电波传播研究所(中国电子科技集团公司第二十二研究所) Channel simulator-based ionized layer CT simulation system and method for three-frequency beacon receiver chain

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113671536A (en) * 2021-08-17 2021-11-19 中国电波传播研究所(中国电子科技集团公司第二十二研究所) Channel simulator-based ionized layer CT simulation system and method for three-frequency beacon receiver chain
CN113671536B (en) * 2021-08-17 2024-04-09 中国电波传播研究所(中国电子科技集团公司第二十二研究所) Three-frequency beacon receiver station chain ionosphere CT simulation system and simulation method based on channel simulator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10637520B2 (en) Devices and methods using the hermetic transform
US5990834A (en) Radar angle determination with music direction finding
JP5460066B2 (en) System and method for monitoring river flow parameters using a VHF / UHF radar station
RU2624449C1 (en) Method of polarisation deprecition of radiosignals
US20190383930A1 (en) Method and device for radar determination of the coordinates and speed of objects
CN103017728B (en) Method for determining direction vector of antenna array in interference environment
CN110837074A (en) Multi-common-frequency information source phase interferometer direction finding method based on digital beam forming
Chau et al. Empirical phase calibration for multistatic specular meteor radars using a beamforming approach
Manokhin et al. MUSIC-based algorithm for range-azimuth FMCW radar data processing without estimating number of targets
CN108828504B (en) MIMO radar target direction fast estimation method based on partial correlation waveform
RU2393498C2 (en) Method of polarisation sensitive radio signal direction finding (versions)
RU2515179C1 (en) Method of determining direction of hydroacoustic transponder in multibeam navigation signal propagation conditions
Kikuchi et al. Application of adaptive digital beamforming to Osaka University phased array weather radar
RU2305294C2 (en) Method for direction finding with regard to correlation interaction between beams
Ulrich et al. Multi-carrier MIMO radar: A concept of sparse array for improved DOA estimation
RU2491569C2 (en) Method of direction finding with increased resolution ability
RU2518013C1 (en) Method of estimating angular parameters of ionospheric signals
RU2593595C1 (en) Method of measuring angular coordinates in nonlinear radar
Nai et al. Adaptive beamspace processing for phased-array weather radars
Haynes et al. Surface clutter discrimination analysis for radar sounding interferometry
RU2516688C1 (en) Method of finding direction of ionospheric signals in beam interference conditions
JP2004336390A (en) Adaptive array and positioning device
RU2316786C1 (en) Mode of observation over the surface and air situation on a multi-channel radar basis
RU2518007C1 (en) Ionospheric signal direction-finding method
Chen et al. Calibration and evaluation of a circular antenna array for HF radar based on AIS information

Legal Events

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

Effective date: 20171211