RU2526533C2 - Phase-based direction-finder - Google Patents

Phase-based direction-finder Download PDF

Info

Publication number
RU2526533C2
RU2526533C2 RU2012151734/07A RU2012151734A RU2526533C2 RU 2526533 C2 RU2526533 C2 RU 2526533C2 RU 2012151734/07 A RU2012151734/07 A RU 2012151734/07A RU 2012151734 A RU2012151734 A RU 2012151734A RU 2526533 C2 RU2526533 C2 RU 2526533C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
output
input
amplifier
phase
Prior art date
Application number
RU2012151734/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012151734A (en
Inventor
Владимир Александрович Березовский
Илья Давыдович Золотарев
Денис Дмитриевич Привалов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") filed Critical Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП")
Priority to RU2012151734/07A priority Critical patent/RU2526533C2/en
Publication of RU2012151734A publication Critical patent/RU2012151734A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2526533C2 publication Critical patent/RU2526533C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and can be used for detection and direction-finding of signal sources. The phase-based direction-finder comprises two antennae, two receivers, a phase meter, four frequency converters, four high-frequency band-pass filters, four intermediate frequency filters, two rejection filters at a second intermediate frequency, two filter banks, a phase meter unit, six radio-frequency amplifiers and a computing device, connected to each other in a certain manner, wherein the computing device calculates angular coordinates of the radiation source.
EFFECT: high noise-immunity, broader functional capabilities and increased sensitivity of the direction-finder.
2 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для обнаружения и пеленгации источников излучения сигналов.The invention relates to radio engineering and can be used for detection and direction finding of radiation sources of signals.

Известно устройство для пеленгации источников излучения сигналов [1], содержащее первую и вторую приемные антенны, первый и второй приемники, первый, второй и третий перемножители, первый и второй узкополосные фильтры, фазовращатель на 90°, фазовый детектор, первый и второй индикаторы, коррелятор, блок регулируемой задержки, фильтр нижних частот, экстремальный регулятор и измерительный прибор.A device for direction finding of radiation sources of signals [1], containing the first and second receiving antennas, the first and second receivers, the first, second and third multipliers, the first and second narrow-band filters, 90 ° phase shifter, phase detector, first and second indicators, correlator , adjustable delay unit, low-pass filter, extreme regulator and measuring device.

Недостатком устройства-аналога является невозможность одновременной пеленгации нескольких источников излучения, а также низкая чувствительность и помехозащищенность.The disadvantage of the analog device is the impossibility of simultaneous direction finding of several radiation sources, as well as low sensitivity and noise immunity.

В качестве устройства-прототипа выбран фазовый пеленгатор, в котором используются две антенны, два приемных устройства и фазометр [2].As a prototype device, a phase direction finder was selected, in which two antennas, two receiving devices, and a phase meter are used [2].

Указанный пеленгатор использует фазовый принцип пеленгации, когда радиоволна с плоским фронтом образует на выходах антенн когерентные сигналы, разность фаз Δφ между которыми зависит от направления а на пеленгуемый источник излучения:The specified direction finder uses the phase direction finding principle when a radio wave with a flat front forms coherent signals at the outputs of the antennas, the phase difference Δφ between which depends on the direction a to the direction finding radiation source:

Figure 00000001
Figure 00000001

где d - расстояние между антеннами (база), λ - длина волны.where d is the distance between the antennas (base), λ is the wavelength.

Недостатками такого построения являются низкая помехозащищенность и ограниченные функциональные возможности.The disadvantages of this construction are low noise immunity and limited functionality.

Задача изобретения - повышение помехозащищенности, расширение функциональных возможностей и увеличение чувствительности пеленгатора.The objective of the invention is to increase noise immunity, expanding functionality and increasing the sensitivity of the direction finder.

Поставленная задача решается тем, что в фазовый пеленгатор, содержащий две антенны и два приемных устройства, согласно изобретению дополнительно введены четыре преобразователя частоты, четыре полосовых фильтра высокой частоты, четыре фильтра промежуточной частоты, два режекторных фильтра на второй промежуточной частоте, два блока фильтров, блок фазометров, шесть усилителей радиочастоты и вычислительное устройство, при этом последовательно соединенные первый полосовой фильтр высокой частоты, первое приемное устройство, представляющее собой малошумящий усилитель радиочастоты, и второй полосовой фильтр высокой частоты образуют первый усилитель высокой частоты, последовательно соединенные третий полосовой фильтр высокой частоты, второе приемное устройство, также представляющее собой малошумящий усилитель радиочастоты, и четвертый полосовой фильтр высокой частоты образуют второй усилитель высокой частоты, последовательно соединенные первый полосовой фильтр промежуточной частоты, первый усилитель радиочастоты и второй полосовой фильтр промежуточной частоты образуют первый усилитель промежуточной частоты, последовательно соединенные третий полосовой фильтр промежуточной частоты, второй усилитель радиочастоты и четвертый полосовой фильтр промежуточной частоты образуют второй усилитель промежуточной частоты, последовательно соединенные первый режекторный фильтр второй промежуточной частоты, третий усилитель радиочастоты образуют третий усилитель второй промежуточной частоты, последовательно соединенные второй режекторный фильтр второй промежуточной частоты, четвертый усилитель радиочастоты образуют четвертый усилитель второй промежуточной частоты, при этом вход первого усилителя высокой частоты соединен с первой антенной, а выход - с первым входом первого преобразователя частоты, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, вход второго усилителя высокой частоты соединен с второй антенной, а выход - с первым входом второго преобразователя частоты, второй вход которого соединен с выходом фазовращателя, вход которого соединен с выходом гетеродина, вход первого усилителя промежуточной частоты соединен с выходом второго преобразователя частоты, а выход - с первым входом третьего преобразователя частоты, вход второго усилителя промежуточной частоты соединен с выходом первого преобразователя частоты, а выход - с первым входом четвертого преобразователя частоты, вход пятого усилителя радиочастоты соединен с выходом первого усилителя высокой частоты, а выход - с вторым входом третьего преобразователя частоты, вход шестого усилителя радиочастоты соединен с выходом второго усилителя высокой частоты, а выход - с вторым входом четвертого преобразователя частоты, вход третьего усилителя второй промежуточной частоты соединен с выходом третьего преобразователя частоты, а выход - с входом первого блока фильтров, вход четвертого усилителя второй промежуточной частоты соединен с выходом четвертого преобразователя частоты, а выход - с входом второго блока фильтров, выход каждого фильтра первого блока фильтров соединен с первыми входами фазометров блока фазометров, а выход каждого фильтра второго блока фильтров - с вторыми входами соответствующих фазометров блока фазометров, а выходы фазометров блока фазометров соединены с вычислительным устройством, осуществляющим вычисление угловых координат источника излучения.The problem is solved in that in the phase direction finder containing two antennas and two receiving devices, according to the invention, four frequency converters, four high-pass bandpass filters, four intermediate frequency filters, two notch filters at the second intermediate frequency, two filter units, a unit are additionally introduced according to the invention phase meters, six radio frequency amplifiers and a computing device, wherein the first high-pass filter is serially connected, the first receiving device, representing e is a low-noise radio frequency amplifier, and a second high-pass filter, form a first high-frequency amplifier, a third high-pass filter, connected in series, a second receiver, also a low-noise radio frequency amplifier, and a fourth high-pass filter, form a second high-frequency amplifier, in series connected by a first intermediate-frequency bandpass filter, a first radio frequency amplifier and a second intermediate-frequency bandpass filter the first intermediate frequency amplifier is connected, the third intermediate frequency bandpass filter is connected in series, the second radio frequency amplifier and the fourth intermediate frequency bandpass filter form the second intermediate frequency amplifier, the first notch filter of the second intermediate frequency is connected in series, the third radio frequency amplifier form the third second intermediate frequency amplifier, connected in series second notch filter of the second intermediate frequency, fourth amplifier for the sake of the frequencies form the fourth amplifier of the second intermediate frequency, with the input of the first high-frequency amplifier connected to the first antenna, and the output to the first input of the first frequency converter, the second input of which is connected to the local oscillator output, the input of the second high-frequency amplifier connected to the second antenna, and the output - with the first input of the second frequency converter, the second input of which is connected to the output of the phase shifter, the input of which is connected to the local oscillator output, the input of the first intermediate frequency amplifier is connected to the output the house of the second frequency converter, and the output is with the first input of the third frequency converter, the input of the second intermediate frequency amplifier is connected to the output of the first frequency converter, and the output is with the first input of the fourth frequency converter, the input of the fifth radio frequency amplifier is connected to the output of the first high-frequency amplifier, and the output is with the second input of the third frequency converter, the input of the sixth radio frequency amplifier is connected to the output of the second high-frequency amplifier, and the output is with the second input of the fourth converter frequency converter, the input of the third amplifier of the second intermediate frequency is connected to the output of the third frequency converter, and the output is connected to the input of the first filter block, the input of the fourth amplifier of the second intermediate frequency is connected to the output of the fourth frequency converter, and the output is to the input of the second filter block, the output of each filter the first filter block is connected to the first inputs of the phase meters of the phase meter block, and the output of each filter of the second filter block is connected to the second inputs of the corresponding phase meters of the phase meter block, and the outputs the azometers of the phasemeter block are connected to a computing device that calculates the angular coordinates of the radiation source.

Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение чувствительности, увеличение разрешающей способности по частоте при одновременном приеме радиосигналов нескольких источников радиоизлучения, повышение надежности и точности определения пеленга на источники сигналов.Achievable technical result of the invention is to increase the sensitivity, increase the frequency resolution while receiving radio signals from several sources of radio emission, increase the reliability and accuracy of bearing detection on signal sources.

Заявленный фазовый пеленгатор содержит две антенны, два приемных устройства, четыре преобразователя частоты, четыре полосовых фильтра высокой частоты, четыре фильтра промежуточной частоты, два режекторных фильтра на второй промежуточной частоте, два блока фильтров, блок фазометров, шесть усилителей радиочастоты и вычислительное устройство, определенным образом соединенные между собой. Отличительной особенностью построения пеленгатора является то, что используется фазовая информация об угловых координатах источников на отдельных комбинационных частотах на промежуточной частоте, а не на частоте подстановки, так как именно на частоте подстановки налагаются сигналы всех источников, что приводит к ложному пеленгу. Поэтому в предлагаемой схеме именно сигналы на частоте подстановки режектируются, а сигналы на комбинационных частотах выделяются.The claimed phase direction finder contains two antennas, two receiving devices, four frequency converters, four high-pass bandpass filters, four intermediate frequency filters, two notch filters at the second intermediate frequency, two filter units, a phase meter unit, six radio frequency amplifiers and a computing device, in a specific way interconnected. A distinctive feature of the direction finder construction is that phase information is used about the angular coordinates of the sources at individual Raman frequencies at the intermediate frequency, and not at the substitution frequency, since it is the substitution frequency that the signals of all sources are superimposed, which leads to a false bearing. Therefore, in the proposed scheme, it is precisely the signals at the substitution frequency that are rejected, and the signals at the Raman frequencies are extracted.

Комбинационные составляющие, возникающие при взаимодействии на нелинейных элементах сигналов, принятых на разнесенные антенны от одного и того же источника излучения, определим как собственные комбинационные компоненты. Комбинационные составляющие, образуемые взаимодействием на нелинейных элементах сигналов от различных излучателей, определим как взаимные комбинационные компоненты.The combinational components arising from the interaction on non-linear elements of signals received at spaced antennas from the same radiation source are defined as intrinsic combinational components. The combinational components formed by the interaction on non-linear elements of signals from various emitters, we define as mutual combinational components.

Для обеспечения мгновенного обзора по частоте предлагается реализация фазового пеленгатора с подстановкой частоты гетеродина. При обычном подходе применение такой схемы, сводящей все сигналы из полосы обзора на частоту подстановки, препятствует обеспечению условий разрешения. То есть требования мгновенного обзора широкой полосы частот и разрешения сигналов в принципе являются противоречивыми. Задача становится особенно сложной, если учесть, что при применении подстановки частоты гетеродина число комбинационных частот на выходе фазового дискриминатора перемножающего типа растет пропорционально четвертой степени от числа пеленгуемых источников. Комбинационные частоты содержат все сочетания начальных фаз сигналов, их производящих, и поэтому результирующая пеленгационная характеристика может оказаться существенно деформированной. В этом случае задача определения угловых координат каждого источника излучения в многоцелевой ситуации становится еще более трудно разрешимой [3, 4].To provide an instant frequency overview, it is proposed to implement a phase direction finder with substitution of the local oscillator frequency. In the conventional approach, the use of such a scheme, which reduces all signals from the span to the substitution frequency, prevents the provision of resolution conditions. That is, the requirements of an instant review of a wide frequency band and signal resolution are, in principle, contradictory. The task becomes especially difficult when you consider that when applying the substitution of the local oscillator frequency, the number of combination frequencies at the output of the multiplying phase discriminator increases in proportion to the fourth power of the number of direction finding sources. The combinational frequencies contain all combinations of the initial phases of the signals that produce them, and therefore the resulting direction-finding characteristic can be significantly deformed. In this case, the task of determining the angular coordinates of each radiation source in a multipurpose situation becomes even more difficult to solve [3, 4].

Решение предполагается исходя из рассмотрения фазовой структуры сигнала на выходах фазовых каналов. Новый подход предполагает обзор по взаимным комбинационным частотам на промежуточной частоте. Граница полосы определяется максимальным значением комбинационных частот. Наиболее простой вариант, обеспечивающий мгновенный обзор по промежуточной частоте имеем на основе фильтрового метода, при котором сохраняются информативные комбинационные составляющие и режектируются остальные. При этом введением дополнительно помехи большой интенсивности обеспечивается повышение чувствительности фазового пеленгатора, в то время как в обычных радиоприемных устройствах наличие мощной помехи приводит к большим искажениям и даже потере полезной информации.The solution is assumed based on the consideration of the phase structure of the signal at the outputs of the phase channels. The new approach involves a review of the mutual Raman frequencies at an intermediate frequency. The band boundary is determined by the maximum value of the combination frequencies. The simplest option, providing an instant overview of the intermediate frequency, is based on the filter method, in which informative combinational components are saved and the rest are rejected. In this case, the introduction of additional high-intensity interference increases the sensitivity of the phase direction finder, while in conventional radio receivers the presence of powerful interference leads to large distortions and even loss of useful information.

На фиг.1 представлена схема пеленгатора, содержащая первый 1 и второй 2 антенные входы, первый 3, второй 4, третий 7 и четвертый 8 входные полосовые фильтры высокой частоты, первый 5 и второй 6 приемные устройства, гетеродин 11, фазовращатель 12, первый 9, второй 10, третий 19 и четвертый 20 преобразователи частоты, первый 13, второй 17, третий 14 и четвертый 18 фильтры промежуточной частоты, первый 15, второй 16, третий 25, четвертый 26, пятый 21 и шестой 22 усилители радиочастоты, первый 23 и второй 24 режекторные фильтры второй промежуточной частоты, первый 27 и второй 28 блоки фильтров, блок фазометров 29 и вычислительное устройство 30.Figure 1 shows the direction finder circuitry containing the first 1 and second 2 antenna inputs, the first 3, second 4, third 7 and fourth 8 input high-pass bandpass filters, the first 5 and second 6 receiving devices, local oscillator 11, phase shifter 12, first 9 , second 10, third 19 and fourth 20 frequency converters, first 13, second 17, third 14 and fourth 18 intermediate frequency filters, first 15, second 16, third 25, fourth 26, fifth 21 and sixth 22 radio frequency amplifiers, the first 23 and second 24 notch filters of the second intermediate frequency, the first 27 and second 28 filter units, phase meter unit 29, and computing device 30.

Поясним работу устройства. Сигналы, принятые антеннами 1 и 2, усиленные УВЧ1 и УВЧ2 и поступающие на входы преобразователей частоты 9 и 10, определим соответственно в виде:Let us explain the operation of the device. The signals received by antennas 1 and 2, amplified by UHF1 and UHF2 and supplied to the inputs of frequency converters 9 and 10, are defined respectively in the form:

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

где Ф ν a , b ( t ) = ω ν t + ψ ν a , b

Figure 00000004
, U m   ν a
Figure 00000005
- амплитуда сигнала, принятого от ν-го источника на антенну 1, U m   ν b
Figure 00000006
- амплитуда сигнала, принятого от ν-го источника на антенну 2, ων - частота v-того источника излучения, ψ ν a
Figure 00000007
и ψ ν b
Figure 00000008
- начальные фазы для v-того сигнала, принятого разнесенными антеннами 1 и 2 фазового радиопеленгатора.Where F ν a , b ( t ) = ω ν t + ψ ν a , b
Figure 00000004
, U m ν a
Figure 00000005
- the amplitude of the signal received from the νth source to the antenna 1, U m ν b
Figure 00000006
- the amplitude of the signal received from the νth source to the antenna 2, ω ν is the frequency of the vth radiation source, ψ ν a
Figure 00000007
and ψ ν b
Figure 00000008
- initial phases for the v-th signal received by the diversity antennas 1 and 2 of the phase direction finder.

Запишем сигнал гетеродина 11 в формеWe write the signal of the local oscillator 11

UГ(t)=Usin[ФГ(t)],U Г (t) = U sin [Ф Г (t)],

где ФГ(t)=ωГt+ψГ.where Ф Г (t) = ω Г t + ψ Г.

Разность фаз для ν-го источника определяется выражениемThe phase difference for the νth source is determined by the expression

Figure 00000009
.
Figure 00000009
.

Сигнал, выделяемый первым усилителем промежуточной частоты, при перемножении сигналов UA1 и UГ в преобразователе частоты 9 определим какThe signal allocated by the first intermediate frequency amplifier, when multiplying the signals U A1 and U G in the frequency Converter 9 is defined as

Figure 00000010
.
Figure 00000010
.

На преобразователь частоты 10 сигнал UГ с гетеродина 11 поступает через фазовращатель 12, смещающий фазу сигнала на π/2 и, следовательно, можем для сигнала на выходе фазовращателя 12 записать:To the frequency converter 10, the signal U Г from the local oscillator 11 enters through the phase shifter 12, which shifts the phase of the signal by π / 2 and, therefore, for the signal at the output of the phase shifter 12 write:

UФ(t)=Ucos[ФГ(t)].U Ф (t) = U cos [Ф Г (t)].

Сигнал, выделяемый вторым усилителем промежуточной частоты, при перемножении сигналов UA2 и UГ в преобразователе частоты 10 определим какThe signal allocated by the second intermediate frequency amplifier, when multiplying the signals U A2 and U G in the frequency converter 10 is defined as

Figure 00000011
.
Figure 00000011
.

Сигнал на выходе третьего преобразователя частоты 19 при перемножении сигналов UA2 и U2 определим какThe signal at the output of the third frequency converter 19 when multiplying the signals U A2 and U 2 is defined as

Figure 00000012
.
Figure 00000012
.

Сигнал на выходе четвертого преобразователя частоты 20 при перемножении сигналов UA2 и U1 определим какThe signal at the output of the fourth frequency converter 20 when multiplying the signals U A2 and U 1 is defined as

Figure 00000013
.
Figure 00000013
.

Из вида сигналов Uk1 и Uk2 видно, что n составляющих двойной суммы при совпадении индексов λ=ν (собственные комбинационные компоненты) содержат начальные фазы ΔφνГ, ν = 1, n ¯

Figure 00000014
на одной частоте - частоте гетеродина, что вызовет существенные искажения пеленгационной характеристики. Поэтому целесообразно осуществлять режектирование смеси сигналов на частоте гетеродина. Остальные n2-n слагаемых, которые являются взаимными комбинационными составляющими, содержат фазы в виде ( ω Г + Ω ν λ ) t + ψ ν a ψ ν b + ψ Г
Figure 00000015
для Uk1 и ( ω Г + Ω ν λ ) t + ψ ν b ψ ν a + ψ Г
Figure 00000016
для Uk2, ν , λ = 1, n ¯
Figure 00000017
, ν≠λ.From the form of the signals U k1 and U k2 it can be seen that n components of the double sum when the indices λ = ν coincide (proper combination components) contain the initial phases Δφ ν + ψ Г , ν = one, n ¯
Figure 00000014
at one frequency - the frequency of the local oscillator, which will cause significant distortion of the direction-finding characteristic. Therefore, it is advisable to carry out the notch of a mixture of signals at the local oscillator frequency. The remaining n 2 -n terms, which are reciprocal combinational components, contain phases in the form ( ω G + Ω ν λ ) t + ψ ν a - ψ ν b + ψ G
Figure 00000015
for U k1 and ( ω G + Ω ν λ ) t + ψ ν b - ψ ν a + ψ G
Figure 00000016
for U k2 , ν , λ = one, n ¯
Figure 00000017
, ν ≠ λ.

Выделение взаимных комбинационных составляющих на частотах Ωνλ с помощью блоков фильтров 27 и 28 для обоих фазовых каналов и измерение для каждой пары разностей фаз на каждой комбинационной частоте с помощью блока фазометров 29 дает Δφνλ=Δφν+Δφλ. При этом Δφνλ=Δφλν. Следовательно, для однозначного разрешения получаемой системы уравнений достаточно использовать половину из всех возможных комбинационных составляющих, лежащих либо выше, либо ниже частоты гетеродина. В таком случае число уравнений будет равно n(n-1)/2, а число неизвестных - n. Таким образом, при n≥3 полученная система линейных уравнений имеет однозначное решение, которое позволяет получить раздельный пеленг для каждого источника излучения.Isolation of mutual combination components at frequencies Ω νλ using filter units 27 and 28 for both phase channels and measurement for each pair of phase differences at each combination frequency using phase block unit 29 gives Δφ νλ = Δφ ν + Δφ λ . Moreover, Δφ νλ = Δφ λν . Therefore, to uniquely resolve the resulting system of equations, it is sufficient to use half of all possible combination components lying either above or below the local oscillator frequency. In this case, the number of equations will be n (n-1) / 2, and the number of unknowns will be n. Thus, for n≥3, the resulting system of linear equations has a unique solution, which allows one to obtain a separate bearing for each radiation source.

Рассмотрим теперь влияние преобразований в схеме предлагаемого фазового пеленгатора на относительные уровни комбинационных компонент с тем, чтобы оценить повышение чувствительности предлагаемой схемы фазового пеленгатора. Предположим, что Um1>Um2. Относительные уровни взаимных комбинационных компонент на выходах фазовых каналов для n=2 показаны на фиг.2, из которого следует, что на частоте подстановки ωГ имеем уровни для сигналов 1-го и 2-го излучателей, равные 1 и k2 соответственно, где k=Um2/Um1. Здесь под 1-м номером обозначен источник более сильного сигнала, относительно уровня которого производится нормировка (при этом соотношение уровней сигналов различных источников на входе пеленгатора равно k, где k<1). Поскольку на частоте ωГ имеем уровни сигналов 1 и k2, то слабый сигнал на входе фазового канала ослабляется после преобразований в измерительном тракте еще больше, «сильный давит слабого»). Соответственно относительный уровень слабого сигнала на выходе фазового дискриминатора составит k4 относительно единицы для уровня сильного сигнала. Таким образом, после преобразования в фазовом дискриминаторе слабый сигнал будет ослабляться еще больше. Относительный уровень взаимных комбинационных компонент на выходах фазовых каналах составляет величину, равную k, а соответствующие составляющие на выходе фазового дискриминатора имеют относительный уровень, равный k2 против уровня, равного единице, для сильного (нормирующего) сигнала и против уровня для слабого сигнала. Отсюда можно сделать важный вывод: уровень взаимной комбинационной компоненты на выходе фазового канала в 1/k раз меньше сильного сигнала и в 1/k раз больше слабого сигнала; в соответствии с этим и на выходе фазового дискриминатора имеем взаимные комбинационные компоненты (используемые для раздельного измерения разностей фаз), уровень которых в 1/k2 раз меньше уровня сильного сигнала и в 1/k2 раз больше уровня слабого сигнала. Следовательно, при использовании взаимных комбинационных компонент для измерения разностей фаз между сигналами каждого из излучателей по сравнению с работой фазового пеленгатора в одноцелевом режиме по собственным комбинационным компонентам уровень сильного сигнала ослабляется в 1/k2 раз на выходе фазового дискриминатора, а уровень слабого сигнала возрастает во столько же раз. При этом происходит выравнивание уровней взаимных комбинационных компонент для сигналов разных источников излучения (при n=2 обе взаимные комбинационные компоненты для сильного и слабого сигналов оказываются равными). Таким образом, применение фазового пеленгатора с подстановкой частоты за счет использования для пеленгации источников взаимных комбинационных компонент не только позволяет решить проблему одновременного обзора широкой полосы частот радиолокационного диапазона с мгновенным разрешением сигналов, но также улучшает условия измерений для слабых сигналов по сравнению с одноцелевым фазовым пеленгатором, работающим по эквивалентному источнику с меньшим относительным уровнем сигнала.Let us now consider the effect of transformations in the scheme of the proposed phase direction finder on the relative levels of combinational components in order to evaluate the increased sensitivity of the proposed phase direction finder circuit. Suppose that U m1 > U m2 . The relative levels of mutual Raman components at the outputs of the phase channels for n = 2 are shown in FIG. 2, from which it follows that at the substitution frequency ω G we have levels for signals of the 1st and 2nd emitters equal to 1 and k 2, respectively, where k = U m2 / U m1 . Here, the 1st number indicates the source of a stronger signal, relative to the level of which normalization is performed (in this case, the ratio of signal levels of various sources at the direction finder input is k, where k <1). Since at the frequency ω G we have signal levels 1 and k 2 , the weak signal at the input of the phase channel is weakened even more after transformations in the measuring path, “strong presses weak”). Accordingly, the relative level of the weak signal at the output of the phase discriminator will be k 4 relative to unity for the level of the strong signal. Thus, after conversion in the phase discriminator, the weak signal will be attenuated even more. The relative level of mutual Raman components at the outputs of the phase channels is equal to k, and the corresponding components at the output of the phase discriminator have a relative level of k 2 against a level equal to one for a strong (normalizing) signal and against a level for a weak signal. An important conclusion can be drawn from this: the level of the mutual Raman component at the output of the phase channel is 1 / k times less than the strong signal and 1 / k times more than the weak signal; in accordance with this, and at the output of the phase discriminator, we have mutual combinational components (used for separate measurement of phase differences), the level of which is 1 / k 2 times less than the level of a strong signal and 1 / k 2 times more than the level of a weak signal. Therefore, when using reciprocal combinational components to measure the phase differences between the signals of each of the emitters compared to the operation of the phase direction finder in single-purpose mode with its own combinational components, the level of the strong signal is attenuated 1 / k 2 times at the output of the phase discriminator, and the level of the weak signal increases by as many times. In this case, the levels of mutual Raman components are equalized for signals of different radiation sources (for n = 2, both mutual Raman components for strong and weak signals are equal). Thus, the use of a phase direction finder with frequency substitution due to the use of mutual combination components for direction finding not only solves the problem of simultaneously viewing a wide frequency band of the radar range with instant resolution of signals, but also improves the measurement conditions for weak signals compared to a single-purpose phase direction finder, working on an equivalent source with a lower relative signal level.

Приведенные выше рассуждения могут быть распространены и на случай, когда число источников излучения n>2. В этом случае относительный уровень сигналов на входе можно определить формулой kνλ=U/U, где за ν-тый выбран источник, от которого сигнал, принимаемый радиоприемным устройством фазового пеленгатора, наиболее интенсивный.The above reasoning can be extended to the case when the number of radiation sources is n> 2. In this case, the relative level of the input signals can be determined by the formula k νλ = U / U , where the source is selected as the νth source, from which the signal received by the phase-direction finder radio receiver is the most intense.

Следовательно, в случае многоцелевой ситуации (n>2) происходит сглаживание величин относительных интенсивностей, измеренных по уровням взаимных комбинационных компонент, относительно уровней собственных комбинационных компонент для этих же источников, определяющих режим измерителя при одноцелевой ситуации.Therefore, in the case of a multipurpose situation (n> 2), the relative intensities measured by the levels of the reciprocal combinational components are smoothed relative to the levels of the own combinational components for the same sources, which determine the meter mode in a single-purpose situation.

Таким образом, как показало проведенное выше рассмотрение, работа фазового пеленгатора по взаимным комбинационным компонентам не ухудшает, а даже, напротив, улучшает энергетику радиолинии относительно более трудного случая слабых сигналов. Введением помехи большой интенсивности достигается повышение уровня слабого сигнала, и, следовательно, повышение чувствительности фазового пеленгатора.Thus, as the above discussion has shown, the operation of the phase direction finder with respect to the reciprocal combinational components does not worsen, but even, on the contrary, improves the energy of the radio line relative to the more difficult case of weak signals. By introducing high-intensity interference, an increase in the level of a weak signal is achieved, and, consequently, an increase in the sensitivity of the phase direction finder.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ 2165628, G01S 3/00, G01S 3/46, опубл. 20.04.2001.1. RF patent 2165628, G01S 3/00, G01S 3/46, publ. 04/20/2001.

2. Денисов В.П., Дубинин Д.В. Фазовые пеленгаторы. Томск, 2002, с.8.2. Denisov V.P., Dubinin D.V. Phase direction finders. Tomsk, 2002, p. 8.

3. Золотарев И.Д., Березовский В.А. Фазовый пеленгатор со схемой подстановки частоты гетеродина при работе по множественной цели, Омск: ОмГТУ, Омский научный вестник, 2009 г, №3 (83) - С.260-264.3. Zolotarev I.D., Berezovsky V.A. Phase direction finder with a local oscillator frequency substitution circuit when working for multiple targets, Omsk: Omsk State Technical University, Omsk Scientific Bulletin, 2009, No. 3 (83) - S.260-264.

4. Zolotarev I.D., Berezovskiy V.A., Privalov D.D. Signal Analysis at the Phase Discriminator Output of the Phase Direction Finder Circuit with the Frequency Substitution. - International Conference on Actual Problems of Electronic instrument Engineering Proceedings, APEIE-2010. - Novosibirsk: NSTU, September 22-24, 2010, V.1. - P.18-22.4. Zolotarev I.D., Berezovskiy V.A., Privalov D.D. Signal Analysis at the Phase Discriminator Output of the Phase Direction Finder Circuit with the Frequency Substitution. - International Conference on Actual Problems of Electronic instrument Engineering Proceedings, APEIE-2010. - Novosibirsk: NSTU, September 22-24, 2010, V.1. - P.18-22.

Claims (1)

Фазовый пеленгатор, содержащий две антенны и два приемных устройства, отличающийся тем, что дополнительно введены четыре преобразователя частоты, четыре полосовых фильтра высокой частоты, четыре фильтра промежуточной частоты, два режекторных фильтра на второй промежуточной частоте, два блока фильтров, блок фазометров, шесть усилителей радиочастоты и вычислительное устройство, при этом последовательно соединенные первый полосовой фильтр высокой частоты, первое приемное устройство, представляющее собой малошумящий усилитель радиочастоты, и второй полосовой фильтр высокой частоты образуют первый усилитель высокой частоты, последовательно соединенные третий полосовой фильтр высокой частоты, второе приемное устройство, также представляющее собой малошумящий усилитель радиочастоты, и четвертый полосовой фильтр высокой частоты образуют второй усилитель высокой частоты, последовательно соединенные первый полосовой фильтр промежуточной частоты, первый усилитель радиочастоты и второй полосовой фильтр промежуточной частоты образуют первый усилитель промежуточной частоты, последовательно соединенные третий полосовой фильтр промежуточной частоты, второй усилитель радиочастоты и четвертый полосовой фильтр промежуточной частоты образуют второй усилитель промежуточной частоты, последовательно соединенные первый режекторный фильтр второй промежуточной частоты, третий усилитель радиочастоты образуют третий усилитель второй промежуточной частоты, последовательно соединенные второй режекторный фильтр второй промежуточной частоты, четвертый усилитель радиочастоты образуют четвертый усилитель второй промежуточной частоты, при этом вход первого усилителя высокой частоты соединен с первой антенной, а выход - с первым входом первого преобразователя частоты, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, вход второго усилителя высокой частоты соединен с второй антенной, а выход - с первым входом второго преобразователя частоты, второй вход которого соединен с выходом фазовращателя, вход которого соединен с выходом гетеродина, вход первого усилителя промежуточной частоты соединен с выходом второго преобразователя частоты, а выход - с первым входом третьего преобразователя частоты, вход второго усилителя промежуточной частоты соединен с выходом первого преобразователя частоты, а выход - с первым входом четвертого преобразователя частоты, вход пятого усилителя радиочастоты соединен с выходом первого усилителя высокой частоты, а выход - с вторым входом третьего преобразователя частоты, вход шестого усилителя радиочастоты соединен с выходом второго усилителя высокой частоты, а выход - с вторым входом четвертого преобразователя частоты, вход третьего усилителя второй промежуточной частоты соединен с выходом третьего преобразователя частоты, а выход - с входом первого блока фильтров, вход четвертого усилителя второй промежуточной частоты соединен с выходом четвертого преобразователя частоты, а выход - с входом второго блока фильтров, выход каждого фильтра первого блока фильтров соединен с первыми входами фазометров блока фазометров, а выход каждого фильтра второго блока фильтров - с вторыми входами соответствующих фазометров блока фазометров, а выходы фазометров блока фазометров соединены с вычислительным устройством, осуществляющим вычисление угловых координат источника излучения. Phase direction finder containing two antennas and two receiving devices, characterized in that four frequency converters, four high-pass bandpass filters, four intermediate-frequency filters, two notch filters at the second intermediate frequency, two filter units, a phase meter unit, six radio frequency amplifiers are additionally introduced and a computing device, wherein the first high-pass filter is serially connected, the first receiving device, which is a low-noise radio clock amplifier and the second high-pass filter form a first high-frequency amplifier, connected in series with a third high-pass filter, a second receiver, also a low-noise radio frequency amplifier, and a fourth high-pass filter form a second high-frequency amplifier, connected in series with a first intermediate frequency, the first radio frequency amplifier and the second intermediate frequency bandpass filter form the first intermediate frequency amplifier Astotas connected in series to a third intermediate-frequency bandpass filter, a second radio frequency amplifier and a fourth intermediate-frequency bandpass filter form a second intermediate-frequency amplifier, a first intermediate frequency notch filter connected in series, a third radio-frequency amplifier to form a third intermediate-frequency amplifier, second second notch filter connected in series intermediate frequency, the fourth radio frequency amplifier form the fourth amplifier intermediate frequency, the input of the first high-frequency amplifier connected to the first antenna, and the output to the first input of the first frequency converter, the second input of which is connected to the local oscillator output, the input of the second high-frequency amplifier connected to the second antenna, and the output to the first input the second frequency converter, the second input of which is connected to the output of the phase shifter, the input of which is connected to the local oscillator output, the input of the first intermediate frequency amplifier is connected to the output of the second frequency converter, and the output is with the first input of the third frequency converter, the input of the second intermediate frequency amplifier is connected to the output of the first frequency converter, and the output is with the first input of the fourth frequency converter, the input of the fifth radio frequency amplifier is connected with the output of the first high-frequency amplifier, and the output is with the second input of the third frequency converter, the input of the sixth radio frequency amplifier is connected to the output of the second high-frequency amplifier, and the output is connected to the second input of the fourth frequency converter, the input of the third amplifier the second intermediate frequency is connected to the output of the third frequency converter, and the output is connected to the input of the first filter block, the input of the fourth amplifier of the second intermediate frequency is connected to the output of the fourth frequency converter, and the output is connected to the input of the second filter block, the output of each filter of the first filter block is connected to the first the inputs of the phase meters of the phase meter block, and the output of each filter of the second filter block with the second inputs of the corresponding phase meters of the phase meter block, and the outputs of the phase meters of the phase meter block are connected to a computing device that calculates the angular coordinates of the radiation source.
RU2012151734/07A 2012-12-03 2012-12-03 Phase-based direction-finder RU2526533C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012151734/07A RU2526533C2 (en) 2012-12-03 2012-12-03 Phase-based direction-finder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012151734/07A RU2526533C2 (en) 2012-12-03 2012-12-03 Phase-based direction-finder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012151734A RU2012151734A (en) 2014-06-10
RU2526533C2 true RU2526533C2 (en) 2014-08-27

Family

ID=51214068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012151734/07A RU2526533C2 (en) 2012-12-03 2012-12-03 Phase-based direction-finder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2526533C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2618522C1 (en) * 2016-03-29 2017-05-04 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Phase direction finder
RU2669385C1 (en) * 2018-03-14 2018-10-11 Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" Phase-based direction finding method
RU2776155C1 (en) * 2021-06-04 2022-07-14 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Phase direction finder

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4062015A (en) * 1975-01-30 1977-12-06 John Litva Rapid azimuthal determination of radio signals
RU2134429C1 (en) * 1997-11-12 1999-08-10 Военный инженерно-космический университет им.А.Ф.Можайского Phase direction finding method
RU2155352C1 (en) * 1999-11-23 2000-08-27 Дикарев Виктор Иванович Phase method for direction finding and phase direction finder
WO2006087783A1 (en) * 2005-02-17 2006-08-24 Fujitsu Limited Arriving direction estimator
RU2283505C1 (en) * 2005-01-31 2006-09-10 Алексей Васильевич Терентьев Method and device for determining coordinates of a radio radiation source
RU2290658C1 (en) * 2005-05-20 2006-12-27 Виктор Иванович Дикарев Phase mode of direction finding and phase direction finder for its execution
RU2313108C2 (en) * 2006-01-31 2007-12-20 Вячеслав Адамович Заренков Mode of detection living objects and an arrangement for its execution
RU2365931C2 (en) * 2007-10-08 2009-08-27 Институт Прикладной Астрономии Российской Академии Наук Phase direction finding technique, phase direction-finder therefor

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4062015A (en) * 1975-01-30 1977-12-06 John Litva Rapid azimuthal determination of radio signals
RU2134429C1 (en) * 1997-11-12 1999-08-10 Военный инженерно-космический университет им.А.Ф.Можайского Phase direction finding method
RU2155352C1 (en) * 1999-11-23 2000-08-27 Дикарев Виктор Иванович Phase method for direction finding and phase direction finder
RU2283505C1 (en) * 2005-01-31 2006-09-10 Алексей Васильевич Терентьев Method and device for determining coordinates of a radio radiation source
WO2006087783A1 (en) * 2005-02-17 2006-08-24 Fujitsu Limited Arriving direction estimator
RU2290658C1 (en) * 2005-05-20 2006-12-27 Виктор Иванович Дикарев Phase mode of direction finding and phase direction finder for its execution
RU2313108C2 (en) * 2006-01-31 2007-12-20 Вячеслав Адамович Заренков Mode of detection living objects and an arrangement for its execution
RU2365931C2 (en) * 2007-10-08 2009-08-27 Институт Прикладной Астрономии Российской Академии Наук Phase direction finding technique, phase direction-finder therefor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДЕНИСОВ В.П., Дубинин Д.В. Фазовые пеленгаторы. Томск, 2002, с.8. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2618522C1 (en) * 2016-03-29 2017-05-04 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Phase direction finder
RU2669385C1 (en) * 2018-03-14 2018-10-11 Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" Phase-based direction finding method
RU2776155C1 (en) * 2021-06-04 2022-07-14 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Phase direction finder

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012151734A (en) 2014-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108414966B (en) Broadband linear frequency modulation signal direction finding system and method based on time modulation
RU2255352C2 (en) Method and system for radar measurement of object speeds and coordinates (modifications)
Gallagher et al. Moving target indication with non-linear radar
RU2365931C2 (en) Phase direction finding technique, phase direction-finder therefor
RU2526533C2 (en) Phase-based direction-finder
RU2434253C1 (en) Method to detect location of filled bioobjects or their remains and device for its realisation
RU2290658C1 (en) Phase mode of direction finding and phase direction finder for its execution
RU2134429C1 (en) Phase direction finding method
RU2296432C1 (en) Method for autocorrelation receipt of noise-like signals
RU2532259C2 (en) Phase-based direction finding method
RU2530542C1 (en) Method and device for measurement of angular height of object of search in surveillance non-linear radars
RU2166769C1 (en) System detecting and identifying objects including elements with nonlinear volt-ampere characteristics
RU2482508C2 (en) Phase-based direction finding method
RU2201599C1 (en) Method of direction finding of radio signals and direction finder for its realization
RU2013135514A (en) Phase method of direction finding and phase direction finder for its implementation
RU2506539C1 (en) Device to determine distance to water surface
RU2444758C1 (en) Method for determining number, velocity and range of targets and amplitudes of signals reflected from them as per return signal in digital channel of radar
RU2155352C1 (en) Phase method for direction finding and phase direction finder
RU2265230C2 (en) Device for measuring non-linear radiolocation characteristics
RU2175770C1 (en) Phase method of direction finding and phase direction finder for its realization
RU2327185C1 (en) Nonlinear radar for eavesdropping devices
RU2454715C1 (en) Phase location finder
RU2740779C1 (en) Active low-base correlation-phase direction finder
RU2268479C1 (en) Mode of detection of radio contrasting objects and measuring of the speed and the acceleration of approaching to them of a flying vehicle
RU2497285C1 (en) Method of detecting radio-electronic equipment

Legal Events

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

Effective date: 20191204