RU2529184C2 - Radio signal direction-finding method - Google Patents
Radio signal direction-finding method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2529184C2 RU2529184C2 RU2012137021/07A RU2012137021A RU2529184C2 RU 2529184 C2 RU2529184 C2 RU 2529184C2 RU 2012137021/07 A RU2012137021/07 A RU 2012137021/07A RU 2012137021 A RU2012137021 A RU 2012137021A RU 2529184 C2 RU2529184 C2 RU 2529184C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signals
- finding
- signal
- antenna
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиоприемной технике и может быть использовано в системах пеленгации источников радиоизлучения.The invention relates to radio technology and can be used in direction finding systems of radio emission sources.
Известен способ пеленгации радиосигналов [1, с.33, 2], в котором производится измерение фазовых сдвигов сигналов, принятых несколькими разнесенными по пространству антеннами, и их обработка. Для получения приемлемой точности определения азимута необходимо не менее трех антенн. Недостатком такого способа является необходимость размещения на объекте нескольких приемных антенн.A known method of direction finding of radio signals [1, p. 33, 2], in which the phase shifts of signals received by several antennas spaced apart in space are measured and processed. To obtain acceptable azimuth accuracy, at least three antennas are required. The disadvantage of this method is the need to place several receiving antennas on the object.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому (прототипом) является способ пеленгации, используемый в пеленгаторе [1, рис.8.41].The closest in technical essence to the proposed (prototype) is the direction finding method used in the direction finder [1, Fig.8.41].
В прототипе принятые сигналы с двух ортогональных рамочных антенн подаются на входы гониометра, который обеспечивает вращение по азимуту суммарной «восьмерочной» диаграммы направленности и настройку ее на минимумы приема сигнала (двузначный пеленг). Для разрешения неопределенности пеленга 0/180 град. на вход пеленгационного приемника подается дополнительный сигнал от ненаправленной (штыревой) антенны, который исключает второй минимум. Недостатком такого способа является снижение точности пеленгации при слабых сигналах, сравнимых по уровню с помехами. В этом случае минимум диаграммы направленности оказываются заполненными помехами («размытыми»), и точность определения направления по минимуму существенно снижается. Кроме того, такой способ довольно сложен в реализации даже при использовании электронного гониометра.In the prototype, the received signals from two orthogonal loop antennas are fed to the goniometer inputs, which ensures the azimuthal rotation of the total “eight” radiation pattern and its adjustment to the signal reception minima (two-digit bearing). To resolve the
Цель изобретения - повышение точности пеленга при слабых сигналах и упрощение реализации.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the bearing with weak signals and simplify the implementation.
В предлагаемом способе сигналы с ортогональных рамок подаются на вход сумматора-фазовращателя на 90°. С помощью вспомогательного излучателя, расположенного в дальней зоне по азимуту do, излучается контрольный сигнал и производится измерение разности фаз между принятыми сигналами с выхода ненаправленной (штыревой) антенны и с выхода сумматора, которая запоминается и принимается за опорную фазу φ0. Измеряется разность фаз между этими же выходами, но для пеленгуемого сигнала φп азимут пеленгуемого сигнала (источника радиоизлучения) α определяется какIn the proposed method, the signals from the orthogonal frames are fed to the input of the adder-phase shifter 90 °. Using the auxiliary emitter located in the far zone in the azimuth of do, a control signal is emitted and the phase difference between the received signals is measured from the output of the omnidirectional (pin) antenna and from the output of the adder, which is remembered and taken as the reference phase φ 0 . The phase difference between the same outputs is measured, but for the direction finding signal φ p the azimuth of the direction finding signal (radio source) α is defined as
α=α0+(φ0-φп).α = α 0 + (φ 0 -φ n ).
Рассмотрим способ более подробно. При сложении сигналов с 2-х ортогональных рамок со сдвигом по фазе 90° суммарная диаграмма направленности антенн из «восьмерочных» превращается в круговую. При этом фаза принимаемого сигнала изменяется пропорционально азимуту прихода сигнала. В то же время фаза сигнала, приходящего с ненаправленной антенны, постоянна и не зависит от азимута. На фиг.1 приведена экспериментальная зависимость разности фаз сигналов, приходящих с ненаправленной (штыревой) антенны, и выхода сумматора Δφ от угла поворота в горизонтальной плоскости α комбинированной антенны «Акция - КВ-К» производства НПП «Росморсервис».Consider the method in more detail. When adding signals from 2 orthogonal frames with a phase shift of 90 °, the total antenna pattern from “eight” turns into a circular one. In this case, the phase of the received signal changes in proportion to the azimuth of the arrival of the signal. At the same time, the phase of the signal coming from an omnidirectional antenna is constant and does not depend on azimuth. Figure 1 shows the experimental dependence of the phase difference of the signals coming from the omnidirectional (pin) antenna and the output of the adder Δφ on the angle of rotation in the horizontal plane α of the combined action "KV-K" antenna manufactured by NPM Rosmorservice.
Как видно из графика, зависимость Δφ(α) близка к линейной. Погрешность определяется в основном фазовой погрешностью фазовращателя в сумматоре. На фиг.2 приведена экспериментальная зависимость погрешности фазовращателя (отличия от 90°) сумматора Delta 90 от частоты той же антенны. Погрешность в рабочем диапазоне не превышает 2°.As can be seen from the graph, the dependence Δφ (α) is close to linear. The error is determined mainly by the phase error of the phase shifter in the adder. Figure 2 shows the experimental dependence of the error of the phase shifter (differences from 90 °) of the adder Delta 90 from the frequency of the same antenna. The error in the operating range does not exceed 2 °.
На фиг.3 приведена блок-схема возможного варианта устройства, реализующего предлагаемый способ. Оно содержит:Figure 3 shows a block diagram of a possible embodiment of a device that implements the proposed method. It contains:
1 - приемную ненаправленную (штыревую) антенну;1 - receiving non-directional (pin) antenna;
2` и 2`` - две приемные антенны (рамочные) с ортогональными диаграммами направленности в виде «восьмерок»;2` and 2`` - two receiving antennas (loop) with orthogonal radiation patterns in the form of “eights”;
3 - сумматор-фазовращатель (ФВР) на 90°;3 - adder-phase shifter (RVR) at 90 °;
4 - радиоприемники с одинаковыми коэффициентами передачи;4 - radios with the same transmission coefficients;
5 - измеритель разности фаз;5 - phase difference meter;
6 - аналого-цифровой преобразователь АЦП;6 - analog-to-digital converter ADC;
7 - блок управления БУ;7 - control unit BU;
8 - запоминающее устройство ЗУ;8 - memory device;
9 - вычислитель разности фаз;9 - phase difference calculator;
10 - вспомогательную излучающую антенну;10 - auxiliary radiating antenna;
11 - высокочастотный генератор.11 - high-frequency generator.
Вспомогательную антенну располагают в дальней зоне приемных антенн, на расстоянии не менее длины волны принимаемых сигналов, желательно с северной стороны (α0=0°).The auxiliary antenna is located in the far zone of the receiving antennas, at a distance of not less than the wavelength of the received signals, preferably from the north side (α 0 = 0 °).
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
По внешней команде устройство управления 8 переводится в режим «Калибровка», при котором:By an external command, the
- устройство управления 7 подает сигналы управления перестройкой частоты генератора 11, а вспомогательная антенна последовательно излучает моногармонические сигналы в рабочем диапазоне частот;- the
- радиоприемники 4 последовательно принимают сигналы на этих частотах, а измеритель разности фаз 5 измеряет разность фаз φ0 между сигналами, принятыми ненаправленной антенной 2` и с ФВР 3;- the
- значения φ0 оцифровываются в АЦП 6, и весь массив φ0(f) запоминается в ЗУ 8;- the values of φ 0 are digitized in
- генератор выключается (излучение прекращается).- the generator turns off (radiation stops).
Обычно в KB диапазоне достаточно измерить φ0 на 20-30 частотах, равномерно распределенных (логарифмически) по диапазону.Usually in the KB range it is enough to measure φ 0 at 20-30 frequencies uniformly distributed (logarithmically) over the range.
По внешней команде устройство управления 8 переводится в режим «Измерение», при котором:By an external command, the
- устройство управления перестраивает радиоприемники на заданную внешней командой частоту, на которой находится сигнал для пеленгации;- the control device tunes the radios to the frequency specified by the external command, at which the signal for direction finding is located;
- измеритель разности фаз определяет разность фаз φп между сигналами, принятыми ненаправленной антенной 2` и с выхода ФВР 3;- the phase difference meter determines the phase difference φ p between the signals received by the
- значение φп оцифровывается в АЦП 6 и поступает на вход ЗУ 8;- the value of φ p is digitized in the
- по сигналу с блока управления 7 на один из выходов ЗУ 8 поступает ранее сохраненное значение φ0 на частоте, ближайшей к частоте пеленгуемого сигнала, а на другой выход - значение φп;- the signal from the
- в вычислителе 9 определяется разность φ0-φп, которая и является азимутом сигнала. Если разность φ0-φп>0, то азимут положительный, т.е. вправо от направления к вспомогательной антенне (0…180°). Если же φ0-φп<0, то азимут отрицательный, т.е. влево от направления к вспомогательной антенне (0…-180°). Если же φ0-φп=0, то направление прихода сигнала совпадает с направлением расположения вспомогательной антенны. Если азимут вспомогательной антенны α0≠0°, то α=α0+(φ0-φп).- in the
Технический результат - повышение точности пеленгации при слабых сигналах - обеспечивается предлагаемым способом за счет того, что уровни сравниваемых сигналов всегда максимальны. В прототипе направление прихода сигнала определяется по минимуму сигнала, который может быть очень нечетким («размытым») из-за наличия помех.The technical result - improving the accuracy of direction finding with weak signals - is provided by the proposed method due to the fact that the levels of the compared signals are always maximum. In the prototype, the direction of arrival of the signal is determined by the minimum signal, which can be very fuzzy ("blurry") due to the presence of interference.
Кроме того, реализация предлагаемого метода не требует специальных пеленгационных антенн. Здесь можно воспользоваться серийными связными приемными антеннами (например, антенны «Акция - КВ-К»), в которых уже имеются две ортогональные рамочные антенны, штыревая ненаправленная антенна и ФВР на 90°, используемый для получения круговой диаграммы направленности рамочных антенн.In addition, the implementation of the proposed method does not require special direction-finding antennas. Here you can use serial communication receiving antennas (for example, Aktsiya-KV-K antennas), in which there are already two orthogonal loop antennas, a pin omnidirectional antenna and a 90 ° IDF used to obtain a circular radiation pattern of loop antennas.
ЛитератураLiterature
1. Кукес И.С., Старик М.Е. Основы радиопеленгации. - М.: Сов. Радио, 1964. - 640 с.1. Kukes I.S., Old man M.E. Basics of direction finding. - M .: Owls. Radio, 1964 .-- 640 s.
2. Патент США №6989789.2. US patent No. 6989789.
Claims (1)
α=α0+(φ0-φп). A method of direction finding radio signals, which consists in receiving and processing radio signals from two orthogonal antennas with "figure eight" radiation patterns in the horizontal plane and from one antenna with an omnidirectional (circular) radiation pattern, characterized in that the signals from the orthogonal frames are added in the adder-phase shifter 90 °, the phase difference φ 0 is measured between the output of the omnidirectional antenna and the output of the adder-phase shifter of the signal from the auxiliary emitter located in the far zone in the azimuth α 0 , the phase difference φ p between the same outputs is measured, but for the direction-finding signal, the azimuth of the direction-finding signal α is calculated by the formula
α = α 0 + (φ 0 -φ n ).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012137021/07A RU2529184C2 (en) | 2012-08-29 | 2012-08-29 | Radio signal direction-finding method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012137021/07A RU2529184C2 (en) | 2012-08-29 | 2012-08-29 | Radio signal direction-finding method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012137021A RU2012137021A (en) | 2014-03-10 |
RU2529184C2 true RU2529184C2 (en) | 2014-09-27 |
Family
ID=50191376
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012137021/07A RU2529184C2 (en) | 2012-08-29 | 2012-08-29 | Radio signal direction-finding method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2529184C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2741074C1 (en) * | 2020-07-23 | 2021-01-22 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal loop antenna system |
RU2741072C1 (en) * | 2020-07-27 | 2021-01-22 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal dipole antenna system |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000028344A1 (en) * | 1998-11-06 | 2000-05-18 | Ail Systems, Inc. | Antenna and method for two-dimensional angle-of-arrival determination |
US6184830B1 (en) * | 1997-10-02 | 2001-02-06 | Raytheon Company | Compensation of direction finding estimates for polarimetric errors |
US6295035B1 (en) * | 1998-11-30 | 2001-09-25 | Raytheon Company | Circular direction finding antenna |
US6989789B2 (en) * | 2000-02-25 | 2006-01-24 | Thales | Method for locating radioelectric sources using two-channel high resolution radiogoniometer |
RU2319162C1 (en) * | 2006-08-17 | 2008-03-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" | Circular direction finder |
RU2386977C1 (en) * | 2008-09-24 | 2010-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского | Method of direction finding and direction-finder for its implementation |
RU2393498C2 (en) * | 2008-09-18 | 2010-06-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Бриг" (ЗАО "НПП "Бриг") | Method of polarisation sensitive radio signal direction finding (versions) |
RU117017U1 (en) * | 2011-12-09 | 2012-06-10 | ООО "НПП "Росморсервис" | HIGH DYNAMIC ELECTRONIC GONIOMETER |
-
2012
- 2012-08-29 RU RU2012137021/07A patent/RU2529184C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6184830B1 (en) * | 1997-10-02 | 2001-02-06 | Raytheon Company | Compensation of direction finding estimates for polarimetric errors |
WO2000028344A1 (en) * | 1998-11-06 | 2000-05-18 | Ail Systems, Inc. | Antenna and method for two-dimensional angle-of-arrival determination |
US6295035B1 (en) * | 1998-11-30 | 2001-09-25 | Raytheon Company | Circular direction finding antenna |
US6989789B2 (en) * | 2000-02-25 | 2006-01-24 | Thales | Method for locating radioelectric sources using two-channel high resolution radiogoniometer |
RU2319162C1 (en) * | 2006-08-17 | 2008-03-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" | Circular direction finder |
RU2393498C2 (en) * | 2008-09-18 | 2010-06-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Бриг" (ЗАО "НПП "Бриг") | Method of polarisation sensitive radio signal direction finding (versions) |
RU2386977C1 (en) * | 2008-09-24 | 2010-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского | Method of direction finding and direction-finder for its implementation |
RU117017U1 (en) * | 2011-12-09 | 2012-06-10 | ООО "НПП "Росморсервис" | HIGH DYNAMIC ELECTRONIC GONIOMETER |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2741074C1 (en) * | 2020-07-23 | 2021-01-22 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal loop antenna system |
RU2741072C1 (en) * | 2020-07-27 | 2021-01-22 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Method of determining coordinates of a radio-frequency source from an aircraft board using a tri-orthogonal dipole antenna system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012137021A (en) | 2014-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11824272B2 (en) | In-field millimeter-wave phased array radiation pattern estimation and validation | |
US10571544B2 (en) | Direction finding using signal power | |
EP1872149B1 (en) | Positioning system with a sparse antenna array | |
EP1910860B1 (en) | A positioning system and method | |
KR20190084593A (en) | Method and apparatus for estimating direction of arrival using generation of virtual received signals | |
JP2010074781A (en) | Antenna apparatus | |
JP2017158086A (en) | Active phased array transmitter, active phased array receiver and active phased-array transmitter-receiver | |
JP2019158498A (en) | Wireless receiver, wireless reception method, and wireless system | |
KR20190041950A (en) | Wireless power transmitter using integrated array antenna, wireless power transmitter using compact mimo antenna and wireless power transmission system | |
JP2018116000A (en) | Radar device and object recognition method | |
RU2529184C2 (en) | Radio signal direction-finding method | |
US10379216B2 (en) | Positioning system | |
KR20040084639A (en) | Polarized wave measuring apparatus, and antenna characteristic apparatus and radio wave measuring apparatus using the same | |
Tamura et al. | Simple and accurate received signal strength-based localization using compact null-steering antennas | |
RU2752249C2 (en) | Multichannel direction finder of rf radio signals | |
JP2010112795A (en) | Radio wave arrival direction estimation apparatus and system | |
US11329518B2 (en) | Long-range wireless charging | |
RU2477497C2 (en) | Hydroacoustic navigation system | |
RU2594345C1 (en) | Method of increasing range of operation and increasing accuracy of measuring distance of radio frequency identification and positioning system | |
RU2389038C2 (en) | Monopulse radar with automatic calibration | |
JP5163765B2 (en) | Angle measuring device, radar device, angle measuring method and angle measuring program | |
RU2544879C1 (en) | Device for determining direction to signal source | |
RU2324198C1 (en) | Apparatus for object movement characteristics detection equipped with noise active interference protection | |
US11081791B2 (en) | Wireless communication device, control method, and program | |
KR20180082889A (en) | An apparatus for estimating a direction of signal source and a method of the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150830 |