RU2616597C1 - Direction finder of radio-frequency source with wide-angle conical scan - Google Patents

Direction finder of radio-frequency source with wide-angle conical scan Download PDF

Info

Publication number
RU2616597C1
RU2616597C1 RU2016117856A RU2016117856A RU2616597C1 RU 2616597 C1 RU2616597 C1 RU 2616597C1 RU 2016117856 A RU2016117856 A RU 2016117856A RU 2016117856 A RU2016117856 A RU 2016117856A RU 2616597 C1 RU2616597 C1 RU 2616597C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iri
direction finder
antenna beam
signal
radio
Prior art date
Application number
RU2016117856A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Владимирович Анцев
Александр Александрович Блудов
Сергей Александрович Борщин
Глеб Александрович Горбатовский
Евгений Леонидович Капылов
Владислав Станиславович Павлов
Александр Федорович Суворов
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс"
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 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс"
Priority to RU2016117856A priority Critical patent/RU2616597C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2616597C1 publication Critical patent/RU2616597C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/66Radar-tracking systems; Analogous systems
    • G01S13/68Radar-tracking systems; Analogous systems for angle tracking only
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/146Systems for determining direction or deviation from predetermined direction by comparing linear polarisation components
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: wide angle of the conical scan is achieved by using an antenna beam that is expanded only in one plane passing through its axis of rotation, and the direction finder contains an antenna, a generator of reference signals, radio-frequency receiver, frequency evaluation unit, driver of correction component, two deviation signal conditioners and two scaling units coupled in a certain manner.
EFFECT: expanded flare of the conical area of two-plane direction finding of radio-frequency source at a fixed level of estimation error for each of its two angular coordinates.
1 tbl, 14 dwg

Description

Предлагаемый пеленгатор с широкоугольным коническим сканированием относится к области радиолокации и предназначен для определения угловых координат локационного объекта, являющегося источником радиоизлучения (ИРИ) или отражения радиоволн, одновременно в двух плоскостях пеленгации - азимутальной и угломестной.The proposed direction finder with wide-angle conical scanning refers to the area of radar and is intended to determine the angular coordinates of a location object that is a source of radio emission (IRI) or reflection of radio waves, simultaneously in two direction finding planes - azimuthal and elevation.

Пеленгаторы, определяющие угловые координаты ИРИ за счет последовательного по времени изменения ориентации одного антенного луча, широко известны. Их главное преимущество состоит в простоте технической реализации радиолокационного приемника радиоизлучения, который, в отличие от аналогичных приемников моноимпульсных пеленгаторов [1], является одноканальным.Direction finding devices that determine the angular coordinates of the IRI due to a successive change in the orientation of one antenna beam are widely known. Their main advantage is the simplicity of the technical implementation of a radar receiver of radio emission, which, unlike similar receivers of single-pulse direction finders [1], is single-channel.

Известны двухплоскостные пеленгаторы [2, 3], которые выделяют информацию о двух угловых координатах ИРИ на основе последовательного по времени четырехтактного переключения ориентации одного узкого антенного луча («игольчатого» или «карандашного» типа) по четырем направлениям. Эти четыре направления имеют одинаковую широту углового смещения относительно опорного или равносигнального направления (РСН). (Для рассматриваемых пеленгаторов под РСН понимается направление, на котором равны сигналы, принимаемые последовательно по каждому из отстоящих друг относительно друга по времени направлений ориентации антенного луча). Указанные четыре направления расположены парами в азимутальной и угломестной плоскостях, причем каждая такая пара симметрична относительно РСН. В каждой плоскости пеленгации (азимутальной или угломестной) два направления ориентации антенного луча смещены друг относительно друга на угол, который обычно выбирается равным ширине диаграммы направленности (ДН) антенного луча по уровню половинной мощности [2, 3]. Таким образом, за четыре такта переключения ориентации антенного луча образуется пара азимутальных и пара угломестных пространственных каналов приема, которые разделяются с помощью временного стробирования. В результате попарного сравнения (вычитания) амплитуд сигналов двух азимутальных и двух угломестных пространственных каналов приема формируются оценки соответствующих угловых отклонений ИРИ относительно РСН по азимуту и по углу места (или угловых координат ИРИ, отсчитываемых относительно РСН).Two-plane direction finders are known [2, 3], which extract information on two angular coordinates of the IRI on the basis of four-time sequential switching of the orientation of one narrow antenna beam (“needle” or “pencil” type) in four directions. These four directions have the same latitude of angular displacement relative to the reference or equal signal direction (RSN). (For the direction finders under consideration, RSN means the direction in which the signals are received sequentially for each of the directions of the antenna beam orientation that are spaced apart from each other in time). These four directions are arranged in pairs in the azimuthal and elevation planes, each such pair being symmetrical with respect to the RSN. In each direction-finding plane (azimuthal or elevation), the two directions of orientation of the antenna beam are shifted relative to each other by an angle, which is usually chosen equal to the width of the radiation pattern (MD) of the antenna beam at half power [2, 3]. Thus, in four clock cycles of switching the orientation of the antenna beam, a pair of azimuthal and a pair of elevated spatial reception channels are formed, which are separated by time gating. As a result of pairwise comparison (subtraction) of the amplitudes of the signals of the two azimuthal and two elevated spatial reception channels, estimates of the corresponding angular deviations of the IRI relative to the RSN in azimuth and elevation (or the angular coordinates of the IRI measured relative to the RSN) are formed.

В широко известном методе конического сканирования [2-8] последовательное четырехтактное переключение ориентации одного осесимметричного антенного луча заменено на непрерывное изменение направления его оси. При этом перемещение данной оси описывает в пространстве коническую поверхность с вершиной, находящейся в фазовом центре приема антенны, а ось такой конической поверхности совпадает с РСН. С целью независимого выделения оценок азимута и угла места ИРИ низкочастотная огибающая принимаемого сигнала ИРИ детектируется относительно двух ортогональных опорных сигналов проводимого конического сканирования. Варианты реализации метода конического сканирования представлены во многих печатных изданиях по радиолокации, например, в [2-8].In the well-known conical scanning method [2-8], the successive four-stroke switching of the orientation of one axisymmetric antenna beam is replaced by a continuous change in the direction of its axis. The movement of this axis describes in space a conical surface with a vertex located in the phase center of the antenna, and the axis of such a conical surface coincides with the RSN. In order to independently extract estimates of the azimuth and elevation angle of the IRI, the low-frequency envelope of the received IRI signal is detected relative to two orthogonal reference signals of the conical scan. Implementations of the conical scanning method are presented in many printed publications on radar, for example, in [2-8].

В известных реализациях метода конического сканирования используется осесимметричный антенный луч «карандашного» типа. Ширина этого антенного луча определяет раствор конической области пространства, в которой возможна пеленгация ИРИ и однозначны оценки двух его угловых координат (т.е. конической области пеленгации ИРИ). Очевидно, что расширение раствора такой области может быть обеспечено за счет увеличения ширины антенного луча, причем одновременно по двум ортогональным плоскостях его сечения (в силу осевой симметрии данного луча). Однако, такой технический прием влечет за собой значительный рост погрешности пеленгации ИРИ как ввиду снижения коэффициента усиления антенны, так и ввиду падения крутизны ската ДН антенного луча. Отсюда следует, что возможность расширения конической области пеленгации ИРИ ограничена значительными потерями в точности пеленгации ИРИ.In well-known implementations of the conical scanning method, an axisymmetric pencil-type antenna beam is used. The width of this antenna beam determines the solution of the conical region of space in which the direction finding of the IRI is possible and unambiguous estimates of its two angular coordinates (i.e., the conical region of the direction finding of the IRI). Obviously, the expansion of the solution of such a region can be achieved by increasing the width of the antenna beam, at the same time along two orthogonal planes of its section (due to the axial symmetry of this beam). However, this technique entails a significant increase in the error of direction finding of the IRI, both due to a decrease in the antenna gain and due to a decrease in the slope of the slope of the antenna beam bottom. It follows that the possibility of expanding the conical region of direction finding of the IRI is limited by significant losses in the accuracy of direction finding of the IRI.

Под широкоугольным коническим сканированием будем понимать перемещение антенного луча по конической поверхности, раствор которой значительно превосходит минимальную ширину сечения данного луча (по уровню половинной мощности).By wide-angle conical scanning we mean the movement of an antenna beam over a conical surface, the solution of which significantly exceeds the minimum width of the section of a given beam (in terms of half power).

Известно широкоугольное сканирование, осуществляемое по линейному закону и применяемое в обзорных радиолокационных системах [2, 3, 8, 9], например, в радиолокационных станциях панорамного обзора. К такому типу широкоугольного сканирования привязаны методы пеленгации, основанные на линейном перемещении антенного луча в одной плоскости. Наиболее распространенными из них являются амплитудные методы выделения угловой координатной информации из временного положения огибающей принимаемого радиолокационного сигнала, который промодулирован линейно сканирующим антенным лучом. Технические реализации методов пеленгации обзорных радиолокационных систем представлены структурами и соответствующими алгоритмами в литературных источниках [2, 3, 7-9], где данные методы разделены согласно используемым процедурам оценки информационного временного параметра. Наряду с этим, известно также и применение фазовых методов пеленгации в обзорных радиолокационных системах, например, метода сканирования фазового центра [3].Known wide-angle scanning, carried out according to a linear law and used in surveillance radar systems [2, 3, 8, 9], for example, in panoramic radar stations. Direction finding methods based on the linear movement of the antenna beam in the same plane are tied to this type of wide-angle scanning. The most common of these are amplitude methods for extracting angular coordinate information from the temporal position of the envelope of the received radar signal, which is modulated by a linearly scanning antenna beam. Technical implementations of direction finding methods for survey radar systems are presented by structures and corresponding algorithms in literature [2, 3, 7-9], where these methods are divided according to the procedures used to estimate the information time parameter. Along with this, the application of phase direction finding methods in survey radar systems is also known, for example, the phase center scanning method [3].

Указанным методам пеленгации обзорных радиолокационных систем, основывающимся на линейном типе широкоугольного сканирования, присущи известные недостатки, касающиеся, в частности, малой точности пеленгации ИРИ, что показано в [3, 9]. Кроме того, реализации данных методов в виде структур, относятся, как правило, к одноплоскостной пеленгации (чаще всего - по азимуту).The indicated methods for direction finding of survey radar systems, based on the linear type of wide-angle scanning, have known drawbacks regarding, in particular, the low accuracy of direction finding of IRI, as shown in [3, 9]. In addition, implementations of these methods in the form of structures relate, as a rule, to single-plane direction finding (most often in azimuth).

Наиболее близким по большинству совпадающих с заявляемым пеленгатором существенных признаков, по мнению авторов, является пеленгатор, описанный в [10, с. 252, рис. 9.16].The closest in most significant coinciding with the claimed direction-finding essential features, according to the authors, is the direction-finder described in [10, p. 252, fig. 9.16].

Главный недостаток указанного пеленгатора-прототипа и известных пеленгаторов, являющихся аналогами заявляемого пеленгатора, состоит в небольшой ширине раствора конической области пеленгация ИРИ, в которой оценки двух его угловых координат однозначны. Использование в известных пеленгаторах осесимметричного антенного луча «карандашного» типа ограничивает возможность расширения раствора конической области пеленгации ИРИ ввиду необходимости соответствующего расширения ДН (причем, одновременно в двух плоскостях), что, как известно, сопряжено со следующими негативными обстоятельствами: а) снижением коэффициента направленного действия (КНД) антенны [11], следовательно, и отношения сигнал/шум (энергетического показателя); б) уменьшением пеленгационной чувствительности [1, 3, 4] (метрического показателя). Совместные потери по энергетическому и метрическому показателям приводят к значительному росту случайной (шумовой, флюктуационной) погрешности оценки каждой из двух угловых координат ИРИ.The main disadvantage of the specified direction finder prototype and known direction finders, which are analogues of the inventive direction finder, is the small width of the solution in the conical region of the direction finding IRI, in which the estimates of its two angular coordinates are unambiguous. The use of the pencil-shaped axisymmetric antenna beam in the known direction finders limits the possibility of expanding the solution of the conical IRI direction finding region due to the need for corresponding expansion of the radiation pattern (moreover, in two planes at the same time), which, as is known, is associated with the following negative circumstances: (KND) antenna [11], therefore, the signal-to-noise ratio (energy indicator); b) a decrease in direction-finding sensitivity [1, 3, 4] (metric indicator). Joint losses in energy and metric indicators lead to a significant increase in the random (noise, fluctuation) error in estimating each of the two angular coordinates of the IRI.

В связи с этим, практический интерес представляет пеленгатор, основанный на структурном базисе пеленгатора-прототипа и позволяющий обеспечить наибольшую ширину раствора конической области пеленгации ИРИ при заданном уровне погрешности оценки каждой из двух его угловых координат, т.е. при существенно меньших потерях в точности пеленгации ИРИ по сравнению с пеленгатором-прототипом. Для количественного описания технического результата изобретения принимается мера возможного расширения раствора конической области пеленгации ИРИ при фиксированном среднеквадратическом отклонении (СКО) оценки каждой из двух угловых координат ИРИ от ее истинного значения.In this regard, the direction finder is of practical interest, based on the structural basis of the prototype direction finder and allows to provide the largest solution width of the conical IR direction finding region for a given level of estimation error for each of its two angular coordinates, i.e. with significantly smaller losses in the accuracy of direction finding IRI compared with the direction finder prototype. For a quantitative description of the technical result of the invention, a measure is taken of the possible expansion of the solution of the conical region of direction finding of the IRI with a fixed standard deviation (RMS) of the estimate of each of the two angular coordinates of the IRI from its true value.

Пеленгатор-прототип (фиг. 1) содержит последовательно соединенные генератор опорных сигналов (ГОС), антенну (А) и приемник радиоизлучения (ПРИ), а также первый и второй формирователи сигналов отклонения (ФСО), первые входы которых соединены с выходом приемника радиоизлучения, а их вторые входы соединены соответственно с вторым и третьим выходами генератора опорных сигналов, при этом выходы первого и второго формирователей сигналов отклонения являются выходами пеленгатора-прототипа по азимуту и углу места соответственно.The direction finder prototype (Fig. 1) contains a series-connected reference signal generator (GOS), an antenna (A) and a radio emission receiver (PRI), as well as the first and second deviation signal conditioners (FSO), the first inputs of which are connected to the output of the radio emission receiver, and their second inputs are connected respectively to the second and third outputs of the reference signal generator, while the outputs of the first and second shaper of the deviation signals are the outputs of the direction finder prototype in azimuth and elevation, respectively.

Работа пеленгатора-прототипа происходит следующим образом.The direction finder prototype is as follows.

Сигнал от ИРИ приходит в виде потока мощности, который преобразуется антенной в электрический сигнал на ее выходе. Направление прихода этого потока мощности, являющееся направлением на ИРИ, иллюстрирует фиг. 3 в измерительной декартовой системе координат XYZ, где X0Z и Y0Z - соответственно азимутальная и угломестная плоскости пеленгации.The signal from the IRI comes in the form of a power stream, which is converted by the antenna into an electrical signal at its output. The direction of arrival of this power flow, which is the direction to the IRI, is illustrated in FIG. 3 in the measuring Cartesian coordinate system XYZ, where X0Z and Y0Z are the azimuthal and elevation bearing planes, respectively.

Из фиг. 3 видно, что пространственное положение ИРИ характеризуется двумя углами θX и θY между РСН и проекциями направления на ИРИ на плоскости X0Z и Y0Z соответственно. Наряду с этим, на фиг. 3 показаны также координаты ИРИ в измерительной сферической системе координат (связанной с системой координат XYZ): углы θ и ϕ - соответственно широта и долгота ИРИ. Пару углов θX и θY (или θ и ϕ) далее будем считать угловыми координатами ИРИ, отсчитываемыми относительно РСН.From FIG. Figure 3 shows that the spatial position of the IRI is characterized by two angles θ X and θ Y between the RSN and the projection directions on the IRI on the plane X0Z and Y0Z, respectively. Along with this, in FIG. Figure 3 also shows the coordinates of the IRI in the measuring spherical coordinate system (associated with the coordinate system XYZ): the angles θ and ϕ are the latitude and longitude of the IRI, respectively. A pair of angles θ X and θ Y (or θ and ϕ) will then be considered the angular coordinates of the IRI, measured relative to the RSN.

Работа пеленгатора-прототипа синхронизируется управляющим сигналом, который поступает с первого выхода ГОС на вход антенны, являющийся входом позиционирования оси ее луча по углу поворота в плоскости X0Y (по долготе сферической системы координат - фиг. 3). Данный управляющий сигнал задает непрерывное вращение антенного луча «карандашного» типа вокруг РСН (оси 0Z) с круговой частотой Ω, что обусловливает перемещение его оси по конической поверхности, имеющий раствор Θ (фиг. 4).The direction finder prototype is synchronized by a control signal, which comes from the first GOS output to the antenna input, which is the positioning axis of its beam by the rotation angle in the X0Y plane (by the longitude of the spherical coordinate system - Fig. 3). This control signal determines the continuous rotation of the pencil-shaped antenna beam around the PCH (axis 0Z) with a circular frequency Ω, which causes its axis to move along the conical surface having a solution Θ (Fig. 4).

В дополнение к этому, фиг. 4 иллюстрирует непрерывное изменение угла поворота Ωt оси 0х декартовой системы координат xyz, связанной с антенным лучом, относительной оси 0Х измерительной системы координат XYZ. Поворот осуществляется относительно единой для двух координатных систем xyz и XYZ вертикальной оси РСН, которое совпадает с совмещенными осями 0Z и 0z.In addition to this, FIG. 4 illustrates a continuous change in the angle of rotation Ωt of the axis 0x of the Cartesian coordinate system xyz associated with the antenna beam, relative to the axis 0X of the measuring coordinate system XYZ. The rotation is carried out relatively uniform for the two coordinate systems xyz and XYZ of the vertical axis of the RSN, which coincides with the combined axes 0Z and 0z.

Для описания ДН антенного луча в связанной с ним системе координат xyz будем использовать углы ϑx и ϑy между осью 0z и проекциями пространственного направления, характеризуемого данными углами, на плоскости x0z и y0z соответственно, аналогично углам θX и θY в системе координат XYZ (фиг. 3).To describe the antenna beam bottom in the xyz coordinate system, we use the angles ϑ x and ϑ y between the 0z axis and the projections of the spatial direction characterized by these angles on the x0z and y0z planes, respectively, similarly to the angles θ X and θ Y in the XYZ coordinate system (Fig. 3).

Типичный вид ДН сечения антенного луча «карандашного» типа F0x,0) в плоскости x0z представлен на фиг. 5. Плоскость x0z является плоскостью, в которой этот антенный луч имеет смещение относительно оси 0z. Это смещение, как видно из фиг. 5, зависит от ширины антенного луча «карандашного» типа Δϑ (по уровню половинной мощности) и может быть принят равным Δϑ/2.A typical DN of the cross section of the pencil-shaped antenna beam of type F 0x , 0) in the x0z plane is shown in FIG. 5. The x0z plane is the plane in which this antenna beam has an offset relative to the 0z axis. This offset, as can be seen from FIG. 5, depends on the width of the antenna beam of the "pencil" type Δϑ (in terms of half power) and can be taken equal to Δϑ / 2.

Сигнал ИРИ с выхода антенны поступает на вход ПРИ, где осуществляется его усиление, частотно-временная обработка и выделение низкочастотной огибающей, амплитуда которой изменяется по времени синхронно с перемещением антенного луча. Кроме того, в ПРИ выполняется нормировка принимаемого сигнала ИРИ с помощью автоматической регулировки усиления (АРУ). Инерционность АРУ выбирается из соображений обеспечения неискаженного воспроизведения закона амплитудной модуляции, вносимой перемещением антенного луча [2, 8]. При этом можно считать, что действие АРУ сводится к замене текущего значения амплитуды принимаемого сигнала ИРИ на постоянный коэффициент kA в полосе частот, которые значительно меньше частоты Ω.The IRI signal from the antenna output is fed to the PXR input, where it is amplified, time-frequency processed, and the low-frequency envelope is extracted, the amplitude of which changes in time synchronously with the movement of the antenna beam. In addition, in PRI, the received signal of the IRI is normalized using automatic gain control (AGC). The AGC inertia is selected for reasons of ensuring undistorted reproduction of the law of amplitude modulation introduced by the displacement of the antenna beam [2, 8]. Moreover, we can assume that the action of AGC is reduced to replacing the current value of the amplitude of the received IRI signal with a constant coefficient k A in the frequency band, which is much less than the frequency Ω.

При отношениях сигнал/шум, обеспечивающих нормальное функционирование пеленгатора-прототипа, можно не учитывать небольшое смещение выходного сигнала ПРИ, сопровождающее амплитудное детектирование в условиях внутриприемного шума [12]. Это допущение позволяет описать выходной сигнал ПРИ пеленгатора-прототипа s0(θ,ϕ,t) как функцию времени и сферических координат ИРИ θ и ϕ (фиг. 3). Использование сферических координат упрощает дальнейшее изложение, при этом ДН перемещающегося антенного луча «карандашного» типа (фиг. 4) выражается с использованием следующих аргументов: F0(θ,Ωt-ϕ), а принимаемый сигнал ИРИ равен s0(θ,ϕ,t)=kAF0(θ,Ωt-ϕ).When the signal-to-noise ratio, ensuring the normal functioning of the direction finder-prototype, you can not take into account the small shift of the output signal of the PRI, accompanying amplitude detection in conditions of in-house noise [12]. This assumption allows us to describe the output signal of the PRI of the direction finder prototype s 0 (θ, ϕ, t) as a function of time and spherical coordinates of the IRI θ and ϕ (Fig. 3). The use of spherical coordinates simplifies further exposition, while the MD of a moving pencil-type antenna beam (Fig. 4) is expressed using the following arguments: F 0 (θ, Ωt-ϕ), and the received IRI signal is equal to s 0 (θ, ϕ, t) = k A F 0 (θ, Ωt-ϕ).

С выхода ПРИ сигнал sо(θ,ϕ,t) поступает одновременно на первые входы первого и второго ФСО, которые производят обработку соответственно по азимутальной и угломестной плоскостям пеленгации. На вторые входы первого и второго ФСО поступают азимутальный и угломестный опорные сигналы сканирования uX(t)=UcosΩt и uY(t)=UsinΩt со второго и третьего выходов ГОС соответственно, где U - амплитуда опорных сигналов сканирования.From the PXR output, the signal s о (θ, ϕ, t) is supplied simultaneously to the first inputs of the first and second FSO, which process along the azimuthal and elevation direction finding planes, respectively. The azimuthal and elevation reference scanning signals u X (t) = UcosΩt and u Y (t) = UsinΩt from the second and third GOS outputs, respectively, are received at the second inputs of the first and second FSOs, respectively, where U is the amplitude of the reference scanning signals.

Каждый ФСО выполняет функцию перемножения двух входных сигналов с последующим выделением постоянной составляющей. Такая операция эквивалентна фазовому детектированию, реализуемому фазовым детектором [12, 14].Each FSO performs the function of multiplying two input signals with the subsequent separation of the DC component. Such an operation is equivalent to phase detection implemented by a phase detector [12, 14].

В результате обработки, проводимой в каждом из двух ФСО, формируются два сигнала, соответствующие оценкам угловых отклонений ИРИ от РСН (двух угловых координат ИРИ):

Figure 00000001
- на выходе первого ФСО для угла θX≅θcosϕ в плоскости X0Z,
Figure 00000002
- на выходе второго ФСО для угла θY≅θsinϕ в плоскости Y0Z, где верхний индекс
Figure 00000003
указывает на принадлежность данных оценок пеленгатору-прототипу (здесь и далее).As a result of processing carried out in each of the two FSOs, two signals are generated corresponding to estimates of the angular deviations of the IRI from the RSN (two angular coordinates of the IRI):
Figure 00000001
- at the output of the first FSO for the angle θ X ≅θcosϕ in the plane X0Z,
Figure 00000002
- at the output of the second FSO for the angle θ Y ≅θsinϕ in the plane Y0Z, where the superscript
Figure 00000003
indicates the belonging of these estimates to the direction finder prototype (hereinafter).

Оценки

Figure 00000004
и
Figure 00000005
воспроизводятся в виде сигналов на выходах первого и второго ФСО, совпадающих с выходами пеленгатора-прототипа соответственно по азимуту и углу места (фиг. 1), и являются результатом работы пеленгатора-прототипа.Grades
Figure 00000004
and
Figure 00000005
reproduced in the form of signals at the outputs of the first and second FSO, coinciding with the outputs of the direction finder prototype, respectively, in azimuth and elevation (Fig. 1), and are the result of the direction finder prototype.

Математические операции, проводимые в первом и втором ФСО на периоде сканирования T=2π/Ω антенного луча, имеют соответствующие записи:The mathematical operations carried out in the first and second FSO during the scanning period T = 2π / Ω of the antenna beam have the corresponding entries:

Figure 00000006
Figure 00000006

где

Figure 00000007
- амплитудный коэффициент n-й гармоники спектрального разложения [13] сканирующей ДН F0(θ,Ωt-ϕ) (
Figure 00000008
- соответственно для первой гармоники), kS - коэффициент передачи одного ФСО, kε=kSkAU - коэффициент пропорциональности для рассматриваемых оценок.Where
Figure 00000007
is the amplitude coefficient of the nth harmonic of the spectral decomposition [13] of the scanning pattern F 0 (θ, Ωt-ϕ) (
Figure 00000008
- respectively, for the first harmonic), k S is the transmission coefficient of one FSO, k ε = k S k A U is the proportionality coefficient for the considered estimates.

Из (1) видно, что оценки

Figure 00000009
и
Figure 00000010
пропорциональны амплитуде первой гармоники спектрального разложения принимаемого сигнала ИРИ, при этом остальные гармоники данного разложения отсекаются, что аналогичным образом показано в [2].From (1) it can be seen that the estimates
Figure 00000009
and
Figure 00000010
are proportional to the amplitude of the first harmonic of the spectral decomposition of the received IRI signal, while the remaining harmonics of this decomposition are cut off, which is similarly shown in [2].

Зависимость оценки

Figure 00000011
от угла θX при θY=0 (ϕ=0), являющаяся пеленгационной характеристикой (ПХ) пеленгатора-прототипа в плоскости X0Z, определяется зависимостью
Figure 00000012
(с точностью до постоянного коэффициента). Аналогично, зависимость оценки
Figure 00000013
от угла θY при θX=0 (ϕ=π/2) или ПХ пеленгатора-прототипа в плоскости Y0Z также определяется зависимостью
Figure 00000014
. Следовательно, две указанные ПХ совпадают между собой ввиду тождественности условий их формирования при коническом сканировании.Rating Dependence
Figure 00000011
from the angle θ X at θ Y = 0 (ϕ = 0), which is the direction-finding characteristic (PX) of the direction finder prototype in the X0Z plane, is determined by the dependence
Figure 00000012
(accurate to a constant coefficient). Similarly, the dependence of the estimate
Figure 00000013
the angle θ Y at θ X = 0 (ϕ = π / 2) or the PX of the direction finder prototype in the Y0Z plane is also determined by the dependence
Figure 00000014
. Therefore, the two indicated HRPs coincide due to the identity of the conditions of their formation during conical scanning.

В силу описанных свойств ПХ, в обосновании технического результата изобретения удобно использовать оценку

Figure 00000015
для широты ИРИ
Figure 00000016
, которая равна
Figure 00000017
. Зависимость оценки
Figure 00000015
от угла θ определена для значений θ≥0 и совпадает с правыми ветвями ПХ по плоскостям X0Z и Y0Z, что следует из (1).By virtue of the described properties of HRP, it is convenient to use the estimate in substantiating the technical result of the invention
Figure 00000015
for the breadth of Iran
Figure 00000016
which is equal to
Figure 00000017
. Rating Dependence
Figure 00000015
angle θ is defined for values of θ≥0 and coincides with the right PX branches along the planes X0Z and Y0Z, which follows from (1).

Ранее указывалось, что основным функциональным показателем, отражающим технический результат изобретения, является ширина раствора конической области пеленгации ИРИ, которая определяется расстоянием между минимумом и максимумом ПХ. Поэтому, с целью сравнения заявляемого пеленгатора с пеленгатором-прототипом по основному функциональному показателю можно использовать как одну из центрально симметричных ПХ (в плоскости X0Z или Y0Z), так и соответствующую зависимость оценки широты ИРИ от угла θ.It was previously indicated that the main functional indicator reflecting the technical result of the invention is the width of the solution of the conical region of the direction finding of the IRI, which is determined by the distance between the minimum and maximum of the HRP. Therefore, in order to compare the inventive direction finder with the direction finder prototype according to the main functional indicator, you can use either one of the centrally symmetric PX (in the X0Z or Y0Z plane), or the corresponding dependence of the IR latitude estimate on the angle θ.

Технический результат от использования заявляемого пеленгатора состоит в расширении раствора конической области двухплоскостной пеленгации ИРИ при фиксированном уровне погрешности оценки каждой из двух его угловых координат.The technical result from the use of the inventive direction finder is to expand the solution of the conical region of the two-plane direction finding IRI with a fixed level of error in the estimation of each of its two angular coordinates.

Для достижения указанного технического результата в пеленгаторе источника радиоизлучения, содержащем, так же как и пеленгатор-прототип, последовательно соединенные генератор опорных сигналов, антенну и приемник радиоизлучения, а также первый и второй формирователи сигналов отклонения, первые входы которых соединены с выходом приемника радиоизлучения, а их вторые входы соединены соответственно с вторым и третьим выходами генератора опорных сигналов, введено расширение антенного луча в одной плоскости, которая проходит через ось его вращения, а также введены последовательно соединенные блок оценки частоты и формирователь корректирующей компоненты, а также первый и второй блоки масштабирования, первые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго формирователей сигналов отклонения, первый и второй входы блока оценки частоты подключены соответственно к выходу приемника радиоизлучения и четвертому выходу генератора опорных сигналов, вторые входы первого и второго блоков масштабирования совместно подключены к выходу формирователя корректирующей компоненты, а их выходы являются выходами заявляемого пеленгатора.To achieve the specified technical result in the direction finder of the radio emission source, which contains, as well as the direction finder prototype, series-connected reference signal generator, antenna and radio emission receiver, as well as the first and second deflection signal shapers, the first inputs of which are connected to the output of the radio emission receiver, and their second inputs are connected respectively to the second and third outputs of the reference signal generator, an extension of the antenna beam is introduced in one plane, which passes through its axis in expansion, as well as a series-connected frequency estimation unit and a correction component driver, as well as the first and second scaling units, the first inputs of which are connected respectively to the outputs of the first and second deviation signal conditioners, the first and second inputs of the frequency estimation unit are connected respectively to the output of the radio emission receiver and the fourth output of the reference signal generator, the second inputs of the first and second scaling units are jointly connected to the output of the shaper corrector boiling components, and their outputs are the outputs of the claimed finder.

В известных пеленгаторах, использующих метод конического сканирования, не содержится признаков, отличающих заявляемый пеленгатор от пеленгатора-прототипа. Применение в заявляемом пеленгаторе модифицированного антенного луча вместе с вновь вводимыми блоками и связями позволяет обеспечить расширенный (относительно известных пеленгаторов) раствор конической области пространства, в которой возможна пеленгация ИРИ при фиксированном уровне погрешности оценки каждой из двух его угловых координат.In the known direction finders using the conical scanning method, there are no signs distinguishing the claimed direction finder from the direction finder prototype. The use of a modified antenna beam in the inventive direction finder together with newly introduced blocks and connections allows providing an expanded (with respect to known direction finders) solution of the conical region of space in which IR direction finding is possible with a fixed level of estimation error for each of its two angular coordinates.

Во многих практических применениях пеленгаторов, использующих метод конического сканирования, существенное значение имеет ширина раствора конической области пеленгации ИРИ, в которой однозначны оценки его угловых координат. В частности, это относится к ситуации, когда антенна пеленгатора жестко связана с его подвижным носителем (платформой). Пространственные эволюции этого носителя сопровождаются изменениями ориентации антенного луча (например, ввиду непостоянства углов рыскания и тангажа беспилотного летательного аппарата [15]), которые не всегда могут быть полностью скомпенсированы [16, 17].In many practical applications of direction finders using the conical scanning method, the width of the solution of the conical direction finding region of the IRI is significant, in which the estimates of its angular coordinates are unambiguous. In particular, this refers to a situation where the direction finder antenna is rigidly connected to its movable carrier (platform). The spatial evolution of this carrier is accompanied by changes in the orientation of the antenna beam (for example, due to the inconsistency of the yaw and pitch angles of the unmanned aerial vehicle [15]), which cannot always be fully compensated [16, 17].

Изобретение направлено на расширение раствора конической области пеленгации ИРИ, а технический результат изобретения достигается за счет следующих двух черт заявляемого пеленгатора, которые отличают его от пеленгатора-прототипа.The invention is aimed at expanding the solution of the conical region of the direction finding of the IRI, and the technical result of the invention is achieved due to the following two features of the inventive direction finder, which distinguish it from the direction finder prototype.

1. Использования широкоугольного конического сканирования антенным лучом «веерного» типа, подобно радиолокационным станциям панорамного обзора [2, 3, 5, 8]. Такой антенный луч имеет расширенную ДН только в одной плоскости, проходящей через ось конической поверхности его перемещения. Результатом сканирования данным антенным лучом является охват широкой конической области пространства, в которой возможна пеленгация ИРИ.1. The use of wide-angle conical scanning by the “fan” type antenna beam, similar to panoramic panoramic radars [2, 3, 5, 8]. Such an antenna beam has an expanded beam pattern in only one plane passing through the axis of the conical surface of its movement. The result of scanning with this antenna beam is the coverage of a wide conical region of space in which IR direction finding is possible.

2. Введения в функциональную схему пеленгатора-прототипа новых блоков и связей, обеспечивающих извлечение оценок угловых координат ИРИ с учетом специфики амплитудной модуляции принимаемого сигнала ИРИ, связанной с использованием антенного луча «веерного» типа. Специфика этой модуляции позволяет совместить метод пеленгации, используемый в пеленгаторе-прототипе, с вводимым в заявляемый пеленгатор дополнительным методом, состоящем в оценке времени контакта с ИРИ с целью выделения информации об угловом положении ИРИ в пределах всей широкой конической области сканирования антенного луча «веерного» типа.2. Introducing new blocks and links into the functional diagram of the direction finder-prototype, providing the extraction of estimates of the angular coordinates of the IRI, taking into account the specifics of the amplitude modulation of the received IRI signal, associated with the use of the "fan" type antenna beam. The specificity of this modulation allows you to combine the direction finding method used in the direction finder prototype with the additional method introduced into the inventive direction finder, consisting of estimating the contact time with the IRI in order to extract information about the angular position of the IRI within the entire wide conical scanning region of the “fan” type antenna beam .

Рассмотрим поочередно каждый из двух отмеченных пунктов.Let us consider each of the two marked points in turn.

При коническом сканировании ось луча антенны перемещается по конической поверхности, а система координат xyz, связанная с данным антенным лучом, вращается вокруг оси РСН (совпадающей с осями 0z и 0Z) с угловой скоростью Ω относительно измерительной системы координат XYZ, что иллюстрирует фиг. 4 для пеленгатора-прототипа и фиг. 6 - для заявляемого пеленгатора.During conical scanning, the axis of the antenna beam moves along the conical surface, and the xyz coordinate system associated with this antenna beam rotates around the PCH axis (coinciding with the axes 0z and 0Z) with an angular velocity Ω relative to the measuring coordinate system XYZ, as illustrated in FIG. 4 for the direction finder prototype and FIG. 6 - for the inventive direction finder.

Раствор 0 конической поверхности, образуемой за счет перемещения антенного луча «карандашного» типа в пеленгаторе-прототипе (фиг. 4), определяется углом между двумя направлениями оси данного луча в два момента времени, которые отстоят друг от друга на половину периода сканирования Т/2=π/Ω.The solution 0 of the conical surface formed by moving the “pencil” type antenna beam in the direction finder prototype (Fig. 4) is determined by the angle between the two directions of the axis of this beam at two points in time that are apart from each other by half the T / 2 scanning period = π / Ω.

Направление Н антенного луча «веерного» типа, перемещение которого формирует коническою поверхность с расширенным раствором Θ (фиг. 6), соответствует дальней (относительно РСН) границе плоского вершинного участка ДН данного луча. При этом раствор Θ определяется как угол между направлением Н и противоположным ему направлением ПН, которое смещено по времени на T/2.The direction H of the "fan" type antenna beam, the movement of which forms a conical surface with an expanded solution Θ (Fig. 6), corresponds to the distant (relative to the RSN) boundary of the flat vertex portion of the beam of the given beam. In this case, the solution Θ is defined as the angle between the direction of H and the opposite direction of the ST, which is shifted in time by T / 2.

Аналитические связи раствора Θ с параметрами антенных лучей «карандашного» и «веерного» типов нетрудно установить на основе фиг. 5 и 7, где соответственно показаны ДН данных антенных лучей. При описании ДН каждого антенного луча в системе координат xyz используются углы ϑx и ϑy между осью 0z и проекциями пространственного направления, характеризуемого данными углами, на плоскости x0z и y0z соответственно. Параметры ширины рассматриваемых антенных лучей определяются по уровню половинной мощности: Δϑx - в плоскости x0z и Δϑy - в плоскости y0z. На фиг. 5 изображено сечение ДН антенного луча «карандашного» типа в плоскости x0z, а на фиг. 7 - сечения ДН антенного луча «веерного» типа: а) в плоскости x0z; б) в плоскости, которая ортогональна плоскости x0z и имеет смещение Δϑy/2 по оси ϑх.The analytical relationships of the solution Θ with the parameters of the pencil and fan type antenna beams can be easily established based on FIG. 5 and 7, where, respectively, the antenna patterns of these antenna beams are shown. When describing the pattern of each antenna beam in the xyz coordinate system, the angles ϑ x and ϑ y are used between the 0z axis and the projections of the spatial direction characterized by these angles on the x0z and y0z planes, respectively. The width parameters of the antenna beams under consideration are determined by the level of half power: Δϑ x - in the x0z plane and Δϑ y - in the y0z plane. In FIG. 5 shows a cross section of the bottom line of the antenna pencil-type beam in the x0z plane, and FIG. 7 - sections of the bottom of the antenna beam of the "fan" type: a) in the x0z plane; b) in a plane that is orthogonal to the x0z plane and has an offset Δϑ y / 2 along the ϑ x axis.

В случае антенного луча «карандашного» типа, используемого в пеленгаторе-прототипе, справедливо равенство Δϑx=Δϑy=Δϑ, а из фиг. 5 следует, что раствор Θ равен ширине Δϑ при пересечении ДН F0x,0) этого антенного луча оси 0z на уровне

Figure 00000018
. (Данное численное значение принято с целью упрощения изложения, хотя возможны и другие численные значения [2, 18]). Величина Δϑ принимается как базовая ширина антенного луча, которая соответствует заданным размерам антенны, длине волны λ, а также амплитудно-фазовому распределению поля в раскрыве антенны. Например: Δϑ≅59λ/d, град - в случае равномерного синфазного возбуждения круглого раскрыва антенны диаметром d [11].In the case of the pencil-shaped antenna beam used in the direction finder prototype, the equality Δϑ x = Δϑ y = Δϑ is valid, and from FIG. 5 it follows that the solution Θ is equal to the width Δϑ at the intersection of the beam F 0x , 0) of this antenna beam of the 0z axis at the level
Figure 00000018
. (This numerical value was taken to simplify the presentation, although other numerical values are possible [2, 18]). The value Δϑ is taken as the base width of the antenna beam, which corresponds to the given dimensions of the antenna, wavelength λ, as well as the amplitude-phase distribution of the field in the aperture of the antenna. For example: Δϑ≅59λ / d, deg - in the case of uniform in-phase excitation of a round aperture of an antenna with a diameter d [11].

Антенный луч «веерного» типа, использование которого отличает заявляемый пеленгатор от пеленгатора-прототипа, будем характеризовать коэффициентом а, отражающим различие параметров ширины данного луча в плоскостях x0z и y0z в виде: а=Δϑх/Δϑy.Antenna beam "fan" type, the use of which distinguishes the claimed direction finder from the direction finder of the prototype, we will characterize the coefficient a , reflecting the difference in the width parameters of this beam in the planes x0z and y0z in the form: a = Δϑ x / Δϑ y .

Формирование ДН антенного луча «веерного» типа может быть реализовано через комбинацию нескольких (минимум - двух) парциальных ДН, имеющих различные смещения в плоскости x0z, пример которых показан на фиг. 7, а пунктиром. При этом каждая такая парциальная ДН описывает антенный луч «карандашного» типа с одним параметром ширины Δϑ, а в результате линейной комбинации нескольких парциальных ДН с различными смещениями только в плоскости x0z нетрудно получить Δϑx=aΔϑ. В плоскости, ортогональной плоскости x0z, смещения рассматриваемых парциальных ДН отсутствуют, следовательно: Δϑy=Δϑ, что иллюстрирует фиг. 7, б.The “beam” type antenna beam pattern can be realized through a combination of several (at least two) partial patterns with different offsets in the x0z plane, an example of which is shown in FIG. 7, and the dotted line. Moreover, each such partial MD describes a pencil-type antenna beam with one width parameter Δϑ, and as a result of a linear combination of several partial MDs with different displacements only in the x0z plane, it is easy to obtain Δϑ x = a Δϑ. In the plane orthogonal to the x0z plane, there are no displacements of the considered partial MDs, therefore: Δϑ y = Δϑ, as illustrated in FIG. 7, b.

С учетом проведенных рассуждений и иллюстрации сечения антенного луча «веерного» типа в плоскости x0z (фиг. 7, а), проходящей через ось конической поверхности сканирования и направление Н (фиг. 6 и 7, а), раствор данной конической поверхности для заявляемого пеленгатора будет равенGiven the considerations and illustration of the cross section of the antenna beam of the "fan" type in the x0z plane (Fig. 7, a) passing through the axis of the conical scanning surface and the direction H (Fig. 6 and 7, a), a solution of this conical surface for the inventive direction finder will be equal

Figure 00000019
Figure 00000019

Установим далее связь между параметрами ширины двух рассматриваемых типов антенных лучей и погрешностью оценки каждой из двух угловых координат ИРИ (погрешностью пеленгации ИРИ). Наиболее важным показателем данной погрешности считается ее среднеквадратическое отклонение (СКО) σ на РСН [6]. Это СКО для метода конического сканирования, как известно [18], равноLet us further establish the relationship between the width parameters of the two types of antenna rays under consideration and the error in estimating each of the two angular coordinates of the IRI (the error in direction finding of the IRI). The most important indicator of this error is considered to be its standard deviation (RMS) σ on RSN [6]. This RMS for the conical scanning method, as is known [18], is equal to

Figure 00000020
Figure 00000020

где kσ - коэффициент пропорциональности для СКО σ, μ - крутизна ската ДН антенного луча на РСН в плоскости x0z, q - отношение сигнал/шум по мощности в полосе приема.where k σ is the proportionality coefficient for the standard deviation σ, μ is the slope of the antenna beam slope on the RSN in the x0z plane, q is the signal-to-noise power ratio in the reception band.

Из фиг. 5 и 7, а видно, что в обоих случаях величина μ обратно пропорциональна ширине Δϑ=Δϑy и может быть описана известным [1, 18] выражением: μ=kμ/Δϑ, где kμ - коэффициент пропорциональности для μ.From FIG. 5 and 7, a shows that in both cases the value of μ is inversely proportional to the width Δϑ = Δϑ y and can be described by the well-known expression [1, 18]: μ = k μ / Δϑ, where k μ is the proportionality coefficient for μ.

Величину q нетрудно найти по уравнению дальности радиолокации [19] для пассивного режима наблюдения ИРИ (однолучевого приема): q=kqD, где коэффициент kq включает в себя все остальные параметры, входящие в уравнение дальности радиолокации (плотность потока мощности сигнала ИРИ, спектральную плотность мощности шума, полосу приема и т.д. [7, 19]); D - коэффициент направленного действия (КНД) антенны.The q value can be easily found from the radar range equation [19] for the passive IRI observation mode (single-beam reception): q = k q D, where the k q coefficient includes all other parameters included in the radar range equation (IRI signal power flux density, spectral density of noise power, reception band, etc. [7, 19]); D - directional coefficient (KND) of the antenna.

Связь энергетического параметра КНД с параметрами ширины ДН установим на основе асимптотического выражения из [11], применяемого для практических расчетов. Используя введенный выше параметр а, запишем это выражение в виде:The relationship between the energy parameter of the KND and the parameters of the width of the DN is established on the basis of the asymptotic expression from [11], which is used for practical calculations. Using parameter introduced above and, we write the expression in the form:

Figure 00000021
Figure 00000021

где kD≅32000 град2 при исчислении углов в град.where k D ≅32000 deg 2 when calculating angles in deg.

Подставляя (4) в пропорциональность для отношения сигнал/шум, определяемую уравнением дальности радиолокации для пассивного режима, имеем:Substituting (4) into the proportionality for the signal-to-noise ratio determined by the equation of the radar range for the passive mode, we have:

Figure 00000022
Figure 00000022

Таким образом, ширина антенного луча в рассматриваемом контексте является не только метрическим, но и энергетическим параметром, что в обобщенной форме изложено в [20]. Совместное влияние величин Δϑ и a на СКО σ нетрудно описать, подставляя (5) в (3) и выражая крутизну μ через ширину Δλ. Тогда:Thus, the width of the antenna beam in this context is not only a metric, but also an energy parameter, which is described in a generalized form in [20]. The combined effect of Δϑ and a on the standard deviation σ is easy to describe by substituting (5) in (3) and expressing the slope μ through the width Δλ. Then:

Figure 00000023
Figure 00000023

где

Figure 00000024
- коэффициент, связывающий СКО погрешности пеленгации ИРИ с параметрами ширины антенного луча.Where
Figure 00000024
is the coefficient connecting the standard deviation of the error of direction finding of the IRI with the parameters of the width of the antenna beam.

Анализируя совместно (2) и (6), можно видеть, что увеличение раствора Θ в 2a - 1 раз (при неизменной ширине Δϑ) сопряжено с потерей точности пеленгации ИРИ, выражающейся в увеличении СКО σ в

Figure 00000025
раз. Если считать, что раствор Θ задается через превышение ширины Δϑ в κ раз - в виде Θ=κΔϑ, то соответствующее СКО будет равно:Analyzing together (2) and (6), it can be seen that an increase in the solution Θ by 2 a - 1 times (with a constant width Δϑ) is associated with a loss in the accuracy of direction finding of the IRI, which is expressed in an increase in the standard deviation σ in
Figure 00000025
time. If we assume that the solution Θ is specified by exceeding the width Δϑ by κ times - in the form Θ = κΔϑ, then the corresponding standard deviation will be equal to:

Figure 00000026
Figure 00000026

Описанная взаимосвязь относится только к заявляемому пеленгатору и определяется через параметр а антенного луча «веерного» типа.The described relationship refers only to the claimed direction finder and is determined through the parameter a of the “fan” type antenna beam.

В случае пеленгатора-прототипа, имеющего антенный луч «карандашного» типа с параметрами Δϑx=Δϑy=Δϑ (a=1), желание увеличить раствор Θ в κ раз реализуемо исключительно за счет соответствующего увеличения ширины Δϑ одновременно в двух плоскостях x0z и y0z (ввиду осевой симметрии данного луча), что приводит к: а) уменьшению КНД в κ2 раз, соответственно и величины q; б) уменьшению крутизны μ в κ раз. Оба эти обстоятельства согласно (3) влекут за собой существенный рост СКО σ0 пеленгатора-прототипа, причем:In the case of a direction finder prototype having a pencil-shaped antenna beam with parameters Δϑ x = Δϑ y = Δϑ ( a = 1), the desire to increase the solution Θ by κ times is realized solely due to the corresponding increase in the width Δϑ simultaneously in two planes x0z and y0z (due to the axial symmetry of this ray), which leads to: a) a decrease in the directivity factor by κ 2 times, respectively, of q; b) a decrease in the steepness of μ by κ times. Both of these circumstances according to (3) entail a significant increase in the standard deviation σ 0 of the direction finder prototype, and:

Figure 00000027
Figure 00000027

Сравнение случаев «веерного» и «карандашного» типов антенных лучей, соответствующих заявляемому пеленгатору и пеленгатору-прототипу, можно провести по (7) и (8), исходно задавая допустимую потерю точности пеленгации ИРИ и определяя при этом возможное расширение раствора Θ. Результаты такого сравнения, показывающие возможное расширение раствора Θ для двух рассматриваемых типов антенных лучей, при увеличении СКО погрешности пеленгации ИРИ с шагом 1 дБ представлены в таблице. В последнем столбце данной таблицы приводится количественное выражение технического результата изобретения, определяемое отношением показателей расширения κ в случаях заявляемого пеленгатора и пеленгатора-прототипа.Comparison of cases of “fan” and “pencil” types of antenna beams corresponding to the claimed direction finder and direction finder prototype can be carried out according to (7) and (8), initially setting the permissible loss of accuracy of direction finding of IRI and determining the possible expansion of the solution Θ. The results of such a comparison, showing the possible expansion of the solution Θ for the two types of antenna beams under consideration, with an increase in the standard deviation of the IRI direction finding error with a step of 1 dB, are presented in the table. The last column of this table provides a quantitative expression of the technical result of the invention, determined by the ratio of expansion indices κ in the cases of the inventive direction finder and direction finder prototype.

Figure 00000028
Figure 00000028

Результаты расчетов по (7) и (8) говорят о том, что, например, требование двукратного расширения раствора конической области пеленгации ИРИ (κ=2) влечет за собой увеличение СКО σ только в

Figure 00000029
раз (примерно на 1,8 дБ) в случае заявляемого пеленгатора, тогда как в случае пеленгатора-прототипа - очень значительное увеличение СКО σ0 в 4 раза (или на 12 дБ, поскольку κ2=4), что ограничивает применимость такого типа антенного луча при изложенных выше требованиях к пеленгации ИРИ.The results of calculations according to (7) and (8) indicate that, for example, the requirement of a twofold expansion of the solution of the conical IRI direction finding region (κ = 2) entails an increase in the standard deviation σ only
Figure 00000029
times (about 1.8 dB) in the case of the inventive direction finder, while in the case of the direction finder prototype — a very significant increase in standard deviation σ 0 by 4 times (or 12 dB, since κ 2 = 4), which limits the applicability of this type of antenna beam with the above requirements for direction finding IRI.

Наряду с положительным эффектом от использования антенного луча «веерного» типа, следует иметь в виду, что технический результат изобретения, представленный в таблице, достигается только при введении в функциональную схему пеленгатора-прототипа новых блоков и связей. Наличие этих блоков и связей определяется необходимостью формирования оценок двух угловых координат ИРИ (в азимутальной и угломестной плоскостях) в пределах всей широкой конической области пространства, охватываемой антенным лучом «веерного» типа при сканировании.Along with the positive effect of using the “fan” type antenna beam, it should be borne in mind that the technical result of the invention, presented in the table, is achieved only when new blocks and connections are introduced into the functional diagram of the direction finder-prototype. The presence of these blocks and connections is determined by the need to form estimates of the two angular coordinates of the IRI (in the azimuthal and elevation planes) within the entire wide conical region of space covered by the “fan” type antenna beam during scanning.

Обращаясь к фиг. 7, а, нетрудно видеть диапазон углов ϑx, в пределах которого ДН антенного луча «веерного» типа почти постоянна - имеет плоский вершинный участок. В этом диапазоне углов метод конического сканирования, используемый как и в пеленгаторе-прототипе, дополняется методом извлечения угловой координатной информации об ИРИ, учитывающим специфику амплитудной модуляции принимаемого сигнала ИРИ (вносимой плоском вершинным участком ДН антенного луча «веерного» типа).Turning to FIG. 7a, it is easy to see the range of angles ϑ x , within which the DN of the "fan" type antenna beam is almost constant - it has a flat vertex section. In this range of angles, the conical scanning method used as in the direction finder prototype is supplemented by the method of extracting angular coordinate information about the IRI, taking into account the specifics of the amplitude modulation of the received IRI signal (introduced by the flat vertex portion of the bottom of the antenna beam of the “fan” type).

Отмеченную специфику амплитудной модуляции нетрудно проследить по фиг. 8, где показаны временные диаграммы принимаемого сигнала ИРИ при трех значениях широты ИРИ θ: а) θ<Δϑy/2, б) θ=Δϑy/2, в) θ>Δϑy/2.The noted specificity of amplitude modulation can be readily seen in FIG. 8, which shows the time diagrams of the received IRI signal for three values of the IRI latitude θ: a) θ <Δϑ y / 2, b) θ = Δϑ y / 2, c) θ> Δϑ y / 2.

Из фиг. 8, в видно, что в ситуации, когда угол θ выходит за переделы начального наклонного участка рассматриваемой ДН (ската ДН, пересекающего РСН), основная информация о широте ИРИ θ содержится во временном интервале τ - времени контакта с ИРИ. Время τ характеризует продолжительность единичного амплитудного отклика при прохождении «веерным» антенным лучом направления на ИРИ (в пределах одного периода сканирования).From FIG. 8c, it can be seen that in a situation where the angle θ goes beyond the limits of the initial inclined section of the considered DN (slope of the beam crossing the RSN), the basic information about the latitude of the IRI θ is contained in the time interval τ - the time of contact with the IRI. Time τ characterizes the duration of a single amplitude response when a “fan” antenna beam passes directions to the IRI (within the same scanning period).

Связь между величинами τ и θ опишем на основе фиг. 9, где пунктиром показано сечение ДН «веерного» луча антенны по уровню половинной мощности в плоскости угловых координат ϑx и ϑy.The relationship between the quantities τ and θ will be described based on FIG. 9, where the dotted line shows the cross section of the beam of the “fan” antenna beam in terms of half power in the plane of the angular coordinates ϑ x and ϑ y .

Жирной линией на фиг. 9 выделена дуга контакта с ИРИ. Этот контакт имеет место, когда значение ДН, соответствующее направлению на ИРИ, превышает

Figure 00000030
от своего максимального значения (т.е. превосходит уровень половинной мощности). Из фиг. 9 видно, что дуга контакта с ИРИ ограничена углом φ=2πτ/Т, где Т=2π/Ω - период сканирования.The bold line in FIG. 9 the arc of contact with IRI is highlighted. This contact occurs when the DN value corresponding to the direction to the IRI exceeds
Figure 00000030
from its maximum value (i.e. exceeds the half power level). From FIG. Figure 9 shows that the arc of contact with the IRI is limited by the angle φ = 2πτ / T, where T = 2π / Ω is the scanning period.

Углы θ и Δϑ представлены в плоскости угловых координат ϑx и ϑy отрезками (фиг. 9), которые образуют равнобедренный треугольник. При этом считается, что ширина ДН антенного луча «веерного» типа в плоскости, ортогональной плоскости x0z, равна базовой ширине: Δϑy=Δϑ. Исходя из изображенного на фиг. 9 треугольника, имеем: θsin(φ/2)=Δϑ/2, что, с учетом отмеченного выше равенства для угла φ, приводит к выражению:The angles θ and Δϑ are represented in the plane of the angular coordinates ϑ x and ϑ y by segments (Fig. 9), which form an isosceles triangle. Moreover, it is believed that the bottom width of the antenna beam of the "fan" type in the plane orthogonal to the x0z plane is equal to the base width: Δϑ y = Δϑ. Based on the depicted in FIG. 9 of the triangle, we have: θsin (φ / 2) = Δϑ / 2, which, taking into account the equality noted above for the angle φ, leads to the expression:

Figure 00000031
Figure 00000031

Для определения времени τ воспользуемся известным [7, 20] методом оценки неэнергетического параметра посредством эквивалентного гармонического представления информационного процесса, в котором содержится данный параметр. Отметим, что на интервале времени τ такой эквивалентный гармонический процесс превышает уровень, равный

Figure 00000032
от своего амплитудного значения. Для гармонического процесса указанное превышение имеет место только на четверти его периода, следовательно:To determine the time τ, we use the well-known [7, 20] method for estimating a non-energy parameter using the equivalent harmonic representation of the information process in which this parameter is contained. Note that in the time interval τ, such an equivalent harmonic process exceeds a level equal to
Figure 00000032
from its amplitude value. For a harmonic process, the specified excess occurs only in a quarter of its period, therefore:

Figure 00000033
Figure 00000033

где

Figure 00000034
- частота эквивалентного гармонического процесса [7, 20] (часто: эффективная ширина [12] или среднеквадратическая частота [21] спектральной плотности указанного процесса); коэффициент "4" обусловлен принятым в качестве порогового для контакта с ИРИ уровнем
Figure 00000035
от максимума ДН;
Figure 00000036
- коэффициент, учитывающий форму сечения ДН антенного луча «веерного» типа в плоскости y0z (предварительно проведенные численные расчеты по реальным ДН круглой антенны показали, что приближенно можно полагать
Figure 00000037
).Where
Figure 00000034
- frequency of the equivalent harmonic process [7, 20] (often: effective width [12] or rms frequency [21] of the spectral density of the indicated process); coefficient "4" is due to the level accepted as a threshold for contact with IRI
Figure 00000035
from the maximum of NAM;
Figure 00000036
- coefficient taking into account the shape of the cross section of the bottom of the antenna beam of the “fan” type in the y0z plane (preliminary numerical calculations using real round bottom antennas showed that it can be approximately assumed
Figure 00000037
)

Подстановка (10) в (9) приводит к простому выражению:Substitution of (10) into (9) leads to a simple expression:

Figure 00000038
Figure 00000038

где

Figure 00000039
- коэффициент пропорциональности между
Figure 00000040
и θ.Where
Figure 00000039
- coefficient of proportionality between
Figure 00000040
and θ.

Частота

Figure 00000041
определяется непосредственно принимаемым сигналом ИРИ s(θ,ϕ,t) согласно известной [7, 20, 21] формуле:Frequency
Figure 00000041
is determined directly by the received IRI signal s (θ, ϕ, t) according to the well-known formula [7, 20, 21]:

Figure 00000042
Figure 00000042

Оценка широты ИРИ θ, вычисляемая на основе (11) и (12), используется в заявляемом пеленгаторе для коррекции каждой из двух исходных оценок εX и εY углов θX и θY соответственно (угловых координат ИРИ относительно РСН), которые формируются методом конического сканирования.An estimate of the latitude of the IRI θ calculated on the basis of (11) and (12) is used in the inventive direction finder to correct each of the two initial estimates ε X and ε Y of the angles θ X and θ Y, respectively (angular coordinates of the IRI relative to the RSN), which are formed by the method conical scan.

Зависимости оценок εX и εY от соответствующих угловых координат θx и θY (при равенстве нулю ортогональных угловых координат) представляют собой исходные или нескорректированные ПХ в плоскостях X0Z и Y0Z. Причем, обе зависимости εXX) и εYY) совпадают друг с другом с точностью до обозначений, а их вид показан на фиг. 10, а пунктиром. Данное совпадение определяется тождественными условиями формирования двух оценок εX и εY при коническом сканировании, что показано при описании работы пеленгатора-прототипа.The dependences of the estimates of ε X and ε Y on the corresponding angular coordinates θ x and θ Y (if the orthogonal angular coordinates are equal to zero) are the initial or uncorrected PX in the X0Z and Y0Z planes. Moreover, both dependences ε XX ) and ε YY ) coincide with each other up to the notation, and their form is shown in FIG. 10, and the dotted line. This coincidence is determined by the identical conditions for the formation of two estimates of ε X and ε Y during conical scanning, which is shown in the description of the direction finder prototype.

Кроме того, обе указанные ПХ центрально симметричны: εX(-θX)=-εXX) и εY(-θY)=-εYY). При этом зависимость εX(Y)X(Y)) имеет экстремумы в точках с координатой

Figure 00000043
, а также спады при
Figure 00000044
, обусловленные соответствующим уменьшением времени τ - фиг. 8, в.In addition, both of these HRs are centrally symmetric: ε X (-θ X ) = - ε XX ) and ε Y (-θ Y ) = - ε YY ). In this case, the dependence ε X (Y)X (Y) ) has extrema at points with the coordinate
Figure 00000043
as well as recessions at
Figure 00000044
due to a corresponding decrease in time τ - FIG. 8, c.

Коррекция оценок εX и εY вводится с целью расширения рабочего диапазона по соответствующим углам θX и θY, что означает расширение раствора Θ конической области пеленгации ИРИ. В переделах указанного рабочего диапазона обеспечивается линейность и однозначность преобразования каждой из двух угловых координат ИРИ в ее оценку.Correction of the estimates of ε X and ε Y is introduced in order to expand the operating range at the corresponding angles θ X and θ Y , which means the expansion of the solution Θ of the conical region of direction finding of the IRI. In the redistribution of the specified operating range, linearity and uniqueness of conversion of each of the two angular coordinates of the IRI into its estimate is ensured.

В заявляемом пеленгаторе применяется мультипликативная коррекция, состоящая в масштабировании исходных оценок εX и εY за счет умножения каждой из них на корректирующую компоненту g(θ), обладающую следующими свойствами:In the inventive direction finder, a multiplicative correction is applied, consisting in scaling the initial estimates of ε X and ε Y by multiplying each of them by the correcting component g (θ), which has the following properties:

а) симметрией относительно оси 0Z в каждой из плоскостей X0Z и Y0Z ввиду зависимости от аргумента θ, являющего абсолютной величиной углового отклонения ИРИ от РСН;a) symmetry about the 0Z axis in each of the X0Z and Y0Z planes due to the dependence on the argument θ, which is the absolute value of the angular deviation of the IRI from the RSN;

б) единичным значением в пределах начальных линейных участков двух исходных нескорректированных ПХ по двум плоскостям пеленгации;b) a single value within the initial linear sections of two initial unadjusted HR along two direction finding planes;

в) при увеличении θ в области

Figure 00000045
, компонента g(θ) возрастает таким образом, что достигается не только компенсация спадов зависимостей εXX) и εYY) в данной области, но и продолжение (растяжение) линейных участков этих зависимостей при
Figure 00000046
и
Figure 00000047
соответственно.c) with increasing θ in the region
Figure 00000045
, the component g (θ) increases in such a way that not only compensation for the decays of the dependences ε XX ) and ε YY ) in this region is achieved, but also the continuation (extension) of the linear sections of these dependences at
Figure 00000046
and
Figure 00000047
respectively.

С достаточной для практики точностью указанные выше свойства компоненты g(θ) удовлетворяются при ее формировании в виде:With sufficient accuracy for practice, the above properties of the component g (θ) are satisfied when it is formed in the form:

Figure 00000048
Figure 00000048

где

Figure 00000049
- коэффициент, уточняемый исходя из данных ο ДН конкретного антенного луча «веерного» типа. Величина
Figure 00000050
задает точку сопряжения плоского линейного и квадратичного участков зависимости корректирующей компоненты от угла θ.Where
Figure 00000049
- coefficient, refined on the basis of the data ο the bottom of a specific antenna beam "fan" type. Value
Figure 00000050
sets the conjugation point of the flat linear and quadratic sections of the dependence of the correcting component on the angle θ.

Результат применения мультипликативной коррекции на основе компоненты g(θ) показан на фиг. 10, а в виде скорректированной ПХ

Figure 00000051
(сплошная линия), а зависимость самой этой компоненты от угла
Figure 00000052
- на фиг. 10, б. Изображенные на графиках фиг. 10 зависимости от угловой координаты θX(Y) построены при равенстве нулю соответствующей ортогональной угловой координаты θY(X)=0.The result of applying multiplicative correction based on the component g (θ) is shown in FIG. 10, and in the form of adjusted PX
Figure 00000051
(solid line), and the dependence of this component itself on the angle
Figure 00000052
- in FIG. 10 b The graphs of FIG. 10, the dependences on the angular coordinate θ X (Y) are constructed if the corresponding orthogonal angular coordinate θ Y (X) = 0 is equal to zero.

Подставляя (11) в (13), получим процедуру расширения конической области пеленгации ИРИ, реализуемую в заявляемом пеленгаторе. Эта процедура состоит в формировании скорректированной оценки

Figure 00000053
угла θX(Y) в виде:Substituting (11) into (13), we obtain the procedure for expanding the conical region of the direction finding of the IRI, implemented in the inventive direction finder. This procedure consists in forming an adjusted estimate
Figure 00000053
angle θ X (Y) in the form:

Figure 00000054
Figure 00000054

где

Figure 00000055
.Where
Figure 00000055
.

Важно отметить, технический результат изобретения достигается только при совместном использовании в заявляемом пеленгаторе процедуры (14) и описанного выше антенного луча «веерного» типа. При этом, данным антенным лучом обеспечивается охват широкой конической области пеленгации ИРИ, а процедурой (14) - расширение области однозначности оценки каждой из угловых координат θX и θY за счет дополнительной информации об угле θ, которая содержится в частоте

Figure 00000056
принимаемого сигнала ИРИ.It is important to note that the technical result of the invention is achieved only when the procedure (14) and the “fan-shaped” type antenna beam described above are used together in the inventive direction finder. In this case, this antenna beam provides coverage of a wide conical area of direction finding of IRI, and procedure (14) - the expansion of the region of unambiguity of the estimation of each of the angular coordinates θ X and θ Y due to additional information about the angle θ contained in the frequency
Figure 00000056
received signal IRI.

Дополнительно отметим, что проведенное обоснование математических моделей для новых блоков и связей, вводимых в заявляемый пеленгатор, относится только к исходно принятому антенному лучу «веерного» типа и описывает необходимые условия достижения технического результата изобретения, при этом его количественное выражение представлено в приведенной выше таблице.Additionally, we note that the justification of mathematical models for the new blocks and connections introduced into the inventive direction finder refers only to the initially adopted “fan” type antenna beam and describes the necessary conditions for achieving the technical result of the invention, while its quantitative expression is presented in the table above.

На фиг. 1 приведена функциональная схема прототипа, а на фиг. 2 приведена функциональная схема предлагаемого пеленгатора, где:In FIG. 1 shows a functional diagram of the prototype, and in FIG. 2 shows a functional diagram of the proposed direction finder, where:

1 - антенна (А),1 - antenna (A),

2 - генератор опорных сигналов (ГОС),2 - reference signal generator (GOS),

3 - приемник радиоизлучения (ПРИ),3 - radio emission receiver (PRI),

4.1 и 4.2 - первый и второй формирователи сигналов отклонения (ФСО) соответственно,4.1 and 4.2 - the first and second shaper signal deviation (FSO), respectively,

5 - блок оценки частоты (БОЧ),5 - block frequency assessment (BOC),

6 - формирователь корректирующей компоненты (ФКК),6 - shaper corrective components (FKK),

7.1 и 7.2 - первый и второй блоки масштабирования (БМ) соответственно.7.1 and 7.2 - the first and second blocks of scaling (BM), respectively.

На фиг. 3 показано пространственное положение пеленгуемого ИРИ в измерительной системе координат XYZ и связанной с ней сферической системе координат.In FIG. Figure 3 shows the spatial position of the direction-finding IRI in the measuring coordinate system XYZ and the associated spherical coordinate system.

На фиг. 4 представлено трехмерное изображение тела сканирующего антенного луча «карандашного» типа, применяемого в пеленгаторе-прототипе, в системе координат XYZ и в связанной с данным лучом системе координат xyz.In FIG. 4 shows a three-dimensional image of the body of the scanning antenna beam of the "pencil" type used in the direction finder prototype, in the XYZ coordinate system and in the xyz coordinate system associated with this beam.

На фиг. 5 показано сечение ДН антенного луча «карандашного» типа в плоскости x0z, проходящей через ось конической поверхности сканирования и направление на ИРИ.In FIG. Figure 5 shows the cross section of the bottom of the antenna beam of the "pencil" type in the x0z plane passing through the axis of the conical scanning surface and the direction to the IRI.

На фиг. 6 представлено трехмерное изображение тела сканирующего антенного луча «веерного» типа, применяемого в заявляемом пеленгаторе, в системе координат XYZ и в связанной с данным лучом системе координат xyz.In FIG. 6 shows a three-dimensional image of the body of the scanning antenna beam of the "fan" type used in the inventive direction finder, in the XYZ coordinate system and in the xyz coordinate system associated with this beam.

На фиг. 7 показаны сечения ДН антенного луча «веерного» типа:In FIG. 7 shows the cross section of the bottom of the antenna beam "fan" type:

а) в плоскости x0z, проходящей через ось конической поверхности сканирования и направление на ИРИ;a) in the x0z plane passing through the axis of the conical scanning surface and the direction to the IRI;

б) в плоскости, которая ортогональна плоскости x0z и имеет смещение Δϑy/2 по оси ϑx.b) in a plane that is orthogonal to the x0z plane and has an offset Δϑ y / 2 along the ϑ x axis.

На фиг. 8 показаны временные диаграммы принимаемого сигнала ИРИ на выходе ПРИ 3 при трех различных значениях угла θ:In FIG. Figure 8 shows the timing diagrams of the received IRI signal at the output of PRI 3 for three different values of the angle θ:

а) θ<Δϑy/2,a) θ <Δϑ y / 2,

б) θ=Δϑy/2,b) θ = Δϑ y / 2,

в) θ>Δϑy/2.c) θ> Δϑ y / 2.

На фиг. 9 показано сечение ДН антенного луча «веерного» типа в плоскости угловых координатах ϑx и ϑy.In FIG. Figure 9 shows the cross section of the antenna beam of the "fan" type in the plane of the angular coordinates ϑ x and ϑ y .

На фиг. 10 показаны зависимости для заявляемого пеленгатора:In FIG. 10 shows the dependencies for the inventive direction finder:

а) скорректированной

Figure 00000057
и нескорректированной εX(Y)(θX(Y)) оценок угловой координаты θX(Y),a) adjusted
Figure 00000057
and uncorrected ε X ( Y ) (θ X (Y) ) estimates of the angular coordinate θ X (Y) ,

б) корректирующей компоненты

Figure 00000058
.b) corrective components
Figure 00000058
.

На фиг. 11 приведена структурная схема ПРИ 3, где:In FIG. 11 shows a block diagram of PRI 3, where:

8 - смеситель (СМ),8 - mixer (CM),

9 - гетеродин (Г),9 - local oscillator (G),

10 - усилитель промежуточной частоты (УПЧ),10 - intermediate frequency amplifier (IFA),

11 - блок автоматической регулировки усиления (АРУ),11 - block automatic gain control (AGC),

12 - детектор огибающей (ДО).12 - envelope detector (DO).

На фиг. 12 приведена структурная схема БОЧ 5, где:In FIG. 12 shows a structural diagram of BOCCH 5, where:

13 - вычислитель производной (ВП),13 - derivative calculator (VP),

14.1 и 14.2 - первый и второй квадраторы (К),14.1 and 14.2 - the first and second quadrators (K),

15.1 и 15.2 - первый и второй стробируемые интеграторы (СИ),15.1 and 15.2 - the first and second gated integrators (SI),

16 - делитель (Д).16 - divider (D).

На фиг. 13 приведена структурная схема ФКК 6, где:In FIG. 13 shows the structural diagram of FKK 6, where:

17 - квадратор (К),17 - quadrator (K),

18 - умножитель (У),18 - multiplier (U),

19 - сумматор (С),19 - adder (C),

20 - вычислитель квадратного корня (ВКК).20 - square root computer (VKK).

На фиг. 14 показаны зависимости амплитудных коэффициентов спектрального разложения принимаемого сигнала ИРИ:In FIG. 14 shows the dependences of the amplitude coefficients of the spectral decomposition of the received IRI signal:

а) для прототипа,a) for the prototype,

б) для заявляемого пеленгатора,b) for the inventive direction finder,

а такжеas well as

в) правые ветви ПХ прототипа и заявляемого пеленгатора.c) the right branches of the prototype HRP and the claimed direction finder.

Заявляемый пеленгатор источника радиоизлучения с широкоугольным коническим сканированием (фиг. 2) содержит последовательно соединенные ГОС 2, А 1 и ПРИ 3, последовательно соединенные БОЧ 5 и ФКК 6, а также две цепи последовательно соединенных ФСО 4 и БМ 7, при этом первые входы двух ФСО 4 и первый вход БОЧ 5 соединены с выходом ПРИ 3, вторые входы первого ФСО 4.1, второго ФСО 4.2 и БОЧ 5 соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым выходами ГОС 2, выход ФКК 6 соединен с двумя вторыми входами первого БМ 7.1 и второго БМ 7.2, выходы которых являются выходами заявляемого пеленгатора по азимуту и углу места соответственно.The inventive direction finder of the radio emission source with wide-angle conical scanning (Fig. 2) contains serially connected GOS 2, A 1 and PRI 3, serially connected by BOC 5 and FKK 6, as well as two chains of serially connected FSO 4 and BM 7, while the first inputs of two FSO 4 and the first input of BOC 5 are connected to the output AT 3, the second inputs of the first FSO 4.1, the second FSO 4.2 and BOC 5 are connected respectively to the second, third and fourth outputs of GOS 2, the output of FKK 6 is connected to two second inputs of the first BM 7.1 and second BM 7.2, the outputs of which are you the moves of the inventive direction finder in azimuth and elevation, respectively.

Работа заявляемого пеленгатора происходит следующим образом.The operation of the inventive direction finder is as follows.

В качестве исходного условия работы заявляемого пеленгатора будем полагать воздействие сигнала ИРИ на антенну 1 в виде потока мощности, направление прихода которого совпадает с направлением на ИРИ. В антенне 1 осуществляется преобразование этого потока мощности в электрический сигнал, который с выхода антенны 1 поступает на вход ПРИ 3.As the initial operating condition of the inventive direction finder, we assume the effect of the IRI signal on the antenna 1 in the form of a power stream, the direction of arrival of which coincides with the direction to the IRI. In antenna 1, this power stream is converted into an electrical signal, which from the output of antenna 1 is fed to input AT 3.

На фиг. 3 показана геометрическая модель пространственного положения ИРИ в декартовой системе координат XYZ, которая принимается в качестве измерительной системы координат. Направление на ИРИ характеризуется двумя углами θX и θY между осью 0Z и проекциями данного направления на плоскости X0Z (азимутальную) и Y0Z (угломестную) соответственно. Представленная геометрическая модель известна и аналогична пространственной координатной модели, используемой для управления беспилотными летательными объектами [10, с. 131, рис. 5.21].In FIG. 3 shows a geometric model of the spatial position of the IRI in the Cartesian coordinate system XYZ, which is adopted as a measuring coordinate system. The direction to the IRI is characterized by two angles θ X and θ Y between the axis 0Z and the projections of this direction on the plane X0Z (azimuthal) and Y0Z (elevation), respectively. The presented geometric model is known and similar to the spatial coordinate model used to control unmanned aerial vehicles [10, p. 131, Fig. 5.21].

Наряду с этим, при описании работы заявляемого пеленгатора будем использовать и сферические координаты ИРИ - углы θ и ϕ (фиг. 3) - соответственно широту и долготу направления на ИРИ, которые связаны с системой координат XYZ. Углы θX и θY выражаются через углы θ и ϕ: tgθX=tgθcosϕ и tgθY=tgθsinϕ (фиг. 3) или приближенно: θX≅cosϕ и θY≅θsinϕ, что допустимо с позиции практики. Введенные пары углов (θXY) и (θ,ϕ) далее будем считать угловыми отклонениями направления на ИРИ от РСН или угловыми координатами ИРИ, отсчитываемыми относительно РСН, которое совпадает с осью 0Z.Along with this, when describing the operation of the inventive direction finder, we will use the spherical coordinates of the IRI — angles θ and ϕ (Fig. 3) —respectively, the latitude and longitude of the direction to the IRI, which are associated with the XYZ coordinate system. The angles θ X and θ Y are expressed in terms of the angles θ and ϕ: tgθ X = tgθcosϕ and tgθ Y = tgθsinϕ (Fig. 3) or approximately: θ X ≅cosϕ and θ Y ≅θsinϕ, which is acceptable from the standpoint of practice. The pairs of angles (θ X , θ Y ) and (θ, ϕ) introduced below will be considered the angular deviations of the direction of the IRI from the RSN or the angular coordinates of the IRI measured relative to the RSN, which coincides with the 0Z axis.

Работа заявляемого пеленгатора, так же как и пеленгатора-прототипа, синхронизирована сигналами, генерируемыми ГОС 2.The operation of the inventive direction finder, as well as the direction finder-prototype, is synchronized by the signals generated by GOS 2.

Синхронизирующий сигнал, управляющий сканированием антенного луча, передается с первого выхода ГОС 2 на вход антенны 1, который является входом позиционирования антенного луча по углу поворота в плоскости X0Y. Под воздействием данного сигнала антенный луч совершает непрерывное вращательное движение вокруг РСН (оси 0Z) по конической поверхности, как показано на фиг. 6.The clock signal that controls the scanning of the antenna beam is transmitted from the first output of the GOS 2 to the input of the antenna 1, which is the input of the positioning of the antenna beam by the angle of rotation in the X0Y plane. Under the influence of this signal, the antenna beam makes a continuous rotational movement around the PCH (axis 0Z) along the conical surface, as shown in FIG. 6.

Из этого рисунка видно, что, в отличие от пеленгатора-прототипа (фиг. 4), заявляемый пеленгатор имеет более широкую угловую область конического сканирования, что обусловлено применением антенного луча «веерного» типа, имеющего расширенную ДН в плоскости его смещения относительно РСН. При этом ось вращения антенного луча «веерного» типа проходит через область ската указанной расширенной ДН.From this figure it can be seen that, in contrast to the direction finder prototype (Fig. 4), the inventive direction finder has a wider angular region of conical scanning, which is due to the use of the "fan" type antenna beam having an expanded beam in the plane of its displacement relative to the RSN. In this case, the axis of rotation of the antenna beam of the "fan" type passes through the region of the slope of the specified extended DN.

Фиг. 6 иллюстрирует непрерывное перемещение антенного луча «веерного» типа с круговой частотой Ω, при этом в момент времени t данный луч повернут в плоскости X0Y на угол Ωt. Аналогичным образом повернута и связанная с антенным лучом система координат xyz, ось 0z которой совпадает с РСН (также и с осью 0Z), а оси 0x и 0y образует угол Ωt с соответствующими осями 0Х и 0Y. Система координат xyz вводится для описания пространственных характеристик антенного луча «веерного» типа, а также - для наглядного отображения его отличия от антенного луча «карандашного» типа (фиг. 5).FIG. 6 illustrates the continuous movement of the “fan” type antenna beam with a circular frequency Ω, while at the time t this beam is rotated in the X0Y plane by an angle Ωt. The xyz coordinate system associated with the antenna beam is rotated in a similar way, the 0z axis of which coincides with the RSN (also with the 0Z axis), and the 0x and 0y axes form the angle Ωt with the corresponding axes 0X and 0Y. The xyz coordinate system is introduced to describe the spatial characteristics of the "fan" type antenna beam, and also to visually show its difference from the "pencil" type antenna beam (Fig. 5).

Результат применения антенного луча «веерного» типа состоит в формировании конической поверхности с расширенным раствором Θ (по сравнению с пеленгатором-прототипом), в пределах которой возможна пеленгация ИРИ. Из фиг. 6 видно, что раствор Θ определяется как смещением антенного луча «веерного» типа относительно РСН, так и протяженностью плоского вершинного участка ДН данного луча. Для иллюстрации этого на фиг. 6 показано направление Н, соответствующее наиболее удаленной от РСН точке плоского вершинного участка ДН антенного луча «веерного» типа, а также противоположное направление ПН (относительно РСН). При перемещении направления Н формируется коническая поверхность, для которой направление Н выполняет роль образующей.The result of using the “fan” type antenna beam is the formation of a conical surface with an expanded solution Θ (as compared with the direction finder prototype), within which IR direction finding is possible. From FIG. Figure 6 shows that the solution Θ is determined both by the displacement of the “fan” type antenna beam relative to the RSN, and by the length of the flat vertex portion of the DN of this beam. To illustrate this in FIG. Figure 6 shows the direction H corresponding to the point farthest from the RSN of the flat vertex portion of the DN of the "fan" type antenna beam, as well as the opposite direction of the PN (relative to the RSN). When moving the direction H, a conical surface is formed, for which the direction H acts as a generator.

Ранее отмечалось, что использование широкоугольного конического сканирования является базовым условием достижения технического результата изобретения. В связи с этим, рассмотрим отдельно специфику ДН антенного луча «веерного» типа в связанной с ним системе координат xyz. Подобно приведенному выше описанию для случая пеленгатора-прототипа, в системе координат xyz будем оперировать углами ϑx и ϑy, которые образованы осью 0z и проекциями пространственного направления, характеризуемого данными углами, на плоскости x0z и y0z соответственно. При этом углы ϑx и ϑy в системе координат xyz аналогичны углам θХ и θY в системе координат XYZ (фиг. 3).It was previously noted that the use of wide-angle conical scanning is a basic condition for achieving the technical result of the invention. In this regard, we will consider separately the specifics of the “beam” type antenna beam in the xyz coordinate system associated with it. Similarly to the description above for the case of the direction finder prototype, in the xyz coordinate system we will operate with the angles ϑ x and ϑ y , which are formed by the 0z axis and the projections of the spatial direction characterized by these angles on the x0z and y0z planes, respectively. The angles ϑ x and ϑ y in the xyz coordinate system are similar to the angles θ X and θ Y in the XYZ coordinate system (Fig. 3).

На фиг. 7, а показано сечение ДН антенного луча «веерного» типа в плоскости x0z. Принято, что увеличенную ширину Δϑx (по уровню половинной мощности) антенный луч «веерного» типа имеет только в плоскости x0z (фиг. 7, а), тогда как в ортогональной ей плоскости соответствующая ширина Δϑy равна базовой ширине Δϑ. Сечение ДН рассматриваемого антенного луча в указанной ортогональной плоскости иллюстрирует фиг. 7, б, при этом смещение этого сечения относительно оси 0z по координате ϑx выбрано равным Δϑy/2, поскольку на интервале от Δϑy/2 до Δϑx-Δϑy/2 данное сечение остается постоянным (в пределах плоского вершинного участка данной ДН). Базовая ширина Δϑ отражает потенциальные возможности антенны 1 с позиции пеленгации ИРИ и определяется размерами антенны 1, длиной волны λ, а также и амплитудно-фазовым распределением поля в раскрыве антенны 1 (что рассматривалось ранее).In FIG. 7a shows the cross section of the DN of the “fan” type antenna beam in the x0z plane. It is accepted that the “fan” type antenna beam has an increased width Δϑ x (in terms of half power) only in the x0z plane (Fig. 7a), while in the orthogonal plane the corresponding width Δϑ y is equal to the base width Δϑ. The cross section of the beam of the considered antenna beam in the indicated orthogonal plane is illustrated in FIG. 7b, while the displacement of this section relative to the 0z axis along the coordinate ϑ x is chosen equal to Δϑ y / 2, since in the interval from Δϑ y / 2 to Δϑ x -Δϑ y / 2 this section remains constant (within the flat vertex region of this NAM). The base width Δϑ reflects the potential of antenna 1 from the position of IR direction finding and is determined by the dimensions of antenna 1, wavelength λ, and also the amplitude-phase distribution of the field in the aperture of antenna 1 (which was considered earlier).

Расширение антенного луча только в одной плоскости (x0z) может быть реализовано с помощью одного из известных методов синтеза ДН заданной формы [22, 23]. В качестве примера на фиг. 7,а показан вариант получения ДН с протяженным плоским вершинным участком за счет совмещения двух парциальных ДН (изображены пунктиром), которые имеют различные смещения по оси ϑx. При этом каждая из парциальных ДН относится к «карандашному» типу и характеризуется базовой шириной Δϑ=Δϑy. Приведенный на фиг. 7, а пример иллюстрирует то обстоятельство, что плоский вершинный участок ДН антенного луча «веерного» типа завершается в точке Δϑx-Δϑy/2, отмеченной направлением Н, следовательно, раствор Θ=2Δϑx-Δϑy. Отметим, что снижение КНД, сопутствующее расширению ДН, оговорено выше и является одним из факторов, которые учитываются при количественном обосновании технического результата изобретения.The extension of the antenna beam in only one plane (x0z) can be realized using one of the known methods for the synthesis of MDs of a given shape [22, 23]. As an example in FIG. 7a, a variant of obtaining MDs with an extended flat vertex portion is shown by combining two partial MDs (shown by a dotted line), which have different displacements along the ϑ x axis. Moreover, each of the partial MDs refers to the “pencil” type and is characterized by a base width Δϑ = Δϑ y . Referring to FIG. 7, and the example illustrates the fact that the flat vertex portion of the DN of the "fan" type antenna beam ends at the point Δϑ x -Δϑ y / 2, marked by the direction H, therefore, the solution Θ = 2Δϑ x -Δϑ y . Note that the decrease in KND, concomitant with the expansion of NAM, is discussed above and is one of the factors that are taken into account when quantifying the technical result of the invention.

Широкоугольное коническое сканирование, применяемое в заявляемом пеленгаторе, вызывает амплитудную модуляцию сигнала ИРИ в расширенном диапазоне углов θx и θy, который также включает в себя и плоский вершинный участок антенного луча «веерного» типа (до направления Н - см. фиг. 7, а).Wide-angle conical scanning used in the inventive direction finder causes amplitude modulation of the IRI signal in an extended range of angles θ x and θ y , which also includes a flat vertex portion of the "fan" type antenna beam (up to the H direction - see Fig. 7, but).

Промодулированный данным антенным лучом сигнал ИРИ обрабатывается далее в ПРИ 3, реализация которого для заявляемого пеленгатора не имеет специфики, отличающей его от известных типовых схем, используемых в радиолокации [1-5, 24].The IRI signal modulated by this antenna beam is further processed in PRI 3, the implementation of which for the inventive direction finder does not have the specificity that distinguishes it from the well-known standard schemes used in radar [1-5, 24].

В качестве примера на фиг. 11 показана возможная структурная схема ПРИ 3, состоящая из последовательно соединенных смесителя (СМ) 8, усилителя промежуточной частоты (УПЧ) 10 и детектора огибающей (ДО) 12, а также гетеродина (Г) 9 и блока автоматической регулировки усиления (АРУ) 11. Сигнал ИРИ передается с входа ПРИ 3 на первый (сигнальный) вход СМ 8, а на второй (опорный) вход СМ 8 подается сигнал с выхода Г 9 для переноса сигнала ИРИ на промежуточную частоту. Выходной сигнал СМ 8 поступает на вход УПЧ 10, в котором этот сигнал усиливается и обрабатывается в спектральной области. С выхода УПЧ 10 обработанный сигнал ИРИ поступает на вход ДО 12, где осуществляется его амплитудное детектирование. При этом инерционность сглаживания продетектированного сигнала ИРИ в ДО 12 обеспечивает выделение непрерывной низкочастотной огибающей данного сигнала, амплитуда которой изменяется синхронно с перемещением антенного луча. Реализация ДО 12 является типовой для пеленгаторов с коническим сканированием и представлена в ряде литературных источников, например, в [8] или [2] в виде генератора расширенного сигнала. На второй (управляющий) вход УПЧ 10 подается сигнал управления усилением от блока АРУ 11, который формируется в АРУ 11 на основе выходного сигнала ДО 12, поступающего как на выход ПРИ 3, так и на вход блока АРУ 11. Блок АРУ 11, формирующий на своем выходе сигнал управления усилением (нормировки), также является типовым для пеленгаторов с коническим сканированием, а способы его реализации раскрыты в литературных источниках, например, в [1-4, 24].As an example in FIG. 11 shows a possible structural diagram of PRI 3, consisting of a series-connected mixer (SM) 8, an intermediate-frequency amplifier (UPCH) 10 and an envelope detector (DO) 12, as well as a local oscillator (G) 9 and an automatic gain control (AGC) 11. The IRI signal is transmitted from input AT 3 to the first (signal) input of SM 8, and the second (reference) input of SM 8 receives a signal from output G 9 to transfer the IRI signal to an intermediate frequency. The output signal of CM 8 is fed to the input of the amplifier 10, in which this signal is amplified and processed in the spectral region. From the output of the UPCH 10, the processed IRI signal is fed to the input of DO 12, where its amplitude detection is carried out. In this case, the inertia of smoothing of the detected IRI signal in DO 12 ensures the selection of a continuous low-frequency envelope of this signal, the amplitude of which changes synchronously with the movement of the antenna beam. The implementation of DO 12 is typical for direction finders with conical scanning and is presented in a number of literature, for example, in [8] or [2] as an extended signal generator. At the second (control) input of the amplifier 10, a gain control signal is supplied from the AGC block 11, which is generated in the AGC 11 on the basis of the output signal UP 12, which is received both at the output of PRI 3 and at the input of the AGC block 11. The AGC block 11, forming on its output gain control signal (normalization) is also typical for direction finders with conical scanning, and methods for its implementation are disclosed in literature, for example, in [1-4, 24].

Считая инерционность процессов детектирования и управления усилением (нормировки) в заявляемом пеленгаторе аналогичной пеленгатору-прототипу, будем полагать, что результатом нормировки, реализуемой с помощью АРУ 11, является замещение медленно меняющегося амплитудного сомножителя принимаемого сигнала ИРИ на постоянный коэффициент kА. К медленно меняющимся амплитудным флюктуациям принимаемого сигнала ИРИ или мультипликативным помехам, выступающим в качестве сомножителя данного сигнала, относятся те, время корреляции которых значительно превышает период сканирования Т. Поэтому, гармоники информационной амплитудной модуляции, вносимой перемещающимся антенным лучом «веерного» типа, не попадают в полосу частот нормировки, выполняемой с помощью АРУ 11 [2, 8]. Кроме того, будем полагать, что нормальные условия функционирования заявляемого пеленгатора обеспечиваются при таких отношениях сигнал/шум, которые позволяют считать пренебрежимо малыми комбинационные составляющие амплитудного детектирования вида «шум-шум» [12, 14].Considering the inertia of the detection and control processes of amplification (normalization) in the inventive direction finder similar to the direction finder prototype, we assume that the result of the normalization implemented using AGC 11 is the replacement of the slowly changing amplitude factor of the received IRI signal by a constant coefficient k A. The slowly varying amplitude fluctuations of the received IRI signal or the multiplicative noise acting as a factor of this signal include those whose correlation time is significantly longer than the scanning period T. Therefore, the harmonics of the information amplitude modulation introduced by the moving “fan” type antenna beam do not fall into the normalization frequency band performed using AGC 11 [2, 8]. In addition, we will assume that the normal operating conditions of the inventive direction finder are ensured with such signal-to-noise ratios that make it possible to consider the combination components of amplitude detection of the noise-to-noise type to be negligible [12, 14].

Для описания принимаемого сигнала ИРИ на выходе ПРИ 3, являющегося функцией времени и угловых координат ИРИ, воспользуемся сферическими координатами ИРИ θ и ϕ, которые, как показано выше, связаны с углами θX и θY. При этом временной закон перемещения антенного луча «веерного» типа учтем в аргументе его ДН F(θ,Ωt-ϕ) и, основываясь на проведенных выше рассуждениях, опишем принимаемый сигнал ИРИ на выходе ПРИ 3: s(θ,ϕ,t)=kAF(θ,Ωt-ϕ), что аналогично случаю пеленгатора-прототипа.To describe the received IRI signal at the output of PRI 3, which is a function of time and angular coordinates of the IRI, we use the spherical coordinates of the IRI θ and ϕ, which, as shown above, are associated with the angles θ X and θ Y. In this case, the temporal law of movement of the “fan” type antenna beam will be taken into account in the argument of its beam pattern F (θ, Ωt-ϕ) and, based on the above considerations, we will describe the received IRI signal at the output AT 3: s (θ, ϕ, t) = k A F (θ, Ωt-ϕ), which is similar to the case of the direction finder prototype.

Временные диаграммы сигнала s(θ,ϕ,t), изображенные на фиг. 8, иллюстрируют изменение формы данного сигнала в зависимости от широты ИРИ θ.Timing diagrams of the signal s (θ, ϕ, t) shown in FIG. 8 illustrate a change in the shape of a given signal depending on the latitude of the IR θ.

Фиг. 8, а отражает ситуацию, когда θ<Δϑy/2, и наглядно показывает наличие в сигнале s(θ,ϕ,t) только двух спектральных составляющих: а) постоянной составляющей с уровнем

Figure 00000059
, б) первой гармоники частоты сканирования, где sm - максимальное значение принимаемого сигнала, соответствующее плоскому вершинному участку ДН (фиг. 7, а). Увеличение угла θ в этой ситуации сопровождается ростом глубины амплитудной модуляции и амплитуды первой гармоники частоты сканирования, что аналогично пеленгатору-прототипу. Граничная ситуация максимума первой гармоники частоты сканирования в сигнале s(θ,ϕ,t) наступает при равенстве θ=Δϑy/2, что показано на фиг. 8, б.FIG. 8a reflects the situation when θ <Δϑ y / 2 and graphically shows the presence of only two spectral components in the signal s (θ, ϕ, t): a) a constant component with a level
Figure 00000059
, b) the first harmonic of the scanning frequency, where s m is the maximum value of the received signal corresponding to the flat vertex portion of the beam (Fig. 7, a). An increase in the angle θ in this situation is accompanied by an increase in the depth of amplitude modulation and the amplitude of the first harmonic of the scanning frequency, which is similar to the direction finder prototype. The boundary situation of the maximum of the first harmonic of the scanning frequency in the signal s (θ, ϕ, t) occurs when θ = Δϑ y / 2, as shown in FIG. 8, b.

В отличие от пеленгатора-прототипа, работа заявляемого пеленгатора продолжается и при дальнейшем увеличении угла θ>Δϑy/2, когда заметную роль в сигнале s(θ,ϕ,t) начинают играть высшие (начиная со второй) гармоники частоты сканирования, а сам сигнал s(θ,ϕ,t) приобретает импульсный характер, что видно из фиг. 8, в. В этой ситуации основным информационным параметром, позволяющим оценивать угловое отклонение ИРИ от РСН, становится время контакта с ИРИ τ, причем связь широты ИРИ θ с временем τ имеет обратную пропорциональность, описанную в (9).Unlike the prototype direction finder, the operation of the inventive direction finder continues even with an increase in the angle θ> Δϑ y / 2, when the higher (starting from the second) harmonics of the scanning frequency begin to play a noticeable role in the signal s (θ, ϕ, t) the signal s (θ, ϕ, t) acquires a pulsed character, as can be seen from FIG. 8, c. In this situation, the main information parameter that allows us to estimate the angular deviation of the IRI from RSN is the contact time with the IRI τ, and the relationship between the latitude of the IRI θ and the time τ has the inverse proportionality described in (9).

Данная связь наглядно отражена на фиг. 9 и была рассмотрена ранее при описании сущности и способа достижения технического результата изобретения.This relationship is clearly reflected in FIG. 9 and was previously considered in the description of the essence and method of achieving the technical result of the invention.

Дальнейшая обработка сигнала s(θ,ϕ,t), воспроизводимого на выходе ПРИ 3, осуществляется в трех параллельных цепях.Further processing of the signal s (θ, ϕ, t) reproduced at the output of PRI 3 is carried out in three parallel circuits.

Первые две цепи, представленные двумя ФСО 4, аналогичны пеленгатору-прототипу и предназначены для формирования оценок εX и εY, которые соответствуют углам θX и θY в пределах узкой конической области пространства, ограниченной начальным участком ската ДН антенного луча «веерного» типа, когда

Figure 00000060
. В дальнейшем изложении оценки εX и εY считаются исходными или нескорректированными.The first two chains, represented by two FSO 4, are similar to the direction finder prototype and are designed to generate estimates of ε X and ε Y that correspond to angles θ X and θ Y within a narrow conical region of space, limited by the initial section of the slope of the bottom of the antenna beam "fan-shaped" type when
Figure 00000060
. In the following, the estimates of ε X and ε Y are considered to be original or uncorrected.

Третья цепь, состоящая из последовательно соединенных БОЧ 5 и ФКК 6, формирует на основе сигнала s(θ,ϕ,t) компоненту синхронной коррекции двух оценок εX и εY, которая обеспечивает расширение конической области пеленгации ИРИ за счет вершинного участка антенного луча «веерного» типа.The third circuit, consisting of series-connected BOC 5 and FCC 6, forms, on the basis of the signal s (θ, ϕ, t), a synchronous correction component of two estimates ε X and ε Y , which provides an extension of the conical direction finding direction of the IRI due to the vertex portion of the antenna beam fan "type.

Принимаемый сигнал ИРИ с выхода ПРИ 3 поступает одновременно на первые входы первого ФСО 4.1 и второго ФСО 4.2. При этом на вторые входы ФСО 4.1 и ФСО 4.2 поступают азимутальный и угломестный опорные сигналы сканирования uX(t)=UcosΩt и uY(t)=UsinΩt соответственно со второго и третьего выходов ГОС 2, где U - амплитуда опорных сигналов сканирования.The received IRI signal from output AT 3 is supplied simultaneously to the first inputs of the first FSO 4.1 and the second FSO 4.2. In this case, the azimuthal and elevation reference scanning signals u X (t) = UcosΩt and u Y (t) = UsinΩt from the second and third outputs of GOS 2, where U is the amplitude of the reference scanning signals, are received at the second inputs of FSO 4.1 and FSO 4.2.

В каждом ФСО 4 выполняется математическая операция перемножения двух сигналов, поступающих на его первый и второй входы, с последующей низкочастотной фильтрацией результата этого перемножения. Такая обработка является типовой при фазовом детектировании и реализуется на основе известной двухблочной структуры, приведенной, например в [14, с. 163, рис. 5.1].In each FSO 4, the mathematical operation of multiplying two signals arriving at its first and second inputs is performed, followed by low-pass filtering of the result of this multiplication. Such processing is typical during phase detection and is implemented on the basis of the well-known two-block structure given, for example, in [14, p. 163, fig. 5.1].

Таким образом, сигналы угловых отклонений ИРИ от РСН на выходах ФСО 4.1 и ФСО 4.2 пропорциональны косинусам разностей фаз между сигналом s(θ,ϕ,t) и соответствующими опорными сигналами сканирования uX(t) и uY(t). За счет этого обеспечивается раздельное формирование двух независимых между собой оценок εX и εY на выходах соответственно ФСО 4.1 и ФСО 4.2:Thus, the signals of the angular deviations of the IRI from the RSN at the outputs of the FSO 4.1 and FSO 4.2 are proportional to the cosines of the phase differences between the signal s (θ, ϕ, t) and the corresponding scanning reference signals u X (t) and u Y (t). This ensures the separate formation of two independent estimates of each other ε X and ε Y at the outputs of FSO 4.1 and FSO 4.2, respectively:

Figure 00000061
Figure 00000061

где kS - коэффициент передачи каждого ФСО 4, kε=kSkAU - коэффициент пропорциональности для формируемых оценок,where k S is the transmission coefficient of each FSO 4, k ε = k S k A U is the proportionality coefficient for the generated estimates,

Figure 00000062
Figure 00000062

- амплитудный коэффициент спектрального разложения принимаемого сигнала ИРИ при гармонической составляющей с частотой nΩ. [13].is the amplitude coefficient of the spectral decomposition of the received IRI signal with a harmonic component with a frequency nΩ. [13].

С целью оценки угла θ, используемого далее для формирования корректирующей компоненты g(θ), принимаемый сигнал ИРИ с выхода ПРИ 3 поступает на первый вход БОЧ 5, на второй вход которого воздействует синхронизирующий сигнал с четвертого выхода ГОС 2.In order to estimate the angle θ, which is further used to form the correcting component g (θ), the received IRI signal from the output AT 3 is fed to the first input of the BOC 5, the second input of which is affected by the synchronizing signal from the fourth output of the GOS 2.

Пример структурной схемы БОЧ 5 раскрыт на фиг. 12. Этот пример аналогичен структурной схеме измерителя среднеквадратической частоты спектральной плотности, приведенной в [21, с. 258, рис. 5.20]. Схема (фиг. 12) содержит две параллельные цепи, на входы которых совместно передается входной сигнал БОЧ 5. Первая цепь состоит из последовательно соединенных вычислителя производной (ВП) 13, первого квадратора (К) 14.1 и первого стробируемого интегратора (СИ) 15.1, а вторая цепь - из последовательно соединенных второго К 14.2 и второго СИ 15.2. На вторые входы обоих СИ 15 воздействует синхронизирующий (стробирующий) сигнал, передаваемый со второго входа БОЧ 5 на два данных входа. Этот стробирующий сигнал представляет собой последовательность коротких импульсов с периодом повторения Т и задает интервал времени, в течение которого накапливаются (интегрируются) входные сигналы каждого из двух СИ 15. Накопленные за время Т сигналы с выходов первого СИ 15.1 и второго СИ 15.2 поступают соответственно на первый и второй входы делителя (Д) 16, где вычисляется их отношение, передаваемое с выхода Д 16 на выход БОЧ 5.An example of a structural diagram of a BOC 5 is disclosed in FIG. 12. This example is similar to the block diagram of the rms frequency spectral density meter given in [21, p. 258, fig. 5.20]. The circuit (Fig. 12) contains two parallel circuits, to the inputs of which the input signal BOC 5 is jointly transmitted. The first circuit consists of a series-connected calculator of the derivative (VP) 13, the first quadrator (K) 14.1 and the first gated integrator (SI) 15.1, and the second circuit is from the second K 14.2 and the second SI 15.2 connected in series. The second inputs of both SI 15 are affected by a synchronizing (gating) signal transmitted from the second input of the BOC 5 to two input data. This gate signal is a sequence of short pulses with a repetition period T and sets the time interval during which the input signals of each of the two SRs are accumulated (integrated). The signals accumulated during the time T from the outputs of the first SR 15.1 and the second SR 15.2 are respectively transmitted to the first and the second inputs of the divider (D) 16, where their ratio is calculated, transmitted from the output of D 16 to the output of BOC 5.

Следует отметить, что вместо оценки непосредственно частоты

Figure 00000063
, расчет которой требует дополнительной операции извлечения квадратного корня, удобнее использовать квадрат такой оценки, что представлено, например, на схеме в [21, с. 258, рис. 5.20]. С учетом обоснованного выше способа формирования корректирующей компоненты по (13), требующего возведения частоты
Figure 00000063
в четвертую степень, оценку данной частоты желательно формировать в виде промежуточной величины w, равной квадрату соответствующей круговой частоты
Figure 00000064
и вычисляемой согласно [7, с. 120] в виде:It should be noted that instead of directly evaluating the frequency
Figure 00000063
, the calculation of which requires an additional operation to extract the square root, it is more convenient to use the square of such an estimate, which is presented, for example, in the diagram in [21, p. 258, fig. 5.20]. Taking into account the above justified method of forming the correcting component according to (13), which requires the construction of
Figure 00000063
to the fourth degree, it is desirable to form an estimate of a given frequency in the form of an intermediate quantity w equal to the square of the corresponding circular frequency
Figure 00000064
and calculated according to [7, p. 120] in the form:

Figure 00000065
Figure 00000065

Применяя спектральное разложение сигнала s(θ,ϕ,t) с использованием амплитудных коэффициентов cn(θ), описанных в (16), и проводя последовательность аналитических действий с (17), представим величину w как функцию угла θ:Using the spectral decomposition of the signal s (θ, ϕ, t) using the amplitude coefficients c n (θ) described in (16) and performing a sequence of analytical actions with (17), we represent the quantity w as a function of the angle θ:

Figure 00000066
Figure 00000066

где модуль индекса n принимает значения от нуля до некоторого числа, которым ограничивается число гармоник спектрального разложения принимаемого сигнала ИРИ. Наличие данного ограничения исходит из возможности учета высших (начиная со второй) гармоник этого разложения при заданных частотных характеристиках ПРИ 3.where the index modulus n takes values from zero to a certain number, which limits the number of harmonics of the spectral decomposition of the received IRI signal. The presence of this limitation proceeds from the possibility of taking into account the higher (starting from the second) harmonics of this expansion for given frequency characteristics of PRI 3.

Сформированная оценка частоты эквивалентной гармонической огибающей поступает с выхода БОЧ 5 на вход ФКК 6 в виде величины w(θ), зависимой от угла θ. В ФКК 6 осуществляется нелинейное преобразование этой величины, приводящее к формированию корректирующей компоненты g(θ) в виде:The generated estimate of the frequency of the equivalent harmonic envelope comes from the output of the BOC 5 to the input of the FCC 6 in the form of the value w (θ), which depends on the angle θ. In FCC 6, a nonlinear transformation of this quantity is carried out, leading to the formation of the correcting component g (θ) in the form:

Figure 00000067
Figure 00000067

где

Figure 00000068
, коэффициент
Figure 00000069
- описан в (14).Where
Figure 00000068
, coefficient
Figure 00000069
- described in (14).

Реализация преобразования (19) не представляет технических сложностей и может быть выполнена на основе известных блоков, выполняющих соответствующие математические операции.The implementation of transformation (19) does not present technical difficulties and can be performed on the basis of well-known blocks that perform the corresponding mathematical operations.

В качестве примера на фиг. 13 показана цепь последовательно соединенных блоков, которые составляют структуру ФКК 6. Эта цепь включает в себя: квадратор (К) 17, умножитель (У) 18, сумматор (С) 19 и вычислитель квадратного корня (ВКК) 20. При этом на вторые входы У 18 и С 19 подаются опорные величины - соответственно коэффициент К и единица.As an example in FIG. 13 shows a chain of series-connected blocks that make up the FCC structure 6. This circuit includes: a quadrator (K) 17, a multiplier (Y) 18, an adder (C) 19, and a square root calculator (VKK) 20. Moreover, to the second inputs At 18 and C 19, reference values are given - the coefficient K and unit, respectively.

Рассматривая прохождение входного сигнала ФКК 6 через описанную последовательность блоков (фиг. 13), нетрудно видеть непосредственное соответствие проводимой обработки формуле (19). Результатом этой обработки является корректирующая компонента g(θ), воспроизводимая на выходе ФКК 6.Considering the passage of the input signal FKK 6 through the described sequence of blocks (Fig. 13), it is easy to see the direct correspondence of the processing to the formula (19). The result of this processing is the correcting component g (θ) reproduced at the output of the FCC 6.

Данная компонента с выхода ФКК 6 поступает в виде сигнала одновременно на вторые входы обоих МБ 7. При этом на первые входы первого БМ 7.1 и второго БМ 7.2 передаются сигналы нескорректированных оценок εX и εY (15) с выходов соответственно первого ФСО 4.1 и второго ФСО 4.2.This component from the output of FKK 6 enters in the form of a signal simultaneously to the second inputs of both MB 7. At the same time, the signals of the unadjusted estimates ε X and ε Y (15) from the outputs of the first FSO 4.1 and second, respectively, are transmitted to the first inputs of the first BM 7.1 and second BM 7.2 FSO 4.2.

В каждом из БМ 7 выполняется операция перемножения двух его входных сигналов, а структурно каждый из БМ 7 состоит из одного элемента - перемножителя. В результате двух одновременно проводимых перемножений на выходах первого БМ 7.1 и второго БМ 7.2 формируются скорректированные на область больших значений угла θ оценки

Figure 00000070
и
Figure 00000071
, соответствующие углам θX и θY в расширенных угловых диапазонах азимута и угла места.In each of BM 7, the operation of multiplying its two input signals is performed, and structurally each of BM 7 consists of one element - a multiplier. As a result of two simultaneously conducted multiplications at the outputs of the first BM 7.1 and the second BM 7.2, estimates are adjusted for the region of large values of the angle θ
Figure 00000070
and
Figure 00000071
corresponding to the angles θ X and θ Y in the extended angular ranges of azimuth and elevation.

Скорректированные оценки

Figure 00000072
и
Figure 00000073
представляют собой результат работы заявляемого пеленгатора, поскольку его азимутальный и угломестный выходы совмещены соответственно с выходами первого БМ 7.1 и второго БМ 7.2.Adjusted Grades
Figure 00000072
and
Figure 00000073
represent the result of the work of the inventive direction finder, since its azimuthal and elevation outputs are combined with the outputs of the first BM 7.1 and the second BM 7.2.

Зависимость скорректированной оценки

Figure 00000074
от угла θX(Y) при равенстве нулю ортогональной угловой координаты (θY(X)=0) представляет собой ПХ заявляемого пеленгатора в плоскости XOZ (Y0Z), иллюстрация которой приведена на фиг. 10, а. Этот рисунок показывает, что данная ПХ образуется как результат умножения зависимости исходной нескорректированной оценки εX(Y) от угла θX(Y) (или исходной ПХ, изображенной на фиг. 10, а пунктиром, рабочий участок которой ограничен диапазоном от
Figure 00000075
до
Figure 00000076
,) и корректирующей компоненты g(θ) - фиг. 10, б. Видно, что при масштабировании (коррекции) исходной оценки εX(Y) в областях
Figure 00000077
достигается значительное расширение рабочего участка ПХ заявляемого пеленгатора и покрытие этим рабочим участком углового диапазона от -Θ/2 до Θ/2.Dependence of the adjusted estimate
Figure 00000074
from the angle θ X (Y) when the orthogonal angular coordinate (θ Y ( X ) = 0) is equal to zero, is the PX of the inventive direction finder in the XOZ (Y0Z) plane, an illustration of which is shown in FIG. 10 a. This figure shows that this PX is formed as a result of multiplying the dependence of the original unadjusted estimate ε X (Y) on the angle θ X (Y) (or the original PX shown in Fig. 10, and the dashed line, the working section of which is limited by the range from
Figure 00000075
before
Figure 00000076
,) and the correcting component g (θ) - FIG. 10 b It is seen that when scaling (correcting) the initial estimate ε X (Y) in the regions
Figure 00000077
Significant expansion of the working phase of the inventive direction finder is achieved and coverage of the angular range from -Θ / 2 to Θ / 2 by this working section is achieved.

Аналитическую запись проводимой коррекции (14) можно расширить, раскрывая частоту

Figure 00000078
на основе (17) и (18). Тогда, оценка
Figure 00000079
примет следующий вид:The analytical record of the correction (14) can be expanded by revealing the frequency
Figure 00000078
based on (17) and (18). Then, the estimate
Figure 00000079
will take the following form:

Figure 00000080
Figure 00000080

Последнее выражение раскрывает суть технического результата изобретения с позиции использования дополнительной информации, содержащейся в высших (начиная со второй) гармониках спектрального разложения принимаемого сигнала ИРИ. Правая часть (20) свидетельствует об использовании всей совокупности гармоник принимаемого сигнала ИРИ, тогда как в пеленгаторе-прототипе используется только одна (первая) гармоника из аналогичной совокупности.The last expression reveals the essence of the technical result of the invention from the position of using additional information contained in the higher (starting from the second) harmonics of the spectral decomposition of the received IRI signal. The right-hand side of (20) indicates the use of the entire set of harmonics of the received IRI signal, while in the direction finder prototype only one (first) harmonic from a similar set is used.

С целью иллюстрации технического результата изобретения рассмотрим зависимость оценки

Figure 00000081
для широты ИРИ θ. Эта оценка аналогична оценке
Figure 00000082
, введенной при описании работы пеленгатора-прототипа (определена на области значений θ≥0), и соответствует правым ветвями ПХ заявляемого пеленгатора по плоскостям X0Z и Y0Z.To illustrate the technical result of the invention, we consider the dependence of the assessment
Figure 00000081
for latitude IRI θ. This rating is similar to the rating.
Figure 00000082
introduced when describing the operation of the direction finder prototype (defined on the range of θ≥0), and corresponds to the right PX branches of the inventive direction finder along the X0Z and Y0Z planes.

На фиг. 14 показано различие пеленгатора-прототипа и заявляемого пеленгатора по способу использования гармоник спектрального разложения принимаемого сигнала ИРИ и учету их зависимостей от угла θ. Кривые этих зависимостей от угла θ для коэффициентов

Figure 00000083
пеленгатора-прототипа и коэффициентов сn(θ) заявляемого пеленгатора показаны соответственно на фиг. 14 а и б. Нетрудно видеть, что в случае заявляемого пеленгатора кривые сn(θ) распространены на более широкий диапазон углов θ и имеют больший удельный вес при n≥2 по сравнению с аналогичными кривыми
Figure 00000084
пеленгатора-прототипа. Данное обстоятельство отражает тот факт, что антенный луч заявляемого пеленгатора имеет «веерный» тип и охватывает при сканировании более широкую коническую область пространства по сравнению с антенным лучом «карандашного» типа пеленгатора-прототипа.In FIG. 14 shows the difference between the direction finder prototype and the inventive direction finder according to the method of using harmonics of the spectral decomposition of the received IRI signal and taking into account their dependences on the angle θ. The curves of these dependences on the angle θ for the coefficients
Figure 00000083
direction finder prototype and coefficients with n (θ) of the inventive direction finder are shown respectively in FIG. 14 a and b. It is easy to see that in the case of the inventive direction finder, the curves with n (θ) are spread over a wider range of angles θ and have a larger specific gravity at n≥2 compared to similar curves
Figure 00000084
direction finder prototype. This circumstance reflects the fact that the antenna beam of the inventive direction finder has a "fan" type and covers a wider conical region of space when scanning compared to the antenna beam of the "pencil" type of the direction finder prototype.

Отметим, что коэффициенты

Figure 00000085
при n≥2 для пеленгатора-прототипа (фиг. 14, а, пунктирные кривые) не участвуют в формировании оценок угловых координат ИРИ. Следовательно, в результате обработки принимаемого сигнала ИРИ, проводимой в пеленгаторе-прототипе, зависимость оценки
Figure 00000086
от угла θ (фиг. 14, в, пунктирная кривая) с точностью до постоянного коэффициента повторяет соответствующую зависимость только одного коэффициента
Figure 00000087
, т.е. амплитуды только первой гармоники принимаемого сигнала ИРИ.Note that the coefficients
Figure 00000085
when n≥2 for the direction finder prototype (Fig. 14, a, dashed curves) do not participate in the formation of estimates of the angular coordinates of the IRI. Therefore, as a result of processing the received signal of the IRI, conducted in the direction finder prototype, the dependence of the assessment
Figure 00000086
the angle θ (Fig. 14, c, dashed curve), up to a constant coefficient, repeats the corresponding dependence of only one coefficient
Figure 00000087
, i.e. amplitudes of only the first harmonic of the received IRI signal.

В отличие от этого, в заявляемом пеленгаторе обработка принимаемого сигнала ИРИ проводится по всем его гармоническим составляющим, причем высшие гармоники, начиная с n≥2, имеют больший вес ввиду «веерного» типа антенного луча (фиг. 14, б). Формирование оценок угловых координат ИРИ в заявляемом пеленгаторе осуществляется на основе всех коэффициентов сn(θ), объединение которых согласно (20) приводит к протяженной по углу θ зависимости оценки ε от данного угла (фиг. 14, в, сплошная кривая).In contrast, in the inventive direction finder, the processing of the received IRI signal is carried out according to all its harmonic components, and the higher harmonics, starting from n≥2, have more weight due to the “fan” type of antenna beam (Fig. 14, b). The formation of estimates of the angular coordinates of the IRI in the inventive direction finder is carried out on the basis of all coefficients with n (θ), the combination of which according to (20) leads to the dependence of the ε estimate extended over the angle θ from a given angle (Fig. 14c, solid curve).

Сопоставление двух кривых ε(θ) и

Figure 00000088
, представленных на фиг. 14, в и характеризующих основной функциональный показатель соответственно заявляемого пеленгатора и пеленгатора-прототипа, наглядно иллюстрирует расширение рабочей области по углу θ (или раствора области пеленгации ИРИ), т.е. достигаемый технический результат изобретения.Comparison of two curves ε (θ) and
Figure 00000088
shown in FIG. 14c and characterizing the main functional indicator of the inventive direction finder and direction finder prototype, respectively, illustrates the expansion of the working area along the angle θ (or the solution of the direction finding area of the IRI), i.e. technical result of the invention achieved.

Таким образом, технический результат от использования заявляемого пеленгатора состоит в расширении раствора конической рабочей области пеленгации ИРИ при фиксированном уровне погрешности оценки каждой из двух его угловых координат.Thus, the technical result from the use of the inventive direction finder is to expand the solution of the conical working area of the direction finding IRI with a fixed level of error in the estimation of each of its two angular coordinates.

Реализация заявляемого пеленгатора не вызывает практических трудностей, так как вновь вводимые блоки представляют собой завершенные функциональные узлы, выполняемые на основе известных и широко распространенных радиотехнических элементов, выпускаемых отечественной промышленностью.The implementation of the inventive direction finder does not cause practical difficulties, since the newly introduced blocks are complete functional units based on well-known and widespread radio engineering elements manufactured by the domestic industry.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Леонов А.И., Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация. М.: Радио и связь, 1984. 312 с.1. Leonov A.I., Fomichev K.I. Monopulse radar. M .: Radio and communications, 1984. 312 p.

2. Сколник М. Введение в технику радиолокационных систем. М.: Мир, 1965. 748 с.2. Skolnik M. Introduction to the technique of radar systems. M .: Mir, 1965.748 s.

3. Зуфрин А.М. Методы построения судовых автоматических угломерных систем. Л.: Судостроение, 1970. 408 с.3. Zufrin A.M. Methods of building ship automatic goniometer systems. L .: Shipbuilding, 1970. 408 p.

4. Бартон Д.К. Радиолокационные системы / Пер. с англ. под ред. К.Н. Трофимова. М.: Военное изд-во, 1967. 480 с.4. Barton D.K. Radar Systems / Per. from English under the editorship of K.N. Trofimova. M .: Military Publishing House, 1967.480 s.

5. Справочник по основам радиолокационной техники / Под ред. В.П. Дружинина. М.: Военное изд-во, 1967. 768 с.5. Reference on the basics of radar technology / Ed. V.P. Druzhinina. M .: Military Publishing House, 1967.768 p.

6. Вопросы статистической теории радиолокации / в 2 т. Под ред. Г.П. Тартаковского. М.: Сов. радио. Т. 2, 1964. 1080 с.6. Questions of the statistical theory of radar / in 2 volumes. Ed. G.P. Tartakovsky. M .: Sov. radio. T. 2, 1964.1080 s.

7. Теоретические основы радиолокации / Под ред. В.Е. Дулевича. М.: Сов. радио, 1978. 608 с.7. Theoretical Foundations of Radar / Ed. V.E. Dulevich. M .: Sov. Radio, 1978.608 p.

8. Радиотехнические системы / Под ред. Ю.М. Казаринова. М.: Высшая школа, 1990. 496 с.8. Radio engineering systems / Ed. Yu.M. Kazarinova. M .: Higher school, 1990.496 s.

9. Кузьмин С.З. Цифровая радиолокация. Введение в теорию. Киев: КВЩ, 2000. 428 с.9. Kuzmin S.Z. Digital radar. Introduction to the theory. Kiev: KVShch, 2000.428 s.

10. Гуткин Л.С. Принципы радиоуправления беспилотными объектами. М.: Сов. радио, 1959. 384 с.10. Gutkin L.S. The principles of radio control of unmanned objects. M .: Sov. Radio, 1959. 384 p.

11. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. М.: Высшая школа, 1988. 432 с.11. Sazonov D.M. Antennas and microwave devices. M .: Higher School, 1988.432 s.

12. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. М.: Радио и связь, 1982. 624 с.12. Tikhonov V.I. Statistical radio engineering. M .: Radio and communications, 1982.224 s.

13. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Изд-во «Дрофа», 2006. 720 с.13. Gonorovsky I.S. Radio circuits and signals. M .: Publishing House "Bustard", 2006. 720 p.

14. Евсиков Ю.А., Чапурский В.В. Преобразование случайных процессов в радиотехнических устройствах. М.: Высшая школа, 1977. 264 с.14. Evsikov Yu.A., Chapursky V.V. Transformation of random processes in radio devices. M .: Higher School, 1977.264 s.

15. Авиационные системы радиоуправления / в 3 т. Под ред. А.И. Канащенкова и В.И. Меркулова. М.: Радиотехника. Т. 2. Радиоэлектронные системы самонаведения, 2003. 392 с.15. Aviation systems of radio control / in 3 tons. Ed. A.I. Kanaschenkova and V.I. Merkulova. M .: Radio engineering. T. 2. Radio-electronic homing systems, 2003. 392 p.

16. Шаров С.Н. Основы проектирования координаторов систем управления движущимися объектами. Л.: Гособразование СССР, 1990. 96 с.16. Sharov S.N. Fundamentals of designing coordinators of moving objects control systems. L .: State education of the USSR, 1990.96 s.

17. Максимов М.В., Горгонов Г.И. Радиоэлектронные системы самонаведения. М.: Радио и связь, 1982. 304 с.17. Maksimov M.V., Gorgonov G.I. Electronic homing systems. M .: Radio and communications, 1982. 304 p.

18. Бартон Д., Вард Г. Справочник по радиолокационным измерениям. М.: Сов. радио, 1976. 392 с.18. Barton D., Ward G. Handbook of radar measurements. M .: Sov. Radio, 1976.392 s.

19. Barton D.К. Radar Equations for Modern Radar. Norwood, MA: Artech House, 2013. 448 p.19. Barton D.K. Radar Equations for Modern Radar. Norwood, MA: Artech House, 2013.448 p.

20. Коростелев А.А. Пространственно-временная теория радиосистем. M.: Радио и связь, 1987. 320 с.20. Korostelev A.A. Spatio-temporal theory of radio systems. M .: Radio and communications, 1987.320 s.

21. Куликов Е.И. Методы измерения случайных процессов. М.: Радио и связь, 1986. 272 с.21. Kulikov E.I. Methods for measuring random processes. M .: Radio and communications, 1986. 272 p.

22. Зелкин Е.Г., Соколов В.Г. Методы синтеза антенн: Фазированные антенные решетки и антенны с непрерывным раскрывом. М.: Сов. радио, 1980. 296 с.22. Zelkin E.G., Sokolov V.G. Antenna synthesis methods: Phased array antennas and antennas with continuous opening. M .: Sov. Radio, 1980.296 s.

23. Инденбом М.В. Антенные решетки подвижных обзорных РЛС. Теория, расчет, конструкции. М.: Издательство «Радиотехника», 2015 г. 416 с.23. Indenbom M.V. Antenna arrays of mobile surveillance radars. Theory, calculation, design. M .: Publishing house "Radio Engineering", 2015 416 p.

24. Радиоприемные устройства / Под ред. А.П. Жуковского. М.: Высшая школа, 1989. 342 с.24. Radio receivers / Ed. A.P. Zhukovsky. M .: Higher school, 1989.342 s.

Claims (1)

Пеленгатор источника радиоизлучения с широкоугольным коническим сканированием, содержащий последовательно соединенные генератор опорных сигналов, антенну и приемник радиоизлучения, а также первый и второй формирователи сигналов отклонения, первые входы которых соединены с выходом приемника радиоизлучения, а их вторые входы соединены соответственно с вторым и третьим выходами генератора опорных сигналов, отличающийся тем, что антенный луч расширен в одной плоскости, проходящей через ось его вращения, а также введены последовательно соединенные блок оценки частоты и формирователь корректирующей компоненты, а также первый и второй блоки масштабирования, первые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго формирователей сигналов отклонения, первый и второй входы блока оценки частоты подключены соответственно к выходу приемника радиоизлучения и четвертому выходу генератора опорных сигналов, вторые входы первого и второго блоков масштабирования совместно подключены к выходу формирователя корректирующей компоненты, а их выходы являются выходами заявляемого пеленгатора.Direction finder of a radio emission source with wide-angle conical scanning, comprising serially connected a reference signal generator, an antenna and a radio emission receiver, as well as a first and second deviation signal generators, the first inputs of which are connected to the output of the radio emission receiver, and their second inputs are connected respectively to the second and third outputs of the generator reference signals, characterized in that the antenna beam is expanded in one plane passing through the axis of its rotation, and also introduced sequentially the connected frequency estimator and the driver of the correcting component, as well as the first and second scaling units, the first inputs of which are connected respectively to the outputs of the first and second drivers of the deviation signals, the first and second inputs of the frequency estimator are connected respectively to the output of the radio receiver and the fourth output of the reference signal generator , the second inputs of the first and second scaling units are jointly connected to the output of the shaper of the correction component, and their outputs are the output ladies of the claimed direction finder.
RU2016117856A 2016-05-05 2016-05-05 Direction finder of radio-frequency source with wide-angle conical scan RU2616597C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016117856A RU2616597C1 (en) 2016-05-05 2016-05-05 Direction finder of radio-frequency source with wide-angle conical scan

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016117856A RU2616597C1 (en) 2016-05-05 2016-05-05 Direction finder of radio-frequency source with wide-angle conical scan

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2616597C1 true RU2616597C1 (en) 2017-04-18

Family

ID=58642558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016117856A RU2616597C1 (en) 2016-05-05 2016-05-05 Direction finder of radio-frequency source with wide-angle conical scan

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2616597C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2134429C1 (en) * 1997-11-12 1999-08-10 Военный инженерно-космический университет им.А.Ф.Можайского Phase direction finding method
WO2000019230A1 (en) * 1998-09-29 2000-04-06 Raytheon Company Direction finding apparatus
US6184830B1 (en) * 1997-10-02 2001-02-06 Raytheon Company Compensation of direction finding estimates for polarimetric errors
JP2005321270A (en) * 2004-05-07 2005-11-17 Toshiba Corp Radio direction finder and its direction finding method
RU2288480C1 (en) * 2005-05-17 2006-11-27 Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского Phase location finder
RU2330304C1 (en) * 2007-02-19 2008-07-27 Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского Phase direction-finder

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2134429C1 (en) * 1997-11-12 1999-08-10 Военный инженерно-космический университет им.А.Ф.Можайского Phase direction finding method
WO2000019230A1 (en) * 1998-09-29 2000-04-06 Raytheon Company Direction finding apparatus
JP2005321270A (en) * 2004-05-07 2005-11-17 Toshiba Corp Radio direction finder and its direction finding method
RU2288480C1 (en) * 2005-05-17 2006-11-27 Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского Phase location finder
RU2330304C1 (en) * 2007-02-19 2008-07-27 Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского Phase direction-finder

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГУТКИН Л.С. Принципы радиоуправления беспилотным объектами. Москва, Советское радио, 1959Б с.252, рис.9.16. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2682661C1 (en) Method of active review single-pulse radiolocation with an inverse synthesis of antenna aperture
RU2632922C2 (en) Multiposition passive radar complex implementing combined one-step method of determining aircraft location at stage of landing
RU2624449C1 (en) Method of polarisation deprecition of radiosignals
KR101984105B1 (en) 2-d direction finding error estimation system based on phase comparison and method thereof
RU2546330C1 (en) Method for polarisation-sensitive radio monitoring of mobile objects
Yang et al. RF emitter geolocation using amplitude comparison with auto-calibrated relative antenna gains
CN109521418B (en) Foundation radar angle measurement method based on interference field
RU2275649C2 (en) Method and passive radar for determination of location of radio-frequency radiation sources
RU2546329C1 (en) Method for polarisation-sensitive detection of mobile objects
RU2271019C1 (en) Method of compensation of signal phase incursions in onboard radar system and onboard radar system with synthesized aperture of antenna for flying vehicles
RU2711341C1 (en) Two-dimensional direction finding method
RU2643513C1 (en) Single-position method for determining coordinates of radio-frequency source location
CN104020465A (en) Outer radiation source radar angle measurement method based on eight-unit small-bore circular array antenna
Huang et al. Array‐based target localisation in ATSC DTV passive radar
RU2616597C1 (en) Direction finder of radio-frequency source with wide-angle conical scan
RU2666555C2 (en) One-position correlation goniometric relative-long-dimensional method for determining the coordinates of the location of radio emission sources
RU2405166C2 (en) Method for determining location of transmitter with portable position finder
Kamal et al. Performance evaluation of correlative interferometry for angle of arrival estimation
KR101610051B1 (en) A radio direction finder
RU2672092C1 (en) Method of measuring the angular position of terrestrial fixed radio-contrast objects
RU2534220C1 (en) Apparatus for determining motion parameters of object
RU2674248C2 (en) One-position correlation goniometric method for determining coordinates of location of radio emission sources
RU2671828C2 (en) One-positional angle-dimensional method for determining radio emission source fixup values
Hejazi et al. Sar processing to localize lpi radars
RU2668566C2 (en) One-position multiplicative difference-relative method for determining of radio frequencies sources location coordinates