RU2619800C1 - Устройство для пространственной селекции сигналов навигационных космических аппаратов с использованием пеленгования источников радиопомех - Google Patents

Устройство для пространственной селекции сигналов навигационных космических аппаратов с использованием пеленгования источников радиопомех Download PDF

Info

Publication number
RU2619800C1
RU2619800C1 RU2016121307A RU2016121307A RU2619800C1 RU 2619800 C1 RU2619800 C1 RU 2619800C1 RU 2016121307 A RU2016121307 A RU 2016121307A RU 2016121307 A RU2016121307 A RU 2016121307A RU 2619800 C1 RU2619800 C1 RU 2619800C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
receiving channel
input
mixer
inputs
Prior art date
Application number
RU2016121307A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Викторович Журавлев
Валентин Матвеевич Безмага
Евгений Михайлович Красов
Алексей Викторович Смолин
Владимир Андреевич Шуваев
Виктор Григорьевич Маркин
Original Assignee
Открытое акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" filed Critical Открытое акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК"
Priority to RU2016121307A priority Critical patent/RU2619800C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2619800C1 publication Critical patent/RU2619800C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-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
    • G01S3/74—Multi-channel systems specially adapted for direction-finding, i.e. having a single antenna system capable of giving simultaneous indications of the directions of different signals

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

Изобретение относится к спутниковой радионавигации, а именно к устройству, обеспечивающему повышение устойчивости навигационной аппаратуры потребителей (НАП) глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС), размещаемой на наземных мобильных средствах, к воздействию радиопомех посредством пространственной селекции сигналов навигационных космических аппаратов (НКА) с использованием управляемой фазированной антенной решетки (ФАР), подключаемой к входу приемного устройства НАП ГНСС. Технический результат: достигается пространственная селекция сигналов навигационных космических аппаратов с использованием пеленгования источников радиопомех. Для функционирования предложенного устройства не требуется опорный сигнал, совпадающий по структуре и начальной фазе с сигналами НКА. Поэтому устройство обеспечивает пространственную селекцию сигналов НКА при работе НАП ГНСС как в режиме автоматического сопровождения этих сигналов, так и в режиме их поиска и захвата на автоматическое сопровождение. Достигается тем, что в известное устройство ФАР состоящее из антенной решетки, имеющей антенные элементы, блоков диаграммообразующих множителей, блока сумматора, блока контроллера ФАР и выхода к НАП ГНСС, дополнительно введены коммутатор, ведущий приемный канал, состоящий из смесителя ведущего приемного канала, усилителя промежуточной частоты (УПЧ) ведущего приемного канала, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) ведущего приемного канала, ведомый приемный канал, состоящий из смесителя ведомого приемного канала, УПЧ ведомого приемного канала, АЦП ведомого приемного канала, гетеродин, фазовый детектор, контроллер вычисления координаты постановщика радиопомех. В выходном сигнале сумматора отсутствует радиопомеха, так как уровень диаграммы направленности ФАР в направлении ее прихода задан равным нулю, а сигналы НКА поступают на вход приемника НАП ГНСС без искажения их взаимной фазовой структуры. 1 ил.

Description

Изобретение относится к спутниковой радионавигации, а именно к устройству, обеспечивающему повышение устойчивости навигационной аппаратуры потребителей (НАП) глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС), размещаемой на наземных мобильных средствах, к воздействию радиопомех посредством пространственной селекции сигналов навигационных космических аппаратов (НКА) с использованием управляемой фазированной антенной решетки (ФАР), подключаемой к входу приемного устройства НАП ГНСС.
Известна ФАР [1], состоящая из антенной решетки, блоков диаграммообразующих множителей, сумматора, контроллера и выхода антенной решетки к НАП ГНСС.
Данное устройство ФАР предназначено для приема (и излучения) сигнала в соответствующей среде распространения. Элементы размещены так, чтобы обеспечивалось формирование требуемой диаграммы направленности в заданной области пространства.
Недостатком данного устройства является то, что оно не имеет возможности осуществлять пеленгацию, определяя направление источников излучения помехового сигнала с целью формирования ноля в этом направлении.
Целью изобретения является расширения возможности одновременного использования ФАР в качестве устройства пространственной селекции сигналов НКА как в режиме автоматического сопровождения этих сигналов, так и в режиме их поиска и захвата на автоматическое сопровождение путем: получения опорного сигнала; обеспечения пеленгования источников радиопомех; формирования нулевого уровня диаграммы направленности ФАР в направлении источника радиопомех.
Поставленная цель достигается тем, что к известному устройству ФАР, состоящему из антенной решетки, имеющей антенные элементы, блоков диаграммообразующих множителей, блока сумматора, блока контроллера ФАР и выхода к НАП ГНСС, дополнительно введены коммутатор, ведущий приемный канал, состоящий из смесителя ведущего приемного канала, усилителя промежуточной частоты (УПЧ) ведущего приемного канала, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) ведущего приемного канала, ведомый приемный канал, состоящий из смесителя ведомого приемного канала, УПЧ ведомого приемного канала, АЦП ведомого приемного канала, гетеродин, фазовый детектор, контроллер вычисления координаты постановщика радиопомех.
Сущность изобретения поясняется рисунком.
На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства для пространственной селекции сигналов навигационных космических аппаратов с использованием пеленгования источников радиопомех.
Устройство для пространственной селекции сигналов навигационных космических аппаратов с использованием пеленгования источников радиопомех состоит из антенной решетки, имеющей антенные элементы А0, A1, А2, А3, А4, А5, А6, блоков диаграммообразующих множителей w1, w2, w3, w4, w5, w6, контроллера ФАР Контроллер 1, сумматора Σ, коммутатора, гетеродина Г1, ведущего приемного канала, в который входят смеситель ведущего приемного канала См 1, усилителя промежуточной частоты (УПЧ) ведущего приемного канала УПЧ 1, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) ведущего приемного канала АЦП 1, ведомого приемного канала, в который входят смеситель ведомого приемного канала См 2, УПЧ ведомого приемного канала УПЧ 2, АЦП ведомого приемного канала АЦП 2, фазовый детектор ФД, контроллер вычисления координаты постановщика радиопомех Контроллер 2.
Антенная решетка, имеющая антенные элементы А0, A1, А2, A3, А4, А5, А6, выполнена в виде кольцевой фазированной антенной решетки, у которой в центре кольца размещен ведущий антенный элемент А0, а на расстоянии r, равном половине длины помехового сигнала, по кругу на равном расстоянии друг от друга - ведомые антенные элементы A1, А2, А3, А4, А5, А6.
Устройство для пространственной селекции сигналов навигационных космических аппаратов с использованием пеленгования источников радиопомех имеет следующую связь между элементами. Выход ведущего антенного элемента А0 соединен с нулевым входом блока сумматора и с одним из входов смесителя ведущего приемного канала См 1. Выход ведомого антенного элемента A1 соединен с одним из входов блока диаграммообразующего множителя w1 и с первым входом коммутатора. Выход ведомого антенного элемента А2 соединен с одним из входов блока диаграммообразующего множителя w2 и со вторым входом коммутатора. Выход ведомого антенного элемента А3 соединен с одним из входов блока диаграммообразующего множителя w3 и с третьем входом коммутатора. Выход ведомого антенного элемента А4 соединен с одним из входов блока диаграммообразующего множителя w4 и с четвертым входом коммутатора. Выход ведомого антенного элемента А5 соединен с одним из входов блока диаграммообразующего множителя w5 и с пятым входом коммутатора. Выход ведомого антенного элемента А6 соединен с одним из входов блока диаграммообразующего множителя w6 и с шестым входом фазового коммутатора. Первый выход контроллера ФАР Контроллер 1 соединен с одним из входов блока диаграммообразующего множителя, выход которого соединен с первым входом сумматора Σ. Второй выход контроллера ФАР Контроллер 1 соединен с одним из входов блока диаграммообразующего множителя w2, выход которого соединен со вторым входом сумматора Σ. Третий выход контроллера ФАР Контроллер 1 соединен с одним из входов блока диаграммообразующего множителя w3, выход которого соединен с третьим входом сумматора Σ. Четвертый выход контроллера ФАР Контроллер 1 соединен с одним из входов блока диаграммообразующего множителя w4, выход которого соединен с четвертым входом сумматора Σ. Пятый выход контроллера ФАР Контроллер 1 соединен с одним из входов блока диаграммообразующего множителя w5, выход которого соединен с пятым входом сумматора Σ. Шестой выход контроллера ФАР Контроллер 1 соединен с одним из входов блока диаграммообразующего множителя W6, выход0 которого соединен с шестым входом сумматора Е. Выход коммутатора соединен с одним из входов смесителя ведомого приемного канала См 2. Выход гетеродина Г1соединен с одним из входов смесителя ведущего приемного канала См 1 и с одним из входов смесителя ведомого приемного канала См 2. Выход смесителя ведущего приемного канала См 1 соединен с входом УПЧ 1. Выход УПЧ 1 соединен с входом АЦП 1 выход, которого соединен с одним из входов фазового детектора ФД. Выход смесителя ведомого приемного канала См 2 соединен с входом УПЧ 2. Выход УПЧ 2 соединен с входом АЦП 2 выход, которого соединен с одним из входов фазового детектора ФД. Выход фазового детектора ФД соединен с входом контроллера вычисления координаты постановщика радиопомех Контроллер 2. Один из выходов контроллера вычисления координаты постановщика радиопомех Контроллер 2 соединен с контроллером ФАР Контроллер 1, другой выход соединен с входом коммутатора, имеющим возможность переключать соединение между антенными элементами A1, А2, А3, А4, А5, А6 и смесителем ведомого приемного канала См 2. Выход сумматора Е соединен с входом навигационной аппаратуры потребителей глобальной навигационной спутниковой системы НАП ГНСС (на фиг. не показано).
Работа устройства для пространственной селекции сигналов навигационных космических аппаратов с использованием пеленгования источников радиопомех осуществляется следующим образом.
Выходной сигнал ведущего антенного элемента А0 поступает на один из входов смесителя ведущего приемного канала См 1. На другой вход смесителя канала См 1 поступает сигнал гетеродина Г1, общего для ведущего и ведомого приемных каналов. Смеситель ведущего приемного канала См 1 переносит поступающий сигнал на промежуточную частоту и подает его на вход усилителя промежуточной частоты УПЧ 1. Выходной сигнал усилителя промежуточной частоты УПЧ 1 поступает в аналого-цифровой преобразователь АЦП 1 и далее на вход 1 фазового дискриминатора ФД.
Коммутатор К последовательно по командам, поступающим от контроллера К2, подключает ко входу 1 смесителя См 2 выходы антенн A1…Ai…A6. Смеситель См 2 переносит поступающий сигнал на промежуточную частоту и подает его на вход усилителя промежуточной частоты УПЧ 2. Выходной сигнал усилителя промежуточной частоты УПЧ 2 поступает в аналого-цифровой преобразователь АЦП 2 и далее на один из входов фазового дискриминатора ФД.
Фазовый дискриминатора ФД последовательно определяет разность начальных фаз ψ1…ψi…ψN сигнала на выходе АЦП 1 и сигнала на выходе АЦП 2 при подключении ко входу См 2 последовательно выхода антенны A1…Ai…А6. Полученные значения ψ1…ψi…ψN поступают на вход контроллера К2.
Контроллер К2 рассчитывает угол места ε и азимутальный угол α источника радиопомех. В случае подавления НАП ГНСС отношение помеха/сигнал и помеха/шум на входе приемного устройства составляет 30-40 дБ. Поэтому допустимо определение угла места ε и азимутального угла α источника радиопомех посредством решения системы уравнений вида
Figure 00000001
В общем случае координаты постановщика радиопомех определяют с использованием методов статистической радиотехники [1-3].
Полученные значения ε и α поступают на вход контроллера К1.
Контроллер К1 рассчитывает комплексные диаграммообразующие множители w1…wi…w6 посредством решения системы уравнений
Figure 00000002
В выражении (5) через Gn обозначены желаемые уровни диаграммы направленности в направлении, характеризуемом азимутальным углом αn и углом места εn. При этом в направлении прихода радиопомех, выдаваемом контроллером К2, целесообразно принять желаемое значение диаграммы направленности равным нулю, а в направлении прихода сигнала от НКА - единице.
Блоки диаграммообразующих множителей w1, w2, w3, w4, w5, w6 образуют произведения выходных сигналов антенн x1…xi…х6 и комплексных весовых коэффициентов умножителей w1…wi…w6, и подают их на входы сумматора Σ. На выходе сумматора Σ появляется выходной сигнал
Figure 00000003
который поступает на вход приемного устройства НАП ГНСС.
Согласно (2), в выходном сигнале сумматора (3) отсутствует радиопомеха, так как уровень диаграммы направленности ФАР в направлении ее прихода задан равным нулю, а сигналы НКА поступают на вход приемника НАП ГНСС без искажения их взаимной фазовой структуры. Этим достигается пространственная селекция сигналов навигационных космических аппаратов с использованием пеленгования источников радиопомех.
Для функционирования предложенного устройства не требуется опорный сигнал, совпадающий по структуре и начальной фазе с сигналами НКА. Поэтому устройство обеспечивает пространственную селекцию сигналов НКА при работе НАП ГНСС как в режиме автоматического сопровождения этих сигналов, так и в режиме их поиска и захвата на автоматическое сопровождение.
Литература
1. Р.А. Монзинго, Т.У. Миллер. Адаптивные антенные решетки. Введение в теорию. Перевод с английского под ред. В.А. Лексаченко. - М.: Изд. «Радио и связь », 1986, 448 с: ил. - с. 13.
2. Ашихмин А.В., Козьмин В.А., Рембовский А.М., Сергиенко А.Р. Технические характеристики и особенности построения автоматических радиопеленгаторов семейства «Артикул» // Спецтехника и связь - 2008 - №2 - с. 26-35.
3. Рембовский A.M., Ашихмин А.В., Козьмин В.А. Радиомониторинг: задачи, методы, средства / Под ред. A.M. Рембовского. - М.: Горячая линия-Телеком. 2006. - 492 с.

Claims (1)

  1. Устройство для пространственной селекции сигналов навигационных космических аппаратов с использованием пеленгования источников радиопомех, состоящее из антенной решетки, имеющей антенные элементы, один из которых ведущий, а остальные ведомые, блоков диаграммообразующих множителей, блока сумматора, блока контроллера фазированной антенной решетки (ФАР) и выхода к навигационной аппаратуре потребителя (НАП) глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС), имеющие между собой связь: выход ведущего антенного элемента соединен с одним из входов блока сумматора, выходы других ведомых антенных элементов соединены с одним из входов своего блока диаграммообразующего множителя, каждый выход контролера ФАР соединен с одним из входов соответствующего ему блока диаграммообразующего множителя, выход блока диаграммообразующего множителя соединен с соответствующим ему входом блока сумматора, выход блока сумматора соединен с входом НАП ГНСС, отличающееся тем, что дополнительно введены фазовый коммутатор, ведущий приемный канал, состоящий из смесителя ведущего приемного канала, усилителя промежуточной частоты (УПЧ) ведущего приемного канала, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) ведущего приемного канала, ведомый приемный канал, состоящий из смесителя ведомого приемного канала, УПЧ ведомого приемного канала, АЦП ведомого приемного канала, гетеродина, фазового детектора, контроллер вычисления координаты постановщика радиопомех, имеющие между собой связи: выход ведущего антенного элемента дополнительно соединен с одним из входов смесителя ведущего приемного канала, выходы других ведомых антенных элементов соединены с соответствующим входом коммутатора, выход коммутатора соединен с одним из входов смесителя ведомого приемного канала, выход гетеродина соединен с одним из входов смесителя ведущего приемного канала и с одним из входов смесителя ведомого приемного канала, выход смесителя ведущего приемного канала соединен с входом УПЧ ведущего приемного канала, выход которого соединен с входом АЦП ведущего приемного канала, выход которого соединен с одним из входов фазового детектора, выход смесителя ведомого приемного канала соединен с входом УПЧ ведомого приемного канала, выход которого соединен с входом АПЦ ведомого приемного канала, выход которого соединен с одним из входов фазового детектора, выход фазового детектора соединен с входом контроллера вычисления координаты поставщика радиопомех, у которого один из выходов соединен с контроллером ФАР, другой из выходов соединен с одним из входов коммутатора.
RU2016121307A 2016-05-30 2016-05-30 Устройство для пространственной селекции сигналов навигационных космических аппаратов с использованием пеленгования источников радиопомех RU2619800C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016121307A RU2619800C1 (ru) 2016-05-30 2016-05-30 Устройство для пространственной селекции сигналов навигационных космических аппаратов с использованием пеленгования источников радиопомех

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016121307A RU2619800C1 (ru) 2016-05-30 2016-05-30 Устройство для пространственной селекции сигналов навигационных космических аппаратов с использованием пеленгования источников радиопомех

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2619800C1 true RU2619800C1 (ru) 2017-05-18

Family

ID=58715913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016121307A RU2619800C1 (ru) 2016-05-30 2016-05-30 Устройство для пространственной селекции сигналов навигационных космических аппаратов с использованием пеленгования источников радиопомех

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2619800C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106990393A (zh) * 2017-05-19 2017-07-28 北京航空航天大学 一种基于盲波束形成的导航接收机抗干扰系统
RU2677931C1 (ru) * 2018-02-26 2019-01-22 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Устройство пространственной селекции сигналов с компенсацией преднамеренных помех
CN113740883A (zh) * 2021-09-06 2021-12-03 阳光学院 基于多面相控阵的卫星导航干扰测向系统和方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5331329A (en) * 1988-05-25 1994-07-19 Nauchno-Issledovatelsky Institut Kosmicheskogo Priborostoenia Satellite-aided radio navigation positioning method and radio navigation system therefor
RU2270458C1 (ru) * 2004-07-12 2006-02-20 Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Способ измерения угловых координат целей в моноимпульсной обзорной рлс и моноимпульсная обзорная рлс
RU102390U1 (ru) * 2010-08-23 2011-02-27 Сергей Александрович Кузьмин Устройство обнаружения импульсного эхо-сигнала в условиях воздействия шумовой помехи по главному лепестку диаграммы направленности антенны моноимпульсной рлс

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5331329A (en) * 1988-05-25 1994-07-19 Nauchno-Issledovatelsky Institut Kosmicheskogo Priborostoenia Satellite-aided radio navigation positioning method and radio navigation system therefor
RU2270458C1 (ru) * 2004-07-12 2006-02-20 Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Способ измерения угловых координат целей в моноимпульсной обзорной рлс и моноимпульсная обзорная рлс
RU102390U1 (ru) * 2010-08-23 2011-02-27 Сергей Александрович Кузьмин Устройство обнаружения импульсного эхо-сигнала в условиях воздействия шумовой помехи по главному лепестку диаграммы направленности антенны моноимпульсной рлс

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106990393A (zh) * 2017-05-19 2017-07-28 北京航空航天大学 一种基于盲波束形成的导航接收机抗干扰系统
CN106990393B (zh) * 2017-05-19 2019-10-18 北京航空航天大学 一种基于盲波束形成的导航接收机抗干扰系统
RU2677931C1 (ru) * 2018-02-26 2019-01-22 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Устройство пространственной селекции сигналов с компенсацией преднамеренных помех
CN113740883A (zh) * 2021-09-06 2021-12-03 阳光学院 基于多面相控阵的卫星导航干扰测向系统和方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107070526B (zh) 低轨星载智能天线接收系统及方法
US6664921B2 (en) Apparatus for receiving ranging signals
US7764224B1 (en) Advanced spoofer mitigation and geolocation through spoofer tracking
US7786933B2 (en) Digital beam-forming apparatus and technique for a multi-beam global positioning system (GPS) receiver
US9435893B2 (en) Digital beam-forming apparatus and technique for a multi-beam global positioning system (GPS) receiver
RU2619800C1 (ru) Устройство для пространственной селекции сигналов навигационных космических аппаратов с использованием пеленгования источников радиопомех
US10705176B2 (en) Signal direction processing for an antenna array
RU2444755C1 (ru) Способ обнаружения и пространственной локализации воздушных объектов
US12007485B2 (en) High-gain multibeam GNSS antenna
KR101871908B1 (ko) 위성 항법 시스템의 재밍 처리 장치 및 재밍 처리 방법
EP3741008B1 (en) Phased-array anti-jamming device and method
EP2955856B1 (en) Method of find and tracking a signal of interest from a satellite and narrowband rssi indicator
GB2513302A (en) Transmitter positioning for satellite communications
US8159389B2 (en) Monitor and control of radio frequency power levels in a GNSS signal distribution system
RU2546329C1 (ru) Способ поляризационно-чувствительного обнаружения подвижных объектов
RU2631422C1 (ru) Корреляционно-фазовый пеленгатор
KR101752723B1 (ko) 다중 caf map 비컨 위치추정 방법
RU2677931C1 (ru) Устройство пространственной селекции сигналов с компенсацией преднамеренных помех
Fernández-Prades et al. Eigenbeamforming for interference mitigation in GNSS receivers
RU2018109034A (ru) Способ дистанционного мониторинга радиомолчащих объектов
Kataria et al. A single hemispiral antenna for GNSS interference mitigation and direction estimation
RU2557250C1 (ru) Способ скрытной радиолокации подвижных объектов
RU179926U1 (ru) Помехоустойчивая навигационная система
Alam Array Geometry Effects on Digital Beamforming for Multi-Channel Passive Radar Systems
Korogodin Naive beamforming for multi-element antenna GNSS receiver