RU2684321C1 - Phase direction finder - Google Patents

Phase direction finder Download PDF

Info

Publication number
RU2684321C1
RU2684321C1 RU2018100910A RU2018100910A RU2684321C1 RU 2684321 C1 RU2684321 C1 RU 2684321C1 RU 2018100910 A RU2018100910 A RU 2018100910A RU 2018100910 A RU2018100910 A RU 2018100910A RU 2684321 C1 RU2684321 C1 RU 2684321C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
antennas
central
receivers
direction finder
Prior art date
Application number
RU2018100910A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Никита Валентинович Топорков
Татьяна Петровна Потапова
Original Assignee
Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский радиотехнический институт"
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 "Калужский научно-исследовательский радиотехнический институт" filed Critical Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский радиотехнический институт"
Priority to RU2018100910A priority Critical patent/RU2684321C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2684321C1 publication Critical patent/RU2684321C1/en

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
    • G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/46—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
    • 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
    • G01S13/00—Systems 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
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • 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
    • G01S13/00—Systems 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
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/46—Indirect determination of position data
    • G01S13/48—Indirect determination of position data using multiple beams at emission or reception
    • 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
    • G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/46—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
    • G01S3/48—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems the waves arriving at the antennas being continuous or intermittent and the phase difference of signals derived therefrom being measured
    • 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
    • G01S3/72—Diversity systems specially adapted for direction-finding
    • 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
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: aviation.SUBSTANCE: invention relates to phase finders and is intended for use in aircraft radio monitoring systems for direction finding of radio-frequency sources. Essence of the invention consists in that the phase direction finder comprises five spaced apart receivers with receiving antennae, five connected to outputs of receivers of analogue-to-digital conversion modules, digital outputs of which are connected to signal processor, wherein between signals received by the central and most distant antennae, performing correlation time-phase difference processing, and between signals received by central and adjacent antennas - differential-phase, based on which in signal processor uniquely determined bearings of radiation sources in azimuthal and elevation planes.EFFECT: technical result is expansion of the range of wavelength of the direction-finding radiation sources by more than an order, including the meter and decimetre ranges, with simultaneous elimination of phase errors of analogue signal processing devices owing to use of digital signal processing.1 cl, 2 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к фазовым пеленгаторам и предназначено для использования в авиационных системах радиомониторинга для пеленгации источников радиоизлучений. Уровень техникиThe invention relates to phase direction finders and is intended for use in aircraft radio monitoring systems for direction finding of radio emission sources. State of the art

Известны устройства для пеленгации источников излучения сигналов (патенты РФ: №2288480 от 17.05.2005, №2474835 от 26.09.2011 - МПК G01S 3/46; №2364882 от 10.05.2007 - МПК G01S 3/14 и др.).Known devices for direction finding of radiation sources of signals (RF patents: No. 2288480 from 05.17.2005, No. 2474835 from 09/26/2011 - IPC G01S 3/46; No. 2364882 from 05/10/2007 - IPC G01S 3/14, etc.).

Фазовый пеленгатор по патенту №2288480 может быть использован для определения угловых координат источника излучения фазоманипулированного сигнала.The phase direction finder according to patent No. 2288480 can be used to determine the angular coordinates of the radiation source of the phase-shifted signal.

В фазовом пеленгаторе по патенту №2364882 антенная система выполнена из трех областей антенных элементов, фазовые центры располагаются в вершинах равностороннего треугольника, а выходы первого и второго блоков преобразования координат являются соответствующими выходами пеленгатора. Данный пеленгатор может быть использован для повышения точности оценки углового отклонения источника радиоизлучения по азимуту и углу места относительно равносигнального направления.In the phase direction finder according to patent No. 2364882, the antenna system is made of three regions of antenna elements, phase centers are located at the vertices of an equilateral triangle, and the outputs of the first and second coordinate transformation units are the corresponding outputs of the direction finder. This direction finder can be used to improve the accuracy of estimating the angular deviation of the radio source in azimuth and elevation relative to the equal-signal direction.

В корреляционно-фазовом пеленгаторе по патенту №2474835 содержатся две антенны, два высокочастотных блока, два демодулятора, два спектроанализатора, блок сравнения спектров, два запоминающих устройства и коррелятор, определенным образом соединенные между собой. Данный пеленгатор может быть использован при построении систем определения угловых координат, принцип действия которых основан на определении временного сдвига между радиосигналами.The correlation-phase direction finder according to patent No. 2474835 contains two antennas, two high-frequency units, two demodulators, two spectrum analyzers, a spectrum comparison unit, two storage devices and a correlator, interconnected in a certain way. This direction finder can be used in the construction of systems for determining angular coordinates, the principle of which is based on determining the temporal shift between radio signals.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является фазовый пеленгатор по патенту №2330304, который и выбран в качестве прототипа.Closest to the proposed invention is a phase direction finder according to patent No. 2330304, which is selected as a prototype.

Прототип содержит первый, второй и третий приемники с приемными антеннами, при этом выходы второго и третьего приемников соединены с первой и второй n-отводными линиями задержки соответственно, к каждому отводу которых последовательно подключены: перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого приемника, фильтр нижних частот, пороговый блок и блок регистрации. Принцип работы прототипа основан на измерении разности фаз Δφ1 и Δφ2 сигналов, принимаемых антеннами А и В, А и С, разность времен поступления которых компенсируется за счет введения соответствующих временных задержек.The prototype contains the first, second and third receivers with receiving antennas, while the outputs of the second and third receivers are connected to the first and second n-tap delay lines, respectively, to each tap of which are connected in series: a multiplier, the second input of which is connected to the output of the first receiver, a filter low pass, threshold block and registration block. The principle of operation of the prototype is based on measuring the phase difference Δφ 1 and Δφ 2 of the signals received by antennas A and B, A and C, the difference in the arrival times of which is compensated by introducing the corresponding time delays.

Недостатком указанного в качестве прототипа фазового пеленгатора является обеспечение разностно-фазовой пеленгации только в метровом диапазоне длин волн, что не позволяет использовать его для пеленгации источников радиоизлучений в дециметровом диапазоне длин волн. Также, входящие в его состав П-отводные линии задержки, перемножители, фильтры нижних частот и пороговые блоки выполнены как отдельные аналоговые устройства, что увеличивает массу, габариты, время настройки устройства и не позволяют реализовать эффективные цифровые алгоритмы сигнальной обработки. Сущность изобретенияThe disadvantage of the specified as a prototype phase direction finder is the difference-phase direction finding only in the meter wavelength range, which does not allow it to be used for direction finding of radio sources in the decimeter wavelength range. Also, the P-tap delay lines included in its composition, multipliers, low-pass filters and threshold blocks are made as separate analog devices, which increases the mass, dimensions, device setup time and does not allow to implement effective digital signal processing algorithms. SUMMARY OF THE INVENTION

Технический результат изобретения заключается в существенном расширении диапазона длин волн пеленгуемых источников излучений, охватывающем метровый и дециметровый диапазоны, с одновременным снижением фазовых ошибок, характерных для аналоговых устройств сигнальной обработки, за счет использования цифровой сигнальной обработки.The technical result of the invention is to significantly expand the wavelength range of directional radiation sources, covering the meter and decimeter ranges, while reducing phase errors characteristic of analog signal processing devices by using digital signal processing.

Сущность изобретения заключается в том, что фазовый пеленгатор содержит пять разнесенных друг от друга приемников с приемными антеннами, пять подключенных к выходам приемников модулей аналого-цифрового преобразования, цифровые выходы которых подключены к сигнальному процессору. При этом, между сигналами, принятыми центральной и наиболее удаленными антеннами, осуществляется корреляционная время-фазовая разностная обработка, а между сигналами, принятыми центральной и расположенными вблизи ее антеннами - разностно-фазовая, на основе которых в сигнальном процессоре однозначно определяются пеленги источников излучения в азимутальной и угломестной плоскостях.The essence of the invention lies in the fact that the phase direction finder contains five spaced apart receivers with receiving antennas, five connected to the outputs of the receivers of the analog-to-digital conversion modules, the digital outputs of which are connected to the signal processor. In this case, between signals received by the central and most distant antennas, the correlation time-phase difference processing is performed, and between signals received by the central and located near its antennas - differential-phase processing, on the basis of which bearings of the radiation sources in the azimuth are uniquely determined in the signal processor and elevation planes.

Предлагаемый фазовый пеленгатор относится к области радиоэлектроники и может быть использован в авиационных системах радиомониторинга для пеленгации источников радиоизлучений в метровом и дециметровом диапазонах длин волн.The proposed phase direction finder relates to the field of radio electronics and can be used in aviation radio monitoring systems for direction finding of radio emission sources in the meter and decimeter wavelength ranges.

Технической задачей изобретения является расширение диапазона рабочих частот пеленгатора с одновременным упрощением его структуры и повышением точности пеленгации за счет использования цифровой сигнальной обработки. Возможность реализации изобретенияAn object of the invention is to expand the range of operating frequencies of the direction finder while simplifying its structure and increasing the accuracy of direction finding through the use of digital signal processing. The possibility of implementing the invention

Поставленная техническая задача решается следующим образом. Фазовый пеленгатор содержит в соответствии с прототипом три основных приемника с антеннами, разнесенными друг от друга и расположенными в виде геометрического прямого угла, в вершине которого расположена центральная приемная антенна. В отличие от прототипа, он снабжен дополнительно четвертым и пятым приемниками с антеннами, размещенными между центральной и крайними двумя антеннами, пятью подключенными к выходам приемников модулями аналого-цифрового преобразования (АЦП), цифровые выходы которых подключены к сигнальному процессору, выполненному, например, с использованием программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). При этом, между сигналами, принятыми центральной и наиболее удаленными антеннами, осуществляется корреляционная время-фазовая разностная обработка, а между сигналами, принятыми центральной и расположенными вблизи нее дополнительными четвертой и пятой антеннами - разностно-фазовая, на основе которых в сигнальном процессоре однозначно определяются пеленги источников излучения в азимутальной и угломестной плоскостях.The technical task is solved as follows. The phase direction finder contains, in accordance with the prototype, three main receivers with antennas spaced from each other and located in the form of a geometric right angle, at the top of which there is a central receiving antenna. Unlike the prototype, it is additionally equipped with fourth and fifth receivers with antennas located between the central and extreme two antennas, five analog-to-digital conversion (ADC) modules connected to the receiver outputs, the digital outputs of which are connected to a signal processor made, for example, with using programmable logic integrated circuits (FPGAs). In this case, between signals received by the central and most distant antennas, correlation time-phase difference processing is performed, and between signals received by the central and adjacent fourth and fifth additional antennas, differential-phase processing is used, based on which bearings are uniquely determined in the signal processor radiation sources in the azimuthal and elevation planes.

Сущность изобретения поясняется описанием и чертежами:The invention is illustrated by the description and drawings:

Фиг. 1 - структурная схема фазового пеленгатора.FIG. 1 is a structural diagram of a phase direction finder.

Фиг. 2 - взаимное расположение приемных антенн.FIG. 2 - the relative position of the receiving antennas.

Структурная схема фазового пеленгатора (фиг.1) содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4 и пятый 5 приемники с приемными антеннами А, В, С, D и Е соответственно. Выходы приемников соединены со входами АЦП 6-10, цифровые выходы которых подключены к сигнальному процессору 11.The structural diagram of the phase direction finder (figure 1) contains the first 1, second 2, third 3, fourth 4 and fifth 5 receivers with receiving antennas A, B, C, D and E, respectively. The outputs of the receivers are connected to the inputs of the ADC 6-10, the digital outputs of which are connected to the signal processor 11.

Следует отметить, что фазовый пеленгатор является наиболее точным пеленгатором, определяющим пеленг источника излучения по наклону принимаемого волнового фронта излучения, определяемого путем измерения разности фаз сигнала, одновременно принимаемого разнесенными антеннами.It should be noted that the phase direction finder is the most accurate direction finder, which determines the bearing of the radiation source by the slope of the received wavefront of the radiation, determined by measuring the phase difference of the signal simultaneously received by the spaced antennas.

Основным проблемным фактором при реализации фазовых пеленгаторов является обеспечение однозначности полученных измерений. Классический метод обеспечения однозначности заключается в использовании результатов многоканальных разностно-фазовых измерений радиосигнала, принятого набором антенн, размещенных на различных расстояниях между собой так, чтобы измерения разности фаз между близко расположенными антеннами в совокупности обеспечивали однозначность измерений между антеннами с большей базой. Однако этот метод не позволяет реализовывать сверхширокополосные пеленгаторы (как правило, перекрытие по частоте фазовых пеленгаторов не превышает октаву) и требует размещения большого количества антенн (около 5 по одной оси в каждой литере), что вызывает большие конструктивные сложности применительно к размещению антенн на авиационных платформах.The main problem factor in the implementation of phase direction finders is to ensure the uniqueness of the measurements obtained. The classical method of ensuring uniqueness consists in using the results of multichannel difference-phase measurements of a radio signal received by a set of antennas located at different distances between them so that phase difference measurements between closely spaced antennas together provide uniqueness of measurements between antennas with a larger base. However, this method does not allow the implementation of ultra-wideband direction finders (as a rule, the frequency overlap of phase direction finders does not exceed an octave) and requires the placement of a large number of antennas (about 5 along one axis in each letter), which causes great structural difficulties with respect to the placement of antennas on aircraft platforms .

В фазовом пеленгаторе-прототипе противоречие между требованиями к точности измерений и однозначностью отсчета углов разрешается за счет дополнительной разностно-временной обработки принимаемых сигналов. Рассмотрим предельные возможности устранения неоднозначности таким методом.In the phase direction finder prototype, the contradiction between the requirements for the accuracy of measurements and the uniqueness of the angle reading is resolved due to the additional time-difference processing of the received signals. Consider the extreme possibilities of disambiguation by this method.

В соответствии с границей Рао-Крамера при заданном соотношении «сигнал/шум» минимальная среднеквадратическая ошибка (СКО) измерения временного запаздывания импульсного радиосигнала с трапецеидальными огибающими может быть приближенно представлена как

Figure 00000001
где τф - длительность переднего фронта, Δƒ - полоса обрабатываемых частот, qp - отношение мощности сигнала к мощности шума на входе обрабатывающего устройства. В этом случае СКО разностно-временного измерения пеленга можно определить как:In accordance with the Rao-Kramer boundary for a given signal-to-noise ratio, the minimum mean square error (RMS) of measuring the time delay of a pulsed radio signal with trapezoidal envelopes can be approximately represented as
Figure 00000001
where τ f is the duration of the leading edge, Δƒ is the band of the processed frequencies, q p is the ratio of the signal power to the noise power at the input of the processing device. In this case, the standard deviation of the time-difference measurement of the bearing can be defined as:

Figure 00000002
Figure 00000002

где с - скорость света, L - расстояние между фазовыми центрами приемных антенн разностно-временного пеленгатора, а α - угловое положение источника излучения. Условие однозначности оценки пеленга фазовым пеленгатором с вероятностью 0,95 может быть сформулировано как

Figure 00000003
где λ - длина волны пеленгуемого источника излучения, Lϕ - расстояние между фазовыми центрами приемных антенн фазового пеленгатора. С учетом выражения (1) для
Figure 00000004
можно записать указанное условие для частоты пеленгуемого сигнала ƒs как:where c is the speed of light, L is the distance between the phase centers of the receiving antennas of the time-difference direction finder, and α is the angular position of the radiation source. The condition for the unambiguous assessment of the bearing by a phase direction finder with a probability of 0.95 can be formulated as
Figure 00000003
where λ is the wavelength of the direction-finding radiation source, L ϕ is the distance between the phase centers of the receiving antennas of the phase direction finder. Given the expression (1) for
Figure 00000004
it is possible to write the indicated condition for the frequency of the direction-finding signal ƒ s as:

Figure 00000005
Figure 00000005

Если принять в указанном неравенстве Lϕ=L, то получим условие, когда высокоточная пеленгация может осуществляться с использованием пары приемных антенн, как реализовано в прототипе, из которого можно определить предельную частоту однозначной пеленгации двухэлементным фазо-временным пеленгатором. Например, если ориентировочно определить полосу предварительной фильтрации, равной 64 МГц, а длительность крутого участка фронта принимаемых импульсных сигналов 40 нс, то при отношении «сигнал/шум» по мощности (qp) более 25 дБ, получим значение максимальной несущей частоты сигналов, однозначно пеленгуемых двухэлементным время-фазовым пеленгатором, 251 МГц, что ниже верхней границы метрового диапазона частот (300 МГц).If we accept L ϕ = L in the indicated inequality, then we obtain the condition when high-precision direction-finding can be carried out using a pair of receiving antennas, as implemented in the prototype, from which it is possible to determine the limiting frequency of unambiguous direction-finding by a two-element phase-time direction finder. For example, if we tentatively determine the pre-filtering band equal to 64 MHz, and the duration of the steep section of the front of the received pulsed signals is 40 ns, then with the signal-to-noise ratio in power (q p ) more than 25 dB, we obtain the value of the maximum carrier frequency of the signals, unambiguously direction finding by a two-element time-phase direction finder, 251 MHz, which is below the upper limit of the meter frequency range (300 MHz).

Для однозначной пеленгации в области более высоких частот предлагается использовать третью антенну, обеспечивающую однозначность разностно-фазовых измерений на большой базе за счет малобазовой разностно-фазовой пеленгации, для которой отношение

Figure 00000006
в (2) может быть выбрано существенно большим единицы, что соответственно увеличит диапазон частот однозначной пеленгации на малой базе.For unambiguous direction finding at higher frequencies, it is proposed to use a third antenna that provides the uniqueness of the difference-phase measurements on a large base due to the low-base difference-phase direction finding, for which the ratio
Figure 00000006
in (2) can be chosen significantly larger than unity, which accordingly will increase the frequency range of unique direction finding on a small base.

Необходимое для обеспечения однозначности разностно-фазовых измерений на большой базе отношение L/Lϕ получим из аналогичного (2) условия

Figure 00000007
которое, с учетом того, что
Figure 00000008
где σΔϕ - СКО измерения разности фаз, может быть записано как
Figure 00000009
We obtain the ratio L / L ϕ necessary to ensure the uniqueness of the difference-phase measurements on a large base from the similar condition (2)
Figure 00000007
which, given the fact that
Figure 00000008
where σ Δϕ is the standard deviation of the phase difference measurement, can be written as
Figure 00000009

В соответствии с теорией статистической радиотехники, дисперсия измерения разности фаз уменьшается с увеличением отношения «сигнал/шум» по закону 2/qp, однако в реальной аппаратуре оно определяется совокупностью пространственных (характерных для антенн любых типов), частотных и температурных зависимостей, неопределенность которых в ближайшее время не предполагается снизить до уровня менее 5 фазовых градусов (в зависимости от диапазона частот) даже для двумерных пеленгаторов. Соответственно, предельную величину допустимого отношения баз предлагаемого пеленгатора можно оценить как 18. Для указанного отношения баз величина верхней рабочей частоты предлагаемого пеленгатора в соответствии с (2) при ранее использованных значениях параметров составит 3,2 ГГц, что превышает верхнюю границу дециметрового диапазона (3 ГГц).In accordance with the theory of statistical radio engineering, the dispersion of the measurement of the phase difference decreases with increasing signal-to-noise ratio according to the law 2 / q p , however, in real equipment it is determined by a combination of spatial (typical for any type of antennas), frequency and temperature dependences, the uncertainty of which in the near future it is not supposed to be reduced to a level of less than 5 phase degrees (depending on the frequency range) even for two-dimensional direction finders. Accordingly, the limiting value of the permissible base ratio of the proposed direction finder can be estimated as 18. For the indicated base ratio, the upper working frequency of the proposed direction finder in accordance with (2) for the previously used parameter values will be 3.2 GHz, which exceeds the upper limit of the decimeter range (3 GHz )

Таким образом, предлагаемый фазовый пеленгатор по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения, обеспечивает сверхширокополосную пеленгацию с перекрытием, кроме метрового, еще и дециметрового диапазонов с одновременным упрощением конструкции и повышением точности пеленгации путем реализации алгоритмов корреляционной разностно-временной и разностно-фазовой обработки в цифровом виде в сигнальном процессоре за счет преобразования принятых сигналов в цифровую форму в модулях АЦП, установленных на выходах приемников.Thus, the proposed phase direction finder, in comparison with the prototype and other technical solutions for a similar purpose, provides ultra-wideband direction finding with overlapping, in addition to the meter and decimeter ranges, while simplifying the design and improving direction finding accuracy by implementing correlation algorithms for time-difference and phase-difference processing digitally in the signal processor by converting the received signals to digital form in the ADC modules installed on output receivers.

Кроме того, предлагаемый фазовый пеленгатор за счет варьирования цифровых методов обработки позволяет использовать разные максимальные значения азимутальной и угломестной антенных баз, что упрощает их размещение на авиационных платформах.In addition, the proposed phase direction finder, by varying the digital processing methods, allows the use of different maximum values of the azimuthal and elevation antenna bases, which simplifies their placement on aircraft platforms.

Предлагаемое построение существенно расширяет функциональные возможности фазового пеленгатора.The proposed construction significantly expands the functionality of the phase direction finder.

Claims (2)

1.Фазовый пеленгатор, содержащий три основных приемника с антеннами, разнесенными друг от друга на расстояния d1 и d2 и расположенными в виде геометрического прямого угла, в вершине которого расположена центральная приемная антенна, отличающийся тем, что он снабжен дополнительно четвертым и пятым приемниками с антеннами, размещенными между центральной и крайними двумя антеннами, пятью подключенными к выходам приемников модулями аналого-цифрового преобразования, цифровые выходы которых подключены к сигнальному процессору, при этом между сигналами, принятыми центральной и наиболее удаленными антеннами, осуществляется корреляционная время-фазовая разностная обработка, а между сигналами, принятыми центральной и расположенными вблизи нее дополнительными четвертой и пятой антеннами, - разностно-фазовая, на основе которых в сигнальном процессоре однозначно определяются пеленги источников излучения в азимутальной и угломестной плоскостях.1. Phase direction finder containing three main receivers with antennas spaced apart by distances d 1 and d 2 and located in the form of a geometric right angle, at the top of which there is a central receiving antenna, characterized in that it is equipped with an additional fourth and fifth receivers with antennas located between the central and extreme two antennas, five analog-to-digital conversion modules connected to the outputs of the receivers, the digital outputs of which are connected to the signal processor, while The signals received by the central and most distant antennas carry out correlation time-phase difference processing, and between the signals received by the central and additional fourth and fifth antennas located near it, differential-phase processing is used, based on which the bearings of radiation sources are uniquely determined in the signal processor azimuthal and elevation planes. 2. Фазовый пеленгатор по п. 1, отличающийся тем, что сигнальный процессор выполнен с использованием программируемой логической интегральной схемы.2. The phase direction finder according to claim 1, characterized in that the signal processor is made using a programmable logic integrated circuit.
RU2018100910A 2018-01-10 2018-01-10 Phase direction finder RU2684321C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018100910A RU2684321C1 (en) 2018-01-10 2018-01-10 Phase direction finder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018100910A RU2684321C1 (en) 2018-01-10 2018-01-10 Phase direction finder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2684321C1 true RU2684321C1 (en) 2019-04-08

Family

ID=66090197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018100910A RU2684321C1 (en) 2018-01-10 2018-01-10 Phase direction finder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2684321C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2703715C1 (en) * 2019-05-14 2019-10-22 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Correlation-phase direction finder
RU2704241C1 (en) * 2019-04-11 2019-10-25 Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" Narrow-band signal correlation device
RU2715057C1 (en) * 2019-07-09 2020-02-25 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Correlation-phase direction finder
RU2715562C1 (en) * 2019-10-02 2020-03-02 Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" Phase method of direction finding of two radiation sources

Citations (7)

* 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
JP2004271189A (en) * 2003-03-05 2004-09-30 Toshiba Corp Direction finding system
RU2330304C1 (en) * 2007-02-19 2008-07-27 Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского Phase direction-finder
RU2518428C2 (en) * 2012-06-26 2014-06-10 Закрытое акционерное общество "Комплексный технический сервис" Direction finding phase method and phase direction finder for implementing said method
RU2527943C1 (en) * 2012-12-11 2014-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Method of processing signals during multichannel phase-based direction-finding of short-wave radio sources
RU2013135514A (en) * 2013-07-29 2015-02-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации Phase method of direction finding and phase direction finder for its implementation
US9057776B1 (en) * 2012-06-14 2015-06-16 Rockwell Collins, Inc. Hybrid estimation DF algorithm

Patent Citations (7)

* 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
JP2004271189A (en) * 2003-03-05 2004-09-30 Toshiba Corp Direction finding system
RU2330304C1 (en) * 2007-02-19 2008-07-27 Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского Phase direction-finder
US9057776B1 (en) * 2012-06-14 2015-06-16 Rockwell Collins, Inc. Hybrid estimation DF algorithm
RU2518428C2 (en) * 2012-06-26 2014-06-10 Закрытое акционерное общество "Комплексный технический сервис" Direction finding phase method and phase direction finder for implementing said method
RU2527943C1 (en) * 2012-12-11 2014-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Method of processing signals during multichannel phase-based direction-finding of short-wave radio sources
RU2013135514A (en) * 2013-07-29 2015-02-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации Phase method of direction finding and phase direction finder for its implementation

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2704241C1 (en) * 2019-04-11 2019-10-25 Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" Narrow-band signal correlation device
RU2703715C1 (en) * 2019-05-14 2019-10-22 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Correlation-phase direction finder
RU2715057C1 (en) * 2019-07-09 2020-02-25 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Correlation-phase direction finder
RU2715562C1 (en) * 2019-10-02 2020-03-02 Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" Phase method of direction finding of two radiation sources

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2684321C1 (en) Phase direction finder
RU2419106C1 (en) Method and device for determining coordinates of radio-frequency radiation source
RU2283505C1 (en) Method and device for determining coordinates of a radio radiation source
RU2510044C1 (en) Method and apparatus for determining coordinates of radio-frequency radiation sources
RU2423719C1 (en) Method for adaptive measurement of spatial parameters of radio-frequency radiation sources and device for realising said method
RU2507647C1 (en) Controlled beamwidth phased antenna array
RU2465613C1 (en) Method and apparatus for determining location of radio source
CN110187303B (en) Single-pulse amplitude-ratio-correlation joint direction finding method
RU2546999C1 (en) Short-pulse radar with electronic scanning in two planes and with high-precision measurement of coordinates and speeds of objects
RU2596018C1 (en) Method for amplitude direction finding of radio signal sources
RU2661357C1 (en) Method of reviewing passive single-positive monopulse triple-oriented angular-differential-doppler locations of moving in space of the radio-emitting objects
RU2383897C1 (en) Radio signal df method and direction finder to this end
RU2477551C1 (en) Method for multichannel adaptive reception of radio signals and apparatus for realising said method
RU2699552C1 (en) Method for passive single-position angular-doppler location of radio-emitting objects moving in space
RU2615491C1 (en) Method for simultaneous measuring two angular objective coordinates in review amplitude monopulse radar system with antenna array and digital signal processing
RU2330304C1 (en) Phase direction-finder
RU2659810C1 (en) Method and apparatus for determining coordinates of radio emission sources
RU2505832C2 (en) Method for radio signal direction finding and direction finder for realising said method
RU2341811C1 (en) Method of finding direction of radio signals and direction finder to this end
RU2296341C1 (en) Mode of definition of the coordinates of a radiation source
JP5278083B2 (en) Target orientation calculation device
RU75056U1 (en) INFORMATION-MEASURING SYSTEM OF RADIO EMISSION CONTROL
RU2672092C1 (en) Method of measuring the angular position of terrestrial fixed radio-contrast objects
RU2419805C1 (en) Method of radio signal direction finding and direction finder to this end
RU2740779C1 (en) Active low-base correlation-phase direction finder