RU2696094C1 - Способ повышения точности и достоверности пеленгования при накоплении спектральных компонент сигналов источников радиоизлучения - Google Patents

Способ повышения точности и достоверности пеленгования при накоплении спектральных компонент сигналов источников радиоизлучения Download PDF

Info

Publication number
RU2696094C1
RU2696094C1 RU2019104819A RU2019104819A RU2696094C1 RU 2696094 C1 RU2696094 C1 RU 2696094C1 RU 2019104819 A RU2019104819 A RU 2019104819A RU 2019104819 A RU2019104819 A RU 2019104819A RU 2696094 C1 RU2696094 C1 RU 2696094C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signals
signal
frequency
spectral
direction finding
Prior art date
Application number
RU2019104819A
Other languages
English (en)
Inventor
Михаил Леонидович Артемов
Олег Владимирович Афанасьев
Михаил Павлович Сличенко
Екатерина Сергеевна Артемова
Original Assignee
Акционерное общество "Концерн "Созвездие"
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 "Концерн "Созвездие" filed Critical Акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority to RU2019104819A priority Critical patent/RU2696094C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2696094C1 publication Critical patent/RU2696094C1/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
    • 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
    • G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G01S13/44—Monopulse radar, i.e. simultaneous lobing
    • 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
    • G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G01S13/44—Monopulse radar, i.e. simultaneous lobing
    • G01S13/4445—Monopulse radar, i.e. simultaneous lobing amplitude comparisons monopulse, i.e. comparing the echo signals received by an antenna arrangement with overlapping squinted beams
    • 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
    • G01S3/04—Details
    • G01S3/10—Means for reducing or compensating for quadrantal, site, or like errors
    • 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
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/04—Position of source determined by a plurality of spaced direction-finders
    • 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
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location

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

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в многоканальных моноимпульсных обнаружителях-пеленгаторах систем радиомониторинга для решения задач пеленгования источников радиоизлучения (ИРИ). Достигаемый технический результат – повышение точности и достоверности пеленгования источников радиоизлучения, проявляющийся в уменьшении среднеквадратической ошибки и вероятности аномальной ошибки пеленгования. Для достижения технического результата выполняют синхронную регистрацию принятых одночастотных и многочастотных сигналов, образованных всеми входящими в N-элементную решетку антеннами; по каждому i-му сигналу в полосе частот δfi вычисляют накопленные по спектральным отсчетам сигнала взаимные энергии между всеми парами пространственных каналов с порядковыми номерами
Figure 00000048
 и
Figure 00000049
 , используя которые определяют решающую функцию пеленгования, представляющую собой квадрат модуля двумерного углового спектра сигналов и вычисляемую формуле:
Figure 00000050
где
Figure 00000051
 – диаграмма направленности n-й антенны; m = 0...М-1 – текущий номер узла сетки по азимуту; М - число узлов по азимуту; h = 0...Н-1 – текущий номер узла сетки наведения решетки по углу места; Н - число узлов по углу места; – модельная фазирующая функция, зависящая от конфигурации антенной решетки. 3 ил.

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в многоканальных моноимпульсных обнаружителях-пеленгаторах систем радиомониторинга для решения задач пеленгования источников радиоизлучения (ИРИ).
Известны способы пеленгования источников радиоизлучения, представленные например в [Уфаев В.А. Обнаружение и идентификация сигналов в панорамных фазометрических радиопеленгаторах // Антенны, 2008 г. № 5.], [Уфаев В.А. Способ идентификации радиоизлучений патент РФ №2236021, G01S5/04], [Радзиевский В.Г., Уфаев В.А. Первичная обработка сигналов в цифровых панорамных обнаружителях-пеленгаторах. – Радиотехника, 2003, № 7, с. 26-31], включающие прием радиоизлучений с помощью антенной системы (АС), состоящей из идентичных антенн и многоканального приемного устройства, измерение для каждой из возможных комбинаций пар антенн комплексных амплитуд спектральных компонент преобразования Фурье принимаемых временных реализаций, выполнение обнаружения каждой спектральной компоненты и идентификации обнаруженных компонент про принадлежности к сигналу одного источника радиоизлучения, формирование на основе измеренных комплексных амплитуд решающей функции пеленгования – углового спектра, являющегося функцией азимута и (или) угла места направления на ИРИ, максимизацию углового спектра и нахождение оценок азимута и (или) угла места направления на ИРИ как аргументов глобального максимума углового спектра. Однако в выражения для углового спектра входит лишь одна из спектральных компонент принимаемой реализации, несмотря на то, что по результатам выполнения идентификации определятся спектральные компоненты, принадлежащие сигналу одного ИРИ. Таким образом, процедура формирования углового спектра не предполагает выполнения накопления спектральных компонент сигналов, что не позволяет за счет накопления информации повысить показатели эффективности последующего пеленгования ИРИ, такие как точность и достоверность пеленгования.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому является способ обнаружения и определения двумерного пеленга и частоты источников радиоизлучения по патенту РФ № 2190236, G01S 5/04, принятый за прототип.
Способ-прототип включает следующие операции.
1. Когерентный прием сигналов, одновременно попадающих в текущую полосу приема, когерентный перенос на более низкую частоту, синхронное преобразование временных реализаций в цифровую форму.
2. Синхронную регистрацию принятых одночастотных и многочастотных сигналов для всех баз, образованных опорной и всеми входящими в N-элементную решетку антеннами, в полосе приема, во много раз превышающей ширину спектра одиночного сигнала передатчика, восстановление с использованием преобразования Фурье комплексных временных спектров синхронно зарегистрированных сигналов опорной и каждой n-й антенны, где n=1…N, предполагающий формирование из восстановленных комплексных временных спектров сигналов опорной
Figure 00000001
 и каждой n-й антенны
Figure 00000002
 взаимных спектральных плотностей
Figure 00000003
 (1)
и комплексных коэффициентов взаимной корреляции спектральной плотности
Figure 00000004
 на каждой частоте f принятых сигналов со спектральными плотностями
Figure 00000005
 на всех остальных частотах
Figure 00000006
 полосы приема по формуле
Figure 00000007
, (2)
после чего вычисляют модуль
Figure 00000008
 данных комплексных коэффициентов взаимной корреляции и сравнивают его значение с фиксированным порогом корреляции. Сигналы с частотами, на которых превышен порог, объединяют в i-й сигнал и идентифицируют его как обнаруженный сигнал, принадлежащий одному передатчику с полосой частот δfi,, образованной идентифицированными к данному сигналу спектральными компонентами.
3. По каждому i-му сигналу в полосе частот δfi вычисляют спектральные комплексные амплитуды сигналов,
Figure 00000009
, (3)
используя которые определяют реальную часть двумерного комплексного углового спектра сигналов
Figure 00000010
 (4)
где
Figure 00000011
 – диаграмма направленности n-й антенны;
m = 0...М-1 – текущий номер узла сетки по азимуту;
М - число узлов по азимуту;
h = 0...Н-1 – текущий номер узла сетки наведения решетки по углу места;
Н - число узлов по углу места;
Figure 00000012
 – модельная фазирующая функция, зависящая от конфигурации антенной решетки,
и по максимумам
Figure 00000013
 определяют азимутальные αm0 и угломестные βh0 пеленги i-х сигналов передатчиков, обнаруженных в полосе приема.
Однако в данном способе имеются следующие недостатки.
1. Способ основан на использовании «опорной антенны», вследствие чего (как справедливо отмечено в [Радзиевский В.Г., Уфаев В.А. Первичная обработка сигналов в цифровых панорамных обнаружителях-пеленгаторах. – Радиотехника, 2003, № 7, с. 26-31]) не учитывается, что взаимный спектр сигнала в каналах приема необходимо определять для всех возможных комбинаций пар антенн. В случае приема сигналов с помощью многоканального моноимпульсного обнаружителя-пеленгатора (ОП) указанное обстоятельство является существенным недостатком данного способа, неоправданно неиспользующим имеющиеся технические возможности радиоэлектронной аппаратуры ОП и снижающим показатели эффективности как решения задачи идентификации спектральных компонент по принадлежности к сигналу одного источника радиоизлучения, так и пеленгования ИРИ.
2. Наличие опорного канала также может приводить к ухудшению точности и достоверности пеленгования в зависимости от того, какой из каналов антенной системы выбран опорным, что в реальных условиях функционирования ОП при их размещении на носителях различных типов обусловлено наличием эффекта «затенения» опорного канала в зависимости от его взаимного расположения относительно остальных антенн АС, а также объектов, расположенных в непосредственной близости к АС (например, мачтового устройства).
3. Способ предполагает вычисление реальной части двумерного комплексного углового спектра сигналов, что противоречит результатам решения задачи пеленгования в рамках теории статистической радиотехники. Максимум модуля углового спектра характеризует наибольший по амплитуде отклик сфазированной многоканальной АС в направлении на ИРИ, при этом фазирование обеспечивается лишь при вычислении модуля углового спектра.
4. Выражение для двумерного углового спектра предполагает вычисление суммы произведений измеренных канальных комплексных амплитуд сигналов на парциальные диаграммы направленности и модельные фазирующие функции антенн. Однако по результатам вычисления данной суммы не выполняется ее нормирование на квадратный корень из суммы квадратов модулей парциальных диаграмм направленностей антенн, что также противоречит результатам решения задачи пеленгования в рамках теории статистической радиотехники.
Указанные недостатки существенным образом ограничивают область применения данного способа, а их наличие определяет нецелесообразность его использования в современных (перспективных) многоканальных системах радиомониторинга при решении задачи пеленгования ИРИ.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение точности и достоверности пеленгования источников радиоизлучения, обеспечиваемое за счет накопления спектральных компонент, идентифицированных по принадлежности к сигналу одного источника радиоизлучения.
Для решения поставленной задачи в способе, включающем когерентный прием сигналов, одновременно попадающих в текущую полосу приема, когерентный перенос на более низкую частоту, синхронное преобразование временных реализаций в цифровую форму; синхронную регистрацию принятых одночастотных и многочастотных сигналов для всех баз, образованных всеми входящими в N-элементную решетку антеннами, в полосе приема, во много раз превышающей ширину спектра одиночного сигнала передатчика, восстановление с использованием преобразования Фурье комплексных временных спектров синхронно зарегистрированных сигналов опорной и каждой n-й антенны, где n=1…N, предполагающий формирование из восстановленных комплексных временных спектров сигналов опорной
Figure 00000001
 и каждой n-й антенны
Figure 00000002
 взаимных спектральных плотностей
Figure 00000003
и комплексных коэффициентов взаимной корреляции спектральной плотности
Figure 00000004
 на каждой частоте f принятых сигналов со спектральными плотностями
Figure 00000005
 на всех остальных частотах
Figure 00000006
 полосы приема по формуле
Figure 00000007
,
после чего вычисляют модуль
Figure 00000008
 данных комплексных коэффициентов взаимной корреляции и сравнивают его значение с фиксированным порогом корреляции, сигналы с частотами, на которых превышен порог, объединяют в i-й сигнал и идентифицируют его как обнаруженный сигнал, принадлежащий одному передатчику с полосой частот δfi,, образованной идентифицированными к данному сигналу спектральными компонентами, по каждому i-му сигналу в полосе частот δfi вычисляют решающую функцию пеленгования, по максимумам которой определяют азимутальные αm0 и угломестные βh0 пеленги i-го сигнала передатчика, обнаруженного в полосе приема; согласно изобретению, выполняют синхронную регистрацию принятых одночастотных и многочастотных сигналов и образованных всеми входящими в N-элементную решетку антеннами; по каждому i-му сигналу в полосе частот δfi вычисляют накопленные по спектральным отсчетам сигнала взаимные энергии между всеми парами пространственных каналов с порядковыми номерами
Figure 00000014
 и
Figure 00000015
 по формуле
Figure 00000016
,
используя которые определяют решающую функцию пеленгования, представляющую собой квадрат модуля двумерного углового спектра сигналов и вычисляемую по формуле
Figure 00000017
,
где
Figure 00000011
 – диаграмма направленности n-й антенны;
m = 0...М-1 – текущий номер узла сетки по азимуту;
М - число узлов по азимуту;
h = 0...Н-1 – текущий номер узла сетки наведения решетки по углу места;
Н - число узлов по углу места;
Figure 00000012
 – модельная фазирующая функция, зависящая от конфигурации антенной решетки.
Поставленная задача решается следующим образом.
В результате преобразования Фурье временной реализации спектр принимаемого с помощью ОП сигнала представлен несколькими спектральными компонентами, количество которых зависит от ширины полосы сигнала и длительности реализации. В рамках задачи обнаружения сигналов среди совокупности спектральных отсчетов определяются «сигнальные», в амплитуде и фазе которых содержится информация об излучаемой ИРИ радиоволне. При этом соотношение уровней обнаруженных спектральных компонент сигнала может быть различным.
В рамках теории статистической радиотехники пеленгование ИРИ должно выполняться независимо от соотношения уровней спектральных компонент принимаемого сигнала на основе элементов вычисленной матрицы взаимных энергий спектральных отсчетов, накопленной по всем обнаруженным и идентифицированным по принадлежности к сигналу данного ИРИ спектральным компонентам сигнала.
Рассмотрим случай приема плоской монохроматической радиоволны с помощью N-канального моноимпульсного ОП с АС произвольной конфигурации. Будем полагать, что выходы АС подключены к соответствующим входам
Figure 00000018
– канального радиоприемного устройства, осуществляющего синхронное чтение входной реализации всеми приемными каналами.
Задача обнаружения-пеленгования в рамках теории статистической радиотехники может быть сформулирована как задача проверки статистических гипотез о наличии (гипотеза 
Figure 00000019
) либо отсутствии (гипотеза 
Figure 00000020
) информации о сигнале ИРИ в наблюдаемых данных. В результате максимизации функций правдоподобия наблюдаемых данных решающая функция пеленгования (в рассматриваемом случае – угловой спектр) должна вычисляться для каждого i-го сигнала в соответствии с выражением:
Figure 00000021
, (5)
где
Figure 00000022
 – накопленная по спектральным отсчетам i-го сигнала взаимная энергия между пространственными каналами с порядковыми номерами
Figure 00000014
 и
Figure 00000015
;
Figure 00000023
. (6)
Накопление взаимных энергий спектральных компонент сигнала, выполняемое по формуле (6), инвариантно к начальным фазам образующих сигнал спектральных компонент ввиду вычисления взаимных и канальных энергий по каждой компоненте. Так как фаза взаимных энергий зависит от направления прихода радиоволны, то суммирование взаимных энергий для отсчетов сигнала одного и того же ИРИ обеспечивает синфазное сложение сигнальных составляющих и повышение результирующего отношения сигнал/шум (ОСШ).
Предлагаемый способ повышения точности и достоверности пеленгования при накоплении спектральных компонент сигналов источников радиоизлучения предполагает выполнение следующих операций.
1. Когерентный прием сигналов, одновременно попадающих в текущую полосу приема, когерентный перенос на более низкую частоту, синхронное преобразование временных реализаций в цифровую форму.
2. Синхронную регистрацию принятых одночастотных и многочастотных сигналов и образованных, всеми входящими в N-элементную решетку антеннами, в полосе приема, во много раз превышающей ширину спектра одиночного сигнала передатчика, восстановление с использованием преобразования Фурье комплексных временных спектров синхронно зарегистрированных сигналов опорной и каждой n-й антенны, где n=1…N, предполагающий формирование из восстановленных комплексных временных спектров сигналов опорной
Figure 00000001
 и каждой n-й антенны
Figure 00000002
 взаимных спектральных плотностей
Figure 00000024
,
и комплексных коэффициентов взаимной корреляции спектральной плотности
Figure 00000004
 на каждой частоте f принятых сигналов со спектральными плотностями
Figure 00000005
 на всех остальных частотах
Figure 00000006
 полосы приема по формуле
Figure 00000007
,
после чего вычисляют модуль
Figure 00000008
 данных комплексных коэффициентов взаимной корреляции и сравнивают его значение с фиксированным порогом корреляции. Сигналы с частотами, на которых превышен порог, объединяют в i-й сигнал и идентифицируют его как обнаруженный сигнал, принадлежащий одному передатчику с полосой частот δfi,, образованной идентифицированными к данному сигналу спектральными компонентами.
3. По каждому i-му сигналу в полосе частот δfi, вычисляют накопленные по спектральным отсчетам сигнала взаимные энергии между всеми парами пространственных каналов с порядковыми номерами
Figure 00000014
 и
Figure 00000015
;
Figure 00000016
, (7)
используя которые определяют квадрат модуля двумерного углового спектра сигналов по формуле
Figure 00000017
, (8)
где
Figure 00000011
 – диаграмма направленности n-й антенны;
m = 0...М-1 – текущий номер узла сетки по азимуту;
М - число узлов по азимуту;
h = 0...Н-1 – текущий номер узла сетки наведения решетки по углу места;
Н - число узлов по углу места;
Figure 00000012
 – модельная фазирующая функция, зависящая от конфигурации антенной решетки,
и по максимумам
Figure 00000025
 определяют азимутальные αm0 и угломестные βh0 пеленги i-х сигналов передатчиков, обнаруженных в полосе приема.
Технический результат способа обеспечивается тем, что при формировании углового спектра используются накопленные по спектральным отсчетам сигнала взаимные энергии между всеми парами пространственных каналов обнаружителя-пеленгатора, что из-за инвариантности взаимных энергий к начальным фазам спектральных компонент обеспечивает синфазное сложение сигнальных спектральных составляющих и повышение результирующего отношения сигнал/шум (ОСШ).
Блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа представлена на фиг. 1, где обозначено:
1 - многоканальная антенная система;
2 - многоканальное радиоприемное устройство;
3 - многоканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП);
4 - многопроцессорный вычислитель.
Устройство содержит многоканальную антенную систему 1, состоящую из n=1...N антенных элементов, объединенных в антенную решетку. Каждый элемент (антенна) решетки соединен с соответствующим входом многоканального радиоприемного устройства 2, N выходов которого соединены с соответствующими входами многоканального АЦП 3, N выходов которого соединены с соответствующими входами многопроцессорного вычислителя 4, N выходов которого являются выходами устройства. Многоканальное радиоприемное устройство 2 выполнено с общим гетеродином и с полосой пропускания каждого канала, во много раз превышающей ширину спектра одиночного сигнала передатчика. Общий гетеродин обеспечивает многоканальный когерентный прием сигналов. Широкая полоса пропускания каналов устройства 2 необходима для одновременной многочастотной регистрации сигналов многих передатчиков. Многопроцессорный вычислитель 4 обеспечивает параллельную обработку многочастотных сигналов, принимаемых всеми N антеннами решетки.
Устройство работает следующим способом.
Многочастотные временные сигналы
Figure 00000026
 с N-выходов антенной системы (n=1…N), поступают на входы радиоприемного устройства 2, где в полосе приема, во много раз превышающей ширину спектра одночастотного сигнала передатчика, когерентно переносятся на более низкую частоту. С помощью аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3 сигналы
Figure 00000026
 синхронно преобразуются в цифровые сигналы
Figure 00000027
, где – n- номер антенного элемента, а z – номер временного отсчета сигнала, и синхронно регистрируются в многопроцессорном вычислителе 4.
В вычислителе 4 выполняются следующие действия:
– восстановление с использованием преобразования Фурье комплексных временных спектров сигналов каждой n-й антенны;
– формирование из восстановленных комплексных временных спектров сигналов опорной
Figure 00000001
 и каждой n-й антенны
Figure 00000002
 взаимных спектральных плотностей по формуле (1) и комплексных коэффициентов взаимной корреляции спектральной плотности
Figure 00000004
 на каждой частоте f принятых сигналов со спектральными плотностями
Figure 00000005
 на всех остальных частотах
Figure 00000006
 полосы приема по формуле (2)
– вычисление накопленных по спектральным отсчетам сигнала взаимных энергий по формуле (7), используя которые определяют квадрат модуля двумерного углового спектра сигналов по формуле (8) и по максимумам
Figure 00000025
 определяют азимутальные αm0 и угломестные βh0 пеленги i-х сигналов передатчиков, обнаруженных в полосе приема.
Результаты моделирования предлагаемого способа повышения точности и достоверности пеленгования при накоплении спектральных компонент сигналов источников радиоизлучения. На фиг. 2 представлены результаты статистического моделирования (измеренные пеленги и их гистограммы) для пеленгования радиоволн с помощью ОП с «невзаимодействующей» семиэлементной эквидистантной кольцевой антенной решеткой (ЭКАР). Моделировалось падение плоской радиоволны с азимутального направления 180 град. на двух частотах, соответствующих отношению радиуса ЭКАР к длине волны
Figure 00000028
= 0,5 и 0,505 соответственно. Аддитивный шум предполагался гауссовским с нулевой средней одинаковой интенсивностью в каналах ОП и диагональной матрицей ковариации. Пеленг вычислялся в результате глобальной максимизации углового спектра (5), накопление спектральных компонент выполнялось по формуле (6). ОСШ первого спектрального отсчета соответствовало 12 дБ, второго – 7 дБ. Фиг.2а соответствует результатам пеленгования по первому спектральному отсчету, Фиг.2б – по второму отсчету, Фиг.2в – результатам пеленгования при накоплении взаимных энергий по двум спектральным отсчетам.
Видно, что накопление взаимных энергий спектральных компонент сигналов источников радиоизлучения в соотвесттвии с формулой (6) обеспечивает повышение точности и достоверности пеленгования. Исследования показали, за счет накопления взаимных энергий спектральных компонент сигналов источников радиоизлучения обеспечивается снижение вероятности аномальной и дисперсии нормальной ошибок пеленгования.
На фиг. 3 представлена рассчитанная по результатам моделирования зависимость средней квадратической ошибки (СКО) пеленгования от отношения
Figure 00000029
. Кривая 1 соответствует результатам пеленгования по второму спектральному отсчету, кривая 2 – по первому, кривая 3 – результатам пеленгования с накоплением взаимных энергий спектральных компонент.
Результаты моделирования подтвердили, что предлагаемый способ накопления спектральных компонент сигнала обеспечивает уменьшение результирующей СКО пеленгования и аддитивное увеличение результирующего ОСШ
Figure 00000030
 при накоплении всех межканальных взаимных энергий в соотвесттвии с формулой
Figure 00000031
, (9)
где
Figure 00000032
 – ОСШ, соответствующее спектральной компоненте сигнала на частоте
Figure 00000033
.
Достигаемый технический результат – повышение точности и достоверности пеленгования источников радиоизлучения, проявляющийся в уменьшении среднеквадратической ошибки и вероятности аномальной ошибки пеленгования.

Claims (14)

  1. Способ повышения точности и достоверности пеленгования при накоплении спектральных компонент сигналов источников радиоизлучения, включающий когерентный прием сигналов, одновременно попадающих в текущую полосу приема, когерентный перенос на более низкую частоту, синхронное преобразование временных реализаций в цифровую форму; синхронную регистрацию принятых одночастотных и многочастотных сигналов для всех баз, образованных всеми входящими в N-элементную решетку антеннами, в полосе приема, во много раз превышающей ширину спектра одиночного сигнала передатчика, восстановление с использованием преобразования Фурье комплексных временных спектров синхронно зарегистрированных сигналов опорной и каждой n-й антенны, где n=1…N, предполагающий формирование из восстановленных комплексных временных спектров сигналов опорной
    Figure 00000034
     и каждой n-й антенны
    Figure 00000035
     взаимных спектральных плотностей
  2. Figure 00000036
  3. и комплексных коэффициентов взаимной корреляции спектральной плотности
    Figure 00000037
     на каждой частоте f принятых сигналов со спектральными плотностями
    Figure 00000038
     на всех остальных частотах
    Figure 00000039
     полосы приема по формуле
  4. Figure 00000040
    ,
  5. после чего вычисляют модуль
    Figure 00000041
     данных комплексных коэффициентов взаимной корреляции и сравнивают его значение с фиксированным порогом корреляции, сигналы с частотами, на которых превышен порог, объединяют в i-й сигнал и идентифицируют его как обнаруженный сигнал, принадлежащий одному передатчику с полосой частот δfi,, образованной идентифицированными к данному сигналу спектральными компонентами, по каждому i-му сигналу в полосе частот δfi вычисляют решающую функцию пеленгования, по максимумам которой определяют азимутальные αm0 и угломестные βh0 пеленги i-го сигнала передатчика, обнаруженного в полосе приема; отличающийся тем, что выполняют синхронную регистрацию принятых одночастотных и многочастотных сигналов и образованных всеми входящими в N-элементную решетку антеннами; по каждому i-му сигналу в полосе частот δfi вычисляют накопленные по спектральным отсчетам сигнала взаимные энергии между всеми парами пространственных каналов с порядковыми номерами
    Figure 00000042
     и
    Figure 00000043
     по формуле
  6. Figure 00000044
    ,
  7. используя которые определяют решающую функцию пеленгования, представляющую собой квадрат модуля двумерного углового спектра сигналов и вычисляемую по формуле
  8. Figure 00000045
    ,
  9. где
    Figure 00000046
     – диаграмма направленности n-й антенны;
  10. m = 0...М-1 – текущий номер узла сетки по азимуту;
  11. М - число узлов по азимуту;
  12. h = 0...Н-1 – текущий номер узла сетки наведения решетки по углу места;
  13. Н - число узлов по углу места;
  14. Figure 00000047
     – модельная фазирующая функция, зависящая от конфигурации антенной решетки.
RU2019104819A 2019-02-20 2019-02-20 Способ повышения точности и достоверности пеленгования при накоплении спектральных компонент сигналов источников радиоизлучения RU2696094C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019104819A RU2696094C1 (ru) 2019-02-20 2019-02-20 Способ повышения точности и достоверности пеленгования при накоплении спектральных компонент сигналов источников радиоизлучения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019104819A RU2696094C1 (ru) 2019-02-20 2019-02-20 Способ повышения точности и достоверности пеленгования при накоплении спектральных компонент сигналов источников радиоизлучения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2696094C1 true RU2696094C1 (ru) 2019-07-31

Family

ID=67586832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019104819A RU2696094C1 (ru) 2019-02-20 2019-02-20 Способ повышения точности и достоверности пеленгования при накоплении спектральных компонент сигналов источников радиоизлучения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2696094C1 (ru)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2190236C2 (ru) * 2000-09-13 2002-09-27 Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" ВНИИ "Градиент" Способ обнаружения и определения двумерного пеленга и частоты источников радиоизлучения
WO2006114426A1 (fr) * 2005-04-26 2006-11-02 Thales Dispositif et procede de localisation passive de cibles rayonnantes
RU2309423C2 (ru) * 2005-08-29 2007-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" (ФГУП "ГКБ "Связь") Способ обнаружения и пеленгования объектов по излучениям их передатчиков
US20110050502A1 (en) * 2007-10-31 2011-03-03 Agilent Technologies, Inc. Three Dimensional RF Search System
JP2011188396A (ja) * 2010-03-11 2011-09-22 Panasonic Corp 操作方向検出システム、操作方向検出装置および操作方向検出方法
RU2517365C2 (ru) * 2012-07-04 2014-05-27 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") Способ обнаружения и пеленгации источников радиоизлучения на одной частоте
KR101442510B1 (ko) * 2013-05-06 2014-09-23 삼성탈레스 주식회사 Ｄｆｔ 폴리페이즈 필터뱅크 기반의 광대역 방향 탐지 시스템 및 방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2190236C2 (ru) * 2000-09-13 2002-09-27 Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" ВНИИ "Градиент" Способ обнаружения и определения двумерного пеленга и частоты источников радиоизлучения
WO2006114426A1 (fr) * 2005-04-26 2006-11-02 Thales Dispositif et procede de localisation passive de cibles rayonnantes
RU2309423C2 (ru) * 2005-08-29 2007-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" (ФГУП "ГКБ "Связь") Способ обнаружения и пеленгования объектов по излучениям их передатчиков
US20110050502A1 (en) * 2007-10-31 2011-03-03 Agilent Technologies, Inc. Three Dimensional RF Search System
JP2011188396A (ja) * 2010-03-11 2011-09-22 Panasonic Corp 操作方向検出システム、操作方向検出装置および操作方向検出方法
RU2517365C2 (ru) * 2012-07-04 2014-05-27 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") Способ обнаружения и пеленгации источников радиоизлучения на одной частоте
KR101442510B1 (ko) * 2013-05-06 2014-09-23 삼성탈레스 주식회사 Ｄｆｔ 폴리페이즈 필터뱅크 기반의 광대역 방향 탐지 시스템 및 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5990834A (en) Radar angle determination with music direction finding
CN101105525A (zh) 纯相位型宽频带微波辐射源测向装置及测向方法
RU2732505C1 (ru) Способ обнаружения и азимутального пеленгования наземных источников радиоизлучения с летно-подъемного средства
CN103513250A (zh) 一种基于鲁棒自适应波束形成原理的模基定位方法及系统
RU2696093C1 (ru) Способ адаптивного отождествления спектральных компонент по принадлежности к сигналу одного источника радиоизлучения
CN103558584A (zh) 一种波达方向的检测方法及装置
CN111352083B (zh) 一种高频地波雷达多接收通道增益自动校准方法及装置
CN115494497A (zh) 一种相位编码脉冲雷达信号测向方法
RU2704027C1 (ru) Способ контроля излучения нескольких источников частотно-неразделимых сигналов
RU2696022C1 (ru) Способ адаптивного пространственно-многоканального обнаружения спектральных компонент сигналов источников радиоизлучения
Chen et al. Enhanced target detection for HFSWR by 2-D MUSIC based on sparse recovery
RU2752249C2 (ru) Многоканальный пеленгатор радиосигналов ВЧ диапазона
RU2696094C1 (ru) Способ повышения точности и достоверности пеленгования при накоплении спектральных компонент сигналов источников радиоизлучения
RU2723145C1 (ru) Способ и устройство обнаружения шумящих в море объектов бортовой антенной
RU2413236C1 (ru) Способ поиска сложных сигналов
CN111796241A (zh) 一种多波束阵列波束间比幅的副瓣抑制方法
RU2732504C1 (ru) Способ адаптивного пространственно-многоканального обнаружения и пеленгования двух частотно-неразделимых источников радиоизлучения
RU2289146C9 (ru) Способ обнаружения и пеленгования радиосигналов
RU119126U1 (ru) Устройство повышения углового разрешения амплитудной суммарно-разностной моноимпульсной системы
RU2768011C1 (ru) Способ одноэтапного адаптивного определения координат источников радиоизлучений
He et al. DOA estimation of wideband signals based on iterative spectral reconstruction
RU2736414C1 (ru) Способ пространственной фильтрации сигналов
CN112415469B (zh) 一种两维数字阵列雷达快速干扰测向方法
Wu et al. Switched-element direction finding
Wan et al. A range-Doppler-angle estimation method for passive bistatic radar