RU2713235C1 - Method to increase accuracy of direction finding of radio-frequency sources by detector-direction finder with multiscale antenna system - Google Patents
Method to increase accuracy of direction finding of radio-frequency sources by detector-direction finder with multiscale antenna system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2713235C1 RU2713235C1 RU2019115099A RU2019115099A RU2713235C1 RU 2713235 C1 RU2713235 C1 RU 2713235C1 RU 2019115099 A RU2019115099 A RU 2019115099A RU 2019115099 A RU2019115099 A RU 2019115099A RU 2713235 C1 RU2713235 C1 RU 2713235C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- finding
- radio
- signal
- direction finding
- detector
- Prior art date
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
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в многоканальных моноимпульсных обнаружителях-пеленгаторах (ОП) систем радиомониторинга для решения задач пеленгования источников радиоизлучения (ИРИ).The invention relates to the field of radio engineering and can be used in multi-channel monopulse detectors-direction finders (OP) of radio monitoring systems for solving problems of direction finding of radio emission sources (IRI).
Повышение эффективности и точности определения азимутальных и угломестных пеленгов на источник сигналов достигается за счет учета взаимных корреляционных связей между пространственно-амплитудно-фазовым распределением спектральных плотностей в переделах полосы частот. При многократном приеме радиосигналов применяется накопление временных реализаций спектральных отсчетов по каждому сигналу, что позволяет обеспечить повышение показателей эффективности пеленгования за счет повышения выходного отношения сигнал/шум и различения на фоне шумов широкополосных псевдослучайных сигналов с малой спектральной плотностью мощности. Решающая функция пеленгования справедлива в случае антенной системы (АС) с произвольной структурой и характеристиками направленности антенных элементов (АЭ), а также адаптивна к взаимным влияниям антенных элементов друг на друга, что позволяет использовать предлагаемый способ в реальных условиях функционирования обнаружителя-пеленгатора. Improving the efficiency and accuracy of determining azimuthal and elevation bearings to the signal source is achieved by taking into account mutual correlation between the spatial-amplitude-phase distribution of spectral densities in the redistribution of the frequency band. In the case of multiple reception of radio signals, accumulation of time realizations of spectral readings for each signal is used, which makes it possible to increase direction-finding efficiency indicators by increasing the output signal-to-noise ratio and distinguishing against the background noise of wide-band pseudorandom signals with a low power spectral density. The decisive direction finding function is valid in the case of an antenna system (AS) with an arbitrary structure and directivity characteristics of antenna elements (AE), and is also adaptive to the mutual influences of antenna elements on each other, which makes it possible to use the proposed method under real operating conditions of a detector-direction finder.
Известен способ пеленгации радиосигналов [1], заключающийся в следующем:A known method of direction finding of radio signals [1], which consists in the following:
1. Прием радиосигналов антенной решеткой (АР), состоящей из N элементов (N>2), расположенных в плоскости пеленгования; в качестве элементов антенной решетки используют идентичные ненаправленные антенны.1. Reception of radio signals by an antenna array (AR) consisting of N elements (N> 2) located in the direction-finding plane; identical non-directional antennas are used as elements of the antenna array.
2. Преобразование сигналов (в том числе и опорного сигнала) многоканальным приемником с общим гетеродином для всех каналов. Преобразование сигналов многоканальным приемником производят последовательно во времени от пары элементов, при этом в качестве опорного сигнала используют сигнал от одного элемента, не входящего в эту пару. Последовательно во времени производят преобразование сигналов от следующих пар элементов, при этом в качестве опорного сигнала используют сигнал от одного элемента, не входящего в следующую пару. Указанным образом преобразуют сигналы со всех возможных пар элементов антенной решетки, в количестве образующихся для N элементной антенной решетки P групп пар, причем в каждой группе пары преобразование сигналов производят с элементов, расстояние между которыми одинаковое.2. Conversion of signals (including the reference signal) by a multichannel receiver with a common local oscillator for all channels. Conversion of signals by a multichannel receiver is performed sequentially in time from a pair of elements, while the signal from one element not included in this pair is used as a reference signal. Consistently in time, the signals from the following pairs of elements are converted, while the signal from one element not included in the next pair is used as a reference signal. In this way, signals from all possible pairs of elements of the antenna array are converted in the number of P groups of pairs formed for the N element antenna array, and in each group of the pairs, the signals are converted from elements with the same distance between them.
3. Получение спектральных характеристик сигналов каждого канала путем попарного измерения на совпадающих интервалах времени комплексных спектров сигналов каждого канала и их разделение на выбранные частотные поддиапазоны.3. Obtaining the spectral characteristics of the signals of each channel by measuring in equal time intervals the complex spectra of the signals of each channel and dividing them into selected frequency subbands.
4. Сравнение комплексных спектральных характеристик сигналов в каждом частотном поддиапазоне путем запоминания P групп пар спектров сигналов.4. Comparison of the complex spectral characteristics of the signals in each frequency subband by storing P groups of pairs of signal spectra.
5. Определение свертки комплексно сопряженных спектров для каждого частотного диапазона. При этом выполняется дополнительное определение свертки комплексно сопряженных амплитуд сигнала для P пар сигналов, получаются комплексные амплитуды P пар сигналов. Комплексные амплитуды сигналов для каждого канала и частотного поддиапазона получают с помощью преобразования Фурье по всем каналам.5. The definition of convolution of complex conjugate spectra for each frequency range. In this case, an additional determination of the convolution of complex conjugate signal amplitudes for P signal pairs is performed; complex amplitudes of P signal pairs are obtained. The complex signal amplitudes for each channel and frequency subband are obtained using the Fourier transform of all channels.
6. Выполняются двумерные преобразования Фурье по всем комплексным амплитудам пар сигналов для каждой из P групп, получаются составляющие двумерного углового спектра, по которым формируют двумерный угловой спектр, соответствующий радиосигналу для выбранного частотного поддиапазона.6. Two-dimensional Fourier transforms are performed for all complex amplitudes of the signal pairs for each of the P groups, the components of the two-dimensional angular spectrum are obtained, which form the two-dimensional angular spectrum corresponding to the radio signal for the selected frequency subband.
7. Путем перемножения P составляющих определяют максимум модуля двумерного углового спектра. По значению аргумента максимума модуля углового спектра определяют значение пеленга.7. By multiplying the P components, the maximum modulus of the two-dimensional angular spectrum is determined. The value of the bearing is determined from the value of the argument of the maximum modulus of the angular spectrum.
Недостатки данного способа заключаются в следующем:The disadvantages of this method are as follows:
– для реализации данного способа пеленгования применяется N- элементная антенная решетка и многоканальное радиоприемное устройство, которое последовательно по времени принимает сигналы с каждой пары антенных элементов. Расстояние между антенными элементами должно быть одинаковое, что накладывает жесткие требования на конфигурацию антенной решетки;- to implement this method of direction finding, an N-element antenna array and a multi-channel radio receiving device that receives signals from each pair of antenna elements sequentially in time are used. The distance between the antenna elements should be the same, which imposes strict requirements on the configuration of the antenna array;
– способ не предполагает выполнение процедуры накопления временных реализаций по каждой спектральной компоненте, что не позволяет за счет увеличения объема информации повысить эффективность процедуры пеленгования ИРИ. - the method does not imply the implementation of the procedure of accumulating temporary realizations for each spectral component, which does not allow increasing the efficiency of the direction finding process of the IRI by increasing the amount of information.
Известен способ определения оценки направления на источник радиоизлучения [2], предполагающий вычисление взаимного спектра спектральных компонент сигнала для всех возможных комбинаций пар антенн. Данный способ предполагает следующее:A known method for determining estimates of the direction to the source of radio emission [2], involving the calculation of the mutual spectrum of the spectral components of the signal for all possible combinations of antenna pairs. This method involves the following:
1. Синхронный (когерентный) прием временных реализаций с выходов всех N (где N>2) элементов антенной системы в пространственных каналах обнаружителя-пеленгатора, одновременно попадающих в текущую полосу приема (анализа).1. Synchronous (coherent) reception of temporary implementations from the outputs of all N (where N> 2) elements of the antenna system in the spatial channels of the detector-direction finder, simultaneously falling into the current reception (analysis) band.
2. Когерентный перенос (гетеродинирование) на более низкую частоту и синхронное преобразование временных реализаций в цифровую форму.2. Coherent transfer (heterodyning) to a lower frequency and synchronous conversion of temporary implementations into digital form.
3. Вычисление отсчетов преобразования Фурье оцифрованной реализации в каждом пространственном канале обнаружителя-пеленгатора. По каждому спектральному отчету быстрого преобразования Фурье временных реализаций вычисляют канальные амплитуды и энергии.3. Calculation of samples of the Fourier transform of the digitized implementation in each spatial channel of the detector-direction finder. For each spectral report of the fast Fourier transform of temporary realizations, channel amplitudes and energies are calculated.
4. Формирование решающей функции – оценка комплексной амплитуды сигналов.4. The formation of the decisive function is the assessment of the complex amplitude of the signals.
5. Максимизация квадрата модуля комплексного углового спектра по возможным углам прихода волны в горизонтальных и вертикальных плоскостях.5. Maximization of the squared modulus of the complex angular spectrum by the possible angles of arrival of the wave in horizontal and vertical planes.
6. Оценка направления прихода и угла места источника радиоизлучения.6. Assessment of the direction of arrival and elevation of the source of radio emission.
Недостатки данного способа заключаются в следующем:The disadvantages of this method are as follows:
– решающая функция аналога получена для случая приема одной временной реализации. Выполнение независимого пеленгования по спектральным отсчетам каждой принимаемой реализации обеспечивает снижение показателей эффективности пеленгования по сравнению со случаем, когда в целях повышения отношения сигнал/шум выполняется накопление энергий по каждому спектральному отсчету;- the decisive function of the analogue is obtained for the case of receiving one temporary implementation. Performing independent direction finding by spectral readings of each received implementation provides a decrease in direction-finding efficiency indicators compared to the case when, in order to increase the signal-to-noise ratio, energy is accumulated for each spectral readout;
– решающая функция аналога справедлива, когда антенны обнаружителя-пеленгатора являются идентичными и ненаправленными, а их диаграммы направленности имеют единичную амплитуду, не зависящую от направления прихода радиоволны ИРИ. В общем случае при наличии взаимных влияний в антенной системе обнаружителя-пеленгатора, а также в случае использования антенных элементов другого типа решающая функция становится несправедливой, что приводит к ухудшению показателей эффективности аналога.- the decisive function of the analog is valid when the antennas of the detector-direction finder are identical and non-directional, and their radiation patterns have a unit amplitude that does not depend on the direction of arrival of the IRI radio wave. In the general case, in the presence of mutual influences in the antenna system of the detector-direction finder, as well as in the case of using antenna elements of a different type, the decisive function becomes unfair, which leads to a deterioration in the performance indicators of the analogue.
Наиболее близким к предлагаемому является способ пеленгования источников радиоизлучения корреляционным интерферометром с двумя каналами приема [3], принятый далее в качестве прототипа и предполагающий выполнение следующих действий:Closest to the proposed method is the direction finding of radio sources with a correlation interferometer with two receiving channels [3], adopted further as a prototype and involving the following steps:
1. Получение синхронных во времени выборок пеленгуемого радиосигнала, принимаемого двумя антенными элементами.1. Obtaining time-synchronous samples of the direction-finding radio signal received by two antenna elements.
2. Отображение полученных выборок сигнала из временной области в частотную (выполнение над полученными выборками преобразования Фурье). 2. Display of the received signal samples from the time domain to the frequency domain (performing the Fourier transform on the received samples).
3. Вычисление комплексных сверток между спектральными составляющими с одинаковыми номерами для пары антенных элементов и получение интерференционного вектора пары сигналов по формуле:3. The calculation of complex convolutions between the spectral components with the same numbers for a pair of antenna elements and obtaining the interference vector of a pair of signals by the formula:
где
k – номер радиоканала, 1 ≤ k ≤ kmax,k - radio channel number, 1 ≤ k ≤ k max ,
i – номер отсчета спектра в канале, i = 0, 1, K, q-1,i is the number of the spectrum reference in the channel, i = 0, 1, K, q-1,
n1, n2 – номера элементов АР, n1 ≠ n2.n 1 , n 2 - numbers of elements of the AP, n 1 ≠ n 2 .
4. Повторение пунктов 1-3 для всех пеленгационных пар.4. Repeat steps 1-3 for all direction finding pairs.
5. Вычисление парциальных диаграмм направленности
Для эквидистантной кольцевой антенной решетки (ЭКАР) парциальные диаграммы направленности имеют вид:For an equidistant annular antenna array (ECAR), the partial radiation patterns have the form:
где R – радиус кольца, where R is the radius of the ring,
λ – длина принимаемой волны,λ is the received wavelength,
αn – угол расположение n-го элемента АР, отсчитываемый против часовой стрелки от оси х,α n - the location angle of the n-th element of the AR, counted counterclockwise from the x axis,
θ, β – варьируемые угловые координаты.θ, β are the variable angular coordinates.
6. Синтез диаграмм направленности антенной решетки по формуле:6. The synthesis of radiation patterns of the antenna array according to the formula:
7. Вычисление пеленга на источник как аргумент максимума синтезированной диаграммы направленности
Недостатки данного способа заключаются в следующем: The disadvantages of this method are as follows:
- при приеме сигнала не учитывается, что для каждой коммутационной пары каналов различны реализации шума и комплексные амплитуды сигналов;- when receiving a signal, it is not taken into account that for each switching pair of channels the realization of noise and the complex amplitudes of the signals are different;
- представленный в прототипе метод пеленгования не предполагает выполнение процедуры накопления временных реализаций по каждой спектральной компоненте, что не позволяет за счет увеличения объема накопления информации повысить эффективность процедуры пеленгования ИРИ. - the direction finding method presented in the prototype does not imply the implementation of the procedure for accumulating temporary realizations for each spectral component, which does not allow increasing the efficiency of the IR direction finding procedure by increasing the amount of information accumulation.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение эффективности пеленгования источников радиоизлучения.The problem to which this invention is directed is to increase the efficiency of direction finding of radio emission sources.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении способа – повышение точности пеленгования ИРИ обнаружителем-пеленгатором с многошкальной антенной системой.The technical result that can be obtained by implementing the method is to increase the accuracy of direction finding by the IR detector-direction finder with multi-scale antenna system.
Технический результат достигается за счет того, что в способе пеленгования источников радиоизлучения обнаружителем-пеленгатором с многошкальной антенной системой каждый сигнал представляет собой совокупность спектральных отсчетов преобразование Фурье временных реализаций. Каждая временная реализация это комплексная амплитуда временных реализаций в элементарном частотном канале (ЭЧК). Ширина полосы ЭЧК обратно пропорциональна длительности временной реализации, характеризующаяся частотной близостью и информацией о направлении прихода сигнала каждой компоненты. Сигнальная составляющая каждого спектрального отсчета характеризует распределение амплитуды и фазы поля радиоволны ИРИ по раскрыву антенны обнаружителя-пеленгатора. Компоненты помеховой и шумовых составляющих в пространственно разнесенных пунктах приема имеют случайные амплитуды и фазы, не обусловленные падением некоторой радиоволны.The technical result is achieved due to the fact that in the method of direction finding of radio emission sources by a direction finding detector with a multiscale antenna system, each signal is a set of spectral samples of the Fourier transform of time realizations. Each temporal realization is a complex amplitude of temporal realizations in the elementary frequency channel (ECH). The bandwidth of the ECH is inversely proportional to the duration of the temporary implementation, characterized by frequency proximity and information about the direction of arrival of the signal of each component. The signal component of each spectral reference characterizes the distribution of the amplitude and phase of the field of the radio wave of the IRI over the opening of the antenna of the detector-direction finder. The components of the noise and noise components in spatially separated receiving points have random amplitudes and phases that are not caused by the fall of a certain radio wave.
Использование накопления временных реализаций спектральных отсчетов сигнала по каждому сигналу позволяет обеспечить повышение эффективности способа за счет повышения выходного отношения сигнал/шум.Using the accumulation of time realizations of the spectral samples of the signal for each signal allows to increase the efficiency of the method by increasing the output signal-to-noise ratio.
Применение разработанного максимально правдоподобного алгоритма пеленгования ИРИ в специальном программном обеспечении подсистем радиоразведки и радиомониторинга позволит повысить показатели эффективности обработки результатов разведки за счет использования более полной информации о сигнале.The use of the developed most plausible Iranian direction finding algorithm in special software of the radio reconnaissance and radio monitoring subsystems will increase the efficiency of processing the results of reconnaissance through the use of more complete information about the signal.
Предлагаемый способ повышения точности пеленгования источников радиоизлучения обнаружителя-пеленгатора многошкальной антенной системой предполагает выполнение следующих процедур.The proposed method for improving the accuracy of direction finding of radio emission sources of a detector-direction finder using a multiscale antenna system involves the following procedures.
1. Многократное последовательное по времени получение синхронных выборок пеленгуемого радиосигнала, принимаемого двумя антенными элементами – пеленгационной парой.1. Multiple sequential in time obtaining synchronous samples of the direction-finding radio signal received by two antenna elements - direction-finding pair.
2. Отображение полученных выборок сигнала из временной области в частотную (выполнение преобразования Фурье). 2. Display of the received signal samples from the time domain to the frequency domain (performing the Fourier transform).
3. Вычисление матрицы
где
k – номер радиоканала, 1 ≤ k ≤ kmax,k - radio channel number, 1 ≤ k ≤ k max ,
i – номер отсчета спектра в канале, i = 0, 1, K, q-1,i is the number of the spectrum reference in the channel, i = 0, 1, K, q-1,
n1, n2 – номера элементов АР, n1 ≠ n2.n 1 , n 2 - numbers of elements of the AP, n 1 ≠ n 2 .
4. Повторение шагов 1-3 для всех p пеленгационных пар (ПП).4. Repeat steps 1-3 for all p direction finding pairs (PP).
5. Вычисление парциальных ДН
где
Для эквидистантной кольцевой антенной решетки (ЭКАР) радиуса R при длине радиоволны λ вектор
6. Синтез диаграмм направленности антенных решеток по формуле:6. The synthesis of radiation patterns of antenna arrays according to the formula:
7. Вычисление пеленга на источник как аргумента максимума синтезированной диаграммы направленности
Предлагаемый способ повышения точности пеленгования источников радиоизлучения обнаружителем-пеленгатором с многошкальной антенной системой лишен перечисленных выше недостатков прототипа, а именно:The proposed method for improving the accuracy of direction finding of radio sources by a detector-direction finder with a multi-scale antenna system is devoid of the above disadvantages of the prototype, namely:
- при формировании решающей функции пеленгования учитывается, что для каждой пеленгационной пары каналов реализации шума различны и различны комплексные амплитуды принимаемых сигналов;- in the formation of the decisive direction finding function, it is taken into account that for each direction finding pair of noise realization channels, the complex amplitudes of the received signals are different and different;
- способ предполагает выполнение процедуры накопления временных реализаций по каждой спектральной компоненте, это позволяет за счет накопления информации о направлении прихода радиоволны по спектральным компонентам сигнала одного и того же ИРИ повысить эффективность процедуры пеленгования ИРИ.- the method involves the procedure of accumulating temporary realizations for each spectral component, this allows, by accumulating information about the direction of arrival of the radio wave over the spectral components of the signal of the same IRI, to increase the efficiency of the direction finding procedure of the IRI.
На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, реализующего предложенный способ:In FIG. 1 shows a structural diagram of a device that implements the proposed method:
1 – последовательное соединение антенной решетки с коммутатором;1 - serial connection of the antenna array with the switch;
2 – антенный коммутатор;2 - antenna switch;
3 – двухканальный когерентный приемник (3.1 – первый приемник, 3.2 – второй приемник);3 - two-channel coherent receiver (3.1 - the first receiver, 3.2 - the second receiver);
4 – блок аналогово-цифровой обработки сигналов (4.1 – первый аналогово-цифровой преобразователь, 4.2 – второй аналогово-цифровой преобразователь, 4.3 – блок цифровой обработки сигналов);4 - block of analog-to-digital signal processing (4.1 - first analog-to-digital converter, 4.2 - second analog-to-digital converter, 4.3 - block of digital signal processing);
5 – электронная вычислительная машина.5 - electronic computer.
Двухканальный когерентный приемник 3 имеет два входа: первый сигнальный, а второй – опорный. Антенный коммутатор 2 последовательно подключает к входам двухканального приемника пары элементов антенной решетки, выбираемые согласно алгоритму пеленгования. Основные функции двухканального приемника: преобразование частоты принимаемого радиосигнала и первичная фильтрация по побочным каналам приема, то есть функция подготовки принятого радиосигнала к преобразованию в цифровой вид. В блоке аналого-цифровой обработки 4 выполняется основные вычислительные операции по алгоритму цифровой обработки. ЭВМ выполняет управляющие функции, а также осуществляет отображение результатов.The two-channel
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Суперпозиция радиосигналов от различных источников радиоизлучения принимается элементами АР 1 и поступают на вход коммутатора, который пропускает на два входа приемника 3 сигналы с выбранной пары АЭ. С пары выходов приемника сигналы промежуточной частоты поступают на входы АЦП, где они синхронно преобразуются в цифровые сигналы, в блоке аналого-цифровой обработки сигналов 4, используя дискретное преобразование Фурье для каждого сигнала из каждой пеленгационной пары, получают комплексные сигнальные отсчеты спектра сигнального и опорного тракта, формируется матрица взаимных энергий, синтезируется парциальная диаграмма направленности. По совокупности всех пеленгационных пар формируется пеленгационный рельеф, по аргументу максимума которого определяется оценка направления прихода (пеленг) сигнала.A superposition of radio signals from various sources of radio emission is received by the elements of
Способ приема с двухканальным радиоприемным трактом применим в ряде практических случаев (например, в целях снижения массо-габаритных характеристик аппаратуры). Предлагаемый способ, не меняя последовательности выполнения действий и их функционального предназначения, позволяют повысить эффективность пеленгование ИРИ за счет корректных постановок задач пеленгования и использования правильной статистический оптимальной решающей статистики – двумерного углового спектра, а именно:The reception method with a two-channel radio receiving channel is applicable in a number of practical cases (for example, in order to reduce the mass-dimensional characteristics of the equipment). The proposed method, without changing the sequence of actions and their functional purpose, allows to increase the efficiency of direction finding IRI due to the correct statement of the direction finding problems and the use of the correct statistical optimal decision statistics - two-dimensional angular spectrum, namely:
- накопление спектральных компонент, позволяющее повысить точность и достоверность пеленгования;- accumulation of spectral components, which allows to increase the accuracy and reliability of direction finding;
- адаптивность алгоритма к неизвестной интенсивности шума;- adaptability of the algorithm to unknown noise intensity;
- справедливость решающей функции пеленгования в случае АС с произвольной структурой и характеристиками направленности антенных элементов;- the validity of the decisive direction finding function in the case of speakers with an arbitrary structure and directional characteristics of antenna elements;
- статистически оптимальное выражение для углового спектра (как парциального, так и суммарного);- a statistically optimal expression for the angular spectrum (both partial and total);
- решающая функция пеленгования, позволяющая использовать предлагаемый способ в реальных условиях функционирования ОП, когда имеют место взаимные влияния антенн друг на друга.- the decisive direction finding function, allowing you to use the proposed method in the real conditions of the operation of the OP, when there are mutual effects of the antennas on each other.
РЕАЛИЗАЦИЯIMPLEMENTATION
Статистическое моделирование показателей эффективности способа повышения точности пеленгования источников радиоизлучения обнаружителем-пеленгатором с многошкальной антенной системой проведено в пакете для математического моделирования Matlab. На фиг. 2, 3 представлены результаты статистического моделирования (измеренные пеленги и их гистограммы) для пеленгования радиоволн с помощью обнаружителя-пеленгатора с семиэлементной ЭКАР. В качестве участвующих в пеленговании пар использовались соседние антенные элементы антенной решетки.Statistical modeling of performance indicators of a method for improving the accuracy of direction finding of radio sources by a direction finding detector with a multi-scale antenna system was carried out in the Matlab mathematical modeling package. In FIG. Figures 2 and 3 present the results of statistical modeling (measured bearings and their histograms) for direction finding of radio waves using a direction finding detector with a seven-element ECAR. The neighboring antenna elements of the antenna array were used as pairs participating in direction finding.
Моделировалось падение плоской волны в азимутальном направлении 180 градусов при отношении радиуса ЭКАР к длине волны, равное 1,4, отношение сигнал/шум равно 12 дБ. При статистическом моделировании число статистических испытаний выбиралось равным 108, количество накоплений взаимных спектров сигналов полагалось равным 3. Аддитивный шум предполагался гауссовским с одинаковой интенсивностью в каналах обнаружителя-пеленгатора. На фиг. 2а представлен результат пеленгования в соответствии с предлагаемым способом, а на фиг. 2б – в соответствии с прототипом.The plane wave incidence in the azimuthal direction of 180 degrees was simulated with a ratio of the ECAR radius to the wavelength of 1.4, the signal-to-noise ratio is 12 dB. In statistical modeling, the number of statistical tests was chosen equal to 10 8 , the number of accumulations of the mutual spectra of the signals was assumed to be 3. Additive noise was assumed to be Gaussian with the same intensity in the channels of the detector-direction finder. In FIG. 2a shows the result of direction finding in accordance with the proposed method, and in FIG. 2b - in accordance with the prototype.
На фиг. 3 представлена зависимость средней квадратической ошибки (СКО) пеленгования от отношения радиуса ЭКАР к длине волны. Сплошная линия соответствует результатам пеленгования предлагаемого способа, пунктирная линия – способа-прототипа.In FIG. Figure 3 shows the dependence of the mean square error (RMS) of direction finding on the ratio of the ECAR radius to the wavelength. The solid line corresponds to the direction finding results of the proposed method, the dashed line corresponds to the prototype method.
Результаты моделирования подтвердили, что предлагаемый способ повышения точности пеленгования обнаружителем-пеленгатором с многошкальной антенной системой обеспечивает повышение эффективности пеленгования (снижение вероятности аномальной и дисперсии нормально ошибок пеленгования).The simulation results confirmed that the proposed method for improving the accuracy of direction finding by a direction finding detector with a multi-scale antenna system provides improved direction finding efficiency (reducing the likelihood of anomalous and variance of normal direction finding errors).
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION
1. Патент РФ на изобретение № 2144200 «Способ пеленгации радиосигналов и многоканальный пеленгатор» / Ашихмин А.В., Виноградов А.Д., Кондращенко В.Н., Рембовский А.М.,1999.1. RF patent for the invention No. 2144200 “Method of direction finding of radio signals and multichannel direction finder” / Ashikhmin A.V., Vinogradov A.D., Kondrashchenko V.N., Rembovsky A.M., 1999.
2. Радзиевский В.Г., Уфаев В.А. Первичная обработка сигналов в цифровых панорамных обнаружителях-пеленгаторах. – Радиотехника, 2003, № 7, с. 26 – 31.2. Radzievsky V.G., Ufaev V.A. Primary signal processing in digital panoramic direction finders. - Radio engineering, 2003, No. 7, p. 26 - 31.
3. Рембовский А.М., Ашихмин А.В., Козьмин В.А. Радиомониторинг: задачи, методы, средства / Под редакцией А.М. Рембовского. М.: горячая линия-Телеком, 2006 – 492 с.3. Rembovsky A.M., Ashikhmin A.V., Kozmin V.A. Radio monitoring: tasks, methods, tools / Edited by A.M. Rembovsky. M .: hot line-Telecom, 2006 - 492 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019115099A RU2713235C1 (en) | 2019-05-17 | 2019-05-17 | Method to increase accuracy of direction finding of radio-frequency sources by detector-direction finder with multiscale antenna system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019115099A RU2713235C1 (en) | 2019-05-17 | 2019-05-17 | Method to increase accuracy of direction finding of radio-frequency sources by detector-direction finder with multiscale antenna system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2713235C1 true RU2713235C1 (en) | 2020-02-04 |
Family
ID=69625571
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019115099A RU2713235C1 (en) | 2019-05-17 | 2019-05-17 | Method to increase accuracy of direction finding of radio-frequency sources by detector-direction finder with multiscale antenna system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2713235C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2814220C1 (en) * | 2023-07-04 | 2024-02-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Специальный Технологический Центр" (ООО "СТЦ") | Method of detecting and evaluating characteristics of wideband signals and device for its implementation |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2141675C1 (en) * | 1997-02-05 | 1999-11-20 | Военная академия связи | Method for taking bearings of radio- frequency radiation source under multiple- beam conditions |
RU2144200C1 (en) * | 1999-06-17 | 2000-01-10 | Ашихмин Александр Владимирович | Process of direction finding of radio signals and multichannel direction finder |
US20060007043A1 (en) * | 2003-06-25 | 2006-01-12 | Jingmin Xin | Method and device for tracking the directions-of-arrival of radio waves |
US20060087475A1 (en) * | 2003-03-20 | 2006-04-27 | Struckman Keith A | Correlation interferometer geolocation |
RU2305851C2 (en) * | 2005-07-18 | 2007-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" | Method for determining coordinates of radio emission source |
RU2339966C1 (en) * | 2007-07-23 | 2008-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" | Method of determining coordinates of radio-frequency source |
US20120038506A1 (en) * | 2010-07-01 | 2012-02-16 | Honda Elesys Co., Ltd | Electronic scanning radar apparatus, received wave direction estimating method, and received wave direction estimation program |
RU2476900C1 (en) * | 2011-10-27 | 2013-02-27 | Научно-Исследовательский Испытательный Центр Систем Связи Федерального Государственного Учреждения "27 Центральный Научно-Исследовательский Институт Минобороны России" | Method of determining coordinates of radio-frequency sources |
US20140327571A1 (en) * | 2013-05-02 | 2014-11-06 | L-3 Communications Integrated Systems L.P. | Systems And Methods For Direct Emitter Geolocation |
-
2019
- 2019-05-17 RU RU2019115099A patent/RU2713235C1/en active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2141675C1 (en) * | 1997-02-05 | 1999-11-20 | Военная академия связи | Method for taking bearings of radio- frequency radiation source under multiple- beam conditions |
RU2144200C1 (en) * | 1999-06-17 | 2000-01-10 | Ашихмин Александр Владимирович | Process of direction finding of radio signals and multichannel direction finder |
US20060087475A1 (en) * | 2003-03-20 | 2006-04-27 | Struckman Keith A | Correlation interferometer geolocation |
US20060007043A1 (en) * | 2003-06-25 | 2006-01-12 | Jingmin Xin | Method and device for tracking the directions-of-arrival of radio waves |
RU2305851C2 (en) * | 2005-07-18 | 2007-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" | Method for determining coordinates of radio emission source |
RU2339966C1 (en) * | 2007-07-23 | 2008-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" | Method of determining coordinates of radio-frequency source |
US20120038506A1 (en) * | 2010-07-01 | 2012-02-16 | Honda Elesys Co., Ltd | Electronic scanning radar apparatus, received wave direction estimating method, and received wave direction estimation program |
RU2476900C1 (en) * | 2011-10-27 | 2013-02-27 | Научно-Исследовательский Испытательный Центр Систем Связи Федерального Государственного Учреждения "27 Центральный Научно-Исследовательский Институт Минобороны России" | Method of determining coordinates of radio-frequency sources |
US20140327571A1 (en) * | 2013-05-02 | 2014-11-06 | L-3 Communications Integrated Systems L.P. | Systems And Methods For Direct Emitter Geolocation |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2814220C1 (en) * | 2023-07-04 | 2024-02-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Специальный Технологический Центр" (ООО "СТЦ") | Method of detecting and evaluating characteristics of wideband signals and device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107037396B (en) | Angle of arrival estimation | |
US6278406B1 (en) | Direction finder and device for processing measurement results for the same | |
US10705176B2 (en) | Signal direction processing for an antenna array | |
RU2624449C1 (en) | Method of polarisation deprecition of radiosignals | |
CN111413666A (en) | Design method of array frequency and direction measurement combined receiver | |
RU2546330C1 (en) | Method for polarisation-sensitive radio monitoring of mobile objects | |
RU2393498C2 (en) | Method of polarisation sensitive radio signal direction finding (versions) | |
RU2696093C1 (en) | Method for adaptive identification of spectral components as belonging to signal of one radio-frequency source | |
RU2524401C1 (en) | Method for detection and spatial localisation of mobile objects | |
Wang et al. | Towards Opportunistic Radar Sensing Using Millimeter-wave Wi-Fi | |
RU2704027C1 (en) | Method of controlling radiation of multiple sources of frequency-inseparable signals | |
RU2696022C1 (en) | Method for adaptive spatial-multichannel detection of spectral components of signals of radio-frequency radiation sources | |
RU2713235C1 (en) | Method to increase accuracy of direction finding of radio-frequency sources by detector-direction finder with multiscale antenna system | |
Tsyporenko et al. | Development of direct method of direction finding with two-dimensional correlative processing of spatial signal | |
RU2713503C1 (en) | Method of angular superresolution in receiving digital antenna arrays | |
RU2407026C1 (en) | Location finding method of narrow-band radio signals of short-wave range | |
RU2431862C1 (en) | Polarisation independent direction finding method of multi-beam radio signals | |
Hameed et al. | Low complexity single snapshot DoA method | |
Wu et al. | Switched-element direction finding | |
Gao et al. | Comparisons of the super-resolution TOA/TDOA estimation algorithms | |
RU2410707C2 (en) | Method of polarisation-independent detection and localisation of wideband radio signals | |
RU2316015C1 (en) | Method for computer-interferometer localization of complex signals | |
RU2294546C2 (en) | Method for identification of radio-radiation | |
RU2309425C2 (en) | Method of forming calibration data for radio direction finder/ range finder (versions) | |
RU2319976C1 (en) | Method for search of composite signal transmitters |