RU2740779C1 - Active low-base correlation-phase direction finder - Google Patents
Active low-base correlation-phase direction finder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2740779C1 RU2740779C1 RU2020127953A RU2020127953A RU2740779C1 RU 2740779 C1 RU2740779 C1 RU 2740779C1 RU 2020127953 A RU2020127953 A RU 2020127953A RU 2020127953 A RU2020127953 A RU 2020127953A RU 2740779 C1 RU2740779 C1 RU 2740779C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- antenna
- phase
- direction finder
- receivers
- 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
-
- 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
- G01S3/38—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of real or effective orientation of directivity characteristic of an antenna or an antenna system to give a desired condition of signal derived from that antenna or antenna system, e.g. to give a maximum or minimum signal
- G01S3/42—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of real or effective orientation of directivity characteristic of an antenna or an antenna system to give a desired condition of signal derived from that antenna or antenna system, e.g. to give a maximum or minimum signal the desired condition being maintained automatically
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для определения текущего местоположения и траектории движения летательных объектов.The invention relates to radar and can be used to determine the current location and trajectory of movement of flying objects.
Известны фазовые пеленгаторы и радиодальномеры (Космические траекторные измерения. Под общей редакцией П.А. Агаджанова и др. - М.: Сов. Радио, 1969, гл. 7, 5, Мониторинг космических аппаратов на основе применения корреляционно-фазовых пеленгаторов. Под общей редакцией А.С. Чеботарева и др. - М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2011, гл. 1.4, 1.3).Known phase direction finders and radio range finders (Space trajectory measurements. Under the general editorship of PA Agadzhanov and others - M .: Sov. Radio, 1969, chap. 7, 5, Monitoring of spacecraft based on the use of phase correlation direction finders. Under the general edited by A.S. Chebotarev and others - M .: FIZMAT LIT, 2011, ch. 1.4, 1.3).
Известен радиодальномер (Мониторинг космических аппаратов на основе применения корреляционно-фазовых пеленгаторов. Под общей редакцией А.С. Чеботарева и др. - М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2011, стр. 29-31, рис. 1.2), содержащий антенну и последовательно соединенные с ней блок приемопередачи и блок измерения дальности.Known radio range finder (Monitoring of spacecraft based on the use of correlation-phase direction finders. Under the general editorship of A.S. Chebotarev and others - M .: FIZMAT LIT, 2011, pp. 29-31, Fig. 1.2), containing an antenna and connected in series with it a transceiver unit and a range measurement unit.
Радиодальномер измеряет расстояние до летательного объекта, но не измеряет угловые координаты летательного объекта, т.е. не позволяет определить местоположение этого объекта.The radio range finder measures the distance to the flying object, but does not measure the angular coordinates of the flying object, i.e. does not allow the location of this object to be determined.
Известен корреляционно-фазовый пеленгатор (патент РФ №2631422, 2017) выбранный в качестве прототипа, содержащий пять антенн, расположенных по сторонам прямого угла, причем третья антенна расположена в вершине этого угла, последовательно соединенные с ними пять приемников, гетеродин, выход которого соединен со вторыми входами приемников, четыре цифровых коррелятора, первые входы которых соединены с выходами первого, второго, четвертого и пятого приемников соответственно, а вторые входы соединены с выходом третьего приемника и вычислитель, входы которого соединены с выходами четырех цифровых корреляторов соответственно. Прототип измеряет угловые координаты летательного объекта, но не измеряет расстояние до этого объекта, т.е. не позволяет определить его местоположение. При этом размеры антенн прототипа ограничены малой базой пеленгатора, вопросами калибровки в ближней зоне и затенения антенн на определенных углах пеленга.Known correlation-phase direction finder (RF patent No. 2631422, 2017), selected as a prototype, containing five antennas located on the sides of a right angle, and the third antenna is located at the top of this angle, five receivers connected in series with them, a local oscillator, the output of which is connected to the second inputs of the receivers, four digital correlators, the first inputs of which are connected to the outputs of the first, second, fourth and fifth receivers, respectively, and the second inputs are connected to the output of the third receiver and the calculator, the inputs of which are connected to the outputs of four digital correlators, respectively. The prototype measures the angular coordinates of the flying object, but does not measure the distance to this object, i.e. does not allow you to determine its location. At the same time, the dimensions of the prototype antennas are limited by the small base of the direction finder, calibration issues in the near field and antenna shading at certain bearing angles.
Признаки изобретения, совпадающие с признаками прототипа, пять антенн, расположенных по сторонам прямого угла, пять приемников, гетеродин, четыре цифровых коррелятора и вычислитель.Features of the invention, coinciding with the features of the prototype, five antennas located on the sides of a right angle, five receivers, a local oscillator, four digital correlators and a calculator.
Изобретение - активный малобазовый корреляционно-фазовый пеленгатор решает задачу измерения координат летательных объектов и повышение точности этих измерений.The invention - an active low-base correlation-phase direction finder solves the problem of measuring the coordinates of flying objects and improving the accuracy of these measurements.
Технический результат - изобретение обеспечивает определение текущего местоположения и траектории движения летательных объектов с повышенной точностью.EFFECT: invention provides determination of current location and trajectory of movement of flying objects with increased accuracy.
Сущность патентуемого изобретения поясняется описанием и чертежом, представленным на фиг. 1.The essence of the invention being patented is illustrated by the description and drawing presented in FIG. one.
Функциональная схема активного малобазового корреляционно-фазового пеленгатора (фиг. 1) содержит пять антенн 1, 2, 3, 4, 5, расположенных по сторонам прямого угла, причем антенна 3 расположена в вершине этого угла, последовательно соединенные с ними пять приемников 7, 8, 9, 10, 11, гетеродин 12, выход которого соединен со вторыми входами приемников, пять цифровых корреляторов 13, 14, 15, 16, 17, первые входы которых соединены с выходами первого 7, второго 8, третьего 9, четвертого 10 и пятого 11 приемников соответственно, шестую антенну 6, последовательно соединенные с ней блок приемопередачи 18 и блок измерения дальности 19, вычислитель 20, входы которого соединены с выходами пяти цифровых корреляторов 13, 14, 15, 16, 17 и выходом блока измерения дальности 19 соответственно, второй выход блока приемопередачи 18 соединен со вторыми входами цифровых корреляторов 13, 14, 15, 16, 17.The functional diagram of an active low-base correlation-phase direction finder (Fig. 1) contains five
Работает активный малобазовый корреляционно-фазовый пеленгатор следующим образом.The active low-base correlation-phase direction finder operates as follows.
Антенна 6, с помощью блока приемопередачи 18, излучает зондирующий сигнал и принимает ответный сигнал от объекта. Ответный сигнал обрабатывается в блоке измерения дальности 19. После обработки, полученная информация о расстоянии до объекта поступает в вычислитель 20. Ответный сигнал также преобразуется по частоте в блоке приемопередачи 18 на промежуточную частоту, соответствующую промежуточной частоте приемников 7-11, и поступает на второй выход блока приемопередачи 18.
Ответный сигнал от объекта, принятый антеннами 1-5, после преобразования по частоте, усиления и фильтрации с помощью приемников 7-11, поступает на первые входы цифровых корреляторов 13-17. На вторые входы цифровых корреляторов 13-17 поступает сигнал со второго выхода блока приемопередачи 18. Цифровые корреляторы, после перемножения и усреднения сигналов, формируют на выходе информацию о разности фаз обрабатываемых сигналов следующим образом. После перемножения и усреднения сигналов, принимаемых антеннами 1-5 и антенной 6, получают квадратурные составляющие вида - Ii6=AiA6 cos(ϕi-ϕ6), Qi6=AiA6 sin(ϕi-ϕ6), Ai и ϕi - амплитуда и фаза сигналов, где i - соответствует номеру антенны 1-5. Формируют информацию о разности фаз принимаемых сигналов Δϕi6=arctgQi6/Ii6.The response signal from the object, received by antennas 1-5, after frequency conversion, amplification and filtering with the help of receivers 7-11, arrives at the first inputs of digital correlators 13-17. The second inputs of digital correlators 13-17 receive a signal from the second output of the
Таким образом, на выходах цифровых корреляторов имеем: коррелятор 13 - Δϕ16=ϕ1-ϕ6, коррелятор 14 - Δϕ26=ϕ2-ϕ6, коррелятор 15 - Δϕ36=ϕ3-ϕ6, коррелятор 16 - Δϕ46=ϕ4-ϕ6, коррелятор 17 - Δϕ56=ϕ5-ϕ6, где индекс фазы соответствует номеру антенны.Thus, at the outputs of digital correlators we have: correlator 13 - Δϕ 16 = ϕ 1 -ϕ 6 , correlator 14 - Δϕ 26 = ϕ 2 -ϕ 6 , correlator 15 - Δϕ 36 = ϕ 3 -ϕ 6 , correlator 16 - Δϕ 46 = ϕ 4 -ϕ 6 , correlator 17 - ∆ϕ 56 = ϕ 5 -ϕ 6 , where the phase index corresponds to the antenna number.
Энергетический потенциал измерительных каналов определяется результатом перемножения сигнала принятого антенной 6 и сигналов принятых антеннами 1-5. Размеры антенны 6 ограничены только возможностью технической реализации. Это позволяет, выбрав максимально возможный размер антенны 6, обеспечить высокую чувствительность активного малобазового корреляционно-фазового пеленгатора.The energy potential of the measuring channels is determined by the multiplication of the signal received by the
Измеренные разности фаз с выходов цифровых корреляторов 13-17 поступают в вычислитель 20, где производится вычисление разности фаз сигналов принятых антеннами 1,3, 2,3, 4,3 и 5,3 по следующему алгоритму: Δϕ13=ϕ16-Δϕ36=ϕ1-ϕ3, Δϕ23=Δϕ26-Δϕ36=ϕ2-ϕ3, Δϕ43=Δϕ46-Δϕ36=ϕ4-ϕ3, Δϕ53=Δϕ56-Δϕ36=ϕ5-ϕ3. Измерительные каналы 1,3 и 5,3 образуют точные измерительные базы пеленгатора, а измерительные каналы 2,3 и 4,3 - промежуточные базы пеленгатора, необходимые для раскрытия неоднозначности фазовых измерений. При этом фазовые набеги вносимые аппаратурой измерительного канала 6 не влияют на точность фазовых измерений корреляционно-фазового пеленгатора, т.к. они компенсируются.The measured phase differences from the outputs of the digital correlators 13-17 enter the
Косинусы направляющих углов в двух ортогональных плоскостях вычисляют, с помощью вычислителя 20, по формулам cosθ1=Δϕ13λ/2πd13 и cosθ2=Δϕ53λ/2πd53, где λ - длина волны сигнала, d - база пеленгатора, θ1 - угол между направлением на объект и базой 1,3, θ2 - угол между направлением на объект и базой 5,3. Используя информацию о косинусах направляющих углах и расстоянии до объекта, измеренном блоком измерения дальности 19, вычисляют местоположение объекта.The cosines of the direction angles in two orthogonal planes are calculated using the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020127953A RU2740779C1 (en) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | Active low-base correlation-phase direction finder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020127953A RU2740779C1 (en) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | Active low-base correlation-phase direction finder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2740779C1 true RU2740779C1 (en) | 2021-01-21 |
Family
ID=74213026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020127953A RU2740779C1 (en) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | Active low-base correlation-phase direction finder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2740779C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4443801A (en) * | 1981-06-15 | 1984-04-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Direction finding and frequency identification method and apparatus |
RU2330304C1 (en) * | 2007-02-19 | 2008-07-27 | Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского | Phase direction-finder |
RU2624409C1 (en) * | 2016-06-02 | 2017-07-03 | Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" | Correlation signal processing device |
RU2631422C1 (en) * | 2016-06-02 | 2017-09-22 | Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" | Correlation-phase direction-finder |
-
2020
- 2020-08-21 RU RU2020127953A patent/RU2740779C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4443801A (en) * | 1981-06-15 | 1984-04-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Direction finding and frequency identification method and apparatus |
RU2330304C1 (en) * | 2007-02-19 | 2008-07-27 | Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского | Phase direction-finder |
RU2624409C1 (en) * | 2016-06-02 | 2017-07-03 | Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" | Correlation signal processing device |
RU2631422C1 (en) * | 2016-06-02 | 2017-09-22 | Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" | Correlation-phase direction-finder |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6778336B2 (en) | RF signal arrival angle determination method and system | |
RU2649411C1 (en) | Method of measurement of the aircraft flight parameters in the phase goniometrical and distance-measuring systems and the device for the implementation of this method | |
EP1910864A1 (en) | A system and method for positioning a transponder | |
RU2684321C1 (en) | Phase direction finder | |
RU2506605C2 (en) | Ranging method and device to determine coordinates of radiation source | |
RU2365931C2 (en) | Phase direction finding technique, phase direction-finder therefor | |
RU2275649C2 (en) | Method and passive radar for determination of location of radio-frequency radiation sources | |
RU2474835C1 (en) | Correlation-phase direction finder | |
RU2740779C1 (en) | Active low-base correlation-phase direction finder | |
RU2330304C1 (en) | Phase direction-finder | |
RU2134429C1 (en) | Phase direction finding method | |
RU2405166C2 (en) | Method for determining location of transmitter with portable position finder | |
RU38509U1 (en) | SYSTEM OF MULTIPOSITIONAL DETERMINATION OF COORDINATES OF COUNTERBORNE OBJECTS BY RADIATION OF THEIR RADAR STATIONS | |
US20180341025A1 (en) | Method for locating a receiver wihtin a positioning system | |
RU2308735C1 (en) | Method for determining position of radio radiation sources in short-distance zone | |
RU2681203C1 (en) | Phase direction finding method and phase direction finder | |
US10761181B2 (en) | Method for locating a receiver within a positioning system | |
RU2603971C1 (en) | Method of measuring angles in phase multi-scale angular systems and device therefor | |
RU2681942C1 (en) | Method of phase location finding and phase location finder | |
RU2671921C2 (en) | Method for determining error in trajectory measurements of interplanetary spacecraft due to propagation of radio signals in earth's ionosphere and interplanetary plasma | |
RU2457629C1 (en) | Phase radio-navigation system | |
Avdeyenko et al. | Phase systems of determining coordinates of radiation source with harmonic signal in Fresnel zone | |
RU2631118C1 (en) | Method of determining azimuth of object with help of interpolated direction-finding characteristics | |
RU2189609C1 (en) | Phase direction finder | |
RU2584332C1 (en) | Device for determining motion parameters of target |