SU1251003A1 - Способ измерени пеленга подвижного объекта и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радионавигации , повышает быстродействие измерений . Устройство, реализующее данный способ, содержит передатчик 1, передающие антенны (А) 2 и 3, приемную А 4, линейный пол ризационный разделитель.(ЛИР) 5, амплитудно- фазовый дискриминатор (АФД) 6 и вычислитель 7. Н а подвижном объекте суммарна  электромагнитна  волна полностью принимаетс  всепол ризо- ванной А 4 и поступает на ЛПР 5, орты собственной системы координат которого совпадают с ос м плеч пр - моугольньк волноводов и ориентированных под углом & 45° к плоскости измерений. ЛПР 5 раздел ет эту волну на две ортогональные по пол ризации электромагнитные волны, которые поступают на входы АФД 6. С выхода АФД 6 сигнал поступает на вычислитель 7, где производитс  операци  расчета пеленга подвижного объекта. Цель достигаетс  введением ЛПР 5 и АФД 6, обеспечивающих . одновременное излзгчение электромагнитных волн и их ортогональные пол ризации . 2 с.п.ф-лы, 1 ил. сл с ю (У1 о ее

Description

Изобретение относитс  к радионавигации и может использоватьс  в радионавигационных системах дл  решени  задач определени  местоположени  йодвижньп объектов.

Цель изобретени  повышение быст родействи  измерений,.

На чертеже представлена структурна  электрическа  схема устройства реализующего данный способ.

Устройство содержит передатчик 1, передающие антенньг 2 и 3,приемную антенн 4, линейньш пол ризационный раздел ет ель- ЛПР 5, амплитудно-фазовый дискрминатор (АФД) 6, вычислитель 7.

Устройство работает следующим образом.

Пусть излучаемые передающими антеннами 2 и 3 электромагнитные волны пол ризованы ортогонально эллипти чески с равными амплитудами, фазами и длинами волн, векторы Джонса которых в декартовом пол ризационном базисе на нулевом направлении, совпадающем с перпендикул ром к базе cl , выражаетс  следующим образом:

-2Cos 1 J&int J

где

- угол эллиптичности излучав мых электромагнитных, волн. Предположим, что рассто ние от передающих антенн 2 и 3,, излучающих электромагнитные волны до подвижного объекта велико, следовательно фазовый-фронт волны можно считать плоским. Тогда на направлении, соот- ветствующем направлению d ., векторы Джонса излучаемых волн имеют вид

J ДЧ,

rJSi hie . licostf J

где d Ч

2ТГс/

Sih oi.

- фазовый сдвиг между передающими антеннами.

Вектор Джонса суммарной волны может быть представлен в виде:

Ju V

J Si,f

Cos +JSlb e

Ha подвижном объекте суммарна  электромагнитна  волна, вектор Джонса которой имеет вид (1), пол- .ностью принимаетс  всепол ризованной

2510032

|приемной антенной А и поступает на ЛПР 5, орты собственной системы координат которого совпадают с ос ми плеч пр моугольных волноводов и ори5 ентированы под углом & А5° к

плоскости измерений. ЛПР 5 раздел ет поступаюптую суммарную электромагнитную волну на две ортогональные по пол ризации электромагнитные вол 0 |ны. В этом случае сигналы на выходах

ЛПР 5 определ ютс  с помощью бразований:

( л t-P

Г1 о| rcosQ- s;h0|fCos6 . looj sine CosejLjs,-f, +Cos Ее

I Д /J

+ jSihf e . &1Ь 8;и + Cos e

o 1 JLsine coseJ Г Co

L Si

Coss - sinei

CossJ

оператор перехода из декартового .пол ризационного базиса, в котором записаны векторы Джонса излучаемых волн, в систему координат пол ризационного разделител .

30

35

40

И 10

- оператор пол ризатора первого плеча линейного пол ризационного разделител ;

О оператор пол ризатора ОЛ второго плеча линейного

пол ризационного разделител .

После преобразований получают аналитические выражени  дл  сигналов на. выходе ЛПР 5 вида:

Е - CosQCosS -JCoseSih e

iu Ч

- j Si h © Smf - Sine Cos e E

JuV

E,. : Sin0Cos + J Sin©Sih e jCose sihg+Cos0Cos e

(2;

(3)

с выходов плеч ЛПР 5 сигналы, описываемые аналитическими выражени ми (2) и (3), поступают, на входы АФД 6, Причем -сигнал ., Б,. поступает на вход разностного канала АФД,6, а сигнал Е поступает на вход суммарного канала АФД 6. С помощью известных соотношений наход т амплитуды сигналов Ё и Е на входе АФД6.

Sin

Cos 26 Sm a45 - SI M 7SCc.s US

./

1 + sih2 Cos 20s;nu4 ts;n.2eco5A4

(5)

Из вьфажений (4) и (5) видно, что амплитуды сигналов Е« и Е на входе АФД 6 завис т не только от измер емого параметра разности фаз. д f , но и от угла эллиптичности f излучаемых электромагнитных волн и от угла ориентации Q собственной системы координат ЛПР относительно плоскости измерений. При 45

амплитуды и фазы сигналов на входе АФД 6 имеют вид:

Е. иБ,

/1- Cos U V

-J 1 + Соь &Ч

Ч

X

Ц1 i

Y

IT

Т .

аб-лч

Таким образом, при 0 45 амплитуды сигналов ЕХ завис т только от измер емого параметра разности 25 фаз а Ч принимаемых электромагнитных волн от первой и второй передающих антенн. Их разность фаз на входе АФД 6 определ етс  выражением:

Y

Дл  обеспечени  нормальной работы АФД 6 необходимо, чтобы разность фаз между сигналами, поступающими на вход АФД 6 была равна 90°, а амплитуды сигналов Е и Е . определ лись выражени ми (6) и (7). Из выражени  (8) видно, что дл  передающи антенн 2 и 3, изл.учающих ортогонально линейно пол ризованные электро- магнитные волны ( f 0), - это условие выполн етс . Если передающие антенны 2 и 3 излучают в общем случае ортогонально эллиптические пол ризованные электромагнитные волны с эллиптичностью 6 5. то, как следует из выражени  (В)-, их разность фаз отличаетс  от 90 на величину, равную удвоенному углу эллиптичности излучаемых электромагнитных волн. В этом случае необходимо излучать электромагнитные волны с равной амплитудой и длиной волны, но С-начальной разностью фаз, равной удвоенному углу эллиптичности После преобразовани  по частоте и усилени  с учетом работы автомати

ческой регулировки усилени  и дополнительного фазового сдвига в разностном канале на 90 , сигнал на выходе АФД 6 имеет вид:

ДЧ

5(о1.)- К tg

-1

(9)

10

t5

20

25

30

х 35

40

45

50

где

коэффициент пропорциональности;

Ы - угол между перпендикул то- ром к базе, образованной источниками электромагнитных волн и направлением на подвижный объект. С выхода АФД 6 сигнал поступает на вычислитель 7, где производитс  операци  расчета пеленга подвижного объекта в соответствии с со отношени- ем (9). Из вьф.ажени  (9) видно, что сигнал на выходе АФД 6 зависит от направлени . Причем крутизна этой зависимости и, соответственно, потенциальна  точность измерений пеленга подвижного объекта определ етс  рассто нием d между источниками излучени  электромагнитных волн, а не габаритами приемной антенной систех-шт, что дает возможность использовать приемную антенну на подвижном объекте слабонаправленной.

Claims (2)

1. Способ измерени  пеленга по- ; движного объекта, основанный на излу-1 чении электромагнитных волн из двух точек с известными координатами, расположенных в плоскости измерений на рассто нии с/ дру от друга, причем длины, амплитуды и фазы излучаемых электромагнитных волн равны, приеме электромагнитных волн на подвижном объекте и измерении разности фаз йЧ принимаемых электромагнитньк. волн с последующим определением пеленга d подвижного объекта относительно нормали к середине линии, соедин ющей точки излучений электромагнитных волн, по формуле

/i

c(. qncsih

2 ТГс/

где А - длина волны, отличающийс 

Л ч-,

тем, что.

с целью повышени  быстродействи  измерений , электромагнитные волны излучают одновременно, а пол ризации ; излучаемых электромагнитных волн ортогональны.

2. Устройство дл  измерени  пеленга подвижного объекта, содержащее передатчик с пoдключeнны D к нему двум  передающими антеннами, расположенными в точках с известньпуи координатами в плоскости измерений на. рассто нии d друг от друга, приемную антенну и вычислитель, расположенные на подвижном объекте, о тличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  измерений , в него введены линейный по л ризационньй разделитель и амплитудно-фазовый дискриминатор, при

Редактор Л.П елинска 

Составитель В.Крапухин

Техред В.Кадар Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4406/42

Тираж 728Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

2510036

этом вход линейного пол ризационного разделител  подключен к выходу приемной антенны, два его выхода I подключены к двум входам амплитудно- 5 фазового дискриминатора, выход которого подключен к входу вычислител , причем приемна  антенна всепол ри- эована, пол ризации передающих антенн ортогональны, линейный пол ри- 10 зационный разделитель ориентирован так, что плоскости пол ризации волн, на которые он раздел ет принимаемую волну, составл ют угол 45° с плоскостью измерений.