[go: up one dir, main page]

RU2681203C1 - Phase direction finding method and phase direction finder - Google Patents

Phase direction finding method and phase direction finder Download PDF

Info

Publication number
RU2681203C1
RU2681203C1 RU2018108997A RU2018108997A RU2681203C1 RU 2681203 C1 RU2681203 C1 RU 2681203C1 RU 2018108997 A RU2018108997 A RU 2018108997A RU 2018108997 A RU2018108997 A RU 2018108997A RU 2681203 C1 RU2681203 C1 RU 2681203C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
calculate
spectrum
correlation
signals
Prior art date
Application number
RU2018108997A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Николаевич Валяев
Владимир Павлович Коваленко
Залимхан Нурланович Турлов
Original Assignee
Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института"
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 "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" filed Critical Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института"
Priority to RU2018108997A priority Critical patent/RU2681203C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2681203C1 publication Critical patent/RU2681203C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/46—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/46—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
    • G01S3/48—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems the waves arriving at the antennas being continuous or intermittent and the phase difference of signals derived therefrom being measured
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/72—Diversity systems specially adapted for direction-finding
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • 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

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

FIELD: radar ranging and radio navigation.SUBSTANCE: invention relates to the field of radar, radio navigation and can be used to determine the angular coordinates of the radiation sources of signals. Technical result is achieved by determining the value of the correlation-phase frequency, the use of which ensures that the spectrum of the received signals is taken into account when calculating the guide angle to the radiation source.EFFECT: achieved technical result of the invention is to improve the accuracy of determining the guide angle to the radiation source by taking into account the shape of the spectrum of the received signals.2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиолокации, радионавигации и может быть использовано для определения угловых координат источников излучения сигналов.The invention relates to the field of radar, radio navigation and can be used to determine the angular coordinates of radiation sources of signals.

Известны фазовые способы пеленгации (патенты РФ №2311656, РФ №2518428; Космические радиотехнические комплексы. Под ред. Бычкова С.И. М.: Сов. радио, 1967, с. 130-138).Known phase methods of direction finding (patents of the Russian Federation No. 2311656, Russian Federation No. 2518428; Space radio systems. Edited by S. Bychkov M: Sov. Radio, 1967, p. 130-138).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является фазовый способ пеленгации (Денисов В.П., Дубинин Д.В. Фазовые радиопеленгаторы. Томск.: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2002, с. 8), который и выбран в качестве прототипа. Известный способ основан на приеме сигналов на две пространственно разнесенные антенны, преобразовании принимаемых сигналов двумя приемниками соответственно и вычислении по измеренной разности фаз между этими сигналами направляющих углов на источник излучения.The closest in technical essence to the proposed invention is a phase direction finding method (Denisov VP, Dubinin DV Phase direction finders. Tomsk: Tomsk State University of Control Systems and Radio Electronics, 2002, p. 8), which is chosen as prototype. The known method is based on the reception of signals to two spatially separated antennas, the conversion of the received signals by two receivers, respectively, and the calculation of the measured phase difference between these signals of the guide angles to the radiation source.

Недостатком известного способа является то, что он не учитывает зависимость точности вычисления направляющего угла от формы спектра принимаемых сигналов, тогда как именно форма спектра при пеленгации широкополосных сигналов определяет результирующую длину волны этих сигналов.The disadvantage of this method is that it does not take into account the dependence of the accuracy of calculating the guide angle on the shape of the spectrum of the received signals, whereas it is the shape of the spectrum when detecting broadband signals that determines the resulting wavelength of these signals.

Признаки настоящего изобретения, совпадающие и признаками прототипа:Signs of the present invention, matching the features of the prototype:

использование двух пространственно разнесенных антенн, двух приемников и измерение разности фаз принимаемых сигналов.using two spatially separated antennas, two receivers and measuring the phase difference of the received signals.

Технической задачей изобретения - фазовый способ пеленгации и фазовый пеленгатор является повышение точности определения направляющих углов на источник излучения за счет учета при вычислениях формы спектра принимаемых сигналов.An object of the invention is the phase direction finding method and the phase direction finder is to increase the accuracy of determining the guide angles to the radiation source by taking into account the shape of the spectrum of the received signals when calculating.

Технический результат - патентуемое изобретение обеспечивает создание фазовых пеленгаторов с повышенной точностью определения направляющих углов на источник излучения.The technical result - the patented invention provides the creation of phase direction finders with increased accuracy in determining the guide angles to the radiation source.

Сущность патентуемого изобретения поясняется описанием и чертежом, представленным на фиг. 1.The essence of the patented invention is illustrated by the description and drawing shown in FIG. one.

На фиг. 1 приведена структурная схема патентуемого фазового пеленгатора, реализующего предлагаемый фазовый способ пеленгации. Фазовый пеленгатор содержит две разнесенные на расстояние

Figure 00000001
антенны 1 и 2, последовательно соединенные с ними два приемника 3 и 4, фазометр 5, входы которого соединены с выходами приемников 3 и 4 соответственно, вычислитель 6, первый вход которого соединен с выходом фазометра 5, последовательно соединенные анализатор спектра 7 и анализатор корреляционной функции 8, причем вход анализатора спектра 7 соединен с выходом приемника 3, а второй и третий входы вычислителя 6 соединены с выходами анализатора спектра 7 и анализатора корреляционной функции 8 соответственно. С выхода вычислителя 6 поступают данные о θ - направляющем угле между направлением на источник излучения и линией соединяющей разнесенные антенны.In FIG. 1 is a structural diagram of a patented phase direction finder that implements the proposed phase direction finding method. Phase direction finder contains two spaced apart
Figure 00000001
antennas 1 and 2, two receivers 3 and 4 connected in series with them, a phase meter 5, the inputs of which are connected to the outputs of the receivers 3 and 4, respectively, a calculator 6, the first input of which is connected to the output of the phase meter 5, the spectrum analyzer 7 and the correlation function analyzer are connected in series 8, and the input of the spectrum analyzer 7 is connected to the output of the receiver 3, and the second and third inputs of the calculator 6 are connected to the outputs of the spectrum analyzer 7 and the correlation function analyzer 8, respectively. The output of the calculator 6 receives data on θ - the directing angle between the direction to the radiation source and the line connecting the separated antennas.

В патентуемом изобретении в результате учета формы спектра S(ƒ) принимаемых сигналов определяют значение корреляционно-фазовой частоты ƒкф, использование которого при расчетах обеспечивает повышение точности вычисления направляющего угла.In the patented invention, taking into account the shape of the spectrum S (ƒ) of the received signals, the value of the correlation-phase frequency ƒ kf is determined, the use of which in the calculations provides an increase in the accuracy of calculating the guide angle.

Учет формы спектра S(ƒ) принимаемых сигналов реализуют следующим образом.Taking into account the shape of the spectrum S (ƒ) of the received signals is implemented as follows.

Сигналы принятые разнесенными антеннами 1 и 2, после преобразования приемниками 3 и 4, направляют в фазометр 5, в котором измеряют разность фаз этих сигналов Δϕ. С помощью анализатора спектра 7 измеряют спектр сигнала S(ƒ), данные измерений S(ƒ) направляют в анализатор корреляционной функции 8, с помощью которого вычисляют корреляционную функцию сигнала

Figure 00000002
, где
Figure 00000003
, с - скорость света. Полученные данные по Δϕ, S(ƒ) и R(τ) направляют в вычислитель 6, в котором производят следующие вычисления. Вычисляют центральную частоту спектра ƒ0, соответствующее ƒ0 значение времени задержки сигналов, принятых разнесенными антеннами 1 и 2,
Figure 00000004
. Вычисляют функцию корреляционно-фазовой частоты
Figure 00000005
, где
Figure 00000006
, и определяют действующие значение корреляционно-фазовой частоты
Figure 00000007
, в котором учтена форма спектра принятых сигналов. Уточненное значение времени задержки принимаемых сигналов
Figure 00000008
вычисляют по формуле
Figure 00000009
. Направляющий угол между направлением на источник излучения и линией соединяющей разнесенные антенны вычисляют по формуле
Figure 00000010
.The signals received by the diversity antennas 1 and 2, after conversion by the receivers 3 and 4, are sent to a phase meter 5, in which the phase difference of these signals Δϕ is measured. Using the spectrum analyzer 7, the signal spectrum S (ƒ) is measured, the measurement data S (ƒ) is sent to the correlation function analyzer 8, with which the signal correlation function is calculated
Figure 00000002
where
Figure 00000003
, c is the speed of light. The obtained data on Δϕ, S (ƒ) and R (τ) are sent to calculator 6, in which the following calculations are performed. The center frequency of the spectrum ƒ 0 , corresponding to ƒ 0 , is the delay time of the signals received by the diversity antennas 1 and 2,
Figure 00000004
. The function of the correlation phase frequency is calculated
Figure 00000005
where
Figure 00000006
, and determine the effective value of the correlation-phase frequency
Figure 00000007
, which takes into account the shape of the spectrum of the received signals. Refined delay value of received signals
Figure 00000008
calculated by the formula
Figure 00000009
. The directional angle between the direction to the radiation source and the line connecting the separated antennas is calculated by the formula
Figure 00000010
.

Математическое моделирование показало эффективность патентуемого фазового способа пеленгации, особенно для случая несимметричных спектров принимаемых сигналов.Mathematical modeling showed the effectiveness of the patented phase direction finding method, especially for the case of asymmetric spectra of received signals.

Claims (2)

1. Фазовый способ пеленгации, основанный на приеме сигналов на две разнесенные на расстояние
Figure 00000011
антенны, преобразовании принимаемых сигналов двумя приемниками соответственно и измерении разности фаз этих сигналов Δϕ, отличающийся тем, что измеряют спектр принимаемого сигнала S(ƒ), вычисляют центральную частоту спектра сигнала ƒ0, вычисляют время задержки принимаемых сигналов
Figure 00000012
вычисляют корреляционную функцию сигнала
Figure 00000013
- скорость света в свободном пространстве, вычисляют функцию корреляционно-фазовой частоты
Figure 00000014
где
Figure 00000015
определяют действующее значение корреляционно-фазовой частоты
Figure 00000016
и вычисляют
Figure 00000017
- уточненное значение времени задержки принимаемых сигналов по формуле
Figure 00000018
, направляющий угол между направлением на источник излучения и линией, соединяющей разнесенные антенны, вычисляют по формуле
Figure 00000019
.1. Phase direction finding method based on the reception of signals two spaced apart
Figure 00000011
antenna, converting the received signals by two receivers, respectively, and measuring the phase difference of these signals Δϕ, characterized in that they measure the spectrum of the received signal S (ƒ), calculate the center frequency of the signal spectrum ƒ 0 , calculate the delay time of the received signals
Figure 00000012
calculate the correlation function of the signal
Figure 00000013
- the speed of light in free space, calculate the function of the correlation-phase frequency
Figure 00000014
Where
Figure 00000015
determine the effective value of the correlation-phase frequency
Figure 00000016
and calculate
Figure 00000017
- the specified value of the delay time of the received signals according to the formula
Figure 00000018
, the directing angle between the direction to the radiation source and the line connecting the separated antennas is calculated by the formula
Figure 00000019
. 2. Фазовый пеленгатор, содержащий две разнесенные антенны, два приемника, входы которых соединены с первой и второй антенной соответственно, фазометр, входы которого соединены с выходами первого и второго приемника соответственно, отличающийся тем, что в него введены последовательно соединенные анализатор спектра и анализатор корреляционной функции, причем вход анализатора спектра соединен с выходом первого приемника, и вычислитель, предназначенный для вычисления направляющего угла между направлением на источник излучения и линией, соединяющей разнесенные антенны, первый вход которого соединен с выходом фазометра, а второй и третий входы вычислителя соединены с выходами анализатора спектра и анализатора корреляционной функции соответственно.2. A phase direction finder containing two spaced antennas, two receivers whose inputs are connected to the first and second antenna, respectively, a phase meter, the inputs of which are connected to the outputs of the first and second receiver, respectively, characterized in that a spectrum analyzer and a correlation analyzer are introduced in series functions, and the input of the spectrum analyzer is connected to the output of the first receiver, and a computer designed to calculate the directing angle between the direction of the radiation source and the line, with unifying diversity antennas, the first input coupled to an output of the phase meter, and the second and third inputs are connected to the calculator of the spectrum analyzer, and the analyzer outputs the correlation function respectively.
RU2018108997A 2018-03-14 2018-03-14 Phase direction finding method and phase direction finder RU2681203C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018108997A RU2681203C1 (en) 2018-03-14 2018-03-14 Phase direction finding method and phase direction finder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018108997A RU2681203C1 (en) 2018-03-14 2018-03-14 Phase direction finding method and phase direction finder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2681203C1 true RU2681203C1 (en) 2019-03-05

Family

ID=65632902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018108997A RU2681203C1 (en) 2018-03-14 2018-03-14 Phase direction finding method and phase direction finder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2681203C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2717231C1 (en) * 2019-10-08 2020-03-19 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Difference-ranging method of determining coordinates of a radio-frequency source
RU2812273C1 (en) * 2023-07-11 2024-01-29 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for determining direction to radiation source with phase direction finder

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998029756A1 (en) * 1997-01-02 1998-07-09 Raytheon Company Digital direction finding receiver
RU2134429C1 (en) * 1997-11-12 1999-08-10 Военный инженерно-космический университет им.А.Ф.Можайского Phase direction finding method
US6148195A (en) * 1997-02-18 2000-11-14 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Phase agile antenna for use in position determination
RU2201599C1 (en) * 2002-06-27 2003-03-27 Рембовский Анатолий Маркович Method of direction finding of radio signals and direction finder for its realization
JP2009300284A (en) * 2008-06-13 2009-12-24 Nec Corp Arrival electric wave direction measuring device, arrival electric wave direction measuring method, and arrival electric wave direction measuring program
RU2435171C1 (en) * 2010-05-12 2011-11-27 Виктор Иванович Дикарев Phase direction finding method and phase direction finder for implementing said method
CN102411136A (en) * 2011-08-09 2012-04-11 电子科技大学 Phase interferometer direction finding method for extended baseline ambiguity resolution

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998029756A1 (en) * 1997-01-02 1998-07-09 Raytheon Company Digital direction finding receiver
US6148195A (en) * 1997-02-18 2000-11-14 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Phase agile antenna for use in position determination
RU2134429C1 (en) * 1997-11-12 1999-08-10 Военный инженерно-космический университет им.А.Ф.Можайского Phase direction finding method
RU2201599C1 (en) * 2002-06-27 2003-03-27 Рембовский Анатолий Маркович Method of direction finding of radio signals and direction finder for its realization
JP2009300284A (en) * 2008-06-13 2009-12-24 Nec Corp Arrival electric wave direction measuring device, arrival electric wave direction measuring method, and arrival electric wave direction measuring program
RU2435171C1 (en) * 2010-05-12 2011-11-27 Виктор Иванович Дикарев Phase direction finding method and phase direction finder for implementing said method
CN102411136A (en) * 2011-08-09 2012-04-11 电子科技大学 Phase interferometer direction finding method for extended baseline ambiguity resolution

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДЕНИСОВ В.П., ДУБИНИН Д.В. Фазовые радиопеленгаторы. Томск, ТГУСУР, 2002, с.8. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2717231C1 (en) * 2019-10-08 2020-03-19 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Difference-ranging method of determining coordinates of a radio-frequency source
RU2812273C1 (en) * 2023-07-11 2024-01-29 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for determining direction to radiation source with phase direction finder
RU2822466C1 (en) * 2024-01-15 2024-07-05 Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" Phase method of direction finding of broadband signals and phase direction finder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2649073C1 (en) Method for determining coordinates of the underwater object by the hydroacoustic system of underwater navigation with an alignment beacon
CN105738890A (en) Method for improving radar measurement scope and measurement precision and radar
RU2643168C2 (en) Method of height, aircraft actual velocity and aircraft velocity vector inclination measurement in relation to horizon, on-board radar device using method
RU2346295C1 (en) Active sonar
RU2681203C1 (en) Phase direction finding method and phase direction finder
RU2431847C1 (en) Method of determining surface transport facility speed
RU2334244C1 (en) Method of radio radiation source location detection
RU2526896C1 (en) Method of locating objects in passive monitoring system
RU2669385C1 (en) Phase-based direction finding method
RU2330304C1 (en) Phase direction-finder
RU2308735C1 (en) Method for determining position of radio radiation sources in short-distance zone
RU2217773C2 (en) Way to establish coordinates of radio emission source and radar for its realization
RU2405166C2 (en) Method for determining location of transmitter with portable position finder
RU2715562C1 (en) Phase method of direction finding of two radiation sources
RU2612201C1 (en) Method of determining distance using sonar
RU2559310C2 (en) Method of estimating distance to noisy object at sea
RU2551896C2 (en) Method for single-beam measurement of altitude and component velocities of aircraft and radar altimeter therefor
RU2492504C1 (en) Method of determining non-radial projection of target velocity vector
RU2740779C1 (en) Active low-base correlation-phase direction finder
RU2515419C1 (en) Method of measuring change in course angle of probing signal source
RU2530542C1 (en) Method and device for measurement of angular height of object of search in surveillance non-linear radars
RU2534731C1 (en) Automatic classification system for short-range sonar
RU2421749C1 (en) Direction finder
RU2662803C1 (en) Aircraft ground speed and the crab angle measuring method
RU177277U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE GENERAL Fading DEPTH COEFFICIENT IN THE TRANSIONOSPHERIC COMMUNICATION CHANNEL AT TWO-FREQUENCY OPERATION MODE OF SATELLITE RADIO NAVIGATION SYSTEMS