Корреляционно-фазовый пеленгатор

Авторы патента:

Валяев Игорь Николаевич (RU)

Коваленко Владимир Павлович (RU)

Турлов Залимхан Нурланович (RU)

G01S3/46 - с использованием разнесенных антенн и измерением фазового сдвига или временного запаздывания снимаемых с них сигналов (системы определения разности пути, пройденного сигналом)

Владельцы патента RU 2631422:

Акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" (RU)

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для определения местоположения и движения источников излучения радиосигналов. Достигаемый технический результат изобретения заключается в повышении точности пеленгации узкополосного сигнала на фоне широкополосной помехи. Технический результат достигается за счет использования в каждом измерительном канале трех цифровых приемников, настроенных на разные частоты. 2 ил.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для определения местоположения и движения источников излучения радиосигналов.

Известны фазовые способы и фазовые пеленгаторы (патенты РФ 2474835, РФ 2458355, РФ 2444746, РФ 2175770, РФ 2155352, РФ 2134429, Космические траекторные измерения. Под общей редакцией П.А. Агаджанова и др. - М.: Сов. Радио, 1969, с. 244-245).

Известен фазовый пеленгатор (патент РФ 2175770, 2000), выбранный в качестве прототипа, содержащий пять антенн, расположенных по сторонам прямого угла и последовательно соединенные с ними пять усилителей высокой частоты, пять смесителей, пять усилителей промежуточной частоты и гетеродин, выход которого соединен со вторыми входами смесителей. Прототип решает задачу повышения помехоустойчивости и точности пеленгации путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам приема. Прототип не обеспечивает необходимый уровень подавления помех в случае пеленгации узкополосного сигнала на фоне широкополосной помехи.

Признаки изобретения, совпадающие с признаками прототипа: использование пяти антенн, расположенных по сторонам прямого угла, пяти усилителей высокой частоты, пяти смесителей, пяти усилителей промежуточной частоты и гетеродина.

Изобретение - корреляционно-фазовый пеленгатор решает задачу эффективного подавления помехи в случае пеленгации узкополосного сигнала на фоне широкополосной помехи.

Технический результат - изобретение обеспечивает повышение точности измерения местоположения источника узкополосного сигнала измерительной пеленгационной системой.

Сущность изобретения корреляционно-фазовый пеленгатор поясняется описанием и чертежами.

На фиг. 1 представлена структурная схема корреляционно-фазового пеленгатора.

На фиг. 2 - частотные характеристики цифровых приемников измерительного канала.

Функциональная схема корреляционно-фазового пеленгатора (фиг. 1) содержит антенны 1-5, последовательно соединенные с ними усилители высокой частоты 6-10, смесители 11-15, усилители промежуточной частоты 16-20, гетеродин 21, выход которого соединен со вторыми входами смесителей 11-15, блок цифровой обработки (БЦО), содержащий пять измерительных каналов, входы которых соединены с выходами усилителей промежуточной частоты 16-20 соответственно, первый измерительный канал содержит цифровые приемники 22-24, второй измерительный канал цифровые приемники 25-27, третий измерительный канал - цифровые приемники 28-30, четвертый измерительный канал - цифровые приемники 31-33, пятый измерительный канал - цифровые приемники 34-36, входы трех цифровых приемников каждого измерительного канала являются входом соответствующего измерительного канала, выходы цифровых приемников, которые являются выходами измерительного канала, соединены со входами цифрового коррелятора, который содержит двенадцать корреляторов 37-48, причем выходы первого, второго, четвертого и пятого измерительных каналов соединены с первыми входами корреляторов 37-48 соответственно, а выходы третьего измерительного канала соединены со вторыми входами корреляторов 37-48 таким образом, что выход цифрового приемника 28 соединен со вторыми входами корреляторов 37, 40, 43, 46, выход приемника 29 со вторыми входами корреляторов 38, 41, 44, 47, а выход приемника 30 со вторыми входами корреляторов 39, 42, 45, 48, выходы корреляторов 37-48 соединены со входами вычислителя 49.

Работает корреляционно-фазовый пеленгатор (фиг. 1) следующим образом. Сигналы, принятые антеннами 1-5, усиливаются усилителями высокой частоты 6-10, преобразуются по частоте в смесителях 11-15 с помощью гетеродина 21, фильтруются и усиливаются с помощью усилителей промежуточной частоты 16-20 и поступают на блок цифровой обработки (БЦО). БЦО имеет пять измерительных каналов, каждый из которых содержит по три цифровых приемника. Каждый цифровой приемник имеет независимую настройку на центральную частоту и полосу пропускания. Для получения заявленного технического результата они настроены определенным образом. Частотные характеристики цифровых приемников показаны на фиг. 2. Квадратурные составляющие выходных сигналов цифровых приемников проходят соответствующую обработку в цифровом корреляторе.

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. Сущность изобретения рассмотрим на примере одной из баз пеленгатора. Предполагается, что спектр помехи имеет равномерное распределение по частоте и полоса помехи , а полоса сигнала , где - полоса пропускания цифрового приемника. На вход 1 и 3 антенны поступает аддитивная смесь узкополосного сигнала и широкополосной помехи. Сигналы в антеннах 1 и 3 отличаются временной задержкой за счет пространственного разнесения этих антенн

где и - амплитуды сигнала и помехи;

- частоты сигнала и помехи;

- задержки сигнала и помехи.

После усиления в усилителях высокой частоты 6 и 8, преобразования в смесителях 11 и 13 с помощью гетеродина 21 на промежуточную частоту , частотной селекции и дополнительного усиления в усилителях промежуточной частоты 16 и 18, сигналы поступают на вход цифровых приемников, которые настроены на разные частоты, а именно первый приемник на частоту , второй приемник на частоту , и третий приемник на частоту . Величина обозначает частотное смещение резонансных частот первого и третьего приемников относительно центральной частоты второго приемника (фиг. 2).

На выходах цифровых приемников получаем квадратурные составляющие отфильтрованных сигналов, которые можно представить как:

первый измерительный канал:

первый приемник -

второй приемник -

третий приемник -

третий измерительный канал:

первый приемник -

второй приемник -

третий приемник -

После корреляционной обработки (перемножения и усреднения) в цифровых корреляторах 37, 38 и 39 получаем квадратурные составляющие разности фаз сигналов первого и третьего измерительных каналов, которые поступают на вычислитель 49, а именно

Как видно из этих выражений информация по дополнительным частотам каналам содержит данные о помеховой составляющей, что может быть использовано для компенсации помехи в основном частотном канале.

Вычислитель 49 производит следующие операции:

Измеряет амплитуды и фазы выходных сигналов корреляторов 37 и 39

Формирует компенсирующий сигнал в виде

Производит компенсацию помехи в основном частотном канале

При идентичности характеристик частотных каналов и равномерном распределении спектра помехи, т.е. при , обеспечивают эффективную компенсацию помеховой составляющей, что повышает как точность измерения времени задержки сигнала τ_c и как результат - точность измерения угловых координат источника узкополосного сигнала.

Корреляционно-фазовый пеленгатор, содержащий пять антенн, расположенных по сторонам прямого угла, при этом третья антенна расположена в вершине угла, и последовательно соединенные с ними пять усилителей высокой частоты, пять смесителей, пять усилителей промежуточной частоты и гетеродин, выход которого соединен со вторыми входами смесителей, отличающийся тем, что в него введен блок цифровой обработки (БЦО), имеющий пять измерительных каналов, входы которых соединены с выходами пяти усилителей промежуточной частоты соответственно, цифровой коррелятор и вычислитель, каждый измерительный канал содержит три цифровых приемника, входы которых являются входом измерительного канала, выходы цифровых приемников, которые являются выходами измерительного канала, соединены со входами цифрового коррелятора, который содержит двенадцать корреляторов, причем выходы первого, второго, четвертого и пятого измерительных каналов соединены с первыми входами двенадцати корреляторов соответственно, а выходы третьего измерительного канала соединены со вторыми входами корреляторов таким образом, что соблюдается соответствие корреляционной обработки первых с первыми, вторых со вторыми, третьих с третьими выходами измерительных каналов, выходы корреляторов соединены со входами вычислителя.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в качестве устройства корреляционной обработки сигналов в составе корреляционно-фазового пеленгатора.

Фазовый пеленгатор // 2618522

Изобретение относится к области радиотехники и может использоваться в радиомониторинге при поиске источников радиоизлучения на ограниченной территории и в помещениях, например, специальных электронных устройств перехвата информации.

Способ измерения углов в фазовых многошкальных угломерных системах и устройство, его реализующее // 2603971

Изобретение относится к радиолокации, радионавигации и может быть использовано в радиотехнических комплексах, определяющих параметры движения контролируемых летательных аппаратов на основе фазового метода измерений.

Фазоразностная радионавигационная система с широкополосным сигналом // 2602506

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано в локальных навигационных системах и сетях для управления движением мобильных объектов в локальных зонах навигации.

Широкополосная фазоразностная локальная радионавигационная система // 2602432

Разностно-дальномерный способ и наземно-космическая система измерения пространственных координат летательных аппаратов по сигналам радиоизлучения их бортового радиоэлектронного оборудования // 2599984

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в разностно-дальномерных системах измерения пространственных координат летательных аппаратов. Достигаемый технический результат - повышение точности измерения координат летательного аппарата (ЛА) с одновременным расширением класса обслуживаемого бортового радиоэлектронного оборудования (БРО) ЛА как с импульсным, так и с непрерывным радиоизлучением.

Способ пространственной обработки радиосигналов // 2599257

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах пеленгования узкополосных сигналов с известными несущей частотой, в том числе в радиолокации, радионавигации, связи.

Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления // 2598648

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в комплексах определения местоположения источников радиоизлучения (ИРИ). Достигаемый технический результат - повышение точности результатов пеленгования по углу места в круговом азимутальном секторе.

Адаптивный способ пассивной радиолокации // 2593149

Изобретение относится к пассивной радиолокации и может быть использовано в двух- и многопозиционных измерительных комплексах для определения координат местоположения источников радиоизлучения (ИРИ).

Способ определения угла прихода радиоволн // 2584968

Способ повышения точности определения угла прихода радиоволн относится к области техники электрических измерений и может быть использован при исследовании распространения радиоволн на открытых трассах. Цель изобретения - достижение высокой точности измерений угла прихода радиоволн. Новым в способе повышения точности определения угла прихода радиоволн является первоначальное генерирование высокочастотных колебаний с первой частотой в первом канале интерферометра и колебаний со второй частотой во втором канале интерферометра.

Многопозиционный пассивный радиолокационный комплекс, реализующий комбинированный одноэтапный способ определения местоположения летательного аппарата на этапе захода на посадку // 2632922

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к методам и системам пассивной радиолокации, и предназначено для получения точных оценок местоположения заходящего на посадку летательного аппарата по излучаемому с его борта радиосигналу, и представляет собой комплекс радиоэлектронных средств, который содержит не менее двух узкобазовых подсистем, соединенных высокоскоростными линиями передачи информации с центральным пунктом обработки. Достигаемый технический результат – повышение точности оценки вектора координат, описывающего местоположение источника радиоизлучения. Указанный результат достигается за счет того, что узкобазовая подсистема оснащена активной фазированной многокольцевой антенной решеткой и осуществляет прием радиосигналов, их синхронную демодуляцию многоканальным квадратурным приемником и преобразование в цифровую форму посредством многоканального аналого-цифрового преобразователя, при этом центральный пункт обработки производит оценку местоположения источника излучения на основе совместной обработки всех принятых сигналов с использованием комбинированного одноэтапного алгоритма, состоящего в формировании решающей функции на основе метода максимального правдоподобия и ее последующей оптимизации и исключающего выполнение промежуточных вычислений временных и фазовых задержек и углов пеленга. 3 н.п. ф-лы, 8 ил.

Система пассивной локации для определения координат летательного аппарата в ближней зоне аэродрома и на этапе захода на посадку с резервным каналом определения дальности // 2633380

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к методам и системам пассивной радиолокации, и может быть использовано для определения местоположения в трехмерном пространстве источника радиоизлучения (ИРИ), размещенного на летательном аппарате (ЛА) (самолет, вертолет и т.п.), за счет приема и последующей обработки электромагнитных волн, порожденных этим ИРИ. Достигаемый технический результат – управление летательным аппаратом (ЛА) на предельно малых высотах в ближней зоне аэродрома и вывод ЛА в точку захода на посадку. Указанный результат достигается тем, что система содержит три узкобазовых подсистемы, каждая из которых содержит N приемных антенн, первый и второй аналого-цифровой преобразователь, центральную электронно-вычислительную машину, малошумящий усилитель, N входов которого соединены с N приемными антеннами, первый и второй многоканальные синхронные квадратурные приемники, входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами малошумящего усилителя, а выходы - с первыми входами первого и второго аналого-цифровых преобразователей, первый и второй каналы обработки информации, первые входы которых соединены с выходами аналого-цифровых преобразователей, а выходы подключены к центральной электронно-вычислительной машине; управляющий контроллер, подключенный по входу к центральной электронно-вычислительной машине, первый выход которого подключен ко второму входу первого многоканального синхронного квадратурного приемника, ко второму входу первого аналого-цифрового преобразователя и ко второму входу первого канала обработки информации, а второй выход - ко второму входу второго многоканального синхронного квадратурного приемника, ко второму входу второго аналого-цифрового преобразователя и ко второму входу второго канала обработки информации; центральный пункт обработки, в состав которого входят три порта ввода информации, каждый вход которого соединен через гибридную оптико-коаксиальную сеть с выходом центральной электронно-вычислительной машины каждой узкобазовой подсистемы, блок клавиатуры, блок индикации, блок вычисления текущей скорости ЛА, блок вычисления текущей высоты полета ЛА, блок вычисления дальности до ЛА, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, первый дополнительный порт вывода, микропроцессор, объединенные между собой шиной адреса и данных; радиомодем декаметрового диапазона радиоволн, вход которого соединен с выходом первого дополнительного порта вывода, а выход является общим выходом системы, обеспечивающим радиосвязь с ЛА. 8 ил.

Способ активной пеленгации целей // 2643521

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах определения направления на цель, в том числе в радиолокации, радионавигации, связи. Достигаемый технический результат - повышение углового разрешения пеленгатором целей. Способ пеленгации заключается в последовательном зондировании смежных угловых направлений в заданном секторе с шагом изменения угла, обеспечивающим требуемое угловое разрешение целей, и построении пеленгационной характеристики, на основании которой принимают решение о наличии или отсутствии целей. Согласно изобретению сектор построения пеленгационной характеристики последовательно зондируют на разных частотах, диапазон изменения которых выбирают таким, чтобы за счет имеющейся разности дальностей до целей обеспечить изменение разности фаз отраженных от них когерентных сигналов на наибольшей и наименьшей частотах зондирования на величину, кратную 2π, а шаг изменения частоты выбирают таким, чтобы обеспечить получение формы пеленгационной характеристики с детальностью, позволяющей принять решение о количестве целей. 5 ил.

Способ определения координат объекта // 2647496

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано для определения пространственных координат (ПК) объектов, стационарных или подвижных, и управления их движением в локальных зонах навигации. Достигаемый технический результат - обеспечение однозначного определения ПК без привлечения дополнительной информации. Указанный результат достигается за счет того, что системой n-х наземных станций передают радиосигналы в виде двух гармонических колебаний с соответственно заданными частотами и . Радиосигналы синхронизированно формируют заданным образом в едином центре в системе отсчета времени, связанной с ним, и передают по линиям связи на каждую станцию. При формировании и передаче радиосигналов обеспечивают выполнение заданных в способе условий. На объекте осуществляют прием совокупности аналоговых радиосигналов и преобразуют ее в соответствующую ей цифровую совокупность, каждый цифровой сигнал которой содержит две цифровые составляющие и . Для каждой из этих составляющих формируют квадратурные им цифровые компоненты и . По парам цифровых компонент и определяют в системе отсчета времени, связанной с объектом, моменты времен приема различных n-х радиосигналов и разности моментов времен приема различных двух n-х радиосигналов. По этим разностям и известным на объекте координатам фазовых центров антенн станций однозначно определяют относительные дальности до объекта от указанных фазовых центров антенн станций и по относительным дальностям однозначно определяют пространственные координаты фазового центра антенны объекта.