КОРРЕЛЯЦИОННО-ФАЗОВЫЙ ПЕЛЕНГАТОР Российский патент 2017 года по МПК G01S3/46 

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.

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.

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.