СПОСОБ ФАЗОВОЙ ПЕЛЕНГАЦИИ И ФАЗОВЫЙ ПЕЛЕНГАТОР Российский патент 2019 года по МПК G01S3/46 

Изобретение относится к области радиолокации, радионавигации и может быть использовано для определения угловых координат источников излучения сигналов.

Известны фазовые способы пеленгации и фазовые пеленгаторы, патенты РФ 2169377, РФ 2311656, РФ 2429500, РФ 2427853, Космические траекторные измерения. Под общей редакцией П.А. Агаджанова и др. М.: Сов. Радио, 1969, с. 244-245.

Известен фазовый способ пеленгации, патент РФ 2311656, 2007 г., выбранный в качестве прототипа, основанный на приеме сигналов на три антенны, разнесенные и расположенные на одной линии, при котором формируют две неравные измерительные базы d₁ и d₂ - первой и второй антеннами, второй и третьей антеннами соответственно, измеряют разности фаз Δϕ₁ и Δϕ₂ между сигналами, принимаемыми первой и второй, второй и третьей антеннами соответственно, определяют разность Δϕ_p=Δϕ₁-Δϕ₂ и сумму Δϕ_c=Δϕ₁+Δϕ₂ измеренных разностей фаз, формируют с использованием разности разностей фаз Δϕ_р грубую, но однозначную шкалу отсчета углов, соответствующую малой измерительной базе d_г=d₁-d₂, с использованием суммы разностей фаз Δϕ_c - точную, но неоднозначную шкалу отсчета углов, соответствующую большой измерительной базе d_m=d₁+d₂.

К недостаткам известного изобретения относится то, что использованный в нем косвенный метод формирования точной базы ограничивает величину точной базы соотношением d_г/λ<1/2≤d_m/λ, где λ - длина волны, что ограничивает точность измерения направляющего угла.

Технической задачей изобретения - способ фазовой пеленгации и фазовый пеленгатор является повышение точности измерений фазовых пеленгаторов.

Технический результат - патентуемое изобретение обеспечивает создание фазовых пеленгаторов с повышенной точностью измерений направляющих углов.

Сущность патентуемого изобретения - способ фазовой пеленгации поясняется описанием, структурной схемой фазового пеленгатора, реализующего предлагаемый способ, приведенной на фиг. 1, и фиг. 2, на которой показано взаимное расположение антенн пеленгатора.

Поставленную задачу решают тем, что для формирования точной базы измеряют разность фаз Δϕ₃ между сигналами, принимаемыми первой и третьей антеннами. Для раскрытия неоднозначности фазовых измерений на точной базе d_m используют все три базы - d_г, d₁, d₂.

Фазовый пеленгатор содержит последовательно включенные первую антенну 1, первый приемник 4, первый фазометр 7, второй вход которого через второй приемник 5 соединен с выходом второй антенны 2, вычитатель 9 и вычислитель 11, последовательно включенные третью антенну 3, третий приемник 6, второй фазометр 8, второй вход которого соединен с выходом второго приемника 5, а выход соединен со вторым входом вычитателя 9, и третий фазометр 10, входы которого соединены с выходами первого приемника 4 и третьего приемника 6 соответственно, а выход соединен со вторым входом вычислителя 11, выходы первого фазометра 7 и второго фазометра 8 также соединены с третьим и четвертым входами вычислителя 11 соответственно.

Фазовый пеленгатор работает следующим образом. Сигналы принятые антеннами 1, 2, 3, которые разнесены в пространстве и расположены на одной линии, через приемники 4, 5, 6 поступают на входы трех фазометров 7, 8, 10 соответственно. Антеннами 1 и 2 образована первая измерительная база d₁, а антеннами 2 и 3 вторая измерительная база d₂ соответственно, причем d₁≠d₂. Фазометры 7 и 8 измеряют разность фаз сигналов, принятых на измерительных базах d₁ и d₂ соответственно:

Δϕ₁=ϕ₁-ϕ₂, Δϕ₂=ϕ₂-ϕ₃.

Измеренные разности фаз Δϕ₁ и Δϕ₂ поступают на входы вычитателя 9. Величина разности разностей фаз Δϕ_р=Δϕ₁-Δϕ₂, получаемая на выходе вычитателя 9, эквивалентна разности фаз на базе, длина которой d_г=d₁-d₂. Таким образом формируется грубая измерительная база.

В прототипе точная измерительная база d_m=d₁+d₂ формируется путем суммирования измеренных разностей фаз Δϕ_c=Δϕ₁+Δϕ₂. При этом суммируются и ошибки измерений фазометров 7 и 8. Ошибка измерений на точной базе σ_m соответственно равна . При равенстве ошибок измерений фазометров σ, ошибка измерений на точной базе равна .

В предлагаемом способе фазовой пеленгации измерения разности фаз на точной базе осуществляются прямым методом Δϕ_c=ϕ₁-Δϕ₃, для этого используется третий фазометр 10. В этом случае ошибка измерений на точной базе равна σ_m=σ, что в раз меньше ошибки измерений прототипа.

В прототипе используются измерения только двух баз d_г и d_m. Это ограничивает выбор величины точной базы соотношением d_г/λ<1/2≤d_m/λ.

В предлагаемом способе используются измерения всех баз d_г, d₁, d₂ и d_m. При этом разность разностей фаз Δϕ_р используется для раскрытия неоднозначности фазовых измерений на базе d₂, при условии выполнения неравенства d_г/λ<1/2≤d₂/λ Полученная разность фаз на базе d₂ Δϕ₂ используется для раскрытия неоднозначности фазовых измерений на базе d₁, при условии выполнения неравенства d₂/λ<1/2≤d₁/λ. Полученная разность фаз на базе d₁ Δϕ₁ используется для раскрытия неоднозначности фазовых измерений на базе d_m. В этом случае на величину точной базы накладывается следующее ограничение d₁/λ<1/2≤d_m/λ, что позволяет выбрать большую величину точной базы по сравнению с прототипом, а следовательно повысить точность измерений. При согласовании измерительных баз должно выполняться условие, при котором удвоенная максимальная ошибка измерений на меньшей базе не должна превышать интервал однозначного измерения на большей базе.

Направляющий угол θ между направлением на источник излучения и линией соединяющей разнесенные антенны вычисляют по формуле .

Изобретение относится к области радиолокации, радионавигации и может быть использовано для определения угловых координат источников излучения сигналов. Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение точности измерений. Технический результат достигается за счет прямого измерения разности фаз на точной базе и последовательного раскрытия неоднозначности фазовых измерений. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ фазовой пеленгации, основанный на приеме сигналов на три антенны, разнесенных и расположенных на одной линии, при котором формируют две неравные измерительные базы d₁ и d₂ - первой и второй антеннами, второй и третьей антеннами соответственно, измеряют разности фаз Δϕ₁ и Δϕ₂ между сигналами, принимаемыми первой и второй, второй и третьей антеннами соответственно, определяют величину разности разностей фаз Δϕ_p=Δϕ₁-Δϕ₂, формируют с использованием Δϕ_p грубую, но однозначную шкалу отсчета углов, соответствующую малой измерительной базе , отличающийся тем, что измеряют разность фаз Δϕ_c=ϕ₁-ϕ₃ между сигналами, принимаемыми первой и третьей антеннами, формируют с использованием разности фаз Δϕ_c точную, но неоднозначную шкалу отсчета углов, соответствующую большой измерительной базе , используют Δϕ_p для раскрытия неоднозначности фазовых измерений на базе d₂, при условии выполнения неравенства , где λ - длина волны, используют разность фаз на базе d₂ Δϕ₂ для раскрытия неоднозначности фазовых измерений на базе d₁, при условии выполнения неравенства используют разность фаз на базе d₁ Δϕ₁ для раскрытия неоднозначности фазовых измерений на базе , при согласовании измерительных баз должно выполняться условие, при котором удвоенная максимальная ошибка измерений на меньшей базе не должна превышать интервал однозначного измерения на большей базе, направляющий угол θ между направлением на источник излучения и линией, соединяющей разнесенные антенны, вычисляют по формуле .

2. Фазовый пеленгатор, содержащий последовательно включенные первую антенну, первый приемник, первый фазометр, второй вход которого через второй приемник соединен с выходом второй антенны, и вычитатель, последовательно включенные третью антенну, третий приемник, второй фазометр, второй вход которого соединен с выходом второго приемника, а выход соединен со вторым входом вычитателя, отличающийся тем, что в него введен третий фазометр, входы которого соединены с выходами первого и третьего приемников соответственно, и вычислитель, предназначенный для вычисления направляющего угла между направлением на источник излучения и линией, соединяющей разнесенные антенны, входы которого соединены с выходами вычитателя, первого, второго и третьего фазометров соответственно.