фазовый пеленгатор сканирующих источников
Классы МПК: | G01S3/10 способы и устройства для уменьшения или компенсации ошибок в определении пеленга, расположения и тому подобных ошибок |
Автор(ы): | Бабушкин Л.Н. |
Патентообладатель(и): | Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-02-16 публикация патента:
20.02.1997 |
Изобретение относится к радиопеленгации и может быть использовано в радиомаячных навигационных системах. Сущность изобретения заключается в том, что в фазовый пеленгатор, содержащий две антенны, каждая из которых через приемник подключена к входу фазометра, делитель, первый вход которого соединен с выходом фазометра, а выход делителя подключен к индикатору, и клемму ввода значения крутизны пеленгационной характеристики, введены амплитудный детектор, дифференциатор, измеритель угловой скорости сканирования диаграммы направленности источника, второй и третий делители, устройство образования модуля, вычитатель, умножитель, клемма ввода значения ширины диаграммы направленности источника, клемма ввода ширины диаграммы направленности пеленгатора и квадратор, причем выход одного из приемников через последовательно соединенные амплитудный детектор и измеритель угловой скорости сканирования диаграммы направленности источника подключен к второму входу второго делителя, первый вход которого через дифференциатор соединен с выходом фазометра, выход второго делителя через устройство образования модуля подключен к первому входу умножителя, второй вход которого через квадратор соединен с выходом третьего делителя. Первый вход третьего делителя соединен с клеммой ввода значения ширины диаграммы направленности источника. Второй вход третьего делителя подключен к клемме ввода ширины диаграммы направленности пеленгатора, второй вход первого делителя подключен к входу вычитателя, первый вход которого соединен с выходом умножителя, а второй вход вычитателя соединен с клеммой ввода значения крутизны пеленгационной характеристики. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Фазовый пеленгатор сканирующих источников, содержащий две антенны, каждая из которых через приемник подключена к входу фазометра, делитель, первый вход которого соединен с выходом фазометра, а выход делителя подключен к индикатору, и клемму ввода значения крутизны пеленгационной характеристики, отличающийся тем, что в него введены амплитудный детектор, дифференциатор, измеритель угловой скорости сканирования диаграммы направленности источника, второй и третий делители, устройство образования модуля, вычитатель, умножитель, клемма ввода значения ширины диаграммы направленности источника, клемма ввода значения ширины диаграммы направленности пеленгатора и квадратор, причем выход одного из приемников через последовательно соединенные амплитудный детектор и измеритель угловой скорости сканирования диаграммы направленности источника подключен к второму входу второго делителя, первый вход которого через дифференциатор соединен с выходом фазометра, выход второго делителя через устройство образования модуля подключен к первому входу умножителя, второй вход которого через квадратор соединен с выходом третьего делителя, первый вход третьего делителя соединен с клеммой ввода значения ширины диаграммы направленности источника, второй вход третьего делителя подключен к клемме ввода значения ширины диаграммы направленности пеленгатора, второй вход первого делителя подключен к выходу вычитателя, первый вход которого соединен с выходом умножителя, а второй вход вычитателя соединен с клеммой ввода значения крутизны пеленгационной характеристики.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к радиопеленгации и может быть использовано в радиомаячных навигационных системах. Существует достаточно широкий круг возможных реализаций разностно-фазового способа определения углового положения источников излучения. В основе своей эти устройства содержат две разнесенные на некоторое расстояние, называемое "базой", антенны, каждая из которых через приемник подключена к входу фазометра соединенного с индикатором. Такой фазовый пеленгатор (см. [1] с. 131, рис. П2.9) наиболее близок к заявляемому. Оценка пеленга в таком пеленгаторе производится по измеренному значению разности фаз и ее априори известной зависимости от углового положения источника - пеленгационной характеристике (ПХ):![фазовый пеленгатор сканирующих источников, патент № 2073878](/images/patents/399/2073878/2073878-2t.gif)
где Dv разность фаз;
d база;
l длина волны. Считающаяся известной крутизна ПХ, определяющая пеленгационную чувствительность (ПЧ) пеленгатора,
![фазовый пеленгатор сканирующих источников, патент № 2073878](/images/patents/399/2073878/2073878-3t.gif)
Из (2) и (1) следует обычно используемый алгоритм пеленгования:
![фазовый пеленгатор сканирующих источников, патент № 2073878](/images/patents/399/2073878/2073878-4t.gif)
Стремление увеличить дальность действия фазовых пеленгаторов приводит к необходимости увеличения апертур их антенн, а это в свою очередь ведет при частично когерентном поле в месте приема (в рассеивающих средах) к "уменьшению величины фазовой расстройки" (т.е. разности фаз) при не нулевых значениях пеленга (см. например, [2] с. 62). Это означает потерю пеленгационной чувствительности и появлении ее связи с состоянием канала распространения. Появление априорной неопределенности в ПЧ и использование в этом случае в алгоритме (3) значения ПЧ (2), справедливого для когерентных условий, приводит к смещению оценки пеленга, т.е. к ошибке, величина которой зависит от когерентности поля в месте приема. Устранение этого недостатка в предположении вращения (сканирования) диаграммы направленности (ДН) источника производится в рассматриваемом фазовом пеленгаторе. Для этого в фазовый пеленгатор, содержащий две антенны, каждая из которых через приемник подключена к входу фазометра, делитель, первый вход которого соединен с выходом фазометра, а выход делителя подключен к индикатору, и клемму ввода значения крутизны пеленгационной характеристики, введены амплитудный детектор, дифференциатор, измеритель угловой скорости сканирования диаграммы направленности источника, второй и третий делители, устройство образования модуля, вычитатель, умножитель, клемма ввода ширины диаграммы направленности источника и клемма ввода значения ширины диаграммы направленности пеленгатора, причем выход одного из приемников через последовательно соединенные амплитудный детектор и измеритель угловой скорости сканирования диаграммы направленности источника подключен к второму входу второго делителя, первый вход которого через дифференциатор соединен с выходом фазометра, выход второго делителя через устройство образования модуля подключен к первому входу умножителя, второй вход которого через квадратор соединен с выходом третьего делителя, первый вход третьего делителя соединен с клеммой ввода значения ширины диаграммы направленности источника, второй вход третьего делителя подключен к клемме ввода значения ширины диаграмм направленности пеленгатора, второй вход первого делителя подключен к выходу вычитателя, первый вход которого соединен с выходом умножителя, а второй вход вычитателя соединен с клеммой ввода значения крутизны пеленгационной характеристики. На чертеже изображена структурная электрическая схема фазового пеленгатора. Фазовый пеленгатор содержит две одинаковые антенны 1 и 2, два приемника 3 и 4, фазометр 5, амплитудный детектор 6, дифференциатор 7, первый делитель 8, измеритель 9 угловой скорости сканирования диаграммы направленности источника, второй делитель 10, индикатор 11, третий делитель 12, устройство 13 образования модуля, вычитатель 14, квадратор 15, умножитель 16, клемму К1 ввода значения ширины диаграммы направленности источника, клемму К2 ввода значения ширины диаграмм направленности пеленгатора, клемму К3 ввода значения крутизны пеленгационной характеристики. Для описания работы пеленгатора необходимо сделать некоторые пояснения. Преодоление априорной неопределенности в крутизне пеленгационной характеристики оказалось возможным в рассматриваемом пеленгаторе посредством установления и использования ее связи с дополнительно измеряемым параметром сигнала крутизной изменения разности фаз, обусловленной сканированием ДН источника и рассеянием на трассе (см. например, [1] с. 103, рис. 6.6). В результате использования этого параметра было получено
![фазовый пеленгатор сканирующих источников, патент № 2073878](/images/patents/399/2073878/2073878-5t.gif)
где
![фазовый пеленгатор сканирующих источников, патент № 2073878](/images/patents/399/2073004/956.gif)
mb крутизна изменения разности фаз, обусловленная сканированием диаграммы направленности источника и рассеянием на трассе;
qи ширина ДН источника на уровне З дБ от максимума;
![фазовый пеленгатор сканирующих источников, патент № 2073878](/images/patents/399/2073133/920.gif)
![фазовый пеленгатор сканирующих источников, патент № 2073878](/images/patents/399/2073878/2073878-6t.gif)
где b угловое положение ДН источника;
t время;
W угловая скорость сканирования ДН источника. Располагая (4) и (5), искомый алгоритм оценки пеленга может быть представлен в следующем виде:
![фазовый пеленгатор сканирующих источников, патент № 2073878](/images/patents/399/2073878/2073878-7t.gif)
Этот алгоритм и реализуется в рассматриваемом пеленгаторе. Фазовый пеленгатор работает следующим образом. Колебания с выходов антенн 1 и 2 в приемниках 3 и 4 усиливаются, при необходимости преобразуются и нормализуются к виду, необходимому для работы фазометра 5, и подаются на его входы. Сигнал с выхода одного из приемников детектируется амплитудным детектором 6, на выходе которого выделяется огибающая пачки, образованная сканированием ДН источника. По сигналу с амплитудного детектора 6 в измерителе 9 происходить определение угловой скорости сканирования ДН источника
![фазовый пеленгатор сканирующих источников, патент № 2073878](/images/patents/399/2073208/937.gif)
![фазовый пеленгатор сканирующих источников, патент № 2073878](/images/patents/399/2073018/960.gif)
![фазовый пеленгатор сканирующих источников, патент № 2073878](/images/patents/399/2073018/916.gif)
![фазовый пеленгатор сканирующих источников, патент № 2073878](/images/patents/399/2073104/981.gif)
![фазовый пеленгатор сканирующих источников, патент № 2073878](/images/patents/399/2073208/937.gif)
![фазовый пеленгатор сканирующих источников, патент № 2073878](/images/patents/399/2073133/920.gif)
![фазовый пеленгатор сканирующих источников, патент № 2073878](/images/patents/399/2073133/920.gif)
![фазовый пеленгатор сканирующих источников, патент № 2073878](/images/patents/399/2073878/2073878-8t.gif)
![фазовый пеленгатор сканирующих источников, патент № 2073878](/images/patents/399/2073018/960.gif)
![фазовый пеленгатор сканирующих источников, патент № 2073878](/images/patents/399/2073009/955.gif)
![фазовый пеленгатор сканирующих источников, патент № 2073878](/images/patents/399/2073004/956.gif)
![фазовый пеленгатор сканирующих источников, патент № 2073878](/images/patents/399/2073004/956.gif)
1. Шарыгин Г.С. Статистическая структура поля УКВ за горизонтом. М. Радио и связь, 1983. 2. Фортес В.В. Влияние конечных размеров антенн на флуктуационные характеристики сигналов при распространении радиоволн в тропосфере. - Радиотехника, 1987, N 12.
Класс G01S3/10 способы и устройства для уменьшения или компенсации ошибок в определении пеленга, расположения и тому подобных ошибок