Корреляционно-фазовый пеленгатор - RU2703715C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к области радионавигации и может быть использовано для определения угловых координат источников фазоманипулированных радиосигналов с известной структурой при наличии радиопомех.

Известен фазовый пеленгатор [1], содержащий две антенны, два усилителя высокой частоты, фазовый детектор, логарифмические видеоусилители, аналоговый сумматор, аналого-цифровые преобразователи, обнаружитель импульсных сигналов, вычислитель разности фаз, блок формирования кода мощности, блок формирования кода коррекции и цифровой сумматор, определенным образом соединенные между собой.

Известен фазовый пеленгатор [2], содержащий первый и второй антенные входы, первый и второй приемные устройства, гетеродин, первый, второй и третий преобразователи частоты, фильтр суммарной частоты, первый и второй узкополосные фильтры, фазометр.

Эти пеленгаторы используют фазовый принцип пеленгации, когда радиоволна с плоским фронтом образует на выходах антенн когерентные сигналы, разность фаз Δϕ между которыми зависит от направления а на пеленгуемый источник излучения

где d - расстояние между антеннами (база), λ - длина волны.

Недостатком этих пеленгаторов является невозможность корректного определения направления на объект при углах, приводящих к задержке принимаемых сигналов больше длительности периода несущей частоты.

Известен корреляционно-фазовый пеленгатор [3], используемый в качестве прототипа, содержащий две антенны, два высокочастотных (ВЧ) блока, два демодулятора, два спектроанализатора, блок сравнения спектров, два запоминающих устройства, коррелятор. В этом пеленгаторе устраняется неоднозначность, вызванная периодическим характером несущей частоты сигнала, что обеспечивается демодуляторами, выделяющими низкочастотную составляющую сообщения, находящегося в принимаемом сигнале.

Общим недостатком известных фазовых пеленгаторов является отсутствие возможности использования структуры фазоманипулированного сигнала для определения направления его прихода при наличии помех.

Техническая задача настоящего изобретения заключается в определении местоположения источников фазоманипулированных сигналов с заранее известной структурой.

Технический результат достигается тем, что в корреляционно-фазовый пеленгатор, содержащий две антенны, два высокочастотных ВЧ-блока, два демодулятора, два спектроанализатора, блок сравнения спектров, два запоминающих устройства (ЗУ), введены два согласованных фильтра, обеспечивающих на своих выходах формирование взаимно-корреляционных функций между входным фазоманипулированным сигналом и кодом, содержащимся в них, при этом входы согласованных фильтров подключены к выходам высокочастотных блоков, а выходы - к входам демодуляторов, и измеритель задержки между максимумами взаимно-корреляционных функций, один из входов которого подключен к выходу блока сравнения спектров, а два других входа подключены соответственно к выходам запоминающих устройств.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На Фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого корреляционно-фазового пеленгатора.

Корреляционно-фазовый пеленгатор содержит антенны 1 и 2, согласованные фильтры 13 и 14, высокочастотные блоки 3 и 4, демодуляторы 5 и 6, спектроанализаторы 7 и 8, блок сравнения спектров 9, запоминающие устройства (ЗУ) 10 и 12, измеритель задержки 11, выход которого является информационным выходом т пеленгатора.

Антенны 1 и 2 соединены соответственно с входами высокочастотных блоков 3 и 4, выходы которых подключены к входам согласованных фильтров 13 и 14, выходы согласованных фильтров соединены соответственно с входами демодуляторов 5 и 6, выходы которых соединены соответственно со входами спектроанализаторов 7 и 8, выходы которых подключены ко входам блока 9 сравнения спектров, выход которого соединен с разрешающим входом Е измерителя задержки 11, первый информационный вход X которого соединен с выходом ЗУ 10, вход которого соединен с выходом демодулятора 5, второй информационный вход У измерителя задержки 11 соединен с выходом ЗУ 12, вход которого соединен с выходом демодулятора 6. выход измерителя задержки 11 является информационным выходом корреляционно-фазового пеленгатора.

Определение угловой координаты α источника излучения радиоволн, которым является пеленгуемый объект, осуществляется путем измерения разности времен прихода фронта волны к двум разнесенным на расстояние d приемным антеннам 1 и 2. По результатам оценки задержки τ находят искомый угол

α=arcsin(τ/d).

Работает корреляционно-фазовый пеленгатор следующим образом.

Антенны 1 и 2 принимают радиоизлучение от пеленгуемого объекта. Предполагаются априорно известными код фазовой модуляции, используемый при передаче информации от объекта, и значение несущей частоты.

Селектированные по известным несущим частотам и усиленные в высокочастотных блоках 3, 4 сигналы направляются в согласованные фильтры 13 и 14, обеспечивающие на своих выходах формирование взаимно-корреляционных функций между входным фазоманипулированным сигналом и кодом, содержащимся в согласованных фильтрах. Взаимно-корреляционные функции поступают в демодуляторы 5, 6 для устранения высокочастотных составляющих и выделения их огибающих.

Полученные низкочастотные сигналы направляются в спектроанализаторы 7, 8 для определения их спектра за время анализа t и одновременно в ЗУ 10, 12, в которых задерживаются на время t. Далее по истечении времени анализа t результаты определения спектров направляются в блок сравнения спектров 9, назначением которого является вычисление количественного показателя, по значению которого можно было бы судить, насколько похожи спектры сигналов, полученные в результате согласованной фильтрации и демодуляции принятых пеленгатором высокочастотных сигналов. При принятии блоком 9 решения о высокой степени похожести спектров на его выходе формируется сигнал Е, разрешающий работу измерителя задержки 11.

Разрешение на работу измерителя задержки 11 выдается только в случае идентичности спектров, а идентичность спектров улучшается за счет использования согласованных фильтров. Если по результатам сравнения в блоке 9 будет установлено, что спектры демодулированных сигналов недостаточно похожи, то сигнал Е разрешения работы измерителя задержки 11 не выдается и поступающая с выходов ЗУ 10, 12 информация в измерении задержки не участвует.

Назначение измерителя задержки 11 состоит в определении относительного временного сдвига между взаимно-корреляционными функциями, поступающими на его информационные входы X, Y. Указанный временной сдвиг является оценкой т задержки, по значению которой определяют искомый угол α.

Из приведенного описания видно, что для оценки временного сдвига используются не высокочастотные сигналы, а сигналы, прошедшие корреляционную обработку с помощью согласованных фильтров, обеспечивающую выделение искомого фазоманипулированного сигнала на фоне помех в виде взаимно-корреляционных функций, и демодуляцию, устраняющую высокочастотные колебания. Благодаря этому обеспечивается повышение отношения сигнал/помеха и устранение неоднозначности определения пеленга, вызванной периодичностью высокочастотных несущих, а, следовательно, расширяется диапазон измерения угловых координат.

Литература

1. Патент №2362179 РФ, МПК G01S 3/46. Фазовый пеленгатор / Смирнов В.Н., Седунов Э.И. (РФ); ФГУП «Центральное конструкторское бюро автоматики» (РФ). - №2007144853; Заявлено 03.12.2007. Опубл. 20.07.2009, Бюл. №20, - 8 с.: 3 ил.

2. Патент 2454715 РФ, МПК G06G 7/78, G01S 3/00. Фазовый пеленгатор / Березовский В.А., Золотарев И.Д., Лапшин С.А., Привалов Д.Д. (РФ); Открытое акционерное общество «Омский научно-исследовательский институт приборостроения» (РФ). - №2011118696; Заявлено 10.05.2011. Опубл. 27.06.2012, Бюл. №18, - 6 с.: 1 ил.

3. Патент №2474835 РФ, МПК G01S 3/46. Корреляционно-фазовый пеленгатор / Чеботарев А.С., Аванесян Г.Р., Жуков А.О., Турлов 3.Т., Смирнова О.В. (РФ). - №2011139169; Заявлено 26.2009.2011. Опубл. 10.02.2013, Бюл. №4, - 7 с.: 2 ил.

Реферат

Изобретение относится к области радионавигации и может быть использовано для определения угловых координат источников фазоманипулированных радиосигналов с известной структурой при наличии радиопомех. Достигаемый технический результат - определение местоположения источников фазоманипулированных сигналов с заранее известной структурой. Технический результат достигается тем, что корреляционно-фазовый пеленгатор содержит две антенны, два высокочастотных блока, два демодулятора, два спектроанализатора, блок сравнения спектров, два запоминающих устройства, измеритель задержки между максимумами взаимно-корреляционных функций и два согласованных фильтра, обеспечивающих на своих выходах формирование взаимно-корреляционных функций между входным фазоманипулированным сигналом и кодом, содержащимся в них, при этом перечисленные средства определенным образом соединены между собой. 1 ил.

Формула