Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления



Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления
Способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2598648:

Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)

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. Указанный результат достигается за счет того, что осуществляют прием радиосигнала с помощью трех идентичных осесимметричных антенн, образующих эквидистантную кольцевую антенную решетку, производят измерение разностей фаз и амплитуд разностных сигналов, принятых парами антенн, амплитуд сигналов, принятых антеннами, и разностей фаз между разностными сигналами, с использованием которых оценивают азимут и параметры достоверности результатов пеленгования ИРИ, затем оценивают угол места ИРИ с использованием полученных разностей фаз между разностными сигналами, дополнительно формируют среднее значение амплитуд сигналов, принятых выбранной парой антенн, и дополнительно оценивают угол места ИРИ с использованием полученных амплитуд разностных сигналов, принятых парами антенн, и среднего значения амплитуд сигналов, принятых выбранной парой антенн. Радиопеленгатор, реализующий способ, содержит три антенны, три радиоприемных блока, три блока измерения разности фаз, три блока формирования разностных сигналов, вычислители коэффициента однозначности пеленгования, шумового порогового коэффициента, квадратурной составляющей помехового сигнала, погрешности оценки азимута и азимутального порогового коэффициента, блоки формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, определения разности фаз между разностными сигналами и определения азимута, амплитудный и фазовый вычислители азимута, компаратор и генератор управляющих сигналов, а также - блок формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн, датчик параметров вычислений и вычислитель угла места, выполненные с возможностью дополнительной оценки угла места ИРИ с использованием амплитуд разностных сигналов, принятых парами антенн, и среднего значения амплитуд сигналов, принятых выбранной парой антенн. 2 н.п. ф-лы, 30 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиопеленгации, и может быть использовано в системах обнаружения и определения местоположения источников радиоизлучения.

Для однозначного определения в круговом азимутальном секторе направления распространения электромагнитных волн (ЭМВ) S, совпадающего при прямолинейном распространении ЭМВ с направлением на источник радиоизлучения (ИРИ), широко используются фазочувствительные (ФЧ) способы пеленгования [1. Кукес И.С., Старик М.Е. Основы радиопеленгации. - М.: Сов. радио, 1964. - 640 с.], [2. Саидов А.С., Тагилаев А.Р., Алиев Н.М., Асланов Г.К. Проектирование фазовых автоматических радиопеленгаторов. - М.: Радио и связь, 1997. - 160 с.]. Сущность ФЧ способов пеленгования заключается в необходимости проведения оценки пространственно-временной структуры электромагнитного поля (ЭМП), создаваемого ИРИ, в плоскости пеленгования (азимутальной плоскости) по крайней мере в трех пространственно разнесенных точках, что наиболее просто технически реализуется путем использования плоской трехэлементной эквидистантной кольцевой антенной решетки (КАР), состоящей из ненаправленных в азимутальной плоскости идентичных антенных элементов (АЭ). В качестве АЭ с указанными свойствами используются осесимметричные антенны вибраторного типа, оси симметрии которых ортогональны плоскости расположения КАР, а фазовые центры расположены равномерно на окружности радиуса rcaw (caw - сокращение от английского слова «circular arrays with» (кольцевая антенная решетка)).

Физической основой ФЧ способов радиопеленгования, как известно [1], являются следующие свойства ЭМВ в зоне излучения: постоянство амплитуды составляющих напряженности электромагнитного поля в пределах апертуры (базы) КАР и плоский фазовый фронт ЭМВ, нормаль к которому совпадает с направлением на ИРИ. В общем случае точность пеленгования характеризуется эксплуатационными угловыми ошибками радиопеленгатора (РП) в азимутальной и угломестной плоскостях, которые включают в себя инструментальные ошибки, характеризующие точность самого пеленгатора-угломера, являющиеся, как правило, систематическими и ошибки от других источников, которые проявляются в реальной эксплуатации РП, являющиеся, как правило, случайными. В целом ряде случаев достаточно точное разделение ошибок пеленгования на случайные и систематические составляющие не представляется возможным. Поэтому практически всегда без особой погрешности эксплуатационные точности пеленгования в азимутальной и угломестной плоскостях могут быть охарактеризованы средними квадратическими ошибками (СКО) по азимуту σθ и углу места σβ соответственно. При этом СКО σθ оценки азимутального направления на ИРИ (азимута θ) и СКО σβ оценки угломестного направления на ИРИ (угла места β) определяются через дисперсии систематической и случайной составляющих ошибок измерения азимута θ и дисперсии систематической и случайной составляющих ошибок измерения угла места β ИРИ (угла наклона фронта ЭМВ источника радиосигнала) в соответствии с выражениями

Систематические составляющие СКО σθs и σβs применительно к фазочувствительным РП в свою очередь включают методические и структурные составляющие ошибок. Методические составляющие ошибок, связанные со способом пеленгования, обусловлены локальной неоднородностью ЭМП на раскрыве КАР, приводящей к искажениям форм диаграмм направленности (ДН) антенн КАР. Структурные составляющие ошибок, связанные с технической реализацией РП, обусловлены неидентичностью каналов РП, нарушением симметрии структуры КАР, монтажно-установочными погрешностями.

Случайные составляющие СКО σθr и σβr обусловлены воздействием внутренних шумов и внешних помех.

При этом, основными показателями качества разрабатываемых способов радиопеленгования являются обеспечиваемые способом пеленгования методические составляющие систематических СКО и предельная чувствительность, определяемая, согласно [3. ГОСТ 23288-78. Радиопеленгаторы. Термины и определения. - М.: Издательство стандартов, 1979. - 6 с.], «минимальной напряженностью электромагнитного поля, создаваемого пеленгуемым объектом в месте установки антенны радиопеленгатора, при котором обеспечивается индикация радиопеленга с заданной точностью и вероятностью». Поэтому для анализа известных способов радиопеленгования и устройств, их реализующих, основанных на использовании плоских трехэлементных эквидистантных КАР, будем считать, что: во-первых, структурные составляющие ошибок пеленгования устранены известными методами (путем калибровки каналов, соответствующей ориентацией в пространстве КАР, обеспечения симметрии структуры КАР и т.д.) и систематические СКО σθs и σβs определяются только методическими составляющими; во-вторых, случайные составляющие СКО σθr и σβr, определяющие предельную чувствительность РП, обусловлены воздействием внутренних шумов пеленгационного измерителя, неизбежно присутствующих при реализации способов пеленгования [1], [2]. Естественно, что при воздействии внешних помеховых сигналов СКО σθ и σβ радиопеленгатора, в общем случае, увеличиваются и результаты пеленгования становятся не достоверными, что определяет необходимость анализа возможности известных способов радиопеленгования по оценке достоверности результатов пеленгования, то есть возможности выявления случаев пеленгования при наличии внешних помеховых сигналов.

Потенциальные возможности уменьшения случайных СКО σθr и σβr пеленгования с использованием плоской трехэлементной эквидистантной кольцевой антенной решетки (ТЭКАР) при равноточных измерениях (при одинаковых уровнях сигналов, наводимых в каждом из трех антенн ТЭКАР под воздействием ЭМП пеленгуемого ИРИ) и взаимно некорреллированных, распределенных по центрированному нормальному закону внутренних шумах каналов пеленгационного измерителя, приведенных к фазовым центрам антенн ТЭКАР, определяются с помощью известного неравенства Рао-Крамера [4. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. Книга вторая. Издание 2-е, перераб. и дополн. - М.: Сов. радио, 1975, с. 89], [5. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1982. - 624 с.]. При этом нижние границы случайных СКО σθr и σβr определения с использованием ТЭКАР соответственно азимута θ и угла места β ИРИ, выраженные в радианах, могут быть представлены в виде [2. Саидов А.С., Тагилаев А.Р., Алиев Н.М, Асланов Г.К. Проектирование фазовых автоматических радиопеленгаторов. - М.: Радио и связь, 1997, с. 43]:

где rcaw и b - соответственно радиус и расстояние между антеннами ТЭКАР;

λ - длина волны радиосигнала пеленгуемого ИРИ;

q - отношение эффективного напряжения сигнала ИРИ к действующему значению напряжения внутреннего шума, приведенных к фазовым центрам антенн ТЭКАР.

Из формул (3) и (4) следует, что уменьшение случайных СКО σθr и σβr достигается как путем увеличения радиуса ТЭКАР rcaw, так и на основе увеличения отношения сигнал/шум q путем увеличения (при заданном действующем значении напряжения внутреннего шума) эффективности приема ЭМВ каждой из антенн ТЭКАР.

Следует также отметить, что в общем случае для РП с ТЭКАР, реализующих ФЧ способы радиопеленгования, взаимосвязь между СКО пеленгования по азимуту σθ и углу места σβ и СКО измерения разностей фаз σφ сигналов, когерентно принятых парами антенн ТЭКАР, обусловленных дестабилизирующими факторами различной природы (влияние внутренних шумов каналов РП, взаимное влияние между антеннами, неидентичность антенн и радиоприемных каналов РП), может быть представлена в виде [6. Афанасьев О.В., Виноградов А.Д., Дмитриев И.С. Вычислительный алгоритм фазового пеленгатора с кольцевой антенной решеткой без центрального антенного элемента. - Антенны, 2011, №5(168), с. 30-36], [7. Виноградов А.Д., Зибров Г.В., Леньшин А.В. Структуры и свойства пеленгаторных кольцевых антенных решеток с нечетной симметрией диаграмм направленности антенн. - Антенны, 2013, №5(192), с. 4-17.]

где

σφs и σφr - соответственно систематическая и случайная составляющие СКО измерения разностей фаз σφ.

Известно [1], что однозначность пеленгования в круговом азимутальном секторе достигается формированием и сравнением не менее трех идентичных несовпадающих однозначных фазовых ДН антенн. Кроме того, ограничением ФЧ способов радиопеленгования является возможность однозначного измерения разностей фаз между сигналами только в пределах ±180°, что приводит к ограничению пространственного разноса между антеннами ТЭКАР, не превышающего значения, близкого к половине длины волны радиосигнала, что, соответственно, ограничивает возможность увеличения радиуса rcaw ТЭКАР до значения, близкого к третьей части длины волны радиосигнала. В связи с этим, наиболее эффективным способом уменьшения σθr и σβr является увеличение эффективности формирования сигнала в антеннах ТЭКАР под действием ЭМП радиосигнала, в частности, для антенн вибраторного типа, увеличение их действующей длины, что достигается путем увеличения электродинамических размеров антенн. При этом увеличение эффективности приема ЭМП антеннами ТЭКАР неизбежно приводит к увеличению (за счет рассеяния ЭМВ) искажения структуры падающей на ТЭКАР ЭМВ, в результате чего равнофазовая поверхность суммарного ЭМП, формируемого сигналом пеленгуемого ИРИ, становится не плоской, что эквивалентно искажению форм как амплитудных, так и фазовых диаграмм направленности антенн ТЭКАР и приводит к возникновению методических ошибок пеленгования, обусловленных взаимным влиянием антенн, то есть, к увеличению систематических составляющих СКО σθs и σβs.

В практически важном случае размещения геометрического центра ТЭКАР на мачтовом устройстве, представляющего собой проводящий осесимметричный элемент конструкции, рассеяние ЭМВ на указанном проводящем элементе приводит к дополнительному искажению равнофазовой поверхности суммарного ЭМП, формируемого сигналом пеленгуемого ИРИ, и, соответственно, к дополнительному увеличению систематических составляющих СКО σθs и σβs. И наконец, при одновременном приеме на частоте радиосигнала пеленгуемого ИРИ помехового радиосигнала другого назначения структура плоского фронта ЭМВ, создаваемого пеленгуемым ИРИ, может быть существенно искажена, что приводит к увеличению случайных составляющих СКО σθr и σβr и, соответственно, к ухудшению точности пеленгования.

Учитывая вышеизложенное, в общем случае под воздействием ЭМП источника пеленгуемого радиосигнала, характеризуемого амплитудой Es и фазой φso в центре плоской ТЭКАР с радиусом rcaw, а также - направлением вектора S распространения ЭМВ, характеризуемым углом θ между проекцией вектора S на плоскость пеленгования (плоскость, в которой размещены фазовые центры антенн ТЭКАР) и осевой линией ТЭКАР (линией, проходящей через центр ТЭКАР и фазовый центр одной из антенн ТЭКАР, принятой за первую антенну), и углом β между вектором S и проекцией вектора S на плоскость пеленгования, на выходах первой, второй и третьей идентичных ненаправленных антенн ТЭКАР формируются сигналы , и соответственно, которые описываются формулой

где j=1, 2, 3 - порядковый номер антенны ТЭКАР;

t - время;

- мнимая единица;

- круговая частота радиосигнала (c=3·108 м/с - скорость света);

λ - длина волны радиосигнала;

Ew и φwo - соответственно амплитуда и фаза в центре ТЭКАР электромагнитного поля помехового радиосигнала;

θw и βw - соответственно азимут и угол места направления распространения помехового радиосигнала;

и - комплексные ДН j-й антенны в направлении распространения пеленгуемого и помехового радиосигналов соответственно;

- составляющая радиосигнала в фазовом центре j-й антенны, обусловленная внутренним шумом j-го канала пеленгационного измерителя, являющаяся стационарным гауссовским случайным процессом с нулевым математическим ожиданием.

С учетом взаимного влияния антенн и центрального элемента конструкции ТЭКАР комплексные ДН , и антенн могут быть представлены в виде

где Wj=ψ/cos(θ-αj) - задержка фазы электромагнитного поля в фазовом центре j-ой антенны Aj относительно фазы ЭМП в центре ТЭКАР (j=1, 2, 3);

H - коэффициент эффективности формирования сигнала в каждой идентичной антенне ТЭКАР под действием ЭМП радиосигнала с длиной волны λ (в частности - действующая длина антенны вибраторного типа);

- комплексный коэффициент передачи входной цепи антенны;

- комплексный коэффициент ослабления электромагнитной волны, рассеянной одной из идентичных антенн решетки, зависящей от эффективности приема радиосигнала антенной H, параметров согласования антенны и межэлементного расстояния антенн в решетке (так как антенны решетки идентичны, а структура антенной решетки симметричная, то указанные коэффициенты являются одинаковыми для каждой из трех антенн решетки);

- комплексный коэффициент ослабления электромагнитной волны, рассеянной проводящим центральным элементом конструкции антенной решетки (в частности - мачтового устройства), зависящий от рассеивающих свойств центрального элемента и радиуса rcaw решетки.

Необходимо отметить, что аналитическое представление рассеивающих свойств мачтового устройства в общем случае весьма затруднительно, так как существенно зависит от ряда конструктивных факторов мачтовых устройств. В отличие от параметр может быть представлен через импедансы нагрузки, собственного и взаимного сопротивления антенн решетки. Так, в случае выполнения условия

комплексные ДН , зависящие от азимута θ и угла места β, с учетом (9)-(11) могут быть представлены в виде [8. Виноградов А.Д., Левашов П.А. Новые предельные ограничения на формы диаграмм направленности малобазовых фазо- и поляризационно-чувствительных радиопеленгаторов. - Радиотехника, 2004, №5, с. 77-82], [9. Виноградов А.Д. Способы повышения основных показателей качества радиопеленгаторов с трехэлементными эквидистантными кольцевыми антенными решетками. - Антенны, 2007, №12(127), с. 41-52]

где - параметр, определяющий уровень искажения ДН антенн ТЭКАР, обусловленного электродинамическим взаимодействием ее антенных элементов (собственно антенн и мачтового устройства (при его наличии в составе ТЭКАР));

и - собственное и взаимное сопротивление антенн в составе ТЭКАР;

- импеданс нагрузки в клеммном сечении антенн.

При этом параметры и и параметры , , и связаны соотношениями

Из формул (9) и (13) следует, что формы как амплитудных так и фазовых ДН антенн решетки из-за электродинамического взаимодействия между антеннами и мачтовым устройством являются неравномерными в азимутальной плоскости и зависят, в общем случае, от направления распространения ЭМВ. Подробное исследование неравномерности комплексных ДН антенн в ТЭКАР, приведенное в работе [10. Виноградов А.Д., Крачковский А.Б., Подшивалова Г.В. Исследование пеленгационных характеристик кольцевых антенных решеток с учетом взаимного влияния антенных элементов. - Радиотехника, №12, 2002, с. 49-56], показывает, что для антенн ТЭКАР, соизмеримых с длиной волны, неравномерность амплитудных ДН составляет порядка (10÷15) дБ, а отклонение фазовой ДН от фазы ЭМВ в точке расположения антенны - до (30÷40)°.

Рассмотрим возможности пеленгования радиосигналов при вышеупомянутых условиях с использованием известных способов радиопеленгования и устройств, их реализующих.

Известен способ радиопеленгования, включающий когерентный прием радиосигнала с помощью трех идентичных ненаправленных антенн, образующих в плоскости пеленгования эквидистантную кольцевую антенную решетку, радиус rcaw которой выбран таким, чтобы расстояние между антеннами не превышало половину длины волны λ радиосигнала, причем положение первой, второй и третьей антенн ориентировано относительно опорного направления в плоскости пеленгования, проходящего через центр антенной решетки, под углами 0, и радиан соответственно, одновременное или поочередное измерение трех разностей фаз φj между сигналами и , принятыми n-й и k-й антеннами по формуле

где j=1, 2, 3;

;

;

- символ Кронекера с параметром z, принимающем значения z=j или z=n соответственно, и однозначное определение азимута θ и угла места β источника радиосигнала по формулам

[11. Патент Российской Федерации №2258241, кл. G01S 3/14, 3/74, опубл. 2005 г.].

Устройство, реализующее вышеупомянутый способ радиопеленгования, содержит три идентичные ненаправленные антенны, образующие в плоскости пеленгования эквидистантную кольцевую антенную решетку с радиусом rcaw, при котором расстояния между антеннами не превышает половину минимальной длины волны радиосигнала, три идентичных радиоприемных блока, выполненных с общим гетеродином, три блока измерения разности фаз и вычислитель азимута θ и угла места β радиосигнала [11].

Недостатками известных способа радиопеленгования и устройства, его реализующего, являются низкие точность и чувствительность пеленгования по азимуту и углу места, а также - отсутствие возможности оценки достоверности результатов пеленгования. Указанные недостатки обусловлены следующими причинами.

Согласно (8) и (9) даже при отсутствии помехового сигнала другого назначения (Ew=0) взаимное влияние между идентичными ненаправленными антеннами решетки и влияние мачтового устройства (при его наличии) приводит к искажению структуры электромагнитного поля в точках размещения антенн решетки, проявляющемуся, во-первых, в неравномерности амплитудных ДН антенн в азимутальной плоскости, достигающей (10÷15) дБ, во-вторых, в искажении фазовых ДН каждой из антенн, что приводит к ошибкам оценки разностей фаз φj определяемой по формуле (16). Оценим влияние каждого из указанных факторов на качество пеленгования ИРИ.

Согласно [1. Кукес И.С., Старик М.Е. Основы радиопеленгации. - М.: Сов. радио, 1964, с. 63-66] случайная составляющая СКО σφr измерения разности фаз между двумя сигналами различного уровня зависит от отношений сигнал/шум, характеризующих первый и второй каналы пеленгационного измерителя. Поэтому для указанного случая неравноточных измерений случайная составляющая СКО σφr может быть представлена в виде

где q - отношение сигнал/шум для канала пеленгационного измерителя с наибольшей амплитудой сигнала;

a - коэффициент неравноточности измерений, равный отношению амплитуды наименьшего сигнала к амплитуде наибольшего сигнала (a≤1).

Так, например, при неравномерности амплитудных ДН пар антенн, равной (10÷15)дБ значения коэффициента неравноточности составляют a=(0,316÷0,178) и, согласно (19), случайная составляющая СКО σφr возрастает в (2,5÷4) раза соответственно. Это эквивалентно соответствующему ухудшению отношения сигнал/шум пеленгационного измерителя по сравнению со случаем равноточных измерений, что, согласно формул (1)-(5), приводит к увеличению в (2,5÷4) раза случайной составляющей СКО σθr и, соответственно, общей СКО σθ определения азимута θ ИРИ и случайной составляющей СКО σβr и, соответственно, общей СКО σβ определения угла места β ИРИ.

Ошибки оценки разностей фаз φj между парами сигналов, принятых антеннами с «искаженными» из-за взаимного влияния фазовыми ДН, характеризуются систематической составляющей СКО σφs. Согласно [10], максимальные ошибки измерения разностей фаз φj между парами сигналов, принятых антеннами ТЭКАР, достигают значений ±(50÷80)°, что приводит к методическим составляющим систематических ошибок пеленгования, максимальные значения которых достигают (6÷10)° по азимуту θ и десятки градусов по углу места β.

Для уменьшения неравномерности амплитудных и искажений фазовых ДН антенн в составе ТЭКАР эффективность приема и, соответственно, рассеяния электромагнитных волн антеннами решетки ограничивают (путем уменьшения электродинамических размеров антенн) некоторой допустимой величиной, при которой систематические составляющие СКО σθs и σβs, обусловленные взаимным влиянием антенн, не превышают установленных значений, что, соответственно, приводит к ухудшению чувствительности пеленгования и увеличению случайных составляющих СКО σθr и σβr по азимуту и углу места.

При наличии на частоте сигнала пеленгуемого ИРИ помехового сигнала другого назначения, согласно (8), структура суммарного интерференционного электромагнитного поля приводит к формированию на выходах антенн сигналов , которые при их обработке согласно рассматриваемых способа и устройства пеленгования по формулам (16)-(18) приводят к возникновению аномальных ошибок радиопеленгования. Из-за отсутствия признака наличия или отсутствия в момент измерений помехового радиосигнала достоверность результатов радиопеленгования снижается.

Известен способ радиопеленгования, включающий когерентный прием радиосигнала с помощью трех идентичных ненаправленных антенн, образующих в плоскости пеленгования эквидистантную кольцевую антенную решетку, радиус rcaw которой выбран таким, чтобы расстояние b между антеннами не превышало половину длины волны λ радиосигнала, причем положение первой, второй и третьей антенн ориентировано относительно опорного направления в плоскости пеленгования, проходящего через центр антенной решетки, под углами 0, и радиан соответственно, одновременное измерение трех разностей фаз φj между сигналами и , когерентно принятыми n-й и k-й антеннами по формуле

где j=1, 2, 3;

;

;

- символ Кронекера с параметром z, принимающем значения z=j или z=n соответственно;

∗ - знак комплексного сопряжения, одновременное формирование трех амплитудных значений разностных сигналов Rj по формуле

где - знаковая функция параметра z, принимающего значения или z=φj соответственно, и однозначное определение азимута θ источника радиосигнала по формуле

[12. Патент Российской Федерации №2262119, кл. G01S 3/14, 3/74, опубл. 2005 г.]

Устройство, реализующее вышеупомянутый способ радиопеленгования, содержит три идентичные ненаправленные антенны, образующие в плоскости пеленгования эквидистантную кольцевую антенную решетку с радиусом rcaw, при котором расстояние между антеннами не превышает половину минимальной длины волны радиосигнала, три идентичных радиоприемных блока, выполненных с общим гетеродином, три блока измерения разности фаз, три блока формирования разностных сигналов и вычислитель азимута θ радиосигналов [12].

Недостатками известных способа радиопеленгования и устройства, его реализующего, являются низкие точность и чувствительность пеленгования, а также - отсутствие возможности оценки достоверности результатов пеленгования. Указанные недостатки обусловлены следующими причинами.

Во-первых, используемый в рассматриваемом способе радиопеленгования компенсационный способ устранения методических составляющих систематических ошибок пеленгования, обусловленных взаимным влиянием антенн и мачтового устройства, основан на формировании разностных диаграмм направленности пар антенн, которые, как следует из (9), имеют априорно определенную функциональную зависимость от азимута θ и угла места β пеленгуемого радиосигнала, не связанную с параметрами, обусловленными электродинамическим взаимодействием как между антеннами, так и мачтовым устройством. Однако в указанных способе и устройстве радиопеленгования появляется другая составляющая методических погрешностей, обусловленная частотной зависимостью форм разностных диаграмм направленности пар антенн, называемая, как известно [1], ошибкой «разноса». Физическая сущность ошибок «разноса» заключается в несоответствии крутизны разностной ДН крутизне относительной фазовой ДН пары антенн, связанной точной аналитической зависимостью с положением фронта электромагнитной волны. Ошибки «разноса» пропорциональны отношению базы b (расстоянию между антеннами) к длине волны радиосигнала λ. Согласно [8] для рассматриваемых способа и устройства радиопеленгования при изменении отношения в пределах от 0,3 до 0,5 максимальные ошибки «разноса» изменяются в пределах от 0,1° до 0,4° соответственно.

Во-вторых, как следует из формулы (21), знак разностных диаграмм направленности пар антенн определяется знаком разности фаз сигналов, принятых указанной парой антенн. Как было ранее указано однозначное измерение разностей фаз между сигналами возможно в пределах ±80°. Ошибка в определении знака разности фаз между сигналами вблизи 0°, обусловленная, например, воздействием внутреннего шума, соответственно, согласно (21), приводит к ошибке определения знака разностной диаграммы направленности, которая в рассматриваемом случае (для «синфазных» сигналов), близка к нулевому значению, что с учетом алгоритма (22) приводит к случайной ошибке пеленгования, потенциально достижимое значение которой определяется формулой (3). Другая ситуация возникает при ошибке определения разности фаз между сигналами, среднее значение которой близко к ±180°, что возникает при расстояниях между антеннами, близких к половине длины волны радиосигнала. В этом случае ошибка в определении знака разности фаз, согласно (21) приводит к ошибке определения знака разностной диаграммы направленности, которая естественно, не равна нулевому значению и, как правило, близка к максимальному значению, что, согласно (22), приводит к возникновению аномальных ошибок пеленгования, которые могут составлять десятки градусов, что существенно снижает достоверность пеленгования. Как было отмечено ранее, в условиях взаимного влияния между антеннами и мачтовым устройством, во-первых, систематические составляющие ошибок измерений разностей фаз могут достигать значений ±(50÷80)°; во-вторых, существенно (до 4 раз) возрастают случайные составляющие ошибок измерений разностей фаз, обусловленные неравноточностью измерений, обусловленной уменьшением уровня полезного сигнала в одной из антенн относительно другой. В связи с этим для уменьшения вероятности возникновения аномальных ошибок и повышения тем самым достоверности пеленгования, радиус rcaw ТЭКАР ограничивают некоторой допустимой величиной, при которой расстояние b между антеннами обеспечивает получение максимальных разностей фаз порядка ±100°, что для ТЭКАР достигается при выполнении условия

где λmin - минимальная длина волны рабочего диапазона длин волн пеленгуемых радиосигналов. Однако, согласно (3), указанный способ уменьшения аномальных ошибок приводит ухудшению чувствительности пеленгования и увеличению случайной составляющей ошибок пеленгования σθr.

В-третьих, при наличии на частоте сигнала пеленгуемого ИРИ помехового сигнала другого назначения, согласно (8), структура суммарного интерференционного электромагнитного поля приводит к формированию на выходах антенн сигналов , которые при их обработке согласно рассматриваемых способа и устройства радиопеленгования по формуле (22) приводят к возникновению аномальных ошибок пеленгования. Из-за отсутствия признака наличия в момент измерений помехового радиосигнала достоверность результатов пеленгования снижается.

Кроме того, дополнительным недостатком известных способа и устройства радиопеленгования является возможность определения угла прихода радиосигнала только в азимутальной плоскости.

Известен способ радиопеленгования, включающий когерентный прием радиосигнала с помощью трех идентичных ненаправленных осесимметричных антенн вибраторного типа, образующих в плоскости пеленгования эквидистантную кольцевую антенную решетку, радиус rcaw которой меньше третьей части длины волны λ радиосигнала, причем положение первой, второй и третьей антенн ориентировано относительно опорного направления в плоскости пеленгования, проходящего через центр антенной решетки, под углами 0, и радиан соответственно, а геометрические размеры антенн по их осям симметрии соизмеримы с длиной волны λ радиосигнала, одновременное или поочередное измерение трех разностей фаз φj. между сигналами и , когерентно принятыми n-й и k-й антеннами по формуле

где j=1, 2, 3;

где ;

;

- символ Кронекера с параметром z, принимающем значения z=j или z=n соответственно,

выбор из трех разностей фаз φ1, φ2 и φ3 m-й, значение модуля которой является максимальным или одним из максимальных значений модулей разностей фаз, одновременное или поочередное формирование трех амплитудных значений разностных сигналов Ri по формуле

где

m - значение индекса максимальной разности фаз;

- знаковая функция параметра и однозначное определение азимута θ и угла места β источника радиосигнала по формулам

где

[13. Патент Российской Федерации №2158001, кл. G01S 3/00, опубл. 2000 г.]. Необходимо отметить, что путем тригонометрических преобразований формула (27) с учетом выражений (11), (29) и (30) совпадает с формулой (22), то есть, представляется в виде

Известен также радиопеленгатор, содержащий три антенны, выполненные идентичными ненаправленными осесимметричными вибраторного типа, образующие в плоскости пеленгования эквидистантную кольцевую антенную решетку с радиусом rcaw, меньшим третьей части длины волны λ радиосигнала, причем положение фазовых центров первой, второй и третьей антенн ориентировано относительно опорного направления в плоскости пеленгования, проходящего через центр антенной решетки, под углами 0, и радиан соответственно, а геометрические размеры антенн по их осям симметрии соизмеримы с длиной волны λ радиосигнала, три идентичных радиоприемных блока, выполненных с общим гетеродином, входы которых соединены с выходами соответствующих антенн, три блока измерения разности фаз, три блока формирования разностных сигналов, компаратор, блок формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, амплитудный вычислитель азимута, вычислитель угла места, датчик параметров вычислений, формирующий априорно известные значения расстояния b между антеннами, длины волны λ радиосигнала и углов αj ориентации антенн, и генератор управляющих сигналов, причем пара выходов первого радиоприемного блока соединена соответственно с вторыми парами входов вторых блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов и первыми парами входов третьих блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов, пара выходов второго радиоприемного блока соединена соответственно с первыми парами входов первых блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов и вторыми парами входов третьих блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов, пара выходов третьего радиоприемного блока соединена соответственно с вторыми парами входов первых блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов и первыми парами входов вторых блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов, выходы первого, второго и третьего блоков измерения разности фаз, первого, второго и третьего блоков формирования разностных сигналов и первый, второй и третий выходы компаратора соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым и девятым входами блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами амплитудного вычислителя азимута, выход генератора управляющих сигналов соединен с управляющими входами первого, второго и третьего радиоприемных блоков и управляющим входом датчика параметров вычислений, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами вычислителя угла места, кроме того, выходы первого, второго и третьего блоков измерения разности фаз соединены с соответствующими входами компаратора и соответствующими входами вычислителя угла места, а первый, второй и третий выходы компаратора соединены, кроме того, с соответствующими входами вычислителя угла места и, наконец, третий выход датчика параметров вычислений соединен с соответствующим входом амплитудного вычислителя азимута, причем выходы амплитудного вычислителя азимута и вычислителя угла места служат азимутальной и угломестной выходными шинами радиопеленгатора для формирования значений соответственно азимута θ и угла места β источника радиосигнала [13].

Недостатками известных способа радиопеленгования и устройства, его реализующего, являются низкие точность и чувствительность пеленгования, а также - отсутствие возможности оценки достоверности результатов пеленгования. Указанные недостатки обусловлены следующими причинами.

Во-первых, формирование в способе радиопеленгования и устройстве, его реализующем, разностных диаграмм направленности в соответствии с формулой (25) позволяет в условиях априорной неопределенности параметров искажений диаграмм направленности антенн устранить методическую составляющую ошибок определения азимута θ, обусловленную взаимным влиянием между антеннами и мачтовым устройством, однако, как и в ранее рассмотренном аналоге [12], при определении азимута θ по формуле (33) возникают ошибки «разноса», пропорциональные отношению базы (расстояния между антеннами) b к длине волны λ. Согласно [8] для рассматриваемых способа и устройства радиопеленгования при изменении отношения в пределах от 0,3 до 0,575 максимальные ошибки «разноса» изменяются в пределах от 0,1° до 0,44° соответственно.

Во-вторых, как следует из формул (25) и (26), знаки разностных диаграмм направленности всех трех пар антенн определяются знаками двух наименьших по модулю разностей фаз между выбранными парами сигналов, которые по сравнению с третьей (максимальной по модулю) разностью фаз более устойчивы к случаям изменения знака (при приближении к граничному значению однозначного измерения разностей фаз в пределах ±180°) из-за систематических ошибок определения разностей фаз, обусловленных искажением фазовых диаграмм направленности антенн и случайных ошибок определения разностей фаз, связанных с искажением амплитудных диаграмм направленности антенн, являющихся следствием электродинамического взаимодействия между антеннами и влияния мачтового устройства. Указанные факторы приводят к тому, что при отношении базы b к длине волны, превышающем значения порядка (0,35÷0,4), для рассматриваемых способа и устройства радиопеленгования становятся характерными аномальные ошибки пеленгования, которые могут составлять десятки градусов, что существенно снижает достоверность пеленгования. В связи с этим для уменьшения вероятности возникновения аномальных ошибок и повышения, тем самым, достоверности пеленгования, радиус rcaw антенной решетки ограничивают некоторой допустимой величиной, при которой расстояние b между антеннами обеспечивает получение максимальных значений двух из трех измеряемых разностей фаз порядка ±100°, что для ТЭКАР достигается при выполнении условия

где λmin - минимальная длина волны рабочего диапазона длин волн пеленгуемых радиосигналов. Однако, согласно (3), указанный способ уменьшения аномальных ошибок приводит ухудшению чувствительности пеленгования и увеличению случайной составляющей ошибок пеленгования σθr.

В-третьих, как следует из формул (28), (31), (32), (24) и (26), оценка угла места β источника радиосигнала проводится по измеренным разностям фаз φj между парами сигналов, принятых антеннами с «искаженными» из-за взаимного влияния фазовыми диаграммами направленности. Согласно [8], систематические ошибки измерений разностей фаз φj в ТЭКАР достигают значений ±(50÷80)°, что приводит к недопустимо большой, составляющей десятки градусов, методической составляющей ошибок пеленгования по углу места β. Кроме того, из-за неравноточности измерений разностей фаз между сигналами, принятыми электродинамическими взаимодействующими антеннами ТЭКАР, увеличивается случайная составляющая ошибок пеленгования по углу места β. Это приводит фактически к получению во всех случаях только качественной оценки наклона фронта электромагнитной волны.

В-четвертых, при наличии на частоте радиосигнала пеленгуемого ИРИ помехового сигнала другого назначения, согласно (8), структура суммарного интерференционного электромагнитного поля приводит к формированию на выходах антенн сигналов , которые при их обработке согласно рассматриваемых способа и устройства радиопеленгования по формулам (27) и (28) приводят к возникновению аномальных ошибок пеленгования. Из-за отсутствия признака наличия в момент измерений помехового радиосигнала достоверность результатов пеленгования снижается.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу является способ радиопеленгования, включающий когерентный прием радиосигнала с помощью трех антенн, выполненных идентичными ненаправленными осесимметричными вибраторного типа с геометрическими размерами по их осям симметрии, соизмеримыми с длиной волны λ радиосигнала, образующих в плоскости пеленгования антенную решетку - кольцевую и эквидистантную, причем фазовые центры антенн размещены на прямых линиях, расположенных в плоскости антенной решетки, проходящих через центр антенной решетки и ориентированных относительно прямой линии, являющейся осевой линией антенной решетки, проходящей через центр антенной решетки и фазовый центр одной из антенн антенной решетки под соответствующими углами αj, определяемыми в радианах по формуле

где j=1, 2, 3 - порядковый номер антенн антенной решетки, а за первый порядковый номер антенны антенной решетки принята антенна, через фазовый центр которой проходит осевая линия антенной решетки, причем расстояние b между антеннами выбрано, не превышающем двух третьих длины волны λ радиосигнала, измерение амплитудных значений uj сигналов, когерентно принятых j-ми антеннами антенной решетки, и разностей фаз φj между сигналами и , когерентно принятыми n-й и k-й антеннами, в соответствии с формулами

где

- символ Кронекера;

- символ Кронекера,

формирование разностных сигналов и их амплитудных значений rj по формулам

формирование коэффициентов Pj и Kj неравномерности диаграмм направленности антенн в составе антенной решетки по формулам

где - знаковая функция,

выбор из трех значений индексов j порядковых номеров антенн j=1, j=2 или j=3 одного значения индекса ξ, одного значения индекса γ и одного значения индекса ν, не равных между собой, из условия

причем значению индекса ξ присваивают значение индекса j, при котором произведение rjPj является минимальным или одним из минимальных при равенстве вышеупомянутых произведений, а значению индекса ν присваивают значение индекса j, при котором произведение rjPj является максимальным или одним из максимальных при равенстве вышеупомянутых произведений, а значению индекса γ присваивают оставшееся значение индекса j

определение коэффициента p однозначности пеленгования в соответствии с выражением

где Kmid - априорно известное среднее значение коэффициента Kξ неравномерности диаграмм направленности антенн в составе решетки, зависящее от электродинамических размеров антенн, конструкции антенной решетки и мачтового устройства,

формирование трех однозначных амплитудных значений разностных сигналов Rj в случае, если расстояние b между антеннами не превышает трех десятых частей длины волны λ радиосигнала, в соответствии с выражением

где

а в случае, если расстояние b между антеннами превышает три десятых части длины волны λ радиосигнала. в соответствии с выражением

где

- символ Кронекера,

- знаковая функция параметра z, принимающего значения z=φj или z=Rγ соответственно,

измерение разности фаз φRj между разностными сигналами по формуле

где - знаковая функция параметра z, принимающего значения z=Rk или z=Rn соответственно,

определение значения параметра µ, характеризующего наличие квадратурной составляющей помехового сигнала, по формуле

проведение проверки выполнения условия превышения минимальной амплитуды rξ разностных сигналов относительно априорно известной минимально допустимой амплитуды разностного сигнала rmin по формуле

где

qmin - априорно известное минимально необходимое отношение сигнал/шум, обеспечивающее пеленгование источников радиоизлучения с заданными точностью и вероятностью;

Ueff - априорно известное действующее значение напряжения внутреннего шума каналов формирования разностных сигналов пеленгационного измерителя,

определение в пределах от 0 до 2π радиан азимута θR источника радиосигнала с использованием трех однозначных амплитудных значений разностных сигналов Rj по формуле

определение в пределах от 0 до 2π радиан азимута θφ источника радиосигнала с использованием разностей фаз φRj между разностными сигналами по формулам

определение погрешности Δθ оценки азимута θ по формуле

где

определение в пределах от 0 до 2π радиан азимута θ источника радиосигнала, характеризуемого как угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки между осевой линией антенной решетки и проекцией направления вектора распространения электромагнитной волны радиосигнала на плоскость пеленгования, по формулам

где Δθmax - априорно известное значение максимально допустимой ошибки определения азимута θ,

определение в пределах от 0 до радиан угла места β источника радиосигнала, характеризуемого как угол между направлением вектора распространения электромагнитной волны радиосигнала и плоскостью пеленгования, в случае, если rξ≥rmin, по формуле

где

а в случае, если rξ<rmin и Δθ≤Δθmax, в соответствии с выражением

суждение о наличии в точке приема радиосигнала, распространяющегося в виде пространственной электромагнитной волны, наклон фронта βsp которой не определен и может находиться в пределах , в случае, если rξ<rmin и Δθ>Δθmax,

и суждение о достоверности результатов определения азимута θ и угла места β источника радиосигнала по значениям параметра µ и погрешности Δθ, причем вышеупомянутая достоверность является величиной, обратно пропорциональной величинам параметра µ и погрешности Δθ определения азимута источника радиосигнала [14. Патент Российской Федерации №2303274, кл. G01S 3/00, опубл. 2007 г.].

Известен также радиопеленгатор, содержащий три антенны, выполненные идентичными ненаправленными осесимметричными вибраторного типа с геометрическими размерами по их осям симметрии, соизмеримыми с длиной волны λ радиосигнала, образующие в плоскости пеленгования антенную решетку - кольцевую и эквидистантную, причем фазовые центры антенн размещены на прямых линиях, расположенных в плоскости антенной решетки, проходящих через центр антенной решетки и ориентированных относительно прямой линии, являющейся осевой линией антенной решетки, проходящей через центр антенной решетки и фазовый центр одной из антенн антенной решетки под соответствующими углами αj, определяемыми в радианах по формуле , где j=1, 2, 3 - порядковый номер антенн антенной решетки, а за первый порядковый номер антенны антенной решетки принята антенна, через фазовый центр которой проходит осевая линия антенной решетки, причем расстояние b между антеннами выбрано, не превышающем двух третьих длины волны λ радиосигнала, три радиоприемных блока, выполненных идентичными, с общим гетеродином для всех радиоприемных блоков и возможностью спектральной обработки сигналов с представлением сигналов в виде действительной и мнимой спектральных компонент в каждом радиоприемном блоке и формированием значений действительной и мнимой компонент спектров сигналов на паре выходов каждого радиоприемного блока, три блока измерения разности фаз, три блока формирования разностных сигналов, блок формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн, компаратор, выполненный с возможностью определения упорядоченной совокупности трех номеров антенн, через фазовые центры которых последовательно во времени проходит фронт электромагнитной волны источника радиосигнала, вычислитель коэффициента однозначности пеленгования, блок формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, формирующий амплитудные значения R1, R2 и R3 разностных сигналов с учетом знаков разностей фаз между сигналами, когерентно принятыми антеннами, в случае, если расстояние b между антеннами не превышает трех десятых частей длины волны λ радиосигнала, или с учетом результатов сравнения амплитуд сигналов, когерентно принятых антеннами антенной решетки, в случае, если расстояние b между антеннами превышает три десятые части длины волны λ радиосигнала, вычислитель шумового порогового коэффициента, блок определения разности фаз между разностными сигналами, амплитудный вычислитель азимута, формирующий оценку азимута с использованием трех однозначных амплитудных значений разностных сигналов, вычислитель квадратурной составляющей помехового сигнала, фазовый вычислитель азимута, формирующий адаптивную оценку азимута с использованием разностей фаз между разностными сигналами, когерентно принятыми различными парами антенн, в зависимости от результатов вычислений отношения минимальной амплитуды разностных сигналов к значению минимально допустимой амплитуды разностного сигнала, вычислитель погрешности оценки азимута, вычислитель азимутального порогового коэффициента, вычислитель угла места, формирующий адаптивную оценку угла места с использованием разностей фаз между разностными сигналами, когерентно принятыми тремя различными парами антенн, в зависимости от результатов вычислений отношения минимальной амплитуды разностных сигналов к значению минимально допустимой амплитуды разностного сигнала и погрешности оценки азимута радиосигнала, блок определения азимута, формирующий адаптивную оценку азимута с использованием результатов вычислений азимута в фазовом и амплитудном вычислителях азимута в зависимости от результатов вычислений отношения минимальной амплитуды разностных сигналов к значению минимально допустимой амплитуды разностного сигнала и погрешности оценки азимута радиосигнала, датчик параметров вычислений, формирующий априорно известные значения расстояния b между антеннами, длины волны λ радиосигнала, коэффициента Kmid неравномерности диаграмм направленности антенн в составе антенной решетки, минимально допустимой амплитуды разностного сигнала rmin, при которой обеспечивается минимально необходимое отношение сигнал/шум qmin относительно действующего значения напряжения Ueff внутреннего шума каналов формирования разностных сигналов радиопеленгатора, и максимально допустимой ошибки Δθmax определения азимута, и генератор управляющих сигналов, синхронизирующий работу радиоприемных блоков и датчика параметров вычислений, причем входы радиоприемных блоков соединены с выходами соответствующих антенн, пара выходов первого радиоприемного блока соединена соответственно с вторыми парами входов вторых блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов и первыми парами входов третьих блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов и блока формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн, пара выходов второго радиоприемного блока соединена соответственно с первыми парами входов первых блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов и вторыми парами входов третьих блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов и блока формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн, пара выходов третьего радиоприемного блока соединена соответственно с вторыми парами входов первых блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов, первыми парами входов вторых блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов и третьей парой входов блока формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн, выходы первого, второго и третьего блоков измерения разности фаз соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, первые выходы первого, второго и третьего блоков формирования разностных сигналов соединены соответственно с объединенными первыми входами компаратора и вычислителя шумового порогового коэффициента и четвертым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, с объединенными вторыми входами компаратора и вычислителя шумового порогового коэффициента и пятым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов и с объединенными третьими входами компаратора и вычислителя шумового порогового коэффициента и шестым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, вторые и третьи выходы первого, второго и третьего блоков формирования разностных сигналов соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым входами блока определения разности фаз между разностными сигналами, первый, второй и третий выходы блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов соединены соответственно с объединенными первыми входами амплитудного вычислителя азимута и вычислителя квадратурной составляющей помехового сигнала и седьмым входом блока определения разности фаз между разностными сигналами, с объединенными вторыми входами амплитудного вычислителя азимута и вычислителя квадратурной составляющей помехового сигнала и восьмым входом блока определения разности фаз между разностными сигналами, и с объединенными третьими входами амплитудного вычислителя азимута и вычислителя квадратурной составляющей помехового сигнала и девятым входом блока определения разности фаз между разностными сигналами, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы блока формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн соединены соответственно с четвертым, пятым и шестым входами компаратора и вторым, третьим и четвертым входами вычислителя коэффициента однозначности пеленгования, первый выход компаратора соединен с объединенными первым входом вычислителя коэффициента однозначности пеленгования, четвертым входом вычислителя шумового порогового коэффициента, первым входом фазового вычислителя азимута и седьмым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, второй и третий выходы компаратора соединены соответственно с восьмым и девятым входами блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, первый, второй и третий выходы блока определения разности фаз между разностными сигналами соединены соответственно с объединенными первым входом вычислителя угла места и третьим входом фазового вычислителя азимута, с объединенными вторым входом вычислителя угла места и четвертым входом фазового вычислителя азимута и с объединенными третьим входом вычислителя угла места и пятым входом фазового вычислителя азимута, выход вычислителя коэффициента однозначности пеленгования соединен с объединенными десятым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов и вторым входом фазового вычислителя азимута, выход вычислителя шумового порогового коэффициента соединен с объединенными шестым входом фазового вычислителя азимута, первым входом блока определения азимута и четвертым входом вычислителя угла места, выход фазового вычислителя азимута соединен с объединенными первым входом вычислителя погрешности оценки азимута и вторым входом блока определения азимута, третий вход которого, объединенный с вторым входом вычислителя погрешности оценки азимута, соединен с выходом амплитудного вычислителя азимута, выход вычислителя погрешности оценки азимута соединен с первым входом вычислителя азимутального порогового коэффициента, выход которого соединен с объединенными пятым входом вычислителя угла места и четвертым входом блока определения азимута, первый и второй выходы датчика параметров вычислений соединены соответственно с объединенными шестым входом вычислителя угла места, одиннадцатым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов и седьмым входом фазового вычислителя азимута и с объединенными седьмым входом вычислителя угла места, двенадцатым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов и восьмым входом фазового вычислителя азимута, кроме того, третий, четвертый и пятый выходы датчика параметров вычислений соединены соответственно с пятым входом вычислителя коэффициента однозначности пеленгования, пятым входом вычислителя шумового порогового коэффициента и вторым входом вычислителя азимутального порогового коэффициента, кроме того, выход генератора управляющих сигналов соединен с управляющими входами первого, второго и третьего радиоприемных блоков и первым управляющим входом датчика параметров вычислений, причем выход блока определения азимута служит азимутальной выходной шиной радиопеленгатора для формирования значения азимута θ источника радиосигнала, вход вычислителя угла места служит угломестной выходной шиной радиопеленгатора для формирования значения угла места β источника радиосигнала, а выходы вычислителя квадратурной составляющей помехового сигнала и вычислителя погрешности оценки азимута служат первой и второй дополнительными выходными шинами радиопеленгатора для формирования значений параметров достоверности результатов пеленгования µ и Δθ соответственно [14].

Недостатком ближайших аналогов способа радиопеленгования и радиопеленгатора для его осуществления является отсутствие возможности определения угла наклона фронта электромагнитных волн, распространяющихся в азимутальных направлениях, близких к линиям, проходящим через центр антенной решетки и фазовый центр любой из антенн антенной решетки.

Указанный недостаток приводят к снижению качества пеленгации и ограничению области применения радиопеленгатора.

Решаемая изобретением задача - повышение качества пеленгации и расширение арсенала средств при пеленгации источников радиоизлучений.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении способа, - обеспечение возможности определения угла наклона фронта электромагнитных волн (угла места источника радиосигнала), распространяющихся в азимутальных направлениях, близких к линиям, проходящим через центр антенной решетки и фазовый центр любой из антенн антенной решетки, в условиях априорной неопределенности искажений пространственно-временной структуры электромагнитных волн пеленгуемых радиосигналов из-за электродинамического взаимодействия между антеннами пеленгационного измерителя и влияния мачтового устройства.

Технический результат, который может быть получен при выполнении устройства, - повышение точности результатов пеленгования по углу места в круговом азимутальном секторе 360°.

Поставленная задача решается тем, что в способе радиопеленгования, включающем когерентный прием радиосигнала с помощью трех антенн, выполненных идентичными ненаправленными осесимметричными вибраторного типа с геометрическими размерами по их осям симметрии, соизмеримыми с длиной волны λ радиосигнала, образующих в плоскости пеленгования антенную решетку - кольцевую и эквидистантную, причем фазовые центры антенн размещены на прямых линиях, расположенных в плоскости антенной решетки, проходящих через центр антенной решетки и ориентированных относительно прямой линии, являющейся осевой линией антенной решетки, проходящей через центр антенной решетки и фазовый центр одной из антенн антенной решетки под соответствующими углами αj, определяемыми в радианах по формуле

где j=1, 2, 3 - порядковый номер антенн антенной решетки, а за первый порядковый номер антенны антенной решетки принята антенна, через фазовый центр которой проходит осевая линия антенной решетки, причем расстояние b между антеннами выбрано, не превышающем двух третьих длины волны λ радиосигнала, измерение амплитудных значений uj сигналов, когерентно принятых j-ми антеннами антенной решетки, и разностей фаз φj между сигналами и , когерентно принятыми n-й и k-й антеннами, в соответствии с формулами

где

- символ Кронекера;

- символ Кронекера,

формирование разностных сигналов и их амплитудных значений rj по формулам

формирование коэффициентов Pj и Kj неравномерности диаграмм направленности антенн в составе антенной решетки по формулам

где - знаковая функция,

выбор из трех значений индексов j порядковых номеров антенн j=1, j=2 или j=3 одного значения индекса ξ, одного значения индекса γ и одного значения индекса ν, не равных между собой, из условия

причем значению индекса £ присваивают значение индекса j, при котором произведение rjPj является минимальным или одним из минимальных при равенстве вышеупомянутых произведений, а значению индекса ν присваивают значение индекса j, при котором произведение rjPj является максимальным или одним из максимальных при равенстве вышеупомянутых произведений, а значению индекса γ присваивают оставшееся значение индекса j,

определение коэффициента p однозначности пеленгования в соответствии с выражением

где Kmid - априорно известное среднее значение коэффициента Kξ неравномерности диаграмм направленности антенн в составе антенной решетки, зависящее от электродинамических размеров антенн, конструкции антенной решетки и мачтового устройства,

формирование трех однозначных амплитудных значений разностных сигналов Rj в случае, если расстояние b между антеннами не превышает трех десятых частей длины волны λ радиосигнала, в соответствии с выражением

где

а в случае, если расстояние b между антеннами превышает три десятых части длины волны λ радиосигнала, в соответствии с выражением

где

- символ Кронекера,

- знаковая функция параметра z, принимающего значения z=φj или z=Rγ соответственно,

измерение разности фаз φRj между разностными сигналами по формуле

где - знаковая функция параметра z, принимающего значения z=Rk или z=Rn соответственно,

определение значения параметра µ, характеризующего наличие квадратурной составляющей помехового сигнала, по формуле

проведение проверки выполнения условия превышения минимальной амплитуды rξ разностных сигналов относительно априорно известной минимально допустимой амплитуды разностного сигнала rmin по формуле

где

qmin - априорно известное минимально необходимое отношение сигнал/шум, обеспечивающее пеленгование источников радиоизлучения с заданными точностью и вероятностью;

Ueff - априорно известное действующее значение напряжения внутреннего шума каналов формирования разностных сигналов пеленгационного измерителя,

определение в пределах от 0 до 2π радиан азимута θR источника радиосигнала с использованием трех однозначных амплитудных значений разностных сигналов Rj по формуле

определение в пределах от 0 до 2π радиан азимута θφ источника радиосигнала с использованием разностей фаз φRj между разностными сигналами по формулам

определение погрешности Δθ оценки азимута θ по формуле

где

определение в пределах от 0 до 2π радиан азимута θ источника радиосигнала, характеризуемого как угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки между осевой линией антенной решетки и проекцией направления вектора распространения электромагнитной волны радиосигнала на плоскость пеленгования, по формулам

где Δθmax - априорно известное значение максимально допустимой ошибки определения азимута θ,

определение в пределах от 0 до радиан угла места β источника радиосигнала, характеризуемого как угол между направлением вектора распространения электромагнитной волны радиосигнала и плоскостью пеленгования, в случае, если rξ≥rmin, по формуле

где

а в случае, если rξ<rmin и Δθ≤Δθmax, в соответствии с выражением

и суждение о достоверности результатов определения азимута θ и угла места β источника радиосигнала по значениям параметра µ и погрешности Δθ, причем вышеупомянутая достоверность является величиной, обратно пропорциональной величинам параметра µ и погрешности Δθ определения азимута источника радиосигнала,

согласно изобретению, формируют среднее значение uΣ амплитуд сигналов, когерентно принятых двумя антеннами антенной решетки, по формуле

и в случае, если rξ<rmin и Δθ>Δθmax, определяют в пределах от 0 до радиан угол места β источника радиосигнала по формуле

где

hp - априорно известное значение эффективной действующей длины антенн антенной решетки, зависящее от электродинамических размеров антенн, конструкции антенной решетки, мачтового устройства и от значения коэффициента однозначности пеленгования p, причем в случае значения коэффициента однозначности пеленгования p=1 соответствующее значение эффективной действующей длины антенн антенной решетки h1 соответствует значению диаграммы направленности антенны в плоскости пеленгования в направлении, ориентированном относительно направления, проходящего через центр антенной решетки и фазовый центр антенны под углом радиан, а в случае значения коэффициента однозначности пеленгования p=-1 соответствующее значение эффективной действующей длины антенн антенной решетки h-1 соответствует значению диаграммы направленности антенны в плоскости пеленгования в направлении, ориентированном относительно направления, проходящего через центр антенной решетки и фазовый центр антенны под углом радиан;

hR - априорно известное значение эффективной действующей длины пары антенн с разностной диаграммой направленности, соответствующее значению разностной диаграммы направленности в плоскости пеленгования в направлении, проходящем через фазовые центры пары антенн, зависящее от электродинамических размеров антенн, конструкции антенной решетки и мачтового устройства.

Поставленная задача решается также тем, что в радиопеленгаторе, содержащем три антенны, выполненные идентичными ненаправленными осесимметричными вибраторного типа с геометрическими размерами по их осям симметрии, соизмеримыми с длиной волны λ радиосигнала, образующие в плоскости пеленгования антенную решетку - кольцевую и эквидистантную, причем фазовые центры антенн размещены на прямых линиях, расположенных в плоскости антенной решетки, проходящих через центр антенной решетки и ориентированных относительно прямой линии, являющейся осевой линией антенной решетки, проходящей через центр антенной решетки и фазовый центр одной из антенн антенной решетки под соответствующими углами αj, определяемыми в радианах по формуле

где j=1, 2, 3 - порядковый номер антенн антенной решетки, а за первый порядковый номер антенны антенной решетки принята антенна, через фазовый центр которой проходит осевая линия антенной решетки, причем расстояние b между антеннами выбрано, не превышающем двух третьих длины волны λ радиосигнала, три радиоприемных блока, выполненных идентичными, с общим гетеродином для всех радиоприемных блоков и возможностью спектральной обработки сигналов с представлением сигналов в виде действительной и мнимой спектральных компонент в каждом радиоприемном блоке и формированием значений действительной и мнимой компонент спектров сигналов на паре выходов каждого радиоприемного блока, три блока измерения разности фаз, три блока формирования разностных сигналов, блок формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн, компаратор, выполненный с возможностью определения упорядоченной совокупности трех номеров антенн, через фазовые центры которых последовательно во времени проходит фронт электромагнитной волны источника радиосигнала, вычислитель коэффициента однозначности пеленгования, блок формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, формирующий амплитудные значения R1, R2 и R3 разностных сигналов с учетом знаков разностей фаз между сигналами, когерентно принятыми антеннами, в случае, если расстояние b между антеннами не превышает трех десятых частей длины волны λ радиосигнала, или с учетом результатов сравнения амплитуд сигналов, когерентно принятых антеннами антенной решетки, в случае, если расстояние b между антеннами превышает три десятые части длины волны λ радиосигнала, вычислитель шумового порогового коэффициента, блок определения разности фаз между разностными сигналами, амплитудный вычислитель азимута, формирующий оценку азимута с использованием трех однозначных амплитудных значений разностных сигналов, вычислитель квадратурной составляющей помехового сигнала, фазовый вычислитель азимута, формирующий адаптивную оценку азимута с использованием разностей фаз между разностными сигналами, когерентно принятыми различными парами антенн, в зависимости от результатов вычислений отношения минимальной амплитуды разностных сигналов к значению минимально допустимой амплитуды разностного сигнала, вычислитель погрешности оценки азимута, вычислитель азимутального порогового коэффициента, вычислитель угла места, формирующий адаптивную оценку угла места с использованием разностей фаз между разностными сигналами, когерентно принятыми тремя различными парами антенн, в зависимости от результатов вычислений отношения минимальной амплитуды разностных сигналов к значению минимально допустимой амплитуды разностного сигнала и погрешности оценки азимута радиосигнала, блок определения азимута, формирующий адаптивную оценку азимута с использованием результатов вычислений азимута в фазовом и амплитудном вычислителях азимута в зависимости от результатов вычислений отношения минимальной амплитуды разностных сигналов к значению минимально допустимой амплитуды разностного сигнала и погрешности оценки азимута радиосигнала, датчик параметров вычислений, формирующий априорно известные значения расстояния b между антеннами, длины волны λ радиосигнала, коэффициента Kmid неравномерности диаграмм направленности антенн в составе антенной решетки, минимально допустимой амплитуды разностного сигнала rmin, при которой обеспечивается минимально необходимое отношение сигнал/шум qmin относительно действующего значения напряжения Ueff внутреннего шума каналов формирования разностных сигналов радиопеленгатора, и максимально допустимой ошибки Δθmax определения азимута, и генератор управляющих сигналов, синхронизирующий работу радиоприемных блоков и датчика параметров вычислений, причем входы радиоприемных блоков соединены с выходами соответствующих антенн, пара выходов первого радиоприемного блока соединена соответственно с вторыми парами входов вторых блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов и первыми парами входов третьих блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов и блока формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн, пара выходов второго радиоприемного блока соединена соответственно с первыми парами входов первых блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов и вторыми парами входов третьих блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов и блока формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн, пара выходов третьего радиоприемного блока соединена соответственно с вторыми парами входов первых блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов, первыми парами входов вторых блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов и третьей парой входов блока формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн, выходы первого, второго и третьего блоков измерения разности фаз соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, первые выходы первого, второго и третьего блоков формирования разностных сигналов соединены соответственно с объединенными первыми входами компаратора и вычислителя шумового порогового коэффициента и четвертым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, с объединенными вторыми входами компаратора и вычислителя шумового порогового коэффициента и пятым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов и с объединенными третьими входами компаратора и вычислителя шумового порогового коэффициента и шестым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, вторые и третьи выходы первого, второго и третьего блоков формирования разностных сигналов соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым входами блока определения разности фаз между разностными сигналами, первый, второй и третий выходы блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов соединены соответственно с объединенными первыми входами амплитудного вычислителя азимута и вычислителя квадратурной составляющей помехового сигнала и седьмым входом блока определения разности фаз между разностными сигналами, с объединенными вторыми входами амплитудного вычислителя азимута и вычислителя квадратурной составляющей помехового сигнала и восьмым входом блока определения разности фаз между разностными сигналами, и с объединенными третьими входами амплитудного вычислителя азимута и вычислителя квадратурной составляющей помехового сигнала и девятым входом блока определения разности фаз между разностными сигналами, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы блока формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн соединены соответственно с четвертым, пятым и шестым входами компаратора и вторым, третьим и четвертым входами вычислителя коэффициента однозначности пеленгования, первый выход компаратора соединен с объединенными первым входом вычислителя коэффициента однозначности пеленгования, четвертым входом вычислителя шумового порогового коэффициента, первым входом фазового вычислителя азимута и седьмым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, второй и третий выходы компаратора соединены соответственно с восьмым и девятым входами блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, первый, второй и третий выходы блока определения разности фаз между разностными сигналами соединены соответственно с объединенными первым входом вычислителя угла места и третьим входом фазового вычислителя азимута, с объединенными вторым входом вычислителя угла места и четвертым входом фазового вычислителя азимута и с объединенными третьим входом вычислителя угла места и пятым входом фазового вычислителя азимута, выход вычислителя коэффициента однозначности пеленгования соединен с объединенными десятым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов и вторым входом фазового вычислителя азимута, выход вычислителя шумового порогового коэффициента соединен с объединенными шестым входом фазового вычислителя азимута, первым входом блока определения азимута и четвертым входом вычислителя угла места, выход фазового вычислителя азимута соединен с объединенными первым входом вычислителя погрешности оценки азимута и вторым входом блока определения азимута, третий вход которого, объединенный с вторым входом вычислителя погрешности оценки азимута, соединен с выходом амплитудного вычислителя азимута, выход вычислителя погрешности оценки азимута соединен с первым входом вычислителя азимутального порогового коэффициента, выход которого соединен с объединенными пятым входом вычислителя угла места и четвертым входом блока определения азимута, первый и второй выходы датчика параметров вычислений соединены соответственно с объединенными шестым входом вычислителя угла места, одиннадцатым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов и седьмым входом фазового вычислителя азимута и с объединенными седьмым входом вычислителя угла места, двенадцатым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов и восьмым входом фазового вычислителя азимута, кроме того, третий, четвертый и пятый выходы датчика параметров вычислений соединены соответственно с пятым входом вычислителя коэффициента однозначности пеленгования, пятым входом вычислителя шумового порогового коэффициента и вторым входом вычислителя азимутального порогового коэффициента, кроме того, выход генератора управляющих сигналов соединен с управляющими входами первого, второго и третьего радиоприемных блоков и первым управляющим входом датчика параметров вычислений, причем выход блока определения азимута служит азимутальной выходной шиной радиопеленгатора для формирования значения азимута θ источника радиосигнала, вход вычислителя угла места служит угломестной выходной шиной радиопеленгатора для формирования значения угла места β источника радиосигнала, а выходы вычислителя квадратурной составляющей помехового сигнала и вычислителя погрешности оценки азимута служат первой и второй дополнительными выходными шинами радиопеленгатора для формирования значений параметров достоверности результатов пеленгования µ и Δθ соответственно, согласно изобретению, блок формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн выполнен с возможностью формирования среднего значения uΣ амплитуд сигналов, когерентно принятых двумя антеннами антенной решетки, фазовые центры которых наиболее близки к плоскости фронта электромагнитной волны источника радиосигнала, датчик параметров вычислений выполнен с возможностью формирования априорно известных значений эффективной действующей длины hR пары антенн с разностной диаграммой направленности и эффективных действующих длин h1 и h-1 антенн антенной решетки и возможностью выбора одного из значений h1 или h-1 в зависимости от значения коэффициента однозначности пеленгования p, а вычислитель угла места выполнен с возможностью обеспечения вычислений функции вида

где

hp - априорно известное значение эффективной действующей длины антенн антенной решетки, равное значению эффективной действующей длины h1 в случае, если p=1, или значению эффективной действующей длины h-1, в случае, если p=-1,

и с возможностью дополнительной адаптивной оценки угла места с использованием однозначных амплитудных значений разностных сигналов, когерентно принятых тремя различными парами антенн, и среднего значения uΣ амплитуд сигналов, когерентно принятых двумя антеннами антенной решетки, фазовые центры которых наиболее близки к плоскости фронта электромагнитной волны источника радиосигнала, в зависимости от результатов вычислений отношения минимальной амплитуды разностных сигналов к значению минимально допустимой амплитуды разностного сигнала и результатов вычислений погрешности оценки азимута радиосигнала, причем первый, второй и третий выходы блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов дополнительно соединены соответственно с восьмым, девятым и десятым входами вычислителя угла места, первый выход компаратора дополнительно соединен с дополнительным входом блока формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн, седьмой выход которого соединен с одиннадцатым входом вычислителя угла места, двенадцатый и тринадцатый входы которого соединены соответственно с шестым и седьмым выходами датчика параметров вычислений, а выход вычислителя коэффициента однозначности пеленгования дополнительно соединен со вторым управляющим входом датчика параметров вычислений.

Решение поставленной задачи с достижением технического результата обусловлено следующим.

В предложенном способе радиопеленгования, в отличие от известного, пеленгационная характеристика по углу места β для азимутальных направлений распространения электромагнитных волн, близких к азимутальным направлениям, проходящим через центр антенной решетки и фазовый центр любой из трех антенн антенной решетки, формируется с использованием однозначных амплитудных разностных диаграмм направленности пар антенн и амплитуд сигналов, когерентно принятых антеннами антенной решетки, сравнение которых при априорно известных значениях эффективной действующей длины hR пары антенн с разностной диаграммой направленности и пары эффективных действующих длин h1 и h-1 антенн антенной решетки для соответствующей пары взаимно противоположных азимутальных направлений распространения электромагнитных волн, проходящих через центр антенной решетки и фазовый центр любой из трех идентичных антенн антенной решетки, обеспечивает устранение методической составляющей систематических ошибок определения угла места β источника радиосигнала, обусловленных взаимным влиянием антенн антенной решетки и мачтового устройства.

Для реализации заявленного способа радиопеленгования в радиопеленгаторе, в отличие от известного, блок формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн выполнен с возможностью формирования среднего значения uΣ амплитуд сигналов, принятых двумя антеннами антенной решетки, фазовые центры которых наиболее близки к плоскости фронта электромагнитной волны источника радиосигнала, датчик параметров вычислений выполнен с возможностью формирования априорно известных значений эффективной действующей длины hR пары антенн с разностной диаграммой направленности и эффективных действующих длин h1 и h-1 антенн антенной решетки и возможностью выбора одного из значений h1 или h-1 в зависимости от значения коэффициента однозначности пеленгования p, а вычислитель угла места выполнен с возможностью адаптивной оценки угла места с использованием однозначных амплитудных значений разностных сигналов, принятых тремя различными парами антенн, и среднего значения uΣ амплитуд сигналов, принятых двумя антеннами антенной решетки, фазовые центры которых наиболее близки к плоскости фронта электромагнитной волны источника радиосигнала, что в условиях априорной неопределенности искажений пространственно-временной структуры электромагнитных волн пеленгуемых радиосигналов из-за электродинамического взаимодействия между антеннами антенной решетки и влияния мачтового устройства позволяет повысить точность результатов пеленгования по углу места в круговом азимутальном секторе 360°.

Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшим вариантом его осуществления со ссылками на прилагаемые фигуры.

Фиг. 1 изображает схему расположения фазовых центров антенн в плоскости пеленгования, поясняющую сущность заявленных способа радиопеленгования и радиопеленгатора для его осуществления;

фиг. 2 - типовые графики функциональной зависимости от азимута θ величин искажений одной (первой) разности фаз Δφ1(θ) между сигналами, принятыми парой антенн (второй и третьей антеннами) ТЭКАР, обусловленных взаимным влиянием антенн;

фиг. 3 - типовые графики амплитудных диаграмм направленности одной (первой) антенны D1(θ) в азимутальной плоскости (β=0) ТЭКАР, обусловленных взаимным влиянием антенн;

фиг. 4 - экспериментальные графики ненормированных амплитудных азимутальных диаграмм направленности D1 одной (первой) антенны ТЭКАР при отношении общей длины симметричной антенны вибраторного типа к расстоянию b между антеннами в антенной решетке, составляющем 1,5, для различных отношении , изменяющихся в пределах от 0,3 до 0,66;

фиг. 5 - графики зависимостей модулей максимальных методических ошибок от отношения ТЭКАР при β=0, свойственных правилу оценивания азимута с использованием однозначных амплитудных значений разностных сигналов (ошибок «разноса» |ΔθRmax|) и правилу оценивания азимута с использованием разностей фаз между парами сигналов согласно фазочувствительным способам пеленгования (ошибок, обусловленных взаимным влиянием между антенными элементами эквидистантных кольцевых антенных решеток);

фиг. 6 - графики зависимостей коэффициента G1(β) угломестной зависимости эффективной действующей длины антенн ТЭКАР от угла места β, соответствующие направлению, ориентированному относительно направления, проходящего через центр ТЭКАР и фазовый центр антенны под углом радиан, для различных значений отношений расстояния b между антеннами ТЭКАР к длине волны λ радиосигнала;

фиг. 7 - графики угломестных зависимостей методических ошибок Δβs определения угла места β источника радиосигнала, обусловленных угломестной зависимостью эффективной действующей длины антенн ТЭКАР, для различных значений отношений расстояния b между антеннами ТЭКАР к длине волны λ радиосигнала;

фиг. 8 - функциональную схему заявленного радиопеленгатора;

фиг. 9 - функциональную схему варианта реализации блока формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн;

фиг. 10 - функциональную схему варианта реализации компаратора;

фиг. 11 - функциональную схему варианта реализации вычислителя коэффициента однозначности пеленгования;

фиг. 12 - функциональную схему варианта реализации вычислителя шумового порогового коэффициента;

фиг. 13 - функциональную схему варианта реализации блока определения разности фаз между разностными сигналами;

фиг. 14 - функциональную схему варианта реализации вычислителя разности фаз, входящего в состав блока определения разности фаз между разностными сигналами и в состав варианта реализации блока измерения разности фаз;

фиг. 15 - функциональную схему варианта реализации блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов;

фиг. 16 - функциональную схему варианта реализации низкочастотного вычислителя однозначных амплитуд разностных сигналов, входящего в состав блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов;

фиг. 17 - функциональную схему варианта реализации высокочастотного вычислителя однозначных амплитуд разностных сигналов, входящего в состав блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов;

фиг. 18 - функциональную схему варианта реализации вычислителя параметра цикличности номеров антенн, входящего в состав блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов;

фиг. 19 - функциональную схему варианта реализации амплитудного вычислителя азимута;

фиг. 20 - функциональную схему варианта реализации вычислителя квадратурной составляющей помехового сигнала;

фиг. 21 - функциональную схему варианта реализации фазового вычислителя азимута;

фиг. 22 - функциональную схему варианта реализации вычислителя погрешности оценки азимута;

фиг. 23 - функциональную схему варианта реализации вычислителя угла места;

фиг. 24 - функциональную схему варианта реализации функционального преобразователя вида ;

фиг. 25 - функциональную схему варианта реализации блока определения азимута;

фиг. 26 - функциональную схему варианта реализации блока формирования разностных сигналов;

фиг. 27 - функциональную схему варианта реализации датчика параметров вычислений;

фиг. 28 - внешний вид варианта реализации эквидистантной кольцевой антенной решетки, содержащей три идентичные ненаправленные осесимметричные антенны вибраторного типа в симметричном исполнении, размещенной на мачтовом устройстве;

фиг. 29 - внешний вид варианта реализации трехлитерной эквидистантной кольцевой антенной решетки, предназначенной для функционирования в трех различных рабочих диапазонах длин волн, размещенной на мачтовом устройстве;

фиг. 30 - внешний вид варианта реализации аппаратной стойки радиопеленгатора, включающей все блоки радиопеленгатора (за исключением антенной решетки).

Для пояснения физической сущности заявленных способа радиопеленгования и радиопеленгатора на фиг. 1 представлена схема расположения в плоскости пеленгования фазовых центров A1, A2 и A3 соответственно первой, второй и третьей антенн плоской ТЭКАР, имеющей радиус rcaw, относительно центра O антенной решетки, находящегося в плоскости пеленгования, осевой линии ON антенной решетки, проходящей через центр O антенной решетки и фазовый центр A1 антенны антенной решетки, принятой за первую антенну. На фиг. 1 также показано направление вектора S распространения ЭМВ пеленгуемого ИРИ, характеризуемого углом θ (азимутом), отсчитываемым в пределах от 0 до 2π радиан по ходу часовой стрелки между осевой линией ON антенной решетки и проекцией OP направления вектора S распространения ЭМВ радиосигнала на плоскость пеленгования NOP, и углом β (углом места) между направлением вектора S распространения ЭМВ радиосигнала и проекцией OP направления вектора S распространения ЭМВ радиосигнала на плоскость пеленгования NOP, отсчитываемым в пределах от 0 до радиан. На фиг. 1, кроме того, обозначено: α1, α2 и α3 - углы между осевой линией ON антенной решетки и линиями, проходящими через центр O ТЭКАР и фазовые центры A1, A2 и A3 соответственно первой, второй и третьей антенн плоской ТЭКАР, причем α1=0°; - расстояние между фазовыми центрами пар антенн ТЭКАР (база пеленгационных пар антенн); C1, C2 и C3 - центры отрезков линий, соединяющих фазовые центры пар антенн ТЭКАР.

Способ радиопеленгования осуществляется следующим образом.

Под воздействием ЭМП радиосигнала, излучаемого ИРИ, характеризуемого амплитудой Es и фазой φso в центре O (фиг. 1) плоской ТЭКАР, имеющей радиус rcaw, а также - направлением вектора S распространения ЭМВ, характеризуемым азимутом θ и углом места β, на выходах первой, второй и третьей антенн ТЭКАР, выполненных идентичными ненаправленными осесимметричными вибраторного типа с геометрическими размерами по их осям симметрии, соизмеримыми с длиной волны λ радиосигнала, формируются сигналы , , соответственно, которые при отсутствии электромагнитного поля помехового сигнала (Ew=0) и пренебрежимо малых составляющих радиосигналов, обусловленных внутренними шумами каналов радиоприемного устройства радиопеленгатора, и с учетом обозначений параметров, приведенных в пояснениях к формуле (8), описываются соотношениями

причем комплексные диаграммы направленности и антенн ТЭКАР с учетом электродинамического взаимодействия в общем виде описываются соотношениями (9) или (13).

Информация о направлении распространения электромагнитной волны ИРИ по азимуту θ и углу места β при произвольных электродинамических размерах осесимметричных антенн ТЭКАР содержится как в разностях фаз φj между парами сигналов и , принятых n-й и k-й антеннами ТЭКАР, так и в разностных сигналах и их амплитудных значениях rj (j=1, 2, 3), определяемых по формулам (64), (67) и (68) соответственно, которые с учетом (100), (9)-(15) описываются соотношениями

где θj=θ-αj - угол между проекцией OP направления вектора вектора S распространения ЭМВ и направлением OA1 из центра O антенной решетки на антенну Aj;

Δφj12 - искажение разности фаз φj, обусловленное электродинамическим взаимодействием между антеннами ТЭКАР;

и - соответственно действительная и мнимая части комплексного параметра ;

- коэффициент передачи входной цепи при формировании разностного сигнала из пары сигналов, принятых парой антенн ТЭКАР.

Типовые графики функциональной зависимости от азимута θ величин искажений одной (первой) разности фаз Δφ1(θ) между сигналами, принятыми парой антенн (второй и третьей антеннами) ТЭКАР, характеризуемой отношением общей длины 2la антенн вдоль их осей симметрии к расстоянию b между антеннами (базе), равным 1,5, полученные методом математического моделирования с использованием формул (103) и (104) представлены на фиг. 2, где кривые 1, 2 и 3 получены для β=0 и при отношениях , и соответственно.

Необходимо отметить, что выражение (101), описывающее φj, при наличии мачтового устройства является приближенным, а выражение (102), описывающее является точным независимо от отсутствия или наличия электродинамически взаимосвязанного с антеннами мачтового устройства, расположенного в центре ТЭКАР, что обусловлено полной компенсацией искажений комплексных ДН , и антенн ТЭКАР, описываемых выражениями (9), при формировании по формуле (67) разностных сигналов, принятых парами антенн ТЭКАР. Вместе с тем, разности фаз φj между сигналами, принятыми парами антенн ТЭКАР, содержат «искаженную» (из-за взаимного влияния антенн и мачтового устройства) и однозначную (в пределах возможностей однозначного измерения разностей фаз ±π радиан) информацию об азимуте θ и угле места β ИРИ (с учетом формулы (10)), а разностные сигналы содержат «неискаженную» (из-за взаимного влияния антенн и мачтового устройства) и неоднозначную информацию об азимуте θ и угле места β ИРИ, которая содержится как в амплитудах rj, так и в фазах разностных сигналов. Кроме того, в случае использования в качестве антенн ТЭКАР идентичных осесимметричных антенн вибраторного типа с геометрическими размерами по их осям симметрии, соизмеримыми с длиной волны λ радиосигнала, достаточно «грубая», но однозначная информация об азимуте θ и угле места β ИРИ также содержится в амплитудах uj сигналов, принятых j-ми антеннами ТЭКАР, которые с учетом (63), (100) и (13) описываются соотношениями

где - амплитудная диаграмма направленности j-й антенны в составе ТЭКАР, определяемая по формуле

Типовые графики амплитудных диаграмм направленности одной (первой) антенны D1(θ) в азимутальной плоскости (β=0) для ТЭКАР, характеризуемой отношением , полученные методом математического моделирования с использованием формулы (106), представлены на фиг. 3, где кривые 1, 2 и 3 получены при отношениях , и соответственно. Кроме того, на фиг. 3 соответствующими кривым 1, 2 и 3 символами отмечены результаты экспериментальных исследований амплитудных диаграмм направленности D1(θ) при соответствующих отношениях . Необходимо отметить, что указанные амплитудные диаграммы направленности не нормированы в диапазоне изменения длин волн. Таким образом, для формирования однозначных пеленгационных характеристик, не подверженным методическим ошибкам пеленгования, обусловленным взаимным влиянием антенн и мачтового устройства, целесообразно использовать амплитуды и фазы разностных сигналов с устранением их неоднозначности на основе использования как разностей фаз φj между парами сигналов, так и соотношений амплитуд uj сигналов, принятых антеннами ТЭКАР. Вместе с тем, в зависимости от отношения расстояния b между антеннами к длине волны λ радиосигнала правила и качество формирования однозначных пеленгационных характеристик (вероятность правильного устранения неоднозначности пеленгования) является различными в случаях использования разностей фаз φj или соотношений амплитуд uj сигналов, принятых антеннами ТЭКАР.

Из правила (64) измерения разностей фаз φj следует, что, в случае однозначного измерения всех трех разностей фаз φj, выполняется соотношение

Согласно (107) любая из трех разностей фаз φε, где ε=1, 2, 3, может быть определена путем суммирования двух других разностей фаз по формуле

Поэтому, если хотя бы две из трех разностей фаз φj измерены однозначно, что возможно, если их абсолютные значения (модули) меньше π радиан, то третья (в том числе, максимальная по модулю) разность фаз φε может быть однозначно определена по правилу (108). Поэтому, для уменьшения вероятности аномальных ошибок при определении разностей фаз между сигналами, близкими к противофазным (модуль разностей фаз между которыми близок к π радиан) и искаженным из-за взаимного влияния антенн решетки в соответствии с (101) и воздействия шумов в соответствии с (19), необходимо: во-первых, определить упорядоченную совокупность разностей фаз φξ, φγ и φν, определяемых по формуле (64), для которой выполняется соотношение

где ξ, γ и ν - индексы, не равные между собой и принимающие одно из трех значений 1, 2 или 3; во-вторых, с использованием измеренных значений φξ и φγ определить по формуле (108) значение φν. Упорядоченная совокупность разностей фаз φξ, φγ и φν может быть определена непосредственным сравнением модулей указанных разностей фаз, однако, с учетом (согласно (101)) наличия искажений Δφj измеряемых разностей фаз, достигающих при размерах антенн, соизмеримых с длиной волны, значений порядка ±50° (см. фиг. 2), а также - с учетом дополнительных погрешностей измерений разностей фаз σφ, связанных с неравноточностью измерений при воздействии шумов и определяемых по формуле (19), указанную упорядоченную совокупность разностей фаз более предпочтительно определять на основе сравнения как амплитудных значений разностных сигналов rj, так и амплитудных значений uj сигналов, принятых антеннами ТЭКАР. Это связано со следующими особенностями азимутальных зависимостей rj и uj.

Амплитудные значения разностных сигналов rj в соответствии с (68) и (102) определяются соотношением

Из сравнения (110) и (101) следует, что так как rj не зависит от Δφj, то упорядоченная совокупность разностей фаз (109) может быть определена более достоверно на основе определения упорядоченной совокупности с использованием соотношения

Определение упорядоченной совокупности разности фаз (109) с использованием соотношения (111) позволяет устранить погрешности, обусловленные взаимным влиянием антенн и мачтового устройства, однако, для уменьшения вероятности «перепутывания соседних» индексов ξ и γ или γ и ν в условиях воздействия шумов необходимо провести дополнительное сравнение амплитудных значений uj сигналов, принятых антеннами, которые, в свою очередь, согласно (105) и (106), определяются амплитудными диаграммами направленности Dj антенн в составе ТЭКАР. Правила сравнения амплитудных значений uj сигналов, принятых антеннами ТЭКАР, предназначенные для улучшения качества определения упорядоченной совокупности разности фаз (109) и, в конечном итоге, для разрешения неоднозначности пеленгования, следуют из анализа амплитудных диаграмм направленности Dj, описываемых формулой (106), поясняемых графиками ДН первой антенны D1(θ), представленными на вышеупомянутой фиг. 3, а также - на фиг. 4, где приведены результаты измерений (в относительных единицах (отн. ед.)) ненормированных амплитудных азимутальных ДН D1 одной (первой) антенны ТЭКАР при для различных отношений , изменяющихся в пределах от 0,3 до 0,66. Анализ формулы (106) и представленных теоретических (см. фиг. 3) и экспериментальных (см. фиг. 3 и фиг. 4) результатов позволяет выявить следующие закономерности амплитудных ДН ТЭ-КАР: а) все амплитудные ДН Dj при имеют явно выраженный минимум в азимутальных направлениях θmin.j, определяемых соотношениями

б) при неравномерность амплитудных ДН превышает 6 дБ; в) при все амплитудные ДН Dj имеют максимум в направлениях θmax.j, определяемых соотношениями

г) при крутизна изменения амплитудных ДН в районах минимумов и максимумов не превышает (0,04÷0,05) дБ/град и при отклонении минимумов (максимумов) амплитудных ДН на угол уровень принимаемого радиосигнала возрастает (уменьшается) не более, чем на (1,2÷1,5)дБ.

Указанные закономерности форм амплитудных азимутальных ДН Dj позволяет сформировать по формулам (69) и (70) коэффициенты Pj и Kj неравномерности диаграмм направленности, необходимые для повышения качества устранения неоднозначности пеленгования.

Коэффициенты Pj, определяемые по формуле (69), удовлетворяют условию: Pj≥1. Поэтому, чем меньше сравниваемые амплитуды un и uk сигналов и различаются между собой (то есть Pj стремится к единице) тем меньше истинное значение модулей разностей фаз между указанными сигналами, что и определяет предпочтительность использования соотношения (71) по сравнению с соотношением (111) для формирования упорядоченной совокупности разностей фаз (109).

Коэффициенты Kj, определяемые по формуле (70), в диапазоне изменения длин волн позволяют осуществлять селекцию принимаемых электромагнитных волн по четырем зонам в азимутальной плоскости: зоне равноточных измерений и трем зонам неравноточных измерений, соответствующим азимутальным сектором, определяемым соотношениями

где j=1, 2, 3. При этом, для выбранных в соответствии с соотношением (71) индексов ξ, γ и ν номеров антенн ТЭКАР по формуле (70) определяется коэффициент Kξ, который сравнивается с априорно известным средним значением Kmid коэффициентов Kj неравномерности ДН антенн в составе антенной решетки и по формуле (72) определяется коэффициент p однозначности пеленгования. Значение параметра Kmid зависит от электродинамических размеров антенн (длины 2la по оси симметрии и диаметра осесимметричной вибраторной антенны, отнесенных к длине λ волны радиосигнала), отношения и отношения длины мачтового устройства к длине волны радиосигнала и находится в пределах, близких к единице. Так, например, усредненное в пределах диапазона изменения длин волн значение коэффициента Kmid для ТЭКАР, амплитудные ДН которой представлены на фиг. 4, составляет 0,84 [14].

В связи с вышеупомянутым, в случае, если расстояние b между антеннами ТЭКАР не превышает третьей части длины волны λ радиосигнала, то есть, малая неравномерность амплитудных ДН, по формуле (74) с использованием двух измеренных разностей фаз φξ и φγ формируются три однозначные разности фаз Fj(j=1, 2, 3).

Минимально необходимое отношение сигнал/шум qmin, при котором для одного из самых неблагоприятных (с максимально возможной вероятностью возникновения аномальных ошибок устранения однозначности пеленгования по формуле (74)) случаев приема радиосигналов при , β=0, φξ=0 и однозначно формируются три разности фаз Fj, определяется с учетом (19), (101), (103) и (104) в общем виде из соотношения

В частности, для приведенных на фиг. 2 и фиг. 3 характеристик (кривые 2) при коэффициенте а неравноточности измерений, равном отношению амплитуды наименьшего сигнала к амплитуде наибольшего сигнала и составляющем 0,6, из (115) следует, что для канала пеленгационного измерителя с наибольшей амплитудой сигнала отношение сигнал/шум qmin=4 (при этом, отношение сигнал/шум для канала измерителя с наименьшей амплитудой сигнала составляет соответственно 0,6qmin=2,4).

С учетом (74) и (101) для однозначных разностей фаз Fj получаем следующее соотношение

Так как выполняется соотношение

то с учетом (110) и (116) однозначные амплитудные значения (с учетом знаков) разностных сигналов Rj, формируемые по формуле (73), могут быть представлены в виде соотношения

В случае, если расстояние b между антеннами ТЭКАР превышает третью часть длины волны λ радиосигнала, то есть, проявляется существенная неравномерность амплитудных ДН три однозначных амплитудных значения разностных сигналов Rj формируются по формуле (75) с использованием соответствующих амплитудных значений разностных сигналов rj, одной измеренной разности фаз φξ и значения коэффициента p однозначности пеленгования, полученного по результатам сравнения амплитудных значений сигналов uj в соответствии с (70) и (72). При этом выбранная по правилу (71) пара сигналов и , между которыми в соответствии с (64) измеряется разность фаз φξ, используемая при формировании Rξ по формуле (75), принимается соответствующей ξ-й парой антенн, а именно, γ-й и ν-й антеннами ТЭКАР, расположенных на линии, наиболее близкой к фронту электромагнитной волны ИРИ. Это означает, что третья антенна ТЭКАР, а именно, ξ-я антенна, не входящая в состав выбранной ξ-й пары антенн ТЭКАР, размещается либо со стороны прихода фронта ЭМВ (в этом случае Kξ≥Kmid), либо со стороны, противоположной стороне прихода фронта ЭМВ (в этом случае Kξ<Kmid). Поэтому, в зависимости от результатов оценки коэффициента p однозначности пеленгования в соответствии с выражением (72) и результатов сравнения взаимного расположения γ-ой пары антенн, образованной ξ-й и ν-й антеннами ТЭКАР, (сигналы, принятые которыми используются для формирования rγ) и вышеупомянутой выбранной ξ-й пары антенн, образованной γ-й и ν-й антеннами ТЭКАР, по формуле (76), позволяющей определить значение коэффициента s, связанного с априорно выбранными в соответствии с (64)-(68) правилами сравнения сигналов, принятых последовательными парами антенн ТЭКАР, по формуле (75) производится определение второго однозначного амплитудного значения разностных сигналов Rγ. Учитывая то, что с одной стороны Rξ, Rγ и Rν связаны соотношением, аналогичным (107), а с другой стороны, следующим из условия (71) соотношением

получаем, что знак третьего однозначного амплитудного значения разностных сигналов Rν противоположен знаку вышеупомянутого второго однозначного амплитудного значения разностных сигналов Rγ, что реализуется при определении Rν по формуле (75).

Необходимо отметить, что максимальным предельным значением отношения , при котором в круговом азимутальном секторе реализуется достоверное определение трех однозначных амплитудных значений разностных сигналов Rj в соответствии с (75) следует считать в связи со следующим обстоятельством. При для β=0 и направлений распространения ЭМВ вдоль линий, соединяющих любые пары антенн ТЭКАР, из (110) получаем следующее соотношение

При этом, упорядоченная совокупность индексов ξ, γ и ν порядковых номеров антенн ТЭКАР, при которых выполняется соотношение (71), определяется только коэффициентами P1, P2 и P3 неравномерности диаграмм направленности антенн в составе антенной решетки. В случае соответствие упорядоченной совокупности (111) и упорядоченной совокупности Pξ≤Pγ≤Pν нарушается, что приводит к снижению качества определения упорядоченной совокупности индексов ξ, γ и ν порядковых номеров антенн ТЭКАР по правилу (71) и, соответственно, к увеличению вероятности появления аномальных ошибок пеленгования.

Минимально необходимое отношение сигнал/шум qmin, при котором для одного из самых неблагоприятных (с максимально возможной вероятностью возникновения аномальных ошибок устранения неоднозначности пеленгования по правилу (75)) случаев приема радиосигналов при , β=0 и однозначно формируется разность фаз φξ, (и, соответственно, Rξ, Rγ и Rν), определяется с учетом (19), (101), (103), (104), (69) и (71) в общем виде из соотношения

В частности, для приведенных на фиг. 2 и фиг. 3 характеристик (кривые 2) при коэффициенте a неравноточности измерений, составляющем 0,9 (так как при измерении разности фаз φξ используются сигналы и с амплитудами uγ и uν, близкими по своему значению и существенно превышающими амплитуду uξ сигнала, не используемого для оценки вышеупомянутой разности фаз), и с учетом противоположности знаков измеряемой разности фаз и погрешности Δφξ, обусловленной взаимным влиянием антенн (взаимное влияние между антеннами приводит к «замедлению» скорости распространения фронта ЭМВ между рассматриваемой парой антенн), из формулы (121) следует, что qmin≈2,3 [14].

Необходимо отметить, что формирование по формуле (75) трех однозначных амплитудных значений разностных сигналов R1, R2 и R3, описываемых соотношением (118), возможно даже в случае отсутствия сигнала в одной из трех антенн ТЭКАР, обусловленного полной компенсацией электромагнитного поля в точке размещения вышеупомянутой антенны из-за электродинамического взаимодействия антенн антенной решетки и мачтового устройства. При этом также за счет упомянутого электродинамического взаимодействия уровни сигналов в двух других антеннах ТЭКАР возрастают, что приводит к дополнительному улучшению чувствительности пеленгования и уменьшению случайных составляющих ошибок пеленгования σθr и σβr, определяемых по формулам (3) и (4).

Для упрощения методики определения азимута θR с использованием однозначных амплитудных значений разностных сигналов Rj, так же, как и в аналоге [13] и ближайшем аналоге [14], в выражениях (118) первые функции синуса заменим аргументами. При этом выражения (118) с погрешностями «разноса» [1] можно представить в виде соотношений

где j=1, 2, 3;

hR - априорно известное значение эффективной действующей длины пары антенн с разностной диаграммой направленности, соответствующее значению разностной диаграммы направленности в плоскости пеленгования в направлении, проходящем через фазовые центры пары антенн, зависящее от электродинамических размеров антенн, конструкции антенной решетки и мачтового устройства, определяемое с учетом (10), (13), (102) и (110) в соответствии с соотношением

Путем известных [15. Бронштейн И.Н, Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. - М.: Издательство «Наука», 1980. - 976 с.] тригонометрических преобразований числитель X1 и знаменатель X2 выражения (81) с учетом (122) и (62) можно представить в виде соотношений

Из (124) и (125) непосредственно следует формула (81) оценивания азимута θR источника радиосигнала с использованием трех однозначных амплитудных значений разностных сигналов R1, R2 и R3. Абсолютные значения и знаки ошибок «разноса» ΔθR, свойственные формуле (81) оценивания азимута θR и обусловленные использованием приближения вида sin(X)≈X при представлении Rj в виде (122), зависят от θ, β и , подробно исследованы и проанализированы в аналоге [13], ближайшем аналоге [14] и работе [10], где показано, что в наихудшем случае при , β=0 и , где g=0, 1, 2, …, 11, абсолютная ошибка «разноса» не превышает 0,9°. График зависимости модуля максимальных ошибок «разноса» |ΔθRmax| от отношения при β=0, свойственных формуле (81) оценивания азимута θR, представлен на фиг. 5 в виде кривой 1. Необходимо отметить, что указанные методические ошибки оценивания азимута θR по формуле (81) не зависят от электродинамического взаимодействия между антенными элементами ТЭКАР в отличие от способов радиопеленгования, основанных на сравнении разностей фаз между сигналами, принятыми парами антенн ТЭКАР. Так, в частности, на фиг. 5 для сравнения представлены в виде кривых 2, 3 и 4 зависимости от отношения максимальных систематических ошибок |Δθmax|, характерных для формулы (17) определения азимута θ при различных отношениях общей длины 2la симметричных антенн к расстоянию b между антеннами в ТЭКАР.

Определение по трем однозначным амплитудным значениям разностных сигналов R1, R2 и R3 параметра µ в соответствии с выражением (78) позволяет выявить наличие квадратурной составляющей помехового сигнала. Так, в общем случае одновременного приема ЭМП источников пеленгуемого и помехового сигналов, описываемых по формуле (8), и пренебрежимо малых составляющих радиосигналов, обусловленных внутренними шумами каналов пеленгационного измерителя, с учетом правила получения RJ, описываемого формулами (62), (64)-(76), и приближения вида sin(X)≈X параметр µ, описываемый выражением (78), можно представить в виде соотношения

где qw - параметр, определяющий соотношение амплитуд и направлений распространения электромагнитных волн помехового и пеленгуемого радиосигналов, описываемый соотношением

|qw|≤1.

Из формулы (126) следует, что µ=|qw| в случае, если выполняется условие , которое соответствует наличию квадратурной составляющей помехового сигнала, и µ=0 в случаях отсутствия квадратурной составляющей помехового сигнала (φwoso=0 или φwoso=±π), совпадения линий векторов распространения пеленгуемого и помехового сигналов (θw-θ=0 или θw-θ=±π) или отсутствия помехового сигнала (Ew<<Es). Необходимо также отметить, что при наличии составляющих радиосигналов, обусловленных внутренним шумом каналов пеленгационного измерителя, которыми по сравнению с уровнем пеленгуемого радиосигнала нельзя пренебречь (то есть, при низких отношениях сигнал/шум q) значения параметра µ могут изменяться в пределах от 0 до 1 при изменении отношения сигнал/шум q от значений q>>1 до значений q=qmin≈(1÷2) соответственно [14].

Таким образом, оценивание значения параметра µ по правилу (78) позволяет судить о достоверности результатов пеленгования, причем достоверность результатов пеленгования обратно пропорциональна величине параметра µ.

Для исключения зависимости разностей фаз φRj между разностными сигналами и от знаков лепестков их амплитудных диаграмм направленности определение вышеупомянутых разностей фаз φRj производится по формуле (77), которая с учетом (10), (11), (62), (65), (66), (102), (110), (118) и после известных [15] тригонометрических преобразований представляется в виде

Формула (128) с учетом взаимосвязей между индексами j, n и k, определяемых формулами (65) и (66), по существу описывает разности фаз φRj между k-м n-м сигналами с амплитудами rk и rn соответственно, принятыми эквивалентными направленными электродинамически не взаимодействующими антеннами, фазовые центры которых, расположены в точках Ck и Cn, обозначенных на фиг. 1 и находящихся на серединах отрезков линий, соединяющих фазовые центры соответственно k-й пары антенн, образованной j-й и n-й антеннами ТЭКАР, и n-й пары антенн, образованной j-й и k-й антеннами ТЭКАР. При этом вышеупомянутые эквивалентные направленные антенны образуют в плоскости пеленгования ТЭКАР с радиусом, меньшим в 2 раза по сравнению с антенной решеткой, образованной первой, второй и третьей ненаправленными антеннами ТЭКАР, фазовые центры которых размещены в точках A1, A2 и A3 плоскости пеленгования (см. фиг. 1). Вместе с тем, две из трех амплитуд сигналов, сформированных эквивалентными направленными антеннами согласно (13), (105) и (110) в среднем в (1,5÷2) раза превышают максимальную из трех амплитуд сигналов, принятых ненаправленными антеннами ТЭКАР, что приводит к улучшению отношения сигнал/шум q и компенсирует негативное влияние уменьшения радиуса rcaw ТЭКАР на границы потенциально достижимых точностей пеленгования по азимуту θ и углу места β, определяемых по формулам (3) и (4).

Сравнение формул (101) и (128) показывает, что разности фаз φRj между разностными сигналами, в отличие от разностей фаз φj между сигналами, принятыми антеннами ТЭКАР, не искажены из-за электродинамического взаимодействия между антеннами и мачтовым устройством, что обеспечивает возможность определения азимута θ и угла места β с использованием φRj без методических погрешностей. Однако для азимутальных направлений, совпадающих или близких к линиям, проходящим через центр O ТЭКАР и фазовый центр A1, A2 или A3 любой из трех антенн (см. фиг. 1) одна из трех амплитуд r1, r2 или r3 разностных сигналов, а именно rξ, за счет «синусной» диаграммы направленности, определяемой по формуле (110), может уменьшиться до значения, меньшего априорно известной минимально допустимой амплитуды разностного сигнала rmin, при которой, согласно (19), разность фаз между сигналами измеряется со случайной средней квадратической ошибкой σφr, обеспечивающей пеленгование источников радиоизлучения с требуемыми точностью и вероятностью. В этом случае достоверно может быть определена только одна из трех разностей фаз φR1, φR2 или φR3, а именно φ, которая определяется, согласно (77), между разностными сигналами и , имеющими амплитуды rγ и rν, превышающими амплитуду rξ. Значение минимально допустимой амплитуды разностного сигнала rmin, описываемое формулой (80), является априорно известной величиной, определяемой минимально необходимым отношением сигнал/шум qmin, обеспечивающем в соответствии с (3) и (4) пеленгование источников радиоизлучения по азимуту θ и углу места β с требуемыми точностью и вероятностью, и действующим значением напряжения внутреннего шума Ueff каналов формирования разностных сигналов пеленгационного измерителя, зависящим от аппаратной реализации радиоприемных блоков радиопеленгатора.

В связи с вышеизложенным, для выбора правила однозначного определения азимута θφ источника радиосигнала с использованием разностей фаз φRj между разностными сигналами проводят проверку условия (79), при выполнении которого азимут θφ в определяют по формуле (82), а в противном случае - по формуле (83).

Так, в случае rξ≥rmin, числитель X1 и знаменатель X2 выражения (82) с учетом (128) и (62) путем известных [15] тригонометрических преобразований можно представить в виде соотношений

Из формул (129) и (130) непосредственно следует соотношение (82) для однозначного оценивания азимута θφ источника радиосигнала с использованием трех разностей фаз φR1, φR2 и φR3 между разностными сигналами.

В случае, если rξ<rmin оценивание азимута θφ производится, во-первых, с использованием только одной разности фаз φ, определяемой с учетом (128) и (62) соотношением

во-вторых, с привлечением информации о значении коэффициента p однозначности пеленгования, определяемого по формуле (72), которая позволяет разрешить неоднозначность функции arcsin(X) в пределах от 0 до 2π радиан путем добавления слагаемого , принимающего в зависимости от значения коэффициента p одно из двух значений 0 или π, и выбора знака функции arcsin(X) путем ее умножения на коэффициент p, что обеспечивает устранение ошибок «зеркального» оценивания азимута в случае добавления вышеупомянутого слагаемого, равного π, в-третьих, с учетом предположения, что пеленгуемый радиосигнал распространяется в виде поверхностной электромагнитной волны, при которой β=0 и, соответственно, cosβ=1. Из формулы (131) с учетом вышеупомянутых факторов непосредственно следует формула (83) для однозначного оценивания азимута θφ источника радиосигнала, которая, в случае приема поверхностных радиосигналов (β=0) обеспечивает получение несмещенной оценки азимута θ источника радиосигнала, а в случае приема пространственных радиосигналов (β≠0), позволяет оценить азимут источника радиосигнала с ошибками Δθsp, зависящими от углов β прихода пространственных радиоволн, называемых «высотными» ошибками азимутальных радиопеленгаторов [1]. Для выбора правил однозначного определения азимута θ и оценивания угла места β источника радиосигнала и суждении о достоверности результатов пеленгования по формуле (84) с учетом (85) производят сравнение результатов оценивания азимута θR и θφ, с использованием соответственно амплитудных значений разностных сигналов Rj и разностей фаз φRj между разностными сигналами (то есть, с использованием амплитудных и фазовых пеленгационных характеристик), определяя при этом погрешность Δθ однозначной оценки азимута θ. Причем, определение значения параметра m по формуле (85) позволяет исключить аномальные ошибки определения погрешности Δθ для азимутов ИРИ, близких к 0°. Так, например, в случае если θR=359°, а θφ=1° в соответствии с (85) получаем: |θRφ|=|359°-1°|=358°>180°=π и, соответственно, m=1 и Δθ=|358°-360°|=|-2°|=2°.

Полученное значение погрешности Δθ сравнивают с априорно известным значением максимально допустимой ошибки Δθmax определения азимута, которое определяется: во-первых, наличием вышеупомянутых ошибок «разноса», характерных для правила оценивания азимута θR по формуле (81), максимальное значение которых для наихудших случаев не превышает 0,9°, и которые могут быть отнесены к систематическим ошибкам пеленгования, характеризуемым систематической средней квадратической ошибкой σθs1, значение которой, определенное по правилу «три сигма» [4], составляет: ; во-вторых, наличием систематической средней квадратической ошибки σθs2 пеленгования, обусловленной неидентичностью каналов пеленгационного измерителя, которая при современных способах калибровки каналов пеленгационного измерителя [2] составляет: σθs2≈0,5°; в-третьих, требуемым в соответствии с [3] предельно допустимым значением случайной средней квадратической ошибки σθr, обусловленной воздействием внутренних шумов пеленгационного измерителя при минимальной напряженности электромагнитного поля пеленгуемого радиосигнала, характеризующей, в соответствии с (3), предельную чувствительность радиопеленгатора, которую целесообразно выбирать с использованием соотношения [14]

При этом, учитывая (1) и (132) с использованием критерия «три сигма» [4] значение максимально допустимой ошибки Δθmax можно получить по формуле [14]

По результатам проверки выполнения соотношения

и соотношения (79) выбирают соответствующие формулы для однозначного определения азимута θ и угла места β источника радиосигнала. Так, в случаях если rξ≥rmin или rξ<rmin и Δθ≤Δθmax оценка азимута θφ является достоверной и определение азимута θ производится по формуле (86) путем усреднения результатов оценивания азимута θR и θφ с учетом значения параметра m, определяемого по формуле (85), что позволяет уменьшить методическую составляющую ошибок пеленгования, свойственную формуле (81), в два раза. В случае, если rξ<rmin и Δθ>Δθmax, оценка азимута θφ, полученная по формуле (83), является смещенной, в связи с чем определение азимута θ производится в соответствии с (87) только с использованием оценки азимута θR. Необходимо отметить, что при выполнении условия rξ<rmin, то есть, в случаях, если линия вектора распространения электромагнитной волны близка по угловой ориентации с линией, проходящей через центр O ТЭКАР и фазовый центр одной из антенн ТЭКАР, ошибки «разноса», свойственные формуле (81), не достигают своих максимальных значений [14].

В случае если rξ≥rmin с учетом взаимосвязей между измеренными значениями φR1, φR2 и φR3 с одной стороны и параметрами b, λ, θ и β с другой стороны, описываемых выражениями (129) и (130), можно получить следующее соотношение

С использованием известных [15] тригонометрических преобразований и ограничивая значение функции f(x) по модулю и по уровню в соответствии с (89), что необходимо для получения действительных значений функции arccos(X) в случае возникновения ошибок определения φRj из-за воздействия шумов и помех, из (135) получаем формулу (88) оценивания угла места β источника радиосигнала без методических ошибок, обусловленных электродинамическим взаимодействием антенн и мачтового устройства.

В случае если rξ<rmin и Δθ≤Δθmax оценки θR и θφ азимута, полученные по формулам (81) и (83) совпадают, что подтверждает правомочность допущения cosβ=1, используемого при обосновании формулы (83) с учетом (131), то есть, пеленгуемый сигнал распространяется в виде поверхностной электромагнитной волны, при которой β=0, что соответствует формуле (91) оценивания угла места β источника радиосигнала.

И, наконец, в случае если rξ<rmin и Δθ>Δθmax оценки θR и θφ азимута, полученные по формулам (81) и (83) не совпадают, что свидетельствует о неправомочности допущения cosβ=1, используемого при обосновании формулы (83) с учетом (131), то есть, пеленгуемый сигнал распространяется в виде пространственной электромагнитной волны. При этом проекция ОР вектора S распространения пространственной электромагнитной волны на плоскость пеленгования NOP, угловое положение которой относительно осевой линии ОР антенной решетки характеризуется азимутом θ (фиг. 1), с погрешностью Δθξ близка по угловой ориентации с линией, проходящей через центр O ТЭКАР и фазовый центр ξ-й антенны ТЭКАР, угловое положение которой относительно осевой линии ON антенной решетки характеризуется углом αξ, определяемым соотношением (62). То есть, в случае если rξ<rmin в зависимости от значения коэффициента p однозначности пеленгования, определяемого по формуле (72), для азимута θ источника радиосигнала выполняется соотношение

где Δθξ - погрешность совпадения проекции ОР вектора S распространения пространственной электромагнитной волны на плоскость пеленгования с линией, проходящей через центр О ТЭКАР и фазовый центр ξ-й антенны ТЭКАР. Тогда в случае, если p=1 с учетом (106) и (136) значения амплитудных ДН γ-й и ν-й антенн ТЭКАР определяются соотношениями

А в случае, если p=-1 с учетом (106) и (136) значения амплитудных ДН γ-й и ν-й антенн ТЭКАР определяются соотношениями

С учетом (62) для аргументов амплитудных ДН γ-й и ν-й антенн ТЭКАР, выраженных в радианах, в случае, если p=1 выполняются следующие соотношения

а в случае, если p=-1, то выполняются следующие соотношения

Отметим, что согласно (13) и (62) амплитудные ДН антенн ТЭКАР характеризуются четной симметрией относительно прямых линий, проходящих через центр антенной решетки и фазовый центр соответствующей антенны, определяемой соотношением

где j=1, 2, 3.

Отметим также, что согласно фиг. 2 и фиг. 3 при малых значениях |Δθξ|, не превышающих единиц градуса для случая rξ<rmin, для амплитудных ДН γ-й и ν-й антенн ТЭКАР Dγ и Dν выполняется соотношение

где индексы ξ, γ и ν, соответствующие порядковым номерам ξ-й, γ-й и ν-й антенн ТЭКАР выбираются в соответствии с соотношением (71).

С учетом (92), (105), (136-138), (141), (142), (145) и (146) среднее значение uΣ амплитуд сигналов uγ и uν, принятых γ-й и ν-й антеннами ТЭКАР в случае если p=1 можно представить в виде соотношения

где - значение диаграммы направленности γ-й (ν-й) антенны ТЭКАР в плоскости пеленгования в направлении, ориентированном относительно направления, проходящего через центр антенной решетки и фазовый центр γ-й (ν-й) антенны под углом радиан;

h1 - априорно известное значение эффективной действующей длины антенн антенной решетки для случая значения коэффициента однозначности пеленгования p=1, соответствующее значению диаграммы направленности антенны в плоскости пеленгования (при β=0) в направлении, ориентированном относительно направления, проходящего через центр антенной решетки и фазовый центр антенны под углом радиан, зависящее от электродинамических размеров антенн, конструкции антенной решетки, мачтового устройства, определяемое соотношением

G1(β) - коэффициент угломестной зависимости эффективной действующей длины антенн антенной решетки для случая значения коэффициента однозначности пеленгования p=1, соответствующий направлению, ориентированному относительно направления, проходящего через центр антенной решетки и фазовый центр антенны под углом радиан, обусловленный электродинамическим взаимодействием между антенными элементами ТЭКАР, зависящий от электродинамических размеров антенн, конструкции антенной решетки, мачтового устройства, определяемый соотношением

С учетом (92), (105), (136), (139), (140), (143)-(146) среднее значение uΣ амплитуд сигналов uγ и uν, принятых γ-й и ν-й антеннами ТЭКАР в случае если p=-1 можно представить в виде соотношения

где - значение диаграммы направленности γ-й (ν-й) антенны ТЭКАР в плоскости пеленгования в направлении, ориентированном относительно направления, проходящего через центр антенной решетки и фазовый центр γ-й (ν-й) антенны под углом радиан;

h-1 - априорно известное значение эффективной действующей длины антенн антенной решетки для случая значения коэффициента однозначности пеленгования p=-1, соответствующее значению диаграммы направленности антенны в плоскости пеленгования (при β=0) в направлении, ориентированном относительно направления, проходящего через центр антенной решетки и фазовый центр антенны под углом радиан, зависящее от электродинамических размеров антенн, конструкции антенной решетки, мачтового устройства, определяемое соотношением

G-1(β) - коэффициент угломестной зависимости эффективной действующей длины антенн антенной решетки для случая значения коэффициента однозначности пеленгования p=-1, соответствующий направлению, ориентированному относительно направления, проходящего через центр антенной решетки и фазовый центр антенны под углом радиан, обусловленный электродинамическим взаимодействием между антенными элементами ТЭКАР, зависящий от электродинамических размеров антенн, конструкции антенной решетки, мачтового устройства, определяемый соотношением

Соотношения (147), (149), (150) и (152) в общем случае можно представить в виде

где hp и Gp(β) - соответственно априорно известное значение и коэффициент угломестной зависимости эффективной действующей длины антенн антенной решетки, зависящие от электродинамических размеров антенн, конструкции антенной решетки, мачтового устройства и от значения коэффициента однозначности пеленгования p, определяемые соотношениями

Анализ соотношений (149) и (152) показывает, что: во-первых, коэффициенты Gp(β) характеризуются меньшей зависимостями от угла места β по сравнению с зависимостью вида cosβ; во-вторых, зависимости G1(β) и G-1(β) от угла места β различаются между собой, но для их максимальных и минимальных значений выполняются соотношения

На фиг. 6 приведены угломестные зависимости коэффициента G1(β) для ТЭКАР с электродинамическими размерами антенн и конструкции антенной решетки, совпадающими с аналогичными параметрами ТЭКАР, характеристики которой представлены на фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4, рассчитанные по формуле (149) для трех значений отношений расстояния b между антеннами ТЭКАР к длине волны λ радиосигнала: ; ; .

Для формирования пеленгационной характеристики по углу места β в аналитическом виде, согласно изобретению, в качестве коэффициента Gp(β) угломестной зависимости эффективной действующей длины антенн антенной решетки используется значение Gp(β)=1, при котором соотношение (153) может быть представлено в виде

С учетом изложенного в отличие от ближайшего аналога [14] для определения угла места β источника радиосигнала в случае если rξ<rmin и Δθ>Δθmax по формуле (92) формируют среднее значение uΣ амплитуд сигналов uγ и uν, принятых γ-й и ν-й антеннами ТЭКАР, которое зависит от параметров hp, Es и β в соответствии с соотношением (158).

Кроме того, с учетом взаимосвязей между измеренными значениями R1, R2 и R3 с одной стороны и параметрами hR, Es, θ и β с другой стороны, описываемых выражениями (124) и (125), можно получить следующее соотношение

С использованием известных [15] тригонометрических преобразований и ограничивая значение функции f(y) по модулю и по уровню в соответствии с (94), что необходимо для получения действительных значений функции arccos(X) в случае возникновения ошибок определения R1, R2 и R3 из-за воздействия шумов и помех, из соотношений (158) и (159), получаем формулу (93) оценивания угла места β источника радиосигнала.

Угломестные зависимости методических ошибок Δβs определения угла места β источника радиосигнала по формуле (93), обусловленных использованием вышеупомянутого соотношения Gp(β)=1, можно представить в виде соотношения

На фиг. 7 приведены угломестные зависимости методических ошибок Δβs определения угла места β источника радиосигнала по формуле (93), рассчитанные по формуле (160) с использованием угломестных зависимостей коэффициента G1(β), представленных на фиг. 6, для трех значений отношений расстояния b между антеннами ТЭКАР к длине волны λ радиосигнала: ; ; .

В отличие от ближайшего аналога [14] соотношение (93) с учетом (94) и (95) позволяет определять угла места β источника радиосигнала для случая rξ<rmin и Δθ>Δθmax.

В отличие от других аналогов [11], [13] соотношение (93) с учетом (94) и (95) позволяет определять угол места β источника радиосигнала с меньшими на порядок методическими ошибками, обусловленными электродинамическим взаимодействием антенн и мачтового устройства.

Величина погрешности Δθ однозначной оценки азимута, определяемой как и в ближайшем аналоге [14] по формуле (84), в случае одновременного приема пеленгуемого и помехового радиосигналов характеризуется обратно пропорциональной зависимостью от отношения напряженности поля пеленгуемого к напряженности поля помехового радиосигналов, то есть, обратно пропорциональна достоверности результатов пеленгования. Необходимо отметить, что в абсолютном большинстве практически важных случаев при одновременном приеме пеленгуемого и некоррелированного с ним по фазе и направлению распространения помехового радиосигналов выполняется условие (79), что приводит к определению θ и β по формулам (86) и (88) соответственно, а по значению величины Δθ можно судить о достоверности полученных результатов пеленгования.

Совокупность полученных значений погрешности Δθ оценки азимута и вышеупомянутого параметра µ, обратно пропорциональных качеству результатов пеленгования, как и в ближайшем аналоге [14], позволяет судить о достоверности результатов определения азимута θ и угла β наклона фронта волны источника радиосигнала.

Радиопеленгатор, реализующий заявленный способ радиопеленгования, (фиг. 8) содержит три антенны 1.1, 1.2 и 1.3 (идентичные ненаправленные осесимметричные вибраторного типа), образующие в плоскости пеленгования антенную решетку - кольцевую и эквидистантную, причем геометрические размеры антенн 1.1, 1.2 и 1.3 по их осям симметрии соизмеримы с длиной волны радиосигнала, фазовые центры антенн 1.1, 1.2 и 1.3 размещены на прямых линиях, расположенных в плоскости антенной решетки, проходящих через центр антенной решетки и ориентированных относительно прямой линии, являющейся осевой линией антенной решетки, проходящей через центр антенной решетки и фазовый центр одной из антенн антенной решетки под соответствующими углами αj, определяемыми в радианах по формуле , где j=1, 2, 3 - порядковый номер антенн антенной решетки, а за первый порядковый номер антенны антенной решетки принята антенна, через фазовый центр которой проходит осевая линия антенной решетки, и, кроме того, расстояние между антеннами не превышает двух третьих длины волны радиосигнала. Устройство, кроме того, имеет три радиоприемных блока (РПБ) 2.1, 2.2 и 2.3, выполненных идентичными, с общим гетеродином для всех радиоприемных блоков и возможностью спектральной обработки сигналов с представлением сигналов в виде действительной и мнимой спектральных компонент в каждом радиоприемном блоке и формированием значений действительной и мнимой компонент спектров сигналов на паре выходов каждого радиоприемного блока, три блока измерения разности фаз (БИРФ) 3.1, 3.2 и 3.2, три блока формирования разностных сигналов (БФРС) 4.1, 4.2 и 4.3, блок формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн (БФКН) 5, выполненный с возможностью формирования среднего значения амплитуд сигналов, принятых двумя антеннами антенной решетки, фазовые центры которых наиболее близки к плоскости фронта электромагнитной волны источника радиосигнала, компаратор 6, выполненный с возможностью определения упорядоченной совокупности трех номеров антенн, через фазовые центры которых последовательно во времени проходит фронт электромагнитной волны источника радиосигнала, вычислитель коэффициента однозначности пеленгования (ВКОП) 7, блок формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов (БФОА) 8, формирующий амплитудные значения разностных сигналов с учетом знаков разностей фаз между сигналами, принятыми антеннами, в случае, если расстояние между антеннами не превышает трех десятых частей длины волны радиосигнала, или с учетом результатов сравнения амплитуд сигналов, принятых антеннами антенной решетки, в случае, если расстояние между антеннами превышает три десятые части длины волны радиосигнала, вычислитель шумового порогового коэффициента (ВШПК) 9, блок определения разности фаз между разностными сигналами (БОРФ) 10, амплитудный вычислитель азимута (ABA) 11, формирующий оценку азимута с использованием трех однозначных амплитудных значений разностных сигналов, вычислитель квадратурной составляющей помехового сигнала (ВКСП) 12, фазовый вычислитель азимута (ФВА) 13, формирующий адаптивную оценку азимута с использованием разностей фаз между разностными сигналами, принятыми различными парами антенн, в зависимости от результатов вычислений отношения минимальной амплитуды разностных сигналов к значению минимально допустимой амплитуды разностного сигнала, вычислитель погрешности оценки азимута (ВПОА) 14, вычислитель азимутального порогового коэффициента (ВАПК) 15, вычислитель угла места (ВУМ) 16, формирующий адаптивную оценку угла места с использованием разностей фаз между разностными сигналами, принятыми тремя различными парами антенн, или с использованием однозначных амплитудных значений разностных сигналов, принятых тремя различными парами антенн, и среднего значения амплитуд сигналов, принятых двумя антеннами антенной решетки, фазовые центры которых наиболее близки к плоскости фронта электромагнитной волны источника радиосигнала, в зависимости от результатов вычислений отношения минимальной амплитуды разностных сигналов к значению минимально допустимой амплитуды разностного сигнала и результатов вычислений погрешности оценки азимута радиосигнала, блок определения азимута (БОА) 17, формирующий адаптивную оценку азимута с использованием результатов вычислений азимута в фазовом и амплитудном вычислителях азимута в зависимости от результатов вычислений отношения минимальной амплитуды разностных сигналов к значению минимально допустимой амплитуды разностного сигнала и погрешности оценки азимута радиосигнала, датчик параметров вычислений (ДПВ) 18, формирующий априорно известные значения расстояния между антеннами, длины волны радиосигнала, коэффициента неравномерности диаграмм направленности антенн в составе антенной решетки, минимально допустимой амплитуды разностного сигнала, при которой обеспечивается минимально необходимое отношение сигнал/шум относительно действующего значения напряжения внутреннего шума каналов формирования разностных сигналов радиопеленгатора, максимально допустимой ошибки определения азимута, эффективной действующей длины пары антенн с разностной диаграммой направленности и пары эффективных действующих длин антенн антенной решетки с возможностью выбора одного из значений эффективных действующих длин антенн в зависимости от значения коэффициента однозначности пеленгования, и генератор управляющих сигналов (ГУС) 19, синхронизирующий работу радиоприемных блоков и датчика параметров вычислений.

При этом выходы антенн 1.1, 1.2 и 1.3 подсоединены к входам соответствующих РПБ 2.1, 2.2 и 2.3. Пара выходов первого РПБ 2.1 подсоединена соответственно к вторым парам входов вторых БИРФ 3.2 и БФРС 4.2 и первым парам входов БФКН 5 и третьих БИРФ 3.3 и БФРС 4.3. Пара выходов второго РПБ 2.2 подсоединена соответственно к первым парам входов первых БИРФ 3.1 и БФРС 4.1 и вторым парам входов БФКН 5 и третьих БИРФ 3.3 и БФРС 4.3. Пара выходов третьего РПБ 2.3 подсоединена соответственно к вторым парам входов первых БИРФ 3.1 и БФРС 4.1, третьей паре входов БФКН 5 и первым парам входов вторых БИРФ 3.2 и БФРС 4.2. Выходы БИРФ 3.1, БИРФ 3.2 и БИРФ 3.3 подсоединены соответственно к первому, второму и третьему входам БФОА 8. Первый выход первого БФРС 4.1 подсоединен к объединенным четвертому входу БФОА 8 и первым входам компаратора 6 и ВШПК 9. Первый выход второго БФРС 4.2 подсоединен к объединенным пятому входу БФОА 8 и вторым входам компаратора 6 и ВШПК 9. Первый выход третьего БФРС 4.3 подсоединен к объединенным шестому входу БФОА 8 и третьим входам компаратора 6 и ВШПК 9. Второй и третий выходы БФРС 4.1, 4.2 и 4.3 подсоединены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому, пятому и шестому входам БОРФ 10. Первый, второй и третий выходы компаратора 6 подсоединены соответственно к седьмому, восьмому и девятому входам БФОА 8, а первый выход компаратора 6, кроме того, подсоединен к объединенным четвертому входу ВШПК 9, первым входам ВКОП 7 и ФВА 13 и дополнительному входу БФКН 5. Первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы БФКН 5 подсоединены соответственно к четвертому, пятому и шестому входам компаратора 6, второму, третьему и четвертому входам ВКОП 7 и одиннадцатому входу ВУМ 16. Выход ГУС 19 подсоединен к первому управляющему входу ДПВ 18 и управляющим входам РПБ 2.1, 2.2 и 2.3. Выход ВКОП 7 подсоединен к объединенным десятому входу БФОА 8, второму входу ФВА 13 и второму управляющему входу ДПВ 18. Первый, второй и третий выходы БФОА 8 подсоединены соответственно к объединенным седьмому входу БОРФ 10, первым входам ABA 11 и ВКСП 12 и восьмому входу ВУМ 16, к объединенным восьмому входу БОРФ 10, вторым входам ABA 11 и ВКСП 12 и девятому входу ВУМ 16 и к объединенным девятому входу БОРФ 10, третьим входам ABA 11 и ВКСП 12 и десятому входу ВУМ 16. Первый, второй и третий выходы БОРФ 10 подсоединены соответственно к объединенным третьему входу ФВА 13 и первому входу ВУМ 16, к объединенным четвертому входу ФВА 13 и второму входу ВУМ 16 и к объединенным пятому входу ФВА 13 и третьему входу ВУМ 16. Выход ВШПК 9 подсоединен к объединенным первому входу БОА 17, шестому входу ФВА 13 и четвертому входу ВУМ 16. Выход ФВА 13 подсоединен к объединенным первому входу ВПОА 14 и второму входу БОА 17. Выход ABA 11 подсоединен к объединенным второму входу ВПОА 14 и третьему входу БОА 17. Выход ВПОА 14 подсоединен к первому входу ВАПК 15. Выход ВАКП 15 подсоединен к объединенным пятому входу ВУМ 16 и четвертому входу БОА 17. Первый выход ДПВ 18 подсоединен к объединенным одиннадцатому входу БФОА 8, седьмому входу ФВА 13 и шестому входу ВУМ 16. Второй выход ДПВ 18 подсоединен к объединенным двенадцатому входу БФОА 8, восьмому входу ФВА 13 и седьмому входу ВУМ 16. Третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы ДПВ 18 подсоединены соответственно к пятому входу ВКОП 7, пятому входу ВШПК 9, второму входу ВАПК 15 и двенадцатому и тринадцатому входам ВУМ 16. Выход БОА 17 служит азимутальной выходной шиной радиопеленгатора для формирования значения азимута θ источника радиосигнала, вход ВУМ 16 служит угломестной выходной шиной радиопеленгатора для формирования значения угла места β источника радиосигнала, а выходы ВКСП 12 и ВПОА 14 служат первой и второй дополнительными выходными шинами радиопеленгатора для формирования значений параметров достоверности результатов пеленгования µ и Δθ соответственно.

Радиопеленгатор (фиг. 8), реализующий заявленный способ радиопеленгования, работает следующим образом.

Радиосигналы, когерентно принятые идентичными антеннами 1.1, 1.2 и 1.3, описываемые вышеприведенными выражениями (8), с их выходов поступают на входы соответствующих РПБ 2.1, 2.2 и 2.3. По команде, поступающей с выхода ГУС 19 на управляющие входы РПБ 2.1, 2.2 и 2.3, сигналы , поступившие на входы РПБ 2.1, 2.2 и 2.3 (j=1, 2, 3), подвергаются типовым для современных радиоприемных блоков преобразованиям: синхронной фильтрации в полосе частот ΔF, усилению, преобразованию на промежуточную частоту с идентичными общими комплексными коэффициентами передачи, получаемыми либо с использованием идентичных РПБ 2.1, 2.2 и 2.3, либо с использованием результатов калибровки неидентичности общих комплексных коэффициентов передачи РПБ 2.1, 2.2 и 2.3, синхронному преобразованию сигналов промежуточной частоты в цифровые сигналы путем дискретизации по уровню и времени принимаемых сигналов Uj(mdΔt) и осуществления дискретного преобразования Фурье (в частности - быстрого преобразования Фурье (БПФ)) с получением действительной и мнимой составляющих сигналов, являющихся цифровыми эквивалентами принимаемых радиосигналов [16. Марпл мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990. - 584 с.]:

где Δt - интервал равномерной дискретизации сигналов по времени;

- объем обрабатываемого массива временных отсчетов радиосигналов;

ΔT - требуемое (допустимое при фильтрации сигналов в полосе частот ΔF) время наблюдения радиосигналов;

md=0, 1, …, (Md-1) - порядковые номера временных отсчетов радиосигналов;

kω=0, 1, …, (Md-1) - номер спектральных составляющих радиосигналов.

При этом после осуществления преобразования Фурье согласно вышеупомянутому выражению принятые радиосигналы представляются в виде Md комплексных спектральных составляющих, частотное расстояние между которыми, то есть фактически частотное разрешение, составляет . В дальнейшем для упрощения обработки используют только комплексных спектральных составляющих, а остальные спектральных составляющих, соответствующих отрицательным частотам, полагают равными нулю. Таким образом, прием совокупности радиосигналов, отфильтрованных РПБ 2.1, 2.2 и 2.3 в широкой полосе частот ΔF с последующим разделением по частоте методом преобразования Фурье эквивалентен одновременному приему сигналов в соответствующих элементарных частотных каналах (ЭЧК) с шириной полосы и общим количеством . Указанное обстоятельство обеспечивает получение высокой чувствительности РПБ 2.1, 2.2 и 2.3 (за счет уменьшения действующего значения напряжения Ueff внутреннего шума, обратно пропорционального величине ) при одновременном увеличении быстродействия радиопеленгатора и повышении частотной избирательности РПБ 2.1, 2.2 и 2.3.

Необходимо отметить, что для реализации предложенного способа радиопеленгования, как и в ближайшем аналоге [14], возможно также осуществление поочередной синхронной фильтрации и преобразования сигналов в последовательных парах РПБ 2.1 и РПБ 2.2, РПБ 2.2 и РПБ 2.3 и, наконец, РПБ 2.3 и РПБ 2.1 последовательно в интервалах ΔT1, ΔT2 и ΔT3 времени наблюдения сигналов соответственно. В этом случае совокупность трех РПБ 2.1, 2.2 и 2.3 может быть реализована с использованием соответствующей коммутации входов и выходов только двух физически существующих радиоприемных блоков, однако, при этом минимально необходимое для осуществления пеленгования общее время ΔTΣ наблюдения сигналов по сравнению с временем ΔT наблюдения сигналов при реализации способа радиопеленгования с синхронными фильтрацией и преобразованием сигналов одновременно в трех РПБ 2.1, 2.2 и 2.3 увеличивается в три раза: ΔTΣ=ΔT1+ΔT2+ΔT3=3ΔT.

Действительные и мнимые спектральные составляющие сигналов с пары выходов РПБ 2.1 поступают одновременно на вторые пары входов БИРФ 3.2 и БФРС 4.2 и первые пары входов БФКН 5, БИРФ 3.3 и БФРС 4.3. Действительные и мнимые спектральные составляющие сигналов с пары выходов РПБ 2.2 поступают одновременно на первые пары входов БИРФ 3.1 и БФРС 4.1 и вторые пары входов БФКН 5, БИРФ 3.3 и БФРС 4.3. Действительные и мнимые спектральные составляющие сигналов с пары выходов РПБ 2.3 поступают одновременно на вторые пары входов БИРФ 3.1 и БФРС 4.1, третью пару входов БФКН 5 и первые пары входов БИРФ 3.2 и БФРС 4.2.

В БИРФ 3.1, 3.2 и 3.3 одновременно или поочередно по формуле (64) производится определение разностей фаз соответственно φ1, φ2 и φ3 между парами сигналов, одновременно поступившими соответственно на их первые и вторые пары входов.

В БФРС 4.1, 4.2 и 4.3 одновременно или поочередно по формулам (67) и (68) производится формирование разностных сигналов соответственно , и и их амплитудных значений r1, r2 и r3 с использованием пар сигналов, одновременно поступившим соответственно на их первые и вторые пары входов.

В БФКН 5 по формулам (63), (69) и (70) производится определение амплитудных значений u1, u2 и u3 сигналов, когерентно принятых антеннами 1.1, 1.2 и 1.3, и формирование коэффициентов P1, P2, P3, K1, K2 и K3 неравномерности диаграмм направленности антенн с использованием пар сигналов, поступившим на три пары входов БФКН 5.

Сигналы, соответствующие измеренным разностям фаз φ1, φ2 и φ3 с выходов БИРФ 3.1, 3.2 и 3.3 соответственно поступают на первый, второй и третий входы БФОА 8. Сигналы, соответствующие сформированным амплитудным значениям r1, r2 и r3 разностных сигналов с первых выходов БФРС 4.1, 4.2 и 4.3 поступают соответственно на объединенные четвертый вход БФОА 8 и первые входы компаратора 6 и ВШПК 9, на объединенные пятый вход БФОА 8 и вторые входы компаратора 6 и ВШПК 9 и на объединенные шестой вход БФОА 8 и третьи входы компаратора 6 и ВШПК 9. А сигналы, соответствующие действительным и мнимым спектральным составляющим разностных сигналов (j=1, 2, 3) соответственно с вторых и третьих выходов БФРС 4.1, 4.2 и 4.3 поступают соответственно на первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы БОРФ 10.

Сигналы, соответствующие сформированным коэффициентам P1, P2 и P3 неравномерности диаграмм направленности антенн с первого, второго и третьего выходов БФКН 5 поступают соответственно на четвертый, пятый и шестой входы компаратора 6, где из трех значений индексов 1, 2 или 3 порядковых номеров антенн выбираются одно значение ξ, одно значение γ и одно значение ν, не равные между собой, для которых выполняется соотношение (71). Сигнал, соответствующий выбранному значению ξ индекса номера антенны, с первого выхода компаратора 6 поступает на объединенные седьмой вход БФОА 8, четвертый вход ВШПК 9, первые входы ВКОП 7 и ФВА 13 и дополнительный вход БФКН 5, где по формуле (92) дополнительно производится формирование среднего значения uΣ амплитуд сигналов, когерентно принятых двумя антеннами антенной решетки. Сигналы, соответствующие выбранным значениям γ и ν индексов номеров антенн, с второго и третьего выходов компаратора 6 поступают соответственно на восьмой и девятый входы БФОА 8.

Сигналы, соответствующие сформированным коэффициентам K1, K2 и K3 неравномерности диаграмм направленности антенн и среднему значению uΣ амплитуд сигналов, когерентно принятых двумя антеннами антенной решетки, с четвертого, пятого, шестого и седьмого выходов БФКН 5 поступают соответственно на второй, третий и четвертый входы ВКОП 7 и одиннадцатый вход ВУМ 16.

Сигнал, соответствующий априорно известному среднему значению Kmid коэффициентов неравномерности диаграмм направленности антенн в составе антенной решетки, с третьего выхода ДПВ 18 поступает на пятый вход ВКОП 7, в котором по формуле (72) производится определение коэффициента p однозначности пеленгования. Сигнал, соответствующий значению коэффициента p однозначности пеленгования, с выхода ВКОП 7 поступает на объединенные десятый вход БФОА 8, второй вход ФВА 13 и второй управляющий вход ДПВ 18. Сигнал, соответствующий значению расстояния b между антеннами с первого выхода ДПВ 18 поступает на объединенные одиннадцатый вход БФОА 8, седьмой вход ФВА 13 и шестой вход ВУМ 16.

По команде, поступающей с выхода ГУС 19 на первый управляющий вход ДПВ 18 в ДПВ 18 формируется сигнал, соответствующий длине волны λ радиосигнала, который со второго выхода ДПВ 18 поступает на объединенные двенадцатый вход БФОА 8, восьмой вход ФВА 13 и седьмой вход ВУМ 16.

В БФОА 8 производится формирование трех однозначных амплитудных значений разностных сигналов R1, R2 и R3 по формуле (73) если b≤0,3λ или по формуле (75) если b>0,3λ. Сигналы, соответствующие сформированным трем однозначным амплитудным значениям разностных сигналов R1, R2 и R3 с первого, второго и третьего выходов БФОА 8 поступают соответственно на объединенные седьмой вход БОРФ 10, первые входы ABA 11 и ВКСП 12 и восьмой вход ВУМ 16, на объединенные восьмой вход БОРФ 10, вторые входы ABA 11 и ВКСП 12 и девятый вход ВУМ 16 и на объединенные девятый вход БОРФ 10, третьи входы ABA 11 и ВКСП 12 и десятый вход ВУМ 16.

В БОРФ 10 по формуле (77) определяются разности фаз φR1, φR2 и φR3 между разностными сигналами, а сигналы, соответствующие сформированным разностям фаз φR1, φR2 и φR3 с первого, второго и третьего выходов БОРФ 10 поступают соответственно на объединенные третий вход ФВА 13 и первый вход ВУМ 16, на объединенные четвертый вход ФВА 13 и второй вход ВУМ 16 и на объединенные пятый вход ФВА 13 и третий вход ВУМ 16.

Сигнал, соответствующий априорно известной минимально допустимой амплитуды разностного сигнала rmin, с четвертого выхода ДПВ 18 поступает на пятый вход ВШПК 9, где по формуле (79) проводится проверка выполнения условия превышения минимальной амплитуды rξ разностных сигналов относительно априорно известной минимально допустимой амплитуды разностного сигнала rmin. Сигнал, соответствующий результату проверки выполнения соотношения (79) в виде логической единицы, если соотношение (79) выполняется, или логического нуля, если соотношение (79) не выполняется, с выхода ВШПК 9 поступает на объединенные шестой вход ФВА 13, четвертый вход ВУМ 16 и первый вход БОА 17.

В ФВА 13 производится определение азимута θφ источника радиосигнала с использованием разностей фаз φR1, φR2 и φR3 между разностными сигналами по формуле (82) в случае, если на шестой вход ФВА 13 поступает сигнал логической единицы, или по формуле (83) в случае, если на шестой вход ФВА 13 поступает сигнал логического нуля.

Сигнал, соответствующий азимуту θφ источника радиосигнала с выхода ФВА 13 поступает на объединенные первый вход ВПОА 14 и второй вход БОА 17.

В ABA 11 производится определение азимута θR источника радиосигнала с использованием однозначных амплитудных значений разностных сигналов R1, R2 и R3 по формуле (81). Сигнал, соответствующий азимуту θR источника радиосигнала с выхода ABA 11 поступает на объединенные второй вход ВПОА 14 и третий вход БОА 17.

В ВПОА 14 по формуле (84) производится определение погрешности Δθ оценки азимута. Сигнал, соответствующий погрешности Δθ оценки азимута, с выхода ВПОА 14 поступает на первый вход ВАПК 15, на второй вход которого с пятого выхода ДПВ 18 поступает сигнал, соответствующий априорно известному значению максимально допустимой ошибки Δθmax определения азимута.

В ВАПК 15 формируется сигнал в виде логической единицы в случае, если Δθ≤Δθmax или сигнал в виде логического нуля в случае, если Δθ>Δθmax, который с выхода ВАПК 15 поступает на объединенные пятый вход ВУМ 16 и четвертый вход БОА 17.

В БОА 17 производится определение в пределах от 0 до 2π радиан азимута θ источника радиосигнала, характеризуемого как угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки между осевой линией антенной решетки и проекцией направления вектора распространения электромагнитной волны радиосигнала на плоскость пеленгования, по формуле (86) в случае, если хотя бы на один из его первого или четвертого входов поступает сигнал логической единицы или по формуле (87) в случае, если на его первый и второй входы поступают сигналы логического нуля. Сигнал, соответствующий полученному значению азимута θ источника радиосигнала поступает на выход БОА 17, который служит азимутальной выходной шиной радиопеленгатора.

Сигнал, соответствующий априорно известному значению эффективной действующей длины пары антенн с разностной диаграммой направленности hR, с шестого выхода ДПВ 18 поступает на двенадцатый вход ВУМ 16.

По сигналу, соответствующему значению коэффициента p однозначности пеленгования, поступающему с выхода ВКОП 7 на второй управляющий вход ДПВ 18 в ДПВ 18 формируется сигнал, соответствующий априорно известному значению эффективной действующей длины антенн антенной решетки hp=h1 в случае если p=1 или априорно известному значению эффективной действующей длины антенн антенной решетки hp=h-1 в случае если p=-1, который с седьмого выхода ДПВ 18 поступает на тринадцатый вход ВУМ 16.

В ВУМ 16 производится определение от 0 до радиан угла места β источника радиосигнала, характеризуемого как угол между направлением вектора распространения электромагнитной волны радиосигнала и плоскостью пеленгования, по формуле (88) в случае, если на его четвертый вход поступает сигнал логической единицы, по формуле (91), если на его четвертый вход поступает сигнал логического нуля, а на пятый вход - сигнал логической единицы или по формуле (93) в случае, если на его четвертый и пятый входы поступают сигналы логического нуля. Сигнал, соответствующий полученному значению угла места β источника радиосигнала поступает на выход ВУМ 16, который служит угломестной выходной шиной радиопеленгатора.

В ВКСП 12 по формуле (78) производится определение значения параметра µ, характеризующего наличие квадратурной составляющей помехового сигнала. Сигнал, соответствующий полученному значению параметра µ, поступает на выход ВКСП 12, который служит первой дополнительной выходной шиной радиопеленгатора. Кроме того, сигнал, соответствующий полученной в ВПОА 14 погрешности Δθ оценки азимута, поступает на выход ВКСП 12, который служит второй дополнительной выходной шиной радиопеленгатора.

В радиопеленгаторе, реализующем заявленный способ радиопеленгования, используются известные типовые для радиоприемных устройств и устройств с цифровой обработкой сигналов блоки, различные варианты осуществления которых описаны в ряде научно-технических источников информации. Конкретные функциональные схемы отдельных блоков могут отличаться функциональными схемами их выполнения, конструктивной и элементной базами, связями между функциональными элементами, однако обобщенная функциональная схема (фиг. 6), описывающая заявленное устройство независимым пунктом формулы, сохраняется.

Рекомендуемое при конструктивном исполнении осесимметричных антенн 1.1, 1.2 и 1.3 вибраторного типа отношение геометрических размеров 2la по их осям симметрии к расстоянию b между антеннами в составе плоской ТЭКАР, как и в ближайшем аналоге [14], составляет , где la - длина «плеча» для симметричных антенн, размещаемых на мачтовом устройстве, и общая длина для несимметричных антенн вибраторного типа, размещаемых на плоской подстилающей поверхности. При вышеупомянутом отношении и выборе отношения диаметра da осесимметричных антенн вибраторного типа к геометрическому размеру 2la антенн по их осям симметрии в пределах рекомендуемые средние значения Kmid диаграмм направленности антенн в составе решетки выбираются, как и в ближайшем аналоге [14], в пределах 0,8≤Kmid≤1,1 соответственно, которые для дополнительного улучшения качества функционирования радиопеленгатора могут быть уточнены в пределах (5÷10)% в зависимости от отношения высоты мачтового устройства к длине волны λ радиосигналов, от отношения и от характеристик конкретных известных типовых схем согласующе-симметрирующих устройств, применяемых в антенной технике [17. Виноградов А.Д., Михин А.Ю., Подшивалова Г.В. Исследование частотной зависимости предельной чувствительности радиопеленгаторов с малоэлементными кольцевыми антенными решетками. - Антенны, вып. 3(118), 2007, с. 25-35].

Функциональные схемы выполнения РПБ 2.1, 2.2 и 2.3, БИРФ 3.1, 3.2 и 3.3, БФРС 4.1, 4.2 и 4.3 и ГУС 19, взаимосвязи между вышеупомянутыми блоками и временные диаграммы их функционирования не отличаются от схем, взаимосвязей и временных диаграмм аналогичных блоков ближайшего аналога [14] и других вышеупомянутых аналогов.

Функциональная схема варианта реализации БФКН 5 (фиг. 9) содержит три функциональных преобразователя (ФП) 20.1, 20.2 и 20.3 вида , пары входов которых являются соответственно первой (Вх.11 и Вх.12), второй (Вх.21 и Вх.22) и третьей (Вх.31 и Вх.32) парами входов БФКН 5, три элемента сравнения (ЭС) 21.1, 21.2 и 21.3, три умножителя 22.1, 22.2 и 22.3. три сумматора 23.1, 23.2 и 23.3, три коммутатора 24.1, 24.2 и 24.3, семь делителей 25.1. 25.2, 25.3, 25.4, 25.5, 25.6 и 25.7, выходы которых являются соответственно первым (Вых.1), вторым (Вых.2), третьим (Вых.3), четвертым (Вых.4), пятым (Вых.5), шестым (Вых.6) и седьмым (Вых.7) выходами БФКН 5, датчик 26 числа 2 и дополнительный коммутатор 27, управляющий вход которого является дополнительным входом (Доп. вх.) БФКН 5. Причем, выход ФП 20.1 подсоединен к объединенным первым входам коммутатора 24.3, ЭС 21.3, умножителя 22.1 и сумматора 23.3 и вторым входам коммутатора 24.2, ЭС 21.2 и сумматора 23.2. Выход ФП 20.2 подсоединен к объединенным первым входам коммутатора 24.1, ЭС 21.1, сумматора 23.1 и умножителя 22.2 и вторым входам коммутатора 24.3, ЭС 21.3 и сумматора 23.3. Выход ФП 20.3 подсоединен к объединенным первым входам коммутатора 24.2, ЭС 21.2, сумматора 23.2 и умножителя 22.3 и вторым входам коммутатора 24.1, ЭС 21.1 и сумматора 23.1. Выходы ЭС 21.1, 21.2 и 21.3 подсоединены к управляющим входам коммутаторов 24.1, 24.2 и 24.3 соответственно, пары выходов которых подсоединены соответственно к парам входов делителей 25.1, 25.2 и 25.3. Выход датчика 26 подсоединен к объединенным вторым входам умножителей 22.1, 22.2 и 22.3, выходы которых подсоединены к первым входам делителей 25.4, 25.5 и 25.6 соответственно, вторые входы которых подсоединены к выходам сумматоров 23.1, 23.2 и 23.3 соответственно. Кроме того, выходы сумматоров 23.1, 23.2 и 23.3 подсоединены соответственно к первому, второму и третьему входам дополнительного коммутатора 27, выход которого подсоединен к первому входу делителя 25.7, к второму входу которого подсоединен выход датчика 26 числа 2. Необходимо отметить, что параметрами X1 и X2 обозначена пара сигналов, поступающих на соответствующую пару входов ФП 20.1, 20.2 и 20.3 вида .

БФКН 5 работает следующим образом. Сигналы, соответствующие действительной и мнимой составляющим первого (j=1), второго (j=2) и третьего (j=3) сигналов , и с пар входов Вх.11 и Вх.12, Вх.21 и Вх.22, Вх.31 и Вх.32 БФКН 5 поступают на пары входов ФП 20.1, 20.2 и 20.3 соответственно, где производится формирование сигналов, соответствующих их амплитудным значениям u1, u2 и u3 соответственно. Сигнал с выхода ФП 20.1 поступает на объединенные первые входы коммутатора 24.3, ЭС 21.3, умножителя 22.1, сумматора 23.3 и вторые входы коммутатора 24.2, ЭС 21.2 и сумматора 23.2. Сигнал с выхода ФП 20.2 поступает на объединенные первые входы коммутатора 24.1. ЭС 21.1, сумматора 23.1, умножителя 22.2 и вторые входы коммутатора 24.3, ЭС 21.3 и сумматора 23.3. Сигнал с выхода ФП 20.3 поступает на объединенные первые входы коммутатора 24.2, ЭС 21.2, сумматора 23.2, умножителя 22.3 и вторые входы коммутатора 24.1, ЭС 21.1 и сумматора 23.1. В ЭС 21.1, 21.2 и 21.3 производится сравнение амплитуд сигналов, поступивших на их пары входов, и в случаях, если амплитуды сигналов, поступивших на их первые входы, не меньше амплитуд сигналов, поступивших на их вторые входы, на выходах соответствующих ЭС формируются сигналы логических единиц, а в противном случае - сигналы логических нулей. Сигналы с выходов ЭС 21.1, 21.2 и 21.3 поступают на управляющие входы соответственно коммутаторов 24.1, 24.2 и 24.3, в каждом из которых производится соединение первого и второго входа соответственно с первым и вторым выходом в случае, если на его управляющий вход поступает сигнал логической единицы, или соединение первого и второго входа соответственно с вторым и первым выходом в случае, если на его управляющий вход поступает сигнал логического нуля. Сигналы, поступившие на пары входов коммутаторов 24.1, 24.2 и 24.3, с их пар выходов поступают на пары входов делителей 25.1, 25.2 и 25.3 соответственно, в каждом из которых производится формирование сигнала, равного отношению амплитуды сигнала, поступившего на первый вход, к амплитуде сигнала, поступившего на его второй вход. Кроме того, сигнал с выхода датчика 26 поступает на объединенные вторые входы умножителей 22.1, 22.2 и 22.3, в каждом из которых формируется сигнал, соответствующий произведению сигналов, поступивших на их пары входов. Сигналы с выходов умножителей 22.1, 22.2 и 22.3 поступают на первые входы делителей 25.4. 25.5 и 25.6. В сумматорах 23.1, 23.2 и 23.3 производится суммирование сигналов, поступивших на их пары входов и, далее, просуммированные сигналы с выходов сумматоров 23.1, 23.2 и 23.3 поступают на вторые входы соответственно делителей 25.4, 25.5 и 25.6, в каждом из которых производится формирование сигнала, равного отношению амплитуды сигнала, поступившего на первый вход, к амплитуде сигнала, поступившего на его второй вход. На выходах делителей 25.1, 25.2, 25.3, 25.4, 25.5 и 25.6, являющихся первым (Вых.1), вторым (Вых.2), третьим (Вых.3), четвертым (Вых.4), пятым (Вых.5) и шестым (Вых.6) выходами БФКН 5, формируются сигналы, соответствующие коэффициентам P1, P2, P3, K1, K2 и K3 неравномерности диаграмм направленности антенн в составе решетки соответственно. Кроме того, сигнал, соответствующий выбранному значению ξ индекса номера антенны, с дополнительного входа (Доп. вх.) БФКН 5 поступает на управляющий вход коммутатора 27. В коммутаторе 27 по сигналу, поступившему на его управляющий вход производится подсоединение одного из входов, значение порядкового номера которого совпадает со значением ξ индекса номера антенны, к его выходу. Сигнал с выхода коммутатора 27, соответствующий сумме амплитудных значений uγ и uν пары сигналов, поступает на первый вход делителя 25.7, на второй вход которого поступает сигнал с выхода датчика 26. В делителе 25.7 производится формирование сигнала, равного отношению амплитуды сигнала, поступившего на первый вход, к амплитуде сигнала, поступившего на его второй вход. Сигнал, соответствующий среднему значению uΣ амплитуд сигналов, когерентно принятых двумя антеннами ТЭКАР, определяемому по формуле (92), с выхода делителя 25.7 поступает на седьмой выход (Вых.7) БФКН 5.

Функциональная схема варианта реализации компаратора 6 (фиг. 10), как и в ближайшем аналоге [14], содержит три умножителя 28.1, 28.2 и 28.3, первые и вторые входы которых являются соответственно первым (Вх.1) и четвертым (Вх.4), вторым (Вх.2) и пятым (Вх.5), третьим (Вх.3) и шестым (Вх.6) входами компаратора 6, три датчика 29, 30 и 31 чисел 1, 2 и 3 соответственно, три элемента сравнения (ЭС) 32.1, 32.2 и 32.3, три коммутатора 33.1, 33.2 и 33.3, девять элементов «И» (ЭИ) 34.1, 34.2, 34.3, 34.4, 34.5, 34.6, 34.7, 34.8 и 34.9, причем, объединенные выходы ЭИ 34.1, 34.2 и 34.3, объединенные выходы ЭИ 34.7, 34.8 и 34.9 и объединенные выходы ЭИ 34.4, 34.5 и 34.6 являются соответственно первым (Вых.1), вторым (Вых.2) и третьим (Вых.3) выходами компаратора 6, и шесть элементов «НЕ» (ЭНЕ) 35.1, 35.2, 35.3, 35.4, 35.5 и 35.6. Причем, выходы умножителей 28.1, 28.2 и 28.3 подсоединены соответственно к объединенным первым входам ЭС 32.1 и 32.2, к объединенным второму входу ЭС 32.1 и первому входу ЭС 32.3 и к объединенным вторым входам ЭС 32.2 и ЭС 32.3. Выход датчика 29 подсоединен к объединенным первым входам коммутаторов 33.1 и 33.2 и ЭНЕ 35.1 и 35.2. Выход датчика 30 подсоединен к объединенным второму входу коммутатора 33.1 и первым входам коммутатора 33.3 и ЭНЕ 35.3 и 35.4. Выход датчика 31 подсоединен к объединенным первым входам ЭНЕ 35.5 и 35.6 и вторым входам коммутаторов 33.2 и 33.3. Выходы ЭС 32.1, 32.2 и 32.3 подсоединены к управляющим входам коммутаторов 33.1, 33.2 и 33.3 соответственно. Первый и второй выходы коммутатора 33.1 подсоединены соответственно к объединенным первым входам ЭИ 34.1 и 34.2 и к объединенным первым входам ЭИ 34.4 и 34.5. Первый и второй выходы коммутатора 33.2 подсоединены соответственно к объединенным второму входу ЭИ 34.1 и первому входу ЭИ 34.3 и к объединенным второму входу ЭИ 34.4 и первому входу ЭИ 34.6. Первый и второй выходы коммутатора 33.3 подсоединены соответственно к объединенным вторым входам ЭИ 34.2 и 34.3 и к объединенным вторым входам ЭИ 34.5 и 34.6. Объединенные выходы ЭИ 34.1, 34.2 и 34.3 подсоединены к объединенным вторым входам ЭНЕ 35.1, 35.2 и 35.3. Кроме того, объединенные выходы ЭИ 34.4, 34.5 и 34.6 подсоединены к объединенным вторым входам ЭНЕ 35.2, 35.4 и 35.6. И, наконец, выходы ЭНЕ 34.1 и 34.2, 34.3 и 34.4, 34.5 и 34.6 подсоединены соответственно к парам входов ЭИ 34.7, 34.8 и 34.9.

Компаратор 6, как и в ближайшем аналоге [14], работает следующим образом. Сигналы, соответствующие амплитудам r1, r2 и r3 разностных сигналов и коэффициентам P1, P2 и P3 неравномерности диаграмм направленности антенн в составе антенной решетки с входов Вх.1, Вх.2, Вх.3, Вх.4, Вх.5 и Вх.6 компаратора 6 поступают соответственно на первые входы умножителей 28.1, 28.2 и 28.3 и вторые входы умножителей 28.1, 28.2 и 28.3, в которых производится перемножение сигналов, поступивших на их пары входов. Сигналы с выходов умножителей 28.1, 28.2 и 28.3 поступают соответственно на объединенные первые входы ЭС 32.1 и 32.2, на объединенные второй вход ЭС 32.1 и первый вход ЭС 32.3 и на объединенные вторые входы ЭС 32.2 и ЭС 32.3. В каждом из ЭС 32.1, 32.2 и 32.3 формируется сигнал логической единицы в случае, если амплитуда сигнала, поступившего на его первый вход, не превышает амплитуду сигнала, поступившего на его второй вход, или сигнал логического нуля в противном случае. Сигналы с выходов ЭС 32.1, 32.2 и 32.3 поступают на управляющие входы коммутаторов 33.1, 33.2 и 33.3 соответственно. Сигнал, соответствующий числу 1 с выхода датчика 29 поступает на объединенные первые входы коммутаторов 33.1 и 33.2 и ЭНЕ 35.1 и 35.2. Сигнал, соответствующий числу 2, с выхода датчика 30 поступает на объединенные второй вход коммутатора 33.1 и первые входы коммутатора 33.3 и ЭНЕ 35.3 и 35.4. Сигнал, соответствующий числу 3 с выхода датчика 31 поступает на объединенные первые входы ЭНЕ 35.5 и 35.6 и вторые входы коммутаторов 33.2 и 33.3. В каждом из коммутаторов 33.1, 33.2 и 33.3 в случае поступления на его управляющий вход сигнала логической единицы производится подсоединение его первого и второго входа соответственно к первому и второму выходам. Далее сигналы с первого и второго выходов коммутатора 33.1 поступают соответственно на объединенные первые входы ЭИ 34.1 и 34.2 и на объединенные первые входы ЭИ 34.4 и 34.5. Сигналы с первого и второго выходов коммутатора 33.2 поступают соответственно на объединенные второй вход ЭИ 34.1 и первый вход ЭИ 34.3 и на объединенные второй вход ЭИ 34.4 и первый вход ЭИ 34.6, а сигналы с первого и второго выходов коммутатора 33.3 поступают соответственно на объединенные вторые входы ЭИ 34.2 и 34.3 и на объединенные вторые входы ЭИ 34.5 и 34.6. В каждом из ЭИ 34.1, 34.2. 34.3, 34.4, 34.5 и 34.6 производится подсоединение одного из его входов (например, первого) к выходу в случае, если сигналы, поступившие на его входы равны между собой, а в противном случае ни один из входов к его выходу не подсоединяется. Сигнал с выхода одного из трех ЭИ 34.1, 34.2 и 34.3, соответствующий выбранному значению ξ порядкового номера антенны, поступает на первый выход (Вых.1) компаратора 6 и одновременно на объединенные вторые входы ЭНЕ 35.1, 35.3 и 35.5. Сигнал с выхода одного из ЭИ 34.4, 34.5 или 34.6, соответствующий выбранному значению ν порядкового номера антенн, поступает на третий выход (Вых.3) компаратора 6 и одновременно на объединенные вторые входы ЭНЕ 35.2, 35.4 и 35.6. В каждом из ЭНЕ 35.1, 35.2, 35.3, 35.4, 35.5 и 35.6 производится подсоединение первого из его входов к выходу в случае, если сигналы, поступившие на его входы не равны между собой, а в противном случае на выходе формируется сигнал, не соответствующий ни одному из номеров индексов антенн (например, сигнал соответствующий нулю). Сигналы с выходов ЭНЕ 35.1, 35.2, 35.3, 35.4, 35.5 и 35.6 поступают соответственно на первые и вторые входы ЭИ 34.7, 34.8 и 34.9, принцип функционирования которых совпадает с принципом функционирования ЭИ 34.1, 34.2, 34.3, 34.4, 34.5 и 34.6. Сигнал с выхода одного их трех ЭИ 34.7, 34.8 или 34.9, соответствующий выбранному значению γ порядкового номера антенн, поступает на второй выход (Вых.2) компаратора 6.

Функциональная схема варианта реализации ВКОП 7 (фиг. 11), как и в ближайшем аналоге [14], содержит коммутатор 36, управляющий вход, первый, второй и третий входы которого являются соответственно первым (Вх.1), вторым (Вх.2), третьим (Вх.3) и четвертым (Вх.4) входами ВКОП 7, и последовательно соединенные вычитатель 37 и функциональный преобразователь (ФП) 38 вида sgn(X), причем выход коммутатора 36 подсоединен к первому входу вычитателя 37, второй вход которого является пятым входом (Вх.5) ВКОП 7, а выход ФП 38 является выходом (Вых.) ВКОП 7.

ВКОП 7, как и в ближайшем аналоге [14], работает следующим образом. Сигналы, соответствующие выбранному значению ξ индекса номера антенны, коэффициентам K1, K2 и K3 неравномерности диаграмм направленности антенн и среднему значению Kmid коэффициентов неравномерности диаграмм направленности антенн с входов Вх.1, Вх.2, Вх.3, Вх.4 и Вх.5 ВКОП 7 поступают соответственно на управляющий, первый, второй и третий входы коммутатора 36 и второй вход вычитателя 37. В коммутаторе 36 по сигналу, поступившему на его управляющий вход, производится подсоединение одного из входов, значение порядкового номера которого совпадает со значением ξ индекса номера антенны, к его выходу. Сигнал с выхода коммутатора 36 поступает на первый вход вычитателя 37, где производится определение разности между амплитудами сигналов, поступившими соответственно на его первый и второй входы. Сигнал с выхода вычитателя 37 поступает на вход ФП 38, где производится формирование сигнала, соответствующего +1, в случае, если сигнал, поступивший на вход ФП 38, не имеет отрицательного знака, или равного -1 в противном случае. Сигнал с выхода ФП 38, соответствующий значению коэффициента p однозначности пеленгования, поступает на выход (Вых.) ВКОП 7.

Функциональная схема варианта реализации ВШПК 9 (фиг. 12), как и в ближайшем аналоге [14], содержит коммутатор 39, принцип функционирования которого совпадает с принципом функционирования коммутатора 36, а первый, второй, третий и управляющий входы являются соответственно первым (Вх.1), вторым (Вх.2), третьим (Вх.3) и четвертым (Вх.4) входами ВШПК 9, и последовательно соединенные вычитатель 40 и формирователь управляющего сигнала (ФУС) 41, причем выход коммутатора 39 подсоединен к первому входу вычитателя 40, второй вход которого является пятым входом (Вх.5) ВШПК 9, а выход ФУС 41 является выходом (Вых.) ВШПК 9.

ВШПК 9, как и в ближайшем аналоге [14], работает следующим образом. Сигналы, соответствующие амплитудам r1, r2 и r3 разностных сигналов, выбранному значению ξ индекса номера антенны и априорно известной минимально допустимой амплитуде rmin разностного сигнала с входов Вх.1, Вх.2, Вх.3, Вх.4 и Вх.5 ВШПК 9 поступают соответственно на первый, второй, третий и управляющий входы коммутатора 39 и второй вход вычитателя 40. В коммутаторе 39 по сигналу, поступившему на его управляющий вход производится подсоединение одного из входов, значение порядкового номера которого совпадает со значением ξ индекса номера антенны, к его выходу. Сигнал с выхода коммутатора 39 поступает на первый вход вычитателя 40, где производится определение разности между амплитудами сигналов, поступившими соответственно на его первый и второй входы. Сигнал с выхода вычитателя 40 поступает на вход ФУС 41, где производится формирование сигнала, соответствующего логической единице, в случае, если сигнал, поступивший на вход ФУС 41, не имеет отрицательного знака, или сигнала, соответствующего логическому нулю, в противном случае. Сигнал с выхода ФУС 41, соответствующий логическим единице или нулю, поступает на выход (Вых.) ВШПК 9.

Функциональная схема варианта реализации БОРФ 10 (фиг. 13), как и в ближайшем аналоге [14], содержит три ФП 42.1, 42.2 и 42.3 вида sgn(X), шесть умножителей 43.1, 43.2, 43.3, 43.4, 43.5 и 43.6 и три вычислителя разности фаз (ВРФ) 44.1, 44.2 и 44.3, выходы которых являются соответственно первым (Вых.1), вторым (Вых.2) и третьим (Вых.3) выходами БОРФ 10, а первые входы умножителей 43.1, 43.2, 43.3, 43.4, 43.5 и 43.6 и входы ФП 42.1, 42.2 и 42.3 являются соответственно первым (Вх.1), вторым (Вх.2), третьим (Вх.3), четвертым (Вх.4), пятым (Вх.5), шестым (Вх.6), седьмым (Вх.7), восьмым (Вх.8) и девятым (Вх.9) входами БОРФ 10. Причем, выходы ФП 42.1, 42.2 и 42.3 подсоединены соответственно к объединенным вторым входам умножителей 43.1 и 43.2, к объединенным вторым входам умножителей 43.3 и 43.4 и к объединенным вторым входам умножителей 43.5 и 43.6. Выход умножителя 43.1 подсоединен к объединенным первым входам второй пары входов ВРФ 44.2 и первой пары входов ВРФ 44.3. Выход умножителя 43.2 подсоединен к объединенным вторым входам второй пары входов ВРФ 44.2 и первой пары входов ВРФ 44.3. Выход умножителя 43.3 подсоединен к объединенным первым входам первой пары входов ВРФ 44.1 и второй пары входов ВРФ 44.3. Выход умножителя 43.4 подсоединен к объединенным вторым входам первой пары входов ВРФ 44.1 и второй пары входов ВРФ 44.3. Выход умножителя 43.5 подсоединен к объединенным первым входам второй пары входов ВРФ 44.1 и первой пары входов ВРФ 44.2. Выход умножителя 43.6 подсоединен к объединенным вторым входам второй пары входов ВРФ 44.1 и первой пары входов ВРФ 44.2.

БОРФ 10, как и в ближайшем аналоге [14], работает следующим образом. Сигналы, соответствующие действительной и мнимой составляющим первого (j=1), второго (j=2) и третьего (j=3) разностных сигналов с входов Вх.1, Вх.2, Вх.3, Вх.4, Вх.5 и Вх.6 БОРФ 10 поступают на первые входы умножителей 43.1, 43.2, 43.3, 43.4, 43.5 и 43.6 соответственно, а сигналы, соответствующие однозначным амплитудным значениям R1, R2 и R3 разностных сигналов с входов Вх.7, Вх.8 и Вх.9 БОРФ 10 поступают соответственно на входы ФП 42.1, 42.2 и 42.3. В каждом из ФП 42.1, 42.2 и 42.3 производится формирование сигнала, соответствующего +1 в случае, если знак сигнала на его входе не отрицательный, или формирование сигнала, соответствующего -1 в противном случае. Сигналы с выходов ФП 42.1, 42.2 и 42.3 поступают соответственно на объединенные вторые входы умножителей 43.3 и 43.3 и на объединенные вторые входы умножителей 43.5 и 43.6. В каждом умножителе 43.1, 43.2, 43.3, 43.4, 43.5 и 43.6 производится перемножение сигналов, поступивших на их пары входов. Сигнал с выхода умножителя 43.1 поступает на объединенные первые входы второй пары входов ВРФ 44.2 и первой пары входов ВРФ 44.3. Сигнал с выхода умножителя 43.2 поступает на объединенные вторые входы второй пары входов ВРФ 44.2 и первой пары входов ВРФ 44.3. Сигнал с выхода умножителя 43.3 поступает на объединенные первые входы первой пары входов ВРФ 44.1 и второй пары входов ВРФ 44.3. Сигнал с выхода умножителя 43.4 поступает на объединенные вторые входы первой пары входов ВРФ 44.1 и второй пары входов ВРФ 44.3. Сигнал с выхода умножителя 43.5 поступает на объединенные первые входы второй пары входов ВРФ 44.1 и первой пары входов ВРФ 44.2. И, наконец, сигнал с выхода умножителя 43.6 поступает на объединенные вторые входы второй пары входов ВРФ 44.1 и первой пары входов ВРФ 44.2. В каждом из ВРФ 44.1, 44.2 и 44.3 производится определение разности фаз между сигналом, действительная и мнимая составляющие которого поступают соответственно на первый и второй входы первой пары входов, и сигналом, действительная и мнимая составляющие которого поступают соответственно на первый и второй входы второй пары входов. Сигналы с выходов ВРФ 44.1, 44.2 и 44.3, соответствующие разностям фаз φR1, φR2 и φR3 между разностными сигналами, поступают соответственно на первый (Вых.1), второй (Вых.2) и третий (Вых.3) выходы БОРФ 10.

Функциональная схема варианта реализации ВРФ 44.1, 44.2 и 44.3 (фиг. 14), входящих в состав БОРФ 10 и которые могут использоваться в качестве БИРФ 3.1, 3.2 и 3.3, как и в ближайшем аналоге [14], содержит четыре умножителя 45.1, 45.2, 45.3 и 45.4, вычитатель 46, сумматор 47 и ФП 48 вида , причем объединенные первые входы умножителей 45.2 и 45.3 и объединенные первые входы умножителей 45.1 и 45.4 являются соответственно первым (Вх.11) и вторым (Вх.12) входами первой пары входов ВРФ 44.1, 44.2 и 44.3, объединенные вторые входы умножителей 45.1 и 45.3 и объединенные вторые входы умножителей 45.2 и 45.4 являются соответственно первым (Вх.21) и вторым (Вх.22) входами второй пары входов ВРФ 44.1, 44.2 и 44.3, а выход ФП 48 является выходом (Вых.) ВРФ 44.1, 44.2 и 44.3. Кроме того, выходы умножителей 45.1 и 45.2 подсоединены соответственно к первому и второму входу вычитателя 46, выход которого подсоединен к первому входу ФП 48, а выходы умножителей 45.3 и 45.4 подсоединены соответственно к первому и второму входам сумматора 47, выход которого подсоединен ко второму входу ФП 48. При поступлении действительной и мнимой составляющих первого сигнала соответственно на Вх.11 и Вх.12 ВРФ 44.1, 44.2 и 44.3 и поступлении действительной и мнимой составляющих второго сигнала соответственно на Вх.21 и Вх.2 ВРФ 44.1, 44.2 и 44.3 на выходе (Вых.) ВРФ 44.1, 44.2 и 44.3 формируется сигнал, соответствующий разности фаз между вышеупомянутой парой первого и второго сигналов. Необходимо отметить, что параметрами X1 и X2 обозначена пара сигналов, поступающих соответственно на первый и второй входы ФП 48 вида .

Функциональная схема варианта реализации БФОА 8 (фиг. 15), как и в ближайшем аналоге [14], содержит входной коммутатор 49, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы которого являются соответственно первым (Вх.1), вторым (Вх.2), третьим (Вх.3), четвертым (Вх.4), пятым (Вх.5) и шестым (Вх.6) входами БФОА 8, низкочастотный вычислитель однозначных амплитуд разностных сигналов (НВОА) 50, высокочастотный вычислитель однозначных амплитуд разностных сигналов (ВВОА) 51, выходной коммутатор 52, вычислитель параметра цикличности номеров антенн (ВПЦН) 53, первый и второй входы которого являются соответственно седьмым (Вх.7) и восьмым (Вх.8) входами БФОА 8, делитель 54, первый и второй входы которого являются соответственно одиннадцатым (Вх.11) и двенадцатым (Вх.12) входами БФОА 8, последовательно соединенные вычитатель 55 и формирователь управляющих сигналов (ФУС) 56, и, наконец, датчик 57 числа 0,3. При этом первые, вторые, третьи, четвертые, пятые и шестые выходы первой и второй группы выходов коммутатора 49 подсоединены соответственно к первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым входам НВОА 50 и ВВОА 51, первые, вторые и третьи выходы которых подсоединены соответственно к первым, вторым и третьим входам первой и второй группы входов выходного коммутатора 52, первый, второй и третьи выходы которого являются соответственно первым (Вых.1), вторым (Вых.2) и третьим (Вых.3) выходами БФОА 8. Кроме того, седьмой и восьмой входы ВВОА 51 объединены соответственно с первым и вторым входами ВПЦН 53, объединенные седьмой вход НВОА 50 и девятый вход ВВОА 51 являются девятым (Вх.9) входом БФОА 8, десятый вход ВВОА 51 является десятым (Вх.10) входом БФОА 8. Выход ВПЦН 53 подсоединен к одиннадцатому входу ВВОА 51. И наконец, выход делителя 54 совместно с выходом датчика 57 подсоединены соответственно к первому и второму входам вычитателя 55, а выход ФУС 56 подсоединен к объединенным управляющим входам коммутаторов 49 и 52.

БФОА 8, как и в ближайшем аналоге [14], работает следующим образом. Сигналы, соответствующие разностям фаз φ1, φ2 и φ3 между сигналами, когерентно принятыми соответствующими парами антенн, амплитудам r1, r2 и r3 разностных сигналов, выбранным значениям ξ, γ и ν индексов номеров антенн, значению коэффициента p однозначности пеленгования и значениям расстояния b между антеннами и длины волны λ радиосигнала с входов Вх.1, Вх.2, Вх.3, Вх.4, Вх.5, Вх.6, Вх.7, Вх.8, Вх.9, Вх.10, Вх.11 и Вх.12 БФОА 8 поступают соответственно на первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы коммутатора 49, на объединенные первый вход ВПЦН 53 и седьмой вход ВВОА 51, на объединенные второй вход ВПЦН 53 и восьмой вход ВВОА 51, на объединенные девятый вход ВВОА 51 и седьмой вход НВОА 50, десятый вход ВВОА 51 и первый и второй входы делителя 54. В делителе 54 производится определение отношения амплитуды сигнала, поступившего на его первый вход к амплитуде сигнала, поступившего на его второй вход. Сигнал с выхода делителя 54 совместно с сигналом с выхода датчика 57 поступают соответственно на первый и второй входы вычитателя 55, где производится определение разности между амплитудой сигнала, поступившего на его первый вход и амплитудой сигнала, поступившего на его второй вход. Сигнал с выхода вычитателя 55 поступает на вход ФУС 56, на выходе которого формируется сигнал логической единицы в случае если сигнал, поступивший на его вход не равен нулю и имеет положительный знак или сигнал логического нуля в противном случае. Сигнал с выхода ФУС 56 поступает на объединенные управляющие входы коммутаторов 49 и 52. В ВПЦН 53 по значениям ξ и γ выбранных номеров антенн по формуле (76) производится формирование параметра s, принимающего одно из двух значений +1 или -1 и сигнал, соответствующий одному из вышеупомянутых сформированных значений параметра s с выхода ВПЦН 53 поступает на одиннадцатый вход ВВОА 51. В случае поступления на объединенные управляющие входы коммутаторов 49 и 52 сигналов логического нуля шесть входов коммутатора 49 подсоединяются к соответствующим шести выходам его первой группы выходов, а три входа первой группы входов коммутатора 52 подсоединяются соответственно его трем выходам. При этом сигналы с шести входов коммутатора 49 поступают соответственно на шесть выходов его первой группы выходов и, далее, поступают соответственно на первые шесть входов НВОА 50, где с учетом значения ν индекса номера антенны, поступившего на его седьмой вход, по формуле (73) производится формирование трех однозначных амплитудных значений R1, R2 и R3 разностных сигналов. Сигналы, соответствующие трем однозначным амплитудным значениям R1, R2 и R3 разностных сигналов с трех выходов НВОА 50 поступают соответственно на три входа первой группы входов коммутатора 52, соединенных с тремя его выходами, и далее, с трех выходов коммутатора 52 поступают соответственно на первый (Вых.1), второй (Вых.2) и третий (Вых.3) выходы БФОА 8. В случае поступления на объединенные управляющие входы коммутаторов 49 и 52 сигналов логической единицы шесть входов коммутатора 49 подсоединяются к соответствующим шести выходами его второй группы выходов, а три входа второй группы входов коммутатора 52 подсоединяются соответственно к его трем выходам. При этом, сигналы с шести входов коммутатора 49 поступают соответственно на шесть выходов его второй группы выходов и далее поступает соответственно на первые шесть входов ВВОА 51, где с учетом значений ξ, γ и ν индексов номеров антенн, значения коэффициента p однозначности пеленгования и значения параметра s цикличности номеров антенн, поступивших на его седьмой, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый входы соответственно, по формуле (75) производится формирование трех однозначных амплитудных значений R1, R2 и R3 разностных сигналов. Сигналы, соответствующие трем значениям R1, R2 и R3 с трех выходов ВВОА 51 поступают соответственно на три входа второй группы входов коммутатора 52, соединенных с тремя его выходами, и далее, с трех выходов коммутатора 52 поступают соответственно на выходы Вых.1, Вых.2 и Вых.3 БФОА 8.

Функциональная схема варианта реализации НВОА 50 (фиг. 16), входящего в состав БФОА 8, как и в ближайшем аналоге [14], содержит три сумматора 58.1, 58.2 и 58.3, три инвертора 59.1, 59.2 и 59.3, датчики 60, 61 и 62 чисел 1, 2 и 3 соответственно, три элемента «И» (ЭИ) 63.1, 63.2 и 63.3, три коммутатора 64.1, 64.2 и 64.3, три ФП 65.1, 65.2 и 65.3 вида sgn(X) и три умножителя 66.1, 66.2 и 66.3, выходы которых являются первым (Вых.1), вторым (Вых.2) и третьим (Вых.3) выходами НВОА 50. Причем, объединенные первые входы сумматоров 58.2 и 58.3 и коммутатора 64.1 являются первым входом (Вх.1) НВОА 50, объединенные второй вход сумматора 58.3 и первые входы сумматора 58.1 и коммутатора 64.2 являются вторым входом (Вх.2) НВОА 50, объединенные первый вход коммутатора 64.3 и вторые входы сумматоров 58.1 и 58.2 являются третьим входом (Вх.3) НВОА 50, вторые входы умножителей 66.1, 66.2 и 66.3 являются соответственно четвертым (Вх.4), пятым (Вх.5) и шестым (Вх.6) входами НВОА 50, а объединенные вторые входы ЭИ 63.1, 63.2 и 63.3 являются седьмым входом (Вх.7) НВОА 50. Кроме того, выходы сумматоров 58.1, 58.2 и 58.3 подсоединены соответственно к входам инверторов 59.1, 59.2 и 59.3, выходы которых подсоединены к вторым входам коммутаторов 64.1, 64.2 и 64.3 соответственно. Выходы датчиков 60, 61 и 62 подсоединены к первым входам ЭИ 63.1, 63.2 и 63.3 соответственно, выходы которых подсоединены к управляющим входам коммутаторов 64.1, 64.2 и 64.3 соответственно. И, наконец, выходы коммутаторов 64.1, 64.2 и 64.3 подсоединены к входам ФП 65.1, 65.2 и 65.3 соответственно, выходы которых подсоединены к первым входам умножителей 66.1, 66.2 и 66.3 соответственно.

НВОА 50, как и в ближайшем аналоге [14], работает следующим образом. Сигналы, соответствующие разностям фаз φ1, φ2 и φ3, амплитудам r1, r2 и r3 разностных сигналов и выбранному значению ν номера антенны с входов Вх.1, Вх.2, Вх.3, Вх.4, Вх.5, Вх.6 и Вх.7 НВОА 50 поступают соответственно на объединенные первые входы сумматоров 58.2 и 58.3 и коммутатора 64.1, на объединенные второй вход сумматора 58.3 и первые входы сумматора 58.1 и коммутатора 64.2, на объединенные первый вход коммутатора 64.3 и вторые входы сумматоров 58.1 и 58.2, на вторые входы умножителей 66.1, 66.2 и 66.3 и на объединенные вторые входы ЭИ 63.1, 63.2 и 63.3. Просуммированные в каждом из сумматоров 58.1, 58.2 и 58.3 сигналы с их выходов поступают соответственно на входы инверторов 59.1, 59.2 и 59.3, где производится изменение их знаков на противоположный и далее, с выходов инверторов 59.1, 59.2 и 59.3 сигналы поступают на вторые входы коммутаторов 64.1, 64.2 и 64.3 соответственно. Сигналы с выходов датчиков 60, 61 и 62 поступают на первые входы ЭИ 63.1, 63.2 и 63.3 соответственно. В каждом из ЭИ 63.1, 63.2 или 63.3 формируется сигнал логической единицы в случае если сигналы, поступившие на его пару входов совпадают, или сигнал логического нуля в противном случае. Сигналы логической единицы или нуля с выходов ЭИ 63.1, 63.2 и 63.3 поступают на управляющие входы коммутаторов 64.1, 64.2 и 64.3 соответственно. В каждом из коммутаторов 64.1, 64.2 и 64.3 по команде, поступающей на его управляющий вход в виде сигнала логического нуля, производится подсоединение его первого входа к выходу, а по команде, поступающей на его управляющий вход в виде логической единицы, производится подсоединение его второго входа к выходу. Сигналы с соответствующих входов коммутаторов 64.1, 64.2 и 64.3 поступают на их выходы и далее - на входы ФП 65.1, 65.2 и 65.3 соответственно. Сигналы, соответствующие единичным функциям знака, с выходов ФП 65.1, 65.2 и 65.3 поступают на первые входы умножителей 66.1, 66.2 и 66.3. Попарно перемноженные в каждом из умножителей 66.1, 66.2 и 66.3 сигналы, соответствующие трем однозначным амплитудным значениям R1, R2 и R3 разностных сигналов с выходов умножителей 66.1, 66.2 и 66.3 поступают соответственно на выходы Вых.1, Вых.2 и Вых.3 НВОА 50.

Функциональная схема варианта реализации ВВОА 51 (фиг. 17), входящего в состав БФОА 8, как и в ближайшем аналоге [14], содержит четыре входных коммутатора 67.1, 67.2, 67.3 и 67.4, четыре умножителя 68.1, 68.2, 68.3 и 68.4, два ФП 69.1 и 69.2 вида sgn(X), инвертор 70 и три выходных коммутатора 71.1, 71.2 и 71.3, причем первый, второй и третий входы коммутатора 67.1 являются соответственно первым (Вх.1), вторым (Вх.2) и третьим (Вх.3) входами ВВОА 51, объединенные первые, объединенные вторые и объединенные третьи входы коммутаторов 67.2, 67.3 и 67.4 являются соответственно четвертым (Вх.4), пятым (Вх.5) и шестым (Вх.6) входами ВВОА 51, объединенные управляющие входы коммутаторов 67.1, 67.2 и 71.1 являются седьмым (Вх.7) входом ВВОА 51, объединенные управляющие входы коммутаторов 67.3 и 71.2 являются восьмым (Вх.8) входом ВВОА 51, объединенные управляющие входы коммутаторов 67.4 и 71.3 являются девятым (Вх.9) входом ВВОА 51, первый и второй входы умножителя 68.1 являются соответственно десятым (Вх.10) и одиннадцатым (Вх.11) входами ВВОА 51, а объединенные первые, объединенные вторые и объединенные третьи выходы коммутаторов 71.1, 71.2 и 71.3 являются соответственно первым (Вых.1), вторым (Вых.2) и третьим (Вых.3) выходами ВВОА 51. Кроме того, выход коммутатора 67.1 подсоединен к входу ФП 69.1, выход которого подсоединен к первому входу умножителя 68.2, второй вход и выход которого подсоединен соответственно к выходу коммутатора 67.2 и входу коммутатора 71.1. Выход коммутатора 67.3 подсоединен к первому входу умножителя 68.3, второй вход и выход которого подсоединены соответственно к выходу умножителя 68.1 и к объединенным входам ФП 69.2 и коммутатора 71.2, а выход ФП 69.2 подсоединен к первому входу умножителя 68.4. И наконец, выход коммутатора 67.4 подсоединен к входу инвертора 70, выход которого подсоединен к второму входу умножителя 68.4, выход которого подсоединен к входу коммутатора 71.3.

ВВОА 51, как и в ближайшем аналоге [14], работает следующим образом. Сигналы, соответствующие разностям фаз φ1, φ2 и φ3, амплитудам r1, r2 и r3 разностных сигналов, выбранным значениям ξ, γ и ν номеров антенн, значению коэффициента p однозначности пеленгования и значению параметра s цикличности номеров антенн с входов Вх.1, Вх.2, Вх.3, Вх.4, Вх.5, Вх.6, Вх.7, Вх.8, Вх.9, Вх.10 и Вх.11 ВВОА 51 поступают соответственно на первый, второй и третий входы коммутатора 67.1, а объединенные первые, объединенные вторые и объединенные третьи входы коммутаторов 67.2, 67.3 и 67.4, на объединенные управляющие входы коммутаторов 67.1, 67.2 и 71.1, на объединенные управляющие входы коммутаторов 67.3 и 71.2, на объединенные управляющие входы коммутаторов 67.4 и 71.3 и на первый и второй входы умножителя 68.1. Перемноженные в умножителе 68.1 сигналы с его выхода поступают на второй вход умножителя 68.3. В каждом из коммутаторов 67.1, 67.2, 67.3 и 67.4 по сигналу, поступающему на его управляющий вход, производится подсоединение к его выходу одного из его входов, порядковый номер которого совпадает со значением номера антенны соответствующего управляющего сигнала. Аналогичным образом в каждом из коммутаторов 71.1, 71.2 и 71.3 по сигналу, поступающему на его управляющий вход, производится подсоединение к его входу одного из его выходов, порядковый номер которого совпадает со значением номера антенны соответствующего управляющего сигнала. Сигналы с вышеупомянутых соответствующим управляющим сигналам входов коммутаторов 67.1, 67.2, 67.3 и 67.4 поступают на их выходы и далее, с их выходов соответственно на вход ФП 69.1, второй вход умножителя 68.2, первый вход умножителя 68.3 и вход инвертора 70. Сигнал с выхода ФП 69.1 поступает на первый вход умножителя 68.2, где производится перемножение пары сигналов, поступивших на его пару входов. Далее сигнал с выхода умножителя 68.2 поступает на вход коммутатора 71.1. После перемножения сигналов, поступивших на пару входов умножителя 68.3 сигнал с его выхода поступает на объединенные входы коммутатора 71.2 и ФП 69.2. После преобразования сигнала в ФП 69.2 сигнал с его выхода поступает на первый вход умножителя 68.4. После преобразования сигнала в инверторе 70 сформированный на его выходе сигнал поступает на второй вход умножителя 68.4, где производится перемножение сигналов, поступивших на его пару входов и после чего, сформированный сигнал с выхода умножителя 68.4 поступает на вход коммутатора 71.3. Сигналы, соответствующие трем однозначным амплитудным значениям Rξ, Rγ и Rν разностных сигналов с входов соответственно коммутаторов 71.1, 71.2 и 71.3 поступают на соответствующие каждому из коммутаторов 71.1, 71.2 и 71.3 одному из выходов, в результате чего упорядоченная совокупность трех сигналов, соответствующих трем однозначным амплитудным значениям R1, R2 и R3 разностных сигналов поступает соответственно на первый (Вых.1), второй (Вых.2) и третий (Вых.3) выходы ВВОА 51.

Функциональная схема варианта реализации ВПЦН 53 (фиг. 18), входящего в состав БФОА 8, как и в ближайшем аналоге [14], содержит элемент «И» (ЭИ) 72, элемент сравнения (ЭС) 73, вычитатель 74, умножитель 75, сумматор 76 и датчики 77 и 78 чисел 1 и 3 соответственно, причем выход датчика 77 подсоединен к объединенным первому входу ЭИ 72 и второму входу вычитателя 74, объединенные второй вход ЭИ 72 и первый вход вычитателя 74 являются первым входом (Вх.1) ВПЦН 53, выходы ЭИ 72 и датчика 78 подсоединены соответственно к паре входов умножителя 75, выходы вычитателя 74 и умножителя 75 подсоединены соответственно к паре входов сумматора 76, выход которого подсоединен к первому входу ЭС 73, а второй вход и выход ЭС 73 являются соответственно вторым входом (Вх.2) и выходом (Вых.) ВПЦН 53.

ВПЦН 53, как и в ближайшем аналоге [14], работает следующим образом. Сигналы, соответствующие выбранным значениям ξ и γ номеров антенн с входов Вх.1 и Вх.2 ВПЦН 53 поступают соответственно на объединенные второй вход ЭИ и первый вход вычитателя 74 и на второй вход ЭС 73. Сигнал, соответствующий числу 1 с выхода датчика 77 поступает на объединенные первый вход ЭИ 72 и второй вход вычитателя 74. При совпадении сигналов, поступивших на пару входов ЭИ 72, на его выходе формируется сигнал, соответствующий 1, а в противном случае - сигнал, соответствующий 0. Пара сигналов с выходов ЭИ 72 и датчика 78 поступает на пару входов умножителя 75, где производится их перемножение. На выходе вычитателя 74 формируется сигнал, соответствующий разности между сигналами, поступившими на его первый и второй входы. Пара сигналов с выходов вычитателя 74 и умножителя 75 поступает соответственно на пару входов сумматора 76, где они суммируются и суммарный сигнал с выхода сумматора 76 поступает на первый вход ЭС 73. В случае равенства сигналов, поступивших на пару входов ЭС 73, на его выходе формируется сигнал, соответствующий значению +1, а в противном случае - сигнал, соответствующий значению -1. Сигнал, соответствующий значению параметра s цикличности номеров антенн, с выхода ЭС 73 поступает на выход (Вых.) ВПЦН 53.

Функциональная схема варианта реализации ABA 11 (фиг. 19), как и в ближайшем аналоге [14], содержит два умножителя 79.1 и 79.2, три вычитателя 80.1, 80.2 и 80.3, ФП 81 вида , выход которого является выходом (Вых.) ABA 11, и датчики 82 и 83 чисел 2 и соответственно, причем выход датчика 82 подсоединен к первому входу умножителя 79.1, второй вход которого является первым входом (Вх.1) ABA 11, а выход подсоединен к первому входу вычитателя 80.1, второй вход которого, объединенный с вторым входом вычитателя 80.3 являются вторым входом (Вх.2) ABA 11, а выход подсоединен к первому входу вычитателя 80.2. Объединенные второй вход вычитателя 80.2 и первый вход вычитателя 80.3 являются третьим входом (Вх.3) ABA 11, а выход вычитателя 80.2 подсоединен к первому входу ФП 81. И, наконец, выходы датчика 83 и вычитателя 80.3 подсоединены соответственно к паре входов умножителя 79.2, выход которого подсоединен к второму входу ФП 81.

ABA 11, как и в ближайшем аналоге [14], работает следующим образом. Сигналы, соответствующие однозначным амплитудным значениям R1, R2 и R3 разностных сигналов с входов Вх.1, Вх.2 и Вх.3 ABA 11 поступают соответственно на второй вход умножителя 79.1, на объединенные вторые входы вычитателей 80.1 и 80.3 и на объединенные первый вход вычитателя 80.3 и второй вход вычитателя 80.2. Сигнал с выхода датчика 82 поступает на первый вход умножителя 79.1, в котором производится перемножение сигналов, поступивших на его пару входов. Сигнал с выхода умножителя 79.1 поступает на первый вход вычитателя 80.1, где из него вычитается сигнал, поступивший на его второй вход. Сигнал с выхода вычитателя 80.1 поступает на первый вход вычитателя 80.2, где из него вычитается сигнал, поступивший на его второй вход. Далее сигнал с выхода вычитателя 80.2 поступает на первый вход ФП 81. В вычитателе 80.3 производится вычитание сигнала, поступившего на его второй вход из сигнала, поступившего на его первый вход. Сигнал с выхода датчика 83 совместно с сигналом с выхода вычитателя 80.3 поступают соответственно на пару умножителей 79.2, где производится их перемножение. И, наконец, сигнал с выхода умножителя 79.2 поступает на второй вход ФП 81. В ФП 81 производится вычисление азимута θR источника радиосигнала и сигнал, соответствующий полученному значению θR с выхода ФП 81 поступает на выход (Вых.) ABA 11. Необходимо отметить, что параметрами X1 и X2 в ФП 81 вида обозначены сигналы, поступающие на его первый и второй входы соответственно.

Функциональная схема варианта реализации ВКСП 12 (фиг. 20), как и в ближайшем аналоге [14], содержит три ФП 84.1, 84.2 и 84.3 вида X2, четыре умножителя 85.1, 85.2, 85.3 и 85.4, два трехвходовых сумматора 86.1 и 86.2, датчик 87 числа 2, инвертор 88, два сумматора 89.1 и 89.2 и последовательно соединенные делитель 90 и ФП 91 вида , причем объединенные вход ФП 84.1 и первые входы умножителей 85.1 и 85.2 являются первым входом (Вх.1) ВКСП 12, объединенные вход ФП 84.2, второй вход умножителя 85.1 и первый вход умножителя 85.3 являются вторым входом (Вх.2) ВКСП 12, объединенные вход ФП 84.3 и вторые входы умножителей 85.2 и 85.3 являются третьим входом (Вх.3) ВКСП 12, а выход ФП 91 является выходом (Вых.) ВКСП 12. Кроме того, выходы ФП 84.1, 84.2 и 84.3 подсоединены соответственно к трем входам сумматора 86.1, выход которого подсоединен к объединенным первым входам сумматоров 89.1 и 89.2, выходы которых подсоединены соответственно к первому и второму входам делителя 90. Выходы умножителей 85.1, 85.2 и 85.3 подсоединены соответственно к трем входам сумматора 86.2, выход которого подсоединен к объединенным второму входу умножителя 85.4 и входу инвертора 88, выход которого подсоединен к второму входу сумматора 89.2. И, наконец, выход датчика 87 подсоединен к первому входу умножителя 85.4, выход которого подсоединен к второму входу сумматора 89.1.

ВКСП 12, как и в ближайшем аналоге [14], работает следующим образом. Сигналы, соответствующие однозначным амплитудным значениям R1, R2 и R3 разностных сигналов с входов Вх.1, Вх.2 и Вх.3 ВКСП 12 поступают соответственно на объединенные вход ФП 84.1 и первые входы умножителей 85.1 и 85.2, на объединенные вход ФП 84.2, второй вход умножителя 85.1 и первый вход умножителя 85.3 и на объединенные вход ФП 84.3 и вторые входы умножителей 85.2 и 85.3. Преобразованные в ФП 84.1, 84.2 и 84.3 сигналы с их выходов поступают соответственно на три входа сумматора 86.1, где производится их суммирование. Просуммированные в сумматоре 86.1 сигналы в виде суммарного сигнала с выхода сумматора 86.1 поступают на объединенные первые входы сумматоров 89.1 и 89.2. Попарно перемноженные в умножителях 85.1, 85.2 и 85.3 сигналы с их выходов поступают соответственно на три входа сумматора 86.2, где производится их суммирование. Просуммированный сигнал с выхода сумматора 86.2 поступает на объединенные вход инвертора 88 и второй вход умножителя 85.4, на первый вход которого поступает сигнал с выхода датчика 87. Сигнал с выхода умножителя 85.4 поступает на второй вход сумматора 89.1, где суммируется с сигналом, поступившим на его первый вход. Сигнал с выхода инвертора 88 поступает на второй вход сумматора 89.2, где суммируется с сигналом, поступившим на его первый вход. Сигналы с выходов сумматоров 89.1 и 89.2 поступают соответственно на первый и второй входы делителя 90. В делителе 90 производится деление амплитуды сигнала, поступившего на его первый вход на амплитуду сигнала, поступившего на его второй вход. Сигнал с выхода делителя 90 поступает на вход ФП 91 вида . После преобразования сигнала в ФП 91 сигнал, соответствующий значению параметра µ, характеризующего наличие квадратурной составляющей помехового сигнала, с выхода ФП 91 поступает на выход (Вых.) ВКСП 12.

Функциональная схема варианта реализации ФВА 13 (фиг. 21), как и в ближайшем аналоге [14], содержит входной коммутатор 92, коммутатор 93, шесть умножителей 94.1, 94.2, 94.3, 94.4, 94.5 и 94.6, три делителя 95.1, 95.2 и 95.3, два вычитателя 96.1 и 96.2, ФП 97 вида arcsin(X), сумматор 98, выходной коммутатор 99, выход которого является выходом (Вых.) ФВА 13, датчики 100, 101, 102 и 103 чисел 1, 2, 3 и π соответственно, и, кроме того, функциональный преобразователь (ФП) 104, совпадающий по схеме с ABA 11 (фиг. 17), причем объединенные первый вход вычитателя 96.1 и управляющий вход коммутатора 93 являются первым входом (Вх.1) ФВА 13, объединенные вторые входы умножителя 94.4 и вычитателя 96.2 являются вторым входом (Вх.2) ФВА 13, первый, второй и третий входы коммутатора 92 являются соответственно третьим (Вх.3), четвертым (Вх.4) и пятым (Вх.5) входами ФВА 13, объединенные управляющие входы коммутаторов 92 и 99 являются шестым входом (Вх.6) ФВА 13, а первый вход умножителя 94.1 и второй вход умножителя 94.2 являются соответственно седьмым (Вх.7) и восьмым (Вх.8) входами ФВА 13. Кроме того, первые, вторые и третьи выходы первой и второй групп выходов коммутатора 92 подсоединены соответственно к первым, вторым и третьим входам ФП 104 и коммутатора 93, выходы которых подсоединены к первым входам соответственно коммутатора 99 и умножителя 94.2. Выход датчика 103 подсоединен к объединенным вторым входам умножителей 94.1, 94.3 и 94.5. Выходы умножителей 94.2 и 94.1 подсоединены соответственно к первому и второму входам делителя 95.1, выход которого подсоединен к входу ФП 97, выход которого подсоединен к первому входу умножителя 94.4. Выход датчика 100 подсоединен к объединенным второму входу вычитателя 96.1 и первому входу вычитателя 96.2, выход которого подсоединен к первому входу умножителя 94.5, выход которого подсоединен к первому входу делителя 95.3. Выход вычитателя 96.1 подсоединен к первому входу умножителя 94.3, выход которого подсоединен к первому входу умножителя 94.6. Выход датчика 101 подсоединен к объединенным вторым входам делителя 95.3 и умножителя 94.6, выход которого совместно с выходом датчика 102 подсоединены соответственно к первому и второму входам делителя 95.2. Выходы делителя 95.2, умножителя 94.4 и делителя 95.3 подсоединены соответственно к трем входам сумматора 98, выход которого подсоединен к второму входу коммутатора 99.

ФВА 13, как и в ближайшем аналоге [14], работает следующим образом. Сигналы, соответствующие выбранному значению ξ номера антенны, значению коэффициента p однозначности пеленгования, разностям фаз φR1, φR2 и φR3 между разностными сигналами, логической единице или логическому нулю и значениям расстояния b между антеннами и длины волны λ радиосигнала с входов Вх.1, Вх.2, Вх.3, Вх.4, Вх.5, Вх.6, Вх.7 и Вх.8 поступают соответственно на объединенные первый вход вычитателя 96.1 и управляющий вход коммутатора 93, на объединенные вторые входы умножителя 94.4 и вычитателя 96.2, на первый, второй и третий входы коммутатора 92, на объединенные управляющие входы коммутаторов 92 и 99, на первый вход умножителя 94.1 и на второй вход умножителя 94.2. В случае поступления с Вх.6 ФВА 13 на объединенные управляющие входы коммутаторов 92 и 99 сигнала логической единицы первый, второй и третий входы коммутатора 92 подсоединяются соответственно к первому, второму и третьему выходам первой группы его выходов, а первый вход коммутатора 99 подсоединяется к его выходу. При этом сигналы с входов Вх.3, Вх.4 и Вх.5 ФВА 13 поступают с первого, второго и третьего входов коммутатора 92 соответственно на первый, второй и третий выходы его первой группы выходов и далее, с вышеупомянутых выходов коммутатора 92 поступают соответственно на первый, второй и третий входы ФП 104. В ФП 104 сигналы, соответствующие разностям фаз φR1, φR2 и φR3 обрабатываются в полном соответствии с правилами обработки сигналов в вышеупомянутом ABA 11. Сигнал, соответствующий полученному значению азимута θφ с выхода ФП 104 поступает на первый вход коммутатора 99 и далее, на выход коммутатора 99. Сигнал, соответствующий полученному значению азимута θφ с выхода коммутатора 99 поступает на выход (Вых.) ФВА 13. В случае поступления с Вх.6 ФВА 13 на объединенные управляющие входы коммутаторов 92 и 99 сигнала логического нуля первый, второй и третий входы коммутатора 92 подсоединяются соответственно к первому, второму и третьему выходам второй группы его выходов, а второй вход коммутатора 99 подсоединяется к его выходу. При этом сигналы с входов Вх.3, Вх.4 и Вх.5 ФВА 13 поступают с первого, второго и третьего входов коммутатора 92 соответственно на первый, второй и третий выходы его второй группы выходов и далее, с вышеупомянутых выходов коммутатора 92 поступают соответственно на первый, второй и третий входы коммутатора 93. В коммутаторе 93 по команде, поступающей на его управляющий вход и соответствующей выбранному значению ξ номера антенны, производится подсоединение его ξ-го входа к его выходу. Далее сигнал, соответствующий выбранному значению разности фаз φ с выхода коммутатора 93 поступает на первый вход умножителя 94.2, в котором производится его перемножение с сигналом, поступившем на его второй вход. Сигнал с выхода датчика 103 поступает на объединенные вторые входы умножителей 94.1, 94.3 и 94.5. В умножителе 94.1 производится перемножение пары сигналов, поступивших на его пару входов. Сигналы с выходов умножителей 94.2 и 94.1 поступают соответственно на первый и второй входы делителя 95.1, где производится деление сигнала, поступившего на его первый вход, на сигнал, поступивший на его второй вход. Сигнал с выхода делителя 95.1 поступает на вход ФП 97, где преобразуется в соответствии с функциональной зависимостью arcsin(X) и с выхода ФП 97 поступает на первый вход умножителя 94.4, где производится его перемножение с сигналом, поступившим на второй вход умножителя 94.4. Сигнал с выхода датчика 100 поступает на объединенные второй вход вычитателя 96.1 и первый вход вычитателя 96.2. В вычитателях 96.1 и 96.2 производится вычитание сигналов, поступивших на их вторые входы из сигналов, поступивших на их первые входы. Сигналы с выходов вычитателей 96.1 и 96.2 поступают на первые входы соответственно умножителей 94.3 и 94.5. Попарно перемноженные в умножителях 94.3 и 94.5 сигналы с их выходов поступают соответственно на первые входы умножителя 94.6 и делителя 95.3. Сигнал с выхода датчика 101 поступает на объединенные вторые входы умножителя 94.6 и делителя 95.3. Пара сигналов, поступивших на входы умножителя 94.6, перемножается и результирующий сигнал с выхода умножителя 94.6 совместно с сигналом с выхода датчика 102 поступают соответственно на первый и второй входы делителя 95.2. В делителях 95.2 и 95.3 производится деление сигналов, поступивших на их первые входы, на сигналы, поступившие на их вторые входы. Сигналы с выходов делителя 95.2, умножителя 94.4 и делителя 95.3 поступают на соответствующие входы сумматора 98, где производится их суммирование. Просуммированный сигнал, соответствующий значению азимута θφ, с выхода сумматора 98 поступает на второй вход коммутатора 99, который соединен с его выходом. Сигнал, соответствующий значению азимута θφ с выхода коммутатора 99 поступает на выход (Вых.) ФВА 13.

Функциональная схема варианта реализации ВПОА 14 (фиг. 22), как и в ближайшем аналоге [14], содержит два вычитателя 105.1 и 105.2, причем первый и второй входы вычитателя 105.1 являются соответственно первым (Вх.1) и вторым (Вх.2) входами ВПОА 14, два ФП 106.1 и 106.2 вида , причем выход ФП 106.2 является выходом (Вых.) ВПОА 14, элемент сравнения (ЭС) 107, два умножителя 108.1 и 108.2, датчик 109 углового параметра π и датчик 110 числа 2, причем выход вычитателя 105.1 подсоединен к входу ФП 106.1, выход которого подсоединен к объединенным первым входам вычитателя 105.2 и ЭС 107, выход датчика 109 подсоединен к объединенным второму входу ЭС 107 и первому входу умножителя 108.1, выход датчика 110 подсоединен к второму входу умножителя 108.1, выходы ЭС 107 и умножителя 108.1 подсоединены соответственно к первому и второму входам умножителя 108.2, выход которого подсоединен к второму входу вычитателя 105.2, выход которого подсоединен к входу ФП 106.2.

ВПОА 14, как и в ближайшем аналоге [14], работает следующим образом. Сигналы, соответствующие значениям θφ и θR азимута источника радиосигнала с входов Вх.1 и Вх.2 поступают соответственно на первый и второй входы вычитателя 105.1. Сигнал, соответствующий разности между вышеупомянутыми значениями азимутов с выхода вычитателя 105.1 поступает на вход ФП 106.1, где производится определение модуля сигнала, поступившего на его вход. Сигнал с выхода ФП 106.1 поступает на объединенные первые входы вычитателя 105.2 и ЭС 107. Сигнал с выхода датчика 109, соответствующий угловому значению параметра π, поступает на объединенные второй вход ЭС и первый вход умножителя 108.1. В ЭС 107 производится сравнение значений сигналов, поступивших на его пару входов. В случае, если сигнал, поступивший на первый вход 107, не меньше сигнала, поступившего на его второй вход, на его выходе формируется сигнал, соответствующий единице, а в противном случае - сигнал, соответствующий нулю. Сигнал с выхода датчика 110 поступает на второй вход умножителя 108.1, где производится перемножение сигналов, поступивших на его пару входов. Сигналы с выходов ЭС 107 и умножителя 108.1 поступают соответственно на пару входов умножителя 108.2, где производится их перемножение. Сигнал с выхода умножителя 108.2 поступает на второй вход вычитателя 105.2. В вычитателе 105.2 производится определение разности между сигналами, поступившими на его первый и второй входы соответственно. Сигнал с выхода вычитателя 105.2 поступает на вход ФП 106.2, где производится определение его модуля. Сигнал, соответствующий погрешности Δθ оценки азимута, с выхода ФП 106.2 поступает на выход (Вых.) ВПОА 14.

Вариант реализации ВАПК 15, как и в ближайшем аналоге [14], представляет собой элемент сравнения, формирующий на выходе сигнал в виде логической единицы, в случае, если сигнал, поступивший на его первый вход не меньше сигнала, поступившего на его второй вход, или сигнал в виде логического нуля в противном случае.

Функциональная схема варианта реализации ВУМ 16 (фиг. 23) содержит два ФП 111.1 и 111.2 вида , восемь умножителей 112.1, 112.2, 112.3, 112.4, 112.5, 112.6, 112.7 и 112.8, датчики 113, 114, 115, 116 и 117 чисел π, 2, 3, 1 и 0 соответственно, два делителя 118.1 и 118.2, два элемента сравнения (ЭС) 119.1 и 119.2, четыре коммутатора 120.1, 120.2, 120.3 и 120.4 и два ФП 121.1 и 121.2 вида arccos(X).

При этом первый, второй и третий входы ФП 111.1 вида , управляющие входы коммутаторов 120.3 и 120.4, второй вход умножителя 112.1, первый вход умножителя 112.2, первый, второй и третий входы ФП 111.2 вида , первый и второй входы умножителя 112.3 и первый вход умножителя 112.4 является соответственно первым (Вх.1), вторым (Вх.2), третьим (Вх.3), четвертым (Вх.4), пятым (Вх.5), шестым (Вх.6), седьмым (Вх.7), восьмым (Вх.8), девятым (Вх.9), десятым (Вх.10), одиннадцатым (Вх.11), двенадцатым (Вх.12) и тринадцатым (Вх.13) входами ВУМ 16. Кроме того, выходы ФП 111.2 и 111.2 вида подсоединены к первым входам умножителей 112.7 и 112.8 соответственно. Выход датчика 113 подсоединен к первому входу умножителя 112.1. Выход датчика 114 подсоединен к объединенным вторым входам умножителей 112.2 и 112.4. Выход датчика 115 подсоединен к объединенным второму входу умножителя 112.5 и первому входу умножителя 112.6. Выходы умножителей 112.1 и 112.3 подсоединены соответственно к первому входу умножителя 112.5 и второму входу умножителя 112.6. Выходы умножителей 112.2 и 112.4 подсоединены соответственно к первым входам делителей 118.1 и 118.2 соответственно. Выходы умножителей 112.5 и 112.6 подсоединены соответственно к вторым входам делителей 118.1 и 118.2 соответственно. Выходы делителей 118.1 и 118.2 подсоединены к вторым входам умножителей 112.7 и 112.8 соответственно. Выходы умножителей 112.7 и 112.8 подсоединены соответственно к объединенным первым входам ЭС 119.1 и коммутатора 120.1 и к объединенным первым входам ЭС 119.2 и коммутатора 120.2. Выход датчика 116 подсоединен к объединенным вторым входам ЭС 119.1, ЭС 119.2, коммутатора 120.1 и коммутатора 120.2. Выходы ЭС 119.1 и ЭС 119.2 подсоединены к управляющим входам коммутаторов 120.1 и 120.2 соответственно. Выходы коммутаторов 120.1 и 120.2 подсоединены к входам ФП 121.1 и 121.2 соответственно. Выходы датчика 117 и ФП 121.2 подсоединены соответственно к первому и второму входам коммутатора 120.4. И, наконец, выходы ФП 121.1 и коммутатора 120.4 подсоединены соответственно к первому и второму входам коммутатора 120.3, выход которого является выходом (Вых.) ВУМ 16.

ВУМ 16 работает следующим образом. Сигналы, соответствующие трем разностям фаз φR1, φR2 и φR3 между разностными сигналами, первому и второму сигналам логических единиц или нулей, расстоянию b между антеннами и длине волны λ радиосигнала, с входов Вх.1, Вх.2, Вх.3, Вх.4, Вх.5, Вх.6 и Вх.7 ВУМ 16 поступают соответственно на первый, второй и третий входы ФП 111.1 вида , управляющие входы коммутаторов 120.3 и 120.4, второй вход умножителя 112.1 и первый вход умножителя 112.2. Сигналы, соответствующие трем однозначным амплитудным значениям разностных сигналов R1, R2 и R3, среднему значению uΣ амплитуд сигналов, когерентно принятых двумя антеннами антенной решетки, значению эффективной действующей длины пары антенн с разностной диаграммой направленности hR и значению эффективной действующей длины антенн антенной решетки hp=h1 в случае если p=1 или значению эффективной действующей длины антенн антенной решетки hp=h-1 в случае если p=-1, с входов Вх.8, Вх.9, Вх.10, Вх.11, Вх.12 и Вх.13 ВУМ 16 поступают соответственно на первый, второй и третий входы ФП 111.2 вида , первый и второй входы умножителя 112.3 и первый вход умножителя 112.4.

Сигналы, преобразованные в ФП 111.1 и 111.2 с их выходов поступают на первые входы умножителей 112.7 и 112.8 соответственно. Сигнал с выхода датчика 114 поступает на объединенные вторые входы умножителей 112.2 и 112.4. После перемножения сигналов в умножителях 112.2, 112.3 и 112.4 сигналы с их выходов поступает на первый вход делителя 118.1, второй вход умножителя 112.6 и первый вход делителя 118.2 соответственно. Сигнал с выхода датчика 113 поступает на первый вход умножителя 112.1, где производится его перемножение с сигналом, поступившим на его второй вход. Сигналы с выходов умножителя 112.1 и датчика 115 поступают соответственно на первый вход умножителя 112.5 и на объединенные второй вход умножителя 112.5 и первый вход умножителя 112.6. После перемножения сигналов в умножителях 112.5 и 112.6 сигналы с их выходов поступают на вторые входы делителей 118.1 и 118.2. В делителях 118.1 и 118.2 производится деление сигналов, поступивших на их первые входы, на сигналы, поступившие на их вторые входы. Сигналы с выходов делителей 118.1 и 118.2 поступают на вторые входы умножителей 112.7 и 112.8 соответственно, где производится их перемножение с сигналами, поступившими на их первые входы. Сигналы с выходов умножителей 112.7 и 112.8 поступают соответственно на объединенные первые входы ЭС 119.1 и коммутатора 120.1 и на объединенные первые входы ЭС 119.2 и коммутатора 120.2. Сигнал с выхода датчика 116 поступает на объединенные вторые входы ЭС 119.1 и 119.2 и коммутаторов 120.1 и 120.2. В 119.1 и 119.2 формируются сигналы логической единицы в случае, если сигналы, поступившие на их первые входы меньше сигналов, поступивших на их вторые входы, или сигналы логического нуля в противном случае. Сигналы логической единицы или нуля с выходов ЭС 119.1 и 119.2 поступает на управляющие входы коммутаторов 120.1 и 120.2 соответственно. В случае поступления на управляющие, входы коммутаторов 120.1 и 120.2 сигналов логической единицы их первые входы подсоединяется к их выходам и, соответственно, сигналы с их первых входов поступают на их выходы соответственно, а в случае поступления на управляющие входы коммутаторов 120.1 и 120.2 сигналов логического нуля их вторые входы подсоединяются к их выходам и, соответственно, сигнал с их вторых входов поступают на их выходы соответственно. Сигналы с выходов коммутаторов 120.1 и 120.2 поступают на входы ФП 121.1 и 121.2 соответственно, после преобразования в которых, с выходов ФП 121.1 и 121.2 сигналы поступают соответственно на первый вход коммутатора 120.3 и второй вход коммутатора 120.4. В случае поступления на управляющий вход коммутатора 120.4 сигнала логической единицы его первый вход подсоединяется к его выходу и, соответственно, сигнал с его первого входа поступает на его выход, а в случае поступления на управляющий вход коммутатора 120.4 сигнала логического нуля его второй вход подсоединяется к его выходу и, соответственно, сигнал с его второго входа поступает на его выход. Сигнал с выхода коммутатора 120.4 поступает на второй вход коммутатора 120.3. В случае поступления на управляющий вход коммутатора 120.3 сигнала логической единицы его первый вход подсоединяется к его выходу и, соответственно, сигнал с его первого входа поступает на его выход, а в случае поступления на управляющий вход коммутатора 120.3 логического нуля его второй вход подсоединяется к его выходу и, соответственно, сигнал с его второго входа поступает на его выход. Сигнал, соответствующий полученному в пределах от 0 до радиан значению угла места β источника радиосигнала, характеризуемого как угол между направлением вектора распространения электромагнитной волны радиосигнала и плоскостью пеленгования, с выхода коммутатора 120.3 поступает на выход (Вых.) ВУМ 16, который служит угломестной выходной шиной радиопеленгатора.

Функциональная схема варианта реализации каждого из ФП 111.1 и

111.2 вида (фиг. 24) содержит три ФП 122.1, 122.2 и 122.3 вида X2, три умножителя 123.1, 123.2 и 123.3, два сумматора 124.1 и 124.2, вычитатель 125, ФП 126 вида |X| и ФП 127 вида . При этом объединенные вход ФП 122.1 и первые входы умножителей 123.1 и 123.2 являются первым входом (Вх.1) ФП 111.1 (111.2). Объединенные вход ФП 122.2, второй вход умножителя 123.1 и первый вход умножителя 123.3 являются вторым входом (Вх.2) ФП 111.1 (111.2). Объединенные вход ФП 122.3 и вторые входы умножителей 123.2 и 123.3 являются третьим входом (Вх.3) ФП 111.1 (111.2). Кроме того, выходы ФП 122.1, 122.2 и 122.3 и умножителей 123.1, 123.2 и 123.3 подсоединены соответственно к первому, второму и третьему входам сумматоров 124.1 и 124.2, выходы которых подсоединены соответственно к первому и второму входам вычитателя 125, выход которого подсоединен к входу ФП 126, выход которого подсоединен к входу ФП 127, выход которого является выходом (Вых.) ФП 111.1(111.2).

ФП 111.1 (111.2) вида работает следующим образом. Сигналы, соответствующие трем разностям фаз φR1, φR2 и φR3 между разностными сигналами (трем однозначным амплитудным значениям разностных сигналов R1, R2 и R3), с входов Вх.1, Вх.2 и Вх.3 ФП 111.1 (111.2) поступают соответственно на объединенные вход ФП 122.1 и первые входы умножителей 123.1 и 123.2, на объединенные вход ФП 122.2, второй вход умножителя 123.1 и первый вход умножителя 123.3 и на объединенные вход ФП 122.3 и вторые входы умножителей 123.2 и 123.3. Сигналы, преобразованные в ФП 122.1, 122.2 и 122.3 с их выходов поступают на соответствующие входы сумматора 124.1. Попарно перемноженные сигналы с выходов умножителей 123.1, 123.2 и 123.3 поступают на соответствующие входы сумматора 124.2. Сигналы, просуммированные в каждом из сумматоров 124.1 и 124.2, с их выходов поступают соответственно на первый и второй входы вычитателя 125. После вычитания из сигнала, поступившего на первый вход вычитателя 125, сигнала, поступившего на его второй вход, полученный разностный сигнал с выхода вычитателя 125 поступает на вход ФП 126, где производится определение его модуля. Сигнал с выхода ФП 126 поступает на вход ФП 127, где преобразуется в соответствии с функциональной зависимостью и с выхода ФП 127 поступает на выход (Вых.) ФП 111.1 (111.2). Необходимо отметить, что параметрами X1, X2 и X3 в ФП 111.1 (111.2) вида обозначены сигналы, поступающие на его первый, второй и третий входы соответственно.

Функциональная схема варианта реализации БОА 17 (фиг. 25), как и в ближайшем аналоге [14], содержит вычитатель 128, два сумматора 129.1 и 129.2, делитель 130, ФП 131 вида |X|, элемент сравнения (ЭС) 132, умножитель 133, два коммутатора 134.1 и 134.2 и датчики 135 и 136 значения π и числа 2 соответственно, причем управляющий вход коммутатора 134.1 является первым входом (Вх.1) БОА 17, а выход коммутатора 134.1 является выходом (Вых.) БОА 17, объединенные вторые входы вычитателя 128 и сумматора 129.1 являются вторым входом (Вх.2) БОА 17, объединенные первые входы вычитателя 128 и сумматора 129.1 и второй вход коммутатора 134.2 являются третьим входом (Вх.3) БОА 17, а управляющий вход коммутатора 134.2 является четвертым входом (Вх.4) БОА 17. Кроме того, выход вычитателя 128 подсоединен к входу ФП 131, выход которого подсоединен к первому входу ЭС 132. Выход датчика 135 подсоединен к объединенным вторым входам ЭС 132 и умножителя 133. Выход ЭС 132 подсоединен к первому входу умножителя 133. Выход сумматора 129.1 совместно с выходом датчика 136 подсоединены соответственно к первому и второму входам делителя 130, выход которого совместно с выходом умножителя 133 подсоединены соответственно к паре входов сумматора 129.2, выход которого подсоединен к объединенным первым входам коммутаторов 134.1 и 134.2.

БОА 17, как и в ближайшем аналоге [14], работает следующим образом. Сигналы, соответствующие первому сигналу логической единицы или нуля, значению азимута θφ, значению азимута θR и второму сигналу логических единицы или нуля с входов Вх.1, Вх.2, Вх.3 и Вх.4 БОА 17 поступают соответственно на управляющий вход коммутатора 134.1, на объединенные входы вычитателя 128 и сумматора 129.1, на объединенные первые входы вычитателя 128 и сумматора 129.1 и второй вход коммутатора 134.2 и на управляющий вход коммутатора 134.2. Сигнал с выхода вычитателя 128 поступает на вход ФП 131 и далее, с его выхода поступает на первый вход ЭС 132. Суммарный сигнал с выхода сумматора 129.1 и сигнал с выхода датчика 136 поступают соответственно на первый и второй входы делителя 130, где производится деление сигнала, поступившего на его первый вход, на сигнал, поступившего на его второй вход. Сигнал с выхода датчика 135 поступает на объединенные вторые входы ЭС 132 и умножителя 133. На выходе ЭС 132 формируется сигнал, соответствующий единице в случае, если сигнал, поступивший на его первый вход не меньше сигнала, поступившего на его второй вход, или сигнал соответствующий нулю, в противном случае. Сигнал с выхода ЭС 132 поступает на первый вход умножителя 133, где производится его перемножение с сигналом, поступившим на его второй вход. Сигналы с выходов умножителя 133 и делителя 130 поступают соответственно на пару входов сумматора 129.2, где производится их суммирование. Сигнал с выхода сумматора 129.2 поступает на объединенные первые входы коммутаторов 134.1 и 134.2. В случае поступления на управляющий вход коммутатора 134.2 сигнала логической единицы его первый вход подсоединяется к его выходу и, соответственно, сигнал с его первого входа поступает на его выход. В случае поступления на управляющий вход коммутатора 134.2 сигнала логического нуля его второй вход подсоединяется к его выходу, и, соответственно, сигнал с его второго входа поступает на его выход. В случае поступления на управляющий вход коммутатора 134.1 сигнала логической единицы его первый вход подсоединяется к его выходу, и, соответственно, сигнал с его первого входа поступает на его выход. А в случае поступления на управляющий вход коммутатора 134.1 сигнала логического нуля его второй вход подсоединяется к его выходу, и, соответственно, сигнал с его второго входа поступает на его выход. Сигнал, соответствующий полученному в пределах от 0 до 2π радиан однозначному значению азимута θ источника радиосигнала, характеризуемого как угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки между осевой линией антенной решетки и проекцией направления вектора распространения электромагнитной волны радиосигнала на плоскость пеленгования, с выхода коммутатора 134.1 поступает на выход (Вых.) БОА 17, который служит азимутальной выходной шиной радиопеленгатора.

Функциональная схема варианта реализации каждого из БФРС 4.1, 4.2 и 4.3 (фиг. 26), как и в ближайшем аналоге [14], содержит два вычитателя 137.1 и 137.2, два ФП 138.1 и 138.2 вида X2 и последовательно соединенные сумматор 139 и ФП 140 вида , причем первые входы вычитателей 137.1 и 137.2 являются соответственно первым (Вх.11) и вторым (Вх.12) входами первой пары входов БФРС 4.1 (4.2, 4.3), вторые входы вычитателей 137.1 и 137.2 являются соответственно первым (Вх.21) и вторым (Вх.22) входами второй пары входов БФРС 4.1 (4.2, 4.3), выход вычитателя 137.1 подсоединен к входу ФП 138.1 и одновременно является вторым выходом (Вых.2) БФРС 4.1 (4.2, 4.3), выход вычитателя 137.2 подсоединен к входу ФП 138.2 и одновременно является третьим выходом (Вых.3) БФРС 4.1 (4.2, 4.3), выходы ФП 138.1 и 138.2 подсоединены соответственно к паре входов сумматора 139, а выход ФП 140 является первым выходом (Вых.1) БФРС 4.1 (4.2, 4.3).

БФРС 4.1 (4.2, 4.3), как и в ближайшем аналоге [14], работает следующим образом. Сигналы, соответствующие действительной и мнимой составляющим первого сигнала, действительной и мнимой составляющими второго сигнала с входов Вх.11, Вх.12, Вх.21 и Вх.22 БФРС 4.1 (4.2, 4.3) поступают соответственно на первые входы вычитателей 137.1 и 137.2 и на вторые входы вычитателей 137.1 и 137.2. В каждом из вычитателей 137.1 и 137.2 производится вычитание сигнала, поступившего на его второй вход из сигнала, поступившего на его первый вход. Сигналы с выходов вычитателей 137.1 и 137.2, соответствующие действительной и мнимой составляющим разностного сигнала, поступают соответственно на входы ФП 138.1 и 138.2 и, кроме того, соответственно, на второй (Вых.2) и третий (Вых.3) выходы БФРС 4.1 (4.2, 4.3). После преобразования сигналов в ФП 138.1 и 138.2 сигналы с их выходов поступают соответственно на пару входов сумматора 139, где они суммируются и далее, просуммированный сигнал с выхода сумматора 139 поступает на вход ФП 140. После преобразования сигнала в ФП 140 сигнал, соответствующий амплитудному значению разностного сигнала, с выхода ФП 140 поступает на первый выход (Вых.1) БФРС 4.1 (4.2, 4.3).

Функциональная схема варианта реализации ДПВ 18 (фиг. 27) содержит датчик 141 априорно известного расстояния b между антеннами антенной решетки, датчик 142 длины волны λ радиосигнала, датчик 143 априорно известного среднего значения Kmid коэффициента неравномерности диаграмм направленности антенн в составе антенной решетки, датчик 144 априорно известной минимально допустимой амплитуды разностного сигнала rmin, датчик 145 априорно известной максимально допустимой ошибки Δθmax определения азимута, датчик 146 априорно известной эффективной действующей длины пары антенн с разностной диаграммой направленности hR, датчик 147 априорно известной эффективной действующей длины антенн антенной решетки h1, датчик 148 априорно известной эффективной действующей длины антенн антенной решетки h-1 и коммутатор 149, причем вход датчика 142 и управляющий вход коммутатора 149 являются соответственно первым (Упр.1) и вторым (Упр.2) управляющими входами ДПВ 18, а выходы датчиков 141, 142, 143, 144, 145 и 146 и коммутатора 149 являются соответственно первым (Вых.1), вторым (Вых.2), третьим (Вых.3), четвертым (Вых.4), пятым (Вых.5), шестым (Вых.6) и седьмым (Вых.7) выходами ДПВ 18. Кроме того, выходы датчиков 147 и 148 подсоединены соответственно к первому и второму входам коммутатора 149.

ДПВ 18 работает следующим образом. По сигналу, соответствующему частоте f, на которую настраиваются РПБ 2.1, 2.2 и 2.3, поступающему с первого управляющего входа (Упр.1) ДПВ 18 на вход датчика 141, в датчике 141, как и в ближайшем аналоге [14], формируется сигнал, соответствующий длине волны , причем значения λ должны удовлетворять условию λ≤1,5b. Сигналы, соответствующие априорно известным эффективным действующим длинам антенн антенной решетки h1 и h-1, с выходов датчиков 147 и 148 поступают соответственно на первый и второй входы коммутатора 149. Сигнал, соответствующий значению коэффициента однозначности пеленгования p=1 или p=-1, поступает с второго управляющего входа (Упр.2) ДПВ 18 на управляющий вход коммутатора 149. В случае поступления на управляющий вход коммутатора 149 сигнала, соответствующего значению коэффициента однозначности пеленгования p=1, его первый вход подсоединяется к его выходу и, соответственно, сигнал с его первого входа, соответствующий априорно известной эффективной действующей длине антенн антенной решетки h1, поступает на его выход, а в случае поступления на управляющий вход коммутатора 149 сигнала, соответствующего значению коэффициента однозначности пеленгования p=-1, его второй вход подсоединяются к его выходу и, соответственно, сигнал, соответствующий априорно известной эффективной действующей длине антенн антенной решетки h-1, с его второго входа поступает на его, выход.

Сигналы с выходов датчиков 141, 142, 143, 144, 145 и 146, соответствующие априорно известному расстоянию b между антеннами антенной решетки, длине волны λ радиосигнала, априорно известному среднему значению Kmid коэффициента неравномерности диаграмм направленности антенн в составе антенной решетки, априорно известной минимально допустимой амплитуде разностного сигнала rmin, априорно известной максимально допустимой ошибке Δθmax определения азимута и априорно известной эффективной действующей длине пары антенн с разностной диаграммой направленности hR поступают соответственно на первый (Вых.1), второй (Вых.2), третий (Вых.3), четвертый (Вых.4), пятый (Вых.5) и шестой (Вых.6) выходы ДПВ 18. Кроме того, сигнал с выхода коммутатора 149, соответствующий априорно известному значению эффективной действующей длины антенн антенной решетки hp=h1 в случае если p=1 или априорно известному значению эффективной действующей длины антенн антенной решетки hp=h-1 в случае если p=-1, поступает седьмой выход (Вых.7) ДПВ 18.

При этом относительно значений априорно известных параметров Kmid, rmin, Δθmax, hR, h1 и h-1 формируемых на вышеупомянутых выходах ДПВ 18 дополнительно отметим следующее.

Рекомендуемое априорно известное среднее значение Kmid коэффициента неравномерности диаграмм направленности антенн в составе антенной решетки, как и в ближайшем аналоге [14], составляет 0,84.

Рекомендуемое априорно известное значение минимально допустимой амплитуды разностного сигнала rmin, как и в ближайшем аналоге [14], определяется по формуле (80). При этом, с учетом (3) и (19), в зависимости от отношения , изменяющегося, например, в пределах при случайной СКО σθr=1° значение qmin выбирается в пределах 40≤qmin≤10 соответственно, а при σθr=2° - в пределах 20≤qmin≤5 соответственно [14]. Кроме того, действующее значение напряжения внутреннего шума Ueff каналов формирования разностных сигналов, как отмечалось ранее, зависит от технической реализации РПБ 2.1, 2.2 и 2.3 и определяется с учетом известной формулы Найквиста [18. Радиоприемные устройства. Учебник для вузов / Под ред. В.И. Сифорова. - М.: Сов. радио, 1974. - 560 с.] для одного радиоприемного канала и с учетом увеличения в раз напряжения внутреннего шума (из-за использования для формирования разностных сигналов двух радиоприемных каналов, шумы в которых некоррелированы), в соответствии с соотношением [14]

где k0=1,38·10-23 Вт/(Гц·К) - постоянная Больцмана;

T0=288 K - стандартная абсолютная температура;

Nш - коэффициент шума РПБ 2.1, 2.2 и 2.3;

Rвх - входное сопротивление РПБ 2.1, 2.2 и 2.3;

Δf - полоса элементарного частотного канала РПБ 2.1, 2.2 и 2.3.

Так, при типовых значениях радиоприемных устройств Nш=10, Rвх=50 Ом и Δf=2кГц из (155) получаем [14]

С учетом вышеизложенного, например, при σθr=1° в зависимости от отношения , изменяющегося, в частности, в пределах рекомендуемые значения rmin составляют [14]

Рекомендуемое априорно известное значение максимально допустимой ошибки Δθmax определения азимута в соответствии с (133) составляет (2÷2,5)°[14].

Априорно известное значение эффективной действующей длины пары антенн с разностной диаграммой направленности hR, соответствующее значению разностной диаграммы направленности в плоскости пеленгования в направлении, проходящем через фазовые центры пары антенн, зависящее от электродинамических размеров антенн, конструкции антенной решетки и мачтового устройства, может быть определено по формуле (123) или определено экспериментальным путем.

Априорно известное значение эффективной действующей длины антенн антенной решетки h1 для случая значения коэффициента однозначности пеленгования р=1, соответствующее значению диаграммы направленности антенны в плоскости пеленгования (при β=0) в направлении, ориентированном относительно направления, проходящего через центр антенной решетки и фазовый центр антенны под углом радиан, зависящее от электродинамических размеров антенн, конструкции антенной решетки, мачтового устройства, может быть определено по формуле (148) или определено экспериментальным путем.

Априорно известное значение эффективной действующей длины антенн антенной решетки h-1 для случая значения коэффициента однозначности пеленгования p=-1, соответствующее значению диаграммы направленности антенны в плоскости пеленгования (при β=0) в направлении, ориентированном относительно направления, проходящего через центр антенной решетки и фазовый центр антенны под углом радиан, зависящее от электродинамических размеров антенн, конструкции антенной решетки, мачтового устройства, может быть определено по формуле (151) или определено экспериментальным путем.

Следует отметить, что зависимости угломестных методических ошибок Δβsh определения угла места β источника радиосигнала по формуле (93), обусловленных относительной погрешностью Δh теоретической или экспериментальной оценки отношений параметров и , могут быть представлены в виде

При этом, например, в случае относительной погрешности Δh теоретической или экспериментальной оценки отношении параметров и , не превышающей 1%, согласно (165) максимальные методические ошибки Δβsh определения угла места β источника радиосигнала при истинных значениях угла места β, изменяющихся в пределах (0÷85)°, не превышают (8,1÷0,05)° соответственно.

Специалистам понятно, что варианты реализации различных блоков функциональной схемы радиопеленгатора (фиг. 8) могут иметь различные конструктивные отличия, не являющиеся предметом настоящего изобретения. Так, варианты реализации антенн 1.1, 1.2 и 1.3 приведены, например, в [2], [19. Гавеля Н.П., Истрашкин А.Д., Муравьев Ю.К., Серков В.П. Антенны. Часть 1 / Под ред. Ю.К. Муравьева. - Л.: ВКАС, 1963. - 630 с.], [20. Драбкин А.Л., Зузенко В.Л., Кислов А.Г. Антенно-фидерные устройства. - М.: Сов. радио, 1974. - 536 с.], радиоприемных блоков 2.1, 2.2 и 2.3 - в [21. Рембовский A.M., Ашихмин А.В., Козьмин В.А. Радиомониторинг: задачи, методы, средства / Под редакцией A.M. Рембовского. - М.: Горячая линия - Телеком, 2006. - 492 с.], [22. Побережский Е.С. Цифровые радиоприемные устройства. - М.: Радио и связь. - 184 с.], [23. Ашихмин А.В. Сергеев В.Б., Сергиенко А.Р. Радиоприемные тракты комплексов автоматизированного радиоконтроля: особенности, решения и перспективы. - Специальная техника, специальный выпуск, 2002, с. 57-64], [24. Литюк В.И., Литюк Л.В. Методы цифровой многопроцессорной обработки ансамблей радиосигналов. - М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2007. - 592 с.]. Реализация других блоков устройства и их функциональных элементов, основанных на цифровой обработке сигналов, описана в ряде работ [24], [25. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. - СПб.: Питер, 2003. - 608 с.], [26. Шевкоплес Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения: Справочник. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1990. - 512 с.], [27. Лебедев О.М. Микросхемы памяти и их применение. - М.: Радио и связь, 1990. - 160 с.].

Заявленные способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления реализованы при модернизации семейства радиоэлектронных комплексов обнаружения и определения местоположения источников радиоизлучения.

Внешний вид варианта реализации эквидистантной кольцевой антенной решетки, содержащей три идентичных ненаправленных осесимметричных антенны вибраторного типа в симметричном исполнении с вышеупомянутыми электродинамическими размерами, размещенной на мачтовом устройстве, обеспечивающей функционирование радиопеленгатора в соответствии с заявленным способом радиопеленгования в рабочем диапазоне изменения длин волн λ радиосигнала с коэффициентом перекрытия max и λmin - максимальная и минимальная длина волны рабочего диапазона длин волн) представлен на фиг. 28. Внешний вид варианта реализации трехлитерной эквидистантной кольцевой антенной решетки, предназначенной для функционирования в трех различных рабочих диапазонах длин волн, размещенной на мачтовом устройстве, обеспечивающей функционирование радиопеленгатора в соответствии с заявленным способом радиопеленгования в рабочем диапазоне изменения длин волн λ радиосигнала с коэффициентом перекрытия Kλ=35 представлен на фиг. 29.

Внешний вид варианта реализации аппаратной стойки радиопеленгатора, включающей все остальные блоки радиопеленгатора (без антенн 1.1, 1.2 и 1.3 вышеупомянутой антенной решетки) представлен на фиг. 30.

Радиоприемные блоки 2.1, 2.2 и 2.3 радиопеленгатора реализованы в соответствии с рекомендациями, изложенными в [21] и [24], по схеме супергетеродинного трехканального радиоприемного устройства с трехкратным преобразованием частоты, с использованием параллельно-последовательного способа обзора рабочего диапазона частот и аналого-цифрового преобразования радиосигналов с получением их спектральных характеристик на основе быстрого преобразования Фурье. При этом для осуществления дискретизации сигналов в варианте реализации РПБ 2.1, 2.2 и 2.3 используется 14-ти разрядный аналого-цифровой преобразователь AD6644 фирмы Analog Devices [28. Analog devices (2001). Reference Manual AD6644, Analog devices corp. www.analog.com\pub\] и микросхемы DIGITAL DOWN CONVERTER (DDC) AD6224 фирмы Analog Devices [29. Analog devices (2002). Reference Manual AD6224, Analog devices corp. www.analog.com\pub\]. Для получения спектральных характеристик радиосигналов на основе быстрого преобразования Фурье в варианте реализации РПБ 2.1, 2.2 и 2.3 используется цифровой сигнальный процессор ADSP TS-202 фирмы Analog Devices [30. Analog devices (2004). TigerSharc processor hardware reference. Analog devices corp. www.analog.com\pub\]. который имеет суперскалярную архитектуру, оптимизирован для задач цифровой обработки сигналов и выполняет преобразование Фурье радиосигналов, например, на 1024 точки за 20 мкс.

Блоки БИРФ 3.1, 3.2 и 3.2, БФРС 4.1, 4.2 и 4.3, БФКН 5, ВКОП 7, БФОА 8, ВШПК 9, БОРФ 10, ABA 11, ВКСП 12, ФВА 13, ВПОА 14, ВАПК 15, ВУМ 16, БОА 17, ДПВ 18 и компаратор 6, реализованы на базе сигнального процессора ADSP TS-201 фирмы Analog Devices [30].

В варианте реализации радиопеленгатора генератор управляющих сигналов 19 выполнен на базе программируемой логической интегральной схемы фирмы Altera [24].

Заявленный способ радиопеленгования по сравнению с наиболее близким аналогом [14] обеспечивает возможность определения угла наклона фронта электромагнитных волн (угла места источника радиосигнала), распространяющихся в азимутальных направлениях, близких к линиям, проходящим через центр антенной решетки и фазовый центр любой из антенн антенной решетки, в условиях априорной неопределенности искажений пространственно-временной структуры электромагнитных волн пеленгуемых радиосигналов из-за электродинамического взаимодействия между антеннами пеленгационного измерителя и влияния мачтового устройства.

Заявленный радиопеленгатор, реализующий заявленный способ радиопеленгования, по сравнению с наиболее близким аналогом [14] обеспечивает повышение точности результатов пеленгования по углу места в круговом азимутальном секторе 360°.

Заявленные способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления по сравнению с другими аналогами [11], [13] позволяет определять угол места источника радиосигнала с меньшими на порядок методическими ошибками, обусловленными электродинамическим взаимодействием антенн антенной решетки и мачтового устройства.

Наиболее успешно заявленные способ радиопеленгования и радиопеленгатор для его осуществления могут быть использованы в широкодиапазонных быстродействующих мобильных комплексах обнаружения и определения местоположения источников радиоизлучения в пространстве, предназначенных, в том числе, для функционирования в сложной радиоэлектронной обстановке.

1. Способ радиопеленгования, включающий когерентный прием радиосигнала с помощью трех антенн, выполненных идентичными ненаправленными осесимметричными вибраторного типа с геометрическими размерами по их осям симметрии, соизмеримыми с длиной волны λ радиосигнала, образующих в плоскости пеленгования антенную решетку - кольцевую и эквидистантную, причем фазовые центры антенн размещены на прямых линиях, расположенных в плоскости антенной решетки, проходящих через центр антенной решетки и ориентированных относительно прямой линии, являющейся осевой линией антенной решетки, проходящей через центр антенной решетки и фазовый центр одной из антенн антенной решетки под соответствующими углами αj, определяемыми в радианах по формуле

где j=1, 2, 3 - порядковый номер антенн антенной решетки, а за первый порядковый номер антенны антенной решетки принята антенна, через фазовый центр которой проходит осевая линия антенной решетки, причем расстояние b между антеннами выбрано не превышающим двух третьих длины волны λ радиосигнала, измерение амплитудных значений uj сигналов, когерентно принятых j-ми антеннами антенной решетки, и разностей фаз φj между сигналами и когерентно принятыми n-й и k-й антеннами, в соответствии с формулами


где


- символ Кронекера,
формирование разностных сигналов и их амплитудных значений rj по формулам


формирование коэффициентов Pj и Kj неравномерности диаграмм направленности антенн в составе антенной решетки по формулам


где- знаковая функция,
выбор из трех значений индексов j порядковых номеров антенн j=1, j=2 или j=3 одного значения индекса ξ, одного значения индекса γ и одного значения индекса ν, не равных между собой, из условия
rζPζ≤rγPγ≤rνPν,
причем значению индекса ξ присваивают значение индекса j, при котором произведение rjPj является минимальным или одним из минимальных при равенстве вышеупомянутых произведений, а значению индекса ν присваивают значение индекса j, при котором произведение rjPj является максимальным или одним из максимальных при равенстве вышеупомянутых произведений, а значению индекса γ присваивают оставшееся значение индекса j,
определение коэффициента p однозначности пеленгования в соответствии с выражением

где Kmid - априорно известное среднее значение коэффициента Kξ неравномерности диаграмм направленности антенн в составе антенной решетки, зависящее от электродинамических размеров антенн, конструкции антенной решетки и мачтового устройства,
формирование трех однозначных амплитудных значений разностных сигналов Rj в случае, если расстояние b между антеннами не превышает трех десятых частей длины волны λ радиосигнала, в соответствии с выражением
Rj=rjsgn(Fj),
где

а в случае, если расстояние b между антеннами превышает три десятых части длины волны λ радиосигнала, в соответствии с выражением

где
- символ Кронекера,
- знаковая функция параметра z, принимающего значения z=φj или z=Rγ соответственно,
измерение разности фаз φRj между разностными сигналами по формуле

где - знаковая функция параметра z, принимающего значения z=Rk или z=Rn соответственно,
определение значения параметра µ, характеризующего наличие квадратурной составляющей помехового сигнала, по формуле

проведение проверки выполнения условия превышения минимальной амплитуды rξ разностных сигналов относительно априорно известной минимально допустимой амплитуды разностного сигнала rmin по формуле
rξ≥rmin,
где rmin=qminUeff;
qmin - априорно известное минимально необходимое отношение сигнал/шум, обеспечивающее пеленгование источников радиоизлучения с заданными точностью и вероятностью;
Ueff - априорно известное действующее значение напряжения внутреннего шума каналов формирования разностных сигналов пеленгационного измерителя,
определение в пределах от 0 до 2π радиан азимута θR источника радиосигнала с использованием трех однозначных амплитудных значений разностных сигналов Rj по формуле

определение в пределах от 0 до 2π радиан азимута θφ источника радиосигнала с использованием разностей фаз φRj между разностными сигналами по формулам

определение погрешности Δθ оценки азимута θ по формуле

где
определение в пределах от 0 до 2π радиан азимута θ источника радиосигнала, характеризуемого как угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки между осевой линией антенной решетки и проекцией направления вектора распространения электромагнитной волны радиосигнала на плоскость пеленгования, по формулам

где Δθmax - априорно известное значение максимально допустимой ошибки определения азимута θ,
определение в пределах от 0 до радиан угла места β источника радиосигнала, характеризуемого как угол между направлением вектора распространения электромагнитной волны радиосигнала и плоскостью пеленгования, в случае, если rξ≥rmin, по формуле

где

а в случае, если rξ<rmin и Δθ≤Δθmax, в соответствии с выражением
β=0,
и суждение о достоверности результатов определения азимута θ и угла места β источника радиосигнала по значениям параметра µ и погрешности Δθ, причем вышеупомянутая достоверность является величиной, обратно пропорциональной величинам параметра µ и погрешности Δθ определения азимута источника радиосигнала, отличающийся тем, что формируют среднее значение uΣ амплитуд сигналов, когерентно принятых двумя антеннами антенной решетки, по формуле

и в случае, если rξ<rmin и Δθ>Δθmax, определяют в пределах от 0 до радиан угол места β источника радиосигнала по формуле

где

hp - априорно известное значение эффективной действующей длины антенн антенной решетки, зависящее от электродинамических размеров антенн, конструкции антенной решетки, мачтового устройства и от значения коэффициента однозначности пеленгования р, причем в случае значения коэффициента однозначности пеленгования р=1 соответствующее значение эффективной действующей длины антенн антенной решетки h1 соответствует значению диаграммы направленности антенны в плоскости пеленгования в направлении, ориентированном относительно направления, проходящего через центр антенной решетки и фазовый центр антенны под углом радиан, а в случае значения коэффициента однозначности пеленгования р=-1 соответствующее значение эффективной действующей длины антенн антенной решетки h-1 соответствует значению диаграммы направленности антенны в плоскости пеленгования в направлении, ориентированном относительно направления, проходящего через центр антенной решетки и фазовый центр антенны под углом радиан;
hR - априорно известное значение эффективной действующей длины пары антенн с разностной диаграммой направленности, соответствующее значению разностной диаграммы направленности в плоскости пеленгования в направлении, проходящем через фазовые центры пары антенн, зависящее от электродинамических размеров антенн, конструкции антенной решетки и мачтового устройства.

2. Радиопеленгатор, содержащий три антенны, выполненные идентичными ненаправленными осесимметричными вибраторного типа с геометрическими размерами по их осям симметрии, соизмеримыми с длиной волны λ радиосигнала, образующие в плоскости пеленгования антенную решетку - кольцевую и эквидистантную, причем фазовые центры антенн размещены на прямых линиях, расположенных в плоскости антенной решетки, проходящих через центр антенной решетки и ориентированных относительно прямой линии, являющейся осевой линией антенной решетки, проходящей через центр антенной решетки и фазовый центр одной из антенн антенной решетки под соответствующими углами αj, определяемыми в радианах по формуле

где j=1, 2, 3 - порядковый номер антенн антенной решетки, а за первый порядковый номер антенны антенной решетки принята антенна, через фазовый центр которой проходит осевая линия антенной решетки, причем расстояние b между антеннами выбрано не превышающем двух третьих длины волны λ радиосигнала, три радиоприемных блока, выполненных идентичными, с общим гетеродином для всех радиоприемных блоков и возможностью спектральной обработки сигналов с представлением сигналов в виде действительной и мнимой спектральных компонент в каждом радиоприемном блоке и формированием значений действительной и мнимой компонент спектров сигналов на паре выходов каждого радиоприемного блока, три блока измерения разности фаз, три блока формирования разностных сигналов, блок формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн, компаратор, выполненный с возможностью определения упорядоченной совокупности трех номеров антенн, через фазовые центры которых последовательно во времени проходит фронт электромагнитной волны источника радиосигнала, вычислитель коэффициента однозначности пеленгования, блок формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, формирующий амплитудные значения R1, R2 и R3 разностных сигналов с учетом знаков разностей фаз между сигналами, когерентно принятыми антеннами, в случае, если расстояние b между антеннами не превышает трех десятых частей длины волны λ радиосигнала, или с учетом результатов сравнения амплитуд сигналов, когерентно принятых антеннами антенной решетки, в случае, если расстояние b между антеннами превышает три десятые части длины волны λ радиосигнала, вычислитель шумового порогового коэффициента, блок определения разности фаз между разностными сигналами, амплитудный вычислитель азимута, формирующий оценку азимута с использованием трех однозначных амплитудных значений разностных сигналов, вычислитель квадратурной составляющей помехового сигнала, фазовый вычислитель азимута, формирующий адаптивную оценку азимута с использованием разностей фаз между разностными сигналами, когерентно принятыми различными парами антенн, в зависимости от результатов вычислений отношения минимальной амплитуды разностных сигналов к значению минимально допустимой амплитуды разностного сигнала, вычислитель погрешности оценки азимута, вычислитель азимутального порогового коэффициента, вычислитель угла места, формирующий адаптивную оценку угла места с использованием разностей фаз между разностными сигналами, когерентно принятыми тремя различными парами антенн, в зависимости от результатов вычислений отношения минимальной амплитуды разностных сигналов к значению минимально допустимой амплитуды разностного сигнала и погрешности оценки азимута радиосигнала, блок определения азимута, формирующий адаптивную оценку азимута с использованием результатов вычислений азимута в фазовом и амплитудном вычислителях азимута в зависимости от результатов вычислений отношения минимальной амплитуды разностных сигналов к значению минимально допустимой амплитуды разностного сигнала и погрешности оценки азимута радиосигнала, датчик параметров вычислений, формирующий априорно известные значения расстояния b между антеннами, длины волны λ радиосигнала, коэффициента Kmid неравномерности диаграмм направленности антенн в составе антенной решетки, минимально допустимой амплитуды разностного сигнала rmin, при которой обеспечивается минимально необходимое отношение сигнал/шум qmin относительно действующего значения напряжения Ueff внутреннего шума каналов формирования разностных сигналов радиопеленгатора, и максимально допустимой ошибки Δθmax определения азимута, и генератор управляющих сигналов, синхронизирующий работу радиоприемных блоков и датчика параметров вычислений, причем входы радиоприемных блоков соединены с выходами соответствующих антенн, пара выходов первого радиоприемного блока соединена соответственно с вторыми парами входов вторых блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов и первыми парами входов третьих блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов и блока формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн, пара выходов второго радиоприемного блока соединена соответственно с первыми парами входов первых блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов и вторыми парами входов третьих блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов и блока формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн, пара выходов третьего радиоприемного блока соединена соответственно с вторыми парами входов первых блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов, первыми парами входов вторых блоков измерения разности фаз и формирования разностных сигналов и третьей парой входов блока формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн, выходы первого, второго и третьего блоков измерения разности фаз соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, первые выходы первого, второго и третьего блоков формирования разностных сигналов соединены соответственно с объединенными первыми входами компаратора и вычислителя шумового, порогового коэффициента и четвертым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, с объединенными вторыми входами компаратора и вычислителя шумового порогового коэффициента и пятым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов и с объединенными третьими входами компаратора и вычислителя шумового порогового коэффициента и шестым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, вторые и третьи выходы первого, второго и третьего блоков формирования разностных сигналов соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым входами блока определения разности фаз между разностными сигналами, первый, второй и третий выходы блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов соединены соответственно с объединенными первыми входами амплитудного вычислителя азимута и вычислителя квадратурной составляющей помехового сигнала и седьмым входом блока определения разности фаз между разностными сигналами, с объединенными вторыми входами амплитудного вычислителя азимута и вычислителя квадратурной составляющей помехового сигнала и восьмым входом блока определения разности фаз между разностными сигналами, и с объединенными третьими входами амплитудного вычислителя азимута и вычислителя квадратурной составляющей помехового сигнала и девятым входом блока определения разности фаз между разностными сигналами, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы блока формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн соединены соответственно с четвертым, пятым и шестым входами компаратора и вторым, третьим и четвертым входами вычислителя коэффициента однозначности пеленгования, первый выход компаратора соединен с объединенными первым входом вычислителя коэффициента однозначности пеленгования, четвертым входом вычислителя шумового порогового коэффициента, первым входом фазового вычислителя азимута и седьмым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, второй и третий выходы компаратора соединены соответственно с восьмым и девятым входами блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов, первый, второй и третий выходы блока определения разности фаз между разностными сигналами соединены соответственно с объединенными первым входом вычислителя угла места и третьим входом фазового вычислителя азимута, с объединенными вторым входом вычислителя угла места и четвертым входом фазового вычислителя азимута и с объединенными третьим входом вычислителя угла места и пятым входом фазового вычислителя азимута, выход вычислителя коэффициента однозначности пеленгования соединен с объединенными десятым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов и вторым входом фазового вычислителя азимута, выход вычислителя шумового порогового коэффициента соединен с объединенными шестым входом фазового вычислителя азимута, первым входом блока определения азимута и четвертым входом вычислителя угла места, выход фазового вычислителя азимута соединен с объединенными первым входом вычислителя погрешности оценки азимута и вторым входом блока определения азимута, третий вход которого, объединенный с вторым входом вычислителя погрешности оценки азимута, соединен с выходом амплитудного вычислителя азимута, выход вычислителя погрешности оценки азимута соединен с первым входом вычислителя азимутального порогового коэффициента, выход которого соединен с объединенными пятым входом вычислителя угла места и четвертым входом блока определения азимута, первый и второй выходы датчика параметров вычислений соединены соответственно с объединенными шестым входом вычислителя угла места, одиннадцатым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов и седьмым входом фазового вычислителя азимута и с объединенными седьмым входом вычислителя угла места, двенадцатым входом блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов и восьмым входом фазового вычислителя азимута, кроме того, третий, четвертый и пятый выходы датчика параметров вычислений соединены соответственно с пятым входом вычислителя коэффициента однозначности пеленгования, пятым входом вычислителя шумового порогового коэффициента и вторым входом вычислителя азимутального порогового коэффициента, кроме того, выход генератора управляющих сигналов соединен с управляющими входами первого, второго и третьего радиоприемных блоков и первым управляющим входом датчика параметров вычислений, причем выход блока определения азимута служит азимутальной выходной шиной радиопеленгатора для формирования значения азимута θ источника радиосигнала, вход вычислителя угла места служит угломестной выходной шиной радиопеленгатора для формирования значения угла места β источника радиосигнала, а выходы вычислителя квадратурной составляющей помехового сигнала и вычислителя погрешности оценки азимута служат первой и второй дополнительными выходными шинами радиопеленгатора для формирования значений параметров достоверности результатов пеленгования µ и Δθ соответственно, отличающийся тем, что блок формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн выполнен с возможностью формирования среднего значения uΣ амплитуд сигналов, когерентно принятых двумя антеннами антенной решетки, фазовые центры которых наиболее близки к плоскости фронта электромагнитной волны источника радиосигнала, датчик параметров вычислений выполнен с возможностью формирования априорно известных значений эффективной действующей длины hR пары антенн с разностной диаграммой направленности и эффективных действующих длин h1 и h-1 антенн антенной решетки и возможностью выбора одного из значений h1 или h-1 в зависимости от значения коэффициента р однозначности пеленгования, а вычислитель угла места выполнен с возможностью обеспечения вычислений функции вида

где

hp - априорно известное значение эффективной действующей длины антенн антенной решетки, равное значению эффективной действующей длины h1 в случае, если р=1, или значению эффективной действующей длины h-1 в случае, если р=-1,
и с возможностью дополнительной адаптивной оценки угла места с использованием однозначных амплитудных значений разностных сигналов, когерентно принятых тремя различными парами антенн, и среднего значения uΣ амплитуд сигналов, когерентно принятых двумя антеннами антенной решетки, фазовые центры которых наиболее близки к плоскости фронта электромагнитной волны источника радиосигнала, в зависимости от результатов вычислений отношения минимальной амплитуды разностных сигналов к значению минимально допустимой амплитуды разностного сигнала и результатов вычислений погрешности оценки азимута радиосигнала, причем первый, второй и третий выходы блока формирования однозначных амплитудных значений разностных сигналов дополнительно соединены соответственно с восьмым, девятым и десятым входами вычислителя угла места, первый выход компаратора дополнительно соединен с дополнительным входом блока формирования коэффициентов неравномерности амплитудных диаграмм направленности антенн, седьмой выход которого соединен с одиннадцатым входом вычислителя угла места, двенадцатый и тринадцатый входы которого соединены соответственно с шестым и седьмым выходами датчика параметров вычислений, а выход вычислителя коэффициента однозначности пеленгования дополнительно соединен со вторым управляющим входом датчика параметров вычислений.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в РЛС с непрерывным зондирующим сигналом для определения параметров движения объекта. .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах обнаружения и пеленгования сигналов источников радиоизлучения. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в радиотехнике для пассивного обнаружения и пространственно-частотно-временной локализации сложных сигналов.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для определения угла места целей при многолучевом распространении отраженного от цели сигнала, в частности в наземной трехкоординатной РЛС кругового обзора метрового диапазона волн с ФАР.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для пеленгования радиосигналов источников радиоизлучений (ИРИ) в условиях изменяющейся на интервале пеленгования интенсивности и формы спектра сигналов, а также в тех случаях, когда применяемые в антенной системе (АС) пеленгатора антенные элементы (АЭ) имеют существенные направленные свойства.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах обнаружения и пеленгования сигналов источников радиоизлучения. .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах обнаружения и пеленгования источников радиоизлучения. .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах обнаружения и пеленгования источников радиоизлучения. .

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в РЛС с непрерывным зондирующим сигналом, в частности в бистатических радиолокационных комплексах по методу локации “на просвет”.

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

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.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для обеспечения навигации и геодезической привязки надводных стационарных и подвижных объектов.

Изобретение относится к радиолокационной технике, а именно к пассивной радиолокации, и может быть использовано для определения пеленга на источник радиоизлучения фазовым методом.

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

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах наблюдения за радиотехнической обстановкой в составе комплекса или как самостоятельное устройство.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в многопозиционных радиотехнических системах для определения координат источников радиоизлучения (ИРИ).

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах наблюдения за радиотехнической обстановкой. Достигаемый технический результат - повышение точности пеленгации в широком частотном диапазоне и обеспечение полной глубины встроенного контроля пеленгатора.

Изобретение относится к радиопеленгации. Достигаемый технический результат - повышение помехоустойчивости и точности определения угловых координат.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для обнаружения и пеленгации источников излучения сигналов. Достигаемый технический результат - повышение помехозащищенности, расширение функциональных возможностей и увеличение чувствительности пеленгатора.
Наверх