Способ амплитудной пеленгации по максимуму диаграммы направленности антенны


G01S3/06 - способы и устройства для увеличения эффективной направленности, например путем сочетания сигналов с различной ориентацией диаграмм направленности, путем обострения формы огибающей требуемого сигнала, поступающего от антенны с вращающимся или качающимся лучом (сравнение амплитуд сигналов с различной ориентацией диаграммы направленности с целью определения направления G01S 3/16,G01S 3/28; модификация антенн или антенных систем H01Q)

Владельцы патента RU 2673451:

ФГКВОУ ВО Военная академия РВСН имени Петра Великого МО РФ (RU)

Изобретение относится к области радиопеленгации, в которой определение местоположения источника радиоизлучения осуществляется антенными устройствами, не имеющими выраженной направленности, путем изменения диаграммы направленности антенны в пространстве. Достигаемый технический результат – повышение функциональных возможностей амплитудных пеленгаторов, повышение точности определения направления прихода радиоволн. Указанный результат достигается за счет того, что сканируют диаграммой направленности антенны относительно источника излучения, например вправо и влево, при этом за направление на источник излучения выбирают линию, полученную в результате деления сектора сканирования пополам. Направлением на источник радиоизлучения является пеленг, образованный углом между направлением на начало отсчета, например на север, и линией, проходящей через центр антенны и точку, делящую полученный сектор сканирования пополам. 1 ил.

 

Изобретение относится к области радиопеленгации, радионавигации, а именно к области радиопеленгации, в которой определение местоположения источника радиоизлучения осуществляется антенными устройствами, не имеющими выраженной направленности, путем изменения диаграммы направленности антенны в пространстве с целью определения направления прихода радиоволн.

Известен способ амплитудной пеленгации по максимуму диаграммы направленности антенны [1], заключающийся в том, что отсчет пеленгационного угла от направления, связанного с началом отсчета, например направления на север, производится в момент, когда направлению на источник излучения будет соответствовать максимальный уровень принимаемого сигнала.

Наряду с явным достоинством, связанным с простотой его реализации, способ обладает существенным недостатком, заключающимся в крайне низкой точности определения направления прихода радиоволн, что обусловлено плоской вершиной диаграммы направленности антенны, для которой максимальному уровню сигнала будет соответствовать не один пеленг, а некоторый сектор пеленгов, в котором уровень фиксируемого сигнала будет одинаковым, для любого пеленга из этого сектора.

С увеличением длины волны, при использовании одной и той же антенны, ширина данного сектора, равно как и количество пеленгов, на которых фиксируется максимум уровня сигнала, будет расти. Очевидно, что увеличение данного сектора приведет к росту ошибки определения направления прихода радиоволн и, как следствие, к увеличению ошибки определения местоположения источника радиоизлучения.

Известен способ амплитудной пеленгации по минимуму диаграммы направленности антенны [1].

Недостатками данного способа являются сложность в реализации способа, сложность в устройстве пеленгатора, невозможность работы такого пеленгатора в широком диапазоне длин волн и достаточно высокая погрешность измерений минимума слышимости сигнала из-за неидеальной диаграммы направленности антенны.

Задачей изобретения является создание способа амплитудной пеленгации по максимуму диаграммы направленности антенны, позволяющего существенно повысить функциональность амплитудных пеленгаторов, точность определения ими направления прихода радиоволн и, как следствие, уменьшить ошибку определения местоположения источника радиоизлучения.

Этот технический результат в предлагаемом способе достигается тем, что в процессе пеленгования, путем смещения диаграммы направленности амплитудного пеленгатора 1, например вправо и влево, относительно источника радиоизлучения 2, определяют одинаковые границы 3 сектора 4, в пределах которого уровень принимаемого сигнала на обеих границах 3 принимает равные значения и снижается не менее чем на 3 дБ от максимального значения на диаграмме направленности 1 сканирующей антенны, находящейся поочередно в крайнем левом и крайнем правом положении относительно источника радиоизлучения 2, а затем полученный сектор 4 делят пополам. Направлением на источник радиоизлучения является пеленг 5, образованный углом между направлением на начало отсчета 6, например на север, и линией 7, проходящей через центр антенны и точку, делящую полученный сектор сканирования 4 пополам, как показано на фиг. 1.

Как известно, способ амплитудной пеленгации по максимуму диаграммы направленности антенны, в современной трактовке, значительно уступает по точности фазовому способу. Это обусловлено тем, что точность способа напрямую связана с шириной диаграммы направленности антенны, используемой для пеленгования источника. В результате пеленгования возможно появление ложных пеленгов в пределах основного лепестка диаграммы направленности антенны.

Эти ложные отсчеты определены плоским участком вершины диаграммы направленности, в пределах которого не происходит значительных изменений уровня принимаемого сигнала при малых угловых смещениях диаграммы направленности антенны относительно истинного направления на источник излучения, что, конечно же, приводит к ошибке определения истинного направления на источник излучения и, как следствие, повышению ошибки определения местоположения источника. При этом, в зависимости от длины волны пеленгуемого источника радиоизлучения с использованием одной и той же антенны, количество ложных пеленгов, например, с ростом длины волны, будет только расти, так как будет увеличиваться ширина диаграммы направленности самой антенны.

Для того чтобы компенсировать появление ложных пеленгов, увеличить точность систем, оснащенных амплитудными пеленгаторами, уменьшить ошибку определения местоположения источников радиоизлучения в широком диапазоне длин волн с использованием одной и той же антенны, предлагается следующий способ.

Для реализации способа достаточно использовать практически любую антенну с диаграммой направленности, отличной от круговой (сферической), что также является достоинством предложенного способа.

Для упрощения реализации способа предлагается использовать параболическую антенну с апертурой 10 м и ожидаемой шириной диаграммы направленности 56 град. Выбор данной антенны не случаен. Именно параболические антенны большого диаметра способствуют формированию диаграмм направленности, пригодных для реализации способа в широком диапазоне длин волн. В заявленном способе границы диапазона лежат в пределах от 30 МГц и выше. Очевидно, чем выше частота, тем уже диаграмма направленности.

Для компенсации неидеальной формы диаграммы направленности антенны выбранная антенна и ее диаграмма направленности могут быть откалиброваны с использованием тестового источника излучения относительно механической системы поворота антенны с датчиком угла поворота. Калибровка производится при минимально-применимой для выбранной антенны частоте, при которой ширина диаграммы направленности максимальна, например, в предложенном выше варианте - 30 МГц.

При механическом сканировании лучом диаграммы направленности, относительно тестового источника, например вправо-влево, с шагом в 1 с, либо мин, либо град, в зависимости от прецизионных возможностей системы поворота антенны с датчиком угла поворота, формируют таблицу зависимости уровня тестового сигнала, от соответствующего ему угла поворота.

По полученным отсчетам выбирается сектор с равной величиной спадов в левую и правую стороны сканируемого угла относительно максимума и определяется ширина полученного сектора в секундах, либо минутах, либо градусах. Затем полученный угол делится пополам и данный отсчет выбирается в качестве оптической оси для данной диаграммы направленности и совмещается с нулем системы поворота антенны с датчиком угла поворота.

Таким образом, возможно получить широкодиапазонный амплитудный пеленгатор, превосходящий по точности фазовый пеленгатор.

Необходимо учесть, что максимальная ошибка определения направления прихода радиоволн с помощью такого способа будет зависеть только от прецизионных возможностей системы поворота антенны с датчиком угла поворота.

Предложенный способ наряду с простотой его реализации обеспечивает существенное повышение функциональности амплитудных пеленгаторов, точности определения ими направления прихода радиоволн и, как следствие, позволяет значительно уменьшить ошибку определения местоположения источника радиоизлучения.

Сравнительный анализ существенных признаков прототипа и предлагаемого способа показывает, что заявленное изобретение, за счет того, что за направление на источник излучения выбирают линию, полученную в результате деления пополам сектора сканирования диаграммой направленности антенны относительно источника излучения, например вправо и влево, при этом границами сектора сканирования являются точки с равным спадом амплитуды до уровня ниже 3 дБ от максимального значения на диаграмме направленности сканирующей антенны, находящейся поочередно в крайнем левом и крайнем правом положении относительно источника радиоизлучения, позволяет получить технический результат, состоящий в повышении функциональности амплитудных пеленгаторов, точности определения ими направления прихода радиоволн и, как следствие, уменьшении ошибки определения местоположения источника радиоизлучения, что было невозможно в прототипе.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Меньшаков Ю.К. Теоретические основы технических разведок: Учебное пособие / Под редакцией Ю.Н. Лаврухина. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. - 536 с., с. 71-73.

Способ амплитудной пеленгации, заключающийся в сканировании диаграммой направленности антенны в направлении источника радиоизлучения, при этом отсчет пеленгационного угла от направления, связанного с началом отсчета, производят в момент, когда направлению на источник излучения будет соответствовать максимальный уровень принимаемого сигнала, отличающийся тем, что в процессе пеленгования диаграмму направленности антенны смещают относительно источника радиоизлучения, определяют одинаковые границы сектора сканирования, в пределах которого уровень принимаемого сигнала на обеих границах принимает равные значения и снижается не менее чем на 3 дБ от максимального значения на диаграмме направленности сканирующей антенны, затем полученный сектор делят пополам, причем направлением на источник радиоизлучения является пеленг, образованный между направлением, принятым на начало отсчета, и линией, проходящей через центр антенны и точку, делящую полученный сектор сканирования пополам.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для пеленгации (измерение азимутов) и измерения углов места ионосферных сигналов в условиях приема нескольких интерферирующих лучей в широком частотном диапазоне.

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

Изобретение относится к области пеленгации и может быть использовано для пеленгации и измерения углов места как в условиях двухлучевого сигнала, так и при приеме однолучевого сигнала.

Изобретение относится к гидроакустике и предназначено для исследования подводной обстановки и определения гидрофизических неоднородностей морской среды в условиях шельфовой зоны.

Изобретение относится к области радиолокации и радионавигации и может быть использовано в радиолокационных системах для обнаружения и сопровождения подвижных целей.

Изобретение относится к гидроакустике и предназначено для исследования подводной обстановки, в частности определения гидрофизических неоднородностей океана. .

Изобретение относится к области радиолокации и радионавигации, а именно к системам измерения углового положения. .

Изобретение относится к области радиолокации, радионавигации и может быть использовано для определения угловых координат источников излучения сигналов. Достигаемым техническим результатом изобретения является одновременная пеленгация источника излучения узкополосного сигнала и источника излучения широкополосного сигнала.

Изобретение относится к средствам радиомониторинга электронного оборудования и может быть использовано с целью обнаружения несанкционированно установленных электронных устройств.

Изобретение относится к области радиопеленгования импульсных радиоизлучателей электромагнитной энергии (например, молниевых разрядов) в приземном волноводе Земля - ионосфера.

Изобретение относится к акустике, в частности к способу пеленга направления на источник звука. Способ локализации предполагает прием звуковых сигналов от источника с помощью набора из трех микрофонов, выбор трех пар микрофонов и для каждой из пар расчет обобщенной взаимной корреляции звуковых сигналов.

Изобретение относится к системам обнаружения, определения траектории полета и сопровождения летящих объектов (астероидов, комет, искусственных объектов) как в ближнем космосе, так и в далеких окрестностях Земли (несколько миллионов километров).

Изобретение относится к области радиолокационной техники и представляет собой устройство углового сопровождения, предназначенное для применения в составе активных радиолокационных головок самонаведения управляемых ракет класса «воздух-воздух» или «земля-воздух».

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к методам определения траектории цели в разнесенной радиолокации. Достигаемый технический результат - обеспечение возможности определения высоты полета цели при широкой диаграмме направленности приемной антенны в вертикальной плоскости.

Изобретение относится к области гидрофизики, в частности к дистанционному контролю гидрологических процессов взаимодействия ветрового волнения и внутренних волн.

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 для определения местоположения воздушных судов (объектов) по их радиоизлучениям. Достигаемый технический результат - повышение точности измерения угла места примерно на порядок с расширением области надежного определения дальности с 30 км до 70-80 км, что упрощает, делает более надежным и безопасным привод воздушного судна на необорудованные аэродромы, буровые площадки.

Изобретение относится к области радиопеленгования импульсных радиоизлучателей электромагнитной энергии (например, молниевых разрядов) в приземном волноводе Земля - ионосфера.

Изобретение относится к области радиопеленгации, в которой определение местоположения источника радиоизлучения осуществляется антенными устройствами, не имеющими выраженной направленности, путем изменения диаграммы направленности антенны в пространстве. Достигаемый технический результат – повышение функциональных возможностей амплитудных пеленгаторов, повышение точности определения направления прихода радиоволн. Указанный результат достигается за счет того, что сканируют диаграммой направленности антенны относительно источника излучения, например вправо и влево, при этом за направление на источник излучения выбирают линию, полученную в результате деления сектора сканирования пополам. Направлением на источник радиоизлучения является пеленг, образованный углом между направлением на начало отсчета, например на север, и линией, проходящей через центр антенны и точку, делящую полученный сектор сканирования пополам. 1 ил.

Наверх