Способ измерения напряженности электромагнитного поля радиосигналов и устройство для его осуществления

Способ измерения напряженности электромагнитного поля радиосигналов и устройство для его осуществления

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиоконтроля для измерения напряженности электромагнитного поля (ЭМП) радиосигналов. Технический результат - обеспечение измерения напряженности электромагнитного поля радиосигналов. Способ включает одновременный прием сигналов антенной решеткой (АР), состоящей из N элементов с количеством образующихся Р групп пар. Определением свертки комплексно сопряженных амплитуд сигнала для Р пар сигналов получают их комплексные амплитуды и по ним осуществляют Р двумерных преобразований Фурье, получают Р составляющих двумерного углового спектра и путем их перемножения получают результирующий двумерный угловой спектр. Выделяют максимальный модуль компоненты действительной части двумерного углового спектра, по которому судят о напряженности электромагнитного поля радиосигналов. Устройство содержит АР, калибровочный генератор, антенный коммутатор, двухканальные приемник, аналого-цифровой преобразователь, блок преобразования Фурье, запоминающее устройство и вычислитель сверток, формирователь диаграмм направленности, блоки для определения коэффициентов усиления приемника, вычислитель напряженности поля и генератор синхроимпульсов. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиоконтроля для измерения напряженности электромагнитного поля (ЭМП) радиосигналов.

Известен способ пеленгации радиосигналов и многоканальный пеленгатор (Патент Российской Федерации 2144200, G 01 S 3/14, опубл. 2000 г.).

Известный способ включает прием радиосигналов антенной решеткой, состоящей из N идентичных ненаправленных антенных элементов в количестве не менее трех, преобразование сигналов многоканальным приемником, выполненным с возможностью приема опорного сигнала и с общим гетеродином для всех каналов, получение спектральных характеристик каждого канала путем попарного измерения на совпадающих интервалах времени комплексных спектров сигналов каждого канала, разделение комплексных спектров на выбранные частотные поддиапазоны, сравнение комплексных спектральных характеристик сигналов в каждом частотном поддиапазоне путем запоминания спектров сигналов, определения свертки комплексно сопряженных спектров для каждого частотного поддиапазона с получением комплексных амплитуд сигналов для каждого канала и частотного поддиапазона, формирования двумерных угловых спектров сигналов всем каналам и выделения максимальных модулей действительной части двумерных угловых спектров, аргументы которых соответствуют азимутам и углам наклона фронта волны радиосигналов.

Упомянутое преобразование сигналов многоканальным приемником производят последовательно во времени от пары антенных элементов, причем в качестве опорного сигнала используют сигнал от одного элемента, не входящего в эту пару. Последовательно во времени производят преобразование сигналов от следующих пар элементов, при этом в качестве опорного сигнала используют сигнал от одного элемента, не входящего в следующую пару. Указанным образом преобразуют сигналы со всех возможных пар элементов антенной решетки в количестве образующихся для N-элементной антенной решетки Р групп пар, причем в каждой группе пар преобразование сигналов производят с антенных элементов, расстояния между которыми являются одинаковыми. Упомянутое формирование двумерных угловых спектров сигналов производят путем запоминания Р групп пар спектров сигналов, дополнительного определения свертки их комплексно сопряженных амплитуд, получая комплексные амплитуды Р пар сигналов, осуществления Р двумерных преобразований Фурье ко всем комплексным амплитудам пар сигналов для каждой из Р групп, получая Р составляющих двумерно углового спектра, и перемножения Р составляющих двумерного углового спектра.

Известный многоканальный пеленгатор, содержит антенную решетку, выполненную из N элементов в количестве не менее трех, расположенных в плоскости пеленгования, коммутатор, подсоединенный к ней, приемник, подсоединенный к коммутатору и выполненный многоканальным с опорным и сигнальным каналом на своем выходе и с общим гетеродином, аналого-цифровой преобразователь, блок преобразования Фурье, запоминающее устройство компонент спектра, вычислитель сверток, выполненные двухканальными соответственно с опорным и сигнальным каналом и соединенные последовательно, вычислитель пеленга, выполненный с возможностью вычисления азимута и угла наклона фронта электромагнитных волн радиосигналов, подсоединенный своим входом к выходу вычислителя сверток, генератор синхроимпульсов, подсоединенный к управляющему входу коммутатора и к синхровходам аналого-цифрового преобразователя, блока преобразования Фурье, запоминающего устройства компонент спектра, вычислителя сверток, вычислителя пеленга, причем в качестве элементов антенной решетки использованы идентичные ненаправленные антенны, коммутатор выполнен с возможностью подключения последовательно во времени пары элементов и с возможностью подсоединения к опорному каналу одного элемента, не входящего в эту пару, генератор синхроимпульсов выполнен с возможностью выдачи команд на управляющий вход коммутатора для последовательного во времени подключения коммутатором следующих пар элементов, причем в качестве одного антенного элемента, подсоединяемого к опорному каналу, используется элемент, не входящий в следующую пару антенных элементов.

Эти указанные способ и устройство не позволяют измерить напряженность электромагнитного поля радиосигналов, т. к. до настоящего времени из уровня техники не были известны операции и технические средства, позволяющие произвести такое измерение. Кроме того, при проведении дополнительных операций калибровки приемника с целью получения его коэффициента усиления и калибровки антенной решетки с целью получения ее действующей высоты, которые обычно необходимы для измерения напряженности ЭМП (см., например, Курганов Л.С. , Шаров Э.Э. Техника измерения напряженности поля радиоволн. - М.: Радио и связь, 1982, с.7-18), и введении их непосредственно в упомянутый пеленгатор неизвестна зависимость, по которой можно оценить напряженность ЭМП.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу является способ измерения напряженности электромагнитного поля радиосигналов, включающий одновременный прием радиосигналов направленной антенной с известной действующей высотой, последовательное во времени преобразование каждого радиосигнала приемником с известным коэффициентом усиления и полосой пропускания, соответствующей частному поддиапазону каждого радиосигнала, определение параметров каждого радиосигнала, по которым судят о направлении распространения электромагнитного поля каждого радиосигнала, включающий последовательное во времени измерение амплитуд выходных сигналов приемника при сканировании направленной антенны в азимутальной и угломестной плоскостях, сравнение измеренных амплитуд сигналов с целью выбора из них максимального значения, по которому с учетом действующей высоты направленной антенны и коэффициента усиления приемника судят о напряженности электромагнитного поля радиосигналов (Курганов Л. С. , Шаров Э.Э. Техника измерения напряженности поля радиоволн. - М.: Радио и связь, 1982, с.7-18).

Известно также устройство для измерения напряженности электромагнитного поля радиосигналов, содержащее направленную антенну, выполненную с возможностью сканирования по азимуту и углу места, антенный коммутатор, прибор для регистрации напряженности электромагнитного поля, выполненный в виде последовательно соединенных вольтметра и устройства сравнения, калибровочный генератор, датчик амплитуды калибровочного сигнала, делитель, запоминающее устройство коэффициентов усиления приемного устройства, датчик уровня калибровочной напряженности поля, устройство ориентации направленной антенны, запоминающее устройство действующих высот направленной антенны и генератор синхроимпульсов, выход которого подсоединен к управляющим входам антенного коммутатора, приемного устройства, устройства ориентации направленной антенны, калибровочного генератора, запоминающего устройства коэффициентов усиления приемного устройства и устройства сравнения.

Причем выходы направленной антенны и калибровочного генератора подсоединены к паре входов антенного коммутатора, выход которого подсоединен к последовательно соединенным приемному устройству и вольтметру, кроме того, выход калибровочного генератора подсоединен к входу датчика амплитуды калибровочного сигнала, выход которого совместно с выходом вольтметра подсоединен к паре входов делителя, выход которого подсоединен к входу запоминающего устройства коэффициентов усиления приемного устройства, выход которого совместно с выходом датчика уровня калиброванной напряженности поля подсоединен к соответствующим входам устройства сравнения (Заявка Японии (JP) 61-8950, G 01 R 29/08, опубл. 1986 г.).

Ограничением ближайших аналогов способа и устройства является невысокое качество измерения напряженности электромагнитного поля радиосигналов, обусловленное: во-первых, низким быстродействием, что связано с необходимостью последовательного во времени преобразования приемником каждого измеряемого радиосигнала и ориентации направленной антенны в направлении прихода электромагнитной волны радиосигнала; во-вторых, погрешностями измерений напряженности ЭМП радиосигналов в случае одновременного приема сигналов от нескольких источников радиоизлучения, частотные составляющие которых полностью или частично попадают в полосу пропускания приемника; в-третьих, погрешностями измерений напряженности ЭМП широкополосных радиосигналов, ширина полосы которых превосходит ширину полосы пропускания приемника.

Кроме того, ограничением ближайших аналогов является сложность конструкции направленной антенны, связанная с необходимостью сканирования в азимутальной и угломестной плоскостях и обеспечения требуемой формы диаграммы направленности при функционировании в широком диапазоне частот. Отмеченные недостатки ограничивают возможности использования указанных способа и устройства при измерении напряженности ЭМП кратковременных и импульсных радиосигналов, радиосигналов с расширенным спектром радиочастот, в частности - радиосигналов со скачкообразным изменением частоты, а также при проведении измерений в условиях сложной радиоэлектронной обстановки, в частности в городских условиях.

Решаемая изобретением задача - повышение качества измерения напряженности электромагнитного поля радиосигналов при одновременном обеспечении возможности измерения напряженности ЭМП кратковременных и импульсных радиосигналов, радиосигналов с расширенным спектром радиочастот, в частности - радиосигналов со скачкообразным изменением частоты.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении способа, - повышение точности и быстродействия измерения напряженности ЭМП радиосигналов.

Технический результат, который может быть получен при выполнении устройства, - снижение погрешностей измерения напряженности ЭМП радиосигналов, повышение быстродействия и упрощение конструкции устройства в целом за счет существенного упрощения конструкции направленной антенны.

Поставленная задача решается тем, что в способе измерения напряженности электромагнитного поля радиосигналов, включающем прием радиосигналов направленной антенной с известной действующей высотой, преобразование радиосигналов приемником с известным коэффициентом усиления, определение параметров каждого радиосигнала, по которым судят о направлении распространения электромагнитного поля каждого радиосигнала и о напряженности электромагнитного поля радиосигналов, согласно изобретению в качестве направленной антенны используют антенную решетку, состоящую из N идентичных ненаправленных антенных элементов в количестве не менее трех, с использованием дополнительного приемника обеспечивают двухканальный синхронный прием и преобразование радиосигналов одновременно от двух антенных элементов, при преобразовании радиосигналов получают спектральные характеристики каждого радиосигнала путем попарного измерения на совпадающих интервалах времени комплексных спектров сигналов, разделяют их на выбранные частотные поддиапазоны, получая пары комплексных спектров каждого из одновременно принятых радиосигналов, и определяют свертки пар комплексно сопряженных спектров каждого радиосигнала, нормированные относительно амплитудных спектров радиосигналов дополнительного приемника, принимаемые за опорные, преобразование радиосигналов приемником производят последовательно во времени от пары антенных элементов.

При этом последовательно во времени производят преобразование опорных радиосигналов дополнительным приемником от одного антенного элемента, не входящего в эту пару, последовательно во времени приемником производят преобразования радиосигналов от следующих пар антенных элементов, при этом одновременно дополнительным приемником производят преобразование опорных радиосигналов от одного антенного элемента, не входящего в следующую пару, указанным образом преобразуют радиосигналы со всех возможных пар антенных элементов в количестве образующихся для N-элементной антенной решетки Р групп пар.

Причем в каждой группе пар преобразование сигналов производят с антенных элементов, расстояния между которыми являются одинаковыми, определение параметров, по которым судят о направлении распространения каждого радиосигнала, производят путем запоминания Р групп пар спектральных характеристик каждого радиосигнала, перемножения комплексно сопряженных спектральных характеристик для каждой группы пар, получая комплексные амплитуды Р групп пар сигналов, осуществляют Р двумерных преобразований Фурье по всем комплексным амплитудам пар сигналов для каждой из Р групп, получая Р составляющих двумерного углового спектра каждого радиосигнала, по которым для каждого радиосигнала путем перемножения его Р составляющих формируют двумерный угловой спектр, аргументами которого являются азимут и угол наклона фронта электромагнитной волны каждого радиосигнала, соответствующий диаграмме направленности антенной решетки для каждого принятого радиосигнала, выделяют максимальные модули Q_k и соответствующие углам наклона фронта электромагнитной волны аргументы действительных частей двумерных угловых спектров каждого радиосигнала и определяют напряженность Е_k электромагнитного поля каждого k-гo радиосигнала в соответствии с выражением где k - номер частотного поддиапазона, соответствующий k-му радиосигналу; K_k - коэффициент усиления приемника для k-гo частотного поддиапазона; G_k, - действующая высота антенной решетки для k-гo частотного поддиапазона и угла наклона фронта электромагнитной волны.

Поставленная задача решается также тем, что в устройство для измерения напряженности электромагнитного поля радиосигналов, содержащее направленную антенну, антенный коммутатор, приемное устройство, прибор для регистрации напряженности электромагнитного поля, калибровочный генератор, датчик амплитуды калибровочного сигнала, делитель, запоминающее устройство коэффициентов усиления приемного устройства, датчик уровня калиброванной напряженности поля и генератор синхроимпульсов, выход которого подсоединен к управляющим входам антенного коммутатора, приемного устройства, прибора для регистрации напряженности электромагнитного поля, калибровочного генератора и запоминающего устройства коэффициентов усиления приемного устройства, причем выход калибровочного генератора подсоединен к объединенным одному из входов антенного коммутатора и входу датчика амплитуды калибровочного сигнала, выход которого подсоединен к одному из пары входов делителя, выход которого подсоединен к входу запоминающего устройства коэффициентов усиления приемного устройства, согласно изобретению введены формирователь диаграмм направленности, управляющий вход которого подсоединен к выходу генератора синхроимпульсов, и функциональный преобразователь вида выход которого подсоединен к другому входу пары входов делителя.

В качестве направленной антенны используют антенную решетку, состоящую из N антенных элементов, идентичных и ненаправленных, в количестве не менее трех и расположенных в азимутальной плоскости, приемное устройство выполнено двухканальным с сигнальным и опорным каналами и с общим гетеродином и включает в себя двухканальный приемник, аналого-цифровой преобразователь, блок преобразования Фурье, запоминающее устройство компонент спектра и вычислитель сверток, последовательно соединенные, причем выходы сигнального и опорного каналов блока преобразователя Фурье, входы и выходы сигнального и опорного каналов запоминающего устройства компонент спектра и входы сигнального и опорного каналов вычислителя сверток выполнены двухканальными, синхровходы двухканальных аналого-цифрового преобразователя, блока преобразователя Фурье, запоминающего устройства компонент спектра вычислителя сверток подсоединены к управляющему входу приемного устройства, а пара входов двухканального приемника и пара выходов вычислителя сверток являются соответственно входами сигнального и опорного каналов и парой выходов приемного устройства.

Выходы N антенных элементов подсоединены соответственно к N входам антенного коммутатора, антенный коммутатор выполнен с (N+1) входами и парой выходов с возможностью по соответствующим командам управления от генератора синхроимпульсов подсоединения последовательно во времени его одного входа от калибровочного генератора одновременно к его паре выходов и синхронного подсоединения последовательно во времени любой пары других его N входов от N антенных элементов к паре его выходов, пара выходов антенного коммутатора подсоединена к соответствующей паре входов приемного устройства, пара выходов которого подсоединена к соответствующим парам входов функционального преобразователя вида и формирователя диаграмм направленности, генератор синхроимпульсов выполнен с возможностью подачи на управляющий вход антенного коммутатора команды для подключения выхода калибровочного генератора к входам сигнального и опорного каналов приемного устройства, команд для последовательного во времени подключения выходов пары антенных элементов к входу сигнального канала, а выхода одного антенного элемента, не входящего в эту пару, к входу опорного канала приемного устройства, а также команд для последовательного во времени подключения выходов следующих пар антенных элементов к входу сигнального канала, а выхода одного антенного элемента, не входящего в следующую пару, к входу опорного канала приемного устройства.

В качестве прибора для регистрации напряженности электромагнитного поля используют вычислитель напряженности поля, первый, второй, третий, четвертый и управляющий входы которого подсоединены соответственно к первому и второму выходам формирователя диаграмм направленности, выходу датчика уровня калиброванной напряженности поля, выходу запоминающего устройства коэффициентов усиления приемного устройства и выходу генератора синхроимпульсов, при этом вычислитель напряженности поля выполнен с возможностью по соответствующей команде управления от генератора синхроимпульсов определения при калиброванной напряженности поля действующей высоты антенной решетки.

Также возможны дополнительные варианты выполнения устройства для измерения напряженности электромагнитного поля, в которых целесообразно, чтобы: - формирователь диаграмм направленности был выполнен из вычислителя интерференционных векторов, блока двумерного преобразования Фурье интерференционных векторов, двумерного перемножителя и вычислителя максимальной компоненты двумерного углового спектра, соединенных последовательно, причем их синхровходы были подсоединены к управляющему входу формирователя диаграмм направленности, а пара входов вычислителя интерференционных векторов и пара выходов вычислителя максимальной компоненты двумерного углового спектра являлись соответственно парами входов и выходов формирователя диаграмм направленности; - вычислитель напряженности поля был выполнен из Р последовательно соединенных функциональных преобразователей вида где Р - количество групп пар элементов антенной решетки, расстояния между которыми одинаковые, первого и второго дополнительных делителей, первого и второго коммутаторов и запоминающего устройства действующих высот антенной решетки, причем выход Р-го функционального преобразователя вида подсоединен к первому входу первого дополнительного делителя, выход которого совместно с выходом первого коммутатора подсоединен соответственно к первому и второму входам второго делителя, выход которого подсоединен к входу второго коммутатора, второй выход которого подсоединен к второму входу запоминающего устройства действующих высот антенной решетки, выход которого подсоединен к второму входу первого коммутатора, управляющий вход которого совместно с управляющими входами второго коммутатора и запоминающего устройства действующих высот антенной решетки подсоединен к управляющему входу вычислителя напряженности поля, причем вход первого функционального преобразователя вида первый вход запоминающего устройства действующих высот антенной решетки, первый вход первого коммутатора, второй вход первого дополнительного делителя и первый выход второго коммутатора служат соответственно первым, вторым, третьим, четвертым входами и выходом вычислителя напряженности поля.

Решение поставленной задачи с достижением технического результата обусловлено следующим.

Во-первых, за счет одновременного преобразования приемником совокупности радиосигналов во всех частотных поддиапазонах, соответствующих каждому принятому радиосигналу, повышается быстродействие как способа, так и устройства, его реализующего.

Во-вторых, за счет синхронного приема и преобразования радиосигналов одновременно от двух ненаправленных антенных элементов решетки обеспечивается возможность формирования направленных диаграмм направленности, каждая из которых ориентируется путем электрического сканирования в направлении приема соответствующего радиосигнала, что также повышает быстродействие способа и устройства.

В-третьих, за счет формирования групп пар нормированных комплексных амплитуд сигналов, соответствующих группам пар антенной решетки, осуществления соответствующих групп двумерных преобразований Фурье с последующим их перемножением обеспечивается возможность формирования диаграмм направленности с высоким коэффициентом направленного действия, что позволяет повысить точность ориентации синтезируемых диаграмм направленности антенной решетки в направлении приема электромагнитных волн радиосигналов и увеличить действующую высоту направленной антенны, что повышает точность измерения напряженности электромагнитного поля.

В-четвертых, за счет выполнения устройства с сигнальным и опорным каналами приемника, с антенным коммутатором, обладающим возможностью попарного подсоединения любого его входа к любому из его выходов, введения формирователя диаграмм направленности, осуществляющего вычисление двумерных угловых спектров с возможностью вычисления максимальной компоненты действительной части двумерного углового спектра с определением ее аргумента, выполнение прибора для регистрации напряженности электромагнитного поля в виде соответствующего вычислителя, учитывающего структуру формируемых диаграмм направленности, обеспечивает возможность использования в качестве направленной антенны антенной решетки, состоящей из совокупности ненаправленных антенных элементов, без необходимости ее ориентации в пространстве механическим способом, что существенно упрощает конструкцию направленной антенны и устройства в целом и повышает быстродействие проведения измерений напряженности электромагнитного поля.

Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшими вариантами его осуществления со ссылками на прилагаемые фигуры. Поскольку способ измерения напряженности электромагнитного поля радиосигналов реализуется в процессе работы устройства, то его сущность раскрыта при описании работы устройства для измерения напряженности электромагнитного поля радиосигналов.

Фиг. 1 изображает функциональную схему устройства для измерения напряженности электромагнитного поля радиосигналов; фиг.2 - функциональную схему формирователя диаграмм направленности; фиг.3 - функциональную схему вычислителя напряженности поля; фиг. 4 - схему расположения ненаправленных антенн антенной решетки в азимутальной плоскости.

На фиг. 1 показаны: антенная решетка 1; калибровочный генератор 2; антенный коммутатор 3; приемное устройство 4; датчик 5 амплитуды калибровочного сигнала; делитель 6; запоминающее устройство 7 коэффициентов усиления приемного устройства; формирователь 8 диаграмм направленности; функциональный преобразователь 9 вида датчик 10 уровня калиброванной напряженности поля; вычислитель 11 напряженности поля; генератор 12 синхроимпульсов; двухканальный приемник 13; двухканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 14; двухканальный блок 15 преобразования Фурье; двухканальное запоминающее устройство (ЗУ) 16 компонент спектра; вычислитель 17 сверток.

Устройство для измерения напряженности электромагнитного поля радиосигналов (фиг. 1) содержит антенную решетку 1, выполненную из не менее трех элементов - идентичных ненаправленных антенн, калибровочный генератор 2, причем выход калибровочного генератора 2 и выходы каждой идентичной ненаправленной антенны соединены с соответствующими входами антенного коммутатора 3. Коммутатор 3 соединен двумя выходами с приемным устройством 4, выполненным двухканальным с сигнальным и опорным каналами и с общим гетеродином. Выход калибровочного генератора 2, кроме того, соединен с входом датчика 5 амплитуды калибровочного сигнала, выход которого соединен с одним из входов делителя 6, выход которого соединен с входом запоминающего устройства 7 коэффициентов усиления приемного устройства. Пара выходов приемного устройства 4 соединена с соответствующими парами входов формирователя 8 диаграмм направленности и функционального преобразователя 9 вида выход которого соединен с другим входом делителя 6. Первый и второй выходы формирователя 8 диаграмм направленности, выход датчика 10 уровня калиброванной напряженности и выход запоминающего устройства 7 коэффициентов усиления приемного устройства соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым входами вычислителя 11 напряженности поля, управляющий вход которого совместно с управляющими входами калибровочного генератора 2, антенного коммутатора 3, приемного устройства 4, запоминающего устройства 7 коэффициентов усиления приемного устройства и формирователя 8 диаграмм направленности соединен с выходом генератора синхроимпульсов 12.

Приемное устройство 4 содержит двухканальные приемник 13, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 14, блок 15 преобразования Фурье, запоминающее устройство (ЗУ) 16 компонент спектра, вычислитель 17 сверток, последовательно соединенные. Выходы сигнального и опорного каналов блока 15 преобразования Фурье, входы и выходы сигнального и опорного каналов ЗУ 16 компонент спектра и входы сигнального и опорного каналов вычислителя 17 сверток выполнены двухканальными. Синхровходы двухканальных АЦП 14, блока 15 преобразования Фурье, ЗУ 16 компонент спектра и вычислителя 17 сверток соединены с управляющим входом приемного устройства 4. Входами сигнального и опорного каналов и парой выходов приемного устройства 4 являются соответственно пара входов двухканального приемника 13 и пара выходов вычислителя 17 сверток. Выход вычислителя 11 напряженности поля является выходом устройства для измерения напряженности электромагнитного поля радиосигналов.

Антенная решетка 1 выполнена из ненаправленных антенн с идентичными характеристиками, размещенных для упрощения конструкции в азимутальной плоскости. Калибровочный генератор 2 выполнен с возможностью последовательного или одновременного формирования на его выходе калиброванного уровня сигнала для различных поддиапазонов в пределах рабочего диапазона частот приемного устройства 4.

Антенный коммутатор 3 выполнен с возможностью в режиме проведения измерений или калибровки действующих высот антенной решетки 1 синхронного подсоединения к паре входов приемного устройства 4 любой пары элементов антенной решетки 1, а в режиме калибровки коэффициентов усиления приемного устройства 4 - подсоединения к паре входов приемного устройства 4 выхода калибровочного генератора 2. Формирователь 8 диаграмм направленности выполнен с возможностью вычисления двумерных угловых спектров сигналов, выделения максимальных значений их действительных частей с определением углов прихода радиосигналов в угломестной плоскости. Вычислитель 11 напряженности поля выполнен с возможностью определения напряженности поля радиосигналов по измеренному максимальному значению действительной части с учетом известных значений коэффициента усиления приемного устройства 4 и действующей высоты антенной решетки 1 для соответствующего угла наклона фронта волны и возможностью определения при калиброванной напряженности поля действующей высоты антенной решетки 1.

На фиг. 2 показаны: вычислитель 18 интерференционных векторов; блок 19 двумерного преобразования Фурье интерференционных векторов; двумерный перемножитель 20; вычислитель 21 максимальной компоненты двумерного углового спектра; Вх. 1, Вх.2, Вых.1, Вых.2 и Упр. - первый и второй входы, первый и второй выходы и управляющий вход формирователя 8 диаграмм направленности.

Для дополнительного повышения точности измерения напряженности электромагнитного поля формирователь 8 диаграмм направленности выполнен (фиг.2) из вычислителя 18 интерференционных векторов, блока 19 двумерного преобразования Фурье интерференционных векторов, двумерного перемножителя 20, вычислителя 21 максимальной компоненты двумерного углового спектра, соединенных своими парами входов и выходов последовательно, причем их синхровходы подсоединены к управляющему входу формирователя 8 диаграмм направленности, а пара входов вычислителя 18 интерференционных векторов и пара выходов вычислителя 21 максимальной компоненты двумерного углового спектра являются соответственно парами входов и выходов формирователя 8 диаграмм направленности.

На фиг.3 показаны: 22.1, 22.2, ..., 22.Р - первый, второй и Р-ый функциональные преобразователи (ФП) вида первый и второй дополнительные делители 23 и 24 соответственно; первый и второй коммутаторы 25 и 26 соответственно; запоминающее устройство (ЗУ) 27 действующих высот антенной решетки; Вх. 1, Вх. 2, Вх.3, Вх.4, Упр. и Вых. - первый, второй, третий и четвертый входы, управляющий вход и выход вычислителя 11 напряженности поля.

Для обеспечения возможности определения при калиброванной напряженности электромагнитного поля действующей высоты антенной решетки 1 и дополнительного повышения точности измерений напряженности поля вычислитель 11 напряженности поля (фиг.3) выполнен из Р последовательно соединенных функциональных преобразователей (ФП) 22.1, 22.2, ..., 22.Р вида первого и второго дополнительных делителей 23 и 24 соответственно, первого и второго коммутаторов 25 и 26 соответственно и ЗУ 27 действующих высот антенной решетки. При этом выход ФП 22.Р вида соединен с первым входом первого дополнительного делителя 23, выход которого совместно с выходом первого коммутатора 25 соединен соответственно с первым и вторым входами второго дополнительного делителя 24, выход которого соединен с входом второго коммутатора 26, второй выход которого соединен с вторым входом ЗУ 27 действующих высот антенной решетки, выход которого соединен с вторым входом первого коммутатора 25. Управляющие входы первого и второго коммутаторов 25 и 26 и ЗУ 27 действующих высот антенной решетки соединены с управляющим входом вычислителя 11 напряженности поля. При этом вход первого ФП 22.1 вида первые входы ЗУ 27 действующих высот антенной решетки и первого коммутатора 25, второй вход первого дополнительного делителя 23 и первый выход второго коммутатора 26 являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым входами и выходом вычислителя 11 напряженности поля.

Необходимо отметить, что параметром Х обозначен сигнал, поступающий на вход ФП 22.1, 22.2, ..., 22.Р, а параметрами ₁ и Х₂ - пара сигналов, поступающих на соответствующую пару входов ФП 9.

Работает устройство для измерения напряженности электромагнитного поля радиосигналов (фиг.1) следующим образом.

Структура антенной решетки 1 (фиг.4), состоящей из N ненаправленных антенн А_n (причем N3), при приеме радиосигналов обеспечивает появление фазовых задержек Ф_n1,n2 между соответствующими частотными составляющими пар сигналов, принятых всевозможными парами антенных элементов (АЭ): Ф_n1,n2 = Ф_n1(t)-Ф_n2(t), где n₁=1, 2, 3, ..., N - порядковый номер первых АЭ в паре; n₂=1, 2, 3, ..., N - порядковый номер вторых АЭ в паре; n₁n₂; Ф_n1(2)(t) - фаза частотной составляющей сигнала, принимаемого n1(n2) ненаправленной антенной, которая в общем случае представляется в виде где _k - круговая частота радиосигнала в k-ом радиоканале, соответствующем k-ому частотному поддиапазону; t-время; _k(t) - закон изменения фазы, обусловленный угловой модуляцией принимаемого радиосигнала в k-ом радиоканале; _ko - начальная фаза радиосигнала k-гo радиоканала в центре антенной решетки 1; - длина волны радиосигнала; r_n1(2) - расстояние от центра антенной решетки 1 до точки размещения n₁₍₂₎-го АЭ; - угол наклона фронта волны (угол места) радиосигнала, то есть угол между направлением вектора распространения электромагнитной волны радиосигнала и проекцией направления на азимутальную плоскость (фиг.4); - азимут - угол между проекцией направления вектора распространения электромагнитной волны радиосигнала на азимутальную плоскость и опорным направлением ОС, проходящим через центр О антенной решетки 1 и точку расположения первого AЭ антенной решетки 1; _n1(2) - угол ориентации n₁₍₂₎-й ненаправленного АЭ относительно выбранного опорного направления (который, например, для выбранного первого АЭ равен нулю, т.е. ₁ = 0)).

Определение фазовых задержек Ф_n1,n2 между сигналами, принимаемыми элементами антенной решетки 1, позволяет сформировать (синтезировать) направленную диаграмму направленности (ДН) антенной решетки 1, г