Способ пеленгации радиосигналов и пеленгатор для его осуществления

Способ пеленгации радиосигналов и пеленгатор для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Заявляемые объекты объединены единым изобретательским замыслом, относятся к радиотехнике и могут быть использованы в навигационных, пеленгационных, локационных средствах, а также в средствах радиоконтроля для определения пеленга и угла места на источник априорно неизвестного сигнала.

Известен способ пеленгации радиосигналов, включающий прием радиосигналов пятиэлементной эквидистантной кольцевой антенной решеткой, выполненной из ненаправленных антенн, расположенных в плоскости пеленгования, преобразование радиосигналов двухканальным приемником, измерение разностей фаз между преобразованными сигналами, принятыми отдельными парами ненаправленных антенн, сравнение всех измеренных разностей фаз между собой, по которым судят о значении пеленга (Заявка Великобритании №2140238, G01S 3/48, опубл. 1984 г.).

Однако способ имеет недостаток - ограниченную область применения, т.к. он не может быть использован для пеленгации источников радиоизлучения с кодовым разделением каналов.

Известен способ пеленгации источника сигнала (см. пат. RU №2192651, G01S 3/14, G01S 3/00, опубл. 05.10.2000 г.), включающий прием пеленгуемого сигнала элементами двух линейных эквидистантных антенных решеток, расположенных взаимно перпендикулярно, вычисление пространственного спектра Фурье пеленгуемого сигнала, принятого элементами первой линейной эквидистантной антенной решетки и комплексно-сопряженного пространственного спектра Фурье пеленгуемого сигнала, принятого элементами второй линейной эквидистантной антенной решетки, преобразование масштабов обоих вычисленных пространственных спектров пеленгуемого сигнала по логарифмическому закону, корреляционный анализ и измерение относительного сдвига преобразованных пространственных спектров пеленгуемого сигнала и оценку угловых координат.

Однако способ имеет недостаток - ограниченную область применения, т.к. обеспечивает возможность пеленгования источников радиоизлучения только с частотным и временным разделением каналов, в то же время он не может быть использован для пеленгации источников радиоизлучения с кодовым разделением каналов.

Известен способ пеленгации по пат. RU №2144200, МПК7 G01S 3/14. Способ пеленгации радиосигналов и многоканальный пеленгатор. Опубл. 1.10.2000 г. Он включает прием радиосигналов антенной решеткой, состоящей из N антенных элементов, выполненных идентичными в количестве не менее трех и расположенных в плоскости пеленгования, измерение в каждом частотном поддиапазоне комплексных амплитуд пар сигналов, характеризующих фазы каждого радиосигнала, принимаемого в соответствующем частотном поддиапазоне одним из антенных элементов пары, выбранным в качестве сигнального, относительно фазы радиосигнала, принимаемом в том же частотном поддиапазоне другим из антенных элементов пары, выбранным в качестве опорного для всех используемых пар антенных элементов, формирование двухмерных угловых спектров каждого принимаемого в соответствующем частотном поддиапазоне радиосигнала по измеренным комплексным амплитудам пар сигналов для различных пар антенных элементов антенной решетки соответственно взаимному расположению этих антенных элементов в плоскости пеленгования, по которым судят об азимутах и углах места принятых радиосигналов.

Способ-аналог позволяет повысить точность пеленгования при сканировании в широком диапазоне частот и получить информацию об угле наклона фронта волны источника радиосигнала. Однако способ имеет недостаток - ограниченную область применения, т.к. обеспечивает возможность пеленгования источников радиоизлучения только с частотным и временным разделением каналов, в то же время он не может быть использован для пеленгации источников радиоизлучения с кодовым разделением каналов.

Известно устройство для пеленгации (пат. RU №2096797, G01S 3/14. Многоканальный пеленгатор. Опубл. 1998.01.20), содержащий антенную систему, связанную с блоком сканирования, приемник, выполненный многоканальным и входы которого соединены с антенной системой, а выходы через аналого-цифровые преобразователи соединены с входами блоков преобразования Фурье, выходы которых соединены с входами вычислителя пеленга, отличающееся тем, что антенная система выполнена из антенной решетки и ненаправленной антенны, блок сканирования выполнен в виде коммутатора, приемник выполнен с общим гетеродином и двумя каналами - опорным и сигнальным, сигнальный вход приемника выполнен с возможностью последовательной коммутации посредством коммутатора к выходам элементов антенной решетки, а опорный вход подсоединен к выходу ненаправленной антенны, введены генератор синхроимпульсов и запоминающие устройства - компонент спектра для сигнального и опорного каналов, синхровыход генератора синхроимпульсов подсоединен к управляющему входу коммутатора и к синхровходам аналого-цифровых преобразователей, блоков преобразования Фурье и вычислителя пеленга, а выходы блоков преобразования Фурье для сигнального и опорного каналов соответственно соединены с входами вычислителя пеленга через запоминающие устройства компонент спектра для сигнального и опорного каналов соответственно.

Однако устройству также присущ недостаток, связанный с ограниченной областью возможного применения в частности, устройство-прототип не обеспечивает возможность пеленгации источников радиоизлучения с кодовым разделением каналов.

Известно устройство для пеленгации (пат. RU 2258241, G01S 3/14. Многоканальный пеленгатор. Опубл. 2004.05.10), содержащее многоэлементную антенную решетку, выполненную из N идентичных элементов в количестве не менее трех, а также выполненные многоканальными соединенные последовательно приемник с общим гетеродином для всех каналов, аналого-цифровой преобразователь, блок преобразования Фурье, запоминающее устройство компонент спектров, вычислитель сверток и, кроме того, вычислитель пеленгов, выполненный с возможностью вычисления азимута и угла наклона фронта волны радиосигнала, и генератор синхроимпульсов, синхронизирующий работу всех блоков, отличающееся тем, что антенная решетка выполнена произвольной конфигурации с жестким взаимным расположением идентичных антенных элементов и соединена с входами приемника, производящего преобразование сигналов параллельно во времени от всех пар соседних элементов, причем число каналов приемника, аналого-цифрового преобразователя, блока преобразования Фурье, запоминающего устройства компонент спектров и вычислителя свертки соответствует числу антенных элементов, при этом вычислитель пеленгов содержит вычислитель аргументов сумм спектральных составляющих сверток, выходы которого соединены с соответствующими входами вычислителей пеленгов сигналов, управляющие входы которых соединены с управляющими входами вычислителя аргументов сумм спектральных составляющих сверток и вычислителя пеленга, а также запоминающее устройство коэффициентов (весов) суммирования аргументов, выход которого соединен с соответствующими входами вычислителей пеленгов сигналов, выходы которых являются выходами устройства.

Однако устройству также присущ недостаток, связанный с ограниченной областью возможного применения, в частности, устройство-прототип не обеспечивает возможность пеленгации источников радиоизлучения с кодовым разделением каналов.

Известно устройство-аналог для пеленгации (пат. RU №2144200, МПК7 G01S 3/14. Многоканальный пеленгатор. Опубл. 1.10.2000 г.), содержащее 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, 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, отличающееся тем, что 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 команды на управляющий вход коммутатора для последовательного во времени подключения коммутатором следующих пар элементов, причем в качестве одного элемента, подсоединяемого к опорному каналу, использован элемент, не входящий в следующую пару элементов, при этом вычислитель пеленга выполнен с возможностью вычисления угла наклона фронта волны радиосигнала.

Устройство-аналог позволяет повысить точность пеленгования при сканировании в широком диапазоне частот и получить информацию об угле наклона фронта волны источника радиосигнала. Однако устройство-аналог имеет недостаток - ограниченную область применения, т.к. обеспечивает возможность пеленгования источников радиоизлучения только с частотным и временным разделением каналов, в то же время он не может быть использован для пеленгации источников радиоизлучения с кодовым разделением каналов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ пеленгации по пат. RU №2263327, МПК7 G01S 3/14. Способ пеленгации радиосигналов и пеленгатор для его осуществления. Опубл. 27.10.2005 г., бюл. №30. Он включает прием радиосигналов в соответствующем поддиапазоне частот Δƒ_ν,

Δƒ_ν∈ΔF, ν=1,2,…V, V=ΔF/Δƒ антенной решеткой, состоящей из N идентичных ненаправленных антенных элементов, где N>2, расположенных в плоскости пеленгования с согласованным с местными условиями вариантом размещения, последовательное синхронное преобразование высокочастотных сигналов каждой пары антенных элементов антенной решетки в электрические сигналы промежуточной частоты, дискретизацию их и квантование, формирование из них четырех последовательностей отсчетов путем разделения на квадратурные составляющие, запоминание в каждой последовательности заданного числа B отсчетов квадратурных составляющих сигналов, коррекцию запомненных отсчетов последовательностей квадратурных составляющих путем последовательного умножения каждого из них на соответствующий отсчет заданного временного окна, формирование из скорректированных последовательностей квадратурных составляющих отсчетов сигналов двух комплексных последовательностей отсчетов сигналов, элементы которых определяют путем попарного объединения соответствующих отсчетов скорректированных последовательностей квадратурных составляющих сигналов антенных элементов, преобразование обеих комплексных последовательностей отсчетов сигналов с помощью дискретного преобразования Фурье, попарное перемножение отсчетов сигнала преобразованной последовательности одного антенного элемента на соответствующие комплексно-сопряженные отсчеты сигнала преобразованной последовательности на той же частоте другого антенного элемента A_l,h, где l,h=1,2,…,N, l≠h, расчет для текущей пары антенных элементов разности фаз сигналов для каждого частотного поддиапазона по формуле Δφ_l,h,изм(ƒ_ν)=arctg(U_c(ƒ_ν)/U_s(ƒ_ν)), запоминание полученных разностей фаз радиосигналов, формирование и запоминание эталонного набора разностей фаз сигналов исходя из пространственного размещения антенных элементов антенной решетки, используемого частотного диапазона и заданной точности измерений, вычитание из эталонных разностей фаз сигналов соответствующих значений измеренных разностей фаз, возведение в квадрат полученных значений невязок и их суммирование по всем парам антенных элементов и всем частотным поддиапазонам, запоминание полученных сумм, находящихся в однозначном соответствии с направлениями прихода радиосигналов, определение наиболее вероятного направления прихода радиосигнала в горизонтальной и угломестной плоскостях по наименьшей сумме квадратов невязок.

Способ-прототип позволяет решить поставленную перед ним задачу - улучшить качество пеленгования, а именно повысить его точность. Однако способу-прототипу также присущ недостаток, связанный с ограниченной областью возможного применения, в частности, устройство-прототип не обеспечивает возможность пеленгации источников радиоизлучения с кодовым разделением каналов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является пеленгатор по пат. RU №2263327, МПК7 G01S 3/14. Способ пеленгации радиосигналов и пеленгатор для его осуществления. Опубл. 27.10.2005 г, бюл. № 30. Устройство-прототип содержит антенную решетку, выполненную из N>2 идентичных ненаправленных антенных элементов, расположенных в плоскости пеленгования с согласованным с местными условиями вариантом размещения, антенный коммутатор, N входов которого подключены к соответствующим N выходам антенной решетки, а сигнальный и опорный выходы коммутатора подключены соответственно к сигнальному и опорному входам двухканального приёмника, выполненного по схеме с общими гетеродинами, аналого-цифровой преобразователь, выполненный двухканальным соответственно с сигнальным и опорным каналами, причем сигнальный и опорный выходы промежуточной частоты двухканального приемника соединены соответственно с сигнальным и опорным входами аналого-цифрового преобразователя, блок преобразования Фурье, выполненный двухканальным соответственно с сигнальным и опорным каналами, сигнальный и опорный входы которого соединены соответственно с сигнальным и опорным входами аналого-цифрового преобразователя, первое и второе запоминающие устройства, блок вычитания, блок формирования эталонных значений разностей фаз, блок вычисления разности фаз, первый информационный вход которого соединен с сигнальным выходом блока преобразования Фурье, а второй вход - с опорным выходом блока преобразования Фурье, первая группа информационных выходов блока вычисления разности фаз соединена с группой информационных входов второго запоминающего устройства, группа информационных выходов которого соединена с группой входов вычитаемого блока вычитания, группа входов уменьшаемого которого соединена с информационными выходами первого запоминающего устройства, информационные входы которого соединены с информационными выходами блока формирования эталонных значений разностей фаз, группа информационных входов которого является входной установочной шиной пеленгатора, последовательно соединенные умножитель, первый сумматор, третье запоминающее устройство, блок определения азимута и угла места, причем первая и вторая группы информационных входов умножителя объединены и соединены с группой информационных выходов блока вычитания, генератор синхроимпульсов, выход которого соединен с управляющим входом антенного коммутатора, входами синхронизации аналого-цифрового преобразователя, блока преобразования Фурье, первого, второго и третьего запоминающих устройств, блока вычитания, умножителя, первого сумматора, блока определения азимута и угла места, блока формирования эталонных значений разностей фаз и блока вычисления разности фаз.

Устройство позволяет решить поставленную перед ним задачу - улучшить качество пеленгования, а именно повысить его точность. Однако устройству-прототипу также присущ недостаток, связанный с ограниченной областью возможного применения, в частности, устройство-прототип не обеспечивает возможность пеленгации источников радиоизлучения с кодовым разделением каналов.

Целью заявляемых технических решений является расширение области их применения для пеленгации радиосигналов источников радиоизлучения как с частотным и временным разделением каналов, так и для пеленгации радиосигналов с кодовым разделением каналов.

В заявленном способе поставленная цель достигается тем, что в известном способе пеленгации радиосигналов, включающем прием радиосигналов в соответствующем поддиапазоне частот Δƒ_ν, Δƒ_ν ∈ΔF, ν=1,2,…V, V=ΔF/Δƒ антенной решеткой, состоящей из N идентичных ненаправленных антенных элементов, где N>2, расположенных в плоскости пеленгования с согласованным с местными условиями вариантом размещения. Последовательное синхронное преобразование высокочастотных сигналов каждой пары антенных элементов антенной решетки в электрические сигналы промежуточной частоты. Дискретизацию сигналов и их квантование. Формирование из них четырех последовательностей отсчетов путем разделения на квадратурные составляющие, запоминание в каждой последовательности заданного числа В отсчетов квадратурных составляющих сигналов, коррекцию запомненных отсчетов последовательностей квадратурных составляющих путем последовательного умножения каждого из них на соответствующий отсчет заданного временного окна. Формирование из скорректированных последовательностей квадратурных составляющих отсчетов сигналов двух комплексных последовательностей отсчетов сигналов, элементы которых определяют путем попарного объединения соответствующих отсчетов скорректированных последовательностей квадратурных составляющих сигналов антенных элементов. Преобразование обеих комплексных последовательностей отсчетов сигналов с помощью дискретного преобразования Фурье, попарное перемножение отсчетов сигнала преобразованной последовательности одного антенного элемента А₁ на соответствующие комплексно-сопряженные отсчеты сигнала преобразованной последовательности на той же частоте другого антенного элемента A_h, где l,h=1,2,…,N, l≠h. Расчет для текущей пары антенных элементов разности фаз сигналов для каждого частотного поддиапазона по формуле Δφ_l,h,изм(ƒ_ν)=arctg(Q_изм(ƒ_ν)/I_изм(ƒ_ν)), запоминание полученных разностей фаз радиосигналов. Формирование и запоминание эталонного набора разностей фаз сигналов исходя из пространственного размещения антенных элементов антенной решетки, используемого частотного диапазона и заданной точности измерений. Вычитание из эталонных разностей фаз сигналов соответствующих значений измеренных разностей фаз, возведение в квадрат полученных значений невязок и их суммирование по всем парам антенных элементов и всем частотным поддиапазонам. Запоминание полученных сумм, находящихся в однозначном соответствии с направлениями прихода радиосигналов. Определение наиболее вероятного направления прихода радиосигнала в горизонтальной и угломестной плоскостях по наименьшей сумме квадратов невязок. Параллельно вышеперечисленному предварительно формируют псевдослучайную последовательность короткого кода в комплексном виде длиной R=2^M (где М- весовой коэффициент регистра сдвига) с последующим запоминанием ее и предварительно задают пороговое значение модуля комплексного напряжения преобразованного сигнала .

Квадратурные составляющие, соответствующие действительной и мнимой частям комплексной огибающей принятого сигнала каждой пары антенных элементов антенной решетки измеренного сигнала после дискретного преобразования Фурье, запоминаются в регистре сдвига с разрядностью R. Для определения наличия сигнала с кодовым разделением каналов перемножают значения двух вышеперечисленных регистров сдвига со значениями предварительно сформированной псевдослучайной последовательности, суммируют полученные значения и запоминают их. Вычисляют значения модуля комплексного напряжения, поступающие от одного из сумматоров в соответствии с выражением полученные значения последовательно записывают в регистр сдвига, по заполнению которого определяется максимальное значение из всего числа, которое сравнивают с предварительно заданным пороговым значением модуля комплексного напряжения преобразованного сигнала . При превышении его над пороговым значением пеленгуют источник радиоизлучения с кодовым разделением каналов, в противном случае продолжают считывать значения комплексных напряжений, полученные после преобразования Фурье, причем для источников радиоизлучения с кодовым разделением каналов пеленгуют, используя суммарные значения комплексных напряжений преобразованного сигнала, а для сигналов с частотным разделением каналов - с использованием значений комплексной огибающей принятого сигнала.

Новая совокупность существенных признаков позволяет достичь указанного технического результата за счет сравнения полученного сигнала с предварительно заданным сигналом. При максимальном совпадении данных сигналов принимается решение на пеленгацию сигналов с кодовым разделением каналов.

В заявляемом пеленгаторе поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, состоящем из антенной решетки, выполненной из N > 2 идентичных ненаправленных антенных элементов, расположенных в плоскости пеленгования с согласованным с местными условиями вариантом размещения, антенного коммутатора, N входов которого подключены к соответствующим N выходам антенной решетки, а сигнальный и опорный выходы коммутатора подключены соответственно к сигнальному и опорному входам двухканального приёмника. Приемник выполнен по схеме с общими гетеродинами. Аналого-цифровой преобразователь выполнен двухканальным соответственно с сигнальным и опорным каналами, причем сигнальный и опорный выходы промежуточной частоты двухканального приемника соединены соответственно с сигнальным и опорным входами аналого-цифрового преобразователя. Блок преобразования Фурье выполнен двухканальным соответственно с сигнальным и опорным каналами. Первое и второе запоминающие устройства, блок вычитания, блок формирования эталонных значений разностей фаз, блок вычисления разности фаз, группа информационных выходов блока вычисления разности фаз соединена с группой информационных входов первого запоминающего устройства. Группа информационных выходов первого запоминающего устройства соединена с группой входов вычитаемого блока вычитания, группа входов уменьшаемого блока которого соединена с информационными выходами второго запоминающего устройства. Информационные входы второго запоминающего устройства соединены с информационными выходами блока формирования эталонных значений разностей фаз, группа информационных входов которого является первой установочной шиной пеленгатора, последовательно соединенных первого умножителя, первого сумматора, третьего запоминающего устройства, блока определения азимута и угла места, причем первая и вторая группа информационных входов первого умножителя объединены и соединены с группой информационных выходов блока вычитания, генератора синхроимпульсов, выход которого соединен с управляющим входом антенного коммутатора, входами синхронизации аналого-цифрового преобразователя, блока преобразования Фурье, первого, второго и третьего запоминающих устройств, блока вычитания, первого умножителя, первого сумматора, блока определения азимута и угла места, блока формирования эталонных значений разностей фаз и блока вычисления разности фаз. Дополнительно введены блок переключения режимов, первый и второй входы которого подключены к первому и второму выходам блока преобразования Фурье и первому и второму входам пятого и шестого запоминающего устройства, третий и четвертый входы блока переключения режимов подключены соответственно к первому и второму выходам седьмого запоминающего устройства. Первый и второй входы седьмого запоминающего устройства подключены к выходам второго и третьего сумматоров и, кроме того, подключен к первому входу блока вычисления модуля, выход которого подключен к первому входу восьмого запоминающего устройства. Группа информационных выходов восьмого запоминающего устройства подключена к группе информационных входов блока определения максимума, выход которого подключен к первому входу блока выбора режимов и третьему входу седьмого запоминающего устройства. Выход блока выбора режимов подключен к пятому входу блока переключения режимов. Первый и второй выходы блока переключения режимов подключены соответственно к первому и второму входам блока вычисления разности фаз. Группа информационных выходов шестого запоминающего устройства подключена к первой группе информационных входов третьего умножителя, вторая группа информационных входов которого подключена ко второй группе информационных входов второго умножителя и группе информационных выходов четвертого запоминающего устройства, группа информационных входов которого является второй входной установочной шиной устройства. Группа информационных выходов третьего умножителя подключена к группе информационных входов третьего сумматора. Группа информационных выходов пятого запоминающего устройства подключена соответственно к первой группе информационных входов второго умножителя, группа информационных выходов которого подключена к группе информационных входов второго сумматора. Причем синхронизирующие входы пятого запоминающего устройства, второго умножителя, второго сумматора, седьмого запоминающего устройства, блока выбора режимов, блока определения максимума, восьмого запоминающего устройства, блока вычисления модуля, третьего сумматора, третьего умножителя, шестого запоминающего устройства, четвертого запоминающего устройства объединены и подключены к выходу генератора синхроимпульсов.

Благодаря новой совокупности существенных признаков в заявленном способе и устройстве, его реализующем, за счет сравнения сформированной псевдослучайной последовательности, используемой в качестве пилотного сигнала с принятым сигналом, выполняется операция сравнения для принятия решения пеленгации источников радиоизлучения с кодовым разделением каналов с целью расширения области применения способа пеленгации радиосигналов

Заявленный способ и устройство поясняются чертежами, на которых:

на фиг.1 представлена структурная схема пеленгатора;

на фиг.2 приведен порядок разбиения заданной полосы частот ΔF на поддиапазоны Δƒ;

на фиг.3 иллюстрируется порядок формирования массива эталонных значений Δφ_l,h,эт(ƒ_ν);

на фиг.4 приведен порядок формирования массива измеренных значений Δφ_l,h,изм(ƒ_ν);

на фиг.5 приведен порядок вычисления суммы H_Θ,β(ƒ_ν) поддиапазона ν для ΔΘ₁ и различных углов места Δβ_c;

на фиг.6 приведен порядок формирования вектор-столбцов H_Θ,β(ƒ_ν) размерности C для каждого направления ΔΘ_k;

на фиг.7 показана геометрия обработки сигналов соответствующей пары АЭ;

на фиг.8 приведена схема реализации блоков 3, 4 и 19 с помощью стандартной платы: субмодуля цифрового приема ADP60PCI ν. 3.2 на процессоре Shark ADSP-21062;

на фиг.9 приведен алгоритм работы блоков субмодуля цифрового приема ADP60PCI ν. 3.2;

на фиг.10 приведена схема реализации блоков 29, 30 и 32 в виде автомата на базе высокопроизводительного микропроцессора К1810ВМ86;

на фиг.11 приведен алгоритм определения наличия источника радиоизлучения с кодовым разделением каналов автомата на базе высокопроизводительного микропроцессора К1810ВМ86;

на фиг.12 приведен алгоритм вычисления эталонных разностей фаз.

Реализация заявляемого способа поясняется следующим образом. На подготовительном этапе выполняются следующие операции.

Весь заданный диапазон частот ΔF делят на поддиапазоны, размеры которых Δƒ определяются минимальной шириной пропускания приемных трактов пеленгатора. Поддиапазоны, количество которых V=ΔF/Δƒ нумеруют ν=1,2,…,V (см. фиг. 2). Рассчитывают средние частоты всех поддиапазонов по формуле ƒ_ν=Δƒ(2ν-1)/2.

На следующем этапе рассчитывают эталонные значения разности фаз для средних частот всех поддиапазонов ƒ_ν. В качестве первичных пространственно-информационных параметров используют значения разностей фаз сигналов Δφ_l,h(ƒ_ν) для всех возможных парных комбинаций антенных элементов антенной решетки.

Одним из наиболее перспективных направлений реализации измерителей пространственных параметров сигналов источников радиоизлучения (ИРИ) является использование интерферометрических пеленгаторов (см. Логинов Н.А. Актуальные вопросы радиоконтроля в Российской Федерации. - М.: Радио и связь, 2000, стр. 138-139). Интерферометры существуют двух типов: фазовые и корреляционные (см. также стр. 138) и базируются на использовании Δφ_l,h(ƒ_ν)и P_l,h(ƒ_ν) соответственно. Реализуемые с их помощью точностные характеристики пеленгаторов близки друг к другу, а некоторые отличия проявляются в различных условиях их применения. В предлагаемом способе пеленгации и пеленгаторе для получения максимальной информации о поле сигнала используется Δφ_l,h(ƒ_ν). Порядок расчета эталонных значений Δφ_l,h(ƒ_ν) следующий. Вводят топологию антенной системы (АС) пеленгатора. Данные по топологии АС включают значения взаимных расстояний между антенными элементами решетки и ее ориентацию относительно направления на север. В качестве последнего возможно использование вектора, проходящего от второго АЭ в направлении первого АЭ (при кольцевой структуре антенной решетки).

В процессе расчета эталонных значений разности фаз моделируют размещение эталонного источника поочередно вокруг антенной решетки пеленгатора с дискретностью ΔΘ_k и Δβ_c на удалении нескольких длин волн. При этом полагается, что фронт приходящей волны плоский. Для каждого из угловых параметров ΔΘ_k, k=1,2,…,K и Δβ_c, с=1,2,…,C вычисляют значения разностей фаз Δφ_l,h,эт(ƒ_ν) для всех возможных комбинаций пар антенных элементов решетки и всех частотных поддиапазонов V:

где

расстояния между плоскими фронтами волн в l-ом и h-ом антенных элементах, пришедшие к решетке под углами ΔΘ_k в азимутальной и Δβ_c в вертикальной плоскостях, l≠h, x_l,y_l,z_l и x_h,y_h,z_h координаты l-го и h-го антенных элементов решетки, С′ - скорость света. В случае использования антенной решетки с плоским (горизонтальным) размещением АЭ(z_l=z_h) последнее выражение принимает вид:

Сигналы в результате выполнения преобразования Фурье в соответствии с выражением получают две преобразованные последовательности, характеризующие спектры сигналов, принимаемых в АЭ, а следовательно, и их фазовые характеристики.

Выполнение последующих операций в предлагаемом способе пеленгации осуществляется параллельно по двум направлениям. При обнаружении сигнала в заданной полосе частот ΔF формируют массив измеренных разностей фаз Δφ_l,h,изм(ƒ_ν)=arctg(Q_изм(ƒ_ν)/I_изм(ƒ_ν)) (см. фиг. 4), структура представления информации в которых аналогична вышерассмотренной на фиг. 3. Для этого в пеленгаторе все измеренные значения Δφ_l,h,изм(ƒ_ν) для всех сочетаний пар антенных элементов A_l,h всех V частотных поддиапазонов оформляют соответствующий массив.

В первом из них аналогично способу-прототипу последовательно для всех направлений ΔΘ_k, k=1,2,…,К; KΔΘ_k=2π, и всех углов места Δβ_c, с=1,2,…,С; СΔβ_c=π/2 вычисляют разность между эталонными Δφ_l,h,эт(ƒ_ν) и измеренными Δφ_l,h,изм(ƒ_ν) разностями фаз, которые возводятся в квадрат и суммируют в соответствии с выражением

На фиг. 6 иллюстрируются порядок вычисления сумм H_Θ,β(ƒ_ν) в поддиапазоне Δƒ_ν для ΔΘ₁ различных значений угла места Δβ_c,. Для каждого направления ΔΘ_k, k=1,2,…,K, формируется вектор-столбец H_Θ,β (ƒ_ν) размерности C из соответствующих значений H_Θ,β(ƒ_ν) (см. фиг. 5).

Определение наиболее вероятного направления прихода радиосигнала в горизонтальной и угломестной плоскостях осуществляется путем поиска наименьшей суммы H_Θ,β(ƒ_ν) квадратов невязок среди H_Θ,β(ƒ_ν) для всех V частотных поддиапазонов.

По второму направлению параллельно вышеперечисленным действиям происходит определение наличия сигнала с кодовым разделением каналов, для чего предварительно формируют псевдослучайную последовательность короткого кода в комплексном виде длиной R=2^M (где М - весовой коэффициент регистра сдвига) с последующим запоминанием ее. Также предварительно задают пороговое значение модуля комплексного напряжения преобразованного сигнала . Квадратурные составляющие, соответствующие действительной и мнимой частям комплексной огибающей принятого сигнала каждой пары антенных элементов антенной решетки измеренного сигнала после дискретного преобразования Фурье, запоминаются в регистрах сдвига с разрядностью R. Для определения наличия сигнала с кодовым разделением каналов перемножают значения двух вышеперечисленных регистров сдвига со значениями регистра сдвига с предварительно сформированной псевдослучайной последовательностью, суммируют полученные преобразованные сигналы как в сигнальном, так и в опорном каналах в соответствии с выражением

и запоминают их. Вычисляют значения модуля комплексного напряжения, поступающие от одного из сумматоров в соответствии с выражением

полученные значения последовательно записывают в регистр сдвига, по заполнении которого определяется максимальное значение, которое сравнивают с предварительно заданным пороговым значением модуля комплексного напряжения преобразованного сигнала . При превышении его над пороговым значением пеленгуют источник радиоизлучения с кодовым разделением каналов, в противном случае продолжают считывать значения комплексных напряжений, полученные после преобразования Фурье, причем для источников радиоизлучения с кодовым разделением каналов пеленгуют, используя суммарные значения комплексных напряжений преобразованного сигнала, а для сигналов с частотным разделением каналов - с использованием значений комплексной огибающей принятого сигнала.

Таким образом, в предлагаемом способе используется псевдослучайная последовательность короткого кода, для выполнения операции пеленгации источников радиоизлучения с кодовым разделением каналов с целью расширения области применения способа пеленгации радиосигналов.

Пеленгатор (фиг.1) содержит антенную решетку 15, выполненную из N>2 идентичных ненаправленных антенных элементов, расположенных в плоскости пеленгования и согласованным с местными условиями вариантом размещения. Антенный коммутатор 16, N входов которого подключены к соответствующим TV выходам антенной решетки 15, а сигнальный и опорный выходы коммутатора 16 подключены соответственно к сигнальному и опорному входам двухканального приёмника 17. Приемник 17 выполнен по схеме с общими гетеродинами. Аналого-цифровой преобразователь 18 выполнен двухканальным соответственно с сигнальным и опорным каналами, причем сигнальный и опорный выходы промежуточной частоты