КОРРЕЛЯЦИОННО-ФАЗОВЫЙ ПЕЛЕНГАТОР

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для определения местоположения и движения источников излучения радиосигналов.

Известны фазовые способы и фазовые пеленгаторы (патенты РФ 2474835, РФ 2458355, РФ 2444746, РФ 2175770, РФ 2155352, РФ 2134429, Космические траекторные измерения. Под общей редакцией П.А. Агаджанова и др. - М.: Сов. Радио, 1969, с. 244-245).

Известен фазовый пеленгатор (патент РФ 2175770, 2000), выбранный в качестве прототипа, содержащий пять антенн, расположенных по сторонам прямого угла и последовательно соединенные с ними пять усилителей высокой частоты, пять смесителей, пять усилителей промежуточной частоты и гетеродин, выход которого соединен со вторыми входами смесителей. Прототип решает задачу повышения помехоустойчивости и точности пеленгации путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам приема. Прототип не обеспечивает необходимый уровень подавления помех в случае пеленгации узкополосного сигнала на фоне широкополосной помехи.

Признаки изобретения, совпадающие с признаками прототипа: использование пяти антенн, расположенных по сторонам прямого угла, пяти усилителей высокой частоты, пяти смесителей, пяти усилителей промежуточной частоты и гетеродина.

Изобретение - корреляционно-фазовый пеленгатор решает задачу эффективного подавления помехи в случае пеленгации узкополосного сигнала на фоне широкополосной помехи.

Технический результат - изобретение обеспечивает повышение точности измерения местоположения источника узкополосного сигнала измерительной пеленгационной системой.

Сущность изобретения корреляционно-фазовый пеленгатор поясняется описанием и чертежами.

На фиг. 1 представлена структурная схема корреляционно-фазового пеленгатора.

На фиг. 2 - частотные характеристики цифровых приемников измерительного канала.

Функциональная схема корреляционно-фазового пеленгатора (фиг. 1) содержит антенны 1-5, последовательно соединенные с ними усилители высокой частоты 6-10, смесители 11-15, усилители промежуточной частоты 16-20, гетеродин 21, выход которого соединен со вторыми входами смесителей 11-15, блок цифровой обработки (БЦО), содержащий пять измерительных каналов, входы которых соединены с выходами усилителей промежуточной частоты 16-20 соответственно, первый измерительный канал содержит цифровые приемники 22-24, второй измерительный канал цифровые приемники 25-27, третий измерительный канал - цифровые приемники 28-30, четвертый измерительный канал - цифровые приемники 31-33, пятый измерительный канал - цифровые приемники 34-36, входы трех цифровых приемников каждого измерительного канала являются входом соответствующего измерительного канала, выходы цифровых приемников, которые являются выходами измерительного канала, соединены со входами цифрового коррелятора, который содержит двенадцать корреляторов 37-48, причем выходы первого, второго, четвертого и пятого измерительных каналов соединены с первыми входами корреляторов 37-48 соответственно, а выходы третьего измерительного канала соединены со вторыми входами корреляторов 37-48 таким образом, что выход цифрового приемника 28 соединен со вторыми входами корреляторов 37, 40, 43, 46, выход приемника 29 со вторыми входами корреляторов 38, 41, 44, 47, а выход приемника 30 со вторыми входами корреляторов 39, 42, 45, 48, выходы корреляторов 37-48 соединены со входами вычислителя 49.

Работает корреляционно-фазовый пеленгатор (фиг. 1) следующим образом. Сигналы, принятые антеннами 1-5, усиливаются усилителями высокой частоты 6-10, преобразуются по частоте в смесителях 11-15 с помощью гетеродина 21, фильтруются и усиливаются с помощью усилителей промежуточной частоты 16-20 и поступают на блок цифровой обработки (БЦО). БЦО имеет пять измерительных каналов, каждый из которых содержит по три цифровых приемника. Каждый цифровой приемник имеет независимую настройку на центральную частоту и полосу пропускания. Для получения заявленного технического результата они настроены определенным образом. Частотные характеристики цифровых приемников показаны на фиг. 2. Квадратурные составляющие выходных сигналов цифровых приемников проходят соответствующую обработку в цифровом корреляторе.

Измерительные каналы 1,3 и 5,3 образуют точные измерительные базы пеленгатора, а измерительные каналы 2,3 и 4,3 - промежуточные базы пеленгатора, необходимые для раскрытия неоднозначности фазовых измерений. Сущность изобретения рассмотрим на примере одной из баз пеленгатора. Предполагается, что спектр помехи имеет равномерное распределение по частоте и полоса помехи , а полоса сигнала , где - полоса пропускания цифрового приемника. На вход 1 и 3 антенны поступает аддитивная смесь узкополосного сигнала и широкополосной помехи. Сигналы в антеннах 1 и 3 отличаются временной задержкой за счет пространственного разнесения этих антенн

где и - амплитуды сигнала и помехи;

- частоты сигнала и помехи;

- задержки сигнала и помехи.

После усиления в усилителях высокой частоты 6 и 8, преобразования в смесителях 11 и 13 с помощью гетеродина 21 на промежуточную частоту , частотной селекции и дополнительного усиления в усилителях промежуточной частоты 16 и 18, сигналы поступают на вход цифровых приемников, которые настроены на разные частоты, а именно первый приемник на частоту , второй приемник на частоту , и третий приемник на частоту . Величина обозначает частотное смещение резонансных частот первого и третьего приемников относительно центральной частоты второго приемника (фиг. 2).

На выходах цифровых приемников получаем квадратурные составляющие отфильтрованных сигналов, которые можно представить как:

первый измерительный канал:

первый приемник -

второй приемник -

третий приемник -

третий измерительный канал:

первый приемник -

второй приемник -

третий приемник -

После корреляционной обработки (перемножения и усреднения) в цифровых корреляторах 37, 38 и 39 получаем квадратурные составляющие разности фаз сигналов первого и третьего измерительных каналов, которые поступают на вычислитель 49, а именно

Как видно из этих выражений информация по дополнительным частотам каналам содержит данные о помеховой составляющей, что может быть использовано для компенсации помехи в основном частотном канале.

Вычислитель 49 производит следующие операции:

Измеряет амплитуды и фазы выходных сигналов корреляторов 37 и 39

Формирует компенсирующий сигнал в виде

Производит компенсацию помехи в основном частотном канале

При идентичности характеристик частотных каналов и равномерном распределении спектра помехи, т.е. при , обеспечивают эффективную компенсацию помеховой составляющей, что повышает как точность измерения времени задержки сигнала τ_c и как результат - точность измерения угловых координат источника узкополосного сигнала.