Способ измерения пеленга подвижного объекта и устройство для его осуществления

) 4 С 01 Б 3/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ЗОБ РЕТЕНИ 13., )ф ф" 1 ЕИ сСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ 3848713/24-0929.01.8515.08.86. Бюл.омский инститстем правлен ут автома ированэлектроя и р В.Л. Г.8)и др. Ригации лСов. улин и96(088Г,П.ва нав о ехни етательадио, 1962,(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕ НОГО ОБЪЕКТА И УСТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение вигации, повышает мерений. Устройст данный способ, со 1, передающие ант емную А 4, линейн ПЕЛЕНГА ПОДВИЖ-СТВО ДЛЯ ЕГОионаотносится к рад быстродействие во, реализующее(71) Тных си уники(56) Астафьеческие средсных аппаратос. 319. разделитель (ЛПР) 5, амплитудноФазовый дискриминатор (АФД) 6 и вычислитель 7. На подвижном объекте суммарная электромагнитная волна полностью принимается всеполяризованной А 4 и поступает на ЛПР 5, орты собственной системы координат которого совпадают с осями плеч прямоугольных волноводов и ориентировано ных под углом Р = 45 к плоскостиЛПР 5 разделяет эту волортогональные по поляриктромагнитные волны, котопают на входы АФД 6. С вы сигнал поступает на вычислитель 7, где производится операция расчета пеленга подвижного объекта. Цель достигается введением ЛПР 5 и АфД 6, обеспечивающих . С одновременное излучение электромагнитных волн и их ортогональные поации. 2 с.п.ф-лы, 1 и251003 Изобретение относится к радионавигации и может использоваться в радионавигационных системах для решения задач определения местоположения подвижных объектов.Цель изобретения - повышение быстродействия измеренийНа чертеже представлена структурная электрическая схема устройства реализующего данный способ. 10Устройство содержит передатчик 1,пеРедающие антенны 2 и 3,приемную антенну 4, линейный поляризационный раздели.:тель ЛПР 5, амплитудно-фазовый дискри. минатор АФД) 6, вычислитель 7. 15Устройство работает следующим образом.Пусть излучаемые передающими антеннами 2 и 3 электромагнитные вол-. ны поляризованы ортогонально эллипти О чески с равными амплитудами, фазами и длинами волн, векторы Джонса которых в декартовом поляризационном базисе на нулевом направлении, совпадающем с перпендикуляром к базе 25выражается следующим образом:. Со 5 Е 2,15 пЕ где Я - угол эллиптичности излучаемых электромагнитньм.волн.Предположим, что расстояние от передающих антенн 2 и 3,. излучающих электромагнитные волны до подвижного объекта велико, следовательно 35 фазовый фронт волны можно считать плоским. Тогда на направлении, соответствуюп 1 ем направлению с(, векторы Джонса излучаемых волн имеют вид;: 5 пОСа 5 ЯЯ;пц 5;пЕЕ4 ЬССз д Б П+ Со 5 В Со 5 Е Е 2 Пс 1где аЧ = Бьо( 5 О С выходов плеч ЛПР 5 сигналы,описываемые аналитическими выражениями (2) и (3), поступают на входыАФД 6. Причем сигнал, Е поступаетна вход разностного канала АФД,6, 55 а сигнал Е поступает на вход сумУмарного канала АФД 6. С помощью из"вестных соотношений находят амплитуды сигналов Ги Е у на входе АФД 6. СОБГ+Э 6 п еа У15 пЕ СоБЕе- фазовыйсдвиг междупередающимиантеннами,Вектор Джонса суммарной волныможет быть представлен в виде: На подвижном объекте суммарная электромагнитная волна, вектор Джонса которой имеет вид (1), пол.ностью принимается всеполяризованной 1 приемной антенной 4 и поступает наЛПР 5, орты собственной системы координат которого совпадают с осямиплеч прямоугольных волноводов и ориентированы под углом О = 45 кплоскости измерений. ЛПР 5 разделяет поступающую суммарную электромагнитную волну на две ортогональныепо поляризации электромагнитные волны. В этом случае сигналы на выходах,плеч ЛПР 5 определяются с помощьюпреобразовании: д Ч О О 1 со 59 5 ье со 5+ 51 пе О 1" бПР Со 59 "38 пБСа 56 ЕС,5 В . 5 п 1ГДЕе;, С,5 В - ОПЕРатОР ПЕРЕХОДаиз декартового;поляризационногобазиса, в которомзаписаны векторыДжонса излучаемыхволн, в системукоординат поляризацйонного разделителя,1 0 - оператор поляризатора 0 О первого плеча линейногополяризационного разделителя,0 0 - оператор поляризатора 0 1 второго плеча линейногополяризационного разделителя.После преобразований получают аналитические выражения для сигналов на выходе ЛПР 5 вида:(А) 1 + Ь 1 2 Е Со 5 2 9 5 и Ь Т5и 2 9 Со 5 Ь х5 Из выражений (4) и (5) видно,что амплитуды сигналов Е и Е навходе АФД 6 зависят не только отизмеряемого параметра разности фаз,д, но и от угла эллиптичности Еизлучаемых электромагнит 1 ых волни от угла ориентации О собственнойсистемы координат ЛПР относительнооплоскости измерений. При Е 1 = 45амплитуды и фазы сигналов Г и Еухна входе АФД б имеют вид: ОТаким образом, при О = 45 амплитуды сигналов Г и 1 зависят тольх уко от измеряемого параметра разности 25 фаз й М принимаемых электромагнитных волн от первой и второй передающих антенн. Их разность фаз на входе АФД 6 определяется выражением: Для обеспечения нормальной работы АФД 6 необходимо, чтобы разность фаз между сигналами, поступающими на вход АФД б была равна 90 , а амплитуды сигналов Г и Гх определялись выражениями (6) и (7), Из вы - ражения (8) видно, что для передающих антенн 2 и 3, излучающих ортогональ-но линейно поляризованные электромагнитные волны ( Г = О), - это условие выполняется. Если передающие антенны 2 и 3 излучают в общем случае ортогонально эллиптические поляризованные электромагнитные волны с эллиптичностью 1 , то, как следует из выражения (8), их разностьофаз отличается от 90 на величину, равную удвоенному углу эллиптичности с излучаемых электромагнитных волн. В этом случае необходимо излучать электромагнитные волны с равной амплитудой и длиной волны, но с начальной разностью фаз, равной удвоенному углу эллиптичности После преобразования по частоте и усиления с учетом работы автоматической регулировки усиления и дополнительного фазового сдвига в разоностном канале на 90 , сигнал на выходе АФД 6 имеет вид: где К - коэффициент пропорциональностиЫ - угол между перпендикулятором к базе, образованнойисточниками электромагнитных волн и направлением наподвижный объект.С выхода АФД 6 сигнал поступает на вычислитель 7, где производится операция расчета пеленга подвижного объекта в соответствии с соотношением (9). Из выражения (9) видно, что сигнал на выходе АФД б зависит от направления. Причем крутизна этой зависимости и, соответственно, потенциальная точность измерений пеленга подвижного объекта определяется расстоянием д между источниками излучения электромагнитньх волн, а не габаритами приемной антенной систейы, что дает возможность использовать приемную антенну на подвижном объекте слабонаправленной. Формула изобретения 1. Способ измерения пеленга по-,движного объекта, основанный на излу чении электромагнитных волн из двухточек с известными координатами,расположенных в плоскости измеренийна расстоянии д друг от друга, причем длины, амплитуды и фазы излучаемых электромагнитных волн равны, прие.ме электромагнитных волн на подвижном объекте и измерении разностифаз ду принимаемых электромагнитныхволн с последующим определениемпеленга д подвижного объекта относительно нормали к середине линии,соединяющей точки излучений электромагнитных волн, по формулес(.= ас 51 ьа 12 )тдгде А - длина волны,о т л и.ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения быстродействия измерений, электромагнитные волны излучают одновременно, а поляризацииизлучаемых электромагнитных волнортогональны.1251003 Составитель В.КрапухинТехред В,Кадар Корректор Л.Пилипенко Редактор Л.Пчелинская Заказ 4406/42 Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 2. Устройство для измерения пеленга подвижного объекта, содержащее передатчик с подключенными к нему двумя передающими антеннами, расположенными в точках с известными координатами в плоскости измерений на, расстоянии Д друг от друга, приемную антенну и вычислитель, расположенные на подвижном объекте, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения быстродействия измерений, в него введены линейный поляризационный разделитель и амплитудно-фазовый дискриминатор, при этом вход линейного поляризационного разделителя подключен к выходуприемной антенны, два его выходаподключены к двум входам амплитуднофазового дискриминатора, выход которого подключен к входу вычислителя,причем приемная антенна всеполяризована, поляризации передающих антенн ортогональны, линейный поляриО зационный )разделитель ориентировантак, что плоскости поляризации волн,на которые он разделяет принимаемуюволну, составляют угол 45 с плоскостью измерений,