Пеленгатор

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ия К ПАТЕ 22-23,6 - 9, 48-22,Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(76) Дикарев Виктор Иванович; Койнаш Борис Васильевич; Шипим Иван Тимофеевич(57) Использование: для точной и однозначной пеленгации источника излучения сигналов с фазовойманипуляцией. Сущность изобретения: пеленгаторсодержит две антенны 12, два приемника 3,4, двафазовращателя на 90 5,6, амплитудный детектор(19) ИЗ (11) 2003131 С 11) 5 б 01 8 310 7, две дифференцирующие цепи 8,18. два пере- множителя 910, два фильтра нижних частот 11,12, два квадратора 13,14, сумматор 15, блок 1 б извлечения квадратного корня, два однопопосных вентиля 1719, генератор 20 счетных импульсов элемент И 21, счетчик - делитель 22, индикатор 23, что позволяет повысить точность и устранить неорозначность пеленгации. 3 ил. 1-36-9, 3-10 - 12-14 - 15 - 16 - 17 - 18-192-4-5-9-11-13-15, 4-10,17-21 - 22, 20-21. 3 ип.Предлагаемый пеленгатор относится к радиотехнике и может быть использован для точной и однозначной пеленгации источника излучения сигналов с фазовой манипуляцией (ФМн).Известные пеленгаторы основаны;- на использовании трех приемных каналов, два из которых снабжены направленными антеннами, а третий ненаправленной антенной (авт, свид, Мг 558,584, 6 01 Я 3/40, 1973);- на использовании антенны, имеющей кардиоидную или восьмеричную диаграмму направленности (авт. свид, 1 Ф 164.326, 6 01 Я 3/10, 1958);- на использовании двух приемных каналов с ненаправленными антеннами - прототип;- на подавлении ложных сигналов (помех), принимаемых на зеркальной и комбинационных частотах(авт, саид, Р 1.602.203, 6 01 Я 3/46, 1988);- на использовании зеркального и комбинационных каналов (авт, свид. М 1,591,665, 8 01 Я 3/46, 1989);- на использовании суммарно-разностных каналов (авт. свид, К. 568.028, 6 01 Я 3/20, 1974),- на. использовании осциллографического индикатора (авт, свид, М 375,579, 6 01 Я 25/00, 1971),Иэ известных пеленгаторов наиболее близким к и редлагаемому является фазовый пеленгатор, который выбран в качестве прототипа. Указанное устройство реализует фазовый способ пеленгации, при котором разность фаз Ь р между двумя сигналами, принимаемыми разнесенными антеннами, определяется выражениемЛр=2 лсояу,бгде б - расстояние между антеннами (измерительная база);Л - длина волны;у - угол прихода радиоволны,Однако фазовому способу пеленгации свойственно противоречие между требованиями точности измерений и однозначности отсчета угла, Действительно, согласно вышеприведенной формуле фаэовая система тем чувствительнее к изменению угла, чем больше относительный размер базы б/Л . Однако с ростом д/ Л уменьшается значение угловой координаты, при котором разность фаэ Лр превосходит значение 2 л, т.е. наступает неоднозначность отсчета.Исключить неоднозначность фазового способа пеленгации источника излучения ФМн сигналов можно двумя методами: 1) применением остронаправленных антенн;2) использованием нескольких измерительных баз (многошкальность).5 Системы пеленгации с остронаправленными антеннами обладают большой дальностью действия и высокой разрешающейспособностью по направлению, Однако они10 требуют поиска источника излучения сигналов до начала измерений и его автоматического сопровождения по направлениюантенным лучом в процессе измерений.Многошкальность достигается использованием нескольких измерительных баз.При этом меньшая база образует грубую, нооднозначную шкалу отсчета, а большая база- точную, но неоднозначную шкалу отсчета,Системы пеленгации, использующие такой20 метод, имеют ограниченную дальность исложную техническую реализацию.В предлагаемом устройстве используется модифицированный фазовый способ пеленгации источника излучения ФМн25 сигналов, основанный на квадратурной корреляционной обработке принимаемых сигналов.Целью изобретения является повышение точности и устранение неоднозначно 30 сти пеленгации источника излучениясигналов с фаэовой манипуляцией,Поставленная цель достигается тем, чтов устройство введены второй фазовращатель на 90, амплитудный детектор, первая35 и вторая дифференцирующие цепи, первыйи второй перемножители, первый и второйфильтры нижних частот, первый и второйквадраторы, сумматор, блок извлеченияквадратного корня, первый и второй одно 40 полярные вентили, генератор счетных импульсов, элемент И и счетчик-делитель,.причем к выходу первого приемника последовательно подключены амплитудный детектор, первая дифференцирующая цепь,45 счетчик-делитель и индикатор, к выходу первого фазовращателя последовательно подключены первый перемножитель, второйвход которого через второй фазовращательна 90 соединен с выходом второго прием 50 ника, первый фильтр нижних частот, первыйквадратор, сумматор, второй вход которогочерез последовательно включенные второйперемножитель, второй фильтр нижних частот и второй квадратор соединен с выходом55 первого и второго приемников, блок извлечения квадратного корня, первый однополярный вентиль, втораядифференцирующая цепь и второй однополярный вентиль, выход которого соединен с вторым входом счетчика-делителя третийвход которого через элемент И соединен с2003131 Оз(1) 00 М(1) соз( в 0 с+ ф 1 ) Напряжения Оз(т), 04(с) и 05(с), Об(т) подаются на два входа перемножителей 9 и 10 соответственно, на выходах которых образуются результирующие колебания О 1 (т) = О;г М 1 (т) М ( т +) хх с 03 (вс Г + Ьф ) + 0; М 1(т) М (1+г) х .Х СОЗ(2 Вс 1+Вст+Р 1 + Рг)О,(,):Ом,(1) М(т+т) хх рп(вст+Ьр)+О; М 1(1)М(1+)х 40 Х рп(2 вс 1+вст+д 1 +Р 2) 0 1 Тс,Пеленгатор работает следующим образом, Принимаемые ФМн сигналы Из результирующих колебаний О , (1)Оф)-01 М(1) соз(вс т+ Р 1),02(с) =02 М(1+ г) соз(вс (т+ г )+ 50 иОЬ (т) фильтрами 11 и 12 нижних частот+уД;0 Т выделяются низкочастотные напряжения Ь 41)=0;г М(т)М(т+ т) соз(всг +Ьр ),где 01, Ог, вс, Тс, р 1,рг - амплитуды, несущая частота, длительность и начальные фазы сигналов;М(1) - модулирующая функция, в соответствии с которой манипулируется фаза сигналов;Тс = М тъ - длительность сигналов; которые через квадраторы 13 и 14 поступают на два входа сумматора 15, На выходе выходами первого однополярного вентиля и генератора счетных импульсов.На фиг. 1 представлена структурная схема пеленгатора; на фиг. 2 - принцип пеленгации источника излучения. фазоманипулированных сигналов фазовым методом в одной плоскости; на фиг, 3 - временные диаграммы, поясняющие работу пеленгатора.Пеленгатор (см.фиг. 1) содержит первую и вторую антенны 1 и 2, первый и второй приемники 3 и 4, первый и второй фазовращатели 5 и 6 на 900, амплитудный детектор 7, первую дифференцирующую цепь 8, первый и второй перемножители 9 и 10, первый и второй фильтры 11 и 12 нижних частот, первый и второй квадраторы 13 и 14, сумматор 15, блок 16 извлечения квадратного корня, первый однополярный вентиль 17, вторую дифференцирующую цепь 18, второй однополярный вентиль 19, генератор 20 счетных импульсов, элемент И 21, счетчик- делитель 22, индикатор 23. Причем к антенне 1 последовательно подключены приемник 3, амплитудный детектор 7, дифференцирующая цепь 8, счетчик-делитель 22 и индикатор 23. К выходу приемника 3 последовательно подключены фазовращатель 5 на 900, перемйожитель 9, второй вход которого через фазовращатель. 6 на 90 соединен с выходом приемника 4, фильтр 11 нижних частот, квадратор 13, сумматор 15, второй вход которого через последовательно включенные перемножитель 10, фильтр 12 нижних частот и квадратор 14 соединены с выходами приемников 3 и 4, блок 16 извлечения квадратного корня, однополярный вентиль 17, дифференцирующая цепь 18 и однополярный вентиль 19, выход которого соединен с вторым входом счетчика-делителя 22, третий вход которого через элемент И 21 соединен с выходами однополярного вентиля 17 и генератора 20 счетных импульсов. гп, й - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал;Ьй д вп5 с ст - время запаздывания сигнала, принимаемого одной антенной, по отношению к сигналу, принимаемого другой антенной;с антенн 1 и 2 поступают на входы приемни ков 3 и 4 соответственно, где они усиливаются и ограничиваются по амплитуде 15 04(1)= 00 М(1+ т) соз(вс (1+ т )+ р 201 Тсгде Оо - порог ограничения.Полученные напряжения поступают навходы фазовращателей 5 и 6 на 90, на вы 20 ходах которых образуются напряжения 05(1) = 00 М(с) соз( вс т+ ср 1 + 90 ) =5 10 20 30 40 45 50 последнего образуется суммарное напряжение О , (1) = О 1 (1) + О 2 (1) ==О М- М (т+ т ) свэ (вст+Лср )+ +ОМ (с) М (1+ г ) вп (всг+Ьр )= =О;г М(т) М(т+ т)2, О тТс, которое поступает на вход блока 16 извлечения квадратного корня, на выходе которого образуется напряжение (см. фиг, Зе) Это напряжение представляет собой произведение двух модулирующих функций М(т) (см, фиг, За) и М( + г) (см. фиг. Зд), сдвинутых во времени на величину задержки г.Число отрицательных импульсов в напряжении Он равно количеству скачков Фазы гп принимаемых ФМн сигналов, а их длительность равна величине задержки Ги не зависит от длительности тг элементарных посылок, Напряжение Он(1) с выхода блока 16 поступает на вход однополярного вентиля 17, на выходе которого образуются только отрицательные импульсы (см. фиг. Зж),Напряжение Оф) (см. фиг. Зб) с выхода приемника 4 одновременно поступает нэ вход амплитудного детектора. 7, который выделяет его огибающую (см. фиг, Зв), Последняя поступает на вход дифференцирующей цепи 8, на вь 1 ходе которой образуются два коротких разнополярных импульса(см. фиг, Зг), Причем положительным коротким импульсом счетчик-делитель 22 приводится в исходное. (нулевое) состояние.Отрицательные импульсы (см. фиг, Зж) с выхода однополярного вентиля 17 поступают на первый вход элемента И 21, на второй вход которого подаются счетные импульсы (см. фиг, Зж) с вь 1 хода генератора 20, Отрицательные импульсы (см. фиг. Зж) с выхода однополярного вентиля 17 одновременно поступают на вход дифференцирующей цепи 18. на выходе которой образуются короткие разнополярные импульсы (см. фиг, Зз). Эти импульсы поступают на вход однополярного вентиля 19, который пропускает только отрицательные короткие импульсы(см, фиг. Зи). Указанные импульсы поступают в счетчик-делитель 22, В счетчике-делителе 22 происходит последовательное сложение в цифровом коде значений т 0 = =1, 2,и) и деление получившейся суммы на количество измерений и. При этом в счетчике-делителе 22 после и измерений образуется среднее значение времени задержки т ср в цифровом кодеТср =Г/П,=1где т - длительность 1-го отрицательного импульса нэ выходе однополярного вентиля 17;и - количество измерений (обьем выборки, количество отрицательных коротких импульсов на выходе однополярного вентиля 19 (см, фиг. Зи).Измеренное значение тср отрицательным коротким импульсом (см. фиг. Зг) с выхода дифференцирующей цепи 8 переписывается в индикатор 23, По измеренному и зафиксированному значению т ср однозначно определяется угол прихода радиоволныр =агссоз цг;р,СТаким образом, предлагаемый пеленгатор по сравнению с прототипом обеспечивает повышение точности и устранение неоднозначности пеленгации источника излучения ситнэлов с фэзовой манипуляцией. Причем повышение точности пеленгации достигается увеличением относительного размера базы бй . А устранение неодно.значности пеленгации достигается квадратурной обработкой принимаемых сигналов, при которой измеряется среднее значение времени задержки тср, По измеренному значению т ср однозначно определяется угол прихода радиоволны Р, Кроме того, представление результатов пеленгации в цифровом коде обеспечивает их длительное хранение, передачу на большие расстояния по каналам связи и сопряжение с вычислительной техникой,(56) Космические радиотехнические комплексы, под ред. С,И.Бычкова, М.: Советскоерадио, 1967, стр. 135, рис. 2.3.9, 9 20031Формула изобретенияПЕЛЕНГАТОР, содержащий последовательно включенные первые антенну, приемник и фазовращатель на 90, последовательно включенные вторые антенну и приемник, а также индикатор, отличающийся тем, что введены второй фазовращатель на 90, амплитудный детектор, первая и вторая дифференцирующие цепи, первый и второй перемножители, 10 первый и второй фильтры нижних частот, первый и второй квэдрэторы, блок извлечения квадратного корня, первый и второй однополярные вентили, генератор счетных импульсов, элемент И и счетчик-делитель, 15 причем выход второго приемника соединен с входом амплитудного детектора, выход которого через первую дифференцирующую цепь соединен с первым входом счетчика-делителя, выход ко торого соединен с входом индикатора,31 10выход первого приемника через последовательно соединенные первый перемножитель, первый фильтр нижних частот, первый квадратор, сумматор, блок извлечения квадратного корня, первый однополярный вентиль, вторую дифференцирующую цепь, второй однополярный вентиль соединен с вторым входом счетчика-делителя, кроме того, выход второго приемника через последовательно соединенные второй фазовращатель на 90, второй перемножитель, второй фильтр нижних частот, второй квадратор соединен с вторым входом сумматора, выход первого фазовращателя на 90 соединен с вторым входом второго умножителя, выход второго приемника - с вторым входом первого перемножителя, выход первого однополярного вентиля через элемент И соединен с третьим входом счетчика-делителя, выход генератора счетных импульсов соединен с вторым входом злемента И,200313111 1 1 И 1 1 1111111 11 Я 1111111И 1оставитель С. Климо ехред М.Моргентал В.Петраш едактор енова аз 3 Тираж Подписное НПО " Поиск" Роспатента33035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101