ФАЗОВЫЙ ПЕЛЕНГАТОР

ФАЗОВЫЙ ПЕЛЕНГАТОР 


RU (11) 2143707 (13) C1

(51) 6 G01S3/46 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.01.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 98110984/09 
(22) Дата подачи заявки: 1998.06.11 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1998.06.11 
(45) Опубликовано: 1999.12.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: FR, 2718252 A, 29.03.94. ТИИЭР, 1988, N 12, т.76, с.28-30. GB 2168562 A2, 18.06.86. DE 1591720 B2, 10.07.75. DE 3227486 A1, 26.01.84. US 3631491, 28.12.71. RU 2073879 C1, 20.02.97. 
(71) Заявитель(и): Научно-исследовательский институт точных приборов 
(72) Автор(ы): Журавлев В.Г. 
(73) Патентообладатель(и): Научно-исследовательский институт точных приборов 
Адрес для переписки: 127490, Москва, Юрловский пр-т, 1, Научно-исследовательский институт точных приборов 

(54) ФАЗОВЫЙ ПЕЛЕНГАТОР 

Изобретение относится к области радиолокации и радионавигации, в частности фазовым пеленгаторам. Предложен фазовый пеленгатор с N антеннами, в котором по выходам антенн введен N управляемых дискретных фазовращателей и высокочастотный сумматор. Разности фаз сигналов по каждой требуемой паре антенн вычисляются в цифровом процессоре по совокупности значений амплитуды огибающей суммарного сигнала, полученных с выхода приемника суммарного сигнала при различных комбинациях фазовых сдвигов в фазовращателях, последовательно устанавливаемых в течение каждого рабочего цикла пеленгатора. Предлагаемое устройство может найти применение для фазового пеленгования источников узкополосных сигналов в плоскости или в пространстве, что и является достигаемым техническим результатом. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области радиолокации и радионавигации, в частности к пеленгаторам для определения направления с измерением фазового сдвига сигналов, снимаемых с разнесенных антенн.

Известны фазовые пеленгаторы, действие которых основано на формировании векторных сумм сигналов, принятых парой разнесенных антенн, со сдвигом их по фазе на фиксированные углы, кратные /2. Оценка разности фаз сигналов, принятых антеннами, определяется по амплитудам четырех параллельно формируемых векторных сумм сигналов, соответствующих четырем значениям сдвига фаз между суммируемыми сигналами. Пеленгаторы данного вида описаны, например, в патенте США N 3.631.491, НКИ 343/113R, МКИ G 01 S 3/46 и в патенте Франции N 2.718.252, МКИ G 01 S 3/04 (заявка N 9403665 от 29.03.94).

Наиболее близким к заявляемому является устройство пеленгации, описанное в патенте Франции N 2.718.252. Известное устройство содержит N антенн, формирователь четырех векторных сумм с высокочастотными коммутаторами входов и выходов, многоканальный приемник с детекторами огибающей и АЦП на выходах каждого канала, цифровой процессор. Недостатком известного устройства является низкая точность, обуславливаемая разбросом и нестабильностью передаточных характеристик фазосдвигающих и коммутационных высокочастотных элементов, а также сложность схемы построения. Технической задачей изобретения является повышение точности.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройство пеленгации, содержащее N антенн и последовательно соединенные приемник с детектором огибающей и АЦП на выходе и цифровой процессор, введены N управляемых дискретных фазовращателей с числом позиций по сдвигу фазы М больше двух и с дискретностью по сдвигу фазы 2/M, блок управления фазовращателями, высокочастотный сумматор с N входами, при этом управляемые дискретные фазовращатели включены соответственно между выходами антенн и входами высокочастотного сумматора, выход которого соединен со входом приемника, управляющие входы фазовращателей соединены соответственно с N выходами блока управления фазовращателями, вход сигнала синхронизации которого соединен с выходом сигнала синхронизации цифрового процессора, вырабатывающего результат измерения разности фаз сигналов m,n по каждой требуемой m-ой, n-ой паре антенн по алгоритму:

(1)

где: i = 1, 2,... (MN-1), MN - текущий номер комбинаций фазовых сдвигов в фазовращателях, последовательно устанавливаемых в течение рабочего цикла;

(m-n)i- разность фазовых сдвигов в фазовращателях m-ой, n-ой пары антенн;

xi - отсчет с выхода АЦП приемника при i-ой комбинации фазовых сдвигов в фазовращателях.

Работа предлагаемого пеленгатора поясняется блок-схемой и описанием принципа действия. На блок-схеме обозначено:

1 - антенна; 2 - управляемый дискретный фазовращатель; 3 - блок управления фазовращателями; 4 - высокочастотный сумматор; 5 - приемник с детектором огибающей и АЦП на выходе; 6 - цифровой процессор.

Управляемые дискретные фазовращатели 2 включены между выходами антенн и соответственно входами высокочастотного сумматора 4. Приемник с детектором огибающей и АЦП на выходе 5 включен между выходом высокочастотного сумматора 4 и входом цифрового процессора 6. Первый выход цифрового процессора 6 является выходом результата измерения. Второй выход цифрового процессора 6 является выходом сигнала синхронизации и соединен со входом сигнала синхронизации блока управления 3. Выходы блока управления 3 соединены с управляющими входами управляемых дискретных фазовращателей 2.

Антенны выполнены в виде слабонаправленных излучателей, ширина диаграммы направленности которых перекрывает ожидаемый диапазон углов пеленга. Фазовращатели выполнены на ферритах либо на полупроводниковых диодах с электронным управлением. Блок управления выполнен на основе двоичного регистра либо счетчика с формирователями токов или напряжений на выходах разрядов.

Устройство работает циклами, состоящими из последовательных тактов. В каждом i-ом такте рабочего цикла цифровой процессор 6 выдает в блок управления фазовращателями 3 сигнал синхронизации, содержащий номер i данного такта. Блок управления 3 вырабатывает комбинацию токов и напряжений, необходимую для установки в управляемых дискретных фазовращателях 2 определенной комбинации фазовых сдвигов, соответствующей номеру i данного такта. После окончания переходных процессов в управляемых фазовращателях и в приемнике цифровой процессор 6 считывает очередной i-ый отсчет амплитуды огибающей сигнала xi с выхода приемника, запоминает его и выдает сигнал синхронизации, содержащий номер нового (i + 1)-го такта. После окончания всех тактов рабочего цикла, общее число которых равно числу всех возможных комбинаций состояний фазовращателей, цифровой процессор вычисляет оценки разностей фаз сигналов по всем требуемым парам антенн в соответствии с алгоритмом (1).

Предполагается, что время цикла измерения существенно меньше времени корреляции сигнала по амплитуде.

Работа предлагаемого устройства базируется на использовании зависимости напряжения x на выходе квадратичного детектора огибающей суммы N высокочастотных сигналов от их амплитуд ak, начальных фаз k и от значений фазовых сдвигов k в фазовращателях. Эта зависимость описывается выражением:

(2)

При наличии необходимого набора известных величин k,l= k-l выражения (2) образуют систему уравнений, которая может быть решена относительно неизвестных величин k,l= k-l.

В предлагаемом устройстве используются M позиционные фазовращатели с дискретом по сдвигу фазы 2/M, M - целое число больше двух. В каждом рабочем цикле производится установка всех возможных комбинаций состояний фазовращателей в N каналах. При указанных условиях решение системы уравнений вида (2) соответствует алгоритму (1), реализуемому цифровым процессором.

Благодаря симметрии входной части предлагаемого устройства достигается эффект балансного подавления влияния амплитудных и фазовых погрешностей фазовращателей на результат измерения пеленга.

Предлагаемое устройство может найти применение для фазового пеленгования источников узкополосных сигналов в плоскости либо в пространстве. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Фазовый пеленгатор, содержащий N антенн и последовательно соединенные приемник, с детектором сгибающей и АЦП на выходе и цифровой процессор, отличающийся тем, что в него введены N управляемых дискретных фазовращателей с числом позиций по сдвигу фазы М больше двух и с дискретом по сдвигу фазы 2M, блок управления фазовращателями, высокочастотный сумматор с N входами, при этом управляемые дискретные фазовращатели включены соответственно между выходами антенн и входами высокочастотного сумматора, выход которого соединен со входом приемника, управляющие входы фазовращателей соединены соответственно с N выходами блока управления фазовращателями, вход сигнала синхронизации которого соединен с выходом сигнала синхронизации цифрового процессора, вырабатывающего результат измерения разности фаз сигналов m,n по каждой требуемой m-ой, n-ой паре антенн пеленгатора по алгоритму I



где i=1,2,...(MN-1);

MN - текущий номер комбинаций фазовых сдвигов в фазовращателях, последовательно устанавливаемых в течение рабочего цикла;

(m-n) - разность фазовых сдвигов в фазовращателях m-ой, n-ой пары антенн;

Xi - отсчет с выхода АЦП приемника при i-ой комбинации фазовых сдвигов в фазовращателях.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru