Тема: Разработка и исследование алгоритма устранения неоднозначности вычислений в фазовом методе пеленгации

Источниками радиосигналов могут быть объекты радиолокационного наблюдения, отражающие падающие на них радиоволны, либо различного рода радиопередатчики. Информация о направлении прихода к пеленгатору излученной (переизлученной) волны содержится в положении ее фазового фронта [1]. Нормаль к фазовому фронту в однородной среде распространения радиоволн совпадает с направлением на источник излучения. Пространственное положение фазового фронта, который на большом удалении от источника является плоским, можно определить различными методами. В данной работе рассматривается метод, основанный на измерении разности фаз сигналов, принятых на разнесенные в пространстве антенны. Такой метод пеленгования называется фазовым. Радиопеленгаторы, реализующие данный метод, также называются фазовыми. Изложенный принцип пеленгования не налагает каких либо ограничений на диаграммы направленности применяемых приемных антенн. Ширина диаграммы зависит от назначения пеленгатора. В следящих фазовых пеленгаторах, предназначенных для работы по выбранным источникам сигналов, применяются остронаправленные антенны. Подобные пеленгаторы используются в составе активных моноимпульсных радиолокационных станций. Применение остронаправленных антенн, с одной стороны, увеличивает отношение сигнал собственный шум приемных устройств, с другой ограничивает изменение измеряемой разности фаз интервалом 360 градусов, на котором она и определена.
В пеленгаторах, предназначенных для работы в широком секторе одновременного обзора, применяются слабонаправленные антенны. Применение слабонаправленных антенн придает фазовым пеленгаторам такое важное достоинство, как быстродействие. Время, необходимое для пеленгования источника излучения в широком секторе углов, может измеряться единицами микросекунд. В пределе достаточно одного принятого радиоимпульса. Другим важным достоинством фазовых пеленгаторов является возможность получения высокой точности пеленгования. Перечисленные особенности фазовых радиопеленгаторов со слабонаправленными антеннами определяют область их применения.
Они используются там, где надо быстро и точно измерить угловые координаты объектов в широком угловом секторе. Наибольшие технические трудности возникают при создании пеленгаторов, предназначенных для работы в составе систем радиоэлектронной борьбы по сигналам радиотехнических станций противоборствующей стороны. Эти трудности связаны с априорной неопределенностью несущей частоты и параметров модуляции принимаемых сигналов, кратковременностью их существования.
Применение слабонаправленных антенн уменьшает дальность действия пеленгаторов. Поэтому большей частью они входят в состав систем, работающих по излученным, а не отраженным сигналам.
Для достижения высокой точности пеленгования расстояние между фазовыми центрами антенн (фазометрическая база) должно значительно превышать длину волны. При этом разность фаз сигналов может многократно превосходить интервал ее однозначного определения, равный 360 градусам. Если неоднозначность не раскрывается за счет использования направленности приемных антенн, то в состав пеленгационной системы входят более грубые измерители.
Источниками ошибок пеленгования являются собственные шумы приемных устройств, паразитные фазовые сдвиги в приемно-усилительных каналах, погрешности измерителей разности фаз, а также фазовые искажения радиоволн на трассе распространения.
Проблемы минимизации фазовых погрешностей в приемно-усилительных и измерительных трактах выходят за рамки данной книги. Они достаточно хорошо освещены в литературе. Работы И.Д. Золотарева, М.К. Чмыха дают представление о сегодняшнем состоянии техники фазометрии. Значительно меньше работ посвящено влиянию искажений фазового фронта радиоволн в среде распространения на точность угломерных устройств.
Пеленгаторы источников радиоизлучений (ИРИ) входят в состав современных широкодиапазонных системы радиолокации, радиомониторинга и радионавигации и во многом определяют их технические характеристики .
К пеленгаторам предъявляют жесткие требования по ширине рабочего частотного диапазона пеленгуемых ИРИ, по размерам и числу антенн в пеленгационной антенной решетке (АР). Как правило, частотный диапазон составляет несколько октав, а пеленгационная решетка при размере в несколько десятков сантиметров содержит 3...5 антенных элементов.
В широком диапазоне частот амплитудные диаграммы направленности антенн (ДНА) пеленгационной решетки неконтролируемо изменяются, что является причиной широкого применения фазового метода определения пеленга в пеленгаторах. Но малое число антенн и небольшой размер пеленгационной решетки не позволяют сформировать в фазовом пеленгаторе количество измерительных баз достаточное для устранения неоднозначности пеленгования ИРИ в широком частотном диапазоне.
При проектировании малобазовых широкодиапазонных фазовых пеленгаторов возникает проблема устранения неоднозначности пеленгования ИРИ, обусловленная широким диапазоном частот радиосигналов, малым числом антенн и небольшим размером пеленгационной решетки.

Купить

В ходе дипломной работе был разработан алгоритм устранения неоднозначности в фазовом методе пеленгации. Исследовав данный алгоритм можно сделать вывод о том, что при минимальном значении СКО шума и отношении расстояния между антеннами 0,4 к 0,6 у нас возникают минимальные ошибки, а при отношении расстояния между антеннами 0,1 к 0,9 и СКО шума = 1 у нас возникают максимальные отклонения.
Данный алгоритм работает в пределах частот 3,75 < f < 15 ГГц и в пределах рабочего угла от минус сорока пяти до плюс сорока пяти градусах. В пределах от минус девяноста до минус сорока пяти и от сорока пяти до девяноста градусах возникаю ошибки алгоритма.

Купить