RU2185636C1 - Procedure of unambiguous direction finding of source of radio signal and gear for its realization - Google Patents

Abstract

FIELD: radio direction finding, location of radio emission sources. SUBSTANCE: given procedure of direction finding includes reception of radio signal with the aid of four omnidirectional antennas. Three of them form ring antenna array with same distance β, between antennas, fourth antenna is positioned in center. Phase difference between signals received by each of three antennas and by fourth antenna is measured. In accordance with invention maximal phase difference is chosen, sum of all measured phase differences is found. If obtained sum has no-zero value maximal phase difference is corrected and usage of obtained values of phase difference helps to unambiguously determine azimuth θ and angle β of elevation of source of radio signal whose minimal value of wave length exceeds β. Gear for realization of procedure of unambiguous direction finding has four omnidirectional antennas, four radio reception units, three meters of phase difference, comparator, unit for correction of phase difference and unit computing radio bearing. 42% is achievable increase in precision of unambiguous direction finding of radio emission sources. EFFECT: increased precision of unambiguous direction finding of radio emission sources. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиопеленгации, и может быть использовано в системах определения местоположения источников радиоизлучения. The invention relates to radio engineering, in particular to direction finding, and can be used in systems for determining the location of radio emission sources.

Известен способ однозначного пеленгования источника радиосигнала, включающий прием радиосигнала с помощью четырех идентичных ненаправленных антенн, расположенных в плоскости пеленгования в вершинах квадрата с длиной стороны b, причем положение первой, второй, третьей и четвертой антенн ориентировано относительно опорного направления, проходящего через центр квадрата под углами 0,

радиан соответственно, поочередное или одновременное измерение разностей фаз между сигналами, принятыми двумя парами антенн, расположенными на диагоналях квадрата, и определение угла прихода радиосигнала в плоскости пеленгования (азимута) θ и угла прихода радиосигнала в плоскости, перпендикулярной плоскости пеленгования, (угла места) β по формулам:

где φ₁₃(φ₂₄) - разность фаз между сигналами, принятыми первой и третьей (второй и четвертой) антеннами;
d - расстояние между антеннами каждой пары (база);
λ - длина волны радиосигнала, минимальное значение которой λ_min превышает 2d [1. O.B. Белавин, М.В. Зерова. Современные средства радионавигации. - М.: Сов. радио, 1965, с. 48-53].A known method of unambiguous direction finding of a radio signal source, comprising receiving a radio signal using four identical omnidirectional antennas located in the direction-finding plane at the vertices of a square with side length b, wherein the position of the first, second, third and fourth antennas is oriented relative to the reference direction passing through the center of the square at angles 0

radian, respectively, alternately or simultaneously measuring the phase differences between the signals received by two pairs of antennas located on the diagonals of the square, and determining the angle of arrival of the radio signal in the direction-finding plane (azimuth) θ and the angle of arrival of the radio signal in the plane perpendicular to the direction-finding plane (elevation angle) β according to the formulas:

where φ ₁₃ (φ ₂₄ ) is the phase difference between the signals received by the first and third (second and fourth) antennas;
d is the distance between the antennas of each pair (base);
λ is the wavelength of the radio signal, the minimum value of which λ _min exceeds 2d [1. OB Belavin, M.V. Zerova. Modern means of radio navigation. - M .: Owls. radio, 1965, p. 48-53].

Известно устройство однозначного пеленгования источника радиосигнала, содержащее четыре последовательно соединенных идентичных ненаправленных антенн и радиоприемных блоков, два блока измерения разности фаз и блок вычисления пеленга, причем выходы двух пар радиоприемных блоков соответственно соединены с парами входов двух блоков измерения разности фаз, выходы которых соединены с входами блока вычисления пеленга, два выхода которого являются выходами азимута θ и угла места β источника радиосигнала, причем третий вход блока вычисления пеленга является входом длины волны радиосигнала [2. Заявка Великобритании 2076152, кл. G 01 S 3/74, 1981]. A device for unambiguous direction finding of a radio signal source comprising four series-connected identical omnidirectional antennas and radio receiving units, two phase difference measuring units and a bearing calculation unit, the outputs of two pairs of radio receiving units respectively being connected to the input pairs of two phase difference measuring units, the outputs of which are connected to the inputs a bearing calculation unit, the two outputs of which are the azimuth θ and elevation angle β of the radio source, the third input of the calculation unit I bearing is the input of the wavelength of the radio signal [2. UK application 2076152, CL G 01 S 3/74, 1981].

Недостатком известных способа и устройства является низкая точность пеленгования, что обусловлено малой по сравнению с длиной волны радиосигнала базой

Увеличение базы

приводит к неоднозначности измерения разности фаз между принятыми парой антенн сигналами и, следовательно, к неоднозначности пеленгования. Кроме того малые расстояния между соседними антеннами

приводят к наличию взаимного влияния между антеннами, следствием чего является искажение структуры электромагнитного поля радиосигнала в точках размещения антенн, приводящие к дополнительному снижению точности пеленгования.A disadvantage of the known method and device is the low accuracy of direction finding, due to the small base compared to the wavelength of the radio signal

Base increase

leads to the ambiguity of measuring the phase difference between the signals received by a pair of antennas and, therefore, to the ambiguity of direction finding. In addition, the small distances between adjacent antennas

lead to the presence of mutual influence between the antennas, which results in a distortion of the structure of the electromagnetic field of the radio signal at the antenna location points, leading to an additional decrease in direction finding accuracy.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу является способ однозначного пеленгования источника радиосигнала, включающий прием радиосигнала с помощью четырех идентичных ненаправленных антенн, три из которых образуют в плоскости пеленгования кольцевую антенную решетку с одинаковыми расстояниями между антеннами b, а четвертая - размещена в центре антенной решетки, причем положение первой, второй и третьей антенн ориентировано относительно опорного направления, проходящего через центр антенной решетки, под углами 0,

радиан соответственно, одновременное или поочередное измерение трех разностей фаз φ_к (к=1, 2 и 3) между сигналами, принятыми каждой из трех антенн антенной решетки, и сигналом, принятым четвертой антенной, формирование графика синусоидальной зависимости разностей фаз от углового положения точек приема путем аппроксимации измеренных значений разностей фаз φ_к и определение точек пересечения синусоидной нулевой оси, усредненное угловое положение которых относительно опорного направления однозначно соответствует азимуту θ источника радиосигнала, минимальное значение длины волны которого превышает

[3. Патент США 4160252, кл. G 01 S 3/48, 1979 (прототип способа и устройства)].The closest in technical essence to the proposed method is a method of unambiguous direction finding of a radio signal source, including receiving a radio signal using four identical omnidirectional antennas, three of which form a ring antenna array with equal distances between antennas b, and the fourth is located in the center of the antenna array moreover, the position of the first, second and third antennas is oriented relative to the reference direction passing through the center of the antenna array, at angles 0

radian, respectively, simultaneous or sequential measurement of the three phase differences φ _k (k = 1, 2 and 3) between the signals received by each of the three antennas of the antenna array and the signal received by the fourth antenna, generating a graph of the sinusoidal dependence of the phase differences on the angular position of the receiving points by approximating the measured values of the phase differences φ _to and determining the intersection points of the sinusoidal zero axis, the average angular position of which relative to the reference direction uniquely corresponds to the azimuth θ of the source signal, the minimum value of the wavelength of which exceeds

[3. U.S. Patent 4,160,252, cl. G 01 S 3/48, 1979 (prototype of the method and device)].

Устройство для осуществления данного способа однозначного пеленгования содержит четыре идентичные ненаправленные антенны, три из которых образуют в плоскости пеленгования кольцевую антенную решетку с одинаковыми расстояниями между антеннами b, а четвертая - размещена в центре антенной решетки, причем положение первой, второй и третьей антенн ориентировано относительно опорного направления, проходящего через центр антенной решетки, под углами 0,

радиан соответственно, четыре радиоприемных блока, входы которых соединены с выходами соответствующих антенн, три блока измерения разности фаз, первые входы которых соединены с выходами первых, второго и третьего радиоприемных блоков соответственно, а объединенные вторые входы - с выходом четвертого радиоприемного блока, последовательно соединенные блоки формирования синусоиды и вычисления пеленга, причем три входа блока формирования синусоиды соединены с выходами трех блоков измерения разности фаз соответственно, а выход блока вычисления пеленга является выходом азимута θ источника радиосигнала, минимальное значение длины волны которого превышает

[3].A device for implementing this method of unambiguous direction finding contains four identical omnidirectional antennas, three of which form a circular antenna array with equal distances between antennas b in the direction-finding plane, and the fourth is located in the center of the antenna array, with the position of the first, second and third antennas oriented relative to the reference direction passing through the center of the antenna array, at angles 0,

radian, respectively, four radio receiving units, the inputs of which are connected to the outputs of the corresponding antennas, three phase difference measuring units, the first inputs of which are connected to the outputs of the first, second and third radio receiving units, respectively, and the combined second inputs are connected to the output of the fourth radio receiving unit, series-connected blocks the formation of a sine wave and the calculation of the bearing, and the three inputs of the block forming a sinusoid are connected to the outputs of the three blocks for measuring the phase difference, respectively, and the output of the unit subtract the bearing is the output of the azimuth θ of the radio source, the minimum value of the wavelength of which exceeds

[3].

Недостатком известных способа и устройства является низкая точность пеленгования, что обусловлено, во-первых, малой по сравнению с длиной волны радиосигнала базой

во-вторых, погрешности аппроксимации синусоиды на основе измерения ряда ее дискретных значений (в данном случае - трех разностей фаз). Кроме того, малые (по сравнению с длиной волны) расстояния R между ближайшими антеннами четырехэлементной антенной решетки

приводят к наличию взаимного влияния между антеннами, следствием чего является искажение структуры электромагнитного поля радиосигнала в точках размещения антенн, приводящие к дополнительному снижению точности пеленгования.A disadvantage of the known method and device is the low accuracy of direction finding, which is due, firstly, to a small base compared to the wavelength of the radio signal

secondly, the errors of approximation of a sinusoid based on the measurement of a number of its discrete values (in this case, three phase differences). In addition, small (compared to wavelength) distances R between the nearest antennas of the four-element antenna array

lead to the presence of mutual influence between the antennas, which results in a distortion of the structure of the electromagnetic field of the radio signal at the antenna location points, leading to an additional decrease in direction finding accuracy.

Увеличение базы

и соответственно - расстояния между каждой из трех антенн антенной решетки и четвертой антенной

согласно [3] неизбежно приводит к неоднозначности пеленгования источника радиосигнала.Base increase

and accordingly, the distance between each of the three antennas of the antenna array and the fourth antenna

according to [3], it inevitably leads to ambiguity in direction finding of a radio signal source.

Кроме того, к недостаткам известных способа и устройства следует отнести отсутствие информации об угле места β источника радиосигнала. In addition, the disadvantages of the known method and device include the lack of information about the elevation angle β of the radio source.

Задачей данного изобретения является повышение точности однозначного пеленгования источника радиосигнала. The objective of the invention is to increase the accuracy of unambiguous direction finding of a radio signal source.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе однозначного пеленгования источника радиосигнала, включающем прием радиосигнала с помощью четырех идентичных ненаправленных антенн, три из которых образуют в плоскости пеленгования кольцевую антенную решетку с одинаковыми расстояниями между антеннами b, а четвертая - размещена в центре антенной решетки, причем положение первой, второй и третьей антенн ориентировано относительно опорного направления, проходящего через центр антенной решетки, под углами 0,

радиан соответственно, одновременное или поочередное измерение трех разностей фаз φ_к между сигналами, принятыми первой, второй и третьей антеннами, и сигналом, принятым четвертой антенной соответственно, где к=1, 2 и 3, выбирают из трех разностей фаз

m-ю, значение модуля которой является максимальным или одним из максимальных значений модулей разностей фаз, формируют две однозначные разности фаз Ф_к для к≠m по правилу:
Ф_к = φ_к, (1)
а третью однозначную разность фаз Ф_к для к=m формируют по правилу:

где l = φ1+φ2+φ3;
m - значение индекса максимальной разности фаз;

знаковая функция, и однозначно определяют азимут θ и угол места β источника радиосигнала по формулам:

где

Ф_с=2Ф₁-Ф₂-Ф₃;
λ - длина волны радиосигнала, минимальное значение которой превышает b.The problem is solved due to the fact that in the known method of unambiguous direction finding of a radio signal source, which includes receiving a radio signal using four identical omnidirectional antennas, three of which form a circular antenna array in the direction finding plane with equal distances between antennas b, and the fourth is located in the center of the antenna array, and the position of the first, second and third antennas is oriented relative to the reference direction passing through the center of the antenna array, at angles 0,

radian, respectively, the simultaneous or sequential measurement of three phase differences φ _k between the signals received by the first, second and third antennas, and the signal received by the fourth antenna, respectively, where k = 1, 2 and 3, are selected from three phase differences

m-th, the modulus of which is the maximum or one of the maximum values of the modules of the phase differences, form two unique phase differences Φ _k for k ≠ m according to the rule:
Ф _к = φ _к , (1)
and the third unique phase difference Φ _k for k = m is formed according to the rule:

where l = φ1 + φ2 + φ3;
m is the value of the index of the maximum phase difference;

sign function, and unambiguously determine the azimuth θ and elevation angle β of the radio source using the formulas:

Where

Ф _с = 2Ф ₁ -Ф ₂ -Ф ₃ ;
λ is the wavelength of the radio signal, the minimum value of which exceeds b.

Поставленная задача решается также за счет того, что в известное устройство однозначного пеленгования, включающее четыре идентичные ненаправленные антенны, три из которых образуют в плоскости пеленгования кольцевую антенную решетку с одинаковыми расстояниями между антеннами b, а четвертая - размещена в центре антенной решетки, причем положение первой, второй и третьей антенн ориентировано относительно опорного направления, проходящего через центр антенной решетки, под углами, 0,

радиан соответственно, четыре радиоприемных блока, входы которых соединены с выходами соответствующих антенн, три блока измерения разности фаз, первые входы которых соединены с выходами первого, второго и третьего радиоприемных блоков соответственно, а объединенные вторые входы - с выходом четвертого радиоприемного блока, введены в компаратор, блок коррекции разностей фаз и блок вычисления пеленга, причем выходы первого, второго и третьего блоков измерения разности фаз соответственно соединены с объединенными первыми, вторыми и третьими входами блока коррекции разностей фаз и компаратора, выход которого соединен с управляющим входом блока коррекции разностей фаз, кроме того, три выхода блока коррекции разностей фаз соединены соответственно с тремя входами блока вычисления пеленга, два выхода которого являются выходами азимута θ и угла места β источника радиосигнала, причем четвертый вход блока вычисления пеленга является входом длины волны λ радиосигнала, минимальное значение которой превышает b.The problem is also solved due to the fact that in the known device unique direction finding, including four identical omnidirectional antennas, three of which form in the direction-finding plane an annular antenna array with equal distances between antennas b, and the fourth is located in the center of the antenna array, and the position of the first , the second and third antennas are oriented relative to the reference direction passing through the center of the antenna array, at angles, 0,

radian, respectively, four radio receiving units, the inputs of which are connected to the outputs of the corresponding antennas, three phase difference measuring units, the first inputs of which are connected to the outputs of the first, second and third radio receiving units, respectively, and the combined second inputs - with the output of the fourth radio receiving unit, are inserted into the comparator , a phase difference correction unit and a bearing calculation unit, wherein the outputs of the first, second and third phase difference measurement units are respectively connected to the combined first, second and third the inputs of the phase difference correction block and the comparator, the output of which is connected to the control input of the phase difference correction block, in addition, the three outputs of the phase difference correction block are connected respectively to the three inputs of the bearing calculation block, the two outputs of which are the outputs of the azimuth θ and elevation angle β of the source a radio signal, the fourth input of the bearing calculating unit being the input of the wavelength λ of the radio signal, the minimum value of which exceeds b.

В предложенных способе и устройстве реализована идея осуществления однозначного пеленгования источника радиосигнала при увеличенном (более половины минимальной длины волны радиосигнала) расстоянии между ближайшими антеннами антенной решетки. The proposed method and device implements the idea of unambiguous direction finding of a radio signal source at an increased (more than half the minimum wavelength of the radio signal) distance between the nearest antennas of the antenna array.

Сопоставительный анализ предложенного решения с прототипом показывает, что предложенный способ отличается от известного наличием, во-первых, новых действий над сигналами: выбор из трех измеренных разностей фаз между парами сигналов максимальной (без учета знака), определение признака соответствия измеренной максимальной разности фаз истинной (равенство нулю суммы трех разностей фаз), корректировка по результатам значения этого признака максимальной разности фаз по правилу (2) и определение по новому правилу азимута θ и угла места β источника радиосигнала (см. формулы (3) и (4)); во-вторых, новых условий осуществления действий над сигналами: расстояние R между каждой из трех точек приема радиосигнала (каждой из трех антенн антенной решетки) и четвертой точкой приема (четвертой (центральной) антенной) может превышать половину минимальной длины волны радиосигнала

Увеличение параметров антенной решетки b и R до значений

соответственно является гарантией того, что две из трех измеренных разностей фаз

не превышают значения ±π и, следовательно, измеряются однозначно. Третья разность фаз, модуль которой максимален, может превышать значение ±π, при этом знак измеренной разности фаз противоположен знаку истинной разности фаз, а сумма всех трех разностей фаз отличается от нуля, что позволяет определить истинный знак третьей разности фаз и, соответственно, третью однозначную разность фаз.A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the proposed method differs from the known one by the presence, firstly, of new actions on the signals: selecting from the three measured phase differences between the pairs of signals the maximum (without taking into account the sign), determining whether the measured maximum phase difference is true ( equality to zero of the sum of the three phase differences), adjustment according to the results of the value of this sign of the maximum phase difference according to rule (2) and determination of the azimuth θ and elevation angle β ist according to the new rule chnika radio signal (see formulas (3) and (4).); secondly, new conditions for performing actions on signals: the distance R between each of the three points of reception of the radio signal (each of the three antennas of the antenna array) and the fourth point of reception (fourth (central) antenna) may exceed half the minimum wavelength of the radio signal

Increasing the parameters of the antenna array b and R to values

accordingly, it is a guarantee that two of the three measured phase differences

do not exceed ± π and, therefore, are measured uniquely. The third phase difference, the absolute value of which is maximum, can exceed ± π, while the sign of the measured phase difference is opposite to the sign of the true phase difference, and the sum of all three phase differences is nonzero, which allows us to determine the true sign of the third phase difference and, accordingly, the third unique phase difference.

Использование трех однозначных разностей фаз позволяет однозначно определить азимут θ и угол места β источника радиосигнала, минимальная длина волны которого превышает b, при этом одновременно, за счет увеличенного в

раз (по сравнению с прототипом) расстояния между точками приема радиосигнала, во-первых, уменьшаются ошибки пеленгования, связанные с отношением базы к длине волны радиосигнала и являющиеся особенностью способа пеленгования; во-вторых, уменьшаются ошибки пеленгования, обусловленные искажением структуры электромагнитного поля за счет взаимного влияния близко расположенных в точках приема антенн и характеризующие устройство, реализующее способ пеленгования.Using three unique phase differences allows you to uniquely determine the azimuth θ and elevation angle β of the radio signal source, the minimum wavelength of which exceeds b, while at the same time, due to

times (compared with the prototype) of the distance between the points of reception of the radio signal, firstly, direction finding errors associated with the ratio of the base to the wavelength of the radio signal and which are a feature of the direction finding method are reduced; secondly, direction-finding errors due to distortion of the electromagnetic field structure due to the mutual influence of antennas closely located at the receiving points and characterizing a device that implements the direction-finding method are reduced.

Для повышения точности однозначного пеленгования в известное устройство введены новые блоки (компаратор, блок коррекции разностей фаз, блок вычисления пеленга) с соответствующими связями и изменены ограничения на размеры антенной решетки. To increase the accuracy of unambiguous direction finding, new units (a comparator, a phase difference correction unit, a bearing calculation unit) with corresponding connections have been introduced into the known device and the restrictions on the dimensions of the antenna array have been changed.

Указанная совокупность признаков, относящихся как к способу, так и к устройству, объединены единым изобретательским замыслом, позволяющим повысить точность и сохранить однозначность пеленгования. The specified set of features relating to both the method and the device are combined by a single inventive concept, which allows to increase the accuracy and maintain the uniqueness of direction finding.

На фиг. 1 приведена схема расположения антенн в плоскости пеленгования, поясняющая сущность предложенного способа; на фиг.2 - структурная электрическая схема устройства, реализующего предложенный способ однозначного пеленгования; на фиг. 3 - структурная электрическая схема блока коррекции разностей фаз. In FIG. 1 shows a diagram of the location of the antennas in the direction-finding plane, explaining the essence of the proposed method; figure 2 is a structural electrical diagram of a device that implements the proposed method of unique direction finding; in FIG. 3 is a structural circuit diagram of a phase difference correction unit.

Электромагнитное поле источника радиосигнала, характеризуемое, во-первых, амплитудой Е и фазой φ₀ в точке 0 (см. фиг.1), являющейся центром антенной решетки, образованной первой, второй, третьей и четвертой антеннами А₁, А₂, А₃ и А₄ соответственно; во-вторых, направлением распространения

описываемым углом θ между проекцией направления

на плоскость пеленгования 0Р и линией 0N (опорным направлением) и углом β между направлением

и проекцией направления

на плоскость пеленгования от 0Р, формирует в идентичных ненаправленных антеннах А₁, A₂, А₃ и А₄ сигналы

соответственно, которые описываются выражениями:

где h - коэффициент эффективности формирования сигнала в антенне под действием электромагнитного поля радиосигнала (в частности - действующая длина антенны);
ω - круговая частота радиосигнала;
t - время;

параметр, характеризующий задержку фазы сигнала в точках размещения каждой из антенн А₁, А₂ и А₃ относительно фазы сигнала антенны А₄, размещенной в центре антенной решетки;

расстояние от антенны А₄ до любой из антенн А₁, А₂ и А₃.The electromagnetic field of the radio source, characterized, firstly, by the amplitude E and phase φ ₀ at point 0 (see figure 1), which is the center of the antenna array formed by the first, second, third and fourth antennas A ₁ , A ₂ , A ₃ and A _4, respectively; secondly, the direction of distribution

the described angle θ between the projection direction

on the direction-finding plane 0Р and the line 0N (reference direction) and the angle β between the direction

and projection directions

on the direction-finding plane from 0Р, forms signals in identical non-directional antennas A ₁ , A ₂ , A ₃ and A ₄

respectively, which are described by the expressions:

where h is the coefficient of the efficiency of signal formation in the antenna under the action of the electromagnetic field of the radio signal (in particular, the effective length of the antenna);
ω is the circular frequency of the radio signal;
t is the time;

a parameter characterizing the phase delay of the signal at the locations of each of the antennas A ₁ , A ₂ and A ₃ relative to the phase of the signal of the antenna A ₄ located in the center of the antenna array;

the distance from the antenna A ₄ to any of the antennas A ₁ , A ₂ and A ₃ .

Три разности фаз Ф_к (к=1, 2, 3) между сигналами, принятыми антеннами антенной решетки и определяемыми по правилу

согласно (5), (6), (7) и (8) описываются выражениями:
Ф₁ = ψ₁cosθ; (10)

Из выражений (10), (11) и (12) следует, что для истинных (однозначно измеренных) разностей фаз φ_к(φ_к = Ф_к) должно выполняться условие:
φ₁+φ₂+φ₃ = 0. (13)
Из синусоидального характера зависимости Ф_к от азимута θ (см. формулы (10), (11) и (12) и возможности измерителя однозначно измерять разности фаз φ_к в пределах от -π до +π радиан непосредственно следует:
во-первых, по крайней мере две из трех разностей фаз будут измерены однозначно при выполнении условия:

во-вторых, абсолютные значения (модули) каждой из указанных двух измеренных разностей фаз не превышают абсолютное значение третьей измеренной разности фаз φ_m (с максимальным модулем).Three phase differences Φ _k (k = 1, 2, 3) between the signals received by the antennas of the antenna array and determined by the rule

according to (5), (6), (7) and (8) are described by the expressions:
Ф ₁ = ψ ₁ cosθ; (10)

From the expressions (10), (11) and (12) it follows that for true (unambiguously measured) phase differences φ _к (φ _к = Ф _к ) the condition must be satisfied:
φ ₁ + φ ₂ + φ ₃ = 0. (13)
From the sinusoidal nature of the dependence of Ф _к on the azimuth θ (see formulas (10), (11) and (12) and the meter's ability to unambiguously measure phase differences φ _к in the range from -π to + π radians, it follows directly:
firstly, at least two of the three phase differences will be measured unambiguously when the condition:

secondly, the absolute values (modules) of each of the two measured phase differences do not exceed the absolute value of the third measured phase difference φ _m (with maximum modulus).

Поэтому, по измеренным в пределах от -π до +π радиан разностям фаз сигналов φ_к (для к=1, 2, 3) определяют их абсолютные значения (модули) |φ₁|,|φ₂|,|φ₃|, попарно сравнивая между собой модули |φ_к|, выбирают разность фаз φ_m, модуль которой имеет максимальное значение или является одним из максимальных значений, причем индекс m может, в зависимости от азимута θ (см. формулы (10)-(12)), принимать одно из трех значений: 1, 2 или 3.Therefore, according to the phase differences of the signals φ _к (for k = 1, 2, 3) measured in the range from −π to + π radians, their absolute values (modules) | φ ₁ |, | φ ₂ |, | φ ₃ |, comparing the modules | φ _to | in pairs, choose the phase difference φ _m , the module of which has a maximum value or is one of the maximum values, and the index m can, depending on the azimuth θ (see formulas (10) - (12)) , take one of three values: 1, 2, or 3.

При выполнении условия (14) для к≠m измеренные значения разностей фаз φ_к соответствуют истинным Ф_к, т.е. их модули и знаки совпадают:
Ф_к = φ_к, (15)
а для k= m в случае, если сумма l = φ₁+φ₂+φ₃ не равна нулю, измеренное значение разности фаз φ_к не соответствует истинному Ф_к, а связано с ним соотношением:
Ф_к = -sgn(φ_к)(2π-|φ_к|), (16)
и наконец, для k=m и в случае, если l=0, измеренное значение разности фаз φ_к соответствует истинному Ф_к, то есть выполняется равенство (15).When condition (14) is satisfied for k ≠ m, the measured values of the phase differences φ _k correspond to the true Ф _к , i.e. their modules and signs coincide:
Ф _к = φ _к , (15)
and for k = m if the sum l = φ ₁ + φ ₂ + φ _{3 is} not equal to zero, the measured value of the phase difference φ _k does not correspond to the true Ф _к , but is connected with it by the relation:
Ф _к = -sgn (φ _к ) (2π- | φ _к |), (16)
and finally, for k = m and if l = 0, the measured value of the phase difference φ _k corresponds to the true Ф _к , that is, equality (15) holds.

Необходимо отметить, что, во-первых, при наличии двух одинаковых разностей фаз, модули которых максимальны, в качестве φ_m может быть выбрана любая из этих разностей фаз; во-вторых, измерения разностей фаз между парами сигналов, принятыми соответствующими парами антенн, можно производить как одновременно для всех пар, так и поочередно для каждой пары (так же как в аналоге [1, 2] и прототипе [3]), что непосредственно следует из сопоставления систем уравнений (5-8), (10-12) и формулы (9), показывающего независимость значения разности фаз от времени ее измерения.It should be noted that, firstly, in the presence of two identical phase differences, whose moduli are maximum, any of these phase differences can be selected as φ _m ; secondly, the measurement of phase differences between pairs of signals received by the corresponding pairs of antennas can be performed both for all pairs and alternately for each pair (as in the analogue [1, 2] and prototype [3]), which directly follows from a comparison of systems of equations (5-8), (10-12) and formula (9), showing the independence of the value of the phase difference from the time of its measurement.

Корректировка в случае l не равно нулю измеренной разности фаз, имеющей максимальное абсолютное значение, по формуле (16) с учетом правила (15) для других разностей фаз позволяет получить все три однозначные (истинные) значения разностей фаз Ф_к по измеренным значениям φ_к.
Решение системы уравнений (10), (11) и (12) позволяет получить формулы для определения азимута θ и угла места β, описываемые выражениями (3) и (4) соответственно.Correction in the case l is not equal to zero of the measured phase difference, which has the maximum absolute value, according to formula (16), taking into account rule (15) for other phase differences, it is possible to obtain all three unambiguous (true) values of the phase differences Ф _к from the measured values of φ _к .
The solution of the system of equations (10), (11) and (12) allows us to obtain formulas for determining the azimuth θ and elevation angle β described by expressions (3) and (4), respectively.

Полученное решение системы уравнений (10), (11) и (12) является однозначным в случае выполнения согласно (16) условия:

из которого непосредственно следует ограничение на условие осуществления однозначного пеленгования:
b<λ_min. (18)
Рассмотрим на конкретном примере возможность реализации способа для следующих исходных данных: b/λ = 0,95; θ = 0^°; β = 0^° и ψ₁ = 1,1π радиан = 198^o. Согласно (10-12) истинные значения разностей фаз Ф_к составляют: Ф_l= +198^o; Ф₂= -99^o; Ф₃=-99^o. Согласно изобретению и с учетом возможностей измерителя разностей фаз производить измерения в пределах от -π радиан (-180^o) до +π радиан (+180^o) измеренные значения разностей фаз φ_к (для к=1, 2, 3) составляют:
φ₁ = 162^°; φ₂ = -99^°; φ₃ = -99^°.
Сравнивая модули |-162^°|,|-99^°| и |-99^°| выбирается m-й номер разности фаз, который в данном случае является первым, т.е. m=1 и следовательно:
φ_к|_к=m = φ_m = φ₁.
Далее формируются две однозначные разности фаз для к=2 и к=3 (т.е. к≠1):
Ф₂ = φ₂ = -99^°;
Ф₃ = φ₃ = -99^°.
Далее формируется третья (m-я) разность фаз, для чего:
во-первых, определяется сумма l разностей фаз, которая в рассматриваемом случае равна:
l=-162^o-99^o-99^o=-360^o;
во-вторых, так как l≠0, то формируют Ф₁ по правилу:
Ф₁=-sgn(-162^o)(360^o-162^o)=+198^o.The resulting solution to the system of equations (10), (11) and (12) is unique if, according to (16), the conditions are satisfied:

from which directly follows the restriction on the condition for the implementation of unambiguous direction finding:
b <λ _min . (18)
Consider a specific example, the possibility of implementing the method for the following source data: b / λ = 0.95; θ = 0 ^° ; β = 0 ^° and ψ ₁ = 1.1π radians = 198 ^o . According to (10-12), the true values of the phase differences Φ _k are: Φ _l = +198 ^o ; Ф ₂ = -99 ^o ; Ф ₃ = -99 ^o . According to the invention and taking into account the capabilities of the phase difference meter, to carry out measurements ranging from -π radians (-180 ^o ) to + π radians (+180 ^o ), the measured values of the phase differences φ _к (for k = 1, 2, 3) are:
φ ₁ = 162 ^° ; φ ₂ = -99 ^° ; φ ₃ = -99 ^° .
Comparing modules | -162 ^° |, | -99 ^° | and | -99 ^° | the mth phase difference number is selected, which in this case is the first, i.e. m = 1 and therefore:
φ _to | _{k = m} = φ _m = φ ₁ .
Next, two unique phase differences are formed for k = 2 and k = 3 (i.e., k ≠ 1):
Ф ₂ = φ ₂ = -99 ^° ;
Ф ₃ = φ ₃ = -99 ^° .
Next, the third (m-th) phase difference is formed, for which:
firstly, the sum l of phase differences is determined, which in the case under consideration is equal to:
l = -162 ^° -99 ^° -99 ^° = -360 ^° ;
secondly, since l ≠ 0, then form Ф ₁ according to the rule:
Ф ₁ = -sgn (-162 ^o ) (360 ^o -162 ^o ) = + 198 ^o .

Используя значения Ф₁= +198^o; Ф₂=-99^o и Ф₃=-99^o, по формулам (3) и (4) получают истинные значения азимута θ = 0^° и угла места β = 0^°.
Устройство, реализующее предложенный способ однозначного пеленгования, содержит (см. фиг.2) четыре идентичные ненаправленные антенны 1.1, 1.2, 1.3 и 1.4, причем антенны 1.1, 1.2 и 1.3 образуют равномерную кольцевую антенную решетку и ориентированы относительно опорного направления под углами 0,

радиан соответственно, а антенна 1.4 размещена в центре антенной решетки, четыре радиоприемных блока (РПБ) 2.1, 2.2, 2.3 и 2.4, входы которых соединены с выходами антенн 1.1, 1.2, 1.3 и 1.4 соответственно, три блока измерения разности фаз (БИРФ) 3.1, 3.2, 3.3, первые входы которых соединены с выходами РПБ 2.1, 2.2, 2.3 соответственно, а объединенные вторые входы - с выходами РПБ 2.4, компаратор 4, блок коррекции разностей фаз (ВКРФ) 5 и блок вычисления пеленга (БВП) 6, причем выходы БИРФ 3.1, 3.2 и 3.3 соответственно соединены с объединенными первыми, вторыми и третьими входами БКРФ 5 и компаратора 4, выход которого соединен с управляющим входом БКРФ 5. Кроме того, три выхода БКРФ 5 соединены соответственно с тремя входами БВП 6.Using the values of f ₁ = +198 ^o ; Ф ₂ = -99 ^o and Ф ₃ = -99 ^o , according to formulas (3) and (4), the true values of azimuth θ = 0 ^° and elevation angle β = 0 ^° are obtained.
A device that implements the proposed method of unambiguous direction finding contains (see FIG. 2) four identical omnidirectional antennas 1.1, 1.2, 1.3 and 1.4, wherein the antennas 1.1, 1.2 and 1.3 form a uniform annular antenna array and are oriented relative to the reference direction at angles 0,

radian, respectively, and antenna 1.4 is located in the center of the antenna array, four radio receiving units (RPB) 2.1, 2.2, 2.3 and 2.4, the inputs of which are connected to the outputs of the antennas 1.1, 1.2, 1.3 and 1.4, respectively, three phase difference measuring units (BIRF) 3.1 , 3.2, 3.3, the first inputs of which are connected to the outputs of the RPM 2.1, 2.2, 2.3, respectively, and the combined second inputs are connected to the outputs of the RPM 2.4, comparator 4, phase difference correction unit (WRCF) 5 and bearing calculation unit (BWP) 6, and outputs BIRF 3.1, 3.2 and 3.3, respectively, are connected to the combined first, second and third inputs of the BKRF 5 and a comparator 4, the output of which is connected to the control input of the BKRF 5. In addition, the three outputs of the BKRF 5 are connected respectively to the three inputs of the BVRF 6.

Устройство однозначного пеленгования источника радиосигнала (см. фиг.2) работает следующим образом. The device unambiguous direction finding of the source of the radio signal (see figure 2) works as follows.

Электромагнитное поле источника радиосигнала принимается антеннами 1.1, 1.2, 1.3 и 1.4 (см. фиг.1). Сигналы, принятые антеннами 1.1, 1.2, 1.3 и 1.4, поступают на входы соответствующих РПБ 2.1, 2.2, 2.3 и 2.4, где подвергаются типовым для радиоприемных блоков преобразованиям (усилению, переносу на промежуточную частоту с общей для всех РПБ синхронизацией и т.д.). Сигналы с выхода РПБ 2.1, 2.2 и 2.3 поступают на первые входы БИРФ 3.1, 3.2 и 3.3 соответственно, на объединенные вторые входы которых поступает сигнал с выхода РПБ 2.4. В БИРФ 3.1, 3.2 и 3.3 производится измерение разностей фаз φ_к между парами сигналов, поступившими на их пары входов. Сигналы, соответствующие измеренным разностям фаз φ_к, с выходов БИРФ 3.1, 3.2 и 3.3 соответственно поступают на объединенные первые, вторые и третьи входы компаратора 4 и БКРФ 5.The electromagnetic field of the radio signal source is received by antennas 1.1, 1.2, 1.3 and 1.4 (see figure 1). The signals received by antennas 1.1, 1.2, 1.3, and 1.4 are fed to the inputs of the corresponding RPMs 2.1, 2.2, 2.3, and 2.4, where they undergo transformations typical of radio receiver units (amplification, transfer to an intermediate frequency with synchronization common to all RPMs, etc. ) The signals from the output of the BPM 2.1, 2.2 and 2.3 are fed to the first inputs of the BIRF 3.1, 3.2 and 3.3, respectively, to the combined second inputs of which the signal from the output of the BPM 2.4. In BIRF 3.1, 3.2 and 3.3, the phase differences φ _{k are} measured between the pairs of signals received at their input pairs. The signals corresponding to the measured phase differences φ _k from the outputs of the BIRF 3.1, 3.2 and 3.3, respectively, are fed to the combined first, second and third inputs of the comparator 4 and BKRF 5.

В компараторе 4 производится сравнение модулей сигналов, поступивших соответственно на его первый, второй и третий входы, и на его выходе формируется сигнал, соответствующий m-му номеру входа (первому, второму или третьему), модуль входного сигнала которого максимален. При наличии двух равных между собой максимальных модулей на выходе компаратора 4 формируется сигнал, соответствующий номеру входа одного (любого) из этих двух входных сигналов. In the comparator 4, a comparison is made of the modules of the signals received respectively at its first, second and third inputs, and a signal corresponding to the mth input number (first, second or third) is generated at its output, the input signal module of which is maximum. In the presence of two equal maximum modules at the output of the comparator 4, a signal is generated corresponding to the input number of one (any) of these two input signals.

Выходной сигнал компаратора 4 поступает на управляющий вход БКРФ 5, алгоритм работы которого (см. фиг.3) с учетом известного значения m-го номера входного сигнала реализует корректировку входных значений разностей фаз φ_к по правилу, описываемому формулами (1) и (2).The output signal of the comparator 4 is fed to the control input BKRF 5, the operation algorithm of which (see figure 3), taking into account the known value of the m-th number of the input signal, implements the correction of the input values of the phase differences φ _to according to the rule described by formulas (1) and (2 )

Сигналы с первого, второго и третьего выходов БКРФ 5, соответствующие скорректированным однозначным разностям фаз Ф₁, Ф₂ и Ф₃, соответственно поступают на первый, второй и третий БВП 6, на четвертый вход которого поступает сигнал, соответствующий значению длины волны радиосигнала источника радиоизлучения.The signals from the first, second and third outputs of BKRF 5, corresponding to the corrected unambiguous phase differences Ф ₁ , Ф ₂ and Ф ₃ , respectively, are fed to the first, second and third BVP 6, the fourth input of which receives a signal corresponding to the value of the wavelength of the radio signal of the radio source .

БВП 6 осуществляет определение азимута и угла места по алгоритмам, описываемым формулами (3) и (4) соответственно. BWP 6 determines the azimuth and elevation angle according to the algorithms described by formulas (3) and (4), respectively.

В устройстве однозначного пеленгования источника радиосигнала используются известные типовые для многоканальных интерферометрических радиопеленгаторов блоки: идентичные ненаправленные антенны, радиоприемные устройства, измерители разностей фаз. Реализация этих блоков достаточно подробно описана как в научно-технической литературе [4. И.С. Кукес, М.С. Старик. Основы радиопеленгации - М.: Сов. радио, 1964; 5. В.К. Мезин. Автоматические радиопеленгаторы - М.: Сов. радио, 1969; 6. А.С. Саидов и др. Проектирование фазовых автоматических радиопеленгаторов. - М.: Радио и связь, 1997], так и в аналоге [2] и прототипе [3]. На современном уровне развития техники радиоприемные устройства и измерители разности фаз реализуются, как правило, с использованием цифровой обработки сигналов (см. аналог [2], прототип [3], [7. Марпл мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения: Пер. с англ. - М., Мир, 1990]).Реализация компаратора 4, БКРФ 5 и БВП 6 заявляемого устройства с использованием цифровой обработки сигналов и современных быстродействующих электронно-вычислительных машин не вызывает технических сложностей и не требует дополнительного изобретательского творчества. In the device for unambiguous direction finding of a radio signal source, the well-known typical blocks for multichannel interferometric direction finders are used: identical omnidirectional antennas, radio receivers, phase difference meters. The implementation of these blocks is described in sufficient detail as in the scientific and technical literature [4. I.S. Kukes, M.S. Old man. Fundamentals of radio direction finding - M .: Sov. radio, 1964; 5. V.K. Mezin. Automatic direction finders - M .: Sov. radio, 1969; 6. A.S. Saidov et al. Design of phase automatic direction finders. - M .: Radio and communications, 1997], and in the analogue [2] and prototype [3]. At the current level of technological development, radio receivers and phase difference meters are implemented, as a rule, using digital signal processing (see analogue [2], prototype [3], [7. Marple ml. SL Digital spectral analysis and its applications : Translated from English. - M., Mir, 1990]). The implementation of comparator 4, BKRF 5 and BVP 6 of the claimed device using digital signal processing and modern high-speed electronic computers does not cause technical difficulties and does not require additional inventive creativity a.

Вариант реализации блока 5 коррекции разностей фаз содержит (см. фиг.3) 4 компаратора 7.1, 7.2, 7.3 и 7.4, сумматор 8, входной коммутатор 9, функциональный преобразователь 10 вида -sgn(x)(2π-|x|), где параметром х обозначен сигнал, поступающий на вход блока 10, три умножителя 11.1, 11.2 и 11.3 и три выходных коммутатора 12.1, 12.2 и 12.3. Объединенные первые входы сумматора 8 и коммутаторов 9 и 12.1 являются первым входом БКРФ 5 (Вх.1). Объединенные первый вход коммутатора 12.2 и вторые входы сумматора 8 и коммутатора 9 являются вторым входом БКРФ 5 (Вх.2). Объединенные первый вход коммутатора 12.3 и третьи входы сумматора 8 и коммутатора 9 являются третьим входом БКРФ 5 (Вх.3). Объединенные первые входы компараторов 7.1, 7.2 и 7.3 и управляющий вход коммутатора 9 являются управляющим входом БКРФ 5 (Упр.). Выходы коммутаторов 12.1, 12.2 и 12.3 являются выходами БКРФ 5 Вых.1, Вых.2 и Вых.3 соответственно. An embodiment of the phase difference correction block 5 contains (see FIG. 3) 4 comparators 7.1, 7.2, 7.3 and 7.4, an adder 8, an input switch 9, a functional converter 10 of the form -sgn (x) (2π- | x |), where the parameter x denotes the signal supplied to the input of block 10, three multipliers 11.1, 11.2 and 11.3 and three output switches 12.1, 12.2 and 12.3. The combined first inputs of the adder 8 and the switches 9 and 12.1 are the first input BKRF 5 (Vh.1). The combined first input of the switch 12.2 and the second inputs of the adder 8 and the switch 9 are the second input BKRF 5 (Vh.2). The combined first input of the switch 12.3 and the third inputs of the adder 8 and the switch 9 are the third input BKRF 5 (Vh.3). The combined first inputs of the comparators 7.1, 7.2 and 7.3 and the control input of the switch 9 are the control input BKRF 5 (Ex.). The outputs of the switches 12.1, 12.2 and 12.3 are the outputs of the BKRF 5 Output 1, Output 2 and Output 3, respectively.

Приведенный вариант БКРФ 5 (см. фиг.3) работают следующим образом. Поступивший на управляющий вход (Упр.) БКРФ сигнал, соответствующий m-му номеру канала, одновременно поступает на объединенные управляющий вход коммутатора 9 и первые входы компараторов 7.1-7.3, на вторые входы компараторов 7.1 - 7.3, поступают сигналы, соответствующие первому ("1"), второму ("2") и третьему ("3") каналам соответственно. При одинаковых (разных) сигналах на входах компараторов 7.1-7.3 на их выходах формируются сигналы логической единицы (нуля). Сигналы с выходов первого, второго и третьего компараторов 7.1-7.3 поступают на первые входы первого, второго и третьего умножителей 11.1, 11.2 и 11.3 соответственно. Сигналы, соответствующие измеренным разностям фаз φ_K: φ₁,φ₂,φ₃, поступающие на первый, второй и третий входы БКРФ 5 Вх.1, Вх.2 и Вх.3, соответственно поступают на первые входы выходных коммутаторов 12.1, 12.2 и 12.3 и одновременно - на объединенные первые, вторые и третьи входы сумматора 8 и входного коммутатора 9. На выходе сумматора 8 формируется сигнал, соответствующий значению параметра l (см. формулу (2)), который с его выхода поступает на один из входов четвертого компаратора 7.4, на другой вход которого подается сигнал, соответствующий нулевому значению ("0"). При одинаковых (разных) сигналах на входах компаратора 7.4, на его выходе формируется сигнал логического нуля (единицы). Сигнал с выхода компаратора 7.4 поступает на объединенные вторые входы умножителей 11.1, 11.2 и 11.3, выходные сигналы которых поступают на управляющие входы коммутаторов 12.1, 12.2 и 12.3 соответственно. При поступлении на управляющий вход коммутатора 9 сигнала, соответствующего m-му номеру канала, сигнал с его m-го входа поступают на выход и, соответственно, на вход функционального преобразователя 10, с выхода которого одновременно поступают на вторые входы выходных коммутаторов 12.1, 12.2 и 12.3. При поступлении на управляющие входы коммутаторов 12.1, 12.2 и 12.3 сигналов логического нуля (единицы), сигналы с их первых (вторых) входов поступают на их выходы, являющиеся выходами БКРФ 5.The above option BKRF 5 (see figure 3) work as follows. The signal corresponding to the mth channel number received at the control input (Eq.) Of BKRF simultaneously arrives at the combined control input of switch 9 and the first inputs of comparators 7.1-7.3, the second inputs of comparators 7.1 - 7.3 receive signals corresponding to the first ("1 "), second (" 2 ") and third (" 3 ") channels, respectively. With the same (different) signals at the inputs of comparators 7.1-7.3, signals of a logical unit (zero) are formed at their outputs. The signals from the outputs of the first, second and third comparators 7.1-7.3 are fed to the first inputs of the first, second and third multipliers 11.1, 11.2 and 11.3, respectively. The signals corresponding to the measured phase differences φ _K : φ ₁ , φ ₂ , φ ₃ , arriving at the first, second and third inputs of BKRF 5 Vkh.1, Vkh.2 and Vkh.3, respectively, go to the first inputs of the output switches 12.1, 12.2 and 12.3 and at the same time to the combined first, second and third inputs of the adder 8 and the input switch 9. At the output of the adder 8, a signal is generated corresponding to the value of the parameter l (see formula (2)), which from its output goes to one of the inputs of the fourth comparator 7.4, to the other input of which a signal corresponding to zero ению (0). With the same (different) signals at the inputs of the comparator 7.4, a logic zero (unit) signal is generated at its output. The signal from the output of the comparator 7.4 is fed to the combined second inputs of the multipliers 11.1, 11.2 and 11.3, the output signals of which are fed to the control inputs of the switches 12.1, 12.2 and 12.3, respectively. When a signal corresponding to the mth channel number is received at the control input of the switch 9, the signal from its mth input goes to the output and, accordingly, to the input of the functional converter 10, from the output of which simultaneously go to the second inputs of the output switches 12.1, 12.2 and 12.3. Upon receipt of logical zero (one) signals at the control inputs of the switches 12.1, 12.2, and 12.3, the signals from their first (second) inputs go to their outputs, which are the outputs of BKRF 5.

Повышение точности пеленгования, достигаемое предлагаемыми способом и устройством по сравнению с прототипом и аналогом, достигается за счет следующих факторов. Improving the accuracy of direction-finding achieved by the proposed method and device in comparison with the prototype and analogue is achieved due to the following factors.

Во-первых, за счет возможности увеличения базы b до значения λ_min согласно [1, с. 50] точность пеленгования повышается:
а) по сравнению с прототипом [3] - в

раз (на 21%);
б) по сравнению с аналогом [1, 2] - в

раз (86%).Firstly, due to the possibility of increasing the base b to the value of λ _min according to [1, p. 50] the accuracy of direction finding increases:
a) compared with the prototype [3] - in

times (by 21%);
b) in comparison with the analogue [1, 2] - in

times (86%).

Во-вторых, за счет ослабления взаимного влияния между ближайшими антеннами (при увеличении расстояния между ними) и, соответственно, ослабления искажения структуры электромагнитного поля радиосигнала в точках размещения антенн точность пеленгования повышается:
а) по сравнению с прототипом [3] - не менее чем в

раз (более 21%);
б) по сравнению с аналогом [1, 2] - не менее чем в

раз (более 63%).Secondly, due to the weakening of the mutual influence between the nearest antennas (with an increase in the distance between them) and, accordingly, the weakening of the distortion of the structure of the electromagnetic field of the radio signal at the antenna location points, direction finding accuracy increases:
a) in comparison with the prototype [3] - not less than

times (more than 21%);
b) in comparison with the analogue [1, 2] - not less than in

times (more than 63%).

Необходимо отметить, что прототип [3], обладающий среди известных технических решений наиболее высокими показателями по точности пеленгования, имеет следующие дополнительные недостатки: наличие ошибок определения пеленга, обусловленных погрешностью аппроксимации синусоиды на основе измерения ее дискретных значений, и отсутствие информации об угле β источника радиосигнала. Указанные дополнительные недостатки полностью устраняются заявляемым техническим решением. It should be noted that the prototype [3], which has the highest technical accuracy in terms of direction-finding accuracy among known technical solutions, has the following additional drawbacks: the presence of bearing detection errors due to the approximation error of a sinusoid based on measurement of its discrete values, and the lack of information about the angle β of the radio signal source . These additional disadvantages are completely eliminated by the claimed technical solution.

Обобщая приведенные аргументы, можно сделать вывод о повышении точности однозначного пеленгования источника радиосигнала предложенными способом и устройством по сравнению с известными техническими решениями, основанными на ненаправленном приеме сигнала в четырех пространственно разнесенных точках, не менее чем на 42%. Summarizing the above arguments, we can conclude that the accuracy of unambiguous direction finding of a radio signal source by the proposed method and device is higher than the known technical solutions based on non-directional signal reception at four spatially separated points by at least 42%.

Claims (2)

1. Способ однозначного пеленгования источника радиосигнала, включающий прием радиосигнала с помощью четырех идентичных ненаправленных антенн, три из которых образуют в плоскости пеленгования кольцевую антенную решетку с одинаковыми расстояниями между антеннами b, а четвертая размещена в центре антенной решетки, причем положение первой, второй и третьей антенн ориентировано относительно опорного направления, проходящего через центр антенной решетки, под углами 0,

радиан соответственно, и измерение трех разностей фаз φ_к между сигналами, принятыми каждой из трех антенн антенной решетки и сигналом, принятым четвертой антенной, отличающийся тем, что выбирают из трех разностей фаз φ1, φ2 и φ3 m-ю, значение модуля которой является максимальным, формируют две однозначные разности фаз Ф_к для к≠m по правилу:
Ф_к = φ_к,
а третью однозначную разность фаз Ф_к для к= m формируют по правилу

где к= 1, 2 и 3;
l = φ1+φ2+φ3;
m - значение индекса максимальной разности фаз;

и однозначно определяют азимут θ и угол места β источника радиосигнала по формулам:

где

Ф_с= 2Ф₁-Ф₂-Ф₃;
λ - длина волны радиосигнала, минимальное значение которой превышает b.1. A method for unambiguous direction finding of a radio signal source, comprising receiving a radio signal using four identical omnidirectional antennas, three of which form a circular antenna array with equal distances between antennas b in the direction-finding plane, and the fourth is located in the center of the antenna array, with the positions of the first, second and third antennas are oriented relative to the reference direction passing through the center of the antenna array, at angles 0,

radian, respectively, and measuring the three phase differences φ _k between the signals received by each of the three antennas of the antenna array and the signal received by the fourth antenna, characterized in that they are selected from the three phase differences φ1, φ2 and φ3 m-th, the modulus of which is the maximum form two unique phase differences Ф _к for к ≠ m according to the rule:
Ф _к = φ _к ,
and the third unique phase difference Φ _k for k = m is formed according to the rule

where k = 1, 2 and 3;
l = φ1 + φ2 + φ3;
m is the value of the index of the maximum phase difference;

and unambiguously determine the azimuth θ and elevation angle β of the radio source using the formulas:

Where

Ф _с = 2Ф ₁ -Ф ₂ -Ф ₃ ;
λ is the wavelength of the radio signal, the minimum value of which exceeds b. 2. Устройство однозначного пеленгования, содержащее четыре идентичные ненаправленные антенны, три из которых образуют в плоскости пеленгования кольцевую антенную решетку с одинаковыми расстояниями между антеннами b, а четвертая размещена в центре антенной решетки, причем положение первой, второй и третьей антенн ориентировано относительно опорного направления, проходящего через центр антенной решетки, под углами 0,

радиан соответственно, четыре радиоприемных блока, входы которых соединены с выходами соответствующих антенн, и три блока измерения разности фаз, первые входы которых соединены с выходами первого, второго и третьего радиоприемных блоков соответственно, а объединенные вторые входы - с выходом четвертого радиоприемного блока, отличающееся тем, что в него введены компаратор, блок коррекции разностей фаз и блок вычисления пеленга, причем выходы первого, второго и третьего блоков измерения разности фаз соответственно соединены с объединенными первыми, вторыми и третьими входами блока коррекции разностей фаз и компаратора, выход которого соединен с управляющим входом блока коррекции разностей фаз, кроме того, три выхода блока коррекции разностей фаз соединены соответственно с тремя входами блока вычисления пеленга, два выхода которого являются выходами азимута θ и угла места β источника радиосигнала, причем четвертый вход блока вычисления пеленга является входом длины волны λ радиосигнала, минимальное значение которой превышает b.2. An unambiguous direction-finding device containing four identical omnidirectional antennas, three of which form a ring antenna array with equal distances between antennas b in the direction-finding plane, and the fourth is located in the center of the antenna array, the position of the first, second and third antennas being oriented relative to the reference direction, passing through the center of the antenna array, at angles 0,

radian, respectively, four radio receiving units, the inputs of which are connected to the outputs of the corresponding antennas, and three phase difference measuring units, the first inputs of which are connected to the outputs of the first, second and third radio receiving units, respectively, and the combined second inputs are with the output of the fourth radio receiving unit, characterized in that a comparator, a phase difference correction unit, and a bearing calculation unit are introduced into it, the outputs of the first, second, and third phase difference measurement units respectively being connected to the first, second and third inputs of the phase difference correction block and the comparator, the output of which is connected to the control input of the phase difference correction block, in addition, the three outputs of the phase difference correction block are connected respectively to the three inputs of the bearing calculation block, the two outputs of which are the azimuth outputs θ and elevation angle β of the radio signal source, the fourth input of the bearing calculation unit being the input of the wavelength λ of the radio signal, the minimum value of which exceeds b.

Images