RU2402789C1

RU2402789C1 - Method for spatial discrimination of incoming signals in instrumentation antenna of giant-pulse radiolocator

Info

Publication number: RU2402789C1
Application number: RU2009115133/09A
Authority: RU
Inventors: Владимир Алексеевич Балагуровский (RU); Владимир Алексеевич Балагуровский; Александр Сергеевич Кондратьев (RU); Александр Сергеевич Кондратьев; Александр Олегович Маничев (RU); Александр Олегович Маничев; Вячеслав Николаевич Мосалов (RU); Вячеслав Николаевич Мосалов; Нина Петровна Полищук (RU); Нина Петровна Полищук
Priority date: 2009-04-20
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2010-10-27

Abstract

FIELD: radio engineering.

SUBSTANCE: method for spatial discrimination of incoming signals is based on measurement of signal phases at outputs of four antennas that create antenna system of giant-pulse radiolocating station (RLS) and form cross-like structure with further mathematical processing of these phases according to proposed algorithm that consists in generation of twelve complex functions and analysis of ratios between generated functions. This procedure may be repeated at several frequencies of working range.

EFFECT: spatial discrimination of incoming signals with no restriction of antenna amplification ratio.

4 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области антенной техники, а именно к способам пространственной селекции приходящих радиосигналов.The invention relates to the field of antenna technology, and in particular to methods for spatial selection of incoming radio signals.

Уровень техникиState of the art

Известно большое число способов определения координат источников радиосигналов (Radar Handbook, ed. by M. Skolnik, 1990). Однако известные методы используют, как правило, многоэлементные антенны в качестве измерительных инструментов и комплексные значения измеряемых сигналов в качестве входных данных. При этом определению подлежат либо абсолютные координаты источника сигнала, либо координаты источника в системе координат измерительной антенны. В то же время часто возникает ситуация, когда необходимо лишь определить, находится ли принимаемый сигнал в зоне максимума главного лепестка диаграммы направленности антенной системы или нет, без необходимости точного определения координат этого источника. Такая постановка задачи позволяет уменьшить объем информации, необходимой для решения задачи, и существенно упростить конструкцию антенной системы, в частности, позволяет использовать для этой цели измерительную антенну моноимпульсной радиолокационной станции (РЛС). В этом случае простое решение задачи может состоять в использовании антенной системы с чрезвычайно низким уровнем боковых лепестков суммарной диаграммы направленности (ДН). Однако такой подход отрицательно влияет на энергетические и массогабаритные характеристики РЛС. Кроме того, применение такого способа часто оказывается невозможным при наличии очень мощных источников помех, расположенных в области боковых лепестков ДН.A large number of methods are known for determining the coordinates of radio signal sources (Radar Handbook, ed. By M. Skolnik, 1990). However, the known methods use, as a rule, multi-element antennas as measuring instruments and complex values of the measured signals as input data. In this case, either the absolute coordinates of the signal source or the coordinates of the source in the coordinate system of the measuring antenna are subject to determination. At the same time, a situation often arises when it is only necessary to determine whether the received signal is in the maximum zone of the main lobe of the antenna system radiation pattern or not, without the need to accurately determine the coordinates of this source. Such a formulation of the problem reduces the amount of information necessary to solve the problem and significantly simplifies the design of the antenna system, in particular, allows the use of a measuring antenna of a monopulse radar station for this purpose. In this case, a simple solution to the problem may consist in using an antenna system with an extremely low level of side lobes of the total radiation pattern (LH). However, this approach adversely affects the energy and weight and size characteristics of the radar. In addition, the application of this method is often impossible in the presence of very powerful sources of interference located in the area of the side lobes of the beam.

В то же время известно (Леонов А.И., Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация. - М.: Советское радио, 1984. - 312 с.), что для построения антенной системы моноимпульсной РЛС с фазовым методом пеленгации достаточно иметь четыре элемента, используемые для формирования суммарной ДН и двух разностных ДН (в угломестной и азимутальной плоскостях). Такие элементы можно рассматривать как самостоятельные антенны и использовать их для построения измерительной антенны, позволяющей определить нахождение сигнала в заданной зоне максимума главного лепестка ДН.At the same time, it is known (Leonov A.I., Fomichev K.I. Monopulse radar. - M .: Soviet radio, 1984. - 312 p.) That to build an antenna system of a monopulse radar with a phase method of direction finding it is enough to have four elements used to form the total MD and two differential MDs (in elevation and azimuthal planes). Such elements can be considered as independent antennas and used to build a measuring antenna, which allows to determine the location of the signal in a given zone of the maximum of the main lobe of the beam.

Схема построения измерительной антенны такого типа приведена на фиг.1.The construction scheme of a measuring antenna of this type is shown in Fig.1.

Ближайшим аналогом настоящего изобретения является способ пространственной селекции приходящих сигналов амплитудным селектором (Защита от радиопомех./ Под ред. М. В. Максимова: - Советское радио, 1976, стр.214-220, 344-346), в котором для решения задачи используется опорный сигнал, который берется со входа ненаправленной антенны (компенсатора) и поступает в ограничитель снизу. Принцип действия углового амплитудного селектора показан на фиг.2, где на фиг.2а приведены необходимые соотношения между ДН основной антенны и компенсатора соответственно, а на фиг.26 - необходимая передаточная характеристика ограничителя снизу. Если выполняется неравенство

, где u_вх - входной сигнал, u_вых - выходной сигнал,

- сигнал ограничителя, c - константа, F_к(θ) - ДН компенсатора, θ - полярный угол, принимается решение, что цель находится в зоне главного максимума основной антенны. Такой способ неудобен тем, что потенциал радиолокационной системы определяется слабонаправленной антенной, т.к. коэффициент усиления (КУ) основной антенны в направлении боковых лепестков, а следовательно, и в главном максимуме ограничен коэффициентом усиления слабонаправленной антенны.The closest analogue of the present invention is a method for spatial selection of incoming signals by an amplitude selector (Protection from radio interference. / Ed. By M.V. Maksimov: - Soviet Radio, 1976, pp. 214-220, 344-346), in which the problem is used reference signal, which is taken from the input of an omnidirectional antenna (compensator) and enters the limiter from below. The principle of operation of the angular amplitude selector is shown in FIG. 2, where FIG. 2a shows the necessary relationships between the main antenna and compensator DNs, respectively, and FIG. 26 shows the necessary transfer characteristic of the limiter from below. If the inequality holds

where u _in - input signal, u _out - output signal,

- signal of the limiter, c - constant, F _к (θ) - compensator DN, θ - polar angle, it is decided that the target is in the zone of the main maximum of the main antenna. This method is inconvenient in that the potential of the radar system is determined by a weakly directed antenna, because the gain (KU) of the main antenna in the direction of the side lobes, and therefore in the main maximum, is limited by the gain of a weakly directed antenna.

Отличительной особенностью заявляемого способа является отсутствие ограничения на КУ антенны.A distinctive feature of the proposed method is the absence of restrictions on the antenna KU.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В ближайшем аналоге пространственная селекция основана на пространственной селекции приходящих сигналов амплитудным селектором. Такой способ неудобен тем, что в этом случае потенциал радиолокационной системы определяется слабонаправленной антенной.In the closest analogue, spatial selection is based on the spatial selection of incoming signals by an amplitude selector. This method is inconvenient in that in this case the potential of the radar system is determined by a weakly directed antenna.

Предлагаемый способ пространственной селекции приходящих сигналов свободен от этого недостатка. Он основан на использовании фаз сигналов с выходов четырех антенн 1-4, расположенных в одной плоскости и формирующих крестообразную структуру, и последующей математической обработке этих фаз по следующему алгоритму:The proposed method for spatial selection of incoming signals is free from this drawback. It is based on the use of signal phases from the outputs of four antennas 1-4 located in the same plane and forming a cross-shaped structure, and the subsequent mathematical processing of these phases according to the following algorithm:

1. Измеряются фазы φ_i (i=1-4) сигналов на одной из рабочих частот на выходах антенн 1-4.1. Measured phase φ _i (i = 1-4) of signals at one of the operating frequencies at the outputs of antennas 1-4.

2. Вычисляется опорная фаза2. The reference phase is calculated

φ_ОП=(φ₁+φ₂+φ₃+φ₄)/4.φ _OD = (φ ₁ + φ ₂ + φ ₃ + φ ₄ ) / 4.

3. Полученное значение опорной фазы вычитается из значений фаз φ_i. В результате получаем новые фазы3. The obtained value of the reference phase is subtracted from the phase values φ _i . As a result, we get new phases

Ψ_i=φ_i-φ_оп.Ψ _i = φ _i -φ _op .

4. Полученные новые фазы используются для расчета следующих комплексных функций фаз Ψ_i:4. The resulting new phases are used to calculate the following complex phase functions Ψ _i :

F1k=[exp(i*α_k*Ψ₁)+exp(i*α_k*Ψ₂)+exp(i*α_k*Ψ₃)+exp(i*α_k*Ψ₄)]*0.25,F1k = [exp (i * α _k * Ψ ₁ ) + exp (i * α _k * Ψ ₂ ) + exp (i * α _k * Ψ ₃ ) + exp (i * α _k * Ψ ₄ )] * 0.25,

F2k=sqrt{[exp(i*α_k*Ψ₁)+exp(i*α_k*Ψ₂))*(exp(i*α_k*Ψ₃)+exp(i*α_k*Ψ₄))]*0.25},F2k = sqrt {[exp (i * α _k * Ψ ₁ ) + exp (i * α _k * Ψ ₂ )) * (exp (i * α _k * Ψ ₃ ) + exp (i * α _k * Ψ ₄ ) )] * 0.25},

F3k=sqrt{[exp(i*α_k*Ψ₁)+exp(i*α_k*Ψ₃))*(exp(i*α_k*Ψ₂)+exp(i*α_k*Ψ₄))]*0.25},F3k = sqrt {[exp (i * α _k * Ψ ₁ ) + exp (i * α _k * Ψ ₃ )) * (exp (i * α _k * Ψ ₂ ) + exp (i * α _k * Ψ ₄ ) )] * 0.25},

F4k=sqrt{[(exp(i*α_k*Ψ₁)+exp(i*α_k*Ψ₄))*(exp(i*α_k*Ψ₂)+exp(i*α_k*Ψ₃))] *0.25},F4k = sqrt {[(exp (i * α _k * Ψ ₁ ) + exp (i * α _k * Ψ ₄ )) * (exp (i * α _k * Ψ ₂ ) + exp (i * α _k * Ψ ₃ ))] * 0.25},

где i - мнимая единица;where i is the imaginary unit;

α₁=1.0;α ₁ = 1.0;

α₂ - заданная константа;α ₂ is a given constant;

k=1 и 2.k = 1 and 2.

F13=[exp(i*α₃*Ψ₁)+ехр(i*α₃*Ψ₂)+ехр(i*α₃*Ψ₃)+ехр(i*α₃*Ψ₄)]*0.25,F13 = [exp (i * α ₃ * Ψ ₁ ) + exp (i * α ₃ * Ψ ₂ ) + exp (i * α ₃ * Ψ ₃ ) + exp (i * α ₃ * Ψ ₄ )] * 0.25,

F23={[(exp(i*α₃*Ψ₁)+exp(i*α₃*Ψ₂))*(exp(i*α₃*Ψ₃)+ехр(i*α₃*Ψ₄))]*0.25}**0.13,F23 = {[(exp (i * α ₃ * Ψ ₁ ) + exp (i * α ₃ * Ψ ₂ )) * (exp (i * α ₃ * Ψ ₃ ) + exp (i * α ₃ * Ψ ₄ ) )] * 0.25} ** 0.13,

F33={[(ехр(i*α₃*Ψ₁)+ехр(i*α₃*Ψ₃))*(exp(i*α₃*Ψ₂)+ехр(i*α₃*Ψ₄))]*0.25}**0.13,F33 = {[(exp (i * α ₃ * Ψ ₁ ) + exp (i * α ₃ * Ψ ₃ )) * (exp (i * α ₃ * Ψ ₂ ) + exp (i * α ₃ * Ψ ₄ ) )] * 0.25} ** 0.13,

F43={[(ехр(i*α₃*Ψ₁))+ехр(i*α₃*Ψ₄))*(ехр(i*α₃*Ψ₂)+ехр(i*α₃*Ψ₃))]*0.25}**0.13,F43 = {[(exp (i * α ₃ * Ψ ₁ )) + exp (i * α ₃ * Ψ ₄ )) * (exp (i * α ₃ * Ψ ₂ ) + exp (i * α ₃ * Ψ ₃ ))] * 0.25} ** 0.13,

где α₃ - заданная константа;where α ₃ is a given constant;

символы * и ** обозначают операции умножения и возведения в степень соответственно.the symbols * and ** denote multiplication and exponentiation operations, respectively.

5. Значения модулей функций Fij (i=1-4, j=1-3) переводятся в децибелы и используются для проверки выполнения следующей системы неравенств:5. The values of the modules of the functions Fij (i = 1-4, j = 1-3) are converted to decibels and are used to verify the fulfillment of the following system of inequalities:

abs(abs(F11) - abs(Flk))≤А для k ≠ 1;abs (abs (F11) - abs (Flk)) ≤А for k ≠ 1;

abs(abs(F11) - abs(F2k))≤A;abs (abs (F11) - abs (F2k)) ≤A;

abs(abs(F11) - abs(F3k))≤A;abs (abs (F11) - abs (F3k)) ≤A;

abs(abs(F11) - abs(F4k))≤A;abs (abs (F11) - abs (F4k)) ≤A;

abs(arg(F1k))≤B;abs (arg (F1k)) ≤B;

abs(arg(F2k))≤B;abs (arg (F2k)) ≤B;

abs(arg(F3k))≤B;abs (arg (F3k)) ≤B;

abs(arg(F4k))≤B,abs (arg (F4k)) ≤B,

где k= 1, 2, 3;where k = 1, 2, 3;

А и В - заданные константы.A and B are given constants.

6. В общем случае система неравенств, приведенная в п.5, может выполняться как в заданной угловой зоне в области главного лепестка суммарной ДН измерительной антенной системы РЛС (рабочей зоне, границы которой определяются по заданному уровню L), так и некотором числе паразитных зон, располагающихся вне рабочей зоны.6. In the general case, the system of inequalities given in clause 5 can be performed both in a given angular zone in the main lobe region of the total beam of the measuring antenna of the radar system (the working zone, the boundaries of which are determined by a given level L), and a certain number of spurious zones located outside the working area.

Константы α₂, α₃ выбираются для заданной геометрии из условия отсутствия или минимальной ширины паразитных зон, в которых выполняется система неравенств по п.5, при заданной ширине рабочей зоны на выбранной частоте. Константы А и В определяются заданным уровнем L, задающим ширину рабочей зоны в области главного максимума.The constants α ₂ , α ₃ are selected for a given geometry from the condition for the absence or minimum width of spurious zones in which the system of inequalities according to claim 5 is satisfied, for a given width of the working zone at the selected frequency. The constants A and B are determined by a given level L, which sets the width of the working area in the region of the main maximum.

7. Если система неравенств по п.5 выполняется на выбранной частоте, принимается решение о возможном наличии источника сигнала в зоне максимума главного лепестка суммарной ДН измерительной антенной системы РЛС. Если все неравенства по п.5 выполняются как в рабочей зоне, так и в одной или нескольких паразитных зонах (что возможно в случае использования антенной системы с регулярным расположением отдельных антенн в крестообразной структуре), то пункты 1-5 следует повторить на нескольких частотах рабочего диапазона антенной системы РЛС до достижения пространственного разделения наборов паразитных зон, соответствующих отдельным выбранным частотам, при сохранении углового положения рабочей зоны. Это требование означает, что наборы паразитных зон, соответствующие отдельным частотам, не должны перекрываться. Это свойство позволяет отфильтровать источники сигналов, располагающихся в паразитных зонах от источников сигналов, располагающихся в рабочей зоне путем сравнения результатов, полученных на разных частотах. В случае выполнения системы неравенств на всех выбранных частотах принимается решение о наличии источника сигнала в зоне максимума главного лепестка суммарной ДН измерительной антенной системы РЛС. Необходимость использования данных, полученных на нескольких частотах, а также значения частот могут определяться на этапе проектирования антенной системы.7. If the system of inequalities according to claim 5 is performed at the selected frequency, a decision is made about the possible presence of a signal source in the maximum zone of the main lobe of the total daylight of the radar measuring antenna system. If all the inequalities according to claim 5 are satisfied both in the working area and in one or more spurious zones (which is possible in the case of using an antenna system with a regular arrangement of individual antennas in a cross-shaped structure), then steps 1-5 should be repeated at several frequencies of the working range of the radar antenna system until spatial separation of the sets of spurious zones corresponding to the selected individual frequencies is achieved while maintaining the angular position of the working area. This requirement means that the sets of spurious zones corresponding to individual frequencies should not overlap. This property allows you to filter out signal sources located in spurious areas from signal sources located in the working area by comparing the results obtained at different frequencies. In the case of a system of inequalities at all selected frequencies, a decision is made about the presence of a signal source in the maximum zone of the main lobe of the total daylight of the radar measuring antenna system. The need to use data obtained at several frequencies, as well as the values of the frequencies can be determined at the design stage of the antenna system.

Перечень фигурList of figures

Фиг.1 - схема построения измерительной антенны.Figure 1 - diagram of the construction of the measuring antenna.

Фиг.2 - принцип действия углового амплитудного селектора.Figure 2 - the principle of operation of the angular amplitude selector.

Фиг.3 - значения модулей и фаз функций F11, F21, F31, F41 в зависимости от угла наблюдения θ в горизонтальной плоскости (кривые 1-4 соответственно). Кривая 5 - условный график значения признака.Figure 3 - the values of the modules and phases of the functions F11, F21, F31, F41 depending on the viewing angle θ in the horizontal plane (curves 1-4, respectively). Curve 5 is a conditional graph of the characteristic value.

Фиг.4 - распределения угловых зон, в которых выполняется система неравенств по п.6, на разных частотах рабочего диапазона антенной системы РЛС.Figure 4 - distribution of the corner zones in which the system of inequalities according to claim 6 is performed, at different frequencies of the operating range of the radar antenna system.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention

Приводится описание предпочтительной реализации, но при этом необходимо иметь в виду, что возможно внесение незначительных изменений без отклонения от рамок и духа настоящего изобретения.The preferred implementation is described, but it should be borne in mind that minor changes are possible without deviating from the scope and spirit of the present invention.

Рассматриваемая реализация описанного выше способа построена на основе антенной системы моноимпульсной РЛС, содержащей четыре идентичных антенных модуля, расположенных согласно конфигурации, изображенной на фиг.1, таким образом, что антенные модули (1, 2) и (3, 4) расположены симметрично относительно центра антенной системы, пары модулей (1, 2) и (3, 4) ортогональны друг другу. Расстояния между центрами модулей в вертикальной и горизонтальной плоскостях равны 24.8 и 14.3 длин волн соответственно. В рассматриваемом примере выбраны следующие значения констант: α₂=1,177777, α₃=1,3666; L=-3 дБ; А=1,75 дБ; В=1°.The implementation of the method described above is constructed on the basis of a monopulse radar antenna system containing four identical antenna modules located according to the configuration shown in Fig. 1, so that the antenna modules (1, 2) and (3, 4) are located symmetrically relative to the center antenna system, pairs of modules (1, 2) and (3, 4) are orthogonal to each other. The distances between the centers of the modules in the vertical and horizontal planes are 24.8 and 14.3 wavelengths, respectively. In this example, the following constant values were selected: α ₂ = 1,177777, α ₃ = 1,3666; L = -3 dB; A = 1.75 dB; B = 1 °.

В качестве входных данных использовались фазы сигналов на выходах модулей антенной системы, которые определялись экспериментально при сканировании антенной системы в горизонтальной плоскости с шагом 10' в пределах ±10°. Результаты были получены на центральной рабочей частоте РЛС.As input data, the phases of the signals at the outputs of the modules of the antenna system were used, which were determined experimentally by scanning the antenna system in a horizontal plane with a step of 10 'within ± 10 °. The results were obtained at the central operating frequency of the radar.

На фиг.3 изображены значения модулей (фиг.3а) и фаз (фиг.3б) функций F11, F21, F31, F41 в зависимости от угла наблюдения θ в горизонтальной плоскости (кривые 1-4). Кривая 5 условно изображает результат анализа выполнения системы неравенств, приведенной выше в п.5. Если эта система неравенств не выполняется, кривая 5 проходит по уровню 0 дБ, а если выполняется - по уровню -3 дБ. Для наглядности фазы функций F11, F21, F31, F41 смещены относительно друг друга на 10°.Figure 3 shows the values of the modules (figa) and phases (fig.3b) of the functions F11, F21, F31, F41 depending on the viewing angle θ in the horizontal plane (curves 1-4). Curve 5 conditionally depicts the result of the analysis of the implementation of the system of inequalities given above in paragraph 5. If this system of inequalities is not satisfied, curve 5 passes through the level of 0 dB, and if it is satisfied, through the level of -3 dB. For clarity, the phases of the functions F11, F21, F31, F41 are offset by 10 ° relative to each other.

Анализ полученных результатов показал, что система неравенств по п.5 выполняется в заданном угловом диапазоне 2,4°, совпадающем с угловой шириной главного лепестка суммарной ДН антенной системы РЛС в горизонтальной плоскости по уровню -3 дБ. Однако, кроме указанного углового диапазона, на фиг.3 наблюдаются две паразитные угловые зоны, располагающиеся вне главного лепестка ДН, в которых система неравенств по п.5 также выполняется. Паразитные угловые зоны можно отфильтровать путем проведения дополнительных измерений фаз сигналов и выполнения операций алгоритма по п.п.1-6 на нескольких частотах. В рассматриваемом примере было проведено моделирование двух дополнительных измерений на частотах, отличающихся на ±5% от центральной частоты рабочего диапазона. Результаты приведены на фиг.4. Как следует из фиг.4, изменение рабочей частоты смещает паразитные зоны выполнения неравенств по п.5, но не изменяет положения основной угловой зоны. При этом смещение по частоте на ±5% от центральной частоты приводит к отсутствию перекрытия угловых координат паразитных зон, возникающих на разных частотах, но практически не влияет на положение и ширину основной (рабочей) угловой зоны. Это обстоятельство позволяет отфильтровать источники сигналов, располагающиеся в паразитных зонах выполнения неравенств по п.5, и обеспечить однозначность принятия решения о нахождении источника сигнала в области максимума главного лепестка ДН антенной системы РЛС.Analysis of the results showed that the system of inequalities according to claim 5 is performed in a given angular range of 2.4 °, which coincides with the angular width of the main lobe of the total antenna array of the radar system in the horizontal plane at a level of -3 dB. However, in addition to the indicated angular range, in Fig. 3, there are two spurious angular zones located outside the main lobe of the beam, in which the system of inequalities according to claim 5 is also satisfied. Spurious corner zones can be filtered out by performing additional measurements of the signal phases and performing the algorithm operations according to items 1-6 at several frequencies. In this example, we simulated two additional measurements at frequencies differing by ± 5% from the central frequency of the operating range. The results are shown in figure 4. As follows from figure 4, a change in the operating frequency shifts the parasitic zones of inequality according to claim 5, but does not change the position of the main corner zone. In this case, a frequency shift of ± 5% of the central frequency leads to the absence of overlapping angular coordinates of spurious zones that occur at different frequencies, but practically does not affect the position and width of the main (working) corner zone. This circumstance makes it possible to filter out signal sources located in the parasitic zones of inequality fulfillment according to claim 5, and to ensure unambiguous decision making on finding the signal source in the region of the maximum of the main lobe of the antenna beam of the radar system.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ селекции приходящих сигналов в измерительной антенне моноимпульсного радиолокатора обеспечивает пространственную селекцию приходящих сигналов при отсутствии ограничения на КУ антенны.Compared with the prototype, the proposed method for the selection of incoming signals in a measuring antenna of a monopulse radar provides spatial selection of incoming signals in the absence of restrictions on the antenna gain.

Claims

Способ пространственной селекции приходящих сигналов, отличающийся тем, что
измеряются фазы φ (i=1-4) сигналов на одной из рабочих частот на выходах четырех антенн 1-4, формирующих крестообразную структуру, вычисляется опорная фаза
φ_оп=(φ₁+φ₂+φ₃+φ₄)/4,
полученное значение опорной фазы вычитается из значений фаз φ_i (i=1-4) и определяются новые фазы
Ψ_i=φ_i-φ_оп,
полученные новые фазы используются для расчета комплексных функций фаз Ψ_i,
F1k=[exp(i*α_k*Ψ₁)+exp(i*α_k*Ψ₂)+exp(i*α_k*Ψ₃)+exp(i*α_k*Ψ₄)]*0,25,
F2k=sqrt{[exp(i*α_k*Ψ₁)+exp(i*α_k*Ψ₂))*(exp(i*α_k*Ψ₃)+exp(i*α_k*Ψ₄))]*0,25},
F3k=sqrt{[exp(i*α_k*Ψ₁)+exp(i*α_k*Ψ₃))*(exp(i*α_k*Ψ₂)+exp(i*α_k*Ψ₄))]*0,25},
F4k=sqrt{[(exp(i*α_k*Ψ₁)+exp(i*α_k*Ψ₄))*(exp(i*α_k*Ψ₂)+exp(i*α_k*Ψ₃))] *0,25},
где i - мнимая единица;
α₁= 1,0;
α₂ - заданная константа, для k=1 и 2 соответственно,
F13=[exp(i*α₃*Ψ₁)+ехр(i*α₃*Ψ₂)+ехр(i*α₃*Ψ₃)+ехр(i*α₃*Ψ₄)]*0,25,
F23={[(exp(i*α₃*Ψ₁)+exp(i*α₃*Ψ₂))*(exp(i*α₃*Ψ₃)+ехр(i*α₃*Ψ₄))]*0,25}**0,13,
F33={[(ехр(i*α₃*Ψ₁)+ехр(i*α₃*Ψ₃))*(exp(i*α₃*Ψ₂)+ехр(i*α₃*Ψ₄))]*0,25}**0,13,
F43={[(ехр(i*α₃*Ψ₁))+ехр(i*α₃*Ψ₄))*(ехр(i*α₃*Ψ₂)+ехр(i*α₃*Ψ₃))]*0,25}**0,13,
где α₃ - заданная константа;
символы * и ** обозначают операции умножения и возведения в степень соответственно; значения модулей функций Fij, где i=1-4, j=1-3, переводятся в децибелы и используются для проверки выполнения системы неравенств:
abs(abs(F11) - abs(Flk))≤А для k ≠ 1;
abs(abs(F11) - abs(F2k))≤A;
abs(abs(F11) - abs(F3k))≤A;
abs(abs(F11) - abs(F4k))≤A;
abs(arg(F1k))≤B;
abs(arg(F2k))≤B;
abs(arg(F3k))≤B;
abs(arg(F4k))≤B,
где k=1, 2, 3,
причем константы А и В определяются заданным уровнем L, определяющим ширину рабочей зоны в области главного максимума, константы α₂, α₃выбираются для заданной геометрии из условия отсутствия или минимальной ширины паразитных зон, в которых выполняются приведенные выше неравенства, при заданной ширине рабочей зоны на выбранной частоте, при этом операции, описанные выше, повторяются на других частотах рабочего диапазона антенной системы радиолокационной станции (РЛС), выбранных для обеспечения пространственного разделения паразитных зон, в которых выполняется система неравенств и в случае выполнения системы неравенств на всех выбранных частотах принимается решение о наличии источника сигнала в зоне максимума главного лепестка суммарной диаграммы направленности (ДН) измерительной антенной системы РЛС. The method of spatial selection of incoming signals, characterized in that
the phases φ (i = 1-4) of the signals are measured at one of the operating frequencies at the outputs of four antennas 1-4 forming a cross-shaped structure, the reference phase is calculated
φ _op = (φ ₁ + φ ₂ + φ ₃ + φ ₄ ) / 4,
the obtained value of the reference phase is subtracted from the values of the phases φ _i (i = 1-4) and new phases are determined
Ψ _i = φ _i -φ _op ,
The obtained new phases are used to calculate the complex functions of the phases Ψ _i ,
F1k = [exp (i * α _k * Ψ ₁ ) + exp (i * α _k * Ψ ₂ ) + exp (i * α _k * Ψ ₃ ) + exp (i * α _k * Ψ ₄ )] * 0, 25,
F2k = sqrt {[exp (i * α _k * Ψ ₁ ) + exp (i * α _k * Ψ ₂ )) * (exp (i * α _k * Ψ ₃ ) + exp (i * α _k * Ψ ₄ ) )] * 0.25},
F3k = sqrt {[exp (i * α _k * Ψ ₁ ) + exp (i * α _k * Ψ ₃ )) * (exp (i * α _k * Ψ ₂ ) + exp (i * α _k * Ψ ₄ ) )] * 0.25},
F4k = sqrt {[(exp (i * α _k * Ψ ₁ ) + exp (i * α _k * Ψ ₄ )) * (exp (i * α _k * Ψ ₂ ) + exp (i * α _k * Ψ ₃ ))] * 0.25},
where i is the imaginary unit;
α ₁ = 1.0;
α ₂ is a given constant, for k = 1 and 2, respectively,
F13 = [exp (i * α ₃ * Ψ ₁ ) + exp (i * α ₃ * Ψ ₂ ) + exp (i * α ₃ * Ψ ₃ ) + exp (i * α ₃ * Ψ ₄ )] * 0, 25,
F23 = {[(exp (i * α ₃ * Ψ ₁ ) + exp (i * α ₃ * Ψ ₂ )) * (exp (i * α ₃ * Ψ ₃ ) + exp (i * α ₃ * Ψ ₄ ) )] * 0.25} ** 0.13,
F33 = {[(exp (i * α ₃ * Ψ ₁ ) + exp (i * α ₃ * Ψ ₃ )) * (exp (i * α ₃ * Ψ ₂ ) + exp (i * α ₃ * Ψ ₄ ) )] * 0.25} ** 0.13,
F43 = {[(exp (i * α ₃ * Ψ ₁ )) + exp (i * α ₃ * Ψ ₄ )) * (exp (i * α ₃ * Ψ ₂ ) + exp (i * α ₃ * Ψ ₃ ))] * 0.25} ** 0.13,
where α ₃ is a given constant;
the symbols * and ** denote operations of multiplication and raising to a power, respectively; the values of the modules of the functions Fij, where i = 1-4, j = 1-3, are converted to decibels and are used to verify the fulfillment of the system of inequalities:
abs (abs (F11) - abs (Flk)) ≤А for k ≠ 1;
abs (abs (F11) - abs (F2k)) ≤A;
abs (abs (F11) - abs (F3k)) ≤A;
abs (abs (F11) - abs (F4k)) ≤A;
abs (arg (F1k)) ≤B;
abs (arg (F2k)) ≤B;
abs (arg (F3k)) ≤B;
abs (arg (F4k)) ≤B,
where k = 1, 2, 3,
moreover, the constants A and B are determined by a given level L, which determines the width of the working zone in the region of the main maximum, the constants α ₂ , α ₃ are selected for a given geometry from the condition that there are no or minimal width of spurious zones in which the above inequalities are satisfied, for a given width of the working zone at the selected frequency, while the operations described above are repeated at other frequencies of the operating range of the antenna system of the radar station, selected to provide spatial separation of spurious signals n, which is performed in the system of inequalities in the case performance of the system of inequalities for all selected frequencies decision about presence of a signal source in the region of the maximum of the main lobe of the total radiation pattern (DV) of the measuring radar system antenna.