Научная статья на тему 'Анализ зависимости разности фаз на антеннах фазового радиопеленгатора от ориентации направленной антенны источника радиоизлучения в условиях пересечённой местности'

Анализ зависимости разности фаз на антеннах фазового радиопеленгатора от ориентации направленной антенны источника радиоизлучения в условиях пересечённой местности Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
732
156
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РАЗНОСТЬ ФАЗ / АНОМАЛЬНЫЕ ОШИБКИ / ДИАГРАММА НАПРАВЛЕННОСТИ / КОЭФФИЦИЕНТ ДЕПОЛЯРИЗАЦИИ / ОТРАЖЕНИЯ РАДИОВОЛН / PHASE DIFFERENCE / ABNORMAL ERRORS / DIRECTIONAL PATTERN / DEPOLARIZATION RATIO / REFLECTION OF RADIO WAVES

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Аникин Алексей Сергеевич, Денисов Вадим Прокопьевич, Колядин Николай Александрович, Крутиков Михаил Владимирович

Приводятся экспериментальные зависимости разности фаз сигналов, принятых на разнесенные антенны, от углового положения направленной антенны источника радиоизлучения по отношению к пункту приёма, полученные на наземных трассах. Причины возникновения характерных особенностей этих зависимостей выясняются путем цифрового моделирования процессов на трассе распространения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Аникин Алексей Сергеевич, Денисов Вадим Прокопьевич, Колядин Николай Александрович, Крутиков Михаил Владимирович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Analysis of the phase difference dependence on the orientation of radio source antenna in a phase radio direction finder antenna in cross-country

In the paper we give the experimental dependences of the phase difference of the signals received by diversity antennas, the angular position of the directional antenna of the radio source to the point of reception received at the ground track. The causes of the characteristic features of these relationships are clarified by digital modeling to track distribution.

Текст научной работы на тему «Анализ зависимости разности фаз на антеннах фазового радиопеленгатора от ориентации направленной антенны источника радиоизлучения в условиях пересечённой местности»

УДК 621.396.663

А.С. Аникин, В.П. Денисов, Н.А. Колядин, М.В. Крутиков

Анализ зависимости разности фаз на антеннах фазового радиопеленгатора от ориентации направленной антенны источника радиоизлучения в условиях пересечённой местности

Приводятся экспериментальные зависимости разности фаз сигналов, принятых на разнесенные антенны, от углового положения направленной антенны источника радиоизлучения по отношению к пункту приёма, полученные на наземных трассах. Причины возникновения характерных особенностей этих зависимостей выясняются путем цифрового моделирования процессов на трассе распространения.

Ключевые слова: разность фаз, аномальные ошибки, диаграмма направленности, коэффициент деполяризации, отражения радиоволн.

В статье обобщаются результаты экспериментальных исследований пространственно-временных искажений сантиметровых радиоволн на приземных трассах, выполненных в НИИ РТС ТУСУРа в 2004-2010 гг. Одной из прикладных целей этих исследований явилась оценка достижимой точности пеленгования фазовым методом импульсного источника радиоизлучения с направленной сканирующей антенной. Постановка задачи не нова. В частности, подобные работы проводились в г. Томске еще в шестидесятые годы прошлого века [1]. В них выполнялись исследования параметров импульсного сигнала, принятого согласованными по полосе приёмниками, по основному и первым боковым лепесткам диаграммы направленности источника излучения. В течение одного принятого импульса выполнялось не более одного измерения. Отличительной особенностью анализируемых в данной работе измерений является то, что полоса приёмника была увеличена в 6-8 раз по сравнению с согласованной при достижении чувствительности, позволяющей регистрировать дальние боковые лепестки диаграммы направленности антенны источника излучения. Измерения выполнялись практически мгновенно с тактом 10-12 нс, что позволило выявить амплитудные и фазовые искажения сигналов, происходящие в течение короткого радиолокационного импульса.

Измерения проводились вблизи г. Томска на трассах протяженностью от 1 до 30 км. Аппаратура и методика проведения измерений коротко изложены в статьях [2, 3]. Источником излучения служила импульсная РЛС трёхсантиметрового диапазона с длительностью импульса 0,3 мкс, работавшая в режиме кругового обзора или в «наведенном режиме», а приемная антенная система представляла собой два комплекта пирамидальных рупоров, каждый из которых образовывал две «параллельные» [4] фазометрические базы: малую (МБ), /1= 18 см, и большую (ББ), І2 = 90 см. Один комплект был предназначен для приема сигналов вертикальной поляризации, другой - горизонтальной. Ширина диаграмм направленности рупоров в горизонтальной плоскости - 10° по уровню 0,5. Антенны с разной поляризацией приема располагались одна под другой.

Будем далее пользоваться обозначениями, принятыми в статье [2].

Известны как теоретические, так и экспериментальные работы, посвященные изучению статистических характеристик сигналов при работе по источникам с вращающейся антенной. Теоретическое рассмотрение проведено А.Г Буймовым и Г.С. Шарыгиным на основании замены статистически однородной среды распространения хаотическим фазовым экраном, расположенным поперек трассы [5]. Показано, что математическое ожидание разности фаз сигналов ^{ф}, принимаемых

разнесёнными антеннами по основному излучению, можно в первом приближении считать линейной функцией угла отворота антенны передатчика от направления на приёмное устройство 0 , причём Ш1 {ф} = 0 , если 0 = 0, а дисперсия разности фаз обратно пропорциональна значению ДНА РЛС по мощности.

Ю.П. Акулиничев в статье [6] показал, что фаза пространственной корреляционной функции сигналов, прошедших статистически однородную случайную среду, линейно зависит от отворота направленной антенны передатчика от направления на пункт наблюдения. Следовательно, линейной зависимости подчиняется и средняя разность фаз сигналов, принятых на разнесенные поперек трассы антенны. Вывод сделан в предположении, что диаграмма направленности передающей антенны имеет вид гауссоиды, так что полученный результат относится только к работе по основным лепесткам диаграмм направленности реальных антенн.

На закрытых приземных трассах большую роль в формировании поля в месте приёма играет дифракция радиоволн на закрывающих препятствиях. Теоретически показано, что если закрывающий гребень со статистически неровным краем расположен поперек трассы «передатчик-приемник» и имеет в среднем одинаковую высоту, то средняя разность фаз на разнесенных приемных антеннах изменяется линейно с отворотом направленной передающей антенны от направления на приёмный пункт, а дисперсия фазовых флуктуаций возрастает по экспоненциальному закону [7]. Вычисления проведены для гауссовой диаграммы направленности передающей антенны, так что полученные результаты относятся только к работе по главным лепесткам ДН реальных антенн.

Экспериментальные исследования в сантиметровом диапазоне показали, что действительно на наземных трассах в ряде случаев средняя разность фаз линейно зависит от отворота направленной передающей антенны от направления на приемник в пределах главного лепестка диаграммы направленности излучающей антенны [7].

Представляет интерес также работа [8], где азимутальные погрешности пеленгования, возникающие вследствие дифракции радиоволн на полубесконечном непрозрачном экране, оцениваются путем расчётов на ЭВМ. Считается, что источник излучения точечный, а экран расположен посередине трассы и может быть по-разному ориентирован в горизонтальной плоскости относительно линии «передатчик-приёмник», а его верхняя граница может быть наклонена к горизонту. Показано, что в этих условиях азимутальные ошибки существенно зависят от высоты экрана и, в частности, при ее изменении могут изменять знак. Поэтому на реальных закрытых трассах, где как пространственная ориентация препятствий, так и их наклон произвольны, можно ожидать значительно более сложную зависимость разности фаз от угла отворота антенны передатчика, чем линейную.

Прежде чем перейти к обобщениям, приведем примеры зависимости амплитуды сигнала в одном из каналов приема и разностей фаз на разнесенных антеннах от углового положения антенной системы РЛС, построенные по измерениям в разные моменты времени от «начала импульса». Подобные диаграммы, полученные на трассах протяженностью 16,4 и 29 км, приведены в нашей статье [2]. Имея в виду, что заинтересованный читатель может обратиться к указанной статье, приведем диаграммы для иной трассы. Протяженность этой трассы, идентифицируемой далее как «Смокоти-но 0», 19 км.

На рис. 1 приведены диаграммы, полученные при согласованной вертикальной поляризации приема, когда измерения по каждому импульсу проводились в моменты времени, отстоящие на 154 нс от его «начала» (рис. 1, а, б) или 22 нс (рис. 1, в, г).

На рис. 2 приведены диаграммы, снятые одновременно с изображенными на рис. 1, а, б, но при горизонтальной поляризации приема.

Из рис. 1 видно, что как зависимости амплитуды, так и разности фаз принимаемых сигналов от положения антенны излучателя существенно зависят от задержки моментов измерений относительно начала импульса. Чем дальше отстоит момент измерения от начала импульса, тем сильнее изрезаны амплитудная и разностно-фазовая диаграммы, что связано с ростом количества принимаемых отражений. Искажения диаграмм проявляются уже в момент обнаружения импульса по превышению порога (минимальное фиксируемое время 10 нс от начала импульса). На трассах протяженностью 16-30 км наиболее заметные изменения диаграмм происходят в первые 100-200 нс длительно -сти импульса. На открытой трассе протяжённостью около 1 км наиболее сильные изменения зафиксированы в первые 40-50 нс [9].

Изменчивость диаграмм является следствием изменения огибающей и разности фаз в течение импульса. На рис. 3 приведены примеры изменения огибающей и разности фаз в течение импульса в главном и боковом лепестках амплитудной диаграммы. Угловые положения передающей антенны, при которых получены приведённые импульсы, помечены на рис. 1, а вертикальными линиями.

В типовых случаях, примером которых является рис. 3, разность фаз в главном лепестке изменяется незначительно (на единицы-десятки градусов), а в боковых лепестках - на десятки, а иногда и сотни градусов, причем это изменение может происходить как плавно, так и скачком.

Угол поворота антенны РЛС, град.

8000

6000

'4000

2000

ЙЬ

-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

Угол поворота антенны РЛС, град.

в

50

-20 -10 0 10 20

Угол поворота антенны РЛС, град.

Рис. 1. Зависимости амплитуды и разности фаз на большой базе от угла поворота антенны передатчика, «Смокотино 0» файл Б0005_00, 09.2010, вертикальная поляризация излучения и приема: а и б - 154 нс от «начала импульса»; в и г - 22 нс от «начала импульса»

а

б

г

Огибающая импульсов при приеме по основному излучению РЛС в главном лепестке ДНА близка к трапецеидальной. Ее длительность приблизительно соответствует длительности излучения. При приеме сигналов по боковым лепесткам «кажущейся» [10, 11] ДНА РЛС импульс растягивается на 200 и более наносекунд, что наблюдалось и на короткой открытой трассе [9]. После окончания штатной длительности импульса принимаются только переизлучённые сигналы. Их «углы прихода», рассчитанные по результатам измерений на малой и большой базах, лежат в тех же пределах, что и измеренные в пределах штатной длительности импульса по боковым лепесткам «кажущейся» ДНА РЛС.

Из рис. 3 видно, что в пределах первых ста наносекунд импульса разность фаз, измеренная по боковому излучению, близка к измеренной в главном лепестке. В дальнейшем она изменяется приблизительно на 100°.

-20 -10 0 10 20

Угол поворота антенны РЛС, град.

200

-50 -40 -30

-20 -10 0 10 20

Угол поворота антенны РЛС, град.

б

200

3

I 100

I 0

е

1 -100

-200

Им

I

-50 -40 -30

-20 -10 0 10 20

Угол поворота антенны РЛС, град.

30 40

50

Рис. 2. Зависимости амплитуды - а и разности фаз на большой - б и малой - в базе от угла поворота антенны передатчика, «Смокотино 0» файл Б0005_00, 09.2010, вертикальная поляризация излучения, горизонтальная поляризация приема, 154 нс от «начала импульса»

В целом зависимость разности фаз от углового положения антенны РЛС имеет характер случайного процесса как на малой, так и на большой базах.

Однако можно выделить некоторые общие закономерности.

1. При измерениях в пределах главного лепестка «кажущейся» ДНА ИРИ разность фаз может оставаться постоянной или изменяться по закону, близкому к линейному, как предсказывает теория распространения радиоволн в статистически однородных средах. Вид закона зависит от типа трассы и времени измерения относительно момента прихода прямого сигнала. Угол наклона аппроксимирующей прямой может иметь тот или иной знак.

Близкое к линейному («квазилинейное») изменение разности фаз наблюдается и в максимумах боковых лепестков «кажущейся» ДНА РЛС, там, где отношение сигнал/шум достаточно велико для наблюдения. На некоторых трассах близкое в среднем к линейному изменение разности фаз просматривается на значительно большем интервале, чем ширина главного лепестка кажущейся ДНА РЛС (см. рис. 1). Линейное изменение нарушается выбросами, которые в данной статье анализируются отдельно.

На большой базе разность фаз приведена без восстановления целого числа периодов, утраченного при измерениях. Поэтому при достижении границ определения (±п) она претерпевает скачок на 2п, что затрудняет рассмотрение зависимости ф = /(0). Такая ситуация имеет место, в частности,

на рис. 2, б при изменении положения антенны РЛС в секторе 10-25°. Используя измерения разности фаз на малой базе (рис. 2, в) можно показать, что в данном случае полная разность фаз на большой базе флуктуирует в окрестности 180°.

2. На всех исследованных трассах принимались сигналы как излучаемой (основной), так и ортогональной поляризации (кроссполяризации).

а

в

Известно, что ДНА зеркальных антенн (каковой является антенна РЛС РПК-1) различны на основной и кроссполяризации: в передней полусфере максимуму излучения на основной соответствует минимум на ортогональной.

Это относится и к используемой в РЛС параболической антенне со смещенным из фокуса облучателем. Для нее максимум ДНА на кроссполяризации составляет 3,5% от максимума на основной поляризации. Относительный уровень принимаемого сигнала на кроссполяризации увеличивается из-за влияния переотражений.

Отношение амплитуды кроссовой составляющей сигнала в канале приёма к амплитуде в канале основной составляющей (в дальнейшем коэффициент деполяризации) зависит от момента измерения относительно «начала импульса». Наиболее сильные изменения зафиксированы в передней части импульса, в течение которой поступают все новые отражения: 20-40 нс на открытой трассе протяжённостью 1 км [9] и 100-200 нс на трассах протяженностью 16-30 км. На километровой трассе при излучении сигнала вертикальной поляризации «кажущаяся» ДНА на горизонтальной поляризации в средней части импульса по форме близка к теоретической для свободного пространства: ее максимумы совпадают по положению с минимумами ДНА на основной поляризации, коэффициент деполяризации имеет в главном лепестке порядок 100, в боковых - 5^10. Совсем иная картина складывается при излучении сигнала горизонтальной поляризации, при котором уровень кросскомпоненты возрастает. Коэффициент деполяризации имеет в главном лепестке порядок 10, а форма ДНА на кросскомпоненте далека от теоретической.

а б

Рис. 3. Измеренные амплитуды и разности фаз на большой базе в течение импульса: а - в сечении диаграммы -10,5° (боковой лепесток); б - в сечении диаграммы -1,6° (главный лепесток)

На трассах протяженностью 16-30 км «кажущиеся» ДНА на излучаемой и кроссовой поляризации оказались близкими по форме, максимумы их главных лепестков близки по положению. Это свидетельствует о том, что деполяризация возникает на трассе распространения радиоволн. В частности, такая ситуация может иметь место, если трасса распространения открытая и деполяризация возникает при отражении радиоволн от облучаемой антенной РЛС поверхности раздела.

Среднее значение коэффициента деполяризации на исследованных трассах такого типа в средней части импульса 2-2,3. Характер зависимости разности фаз от ориентации антенны РЛС мало изменяется при переходе от одной поляризации к другой, если отношение сигнал/шум достаточно велико для измерения.

3. В глубоких минимумах «кажущейся» ДНА РЛС наблюдаются двухполярные или однополярные броски разности фаз на разнесенных антеннах, величина которых доходит до ±п радиан. Двухполярными мы называем броски, в течение которых разность фаз отклоняется от исходного значения как в одну, так и в другую сторону. Между бросками может наблюдаться квазилинейное изменение разности фаз. Подобная ситуация представлена на рис. 1 и 2 для большой и малой баз. На соответствующих интервалах амплитудных диаграмм имеются максимумы боковых лепестков.

4. На открытых трассах разность фаз на разнесенных антеннах при сканировании антенны источника излучения флуктуирует вокруг постоянного среднего значения [2, 9]. На закрытых трассах разность фаз на разнесенных антеннах при сканировании антенны источника излучения ведет себя как нестационарный случайный процесс с изменяющимся средним значением. Примером может служить исследуемая трасса «Смокотино 0» протяженностью 19 км. На рис. 1, б, построенном по измерениям на этой трассе, разность фаз при сканировании антенны РЛС в пределах ±50° выходит за пределы ±п, что соответствует изменениям «угла прихода» радиоволн на ±1°.

Характерные для минимумов «кажущейся» ДНА ИРИ двухполярные броски разности фаз выходных сигналов между разнесенными по пространству приемными антеннами могут быть объяснены интерференцией прямой и отраженной в горизонтальной плоскости волн, что проверено цифровым моделированием [10]. Модель трассы содержит изотропный переизлучатель, имитирующий возможные отражения от плоских участков подстилающей поверхности, кромок лесного массива или местных предметов. В трёхсантиметровом диапазоне длин волн на трассе протяжённостью порядка 19 км отражённые волны можно считать плоскими [12].

Для построения модели сигнала на выходе антенны пеленгатора примем трассу с одним пере-излучателем (рис. 4), считая равными уровни прямого и переизлучённого сигналов, а диаграммы направленности антенн пеленгатора изотропными. На выходе первой антенны пеленгатора суперпозиция указанных сигналов 5 (0) записывается как:

.< (0). Яе [а(.(Є-Є ,)• (Т1) + (р (9-02 )р • ■ Т2 >) =

(-01|^(+ф”р'(в-0О)+|^,ер 9-02)1^+ф”р'(в-0! 1)1 (1)

= Яе

А-

И пер

где А - амплитудный множитель; Т1 - время распространения прямого сигнала от ИРИ до первой антенны пеленгатора; Т2 - время распространения сигнала от ИРИ до переизлучателя и от переиз-лучателя до первой антенны пеленгатора; 0 - угол отворота антенны ИРИ от направления на центр антенной системы пеленгатора; 01, 02 - направления на антенну пеленгатора и переизлучатель, соответственно, отсчитываемые от направления на центр антенной системы пеленгатора; р - ко-

2 • п • с

эффициент отражения; Ю0 = 2- п- /о =—----круговая частота сигнала ИРИ (с - скорость распространения радиоволн); /пер (0 - 01), /пер (0 - 02) - значения комплексной ДНА ИРИ по напряже-

нию, в направлениях на антенну пеленгатора и переизлучатель соответственно; фпер (0 -01),

фпер (-02) - фазовые сомножители ДНА ИРИ в направлениях на антенну пеленгатора и переизлу-чатель соответственно.

Для второй антенны пеленгатора выражение (1) записывается аналогично. Выражение (1) описывает скалярную модель сигнала на выходе антенны пеленгатора и показывает, что при сканировании ДНА ИРИ изменяется соотношение амплитуд прямого и переизлучённого сигналов.

Из формулы (1) выразим огибающую Е^ (0) и начальную фазу ф]г (0) результирующего сигнала

на выходе первой приемной антенны через квадратурные составляющие С (0) и X (9):

Еї(Є) = \/С(0)2 + X(0)2 , (2)

а^Х(0)/С(0)), С(0)>0, -«<X(0)«», ф1(0) = |п-агоїв(X(0)/|С(0)), С(0)<0, 0<Х(0)«», , (3)

-п + шОвО/С^)), С(0)<0, -«<X(0)<0.

Формула (3) описывает зависимость фазы результирующего сигнала на выходе первой антенны пеленгатора от углового положения в плоскости азимута антенны ИРИ. Огибающая Е^ (0) сигнала на выходе антенны пеленгатора представляет собой «кажущуюся» ДНА ИРИ.

Разность фаз сигналов Дф^ (0) на разнесенных антеннах пеленгатора описывается формулой

Дф£ (0) = ф!1 (0) - ф£ 2 (0) = аго1ё

X (0)-С2 (0)-Х2 (0)-С1 (0)

, С1 (0)-С2 (0) + Х1 (0)-Х2 (0) где фуі(0), ( і (0). Х| (0) и Ф^2 (0). С'2 (0), Х2 (0) - начальные фазы, косинусные и синусные квадратуры результирующих сигналов на выходах первой и второй антенн пеленгатора соответственно.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Антенну ИРИ считаем направленной, имеющей диаграмму направленности типа 8Іп(х)/х. Ширина ДНА ИРИ равна 2о, протяженность трассы Д примем равной 19000 м, что соответствует данным эксперимента. Считаем, что на трассе имеется один переизлучатель с изотропной диаграммой рассеяния, расположенного под углом 2 на расстоянии Д от ИРИ, как это показано на рис. 4.

Расположение переизлучателя на трассе подбиралось так, чтобы в моделируемой разности фаз наблюдались двухполярные броски. В частности, двухполярные броски имеют место, если переизлучатель расположен на расстоянии Д) = 0,3-Д от ИРИ под углом 02=0,66°. Результат расчёта «кажущейся» ДНА ИРИ, видимых на первой и второй антеннах пеленгатора Е12 £ (0) фаз выходных сигналов антенн пеленгатора и разности между ними показан на рис. 5.

(4)

ИРИ

Рис. 4. Геометрические соотношения на трассе распространения

. . . -Об 0 . . . .

в) 0, град

Рис. 5. Амплитуды -а и начальные фазы - б выходных сигналов одной антенны (штриховая) и другой антенны (сплошная) пеленгатора и разность фаз между ними - в

Для указанного положения переизлучателя броски разностей фаз наблюдаются во всех минимумах «кажущейся» ДНА ИРИ. Из рис. 5, б видно, что фаза сигнала на одной антенне пеленгатора в угловых положениях антенны ИРИ, соответствующих окрестностям нулей «кажущейся» ДНА ИРИ, возрастает на п, а на другой антенне убывает на п (например, на интервалах углов от -0,6° до -1,2°, от -1,5о до -2о и т.п., см. рис. 5).

На одной из антенн фаза сигнала, возрастая, достигает границы области определения, равной п радиан. В это время фаза сигнала на другой антенне, изменяясь в другую сторону, не выходит за пределы области определения ±п радиан. В данной ситуации разность фаз претерпевает двухсторонний бросок размахом 2п радиан. Броски разности фаз наблюдаются и при других положениях переизлучателя. Например, при Д)=0,3 Б и0 2 =0,ВВо, 0,92о и т.д. Таким образом, двухполярные броски не содержат информации о местоположении переизлучателя. Аналогичным образом можно показать, что двухполярные броски разности фаз размахом 2п возникают не только из-за превышения фазой сигнала на антенне пеленгатора пределов области определения ±п радиан, но и вследствие превышения этого интервала разностью фаз. Двухполярные броски меньшего размаха возникают в ситуациях, когда фазы сигналов на антеннах пеленгатора возрастают или убывают с разной скоростью при повороте антенны передатчика. Подобные результаты наблюдаются при большем количестве переизлучателей.

В приведенных примерах амплитуды прямого и переизлучённого сигналов считались равными. Уменьшение амплитуды отраженного сигнала по отношению к прямому не исключает появления бросков разности фаз, но уменьшает степень искажений ДНА ИРИ. Когда амплитуда отражённого сигнала очень мала, скачки разности фаз становятся однополярными.

Различие в поведении разности фаз на открытых и закрытых трассах при сканировании антенны ИРИ можно объяснить различием между уровнем прямого сигнала и общим уровнем переотра-жённых сигналов. Если прямой сигнал доминирует над общим уровнем переотражённых, то наблюдается в среднем постоянная разность фаз выходных сигналов разнесённых в пространстве антенн пеленгатора от угла отворота антенны ИРИ. Нестационарность указанной разности фаз от поворота антенны ИРИ наблюдается при доминировании уровня отражённых сигналов над уровнем прямого.

Выводы. Разность фаз импульсных сигналов на разнесенных в горизонтальной плоскости антеннах фазового пеленгатора, работающего на приземной трассе, существенно отклоняется от значения, соответствующего геометрическому пеленгу, и зависит как от ориентации направленной антенны наземной РЛС, так и от момента измерения относительно «начала» импульса. Отклонения разности фаз от «геометрической» проявляются при задержке момента измерения относительно начала импульса менее 10 нс и относительно малы в первые 100-200 нс его длительности. Указанные отклонения составляют единицы-десятки градусов при работе по главному лепестку ДНА ИРИ и увеличиваются в десятки раз за его пределами. На базе 30А, при приёме сигналов по боковым лепесткам ДНА ИРИ фазовые погрешности могут выходить за пределы интервала однозначного измерения. Наблюдающиеся экспериментально однополярные и двухполярные броски разности фаз в минимумах «кажущейся» ДНА ИРИ и квазилинейное изменение разности фаз в её основном и боковым максимумах могут быть следствием интерференции двух и более волн, отражённых от разнесённых в горизонтальной плоскости отражателей.

Работа выполнена в рамках проекта РФФИ № 12-0В-31315 мол_а.

Литература

1. Шарыгин Г. С. Экспериментальные исследования структуры электромагнитного поля при распространении радиоволн над земной поверхностью / Г.С. Шарыгин, Ю.М. Полищук, Н.М. Лесков, В.Ф. Слюсарчук. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 1970. - 127 с.

2. Денисов В. П. Исследование антенной системы фазового пеленгатора на наземных трассах /

B.П. Денисов, Н.А. Колядин // Доклады Том. гос. ун-та систем управления и радиоэлектроники. -2009. - № 1(19), ч. 1. - С. 7-14.

3. Крутиков М.В. Измерительный комплекс для исследования пространственно-временных искажений радиосигналов трехсантиметрового диапазона на наземных трассах / М.Е. Ровкин, М.В. Крутиков, А.А. Мещеряков и др. // Изв. вузов России. Сер. Радиоэлектроника. - 2006. - № 6. -

C. 7-11.

4. Денисов В.П. Фазовые радиопеленгаторы / В.П. Денисов, Д.В. Дубинин - Томск: Изд-во ТУСУРа, 2002. - 251 с.

5. Шарыгин Г.С. Статистическая структура поля УКВ за горизонтом. - М.: Радио и связь, 19В3. -140 с.

6. Акулиничев Ю.П. Коэффициенты передачи загоризонтной тропосферной линии при движении, сканировании и разнесении антенн // Радиотехника. - 1991. - № 12. - С. 71-75.

7. Кашкан А.А. Вопросы статистической теории дифракции / А.А. Кашкан, Ю.М. Полищук. -Томск: Изд-во Том. ун-та. - 1974. - 60 с.

В. Рассказовский В.Б. Дифракционная модель распространения радиоволн: азимутальные ошибки источника излучения / В.Б. Рассказовский, Ю.Ф. Логвинов // Матер. IV Междунар. радиоэлектронного форума «Прикладная радиоэлектроника. Состояние и перспективы развития». Харьков, 1В-21 октября 2011 г. - Харьков: ХНУРЭ, 2011. - С. 222-225.

9. Денисов В.П. Экспериментальные данные об амплитудных и фазовых искажениях импульсных сигналов, принятых в разнесенных типах на короткой открытой трассе / В.П. Денисов, М.В. Крутиков, М.В. Осипов // Изв. вузов России. Сер. Радиоэлектроника. - 2006. - № 6. - С. 12-1В.

10. Аникин А.С. Цифровое моделирование аномально больших ошибок пеленгования сканирующей наземной РЛС / А.С. Аникин, В.П. Денисов // Матер. IV Общерос. науч.-техн. конф. «Обмен опытом в области создания сверхширокополосных радиоэлектронных систем - СВЧ-2012». Омск, 10-13 октября, 2012 г. - Омск: Полиграфический центр КАН, 2012. - С. 6-20.

11. Дудко Б.П. Влияние позиции на формирование бокового излучения диаграммы направленности сканирующей антенны / Б.П. Дудко, А.А. Мещеряков // Изв. вузов России. Сер. Радиоэлектроника. - 2006. - № 6. - С. 1В-23.

12. Аникин А.С. Ошибки пеленгования источников радиоизлучения малогабаритными антеннами в условиях отражений от местности / А.С. Аникин, В.П. Денисов // Доклады Том. гос. ун-та систем управления и радиоэлектроники. - 2012. - № 2(26), ч. 1. - С. 11-20.

Аникин Алексей Сергеевич

Аспирант каф. радиотехнических систем ТУСУРа, мл. науч. сотр. НИИ РТС ТУСУРа

Тел.: 8-906-957-95-83

Эл. почта: rbk@sibmail.com

Денисов Вадим Прокопьевич

Д-р техн. наук, профессор каф. РТС ТУСУРа

Тел.: 8-913-100-95-80

Эл. почта: dvp@ms.tusur.ru

Колядин Николай Александрович

Аспирант каф. радиотехнических систем ТУСУРа, мл. науч. сотр. НИИ РТС ТУСУРа Тел.: 8-952-897-79-63 Эл. почта: peanuts@bk.ru

Крутиков Михаил Владимирович

Зав. лаб. распространения радиоволн НИИ радиотехнических систем Тел.: 8-961-097-55-81

Эл. почта: rwplab@ms.tusur.ru, rwplab@sibmail.com Anikin A.S., Denisov V.P., Koljadin N.A., Krutikov M.V

Analysis of the phase difference dependence on the orientation of radio source antenna in a phase radio direction finder antenna in cross-country

In the paper we give the experimental dependences of the phase difference of the signals received by diversity antennas, the angular position of the directional antenna of the radio source to the point of reception received at the ground track. The causes of the characteristic features of these relationships are clarified by digital modeling to track distribution.

Keywords: phase difference, abnormal errors, directional pattern, depolarization ratio, reflection of radio waves.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.