A.V. Ashikhmin1, A.D. Vinogradov2, A.M. Rembovsky3, A.R. Sergienko4

1,3,4 JSC “IRCOS” (Voronezh, Russia)

2 MERC of Air Force Academy named after prof. N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin» (Voronezh, Russia)

1,4 info@ircos.ru; 2 mvvad@mail.ru; 3 rembo@ircos.ru

The structure of an automated radio monitoring system with ground-based and airborne technical equipment is substantiated, ensuring the execution of radio monitoring tasks on the ground and in airspace under conditions of arbitrary polarization signal reception, a complex radio-electronic environment, and the large-scale use of unmanned aerial vehicles. Principles for the design and structure of radio monitoring technical equipment and its components are proposed, including: a dual-channel antenna module with arbitrary polarization; inertial and non-inertial radio direction finders that meet specified accuracy and sensitivity requirements; an azimuth-elevation radio direction finder with independent vertically non-equidistant linear and horizontally equidistant circular antenna arrays; and a local angular navigation system with a single ground control station. The results of implementing the automated radio monitoring system on the ground and in airspace, along with its various technical components, are presented in the form of operational prototypes and experimentally validated models.

Ashikhmin A.V., Vinogradov A.D., Rembovsky A.M., Sergienko A.R. Automated spectrum monitoring systems for land and air space. Radiotekhnika. 2025. V. 89. № 4. P. 144−181. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202504-13 (In Russian)

1. Rembovskij A.M., Ashihmin A.V., Koz'min V.A. Avtomatizirovannye sistemy radiokontrolja i ih komponenty. Pod red. A.M. Rembovskogo. Izd. 2-e, ispr. i dop. M. Gorjachaja linija-Telekom. 2022. 488 s. (in Russian).
2. Ajzenberg G.Z., Belousov S.P., Zhurbenko Je.M. i dr. Korotkovolnovye antenny. Pod red. G.Z. Ajzenberga. M.: Radio i svjaz'. 1985. 536 s. (in Russian).
3. Drabkin A.L., Zuzenko V.L., Kislov V. L. Antenno-fidernye ustrojstva. Izd. 2-e, dop. i pererabot. M.: Sovetskoe radio. 1974. 536 s. (in Russian).
4. Radiopriemnye ustrojstva: Uchebnik dlja vuzov. Pod red. V.I. Siforova. M.: Sovetskoe radio. 1974. 560 s. (in Russian).
5. Nikonov V.N. Razrabotka metoda postroenija stancij monitoringa radiojefira: Avtoref. diss. … kand. tehn. nauk. Vladimir; OAO «Vladimirskoe konstruktorskoe bjuro radiosvjazi». 2007. 199 s. (in Russian).
6. Kukes I.S., Starik M.E. Osnovy radiopelengacii. M.: Sovetskoe radio. 1964. 604 s. (in Russian).
7. Belavin O.V., Ventcel' V.A., Ul'janov V.S. Korotkovolnovye radiopelengatory. M.: Oborongiz. 1959. 124 s. (in Russian).
8. Mezin V.K. Avtomaticheskie radiopelengatory. – M.: Sovetskoe radio. 1969. 216 s. (in Russian).
9. Saidov A.S., Tagilaev A.R. Aliev N.M., Aslanov G.K. Proektirovanie fazovyh avtomaticheskih radiopelengatorov. M.: Radio i svjaz'. 1997. 160 s. (in Russian).
10. Rembovskij A.M., Ashihmin A.V., Koz'min V.A. Radiomonitoring: zadachi, metody, sredstva. Pod red. A.M. Rembovskogo. Izd. 4-e, ispr. M.: Gorjachaja linija – Telekom. 2015. 640 s. (in Russian).
11. Patent na izobretenie №2144200 (RF). Sposob pelengacii radiosignalov i mnogokanal'nyj pelengator. Ashihmin A.V., Vinogradov A.D., Kondrashhenko V.N., Rembovskij A.M. Bjul. №1 ot 10.01.2000 g. (in Russian).
12. Ashihmin A.V., Vinogradov A.D., Kondrashhenko V.N., Rembovskij A.M. Sovremennye korreljacionno-interferometricheskie izmeriteli pelenga i naprjazhennosti jelektromagnitnogo polja. Special'naja tehnika. 2002. Spec. vypusk. S. 7-15 (in Russian).
13. Ufaev V.A. Sposoby opredelenija mestopolozhenija i prostranstvennoj identifikacii istochnikov radioizluchenij: Monografija. Voronezh: Izd-vo «Cifrovaja poligrafija». 2019. 430 s. (in Russian).
14. Dmitriev I.S., Zavalishina O.N., Slichenko M.P. Potencial'naja tochnost' pelengovanija nemonoimpul'snym obnaruzhitelem-pelengatorom s kol'cevoj antennoj reshetkoj dlja razlichnyh variantov kommutacii. Radiotehnika. 2024. T. 88. № 12. S. 16–29. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202412-02 (in Russian).
15. Patent na izobretenie № 2201599 (RF). Sposob pelengacii radiosignalov i pelengator dlja ego osushhestvlenija. Ashihmin A.V., Vinogradov A.D., Litvinov G.V., Kondrashhenko V.N., Rembovskij A.M. M.: FIPS; opubl. 27.03.2003. Bjul. №9. 3 s. (in Russian).
16. Dzehcer G.B., Orlov O.S. p-i-n-diody v shirokopolosnyh ustrojstvah SVCh. M.: Sovetskoe radio. 1979. 200 s. (in Russian).
17. Vajsblat A.V. Kommutacionnye ustrojstva SVCh na poluprovodnikovyh diodah. M.: Radio i svjaz'. 1987. 120 s. (in Russian).
18. Isaichev I.D. i dr. Issledovanie diodnyh kommutatorov KV-diapazona. Poluprovodnikovaja jelektronika v tehnike svjazi, 1984. Vyp. 24. S. 17-24. (in Russian).
19. A.s. № 1651370 (SSSR). Kommutator vysokochastotnyh signalov. Vinogradov A.D., Volynec V.V., Chernov V.V. 1991 (in Russian).
20. A.s. № 1718377 (SSSR). Kommutator vysokochastotnyh signalov. Vinogradov A.D., Volynec V.V., Chernov V.V. 1992 (in Russian).
21. Nefedov E.I., Saidov A.S., Tagilaev A.R. Shirokopolosnye mikropoloskovye upravljajushhie ustrojstva SVCh. M.: Radio i svjaz'. 1987. 120 s. (in Russian).
22. Avramenko V.L., Galjamichev Ju.P., Lannje A.A. Jelektricheskie linii zaderzhki i fazovrashhateli. M.: Svjaz'. 1973. 107 s. (in Russian).
23. Artemchenko Je.E., Vinogradov A.D., Volynec V.V. Fazosdvigajushhee ustrojstvo na RC-jelementah. Radiotehnika. T. 61. 1987. № 10. S. 86-88 (in Russian).
24. Rjed Je. Spravochnoe posobie po vysokochastotnoj shemotehnike: shemy, bloki, 50-omnaja tehnika: Per. s nem. M.: Mir. 1990. 256 s. (in Russian).
25. Patent na izobretenie №2310956 (RF). Vysokonapravlennaja kol'cevaja fazirovannaja antennaja reshetka. Vinogradov A.D., Ashihmin A.V., Rembovskij A.M. M.: FIPS; opubl. 08.02.2007; bjul. № 4 (in Russian).
26. Vinogradov A. D. Optimizacija struktur ploskih jekvidistantnyh kol'cevyh antennyh reshetok shirokopolosnyh fazochuvstvitel'nyh radiopelengatorov s krugovoj zonoj dejstvija. Antenny. 2008. № 3(130). S. 5–16 (in Russian).
27. Vinogradov A.D., Dmitriev I.S., Il'in M.Ju., Kozlov M.I., Slichenko M.P., Solomko E.S. Predel'naja pelengacionnaja chuvstvitel'nost' shirokodiapazonnyh radiopelengatorov s jekvidistantnymi kol'cevymi antennymi reshetkami. Antenny. 2013. № 5(192). S. 18-29.
28. Vinogradov A.D., Kozlov M.I., Mihin A.Ju., Podshivalova G.V. Ocenka pelengacionnoj chuvstvitel'nosti radiopelengatorov s uchetom vzaimnogo vlijanija mezhdu jelementami jekvidistantnyh kol'cevyh antennyh reshetok. Antenny. 2014. № 5(204). S. 4–13 (in Russian).
29. Berezin A.V., Vinogradov A.D., Mihin A.Ju., Nikitenko E.P. Sposoby postroenija i parametry shirokodiapazonnyh pelengatornyh nejekvidistantnyh linejnyh antennyh reshetok. Antenny. 2018. № 5(249). S. 21–30 (in Russian).
30. Patent na izobretenie № 2776775 (RF). Nejekvidistantnaja linejnaja antennaja reshetka. Beljaev V.V., Bogdanov A.E., Vinogradov A.D., Nikonov V.N. M.: FIPS; opubl. 26.07.2022; bjul. № 21 (in Russian).
31. Drogalin V.V., Merkulov V.I., Rodzivilov V.A., Fedorov I.B., Chernov M.V. Algoritmy ocenivanija uglovyh koordinat istochnikov izluchenij, osnovannye na metodah spektral'nogo analiza. Zarubezhnaja radiojelektronika. Uspehi sovremennoj radiojelektroniki. 1998. № 2. S. 3–17 (in Russian).
32. Vertogradov G.G., Ivanov N.M., Shevchenko V.N. Bystraja obrabotka mnogomernyh signalov v antenno-vychislitel'nyh pelengatorah. Trudy V Mezhdunar. nauch.-tehnich. konf. «Radiolokacija, navigacija i svjaz'» (g. Voronezh, 20-23 aprelja 1999 g.). Voronezh: Voronezhskij NII svjazi. 1999. T. 2. S. 1188–1194. (in Russian).
33. Vertogradov G.G., Ivanov N.M., Shevchenko V.N. Metod ocenivanija napravlenija na istochnik radioizluchenija dlja konformnyh antennyh reshetok. Radiokontrol'. 2001. Vyp. 4. S. 87–93.
34. Vendik O.G. Parnes M.D. Antenny s jelektricheskim skanirovaniem (Vvedenie v teoriju). Antenny. 2002. № 2-3(57-58). 232 s. (in Russian).
35. Ufaev A.V., Ufaev V.A. Sintez i issledovanie algoritmov pelengovanija s primeneniem ob’emnoj antennoj reshetki. Antenny. 2013. № 5(192). S. 53–58. (in Russian).
36. Ufaev A.V., Ufaev V.A. Dvuhmernoe pelengovanie pri otrazhenii radiovoln ot zemnoj poverhnosti. Antenny. 2013. № 6(193). S. 30–38. (in Russian).
37. Vinogradov A.D. Nikitenko E.P. Sposob postroenija i parametry ob’emnyh antennyh reshetok shirokodiapazonnyh azimutal'no-uglomestnyh radiopelengatorov s krugovoj rabochej zonoj. Antenny. 2019. № 3(257). S. 6–15 (in Russian).
38. Dmitriev I.S., Slichenko M.P. Maksimal'no pravdopodobnoe obnaruzhenie i ocenivanie napravlenija prihoda i amplitudy naprjazhennosti radiovolny s pomoshh'ju mnogokanal'nogo radiopelengatora s antennoj sistemoj proizvol'noj konfiguracii. Antenny. 2011. № 5(168).
    S. 59–64 (in Russian).
39. Jacenkov V.S. Osnovy sputnikovoj navigacii. Sistema GPS NFVSTAR i GLONASS. M.: Gorjachaja linija – Telekom. 2005. 272 s. (in Russian).
40. Tjapkin V.N. Garin E.N. Metody opredelenija navigacionnyh parametrov podvizhnyh sredstv s ispol'zovaniem sputnikovoj radionavigacionnoj sistemy GLONASS: Monografija. Krasnojarsk: SFU. 2012. 260 s. (in Russian).
41. Pestrjakov V.B. Radionavigacionnye uglomernye sistemy. M.–L.: Gosjenergoizdat. 1955. 304 s. (in Russian).
42. GLONASS. Principy postroenija i funkcionirovanija. Pod red. A.I. Perova, V.N. Harisova. Izd. 4-e, pererab. i dop. M.: Radiotehnika. 2010. 800 s. (in Russian).
43. Kornev V.V., Chmutin N.F. Opredelenie prostranstvennoj orientacii ob#ekta v srede global'nyh radionavigacionnyh sputnikovyh sistem. Raketno-kosmicheskoe priborostroenie i informacionnye tehnologii. Sb. trudov VIII Vseross. nauch.-teh-nich. konf. «Aktual'nye problemy raketno-kosmicheskogo priborostroenija i informacionnyh tehnologij» (1–3 ijunja 2016 g.). Pod red. d.t.n., prof. A.A. Romanova. M.: AO «RKS». 2016. S. 52–69 (in Russian).
44. Branec V.N., Shmyglevskij I.P. Vvedenie v teoriju besplatformennyh inercial'nyh navigacionnyh sistem. M.: Nauka. 1992. 280 s. (in Russian).
45. Orientacija i navigacija podvizhnyh ob’ektov: sovremennye informacionnye tehnologii. Pod red. B.S. Aleshina, K.K. Ve-remeenko,
    A.I. Chernomorskogo. M.: Fizmatlit. 2006. 424 s. (in Russian).
46. Belavin O.V. Osnovy radionavigacii: Ucheb. posobie dlja vuzov. Izd. 2-e, pererab. i dop. M.: Sovetskoe radio. 1977. 320 s. (in Russian).
47. Beljaevskij L.S., Novikov V.S., Oljanjuk P.V. Osnovy radionavigacii: Uchebnik dlja vuzov grazhdanskoj aviacii. M.: Transport. 1982. 288 s. (in Russian).
48. Jarlykov M.S. Statisticheskaja teorija radionavigacii. M.: Radio i svjaz'. 1985. 344 s. (in Russian).
49. Sosulin Ju.G. Teoreticheskie osnovy radiolokacii i radionavigacii: Ucheb. posobie dlja vuzov. M.: Radio i svjaz'. 1992. 304 s. (in Russian).
50. Bakulev P.A., Sosnovskij A.A. Radiolokacionnye i radionavigacionnye sistemy: Ucheb. posobie dlja vuzov. M.: Radio i svjaz'. 1994. 296 s. (in Russian).
51. Vinogradov A.D., Vostrov A.Ju., Dmitriev I.S. Ocenivanie prostranstvennoj orientacii podvizhnogo ob’ekta po pokazanijam ortogonal'nyh akselerometra i magnitometra. Uspehi sovremennoj radiojelektroniki. 2016. № 7. S. 35–45 (in Russian).
52. Chaplygin A.A., Semenov N.N., Luk'janchikov V.D., Medvedev A.B. Ispol'zovanie bortovyh navigacionnyh kompleksov dlja reshenija zadach v razlichnyh radiotehnicheskih prilozhenijah. Antenny. 2014. № 9(208). S. 40–56 (in Russian).
53. Kondrat'ev V.S., Kotov A.F., Markov L.N. Mnogopozicionnye radiotehnicheskie sistemy. Pod red. prof. V.V. Cvetnova. M.: Radio i svjaz'. 1986. 264 s. (in Russian).
54. Chachikjan R.G., Dmitriev A.V. Navigacionno-pilotazhnye pribory. Aneroidno-manometricheskaja gruppa. M. Mashinostroenie. 1973. 388 s. (in Russian).
55. Genike A.A., Afanas'ev A.M. Geodezicheskie sveto- i radiodal'nomery. M.: Nedra. 1988. 304 s. (in Russian).
56. Vinogradov A.D., Minin L.A., Morozov E.Ju., Ushakov S.N. Determinirovannyj podhod k resheniju zadachi opredelenija koordinat i uglovoj orientacii bortovoj pelengatornoj antenny po rezul'tatam radiopelengovanija radioorientirov. Informacionno-izmeritel'nye i upravljajushhie sistemy. 2019. № 2. S. 5–23 (in Russian).
57. Vinogradov A.D., Minin L.A., Morozov E.Ju., Ushakov S.N. Lokal'nye uglomernye sistemy opredelenija koordinat i uglovoj orientacii bortovyh pelengatornyh antenn. Jelektromagnitnye volny i jelektronnye sistemy. 2019. № 4. S. 46–53 (in Russian).
58. Vinogradov A.D., Vostrov A.Ju., Dmitriev I.S. Maksimal'no pravdopodobnyj algoritm reshenija zadachi opredelenija koordinat i uglovoj orientacii bortovoj pelengatornoj antenny po rezul'tatam radiopelengovanija repernyh istochnikov radioizluchenija. Antenny. 2019. № 6(260). S. 34–52 (in Russian).
59. Vinogradov A. D., Vostrov A.Ju., Dmitriev I.S. Algoritm opredelenija koordinat i uglovoj orientacii pelengatornyh antenn dvuh letatel'nyh apparatov s ispol'zovaniem nazemnogo radiopelengatora. Radiotehnika. 2019. T. 83. № 9(13). S. 49–62. (in Russian).
60. Vinogradov A.D., Kryzhko I.B., Minin L.A. Lokal'nye uglomernye radionavigacionnye sistemy. Sb. plenarnyh dokl. IV Vseross. nauch.-praktich. konf. «Avionika» (12-13 marta 2020 g.). Voronezh: VUNC VVS «VVA». 2020. S. 8–37. (in Russian).
61. ITU Radiocommunication Sector [Электронный ресурс]. URL: https://www.itu.int/en/ITU-R (data obrashhenija: 25.03.2025) (in Russian).
62. Avtomatizirovannye sistemy i tehnicheskie sredstva radiokontrolja. Katalog kompanii IRKOS. M. 2024 (in Russian).