Алексей Николаевич Симонов – к.т.н., доцент
Зуфар Фаатович Шайдулин – к.т.н., доцент                  
Виталий Владимирович Григорьев – адъюнкт
Денис Сергеевич Кузин – адъюнкт       

Постановка проблемы. Поляризационное пеленгование основано на поперечных свойствах плоской электромагнитной волны для получения информации о направлении на источник радиоизлучения, в то время как традиционные подходы используют измерение временных задержек фазового фронта в разнесенных точках пространства. Для реализации поляризационного пеленгования служат специальные векторные антенны, обеспечивающие оценивание пространственного положения векторов электрического и магнитного полей, а в традиционных подходах используют скалярные антенные решетки разнесенных антенных элементов. Очевидно, что объединение двух подходов должно обеспечить выигрыш в точности оценивания направления на источники радиоизлучений. Как и любая оценка, точность пеленгования ограничена снизу потенциально достижимой границей. Эта точность является основой для изучения статистических свойств и возможностей методов пеленгования.
Цель. Провести анализ потенциальной точности пеленгования с помощью векторной распределенной антенны, состоящей из совокупности разнесенных в пространстве ортогональных электрических и магнитных диполей. Основное внимание уделено потенциально достижимой точности оценивания направления на источник радиоизлучения, а также изучению влияния пространственных и поляризационных параметров радиоизлучений на ошибки пеленгования.
Результаты. Рассмотрены предположения и допущения, принятые при анализе потенциальной точности пеленгования. Уточнена статистическая модель измеренного сигнала в векторной распределенной антенне. Приведены результирующие выражения для нижней границы Крамера-Рао оценки пространственных параметров в векторной распределенной антенне. В качестве показателя эффективности поляризационного пеленгования выбрана среднеквадратическая угловая ошибка, объединяющая ошибки по азимуту и углу места. Выполнен анализ потенциальной точности пеленгования с помощью векторной распределенной антенны, в качестве результатов которого приведены зависимости среднеквадратической угловой ошибки от пространственных, поляризационных и энергетических параметров радиоизлучения. Изучены возможности векторных распределенных антенн различной пространственной конфигурации.
Практическая значимость. Представленные результаты могут быть использованы при сравнительном анализе возможностей существующих и разрабатываемых методов поляризационного пеленгования.

Симонов А.Н., Шайдулин З.Ф., Григорьев В.В., Кузин Д.С. Анализ потенциальной точности пеленгования с помощью векторной распределенной антенны // Электромагнитные волны и электронные системы. 2020. Т. 25. № 6. С. 21−31. DOI: 10.18127/j15604128202006-03.

1. Кудрявцев А.М., Смирнов А.А., Федянин А.В. Алгоритм «трассовой» обработки данных радиомониторинга // Научнотехнич. ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Информатика. Телекоммуникации. Управление. 2010. № 1 (93). С. 38−42.
2. Агеев П.А., Кудрявцев А.М., Смирнов А.А. Процедуры структурно-статистической обработки данных радимониторинга // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. № 7. С. 288−294.
3. Дворников С.В., Саяпин В.Н., Симонов А.Н. Теоретические основы координатометрии источников радиоизлучений. СПб.: ВАС. 2007. 80 с.
4. Симонов А.Н., Волков Р.В., Дворников С.В. Основы построения и функционирования угломерных систем координатометрии источников радиоизлучений. СПб.: ВАС. 2017. 248 с.
5. Tuncer T.E., Friedlander B. Classical and Modern Direction-of-Arrival Estimation. Academic Press, Burlington, MA, USA. 2009. 429 p. doi: 10.1016/c2009-0-19135-3.
6. Пат. на изобретение RU № 2624449. Способ поляризационного пеленгования радиосигналов. Богдановский С.В., Волков Р.В., Севидов В.В., Симонов А.Н. Опубл. 04.07.2017. Бюл. № 19.
7. Пат. на изобретение RU № 2619915. Способ определения координат источника радиоизлучений с борта летательного аппарата. Богдановский С.В., Гайдин А.П., Клишин А.В., Симонов А.Н. Опубл. 19.05.2017. Бюл. № 14.
8. Богдановский С.В., Симонов А.Н., Теслевич С.Ф. Поляризационный метод пеленгования источников радиоизлучения в пространстве // Наукоемкие технологии. 2016. Т. 17. № 12. С. 40−43.
9. Богдановский С.В., Дворников С.В., Симонов А.Н. Способ поляризационно-адаптивной обработки радиоизлучений в определении местоположения радиоэлектронных средств с беспилотных летательных аппаратов. Вопросы радиоэлектроники, серия «Техника телевидения». 2017. № 3. С. 62−69.
10. Богдановский С.В., Овчаренко К.Л., Симонов А.Н. Метод определения координат источников радиоизлучения на основе поляризационных измерений // Труды Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского. 2017. № 657. С. 41−46.
11. Дворников С.В., Симонов А.Н. Поляризационное пеленгование интерферирующих радиоизлучений источников мобильного телевидения // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения. 2018. № 3. С. 116−122.
12. Дворников С.В., Конюховский В.С., Симонов А.Н. Способ оценивания пеленгов на источники радиоизлучений в условиях интерференции // Информация и космос. 2019. № 1. С. 6−10.
13. Simonov A., Fokin G., Sevidov V., Sivers M., Dvornikov S. Polarization Direction Finding Method of Interfering Radio Emission Sources // Proceedings of the 19th International Conference on Next Generation Wired/Wireless Networking (NEW2AN), 12th Conference on Internet of Things and Smart Spaces (ruSMART) (St. Petersburg, Russia, 26‒28 August 2019). Lecture Notes in Computer Science. Cham: Springer. 2019. V. 11660. P. 208−219. doi: 10.1007/978-3-030-30859-9_18.
14. Симонов А.Н. Модель процесса обработки результатов измерений интерференционной смеси радиосигналов при поляризационном пеленговании источников радиоизлучений // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. № 7. С. 187−194.
15. Nehorai A., Paldi E. Vector-sensor array processing for electromagnetic source localization // IEEE Transactions on Signal Processing. 1994. V. 42. № 2. P. 376−398. doi: 10.1109/78.275610.
16. Wong K.T. Direction finding/polarization estimation – dipole and/or loop triad(s) // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2001. V. 37. № 2. P. 679−684. doi: 10.1109/7.937478.
17. Kitavi D.M., Wong K.T., Zou M., Agrawal K. Lower bound of the estimation error of an emitter's direction of arrival/polarisation, for a collocated triad of orthogonal dipoles/loops that fail randomly // IET Microwaves, Antennas & Propagation. 2017. V. 11. № 7. P. 961−970. doi: 10.1049/iet-map. 2016.0918.
18. Au-yeung C.K., Wong K.T. CRB: Sinusoid-Sources’ Estimation using Collocated Dipoles/Loops // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2009. V. 45. № 1. P. 94−109. doi: 10.1109/TAES.2009.4805266.
19. Shu T., Wang K., He J., Liu Z. Direction finding with a single spatially stretched vector sensor in the presence of mutual coupling. EURASIP Journal on Advances in Signal Processing. 2018. V. 14. P. 1−11. doi: 10.1186/s13634-018-0537-9.
20. See C. M.S., Nehorai A. Source localization with distributed electromagnetic component sensor array processing. Seventh International Symposium on Signal Processing and Its Applications. 2003. Proceedings (Paris, France, 4 July 2003). P. 177−180. doi: 10.1109/ISSPA.2003.1224669.
21. Канарейкин Д.Б., Павлов Н.Ф., Потехин В.А. Поляризация радиолокационных сигналов. М.: Сов. радио. 1966. 440 с.
22. Козлов А.И., Логвин А.И., Сарычев В.А. Поляризация радиоволн. Поляризационная структура радиолокационных сигналов. М.: Радиотехника. 2005. 704 с.
23. Boev S.F., Baldytchev M.T., Chebotar I.V. Determination technique of quasireference value of a carrier radio signal frequency of uncooperated onboard lighting source during radio monitoring // Institute of Physics Publishing: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. С. 012010.