А.Н. Петров 1, С.В. Розов 2, А.В. Шамрай 3

1,2,3Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (Санкт-Петербург, Россия)

3 Физико-технический институт имени А.Ф. Иоффе

1 alexey-np@yandex.ru, 2 svroz@yandex.ru, 3 achamrai@mail.ioffe.ru

Постановка проблемы. При отсутствии точной настройки гетеродина приемника на центральную частоту невозможно применение фильтра слежения за задержкой огибающей сигнала с поддержкой оценкой его доплеровской частоты. Эта проблема особенно актуальна для относительно недорогих приемников, в которых применяются не высокоточные гетеродины.

Цель. Провести анализ влияния характеристик волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) на точность оценки параметров принимаемых сигналов источников радиоизлучения (ИРИ), выявить факторы, ограничивающие длину ВОЛС и определить параметры ВОЛС, обеспечивающие максимальную точность оценки параметров сигналов ИРИ.

Результаты. Проведен анализ влияния характеристик волоконно-оптических линий связи, соединяющих распределенные периферийные антенные устройства, на точность оценки параметров сигналов в системах на основе пространственной корреляционной обработки. Выявлено, что шум интенсивности лазерного источника оптического излучения и хроматическая дисперсия оптического волокна являются основными факторами, ограничивающими точность измерения параметров анализируемых сигналов. Приведены количественные оценки длины волоконно-оптических линий связи на основе коммерчески доступных компонентов, обеспечивающей максимальную точность определения пеленга источников радиоизлучения. Предложен оригинальный метод оценки и компенсации неточности настройки гетеродина на центральную частоту в приемнике сигналов глобальных навигационных спутниковых систем для повышения точности решения навигационной задачи. При обработке записей реальных навигационных сигналов, сделанных с использованием высокоточного гетеродина, показано, что использование алгоритма, соответствующего предлагаемому методу, позволяет компенсировать искусственно вводимую неточность настройки гетеродина и обеспечивать точность позиционирования на уровне нескольких метров, как и в случае отсутствия неточности настройки гетеродина.

Практическая значимость. Предлагаемый метод оценки и компенсации неточности настройки гетеродина может быть использован в приемниках с не высокоточным гетеродином для повышения точности решения навигационной задачи.

Петров А.Н., Розов С.В., Шамрай А.В. Анализ влияния характеристик волоконно-оптических линий, соединяющих распределенные антенные устройства, на точность оценки параметров сигналов // Радиотехника. 2020. Т. 84.  № 12(24). С. 62−71. DOI: 10.18127/j00338486-202012(24)-06.

1. Черняк В.С. Многопозиционная радиолокация. М.: Радио и связь. 1993. 416 с.
2. Гринь И.В., Ершов Р.А., Морозов О.А, ФидельманВ.Р. Оценка координат источника радиоизлучения на основе решения линеаризованной системы уравнений разностно-дальномерного метода // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2014. № 4(32). С. 71–81.
3. Тихонов В.А., Богданов А.А., Голиков А.М. Определение координат источников СВЧ излучения разностно-доплеровским методом и разностно-дальномерным методом //Радиотехника, электроника и связь (РЭиС-2017). 2017. С. 369−375.
4. Бакеев В.Б., Минкин М.А. Применение волоконно-оптических технологий при построении приемных кольцевых фазированных антенных решеток // Антенны. 2010. № 4. С. 16−20.
5. Иванов С.И., Лавров А.П., Саенко И.И. Характеристики сверхширокополосных радиофотонных линий передачи СВЧ-сигналов // Электроника и микроэлектроника СВЧ. 2015. Т. 2. № 1. С. 294−298.
6. Урик В. Дж.-мл., Мак Кинни Дж.Д., Вилльямс К.Дж. Основы микроволновой фотоники. М.: Техносфера. 2016. 376 с.
7. Cox C.H.III. Analog optical link: Theory and practice. Cambridge, U.K.: Cambridge University Press. 2004. 
8. Dersan A. Passive Radar Localization by TDOA Measurements. MSc. Thesis. Ankara, METU. 2001.
9. Urick V.J., Williams K.J., McKinney J.D. Fundamentals of microwave photonics. John Wiley & Sons. 2015.
10. Faugeron M., Tran M., Lelarge F., Chtioui M., Robert Y., Vinet E., Van Dijk F. High-power low RIN 1.55-μm directly modulated DFB lasers for analog signal transmission // IEEE Photon. Technol. Lett. 2012. V. 24. № 2. Р. 116−118.
11. Petrov A., Velichko E., Lebedev V., Ilichev I., Agruzov P., Parfenov M., Shamrai A. Broad-Band Fiber Optic Link with a StandAlone Remote External Modulator for Antenna Remoting and 5G Wireless Network Applications // Internet of Things, Smart Spaces, and Next Generation Networks and Systems. NEW2AN 2019.ruSMART 2019. Lecture Notes in Computer Science.V. 11660. Springer. Cham. Р. 727−733. 
12. https://www.corning.com/media/worldwide/coc/documents/Fiber/SMF-28%20Ultra.pdf дата обращения: 18.11.2020.
13. Bracewell R.N., Bracewell R.N. The Fourier transform and its applications. New York: McGraw-Hill. 1986. V. 31999.
14. Агравал Г.П. Нелинейная волоконная оптика. М.:Мир. 1996. 324 с.
15. Schmuck H. Comparison of optical millimetre-wave system concepts with regard to chromatic dispersion // Electronics Letters. 1995. V. 31. № 21. Р. 1848−1849.
16. Campillo A.L., Funk E.E., Tulchinsky D.A., Dexter J.L., Williams K.J. Phase performance of an eight-channel wavelength-divisionmultiplexed analog-delay line. – Journal of Lightwave Technology. 2004. V. 22. № 2. Р. 440–447.
17. Petrov A., Parfenov M., Lebedev V., Ilichev I., Agruzov P., Tronev A., Shamrai A. Dynamic Range Improvement of Broad-band Analog Fiber Optic Links with Special Lithium Niobate Integrated Optical Modulators // Internet of Things, Smart Spaces, and Next Generation Networks and Systems. Springer: Cham, Switzerland. 2020.