И.С. Дмитриев1, О.Н. Завалишина2, М.П. Сличенко3

1-3 АО «Концерн «Созвездие» (г. Воронеж, Россия)

1 i.s.dmitriev@sozvezdie.su; 2 o.n.zavalishina@sozvezdie.su; 3 m.p.slichenko@sozvezdie.su

Постановка проблемы. На практике широко применяются радиопеленгаторы с кольцевыми антенными решетками (КАР) на базе коммутируемого двухканального интерферометра, определяющие направление прихода радиоволны по результатам последовательного попарного «опроса» антенных элементов (АЭ). Однако на сегодняшний день отсутствует точное аналитическое выражение для оценки потенциальной точности пеленгования и пеленгационной чувствительности с применением коммутируемого интерферометра, справедливое для антенной системы (АС) с произвольной структурой и характеристиками направленности. Для моноимпульсного пеленгования используется обобщенное неравенство Крамера–Рао, не учитывающее пространственное положение «энергетического» центра относительно центра системы координат (СК), в которой определена

АС с использованием векторной комплексной диаграммы направленности (ВКДН АС). Актуальным является развитие этих результатов на случай коммутируемого интерферометра.

Цель. Проанализировать пеленгационную чувствительность по критерию нормальной среднеквадратической ошибки (СКО) пеленгования радиопеленгаторов при использовании коммутируемого двухканального интерферометра с КАР для различных вариантов коммутации в сравнении с чувствительностью многоканального моноимпульсного пеленгатора.

Результаты. Получены обобщенные выражения для нижней границы дисперсии неравенства Крамера–Рао, позволяющие выполнять аналитический расчет СКО пеленгования или определять пеленгационную чувствительность при заданном СКО с использованием двухканального коммутируемого интерферометра. Выполнено статистическое моделирование, подтверждающее достоверность полученных аналитических выражений. Проведен сравнительный анализ потенциально достижимых характеристик пеленгования обнаружителя-пеленгатора (ОП) с КАР различной структуры, имеющей разные варианты коммутации, в результате которого установлено, что пеленгование моноимпульсным ОП обеспечивает значительный энергетический выигрыш. Подтверждена анизотропия пеленгационной чувствительности двухканального коммутируемого интерферометра с постоянным опорным элементом, в качестве которого используется один из элементов кольца. Показано, что выражения нижней границы дисперсии ошибки пеленгования для различных структур радиопеленгаторов с КАР идентичны соответствующим соотношениям на основе метода линеаризации алгоритма фазового пеленгования.

Практическая значимость. Применение на практике представленных выражений позволяет не проводить статистическое моделирование и анализ функционирования ОП на основе полученных аналитических выражений для различных вариантов коммутации КАР, характеристик АС пеленгатора, числа антенн и характеристик радиоприемного тракта, что значительно снизит ресурсоемкость расчетов достижимых показателей эффективности пеленгования источников радиоизлучения для рассматриваемых вариантов коммутаций ОП с КАР.

Дмитриев И.С., Завалишина О.Н., Сличенко М.П. Потенциальная точность пеленгования обнаружителем-пеленгатором с кольцевой антенной решеткой для различных вариантов коммутации // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 12. С. 16−29. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202412-02

1. Артемов М.Л., Борисов В.И., Маковий В.А., Сличенко М.П. Автоматизированные системы управления, радиосвязи и радиоэлектронной борьбы. Основы теории и принципы построения / Под. ред. М.Л. Артемова. М.: Радиотехника. 2021. 556 с.
2. Дмитриев И.С., Сличенко М.П. Максимально правдоподобное обнаружение и оценивание направления прихода и амплитуды напряженности радиоволны с помощью многоканального радиопеленгатора с антенной системой произвольной конфигурации // Антенны. 2011. № 5. С. 59-64.
3. Артемов М.Л., Сличенко М.П. Современный подход к развитию методов пеленгования радиоволн источников радиоизлучения // Антенны. 2018. № 5. С. 31-37.
4. Артемов М.Л., Афанасьев О.В., Сличенко М.П. Обнаружение и пеленгование источников радиоизлучений в рамках теории статистической радиотехники // Радиотехника. 2016. №5. С. 4-18.
5. Артемов М.Л., Афанасьев О.В., Сличенко М.П. Методы статистической радиотехники в современном решении задач радиомониторинга. // Антенны. 2016. № 6. С. 55-62.
6. Артемов М.Л., Борисов С.Г., Сличенко М.П. Характеристики максимально правдоподобного обнаружения радиосигналов моноимпульсными обнаружителями-пеленгаторами с антенной системой произвольной конфигурации // Радиотехника. 2014. Т. 78. № 11. С. 11-14.
7. Сличенко М.П. Многоканальный энергетический обнаружитель неизвестных квазидетерминированных радиосигналов // Теория и техника радиосвязи. 2014. № 3. С. 50-56.
8. Артемов М.Л., Афанасьев О.В., Дмитриев И.С., Попов В.В., Сличенко М.П. Потенциальная точность оценивания направлений прихода и амплитуд напряженности поля нескольких плоских монохроматичсеких радиоволн многоканальным радиопеленгатором с антенной системой произвольной конфигурации // Радиотехника. 2013. Т. 77. № 3. С. 69-75.
9. Артемов М.Л., Афанасьев О.В., Дмитриев И.С., Сличенко М.П. Особенности функционирования максимально правдоподобного алгоритма обнаружения и оценивания параметров плоской монохроматической радиоволны в условиях сложной помеховой обстановки // Радиотехника. 2013. Т. 77. № 3. С. 62-68.
10. Артемов М.Л., Афанасьев О.В., Сличенко М.П. Потенциальная точность совместного оценивания азимута и угла места направления прихода радиоволн от источников радиоизлучения // Антенны. 2018. № 5. С. 38-46.
11. Виноградов А.Д., Дмитриев И.С., Ильин М.Ю., Козлов М.И., Сличенко М.П. Соломко Е.С. Предельная чувствительность широкодиапазонных радиопеленгаторов с эквидистантными кольцевыми антенными решетками из ненаправленных антенн // Антенны. 2013. Т. 77. № 5. С. 18-29.
12. Сличенко М.П., Завалишина О.Н. Обобщенное неравенство Крамера–Рао для пеленгования источников радиоизлучения в условиях сложной электромагнитной обстановки // Теория и техника радиосвязи. 2022. № 4. С. 41-45.
13. Афанасьев О.В., Сличенко М.П., Завалишина О.Н. Теорема о количестве информации Фишера в случае азимутального пеленгования многоканальным обнаружителем-пеленгатором с антенной системой произвольной структуры // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 5. С. 143-156. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202305-15.
14. Сличенко М.П., Завалишина О.Н. Обобщенное неравенство Крамера-Рао в случае совместного пеленгования по азимуту и углу места в условиях сложной электромагнитной обстановки // Журнал радиоэлектроники. 2023. № 3.
15. Slichenko M.P., Zavalishina O.N., Artemova E.S. Generalized Cramer-Rao Bound in the Case of Azimuth and Elevation Direction Finding // 2023 Ural-Siberian Conference on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT). 2023. P. 182-185.
16. Артемова Е.С., Новиков П.В., Сличенко М.П. Характеристики пеленгования объемной винтовой антенной решеткой с переменным шагом по вертикали // Антенны. 2020. № 3(265). С. 32-40 DOI: 10.18127/j03209601-202003-02.
17. Артемов М.Л., Афанасьев О.В., Сличенко М.П. Направления совершенствования характеристик перспективных антенных систем // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 5. С. 184-198. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202305-19.
18. Артемов М.Л., Афанасьев О.В., Сличенко М.П., Завалишина О.Н. Метод пеленгования источников радиоизлучений с параметризацией характеристик направленности антенной системы // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 5. С. 199-211. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202305-20.
19. Саидов А.С., Тагилаев А.Р., Алиев Н.М., Асланов Г.К. Проектирование фазовых автоматических радиопеленгаторов. М.: Радио и связь. 1977. 160 с.
20. Дзвонская А.Л., Дмитриенко А.Н., Кузьмин А.В. Эффективность измерения углов прихода сигнала радиопеленгаторами на основе метода максимального правдоподобия // Радиотехника и электроника. 2001. Т. 46. № 10. С. 1242-1247.
21. Дубровин А.В. Потенциальная точность измерения направления на излучатель для пеленгационных средств с кольцевыми решетками // Антенны. 2006. № 2. С. 29-31.
22. Рембовский А.М., Ашихмин А.В., Козьмин В.А. Радиомониторинг: задачи, методы, средства. / Под ред. А.М. Рембовского. Изд. 4-е, испр. М.: Горячая линия-Телеком. 2015. 640 с.
23. Уфаев В.А. Способы определения местоположения и пространственной идентификации источников радиоизлучений: Монография. Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА». 2017. 431 с.
24. Дмитриев И.С., Сличенко М.П. Представление периодических функций с финитным спектром Фурье модифицированным рядом Котельникова // Радиотехника и электроника. 2015. Т. 60. № 5. С. 529-534.
25. Дмитриев И.С., Сличенко М.П. Особенности интерполяции 2π-периодических функций с финитным спектром Фурье на основе теоремы отсчетов. // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2014. № 1.
26. Сличенко М.П. Представление многомерных периодических функций в виде конечной взвешенной суммы отсчетных значений // Радиотехника и электроника. 2014. Т. 59. № 10. С. 1042-1049.
27. Сличенко М.П. Представление многомерных периодических функций с финитным спектром Фурье модифицированным неэквидистантным рядом Котельникова // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 5. С. 123-133. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202305-13.