Методы устранения аномально больших погрешностей пеленгования сканирующего источника радиоизлучения сантиметрового диапазона на наземных трассах

• Автор: Аникин, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.12.04, 05.12.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 187 с. : ил.

Оглавление
Введение
Г лава 1 Особенности распространения радиоволн сантиметрового диапазона на сухопутных трассах и их влияние на точность пеленгования
1.1 Методы моноимпульсного пеленгования источников радиоизлучения
1.1.1 Амплитудный метод моноимпульсного пеленгования
1.1.2 Фазовый метод моноимпульсного пеленгования
1.2 Источники ошибок пеленгования
1.2.1 Классификация наземных трасс распространения радиоволн
1.2.2 Влияние тропосферы на точность пеленгования
1.2.3 Влияние подстилающей поверхности на точность пеленгования
1.2.4 Влияние одиночных отражателей на точность пеленгования
1.2.5 Влияние на точность пеленгования дифракции радиоволн на препятствиях
1.2.6 Экспериментальные исследования искажений фазового фронта радиоволн на наземных трассах, проводимые в ТУ СУР
1.3 Ошибки пеленгования из-за искажений фазового фронта в месте приёма при наличии
множества интерферирующих волн
1.4 Выводы
Г лава 2 Исследование условий возникновения аномальных ошибок пеленгования в фазовых
пеленгаторах на наземных трассах при приёме сигналов от ИРИ со сканирующей антенной
2.1 Описание аппаратуры и способа обработки экспериментальных данных для анализа
аномальных ошибок пеленгования
2.1.1 Аппаратура передающего пункта
2.1.2 Аппаратура приёмного пункта
2.1.3 Процедура регистрации принятых сигналов при проведении измерений
2.1.4 Способ обработки принятых сигналов
2.1.5 Описание трасс распространения радиоволн при выполнении измерений
2.1.6 Экспериментальные данные для анализа аномальных ошибок пеленгования
и "кажущихся" диаграмм направленности антенны РЛС
2.2 Анализ экспериментальных данных
2.3 Модель трассы и модель принимаемого сигнала для цифрового моделирования
аномальных ошибок пеленгования
2.3.1 Выбор модели трассы распространения радиоволн для цифрового моделирования
аномальных ошибок пеленгования
2.3.2 Модель сигнала на выходе приёмной антенны пеленгатора для цифрового
моделирования аномальных ошибок пеленгования
2.4 Условие возникновения двухполярного броска разности фаз при приёме сферических

2.5 Местоположение отражающего объекта на трассе распространения, приводящее к
двухполярным броскам разности фаз при приёме сферических волн
2.6 Условие возникновения двухполярного броска разности фаз
при приёме плоских волн
2.7 Сравнительный анализ условий возникновения двухполярных бросков разности фаз при
приёме плоских или сферических волн
2.8 Моделирование зависимости разности фаз от углового положения антенны ИРИ на
трассе с рассеянием радиоволн подстилающей поверхностью
2.9 Моделирование зависимости разности фаз от углового положения антенны ИРИ
на трассе с рассеянием радиоволн кромкой лесного массива
2.10 Информативные признаки для устранения аномально больших ошибок пеленгования в
фазовых пеленгаторах
2.11 Выводы
Г лава 3 Погрешности пеленгования ИРИ амплитудньми пеленгаторами
3.1 Проектирование антенн для экспериментального исследования амплитудного
моноимпульсного пеленгатора и использования в ОКР
3.2 Испытания малогабаритных антенн амплитудного пеленгатора
3.2.1 Испытания антенн на полигоне
3.2.2 Испытания антенн в полевых условиях
3.3 Экспериментальная оценка погрешности пеленгования амплитудного моноимпульсного
пеленгатора на сухопутных трассах
3.4 Аномальные ошибки амплитудных моноимпульсных пеленгаторов
3.5 Выводы
Глава 4 Алгоритмы устранения аномально больших ошибок в обзорных моноимпульсных
пеленгаторах
4.1 Известные способы исключения грубых ошибок из результатов измерений
4.1.1 Аномальные ошибки пеленгования и грубые измерения
4.1.2 Подходы к устранению выбросов
4.1.3 Применимость статистических критериев для устранения аномальных ошибок
пеленгования сканирующего источника
4.2 Устранение аномально больших ошибок в обзорных пеленгаторах
4.3 Подходы к устранению аномальных ошибок в обзорных амплитудных пеленгаторах..
4.4 Алгоритмы устранения аномальных ошибок в обзорных фазовых пеленгаторах
4.4.1 Устранение аномальных ошибок по амплитудам сигналов на пространственно разнесённых антеннах пеленгатора
4.4.1.1 Физическое явление, используемое для устранения аномальных ошибок по амплитудам сигналов на пространственно разнесённых антеннах пеленгатора
4.4.1.2 Алгоритм устранения аномальных ошибок по амплитудам сигналов на пространственно разнесённых антеннах пеленгатора
4.4.1.3 Проверка цифровым моделированием алгоритма устранения аномальных ошибок по амплитудам сигналов на разнесённых антеннах пеленгатора
4.4.1.4 Экспериментальная проверка алгоритма устранения аномальных ошибок по
логарифму отношения амплитуд принятых сигналов
4.4.2 Устранение аномальных ошибок в процессе разрешения неоднозначности фазовых измерений
4.4.2.1 Физическое явление, используемое для устранения аномальных ошибок в процессе разрешения неоднозначности фазовых измерений
4.4.2.2 Экспериментальная проверка алгоритма устранения аномальных ошибок в процессе
разрешения неоднозначности фазовых измерений
4.4.3 Устранение аномальных ошибок по измерениям разности фаз сигналов антенн
с ортогональными поляризациями приёма
4.4.3.1 Физическое явление, использованное для устранения аномальных ошибок
по измерениям разности фаз сигналов антенн с ортогональными поляризациями приёма
4.4.3.2 Алгоритм устранения аномальных ошибок по измерениям разности фаз сигналов антенн с ортогональными поляризациями приёма
4.4.3.3 Экспериментальная проверка алгоритма устранения аномальных ошибок по измерениям
разности фаз сигналов на антеннах с ортогональными поляризациями приёма
4.4.4 Модификация алгоритма устранения аномальных ошибок по измерениям разности фаз сигналов на антеннах с ортогональной поляризацией приёма
4.4.4.1 Физическое явление, используемое для модификации алгоритма устранения аномальных ошибок по измерениям разности фаз сигналов на антеннах с ортогональной поляризацией приёма
4.4.4.2 Модификации алгоритма устранения аномальных ошибок по измерениям разности фаз сигналов на антеннах с ортогональной поляризацией приёма
4.4.4.3 Экспериментальная проверка модифицированных алгоритмов устранения аномальных ошибок по измерениям разности фаз сигналов на антеннах с ортогональной поляризацией

Представленные материалы показывают, что погрешности пеленгования на закрытых трассах при дифракции радиоволн на препятствиях оцениваются на моделях трасс с препятствиями в виде полубесконечного экрана или клина с неровным краем. Ошибки пеленгования при дифракции радиоволн на укрывающем препятствии между ИРИ и пеленгатором изменяются от сотых до десятых долей градуса в зависимости от расположения препятствия между ИРИ и пеленгатором.
1.2.6 Экспериментальные исследования искажений фазового фронта радиоволн
на наземных трассах, проводимые в ТУ СУР
Погрешности пеленгования связаны с пространственно-временными искажениями фазового фронта поля в месте приёма [7, 8]. Обширные работы по исследованию искажений фазового фронта выполнялись в ТУ СУР с начала шестидесятых годов прошлого века для открытых и закрытых наземных трасс протяжённостью 5-103 км. Для оценки флуктуационной составляющей погрешности пеленгования использовались временные реализации разности фаз между сигналами разнесённых в пространстве антенн.
Для оценки пространственных искажений фазового фронта, вызванных влиянием местности, проводились эксперименты, в ходе которых ИРИ перемещался от точки к точке, расположенных друг от друга на расстоянии 100-1000 м. При выполнении экспериментальных измерений входы двухканального приёмника с измерителем разности фаз последовательно подключались к парам различно разнесённых четырёх приёмных антенн. Для каждой пары приёмных антенн регистрировалась разность фаз, которая, затем, усреднялась за трёхминутный интервал для устранения временной составляющей флуктуаций фазового фронта [10]. При измерениях приёмные антенны и антенны ИРИ взаимно наводились друг на друга. Обработка результатов измерений разности фаз заключалась в том, что для каждого разнесения приёмных антенн (, и определённой позиции ИРИ вычислялась разность между теоретическим ходом разности фаз %(/) =2ni A.sin(Aa), связанным с перемещением ИРИ на угол Да между
текущей и предыдущей позициями ИРИ, и усреднённой за серию измерений разности фаз ср(С)
как <рЛ£) = W)- На трассах прямой видимости одновременно проводились оптические измерения направления на ИРИ с погрешностью не более 6 угловых секунд.
Результаты обработки экспериментальных измерений в одном из опытов изображены на рисунке 1.18, на котором по оси абсцисс указано перемещение ИРИ, а сплошной линией показаны результаты оптических измерений. Точками показаны пеленги, вычисленные по средним значениям разности фаз, измеренным за 3-5 минут. Из графика видно, что результаты измерений флуктуируют около прямой, соответствующей оптическим измерениям.