Определение направления
-
Определение и применение радиопеленгации
- Радиопеленгация (RDF) использует радиоволны для определения направления на источник сигнала.
- Применяется в радионавигации, поиске и спасении, отслеживании дикой природы и обнаружении незаконных передатчиков.
- Используется в военных целях для обнаружения и наведения самолетов, кораблей и подводных лодок.
-
История и развитие
- Ранние системы использовали механические антенны с механическим поворотом.
- В 1909 году Этторе Беллини и Алессандро Този разработали систему Bellini-Tosi, которая стала широко использоваться.
- В 1919 году Роберт Уотсон-Уотт предложил использовать осциллограф для мгновенного отображения данных.
-
Современные системы
- Современные системы используют фазированные антенные решетки и сравнение фазовых или доплеровских методов.
- Ранние британские радарные установки назывались RDF, но использовали большие RDF-приемники.
- Современные системы часто используют УКВ- и СВЧ-сигналы.
-
Влияние на военные действия
- Во время Второй мировой войны RDF использовалась обеими сторонами для обнаружения и наведения.
- Британские системы «хафф-дафф» потопили 24% подводных лодок.
- Современные системы RDF являются частью комплекса средств радиоэлектронной борьбы.
-
История и развитие радиопеленгации
- Радиопеленгация используется для определения направления на источник радиосигнала.
- Ранние системы использовали механические поворотные антенны, затем появились электронные версии.
- Современные системы используют фазированные антенные решетки и псевдодоплеровские методы.
-
Типы антенн и их применение
- Петлевые антенны используются для определения нулевого значения сигнала.
- Антенны Yagi и параболические антенны применяются для работы на высоких частотах.
- Фазированные решетки используются для высокоточных систем пеленгования.
-
Современные методы и оборудование
- Современные системы используют GPS, DGPS и радар для определения местоположения.
- Спасательные суда и вертолеты оснащены радиопеленгационными приемниками.
- Автоматические пеленгаторы используются на современных самолетах.
-
Военные и гражданские применения
- Военные системы RDF важны для радиотехнической разведки.
- Современные системы интегрированы в комплексы радиоэлектронной борьбы.
- Псевдодоплеровские системы используются для определения местоположения мимолетных сигналов.
-
История и развитие радиопеленгации
- Радиопеленгация (RDF) использовалась для определения курса кораблей и самолетов.
- В начале RDF использовала компасную розу, но позже были внедрены вращающиеся ферритовые антенны.
- В США RDF применялась во время Первой и Второй мировых войн, а также после Второй мировой войны.
-
Методы и алгоритмы RDF
- Одноканальный DF использует многоантенную решетку и один приемник.
- Псевдодоплеровский метод основан на фазе и использует многоантенную кольцевую решетку.
- Метод Уотсона-Ватта использует две пары антенн для сравнения амплитуды.
- Корреляционный интерферометр сравнивает разности фаз с известными значениями.
-
Применение RDF
- RDF использовалась для авиационной навигации, но была заменена системой VOR.
- В морской навигации RDF использовалась до появления GPS.
- В Великобритании RDF используется для определения местоположения воздушных судов.
-
SIGINT и RDF
- Во время Второй мировой войны RDF использовалась для выявления секретных передатчиков.
- В Великобритании была создана сеть из стационарных и мобильных станций для обнаружения незаконных передач.
-
История радиопеленгации
- Контроль над RSS передан МИ-6 в 1941 году.
- Операции по пеленгованию увеличивались до 1945 года.
- Использовались станции Adcock и СЧ-станции.
-
Эксперименты с разнесенной петлей
- В 1941 году начались эксперименты с разнесенной петлей.
- Система SL состояла из двух параллельных петель на вращающейся балке.
- Проблемы с установкой и эксплуатацией привели к отказу от проекта.
-
Мобильные и береговые системы
- В 1944 году разработана мобильная версия spaced loop.
- Королевский военно-морской флот использовал береговые станции для слежения за подводными лодками.
- Введены группы из пяти станций DF для объединения пеленгов.
-
Послевоенное использование
- В конце Второй мировой войны системы продолжали работать под контролем GCHQ.
- В настоящее время используется для обнаружения несанкционированных радиопередач.
-
Современные применения
- Аварийно-спасательные маяки используют пеленгацию для определения местоположения.
- Лавинные приемопередатчики работают на частоте 457 кГц.
- Определение местоположения животных с радиомечками.
-
Разведка и астрономия
- Фазированные решетки используются для отслеживания ракетных систем.
- Наземные приемники обнаруживают радиосигналы от далеких звезд.
-
Спорт и развлечения
- Любительская радиопеленгация популярна со времен Второй мировой войны.
- Охота на передатчик проводится в больших городах.
-
Микроволновые системы
- Методы DF для микроволновых частот разработаны в 1940-х годах.
- Микроволновые сигналы имеют короткую длину волны, что улучшает разрешение цели.
-
История развития микроволновой печи
- В начале века вакуумные трубки использовались в передатчиках и приемниках.
- В 1930-х годах разработаны передающие лампы для микроволнового диапазона.
- В следующем десятилетии началось крупномасштабное производство.
-
Преимущества микроволнового диапазона
- Отсутствие замираний
- Значительное расширение спектра сигнала
- Возможность использования методов расширения спектра и скачкообразной перестройки частоты
-
Антенны для DF
- Антенны с большой шириной луча
- Работа в широком диапазоне частот
- Спиральные антенны и рупорные антенны
-
Микроволновые приемники
- Ранние приемники типа «кристалл-видео»
- Клистрон и ЛБВ как предусилители
- Транзисторные предусилители
-
Преимущество в дальности полета
- Приемник DF обладает преимуществом в дальности обнаружения
- Уровень сигнала на приемнике DF пропорционален 1/R2
- Приемник радара имеет уровень сигнала, пропорциональный σ/R4
-
Новые требования к системам DF
- Переход на микроволновые частоты
- Необходимость высокой чувствительности и охвата на 360°
- Использование методов скрытности и моноимпульсных сигналов
-
DF путем сравнения амплитуд
- Популярность метода из-за простоты и высокой вероятности обнаружения
- Использование матрицы из четырех или более наклонных антенн
- Точность пеленгования от 2° до 10°
-
Двухканальный DF
- Сравнение мощности сигнала самого большого сигнала с мощностью второго по величине сигнала
- Линейная зависимость между углом пеленга и разницей уровней мощности
-
Трехканальный DF
- Повышение точности пеленгования за счет включения данных от третьей антенны
- Сравнение мощности сигнала канала с наибольшим сигналом с мощностями сигналов двух соседних каналов
-
Выбор антенн в кольцевой решетке
- Выбираются три антенны в соответствии с уровнями сигнала
- Наибольший сигнал на центральном канале
-
Уровни сигналов при различных углах пеленга
- При φ = 0 сигнал от двух других антенн на 12 дБ ниже
- При φ = 30° уровни сигналов одинаковы и на 3 дБ ниже
- Третий сигнал на 24 дБ ниже
-
Основные уравнения для трехпортового DF
- Выходной сигнал канала 1, 2 и 3 зависит от угла пеленга и коэффициента усиления
- Уравнения могут быть расширены для получения пеленга
-
Погрешность пеленга из-за шума
- Тепловой шум ухудшает точность пеленга
- Руководство по определению неопределенности пеленга
-
Типичная радиочастотная система с шестью антеннами
- Схема системы DF с шестью антеннами
- Сигналы усиливаются и регистрируются с помощью DLVA
- Уровни сигнала сравниваются для определения угла прихода
-
Дополнительные свойства сигнала
- Определение канала с наибольшим сигналом
- Исследование длительности импульса, частоты, PRF и модуляции
-
Защита усилителей
- Входные ограничители и фильтры для защиты от местных источников
- Режекторные фильтры для удаления нежелательных сигналов
-
Примеры систем
- AN/FLR-9 и AN/FRD-10 — системы времен холодной войны
- Другие системы, такие как VOR/DME и Вулленвебер