Автор: RDF Products
Автор перевода: Нестругин Александр
Источник: http://www.rdfproducts.com/wn004_apl_01.pdf
Сравнение
псевдо-доплеровских методов пеленгования с методом
Ваттсона-Ватта
Радиопеленгация появилась
практически сразу после появления самого радио. Самые ранние серийно
выпускаемые системы радиопеленгации были построены в Великобритании
сразу после
того, как в начале века вакуумные лампы, используемые в качестве
умножителей
частоты, стали коммерчески доступными устройствами. Эти первые системы
обычно
использовали две и более двунаправленные рамочных антенн. Выходные
сигналы с
них затем усиливались и подавались на отклоняющие катушки "угломера"
(типичным угломером был двух- или трехфазный тип поворотного
электрического
трансформатора, измеряющий угол поворота, который управлял
электромагнитным индикатором).
Известная система РП, используемая в те далекие годы, была система
Беллини-Този;
несколько позже - система "двойной
канал" Ватсона-Ватта (названная в честь ее изобретателя сэра Р.
Ватсона-Ватта
(Великобритания) которая, возможно, лучше запомнилась сыграв ключевую
роль в
развитии ранней британской технологии радара, оказавшейся настолько
решающей в
битве за Британию в 1940г.)
Петлевые системы РП
использовались в течение многих лет, но были подвержены так называемому
"ночному эффекту". Хотя эти системы работали достаточно хорошо для
вертикально поляризованных сигналов в светлое время суток,
горизонтально
поляризованные составляющие принимаемого ночью сигнала, образованного
ионосферной
волной приема (которые не происходят на низких частотах в светлое время
суток)
привело к очень неустойчивому и ненадежному определению пеленга.
Эта проблема была решена
Эдкоком, англичанином, который разработал и запатентовал (британский
патент №
130490) свою антенну и РП в 1919 году. По сути, антенна Эдкока основана
на соответствующим образом расположенных
разностно-фазных
вертикальных элементов (антенн), чтобы получить желаемый вид
симметричной диаграммы
направленности антенны по мощности. Так как эти вертикальные элементы
могут
быть сделаны почти невосприимчивыми к воздействию горизонтально
поляризованных
составляющих сигнала, хороший пеленг может быть получен даже от
сигналов,
пришедших ионосферной волной. Изобретение антенны Эдкока было большим
прорывом
в технологии РП.
РП системы Ватсона-Ватта в
дальнейшем совершенствовались параллельно с быстрым развитием
радиотехнологий в
целом после Первой мировой войны. Когда электронно-лучевые трубки стали
доступны
в 1930 году, в конечном итоге они заменили механические индикаторы
отображения
до определенного времени (по крайней мере, в более сложных системах).
Появление
отображения пеленга в режиме реального времени на полюсных ЭЛТ стало
еще одним
прорывом в технологии РП, так как длина следа ЭЛТ позволила оператору
гораздо
легче различать полезные сигналы от помеховых шумов и разрешить
проблемы
многолучевости. И одно- и многоканальные системы РП Ватсона-Ватта были
построены в это время, некоторые работающие на частотах в УКВ диапазоне.
Доплеровская и
псевдо-Доплеровская
системы РП не вступили в известность вплоть до Второй мировой войны.
Эта
концепция была впервые официально представлена в 1947 в статье Earp
and GoРПrey
of Standard Telephones & Cables, Ltd. (тогда известной Британской
РП компании).
Псевдо-доплеровская система на самом деле является одноканальной
реализацией
интерферометра (многоканальные интерферометры существовали до второй
мировой
войны). Основное преимущество псевдо-доплеровского РП над РП Эдкока в
данной
статье излагалось так: возможность реализации антенны в широком
апертурном диапазоне,
способной уменьшить ошибки местоположения, обусловленных многолучевым
приемом. По
прошествии более 50 лет, утверждение этих авторов было подтверждено,
как это
будет объяснено в следующих разделах.
В самом общем смысле, все
невращающиеся РП системы используют антенны, имеющее множество
пространственно-разнесенных
диполей (три или более для обеспечения однозначности обработки),
которые питаются
получил волнового фронта. В результате выходное напряжение, создаваемые
этими антеннами
обладает характеристиками (фаза, амплитуда, или оба), которые затем
измеряются.
Поскольку эти характеристики являются уникальными для каждого
полученного
азимута в правильно спроектированной антенна, волновой фронт угла
прихода
(пеленг) может быть получен путем соответствующей обработки и анализа
выходного
напряжения антенны.
Если быть более точным,
современные невращающиеся системы, как правило, попадают в одну из двух
основных категорий. На втором этапе сравнения систем РП, три или более
антенн,
настроенных таким образом, что относительные фазы их выходного
напряжения
являются уникальными для каждого волнового фронта от угла прихода.
Пеленги
могут быть вычислены путем соответствующего анализа относительной фазы
этих
выходных напряжений. РП системы сравнения фаз включают интерферометры и
их
подвиды - Доплеровский и псевдо-Доплеровский РП.
В амплитудных системах
сравнения РП, две или более направленных
антенных решетки настроены таким образом, что относительные
амплитуды их
выходов являются уникальными для каждого угла прихода волнового фронта.
Пеленги
могут быть вычислены путем соответствующего анализа относительной
амплитуды
этих выходных напряжений. Такие системы включают в себя Adcock /
Ватсон-Ватт и
Wullenwebers.
Хотя существует много различных методов пеленгации, интерес представляют всего две системы, которые действительно в состоянии удовлетворить минимальные требования к производительности и качества при низкой стоимости - это одноканальные системы Эдкока / Уатсона-Ватта и псевдо-доплеровский методы (при правильном применении). Далее рассматриваются их преимущества и недостатки.