Методи підвищення ефективності пасивних радіотехнічних систем контролю джерел електромагнітного випромінювання

Abstract

In the thesis actual scientific and practical problem of increase of efficiency of passive radio monitoring systems of electromagnetic radiation sources is resolved. The principle of construction short baseline passive TDOA-АОА system with new methods and algorithms of a primary signal processing, measurement of baselines between power centers of antenna arrays of receiving sites with millimetric errors, methods of sources location estimation for system with arbitrary allocation of receiving sites and also the high-performance test technique of system are designed. The experimental embodiment of three-position 3D short baseline systems has been made and tested in real-life environment.В диссертации решена актуальная научная задача повышения эффективности пассивных радиотехнических систем контроля источников электромагнитного излучения. Основным направлением диссертационных исследований является разработка новых методов, алгоритмов и средств, позволяющих в условиях зеркальных отражений сигнала, существенно повысить точность измерения дифференциального времени прихода сигналов в разностно-дальномерных системах и повысить их эффективность работы в реальных условиях эксплуатации. Для компенсации составляющей зеркальных отражений импульсного радиосигнала предложен метод и устройство адаптивной пространственной фильтрации сигнала с восстановлением на выходе адаптивного пространственного фильтра амплитудно-фазовых составляющих прямого сигнала. Получил дальнейшее развитие способ измерения дифференциального времени прихода неизвестного сигнала на приемные пункты системы по огибающей радиоимпульсов или огибающей взаимнокорреляционной функции сигнала на основе оценки несущей частоты сигнала на интервале его автокорреляции и измерения разности фаз, позволяющие приблизить среднеквадратическую ошибку измерений этого параметра до потенциально возможных значений в пределах нескольких пикосекунд. Доказана возможность измерения в реальных условиях эксплуатации линейных размеров баз когерентной малобазовой пассивной радиотехнической системы с миллиметровой точностью за счет применения GPS - методов дифференциальных измерений. На основе теоретических исследований и новых решений, приведенных в диссертационной работе, изготовлен и экспериментально исследован трехпозиционный трехмерный малобазовый экспериментальный образец пассивной разностно-дальномерно-угломерной системы, тактико-технические характеристики которой при базах до 430 м соизмеримы с ПРТС с базами до несколько десятков километров, а при увеличении баз системы до 600 м ошибка измерения максимальной дальности 400 км уменьшается почти в два раза.У дисертації розв’язано актуальне наукове завдання підвищення ефективності пасивних радіотехнічних систем контролю джерел електромагнітного випромінювання. Удосконалено та розроблено нові методи оцінки місцеположення ДЕВ в системі з довільним розташуванням приймальних пунктів, методи та алгоритми первинної обробки сигналів, вимірювання геометрії розташування енергетичних центрів антенних граток приймальних пунктів в реальних умовах експлуатації з міліметровими похибками, та принципи побудови просторово-когерентної малобазової пасивної різницево-далекомірно-кутомірної системи. Розроблені високоефективні методики випробувань системи в реальних умовах експлуатації. На базі теоретичних досліджень, приведених в дисертаційній роботі, та нових наукових результатів створений, випробуваний і поставлений замовнику експериментальний зразок просторово-когерентної малобазової ПРТС контролю джерел електромагнітного випромінювання, тактико-технічні характеристики якого при базах до 430 м сумірні з ПРТС з базами до декількох десятків кілометрів, а при збільшенні баз системи до 600 м похибка вимірювання максимальної дальності 400 км зменшується майже в два рази, ніж у системі з базою 430 м.