Разрешение фазовой неоднозначности в квазидоплеровских автоматических радиопеленгаторах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.04, кандидат наук Тетакаев Умар Резванович

• Тетакаев Умар Резванович
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Тетакаев Умар Резванович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Перечень условных сокращений

Введение

Глава 1. Анализ условий возникновения неоднозначности Фазовых измерений

Классификация фазовых детекторов, как объектов, в которых возникает неоднозначность фазовых измерений

1.2. Краткое описание принципа работы АРП, как одного из устройств, где требуется разрешение неоднозначностей фазовых измерений

1.3. Анализ причин, из-за которых необходимо разрешение

фазовой неоднозначности

1.4. Физические основы и математическая модель процесса возникновения фазовых неоднозначностей АРП

Глава 2 Разрешение фазовой неоднозначности в АРП, находящихся в эксплуатации

2.1. Разрешение фазовой неоднозначности в АРП,

реализованных аппаратными средствами

2.2 Разрешение фазовой неоднозначности, в АРП, реализованных программными методами

Глава 3. Разработка методов и алгоритмов разрешения фазовой неоднозначности, возникающей на аэродромных автоматических радиопеленгаторов

3.1 Разрешение фазовой неоднозначности с использованием Фаз на ортогонально расположенных вибраторах

3.2. Разрешение фазовой неоднозначности методом комбинаторики 73 Глава 4. Имитационная модель разрешения фазовой

неоднозначности

4.1. Разрешение фазовой неоднозначности формированием

диаграммы направленности

4.2. Имитационное моделирование разрешения фазовой неоднозначности формированием диаграммы направленности

4.3 Сравнительный анализ методов восстановления фазовой неоднозначности

Заключение

Литература

Приложение 1. Программа разрешения фазовой неоднозначности с использованием значений фаз с ортогонально расположенных вибраторов

Приложение 2 Программа разрешения фазовой неоднозначности АРП методом комбинаторики

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АД — амплитудный детектор, АО — амплитудный ограничитель, АРП — автоматический радиопеленгатор, АР — антенная решетка, АС — антенная система,

АС УВД — автоматизированная система управления воздушным движением,

ВВС — военно-воздушные силы,

ВП — виртуальный прибор,

ВС — воздушное судно,

ВЧ — высокочастотный,

ГОН — генератор опорных напряжений,

ДН — диаграмма направленности,

ДМВ — дециметровые волны,

ДЧ — делитель частоты,

КВ — кольцевой вибратор,

ЛА — летательный аппарат,

МВ — метровые волны,

НЧ — низкая частота,

ОМ — однополосный модулятор

ПФ — полосовой фильтр,

РПС — радиопеленгационные системы,

РПУ — радиоприемное устройство,

СМ — смеситель,

ТТХ — тактико-технические характеристики, УВД — управление воздушным движением, УДС — управление движением судов, ФАР — фазированная антенная решетка,

ФД — фазовый детектор,

ФМ — фазовая модуляция,

ФОС — формирователь обратной связи,

ФПИ — формирователь прямоугольных импульсов,

ЦВ — центральный вибратор,

ЦСП — цифровой сигнальный процессор.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разрешение фазовой неоднозначности в квазидоплеровских автоматических радиопеленгаторах»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Радиопеленгаторы находят широкое применение в радионавигации, радиомониторинге, радиоразведке, в поиске терпящих бедствие, для контроля за перемещением редких животных в природе.

Судовые АРП используются для проведения поисковых и спасательных операций на море, для привода вертолетов на суда и морские буровые платформы.

Применение судовых АРП для поисково-спасательных операций обусловлено тем, что погрешности определения местоположения аварийного радиобуя в системе "Коспас-Сарсат" составляет 10-15 км для частоты 121,5 МГц и 2-5 км для частоты 406,1 МГц. При этом с помощью УКВ радиопеленгаторов осуществляется привод судна-спасателя к непосредственно терпящим бедствие.

В радиопеленгаторах возникает необходимость в разрешении неоднозначности фазовых измерений, которая сводится к определению целого числа длин волн, укладывающихся между двумя элементами антенной решетки. Решение данной задачи является одной из наиболее сложных математических проблем.

На практике, например, для современных квазидоплеровских автоматических радиопеленгаторов характерно то, что длина волны пеленгуемого сигнала существенно ниже базы антенной системы. Однако, увеличение базы антенной системы, хотя и позволяет повысить точность пеленгования, приводит к росту вероятности появления аномального разрешения неоднозначности фазовых измерений, которые могут отличаться от своего истинного значения на достаточно большую величину. Данное обстоятельство является основной причиной появления аномальных ошибок пеленгования при применении фазового метода определения пеленга на источник излучения.

В настоящее время расстояние между элементами антенной системы АРП выбирают так, чтобы разность фаз сигналов между этими элементами не превышал 3600. Так, для 16 вибраторной антенной системы АРП расстояние между элементами антенной решетки равно 0,63м. В то же время, минимальная

длина волны пеленгуемого сигнала равна 0,75м. (400 мГц). Это ограничивает уровень шумовой составляющей фазы пеленгуемого сигнала 600. Кроме того, при неисправности любого элемента антенной решетки система контроля АРП блокировала высвечивание пеленга, так как ошибка пеленгования бывала аномальной. В связи с высокими требованиями по надежности функционирования АРП (2000 часов непрерывной круглосуточной работы) на аэропортах были вынуждены устанавливать по 2 комплекта АРП стоимостью до 10 000 000 рублей (цена зависит от числа каналов пеленгования). Разрешение неоднозначности фазовых измерений превышающих 3600 позволяет устранить этот недостаток. Таким образом, возникает объективная необходимость в разработке и программной реализации методов для разрешения фазовой неоднозначности в квазидоплеровских автоматических радиопеленгаторах. Данное обстоятельство и определяет актуальность темы настоящей диссертационной работы.

Степень разработанности рассматриваемой проблемы. Автор, при проведении диссертационного исследования опирался на разработки отечественных и зарубежных ученых в области математического моделирования и исследования в этой области, а также на работы, выполненные в Челябинском акционерном обществе «Научно исследовательский институт по измерительной технике», открытом акционерном обществе "ОАО НИИ «Сапфир»'' (г. Махачкала), акционерном обществе «АЗИМУТ» (г. Махачкала) и др.

Однако, не смотря на ряд работ по по этой тематике, требуется разработка математических моделей и методов, позволяющих провести исследование и сравнительный анализ эффективности функционирования различных принципов разрешения неоднозначности в зависимости от условий их эксплуатации. Данные обстоятельства и определяют цель, задачи и направление настоящего диссертационного исследования.

Цель диссертационного исследования заключается в разрешении неоднозначности фазовых измерений, превышающих 2п, что позволяет повысить надежность работы АРП и точность пеленгования.

Для достижения сформулированной цели в диссертационной работе необходимо решить следующие основные задачи:

а) разработать математические модели для проведения исследований различных методов разрешения фазовой неоднозначности;

б) обосновать целесообразность использования предложенных математических моделей и методов не только для разрешения фазовой неоднозначности, но и для обнаружения сигналов, а также вычисления азимута на источник радиоизлучения;

в) разработать пакет прикладных программ для компьютерной реализации разработанных математических моделей и методов.

Объектом исследования являются процессы возникновения и разрешения фазовой неоднозначности в аэродромных квазидоплеровских автоматических радиопеленгаторах.

Предметом исследования являются методы, математические модели, комплекс программ для исследования вопросов разрешения фазовой неоднозначности, в аэродромных квазидоплеровских АРП.

Научная новизна диссертационной работы заключается в синтезе новых методов и математические моделей, а также в разработке комплекса программ по разрешению фазовой неоднозначности в аэродромных квазидоплеровских АРП.

К новым научным результатам, выносимым на защиту, следует отнести:

а) предложены оригинальные методы и математические модели разрешения фазовой неоднозначности с использованием значений фаз на ортогонально расположенных точках кольцевой антенной решетки, а также с искусственным формированием диаграммы направленности. Это позволяет в первом случае повысить надежность работы фазовых систем за счет восстановления значений разностей фаз вышедших из строя элементов решетки, а во втором случае повысить как надежность, так и точность;

б) предложены оригинальный метод и математическая модель разрешения фазовой неоднозначности, обеспечивающие восстановление

неоднозначности фазовых измерений при отсутствии нескольких элементов выборки фаз, а также позволяет осуществлять работу фазовых детекторов в более широком диапазоне частот;

в) разработана имитационная модель оригинального метода разрешения фазовой неоднозначности с формированием искусственной диаграммы направленности в среде разработки прикладных программ ЬаЬУ1Е"^ демонстрирующая работоспособность метода на панели виртуального радиопеленгатора;

г) разработаны оригинальные программы, обеспечивающие:

1) восстановления фазовой неоднозначности выборки фаз при фактическом наличии трех элементов из шестнадцати, что позволяет повысить наработку на отказ антенной системы радиопеленгатора в 5 раз;

2) работоспособность АРП при уровнях шумов, превышающих, например, уровень шумов, при которых работает радиопеленгатор АРП-75 в 3 раза;

3) выполнение заданных точностных характеристик не зависимо от значений разностей фаз между соседними элементами выборки, в то время как в радиопеленгаторах АРП-75 при превышении помеховой составляющей более чем на 880, а в АРП-85, АРП-АС, АРП «Надежда» более, чем на 600, возникают аномальные ошибки.

Теоретическая значимость проведенного исследования заключается в расширении знаний на основе полученных в нем результатов в области:

а) математического моделирования процессов разрешения фазовой неоднозначности в кольцевых антенных решетках;

б) разработки методов разрешения неоднозначности фазовых измерений при разностях фаз, превышающих 2л.

Практическая значимость результатов исследований заключается в том, что разработанные математические модели и методы позволяют провести вычислительные эксперименты взамен натурных испытаний и на этой основе

сократить объем материальных и временных затрат на проведение доработок и изменений радионавигационных и измерительных систем;

Программная реализация разработанных методов и математических моделей позволяет обеспечить:

а) восстановление фазовой неоднозначности выборки фаз при фактическом наличии трех элементов антенной решетки из шестнадцати, в следствии чего наработка на отказ антенной системы радиопеленгатора повышается в 5 раз;

б) работоспособность АРП при уровнях шумов, превышающих, например, уровень шумов, при которых работает радиопеленгатор АРП-75 в 3 раза;

в) выполнение заданных точностных характеристик не зависимо от значений разностей фаз между соседними элементами выборки, в то время как в радиопеленгаторах АРП-75 при превышении помеховой составляющей более чем на 880, а в АРП-85, АРП-АС, АРП «Надежда» более, чем на 600, возникают аномальные ошибки;

г) возможность проведения дальнейших исследований по изучению: принципов разрешения фазовой неоднозначности в различных технических системах, а также принципов восстановления фазовой неоднозначности, в зависимости от вида неисправности антенной решетки фазоизмерительных систем.

Полученные на основе предложенных методов и математических моделей результаты позволяют провести мероприятия, связанные с повышением надежности работы фазоизмерительных навигационных систем, что, в свою очередь, повышает, безопасность управления воздушным движением.

Результаты диссертационной работы использованы:

а) в ОАО «Научно-производственная корпорация «Русская радиоэлектроника» при выполнении ОКР «Перспектива»;

б) в учебном процессе в ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный технический университет» на кафедре радиотехники, телекоммуникаций и

микроэлектроники в методических указаниях к выполнению лабораторной работы «Моделирование процесса возникновения и разрешения фазовой неоднозначности в аэродромных автоматических радиопеленгаторах» по дисциплине «Математическое моделирование радиотехнических устройств и систем» для подготовки магистрантов по направлению 11.04.01 «Радиотехника», профиля подготовки «Системы и устройства передачи, приема и обработки сигналов».

В качестве методологической основы в диссертационном исследовании использованы труды зарубежных и российских ученых в области фазовых измерений. В работе использованы методы дискретной математики, гармонического, регрессионного и комбинаторного анализа, а также методология проведения вычислительных экспериментов для оценки эффективности работы алгоритмов и программ.

Достоверность полученных научных положений подтверждается использованием адекватных исходных данных для моделирования, точной формулировкой критериев оценки результатов проведенных исследований и их соответствием с допустимой погрешностью, с результатами натурных испытаний.

Для проверки адекватности разработанных в диссертационной работе программ, алгоритмов и моделей использовались результаты натурных испытаний.

Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на: IX Всероссийской инновационной молодежной научно-инженерной выставке «ПОЛИТЕХНИКА» МГТУ им. Н. Э. Баумана 2014, г. Москва. За работу, автор награжден диплом III степени; XI Всероссийской инновационной молодежной научно-инженерной выставке «ПОЛИТЕХНИКА» МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016. г. Москва. За работу, автор награжден диплом I степени; II Всероссийской конференции Молодежь, наука, инновации». ГГНТУ имени академика М.Д. Миллионщикова 2013, г. Грозный; Всероссийской научно -технической конференции. «Фундаментальные и прикладные проблемы, информатики в современной науке»: теория и практика актуальных исследований

Махачкала: ДГТУ, 2016; Х Всероссийской научно- практической конференции (с международным участием) «Современные информационные технологии в проектировании, управлении и экономике» Махачкала: ДГТУ, 2016; ХХ Московском международном салоне изобретений и инновационных технологий («АРХИМЕД-2017»), с разработкой «Программа для ЭВМ "Обнаружение пеленгационного сигнала по амплитуде диаграммы направленности, искусственно сформированной сканируемой линейной антенной решётки"». За работу, автор награжден золотой медалью салона, а также на XXXIV, XXXV, XXXVI, XXXVIII итоговых научно-технических конференциях преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ, соответственно в 2013, 2014, 2015 и 2017 годах.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка сокращений, заключения и списка использованной литературы. Основной текст представлен на 136 страницах машинописного текста, включая 49 рисунка, 4 таблицы и список литературы из 86 наименований.

Личный вклад автора заключается в выполнении основного объема теоретических исследований, разработке методов, алгоритмов и программ, изложенных в диссертационной работе, включая проведение машинных экспериментов, анализ и оформление результатов исследования в виде публикаций, заявок на получение свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ и научных докладов. Результаты диссертационной работы соответствуют пунктам 3, 4, 5, 8, 11 паспорта специальности: 05.12.04 -«Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения».

В первой главе «Анализ условий возникновения неоднозначности фазовых измерений» проведена классификация и анализ работы фазовых детекторов, как объектов, в которых возникает фазовая неоднозначность, показаны их преимущества и недостатки. Анализированы условия, при которых возникает фазовая неоднозначность.

Приведено краткое описание принципа работы АРП (в работе, в качестве АРП рассматриваются аэродромные квазидоплеровские АРП), как одного из наиболее распространенных устройств, где возникают фазовые неоднозначности.

Произведен анализ причин, из-за которых необходимо разрешение фазовой неоднозначности, описаны физические основы и приведена математическая модель процесса возникновения фазовых неоднозначностей на примере аэродромного автоматического радиопеленгатора.

Приведена математическая модель процесса возникновения неоднозначности фазовых измерений в кольцевой антенной решетке АРП. Сформулированы и обоснованы цель диссертационной работы и задачи для её достижения.

Во второй главе «Разрешение фазовой неоднозначности в АРП, находящихся в эксплуатации», показано, что все радиопеленгаторы, разработанные до 90-х годов, реализованы аппаратными методами.

В связи с тем, что, при разработке автоматических радиопеленгаторов и их испытаниях появляется задача проведения анализа и сравнения различных вариантов разрешения фазовой неоднозначности, требуется разработка математических моделей и алгоритмов работы АРП, реализованных аппаратными методами.

В связи с этим, после краткого анализа фазовых детекторов как объектов, в которых возникает фазовая неоднозначность и краткого описания принципа работы АРП, как одного из устройств, где возникают фазовые неоднозначности, описаны принципы разрешения фазовой неоднозначности, реализованные в радиопеленгаторах АРП-75, АРП-80К, АРП-АС, «Платан», и разработаны алгоритмы восстановления фазовой неоднозначности для радиопеленгаторов АРП-75, АРП- АС, «Платан».

В радиопеленгаторах АРП-85, АРП-АС восстановление фазы в метровом диапазоне частот производится с учетом того, что момент перехода от однозначных фаз к неоднозначным и наоборот, сопровождается относительно большим фазовым скачком, сравнивая фазовые переходы с жестко заданным порогом, определяют место нахождения такого скачка, и в этот момент времени неоднозначная фаза дополняется до однозначного добавления к измеренной разности фаз 3600.

При таком способе разрешения фазовой неоднозначности наблюдаются сбои, вызванные тем, что возможная величина фазового скачка может меняться в широких пределах за счет рабочей частоты, угла места, фазовой не идентичности элементов антенной решётки, шумов и т.д., что может повлечь за собой уменьшение его ниже уровня порога. Снижение самого уровня порога приводит к возрастанию числа ложных срабатываний.

Для разрешения фазовой неоднозначности в АРП-АС в ДМВ диапазоне используется так называемое дифферцирование фазы по высокой частоте, суть которого заключается в том, что вместо измерения разностей фаз между кольцевыми и центральным вибратороми коммутируются соседние вибраторы, расположенные в кольцевой антенной решетке (дифференциально фазовый метод обработки информации). В этом случае, вместо выборки фаз с девиацией более 720 градусов получается девиация не более 360 градусов.

В радиопеленгаторе «Пихта», было реализовано так называемое «дифферцирование по низкой частоте», суть которого заключается в том, что измеряются разности фаз между кольцевыми и центральным вибраторами антенной системы. При этом осуществляется запоминание предыдущего значения разности фаз, от которого отнимается последующее значение разностей фаз. Дифференцирование по низкой частоте позволило уменьшить взаимное влияние соседних одновременно включаемых вибраторов антенной системы. Это позволило на 50% увеличить точность пеленгования.

В первом отечественном АРП «ПЛАТАН», реализованном с использованием микропроцессора в канале обработки информации, дифференцирование по низкой частоте осуществлено программными методами, что не дало существенного выигрыша в точностных характеристиках АРП, ввиду того, что для обработки пеленгационной информации были использованы известные методы, использовавшиеся в радиопеленгаторах, реализованных аппаратными методами.

В главе 3 «Разработка методов и алгоритмов разрешения фазовой неоднозначности для аэродромных автоматических радиопеленгаторов»

разработаны оригинальные методы и алгоритмы разрешения неоднозначностей фазовых измерений:

а) с использованием фаз ортогонально расположенных вибраторов;

б) методом комбинаторики.

Проведены машинные эксперименты с разработанными моделями.

В главе 4 «Имитационная модель разрешения фазовой неоднозначности» приведена математическая модель оригинального метода разрешения фазовой неоднозначности с формированием искусственной диаграммы направленности и осуществлено имитационное моделирование разрешения фазовой неоднозначности формированием диаграммы направленности. Приведены результаты имитационного моделирования.

Для разработки программы, демонстрирующей работоспособность метода использована среда разработки прикладных программ LabVIEW (LaboratoryVirtualInstrumentsEngineeringWorkbench) компании NationalInstruments, в которой используется язык графического программирования G.

Осуществлен сравнительный анализ методов разрешения неоднозначности фазовых измерений.

В заключении приводятся обобщенные выводы по результатам исследования и описано направление дальнейшего продолжения исследования.

Глава 1. АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ВОЗНИКНОВЕНИЯ НЕОДНОЗНАЧНОСТИ

ФАЗОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ 1.1 Классификация фазовых детекторов, как объектов, в которых возникает неоднозначность фазовых измерений

Фазовые детекторы находят применение в различных радионавигационных устройствах, в системах автоподстройки частоты, а также для детектирования фазоманипулированных и фазомодулированных сигналов [25].

Аналоговый фазовый детектор (ФД) - это устройство, в котором осуществляет преобразование двух сравниваемых сигналов в напряжение, определяемое разностью фаз между этими колебаниями.

В ФД имеются два входа и один выход. На один из входов подается исследуемый сигнал, а на второй опорный сигнал.

ФД подразделяются на коммутаторные, векторомерные, перемножительные и цифровые.

При аналоговом фазовом детектировании на выходе детектора получают напряжение или ток, прямо пропорциональные фазовому сдвигу сигнала относительного опорного.

На рисунке 1.1 приведена функциональная схема фазовых детекторов, применяемых в отечественных АРП, разработанных после 80-х годов [42].

Рисунок 1.1. Функциональная схема цифрового фазового детектора имеющего линейную характеристику в диапазоне 0-2л

На рисунке использованы обозначения:

ОУ - операционный усилитель,

ДУ - дифференцирующее устройство,

Д - диод,

Г - генератор,

КЭ - ключевой элемент,

СЧ - счетчик.

На рисунке 1.2 для пояснения принципа работы такого фазового детектора приведены временные диаграммы. Здесь, на рисунке 1.6а приведены опорный сигнал иоп, а на рисунке 1.2 б сигнал с кольцевого вибратора антенной системы. Сигналам иоу1 и иоу2 соответствуют сигналы почти прямоугольной формы на выходе дифференцирующих устройств ДУ1 и ДУ2, которые поступают на Д1 и Д2. На выходах диодов Д1 и Д2. На выходах диодов Д1 и Д2 сигналы имеют вид, которые приведены на эпюрах Цдв1 и Цдв2. На ключевой элемент КЭ поступают сигналы идв1 и Цдв2, а также сигнал с генератора Г иг. Сигналы с выхода генератора, поступающие на вход КЭ, имеют частоту 360 Гц. Цдв1 включают КЭ, и на вход счётчика поступают импульсы с выхода генератора Г. Цдв2 выключает КЭ.

Таким образом, количество посчитанных счётчиком импульсов будет равно разности фаз между сигналами с центральных и кольцевого вибраторов.

На рисунке 1.3 приведена фазовая характеристика цифрового фазометра, которая имеет линейную характеристику в диапазоне 0 ^ 3600

Здесь, по оси абсцисс отложено текущее время, оси ординат вниз флинейное изменение фазы входного сигнала фвх, а вверх изменение фазы на выходе фазового детектора.

В связи с тем, что фазовый детектор измеряет разности фаз только в пределах 0 ^ 2л, сигнал на выходе фазового детектора имеет пилообразный характер.

Рисунок 1.2. Временные диаграммы работы цифрового фазометра, имеющего линейную характеристику в диапазоне 0-2л

Рисунок 1.3. Фазовая характеристика цифрового фазометра, имеющего линейную характеристику в диапазоне 0 ^ 3600

На рисунке 1.4 приведена фазовая характеристика такого цифрового фазометра. На рисунке по оси абсцисс отложено текущее время. По оси ординат изменению фазы на выходе фазового детектора.

В связи с тем, что ФД измеряет разности фаз только в пределах 0-360°, сигнал на выходе ФД имеет пилообразный вид.

Следует отметить, что в АРП могут быть использованы и фазовые детекторы, имеющие линейную характеристику в диапазоне - л + +л.

На рисунке 1.5 приведена функциональная схема цифрового фазового детектора, имеющего линейную характеристику в диапазоне - л ^ л.

На рисунке 1.5 обозначения функциональных узлов те же, что и на рисунке

1.5.

Рисунок 1.4. Фазовая характеристика цифрового фазометра, имеющего линейную характеристику в диапазоне - л ^ л

Рисунок 1.5. Функциональная схема цифрового фазового детектора, имеющего линейную характеристику в диапазоне - л ^ л

Принцип работы фазового детектора понятен из описания работы фазометра, имеющего линейную характеристику в диапазоне 0-2л

Дополнительно введенный функциональный узел ОЗ, расшифровывается как «определитель знака».

На рисунке 1.6 приведены временные диаграммы, поясняющие работу детектора, имеющего линейную характеристику в диапазоне - л ^ л.

Как видно из рисунков 1.5 и 1.6 сигнальные отрицательные импульсы не срезаются, как это сделано на рисунке 1.8. Благодаря этому, ключевой элемент выключается как положительными, так и отрицательными сигнальными импульсами.

При выключении положительным импульсом, разности фаз считаются положительными, а при выключении отрицательным импульсом -отрицательным.

Для пояснения, сказанного, на рисунке 1.6 приведены два варианта измерительного сигнала ис1 и ис2.

При этом, если фазовый детектор имеющий линейную характеристику в диапазоне 0 ^ 2 л выдаст для Ц;1 разность фаз в 2400, а для Ц;2 - 1200, то фазовый детектор имеющий линейную характеристику в диапазоне - л ^ л выдаст для ис1 разность фаз в минус 600, а для Ц;2 - плюс 1200.

На рисунке отрицательные фазы показаны в виде отрицательных импульсов.

В настоящее время фазометры, приведенные на рисунках 5 и 9, реализуются программно на ЦСП процессорах.

1.2. Краткое описание принципа работы АРП, как одного из устройств, где требуется разрешение неоднозначностей фазовых измерений

В основу принципа действия радиопеленгатора положен эффект фазовой манипуляции принимаемого сигнала, возникающий при коммутации неподвижных вибраторов антенной системы [16, 23, 22, 35, 42].

Рисунок 1.6. Временные диаграммы работы цифрового фазометра, имеющего

линейную характеристику в диапазоне - л ^ л

На рисунке 1.7 изображена упрошенная функциональная схема АРП с шестнадцати вибраторной антенной системой.

Антенная система облучается источником, который для простоты рассуждений считается неподвижным и достаточно удаленным от антенной системы. В таком случае фазовый фронт электромагнитной волны можно считать плоским.

Поскольку происходит непрерывное переключение кольцевых вибраторов антенны относительно источника, то на принимаемый сигнал налагается фазовая манипуляция. При этом изменение фазы ф для 1-го вибратора определяется по выражению [42]

щ = шсоб - 1) - в) + 61, С1.1)

где т - индекс модуляции, в свою очередь определяемый из выражения

т = —-—собР, (1.2)

А

Р - угол места;

2Я — база антенной решетки;

к - длина волны пеленгуемого сигнала;

в - пеленг на источник излучения;

81 - погрешность измерения.

В схеме, коммутатор по импульсам коммутации, поступающим с генератора опорных и управляющих напряжений ГОУН, производит коммутацию вибраторов кольцевой антенной решетки с частотой 43,4 Гц.

При этом, сигнал с кольцевых вибраторов подается на один вход однополосного модулятора (ОМ), а с центрального вибратора на второй вход ОМ.

Рисунок 1.7. Упрошенная функциональная схема АРП с шестнадцати вибраторной антенной системой

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Тетакаев Умар Резванович, 2019 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Асланов Г. К. Прикладные методы обеспечения точностных характеристик АРП и АРПС: автореф. дис. д-ра. техн. наук / Асланов Гайдарбек Кадырбекович. -Москва, 1998.

2. Асланов, Г. К. Формирование диаграммы направленности АРП с помощью корреляционной обработки / Г. К. Асланов, К. Г. Магомедов, А. П. Дзюба // Вестн. Дагестанского технического университета. Вып. 1. Технические науки. -1997.

3. Асланов, Г. К. Сравнительный анализ методов обработки информации АРП / Г. К. Асланов, А. С. Саидов, А. П. Дзюба // Вопросы проектирования и опыт разработки современных радиотехнических систем и приборов. -Махачкала. - 1996.

4. Асланов, Г. К. Анализ причин возникновения аномальных ошибок в квазидоплеровских автоматических радиопеленгаторах / Г. К. Асланов, О. И. Гасанов // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Серия Информатика Телекоммуникации Управление. № 2. - СПб. - 2009.

5. Асланов, Г. К. Анализ ошибок автоматических радиопеленгаторов, вызываемых выходом из строя элементов антенной системы / Г. К. Асланов, О. И. Гасанов // Вестн. Дагестанского технического университета. Вып. 11. Технические науки. - 2008.

6. Асланов, Г. К. Улучшение технических характеристик АРП, путем его интеллектуализации / Г. К. Асланов, О. И. Гасанов // Материалы IV Всероссийской конференции по актуальным проблемам внедрения и развития сектора 1Т-технологий «Современные информационные технологии в проектировании, управлении и экономике». - Махачкала: 2010

7. Асланов, Г. К. Об одном методе обеспечения работоспособности фазовых автоматических радиопеленгаторов при неисправных вибраторах антенной системы / Г. К. Асланов, Р. Б. Казибеков, У. Р. Тетакаев // Молодежь, наука,

инновации»: Материалы II Всероссийской конференции. Т. 1. ГГНТУ имени академика М. Д. Миллионщикова. - Грозный. - 2013.

8. Асланов, Г. К. Об одном методе восстановления последетекторного сигнала в радиопеленгаторах / Г. К. Асланов, С. Ф. Мугудинов, У. Р. Тетакаев // Сборник тезисов докладов XXXIV итоговой научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ: тезисы докладов. Часть I. Технические науки - Махачкала: ДГТУ, 20139. Асланов, Г. К. Об одном методе увеличения девиации фазы радиопеленгатора в нижней части частотного диапазона / Г. К. Асланов, С. Ф. Мугудинов, С. Ф. Телевов, У. Р. Тетакаев // Сборник тезисов докладов XXXIV итоговой научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ: тезисы докладов. Часть I. Технические науки -Махачкала: ДГТУ, 201310. Асланов, Г. К. Косвенная оценка помеховой обстановки в районе расположения УКВ автоматического радиопеленгатора / Г. К. Асланов, Р. М. Набиулин, У. Р. Тетакаев // Сборник тезисов докладов XXXV итоговой научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ: тезисы докладов. Часть I. Технические науки - Махачкала: ДГТУ, 201411. Асланов, Г. К. Обеспечение работоспособности автоматических радиопеленгаторов при неисправной антенной системе с использованием фаз ортогонально расположенных вибраторов / Г. К. Асланов, Р. Б. Казибеков, У. А. Мусаева, У. Р. Тетакаев // Вестн. Дагестанского технического университета. Вып. 36. Технические науки. - 2015.

12. Асланов, Г. К. Разрешение фазовой неоднозначности методом комбинаторики / Г. К. Асланов, Р. Б. Казибеков, У. Р. Тетакаев // Сборник тезисов докладов XXXVI итоговой научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ: тезисы докладов. Часть I. Технические науки - Махачкала: ДГТУ, 201513. Асланов, Г. К. Моделирование процесса формирования диаграммы направлености фазового укв автоматического радиопеленгатора в среде

разработки прикладных программ labview / Г. К. Асланов, Р. Б. Казибеков, Р. М. Набиулин, У. Р. Тетакаев // Вестн. Дагестанского технического университета. Вып. 38. Технические науки. - 2015.

14. Белявский, Л. С. К вопросу об оценке влияния отражений от местных предметов на точность радиопеленгования] / Л. С. Белявский, И. П. Чуткий // Радиотехническое оборудование аэропортов и воздушных трасс. Межвуз. сб. науч. тр. - Киев: КИИГА, 1981.

15. Богословская М. А. Повышение достоверности и точности измерения угловых координат целей моноимпульсным пеленгатором: автореф. дис. канд. техн. наук / Богословская Мария Александровна. - Москва, 2008.

16. Вартанесян, В. А. Радиопеленгация / В. А. Вартанесян, Э. Ш. Гойхман, М.И. Рогаткин. - М.: Воениздат, 1968. - 248с.

17. Гасанов О.И. Моделирование процессов возникновения аномальных ошибок в аэродромных квазидоплеровских автоматических радиопеленгаторах: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук: 0513.18/ Гасанов Омар Исрапилович. - Махачкала, 2010, - 18 с.

18. Гаджимурадов, З. А. Разрешение фазовой неоднозначности и определение пеленга путем цифрового сканирования диаграммы направленности / З. А. Гаджимурадов, Н. М. Алиев // Межвузовский научно- тематический сборник "Проектирование электронной аппаратуры с применением САПР". - Махачкала. -1990.

19. Голосовский, А. М. Синтез оптимальных схем фазового радиопеленгатора / А. М. Голосовский // "Вопросы радиоэлектроники", серия "Общетехническая". - 1971.

20. Денисов, В. П. Радиотехнические системы: учебное пособие / В. П. Денисов, Б. П. Дудко. - Томск, 2005. - 148 с.

21. Дзюба, А. П. Модели и алгоритмы процессов функционирования аэродромных квазидоплеровских автоматических радиопеленгаторов: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук: 0513.18/ Дзюба Александр Павлович. - Махачкала, 2008,- 18 с.

22. Иголкин, Ю. М. Автоматический радиопеленгатор АРП-75: учебное пособие для вузов гражданской авиации / Ю. М. Иголкин, Е. М. Петров. - Рига: РИО РКИНГА, 1985. - 95с.

23. Кукес, И. С. Основы радиопеленгации / И. С. Кукес, М.Е. Старик. - М.: Сов. радио, 1964. - 640 с.

24. Куликов, Е. И. Оценка параметров сигналов на фоне помех / Е. И. Куликов, А.П. Никифоров. - М.: Сов. радио, 1978. - 296 с.

25. Леонов, А. И. Моноимпульсная радиолокация / А. И. Леонов, К. И. Фомичев. - М.: Радио и связь, 1984. - 312 с.

26. Мазора, Ю. Л. Радиотехника. Энциклопедия / Ю. Л. Мазора, Е. А. Мачусский, В. И. Правда. - М.: ДМК Пресс, 2016. - 944 с.

27. Мамедов Л.К.. Моделирование процессов обнаружения пеленгационного сигнала в аэродромных квазидоплеровских автоматических радиопеленгаторах: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук: 0513.18/ Мамедов Летиф Кафланович. - Махачкала, 20012,- 18 с.

28. Мамедов Л.К., Асланов Г.К., Тетакаев У.Р., Казибеков Р.Б. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016617492. дата гос. регистрации в Реестре программ для ЭВМ - 06.07.16г. Обнаружение пеленгационного сигнала по амплитуде диаграммы направленности, искусственно сформированной сканируемой линейной антенной решетки.

29. Мамедов, Л. К. Алгоритм обнаружения пеленгационного сигнала / Л. К. Мамедов // Всероссийская научно- техническая конференция «Современные информационные технологии в управлении» - Махачкала: ДГТУ, 200330. Мамедов, Л. К. Математическое моделирование процессов обнаружения

пеленгационного сигнала / Л. К. Мамедов // Современные информационные технологии в проектировании, управлении и экономики.- Махачкала. - 2005.

31. Марущак, А. И. Способы повышения точности пеленгования аэродромных УКВ радиопеленгаторов / А. И. Марущак, А. М. Расин. - Труды НИИ гражданской авиации. Вып. 136. - 1997.

32. Марцинковский, Н. А. О дискретном интегрировании сигналов АРП при цифровом методе обработки информации. / Н. А. Марцинковский. - Труды ГОСНИИГА. Вып. 119. - 1975.

33. Материалы фирмы Furuno Electronic Go., Ltd., pub. N NRG-010, October, 1982.

34. Матьянова, Л. Ведущие зарубежные фирмы, выпускающие навигационные системы. Обзорная справка, микрофильм Р025547, держатель -НИИЭИР.

35. Мезин, В. К. Автоматические радиопеленгаторы / В. К. Мезин. - М.: Радио и связь, 1969. - 216 с.

36. Одноканальный радиопеленгатор ЕР 1650 с частотным диапазоном 20...500 МГц". Перевод N 4-28489 от 10.09.84г., ВЦП.

37. Отчет по научно-исследовательской работе «Разработка технологии автоматической компенсации когерентных переотражений от местных предметов в радиотехнических системах радиопеленгации и управления объектами различного назначения по радиоканалам». шифр САККП «Компенсация» ОАО НИИ «Сапфир», Махачкала, 2002

38. Палшков, В. В. Радиоприемные устройства: учебное пособие / В. В. Палшков. - М.: Радио и связь, 1984. - 392 с.

39. Пат. 2144200 Российская Федерация, МПК7 G01S 3/14. Способ пеленгации радиосигналов и многоканальный пеленгатор / Ашихмин А.В., А. Д. Виноградов, В. Н. Кондращенко, А. М. Рембовский; заявитель и правообладатель Рембовский Анатолий Маркович 2000. № 96113892/09 заявл. 04.07.1996; опубл. 20.11.1996

40. Пат. 2251707 Российская Федерация, МПК7 МПК7 G01S 3/14. Способ пеленгования источника радиосигнала / Уфаев В. А., Уфаев Д. В. Уфаев; заявитель и правообладатель 5 Центральный научно-исследовательский испытательный институт Министерства обороны Российской Федерации. № 2003108306/09 заявл. 25.03.2003; опубл. 10.05.2005

41. Пестряков, В. Б. Фазовые радиотехнические системы] / В. Б. Пестряков. -М.: Советское радио, 1968. - 468 с.

42. Саидов, А. С. Проектирование фазовых автоматических радиопеленгаторов / А. С. Саидов, А. Р. Тагилаев, Н. М. Алиев, Г. К. Асланов. -М.: Радио и связь, 1997. - 160с.

43. Сиверс, П. А. Проектирование радиоприемных устройств / П. А Сиверс. - М.: Советское радио, 1976. - 488 с.

44. Силяков, В. А. Системы авиационной радиосвязи: учебное пособие / В. А. Силяков, В. Н Красюк; под ред. В. А. Силякова; СПбГУАП. - СПб., 2004. - 160 с.

45. Тетакаев У. Р. Использование преобразования Гильберта для вычисления пеленга / У. Р. Тетакаев // Сб. тез. докл. XXXIV итоговой науч.-техн. конф. преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ, 23-27 апр. 2013 г. - Махачкала: ДГТУ, 2013. - С. 60-61.

46. Тетакаев У. Р. Об одном методе увеличения девиации фазы радиопеленгатора в нижней части частотного диапазона / У. Р. Тетакаев // Сб. тез. докл. XXXIV итоговой науч.-техн. конф. преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ, 23-27 апр. 2013 г. - Махачкала: ДГТУ, 2013. - С. 73.

47. Тетакаев У. Р. Косвенная оценка помеховой обстановки в районе расположения УКВ автоматического радиопеленгатора / У. Р. Тетакаев // Сб. тез. докл. XXXV итоговой науч.-техн. конф. преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ, 21-26 апр. 2014 г. - Махачкала: ДГТУ, 2014. - С. 79-81.

48. Тетакаев У. Р. Разрешения фазовой неоднозначности методом комбинаторики / У. Р. Тетакаев, Р.Б. Казибеков // Сб. тез. докл. XXXVI итоговой науч.-техн. конф. преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ, 21-25 апр. 2015 г. - Махачкала: ДГТУ, 2015. - С. 52-54.

49. Тетакаев У. Р. Моделирование корреляционной обработки информации в аэродромных фазовых автоматических радиопеленгаторах / Г.К. Асланов, Р.М. Набиуллин, Р.Б. Казибеков, У. Р. Тетакаев // Сборник тезисов докладов XXXVI итоговой научно-технической конференции преподавателей, сотрудников,

аспирантов и студентов ДГТУ, 21-25 апр. 2015 г. - Махачкала: ДГТУ, 2015. - С. 54-56.

50. Тетакаев, У. Р. Обеспечение работоспособности автоматических радиопеленгаторов при неисправной антенной системе с использованием фаз ортогонально расположенных вибраторов / Г. К. Асланов, Р. Б. Казибеков, У. А. Мусаева, У. Р. Тетакаев // Вестник. Дагестанского государственного технического университета. -2015. № 1 (Т. 36).- С. 31-37.

51. Тетакаев, У. Р. Моделирование процесса формирования диаграммы направлености фазового укв автоматического радиопеленгатора в среде разработки прикладных программ labview / Г. К. Асланов, Р. Б. Казибеков, Р. М. Набиулин, У.Р.Тетакаев, // Вестник. Дагестанского государственного технического университета. -2015. № 3 (Т. 38).- С. 49-56.

52. Тетакаев, У. Р. Оценка ошибок, вызываемых выходом из строя элементов антенной системы аэродромного автоматического радиопеленгатора / Г. К. Асланов, Т.Г.Асланов, Р. Б. Казибеков, У.Р.Тетакаев // Вестник Дагестанского технического университета. - 2018. №2 (Т. 45) С. 94-103.

53. Тетакаев У.Р. Обнаружение пеленгационного сигнала по амплитуде диаграммы направленности искусственно сформированной сканируемой линейной антенной решетки. / Л.К.Мамедов, Г.К.Асланов, У.Р.Тетакаев, Р.Б Казибеков // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016617492. Заявл. 20126614687. опуб. 06.07.16г.

54. Тетакаев, У. Р. Моделирование процесса возникновения и разрешения фазовой неоднозначности в аэродромных автоматических радиопе6ленгаторах. / У.Р. Тетакаев // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2018615103. Заявл. №2018612296 от 12.03. 2016г: опубл. 24.04.2018.

55. Тетакаев, У. Р. Демонстрационная модель формирования диаграммы направленности фазового ультракоротковолнового квазидоплеровского АРП / У. Р. Тетакаев // Современные информационные технологии в проектировании, управлении и экономике:материалы Х Всероссийской научно- практической конференции (с международным участием) - Махачкала: ДГТУ, 2016 - С 74-79.

56. Тетакаев У. Р. Повышение надежности работы фазовых автоматических радиопеленгаторов за счет использования языка АДА / Р. Б. Казибеков, Т. М. Мирзабеков, У. Р. Тетакаев // Фундаментальные и прикладные проблемы, информатики в современной науке: теория и практика актуальных исследований: материалы Всероссийской научно- технической конференции, 19-21октября 2016. - Махачкала: ДГТУ, 2016 - С 74-76.

57. Тетакаев У. Р. Тетакаев У. Р. Повышение надежности автоматического радиопеленгатора за счет оптимизации времени накопления информации в зависимости от уровня пеленгуемого сигнала / У. Р. Тетакаев, Р.Б. Казибеков, Т.М. Мирзабеков, Р.Ф. Шихмагомедова // Сборник тезисов докладов XXXVIII итоговой научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ, 17-22 апр. 2017 г. - Махачкала: ДГТУ, 2017. - С. 85-87.

58. Тетакаев, У. Р. Разрешение фазовой неоднозначности в эквидистантных кольцевых антенных решетках с использованием фазовых соотношений на ортогонально расположенных вибраторах / У.Р Тетакаев, Б.И.Шахтарин, Г. К.Асланов, Р. Б. Казибеков// Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2015618421. Заявл. 2015615223, опуб. 10.08.15г.

59. УКВ доплеровские радиопеленгаторные фирмы Rohde & Schwarz. Материалы фирмы Data sheet N 5-275, E-2.

60. УКВ пеленгатор KS-537. Материалы фирмы Koden Electronics Co., Ltd., Япония.

61. УКВ пеленгатор Simrad TDL-1250 для спасательных судов береговой охраны Великобритании. Safety of Sea, 1982, N 163, p.8.

62. УКВ прецезионный пеленгатор РА-001 для пеленгования судов. News from Rohde & Schwarz (1980) sommer, No.19, p.15.

63. Федосов В.П., Нестеренко А.К. Цифровая обработки сигналов в LabVIEW / Под ред. В.П. Федосова. ; М.: ДМК Пресс, 2007. - 472 с.

64. Черемисин О. П. Эффективность адаптивных методов пеленгации помех. [Текст] / О. П. Черемисин // Радиотехника и электроника. Вып. 9. - 1989.

65. Neues von Rohde & Schwarz, Winter 1986/87.

66. A. Coupard, J.Perrin. Essai dun radio-goniometre VHF pour e'identification des navires dans le Pas de Calais. Naviga tion (Frense), 1977, v.25, N 98, pp.187-193.

67. Compact 12-chanel VNF D/F, Interavia, 1983, v.1, p.79.

68. Unsett U. VHF Direction Finders control shipping in North Sea and Atlantic. News from Rohde & Schwarz (1989) No.124, pp.36...37.

69. Performance analysis of direction finding using lag redundancy averaging /Doron Miriam A., Weiss Anthony J., //IEEE Trans. Signal Process. - 1993. - 41, N3.

70. Furuno Electric Co. LTD, Pub. NNPG-010, October 1982 (Japan)

71. Precision DF safeguards North-Sea shipping. News from Rohde & Schwarz (1985) No.109, pp.35-36.

72. F. Quint, J. Reichert and H. Roos. Emitter Detection and Tracking Algorithm for a Wide Band Multichannel. Direction-Finding System in the HF-Band. Proc. MILCOM 1999, vol.1, pp.212-216. 1999.

73. Direction finding of narrowband autoregressive so-urces by antenna arrays /Ziskind Ilan, Bar-Ness Yeheskel // Antennas and Propag.: Int. Symp. Dig."Merg. Technol. 90's", Dallas, Tex., May 7-11, 1990. Vol. 4. - Piscataway (N.J.), 1990.

74. Mutual coupling effects on phase-only direction finding / Weiss Anthony J., Friedlander Benjamin // IEEE.Trans. Antennas and Propag. - 1992. - 40, N5.

75. VHF Kompaktpieler PA-022, anf Der Roschungsplath-rorm "Nordsee", News from Rohde & Schwarz (1984) v. 107.

76. Icao Bulletin, 1977, v.32, N 5, p.41.

77. A. Chemarov, "The Signal Detection/Direction Finding Algorithm in a Wide Simultaneous Scan Band", 8-th International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Ecology, EMC-2009, p. 71-74, St.-Petersburg, Russia, June 16-19, 2009.

78. Johnson, J.: R&S direction finders for Her Majesty's Coastguard. News from Rohde & Schwarz (1985) No.109, pp.36-37.

79. Neues von Rohde & Schwarz, 1985, N 109.

80. Icao Bulletin, 1984, v.39, N 3, p.180.

81. Direction-of-arrival estimation for narrow band coherent and incoherent sources in the presence of unknown noise fields / Wang Fengzhen // Res. IEEE Int. Radar Conf., Arlington, Va, May 7-10, 1990. - New York (N. Y.), 1990.

82. Coupard, A., Perrin, J., VHF Direction Finder NP 7 for supervision of shipping in English Channel. News from Rohde & Schwarz (1975) No.71, pp.4-7.

83. P.Soati. Sistema di radionavigazione VOR. Antenna hItalia), 1977, v.49, N 6, pp.226-229.

84. Icao Bulletin, 1984, v.39, N 3, p.180.

85. Neues von Rohde & Schwarz, Sommer 1980.

Электронные ресурсы

86. http://www.vevivi.ru/best/Izmerenie-fazovogo-sdviga-ref227640.html. Измерение фазового сдвига.

Приложение 1

Программа разрешения фазовой неоднозначности с использованием значений фаз с ортогонально расположенных вибраторов

main.cpp

#include <iostream> #include <conio.h> #include "Functions.h" using namespace std;

int main() {

setlocale(LC_ALL, "Russian");

Input();

calcDev();

calcMasDop();

calcAndPrintTrueFaza();

calcAndPrintPhaseAmbiguity();

CalcPhaseRepair();

Output();

_getch();

return 0;

}

Functions.h

#ifndef FUNCTIONS_H #define FUNCTIONS H

void Input();

void CalcPhaseRepair();

void calcDev();

void calcMasDop();

void calcAndPrintTrueFaza();

void calcAndPrintPhaseAmbiguity();

void Output();

#endif

Functions.cpp

#include <cmath> #include <fstream> #include "Functions.h" #include <iostream> #include <conio.h> #include <stdlib.h>

using namespace std; using std::cout; using std::cin; using std::endl;

int countDop = NULL; double frequency; int betta; int tetta;

double TrueFaza[16];

double PhaseAmbiguity[16];

double PhaseRepair[16];

double *DemoMasA = new double[countDop];

double *DemoMasB = new double[countDop];

int *vector = new int[countDop];

double MasOtnosheniya[6][6];

double dev, devia;

const double Pi = 3.14159265359;

int temp = NULL;

void Input() {

cout << "^Введите частоту в диапазоне 100 - 400 МГц\п"; cin >> frequency;

cout << "^Введите угол прихода^"; cin >> betta;

cout << "^Введите угол пеленга\n"; cin >> tetta;

}

void calcDev() {

double lyambda;

lyambda = 300.0 / (double)frequency;

dev = 2.0 * Pi * 1.6 / lyambda * cos((double)betta*Pi / 180.0) * 57.295779513; cout << "\Девиация = " << dev << "\n"<< endl;

}

void calcMasDop() {

if (dev <= 360) {

countDop = 2; // {0, 1}

for (int i = 0; i < countDop; i++) {

vector[i] = i;

//cout << "vector= " << vector[i] << " ";

}

}

else if ((dev > 360) && (dev <= 720)) {

countDop = 4; // {-1, 0, 1, 2}

for (int i = 0; i < countDop; i++) {

vector[i] = i-1;

//cout << "vector= " << vector[i] << " ";

}

}

else if ((dev > 720) && (dev <= 1080)) {

countDop = 6; // {-2, -1, 0, 1, 2, 3}

for (int i = 0; i < countDop; i++) {

vector[i] = i-2;

//cout << "vector= " << vector[i] << " ";

}

}

//cout << "countDop= " << countDop; DemoMasA = new double[countDop]; DemoMasB = new double[countDop];

}

void calcAndPrintTrueFaza() {

cout << "YtHcTHHHbie $a3bi\n";

for (int k = 0; k < 16; k++) {

TrueFaza[k] = (dev * cos(2.0 * Pi * k / 16.0 - tetta*Pi / 180.0)); cout << k << ") " << TrueFaza[k] << " ";

}

cout << endl << endl;

}

void calcAndPrintPhaseAmbiguity() {

cout << "\tOa3M c He0gH03HanH0CTbro\n";

for (int k = 0; k < 16; k++) {

if (((TrueFaza[k] < 0) && (TrueFaza[k] > -0.001)) || ((TrueFaza[k] > 0) && (TrueFaza[k] < 0.001)))

PhaseAmbiguity[k] = 0;

else if ((TrueFaza[k] >= 0.001) && (TrueFaza[k] < 360)) // 0 ... 360

PhaseAmbiguity[k] = TrueFaza[k];

else if ((TrueFaza[k] > 360) && (TrueFaza[k] < 720)) // 361 ... 720

PhaseAmbiguity[k] = TrueFaza[k] - 360;

else if (TrueFaza[k] > 720) // 721 ...

PhaseAmbiguity[k] = TrueFaza[k] - 720;

else if ((TrueFaza[k] < -0.001) && (TrueFaza[k] > -360)) // ... 0

PhaseAmbiguity[k] = 360 + TrueFaza[k]; else if ((TrueFaza[k] < -360) && (TrueFaza[k] > -720)) // -720 ... -361

PhaseAmbiguity[k] = 720 + TrueFaza[k]; else if (TrueFaza[k] < 720) // ... -721

PhaseAmbiguity[k] = 1080 + TrueFaza[k];

cout << k <<") "<<PhaseAmbiguity[k] <<" ";

}

cout << endl << endl;

}

void CalcPhaseRepair() {

cout << M\tBoccTaHOB^eHHMe $a3bi\n"; int cmin, dmin; cmin = dmin = 0; double min = 0;

for (int a = 0; a < 12; a++) {

for (int b = 0; b < countDop; b++) {

DemoMasA[b] = PhaseAmbiguity[a] - vector[b] * 360;

DemoMasB[b] = PhaseAmbiguity[a + 4] - vector[b] * 360; //cout << DemoMasA[b] << " \t" << DemoMasB[b] << "\n";

}

//cout << "\n";

for (int c = 0; c < 6; c++) {

for (int d = 0; d < 6; d++) {

devia = sqrt(pow(DemoMasA[d], 2) + pow(DemoMasB[c], //cout << devia << " ";

MasOtnosheniya[c][d] = abs(devia / dev - 1);

min = MasOtnosheniya[0][0];

//cout << MasOtnosheniya[c][d] << " ";

}

//cout << "\n";

}

for (int c = 0; c < 6; c++) {

for (int d = 0; d < 6; d++) {

if (MasOtnosheniya[c] [d] <= min) {

min = MasOtnosheniya[c][d]; cmin = c; dmin = d;

}

}

}

for (int c = 0; c < 6; c++)

{

for (int d = 0; d < 6; d++) {

if (MasOtnosheniya[c] [d] == min) {

temp++;

}

}

}

if (temp >= 1) {

PhaseRepair[a] = DemoMasA[dmin]; PhaseRepair[a + 4] = DemoMasB[cmin];

}

else {

cout << endl << "ATTENTION ! " << endl;

}

//cout << "\nc= " << cmin << "d= " << dmin << "\n\n" << "temp = "

<< temp<<"\n";

temp = 0;

//co^ut

endl;

//cout << PhaseRepair[a] << " " << PhaseRepair[a + 4] << "\n\n";

}

for (int f = 0; f < 16; f++) {

cout << f << ") " << PhaseRepair[f] << " ";

void Output() {

ofstream fout("Output.txt");

fout << "\tfrequency " << frequency << " betta " << betta << " dev " << dev << " tetta " << tetta << "\n\n";

for (int k = 0; k < 16; k++) {

fout << k << ") " << TrueFaza[k] << "\t" << PhaseAmbiguity[k] << "\t" <<

PhaseRepair[k] << "\n"; }

fout.close();

}

Приложение 2.

Программа разрешения фазовой неоднозначности АРП методом ком бинаторики

// kombinatorika.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.

//

#include <iostream> #include <conio.h> #include <cmath> #include <fstream> #include <stdlib.h> #include <windows.h>

using namespace std;

using std::cout;

using std::cin;

using std::endl;

#define PI 3.14159265359

#define RAD 57.295779513

#define SPEED 300.0 // Скорость света в вакууме

#define R 1.6

#define FULLTERN 360 // Полный оборот

#define NUMBER 16 // Количество вибраторов

int vib1;

int vib2;

int vib3;

int countDop;

double ^equency;

int betta;

int tetta;

double TrueFaza[NUMBER]; int *vector = new int[countDop]; double dev;

double new_a, new_b, new_c;

int main() {

setlocale(LC_ALL, "Russian"); double lyambda;

cout << "^Введите частоту в диапазоне 100...150 , 220...400 МГц\п"; cin >> frequency;

if((frequency<100)||((frequency>150)&&(frequency<220))||(frequency>400)) {

cout<<"Ошибка ввода данных, программа прекратит свою работу"; while(1){}

}

cout << "^Введите угол прихода\n"; cin >> betta;

/*if(betta<0) {

соиК<"Ошибка ввода данных, программа прекратит свою работу"; while(1){}

}*/

cout << "\tВведите угол пеленга\n"; cin >> tetta;

/*if(tetta<0) {

соиК<"Ошибка ввода данных, программа прекратит свою работу"; while(1){}

}*/

lyambda = SPEED / (double)frequency;

dev = 2.0 * PI * R / lyambda * cos((double)betta/RAD);

dev= dev*RAD;

cout << "\t,Цевнацнfl = " << dev << "\n" << endl;

cout << "\tHcTHHHbie $a3bi\n";

for (int k = 0; k < NUMBER; k++) {

TrueFaza[k] = (dev * cos(2.0 * PI * k / NUMBER - tetta/RAD)); if (((TrueFaza[k] < 0) && (TrueFaza[k] > -0.001)) || ((TrueFaza[k] > 0)

&& (TrueFaza[k] < 0.001))) {

TrueFaza[k] = 0;

}

cout << k << ") " << TrueFaza[k] << " ";

}

cout << endl << endl;

if (dev <= FULLTERN) {

countDop = 2; vector[0] = 0; vector[1] = 1;

}

else if ((dev > FULLTERN) && (dev <= 2 * FULLTERN)) {

countDop = 4;

for (int i = 0; i < countDop; i++) {

vector[i] = i - 1;

}

}

else if ((dev > 2 * FULLTERN) && (dev <= 3 * FULLTERN)) {

countDop = 6;

for (int i = 0; i < countDop; i++) {

vector[i] = i - 2;

}

}

cout << "^Введите номера трёх работоспособных вибраторов в диапазоне 1...16\n";

cin >> vib1 >> vib2 >> vib3;

if((vib1<1)|| (vib1>16)|| (vib2<1)|| (vib2>16)|| (vib3<1) 11 (vib3>16) 11 (vib1==vib2)| | (vi

b1==vib3) 11 (vib2==vib3)) {

cout<<мОшибка ввода данных, программа прекратит свою работу"; while(1){}

}

const double a = dev * cos(2.0 * PI * (vib1 - 1) / NUMBER - tetta/RAD); cout << "A= " << a << "\t";

const double b = dev * cos(2.0 * PI * (vib2 - 1) / NUMBER - tetta/RAD); cout << "B= " << b << "\t";

const double c = dev * cos(2.0 * PI * (vib3 - 1) / NUMBER - tetta/RAD);

cout << "C= " << c << "\n";

double *vector_a = new double[countDop];

double *vector_b = new double[countDop]; double *vector_c = new double[countDop]; int countDop2 = pow(countDop,2); double *vectorTetta = new double[countDop2]; double *vectorTetta2 = new double[countDop2]; double *vectorBetta = new double[countDop2]; double *vectorBetta2 = new double[countDop2];

for (int i = 0; i < countDop; i++) {

vector_a[i] = (a + (2 * (vector[i] - 1) * 180));

cout << "vector_a[" << i << "]= " << vector_a[i] << "\n";

}

for (int i = 0; i < countDop; i++) {

vector_b[i] = (b + (2 * (vector[i] - 1) * 180));

cout << "vector_b[" << i << "]= " << vector_b[i] << "\n";

}

for (int i = 0; i < countDop; i++) {

vector_c[i] = (c + (2 * (vector[i] - 1) * 180));

cout << "vector_c[" << i << "]= " << vector_c[i] << "\n";

}

int temp = 0;

for (int b = 0; b < countDop; b++)

{

for (int a = 0; a < countDop; a++) {

vectorTetta[temp] = (atan((vector_b[b]*cos(2.0*PI*(vib1-1)/NUMBER)-vector_a[a]*cos(2.0*PI*(vib2-1)/NUMBER))/(vector_a[a]*sin(2.0*PI*(vib2-1)/NUMBER)-vector_b [b] * sin(2.0 *PI*(vib 1 - 1)/NUMBER))))*RAD ;

if (((vectorTetta[temp] < 0) && (vectorTetta[temp] > -0.001)) ||

((vectorTetta[temp] > 0) && (vectorTetta[temp] < 0.001))) {

vectorTetta[temp] = 0;

}

//cout << "vectorTetta[" << temp << "]= " << vectorTetta[temp] << "\n"; vectorBetta[temp] = acos(abs((vector_b[b]*lyambda)/(2*PI*R*cos((2.0 * PI * (vib2 - 1) / NUMBER) - vectorTetta[temp]/RAD))/RAD))*RAD;

if (((vectorBetta[temp] < 0) && (vectorBetta[temp] > -0.001)) ||

((vectorBetta[temp] > 0) && (vectorBetta[temp] < 0.001))) {

vectorBetta[temp] = 0;

}

//cout << "vectorBetta[" << temp << "]= " << vectorBetta[temp]<< "\n\n"; temp++;

}

}

temp = 0;

for (int b = 0; b < countDop; b++)

{

for (int a = 0; a < countDop; a++) {

vectorTetta2[temp] = (atan((vector_c [b] * cos(2.0 *PI*(vib2 -1 )/NUMBER)-vector_b[a]*cos(2.0*PI* (vib3 - 1)/NUMBER))/(vector_b [a] * sin(2.0*PI* (vib3 -1)/NUMBER)-vector_c [b] * sin(2.0 *PI*(vib2-1)/NUMBER))))*RAD;

if (((vectorTetta2[temp] < 0) && (vectorTetta2[temp] > -0.001)) ||

((vectorTetta2[temp] > 0) && (vectorTetta2[temp] < 0.001))) {

vectorTetta2[temp] = 0;

//cout << "vectorTetta2[" << temp << "]= " << vectorTetta2[temp] << "\n"; vectorBetta2[temp] = acos((vector_c[b]*lyambda)/(2*PI*R*cos((2.0 * PI * (vib3-1) / NUMBER) - vectorTetta2[temp]/RAD))/RAD)*RAD;

if (((vectorBetta2[temp] < 0) && (vectorBetta2[temp] > -0.001)) ||

((vectorBetta2[temp] > 0) && (vectorBetta2[temp] < 0.001))) {

vectorBetta2[temp] = 0;

}

cout<<" vectorTetta["<<temp<<"]= "<<vectorTetta[temp]<<"

vectorTetta2["<<temp<<"]= "<<vectorTetta2[temp]<<"\n";

cout<<" vectorBetta["<<temp<<"]= "<<vectorBetta[temp]<<"

vectorBetta2["<<temp<<"]= "<<vectorBetta2[temp]<<" \n";

//cout << "vectorBetta2[" << temp << "]= " << vectorBetta2[temp]<<

"\n\n";

temp++;

}

}

double new_Te[temp]; double new_Te2[temp]; double new_Be[temp]; double new_Be2[temp]; int index;

for (unsigned int z = 0; z < temp; z++)

{

new_Te [z]=nearbyint(vectorTetta[z] * 1000)/1000; new_Te2 [z]=nearbyint(vectorTetta2 [z] *1000)/1000; new_Be[z]=nearbyint(vectorBetta[z] * 1000)/1000; new_Be2[z]=nearbyint(vectorBetta2[z]*1000)/1000;

for (unsigned int z = 0; z < temp; z++)

{

if((new_Te[z]==new_Te2[z])&&(new_Be[z]==new_Be2[z])) {

index=z;

соиК<"###Совпадение обнаружено под индексом "<<z<<" фазы

работоспособных вибраторов приведены ниже###"; }

}

new_a= 2.0 * PI * R / lyambda * cos((double)new_Be[index]/RAD) * cos(2.0 * PI * (vib1 - 1) / NUMBER - new_Te[index]/RAD)*RAD;

new_b= 2.0 * PI * R / lyambda * cos((double)new_Be[index]/RAD) * cos(2.0 * PI * (vib2 - 1) / NUMBER - new_Te[index]/RAD)*RAD;

new_c= 2.0 * PI * R / lyambda * cos((double)new_Be[index]/RAD) * cos(2.0 * PI * (vib3 - 1) / NUMBER - new_Te[index]/RAD)*RAD;

cout<<"\nnew_a= "<<new_a<<"\nnew_b= "<<new_b<<"\nnew_c= "<<new_c<<endl;

cout << "^Введите любое число для завершения программы^"; system("pause"); return 0;

}